熱塑性聚氨酯（TPU）是一種耐磨、耐撕裂、止滑性能優(yōu)異的熱塑彈性體材料，廣泛應(yīng)用于鞋材領(lǐng)域。不但適合制作運動鞋中底和內(nèi)底，還適合用于抗反復(fù)沖擊、運動防護(hù)、阻尼、家居用品、低載荷免充氣輪胎等多個領(lǐng)域。
2007年，德國巴斯夫公司以TPU樹脂為原料，采用物理發(fā)泡技術(shù)，成功開發(fā)了非交聯(lián)TPU發(fā)泡珠粒材料（ETPU）。
TPU(熱塑性聚氨酯彈性體)與E-TPU(爆米花)的區(qū)別TPU形成及組合多樣性、品種繁多，有混煉型、澆鑄型和熱塑型，化學(xué)結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，而且性能各異，如聚酯型TPU的力學(xué)性能高、耐油性好，但耐水性較差;聚醚型TPU的耐低溫性及耐水性優(yōu)于聚酯型，但耐油性、力學(xué)性能卻比聚酯型差些。總的來說均具有良好的物理綜合性能，其性能介于一般橡膠和熱塑性塑料之間。
1、TPU的性能TPU形成及組合多樣性、品種繁多，有混煉型、澆鑄型和熱塑型，化學(xué)結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，而且性能各異，如聚酯型TPU的力學(xué)性能高、耐油性好，但耐水性較差;聚醚型TPU的耐低溫性及耐水性優(yōu)于聚酯型，但耐油性、力學(xué)性能卻比聚酯型差些。總的來說均具有良好的物理綜合性能，其性能介于一般橡膠和熱塑性塑料之間。TPU一般分為混煉型、澆鑄型和熱塑型。TPU是嵌段共聚物，硬段與軟段的組分比例決定TPU的性能。硬段對模量、硬度和撕裂強度有特殊的作用，而軟段則主要影響制品的彈性及低溫性能。TPU具有優(yōu)異的柔軟性和回彈性，可從很軟到很硬，從柔曲性很好到剛性很大，或者從能吸水分的親水型式到排斥水的憎水型，并在較寬的硬度范圍內(nèi)(邵氏A10-D75)保持較高的彈性，在相同硬度下比其他彈性體承載能力高。2、TPU的優(yōu)點TPU具有優(yōu)良的耐磨性，其耐磨性是天然橡膠的2-10倍;斷裂伸長率高達(dá)600%~800%，比天然橡膠高出300%。TPU的抗沖擊強度比較高，密度為1.14-1.22g/cm3，抗張強度30-65MPa，酯類TPU略高于醚類TPU;熱性能也較高，長期使用溫度在-50-90℃下還表現(xiàn)出其良好的柔軟彈性。TPU耐化學(xué)性、耐油性、耐輻射、耐氧性、耐臭氧性、耐疲勞性及抗振性良好，耐熱性也比較高，而模塑和加工成本低。與金屬材料相比，TPU制品具有重量輕、噪音低、耐磨耗、加工費用低及耐腐蝕等優(yōu)點;與塑料相比，TPU具有不發(fā)脆、彈性記憶、耐磨等優(yōu)點;與橡膠相比，TPU具有耐磨、耐切割、耐撕裂、高承載性、可灌封、可澆注、硬度范圍廣等優(yōu)點。TPU耐候比較差，在太陽光下易發(fā)生老化降解，因此在加工中應(yīng)添加抗氧劑及光穩(wěn)定劑。E-TPUE-TPU被叫做爆米花，屬于熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)加工后的產(chǎn)品，一方面跟它的結(jié)構(gòu)像爆米花有關(guān)，另一方面跟發(fā)泡工藝有關(guān)。而目前鞋用E-TPU發(fā)泡工藝基本仍以間歇式釜式發(fā)泡。關(guān)于間歇式釜壓發(fā)泡，它又分兩種方法：一是分步升溫法，二是快速泄壓法。其中快速泄壓法跟一種老式爆米花機做爆米花的工藝相似。 ETPU鞋材具有優(yōu)異的回彈性、極低的壓縮永久形變、良好的穿著感，加工過程環(huán)保、高效，受到市場的廣泛追捧，2015年Boost跑鞋市場銷售量達(dá)到1000萬雙。
TPU爆米花顆粒的制備通常有兩條路線，一個是高壓釜，通過物理或者化學(xué)的方法，在高壓的氛圍生產(chǎn)出爆米花顆粒，這里技術(shù)關(guān)鍵在于穩(wěn)定性；還有一個是連續(xù)擠出，水下發(fā)泡，通過超臨界或者高壓流體的方式，在材料在擠出口模的時候發(fā)泡，這個難度更加大。以上兩個方法均有很多的know how。爆米花顆粒生產(chǎn)之后，就是成型，成型主要考慮的是壓力，蒸汽均勻性，模具，由于跟EPP成型有相似性，所以不少企業(yè)投入這個成型研究。
ETPU制備和成型：需要解決一個系統(tǒng)工程，制備工藝較為復(fù)雜，如下圖所示：
選用爆米花材料專用料槍； 選擇雙系統(tǒng)高低壓入料方式； 模具設(shè)計合理的進(jìn)料位置； 輸料管保持通暢； 更換優(yōu)質(zhì)原材料。一般的聚氨酯發(fā)泡工藝分為如下三種：一、預(yù)聚體法
預(yù)聚體法發(fā)泡工藝是將（白料）和（黑料）先制成預(yù)聚體，然后在預(yù)聚體中加入水、催化劑、表面活性劑、其他添加劑等在高速攪拌下混合進(jìn)行發(fā)泡，固化后在一定溫度下熟化即可。
二、半預(yù)聚體法
半預(yù)聚體法的發(fā)泡工藝是將部分聚醚多元醇（白料）和二異氰酸酯（黑料）先制成預(yù)聚體，然后將另一部分的聚醚或聚酯多元醇和二異氰酸酯、水、催化劑、表面活性劑、其他添加劑等加入，在高速攪拌下混合進(jìn)行發(fā)泡。三、一步發(fā)泡工藝
將聚醚或聚酯多元醇（白料）和多異氰酸酯（黑料）、水、催化劑、表面活性劑、發(fā)泡劑、其他添加劑等原料一步加入，在高速攪拌下混合后進(jìn)行發(fā)泡。一步發(fā)泡工藝是目前普遍采用的工藝。另外還有手工發(fā)泡法，那是簡便的方法，將所有原料準(zhǔn)確稱量后，置于一個容器中，然后立即將這些原料混合均勻，注入模具或需要充填泡沫塑料的空間中即可。注意：稱量時一定要將多異氰酸酯（黑料）后稱入。
