塑料 模塑和挤出用热塑性聚氨酯 第3部分：用于区分聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯的测定方法-编制说明

1任务来源

根据国标委发[2023]58号《国家标准化管理委员会关于下达2023年第三批推

荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知》，国家标准《塑料模塑和挤

出用热塑性聚氨酯第3部分：用于区分聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯的测定方

法》由全国塑料标准化技术委员会归口，美瑞新材料股份有限公司（以下简称美

瑞新材）、黎明化工研究设计院有限责任公司（以下简称黎明院）为主要起草单

位，该项目计划编号为20231283-T-606，项目周期16个月。

2制定标准的目的和意义

热塑性聚氨酯（TPU）是由异氰酸酯、聚醚或聚酯多元醇、扩链剂为主要成

分构成的嵌段共聚体。作为性能优良的弹性体，热塑性聚氨酯的下游产品方向非

常广泛，在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等各个领域都得到了广泛应用。

常见的TPU又分两种类型：聚醚型TPU和聚酯型TPU。根据产品应用的不同要

求，需要选用不同类型的TPU。通常，聚酯型TPU具有较好的拉伸性能、挠曲性能、

耐磨损性能以及耐溶剂性能，不易氧化和耐高温等特点，主要用于包胶、鞋材、

同步带、管材、滚轮、线缆、汽车配件、密封件等产品的生产；聚醚型TPU具有

高强度、耐水解和高回弹性，且低温性能好，主要用于电线电缆、薄膜、水带、

管材、3C产品护套、动物耳标、体育用品及医疗用品的加工生产。

聚酯型TPU内的酯基与聚醚型TPU内的醚基极性不同、分子结构存在差异、分

子间作用力差异、结晶性能差异，通常会导致两者混合后出现分层现象，兼容性

较差。混合加工后，还可能导致各项物理性能大幅度下降。尤其是不能用于加工

特别透明的配件，在大批量的生产中亦会有很大难度。因此，建立用于区分酯基

TPU与醚基TPU的测定方法具有重要意义。

3国内外标准情况调研

经查新，目前国内尚无与《塑料模塑和挤出用热塑性聚氨酯第3部分：用

于区分聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯的测定方法》相关的国家标准和行业标准。

对聚酯型TPU和聚醚型TPU进行区分的测定方法在行业中有重要的应用，本项目

的制定可填补该领域测试方法的空白，进而促进并完善我国热塑性聚氨酯行业的

发展。

本标准修改采用ISO16365-3：2014《塑料模塑和挤出用热塑性聚氨酯

第3部分：通过测定酯基含量区分醚基聚氨酯和酯基聚氨酯》。

4主要工作过程

4.1第一阶段（起草阶段）

2023年11月任务下达后，全国塑料标准化技术委员会聚氨酯塑料分技术委

员会（以下简称全国塑标委聚氨酯分委会）秘书处匙丹丹对全国TPU生产厂家进

行了初步的调研，成立了以美瑞新材为组长，黎明院、万华化学集团股份有限公

司（以下简称万华化学）、旭川化学（苏州）有限公司（以下简称旭川化学）、浙

江禾欣科技有限公司（以下简称禾欣科技）、山东一诺威聚氨酯股份有限公司（以

下简称一诺威聚氨酯）等为组员的标准编制组。标准编制组查阅了国内外相关资

料，确立了本标准的主题框架及主要技术内容，按照GB/T1.1-2020《标准化工

作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的编写要求，于2023年12

月初形成了标准草案稿。

4.2第二阶段（征求意见阶段）

2023年12月6日～8日，全国塑标委聚氨酯分委会在洛阳召开年会，美瑞

新材、黎明院、万华化学、旭川化学、禾欣科技、一诺威聚氨酯等单位代表参加

