物理交聯TPU 在化學結構上與混煉型和澆注型聚氨酯彈性體不同，其分子一般都是線型的，幾乎不存在化學交聯，但會有一定的物理交聯。物理交聯是一種存在于分子鏈間、當遇熱或溶劑“連接點”可逆的一種狀態，雖然不是化學交聯但卻起類似化學交聯的作用。這種物理交聯的存在，使得它兼具交聯性聚氨酯材料的高強度、高耐磨等橡膠特性和線型材料的熱塑性能。
6.結晶性
分子鏈的結構規整，含極性及剛性基團越多的 TPU，分子之間的氫鍵越多，導致材料的結晶程度越高，力學性能也有所提高。TPU 材料的硬度、強度和軟化點隨著結晶程度的增加而增加，溶解性和斷裂伸長率（elongation，單位:%）則相應降低。對于某些應用，如 TPU
膠黏劑，要求結晶快，以獲得初粘力。某些熱塑性聚氨酯彈性體因結晶性高而易脫模。結晶TPU 材料經常由于折射光的各向異性而不透明。若在結晶 TPU 中引人少量支鏈或側基，會使材料結晶性下降，交聯密度增加到一定程度，軟段失去結晶性，整個 TPU 可由較堅硬的結晶態變為彈性較好的無定形態。當 TPU 被拉伸時，拉伸應力可使鏈段的規整性提高，導致結晶性增強，進而會提高材料的硬度，而使其回彈性變差。
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