TPU作為新型環(huán)保材料，處于產(chǎn)業(yè)成長期
TPU(熱塑性聚氨酯彈性體)是一種有機高分子合成材料，是軟鏈段(長鏈的低聚二醇)及硬鏈段(二異氰酸酯及擴鏈劑)所組成的含大量-NHCOO-基團的線型嵌段聚合物。分子結構中的軟硬段存在著極性的相溶性，通過對不同軟段和硬段的組合，可以形成不同功能用途的聚合物。TPU有很多分類方式，具體可見表1，其中普遍常見的劃分是分為聚酯型和聚醚型。
來源：天天化工網(wǎng)
TPU主要生產(chǎn)工藝包括有雙螺桿法、傳送帶法、間歇法等，其中目前國內外多采用雙螺桿連續(xù)生產(chǎn)工藝，因為該工藝操作簡單、工藝先進、反應速度快、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品穩(wěn)定性好，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
表2 TPU主要生產(chǎn)工藝對比
來源：《中國聚氯酯工業(yè)協(xié)會彈性體專業(yè)委員會2005年年會論文集》，華安證券研究所
TPU產(chǎn)能產(chǎn)量快速增長，下游消費穩(wěn)步擴張：從供應端看，2016-2020年中國TPU產(chǎn)能從64.1萬噸增長至99.5萬噸，年均復合增長率為11.6%;2016-2020年中國TPU產(chǎn)量從34.7萬噸增長至60.1萬噸，年均復合增長率為14.8%。近五年來中國TPU產(chǎn)能快速擴張，開工率也呈現(xiàn)上升的趨勢，由此可見TPU行業(yè)正處于產(chǎn)業(yè)生命周期的成長期，發(fā)展前景廣闊。從需求端看，TPU因其優(yōu)異的性能，應用領域從鞋類行業(yè)、合成革等低端市場不斷拓展到醫(yī)藥、航空、環(huán)保等高端市場，且在各個細分市場中逐步取代傳統(tǒng)材料成為主流選擇，下游需求量穩(wěn)步增長，2016-2020年年均復合增長率為11.7%。
圖1 2016-2020年中國TPU產(chǎn)能、產(chǎn)量和開工率情況
圖2 2016-2020年中國TPU消費量 數(shù)據(jù)來源：天天化工網(wǎng)
數(shù)據(jù)來源：天天化工網(wǎng)
TPU性能優(yōu)異，在醫(yī)用領域應用前景廣闊
TPU作為新型環(huán)保材料，是傳統(tǒng)醫(yī)用材料(PVC、EVA、TPE和硅橡膠)最佳的替代材料。從材料質量角度來看，TPU的強度明顯高于PVC和其他替代材料，能夠制成抗內壓強度更高的薄壁導管和醫(yī)療袋。使用TPU制作的醫(yī)療器械結構不僅更耐用，用料更少，而且制成的醫(yī)療器械在頻繁使用的醫(yī)院環(huán)境中損壞的可能性也更低。而TPU在人體內使用時會變軟，這種插入人體前具有足夠硬度，而進入人體后變得柔韌的特性可確?；颊吒杏X舒適。
與PVC相比，TPU不需要通過增塑劑來獲得柔韌性，因此不存在鄰苯二甲酸酯從醫(yī)療器械遷移到藥液或人體的風險;與EVA相比，TPU具有更好的透明度與美觀程度;與TPE相比，TPU更加耐彎折、易于粘結、更易于與其他材料共擠、生物穩(wěn)定性及兼容性更好;與硅橡膠相比，TPU具有更加優(yōu)異的機械性能與加工性能，同樣強度壁厚可以更薄，減少病患痛苦。