标准草案稿的讨论。2023年12月中旬～2024年1月初，全国塑标委聚氨酯分委

会秘书处匙丹丹制定了验证方案，于2024年1月4日发至微信验证群，组织相

关单位进行验证试验。根据初步反馈的验证结果，对验证方案进行了调整，将调

整内容于2024年5月14日发送至微信验证群。截止至6月初，参与验证并进行

有效数据反馈的单位有美瑞新材（李娜）、一诺威聚氨酯（张丽）、旭川化学（陈

佩佩）、禾欣科技（徐金芳）、万华化学（梁晓敏）。根据最终反馈的验证数据，

美瑞新材李娜、标委会匙丹丹对数据进行了整理及分析，于2024年6月中旬完

成了征求意见稿。

4.3第三阶段（送审阶段）

4.4第四阶段（报批阶段）

5主要技术内容的确定原则与验证

5.1主要技术内容的确定原则

本标准修改采用ISO16365-3：2014《塑料模塑和挤出用热塑性聚氨酯

第3部分：通过测定酯基含量区分醚基聚氨酯和酯基聚氨酯》。该ISO标准中列

出的化学滴定法优点为成本低，便于中小厂家应用，缺点是耗时长，重复性差（不

影响定性）；目前国内厂家使用的红外光谱法优点为准确度高，重复性好，缺点

是分析检测的成本高。考虑到国内外的不同情况及两种方法的特点，本标准对化

学滴定法中的水解时间进行了优化，并增加了红外光谱法，且规定红外光谱法为

仲裁法。这两种方法均为定性方法，故只对这两种方法的准确性进行了验证，未

对这两方法的精密度进行验证。因增加了新的方法，故本标准的题目更改为《塑

料模塑和挤出用热塑性聚氨酯第3部分：用于区分聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨

酯的测定方法》。

5.2验证试验

5.2.1化学滴定法

5.2.1.1水解时间优化验证

ISO16365-3：2014中规定样品溶解15min后需要水解5h，水解时间长，检测

效率低，本部分试验对聚醚型TPU和聚酯型TPU分别在不同水解时间

（1h/2h/3h/4h/5h）下的酯含量进行测定，具体测定结果见表3。

表3两种类型TPU在不同水解时间下酯含量的测定结果

TPU样品酯含量/（mgKOH•g-1）

备注

类型批号1h2h3h4h4.5h5h

M161.3410.2512.6817.62/15.87

M222.219.346.865.88/3.30美瑞新材

M346.6017.5818.3115.95/12.63

聚醚

XCT-917529.6740.5148.9846.3659.2633.08旭川化学

型

聚醚85A-14.8412.932.04-10.38/6.48万华化学

样品3-12.7216.5723.6024.62/-11.59禾欣科技

E1397.97349.21354.39346.85/336.92

E2456.36396.18402.73405.29/393.61美瑞新材

E3420.19357.14349.89362.91/367.17

聚酯XCT-2490W3340.44350.11363.18385.57392.73344.81

旭川化学

型XCT-1195W5308.07325.69337.24337.44347.8354.89

聚酯95A293.74294.67290.18283.48270.29258.38万华化学

样品1183.14224.25239.41273.24/278.36

禾欣科技

样品2376.04388.32393.48406.41/406.06

由表3中的数据可以看出，两种类型的TPU酯含量在不同的水解时间下，呈现

无规律的测定结果，酯含量与水解时间并无良好的对应关系。因本方法为定性方

法，不需要准确定量，从检测效率方面考虑，可将水解时间尽量缩短；同时考虑

到在实际的验证过程中所有的样品均存在溶解不完全的状况，可能会对定性的准

确性有影响，水解时间也不宜过短。综上所述，本标准中将化学滴定法的水解时

间优化为2h。

由表3中的数据还可以看出，聚醚型TPU的酯含量均低于80mgKOH/g，聚酯型

TPU的酯含量均高于150mgKOH/g，可为定性的判定规则提供一定的参考。

5.2.1.2化学滴定法准确性的验证

ISO16365-3：2014中对化学滴定方法判定聚醚型TPU的规则规定为酯含量接

近于0mgKOH/g，在实际的相关验证中（可见表3数据），聚醚型TPU的酯含量均在

80mKOHg/g以下，聚酯型TPU的酯含量均在150mgKOH/g以上，为了更准确的表述判

定规则，本标准将判定规则规定为酯含量小于80mgKOH/g的样品为聚醚型TPU，酯

含量为80mgKOH/g～150mgKOH/g的样品为聚酯聚醚混合型TPU，酯含量大于

150mgKOH/g的样品为聚酯型TPU。

本部分验证由各厂家使用各自典型的样品进行两平行测定，由两平行测定的

算术平均值作为最终测定结果，具体数据见表4。

表4化学滴定法判定准确性的验证数据

TPU类酯含量/（mgKOH•g-1）

样品名称备注

型

12平均值

M48.9615.3912.18

M4-1-5.8910.232.17

M59.344.837.09美瑞新材

M5-2-10.312.07-4.12

聚醚M619.2712.8316.05

型牌号A-聚醚98A-12.14-12.73-12.44

牌号B-聚醚85A25.8420.3323.09万华化学

牌号C-聚醚95A17.269.8413.55

XCT-9175XC2T04220700120.4815.0417.76旭川化学

样品616.5719.3517.96禾欣科技

聚酯E4329.63362.57346.10

型E5409.29371.21390.25美瑞新材

E6346.32367.83357.08

牌号D-聚酯90A223.52219.39221.46万华化学

牌号E-聚酯95A225.78230.59228.19

牌号F-聚酯98A185.68176.62181.15

XCT-2490W3231000535T343.09358.78350.94

旭川化学

XCT-1195W524040019T323.60327.77325.69

样品4394.03402.43398.23

禾欣科技

样品5462.23482.02472.13

由表4中的数据可以看出，聚醚型TPU的酯含量为-12.44mgKOH/g～23.09

KOHmg/g，聚酯型TPU的酯含量为181.15mgKOH/g～472.13mgKOH/g，均符合本标

准中规定的区分聚醚型TPU与聚酯型TPU的判定规则。

5.2.2红外光谱法的验证

ISO16365-3：2014中未涉及红外光谱法，本标准为了适应国内的实际情况，

增加了对该方法的描述，该方法可快速的对聚酯型TPU、聚醚型TPU做定性分析，

具体描述如下：

1）原理

本方法使用衰减全反射法（ATR）对样品进行红外光谱扫描，所得试样红外

光谱图与特征吸收光谱进行比对，根据酯键（-COO-）和醚键（-C-O-C-）特征峰

的出峰位置来判断试样的类型。

2）仪器设备

红外光谱仪：傅立叶变换型或色散型，配有反射晶体（例如金刚石、ZnSe、

Ge）附件，波数范围为4000cm-1-450cm-1，光谱分辨率不低于4cm-1。

3）分析步骤

a)仪器准备

测试前，清洁晶体表面，并按照红外光谱仪说明书的要求进行仪器预热和自

检测试。

b)背景扫描

每次分析前对仪器执行一次背景扫描，以扣除空白值。

c)试样分析

将样品置于ATR晶体上，保证良好接触，记录光谱。

注：一些无机填料的存在可能遮盖聚合物的光谱，可通过特定条件下的化学

处理从表面清除掉。

d)光谱解析

对已知类型的样品，按照5.3规定的步骤进行红外扫描，得到的光谱图作为

标准参比光谱图，并配有特征吸收谱带表。因TPU的组成变化较多，附录A只给出