總體來說，TPU具有更加優(yōu)良的生物相容性和穩(wěn)定性、優(yōu)異的抗血栓性能、設計自由度大、機械強度好、加工成型容易、粘附性好、抗摩擦、抗彎性能優(yōu)良，且TPU材料不含增塑劑，因此不存在鄰苯二甲酸酯從醫(yī)療器械遷移到藥液或人體的風險。TPU在醫(yī)學領域的用途多種多樣，主要產(chǎn)品有人工心臟輔助裝置、醫(yī)用血管、醫(yī)用薄膜、醫(yī)療聚氨酯繃帶、人造皮等。醫(yī)用TPU靈活性、耐磨性、相容性高，不變形，無過敏反應，具有良好的血液相容性，并且不影響血液成分。
人工心臟輔助裝置：人工心臟輔助裝置因其作用位置關鍵，所以對其性能和制作材料有著非常嚴苛的要求，比如不損傷血細胞成分，不產(chǎn)生毒素和過敏反應，不會引起有害的免疫反應，不釋放電解質，沒有損害鄰近組織。而TPU比起天然橡膠、硅膠具有很多性能優(yōu)勢，如血液相容性和耐久性。
醫(yī)用導管：TPU具有機械穩(wěn)定性、生物相容性和彈性，也常被用作制備醫(yī)療導管類用具，如輸液管、人造導管等。光學纖維胃鏡的重要組成部分胃鏡軟管有很高的性能要求，足夠的彈性和柔韌性且無毒副作用，導管直徑大小一致，沒有彎曲和變形，導管的表面需要光滑，而TPU制作的胃鏡管正好符合上述要求。TPU在人體內使用時會變軟，這種插入人體前具有足夠硬度，而進入人體后變得柔韌的特性可確保患者感覺舒適。TPU氣管插管輕巧靈活，便于臨床使用，患者活動自如舒適，可防止輻射對人體的傷害，有利于治療和診斷，可取代金屬氣管插管，是世界上較先進的醫(yī)療器械之一。
醫(yī)用薄膜：傳統(tǒng)的PE、PVC薄膜具有防水、防液體滲液的優(yōu)點。它們在傷口敷料和外科手術等醫(yī)療保護中非常流行，但是它存在不能及時排出人體新陳代謝產(chǎn)生的汗液的缺陷，導致熱、冷、濕等不適感。因此，迫切需要一種新型的醫(yī)用薄膜來替代這類產(chǎn)品。在聚氨酯彈性體薄膜表面進行壓敏粘合劑的噴涂可以制作聚氨酯彈性體醫(yī)用薄膜，與傳統(tǒng)的PE和PVC醫(yī)用薄膜相比，TPU醫(yī)用薄膜具有輕柔、皮膚親和性好、彈性高、透濕性強、100%防水等特點，可有效防止手術時薄膜脫落。TPU醫(yī)用薄膜還可以抑制各種病菌在手術過程中轉移，如骨科手術、心臟瓣膜置換、靜脈留置針、腹部、胸腔插管，治療脊髓液分流手術等，可明顯降低感染率。還有一種防水抗菌醫(yī)用聚氨酯彈性體，制成的醫(yī)用防護手套具有良好的力學性能、防水性和透氣性，能夠抵抗革蘭氏陽性和陰性細菌的侵襲。
醫(yī)療聚氨酯繃帶：通常骨折治療會采用石膏繃帶固定，但石膏繃帶密度大、負重高、不透氣、不透X射線、固化時間長以及易斷裂，給治療帶來諸多不便。而醫(yī)療聚氨酯繃帶最大的優(yōu)點就是塑形好、易于操作、透X射線等，可用于對殘肢的塑形、定型、取型及矯形器的輔助用具等方面。國外90%骨折病人都選用醫(yī)療聚氨酯繃帶固定，而我國使用醫(yī)療聚氨酯繃帶固定的骨折病人還不到十分之一，因此醫(yī)療聚氨酯繃帶是未來增長潛力巨大的一種骨科耗材。
醫(yī)用人造皮：人造皮可以由TPU泡沫進行制作，因其性能具有優(yōu)良的透氣性，還可以加速表皮的生長，避免傷害部位的水分還有無機鹽的流逝，還可以避免細菌感染。天然乳膠常被用來制作醫(yī)用手套，但某些使用者可能會對乳膠產(chǎn)生過敏反應。而TPU可以通過調整分子結構制成醫(yī)用手套，因此TPU作為醫(yī)用手套的新原料，可以代替原來使用天然乳膠制成的醫(yī)用手套。TPU醫(yī)用手套具有很多優(yōu)勢，如不容易老化，也不易產(chǎn)生過敏反應，更加貼近皮膚。