了典型的聚醚型TPU和聚酯型TPU的特征吸收谱带表和标准参比光谱图，其中，特

征吸收谱带只能与标准参比光谱图结合使用，其目的是确认主要的吸收谱带。因

试验条件和仪器特性的微小变化均可能引起光谱图的微小变化，故不同时间获得

的光谱图可能其峰高度和吸光度也不同。任何情况下，应考虑卤素存在对光谱解

析的影响。

对于未知样品的分析，应使用与扫描标准参比光谱图相同的红外光谱仪。按

照和标准参比光谱图相同的试验过程对未知样品进行红外扫描，获得样品的光谱

图，并根据测试情况对其进行基线校正、大气补偿、标峰等处理。用处理后的样

品光谱图与标准参比光谱图进行比对，在1070-1110cm-1处确认醚键C-O-C伸缩振

动，该样品为聚醚型TPU；在1700-1725cm-1处确认C=O伸缩振动，以及1110-1250

cm-1处确认C-O不对称伸缩振动，该样品为聚酯型TPU。

为了确认上述方法的准确性，由各参编单位使用各自的典型样品进行红外光

谱分析，聚醚型TPU光谱图见图1～图12，特征吸收谱带表见表A.1～表A.12；聚

酯型TPU光谱图见图13～图28，特征吸收谱带表见表A.13～表A.28。（特征吸收谱

带表待补充）

图1聚醚型TPU样品1的红外光谱图（美瑞新材）

图2聚醚型TPU样品2的红外光谱图（美瑞新材）

图3聚醚型TPU样品3的红外光谱图（美瑞新材）

图4聚醚TPU样品1的红外光谱图（一诺威聚氨酯）

图5聚醚TPU样品2的红外光谱图（一诺威聚氨酯）

图6聚醚TPU样品3的红外光谱图（一诺威聚氨酯）

图7聚醚TPU样品4的红外光谱图（一诺威聚氨酯）

图8聚醚TPU样品5的红外光谱图（一诺威聚氨酯）

图9聚醚TPU样品1的红外光谱图（旭川化学）

图10聚醚TPU样品2的红外光谱图（旭川化学）

图11聚醚TPU样品1的红外光谱图（万华化学）

图12聚醚TPU样品2的红外光谱图（万华化学）

由图1～图12可以看出，各厂家的聚醚型TPU的红外光谱图均在1070-1110

cm-1处确认有醚键C-O-C伸缩振动，符合本标准中规定的红外光谱法对聚醚型TPU

的判定规则。

图13聚酯TPU样品1的红外光谱图（美瑞新材）

图14聚酯TPU样品2的红外光谱图（美瑞新材）

图15聚酯TPU样品3的红外光谱图（美瑞新材）

图16聚酯TPU样品1的红外光谱图（一诺威聚氨酯）

图17聚酯TPU样品2的红外光谱图（一诺威聚氨酯）

图18聚酯TPU样品3的红外光谱图（一诺威聚氨酯）

图19聚酯TPU样品4的红外光谱图（一诺威聚氨酯）

图20聚酯TPU样品5的红外光谱图（一诺威聚氨酯）

图21聚酯TPU样品6的红外光谱图（一诺威聚氨酯）

图22聚酯TPU样品1的红外光谱图（旭川化学）

图23聚酯TPU样品2的红外光谱图（旭川化学）

图24聚酯TPU样品3的红外光谱图（旭川化学）

图25聚酯TPU样品4的红外光谱图（旭川化学）

图26聚酯TPU样品1的红外光谱图（万华化学）

图27聚酯TPU样品2的红外光谱图（万华化学）

图28聚酯TPU样品3的红外光谱图（万华化学）

由图13～图28可以看出，各厂家的聚酯型TPU的红外光谱图均在1700-1725

cm-1处确认C=O伸缩振动，以及1250-1110cm-1处确认C-O不对称伸缩振动，符合本

标准中规定的红外光谱法对聚酯型TPU的判定规则。

6标准中如果涉及专利，应有明确的知识产权说明

本标准不涉及专利问题。

7预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况

本标准描述了用于区分聚醚型TPU和聚酯型TPU的两种测定方法：化学滴定

法及红外光谱法。通过这两种方法可测定TPU中的酯基含量和氨酯基含量，判定

出TPU类型，从而能有效的避免两种类型的TPU在应用过程中混合使用，进一步

避免了由于混合加工而导致的产品各项物理性能大幅度下降问题的产生，对TPU

的应用具有重大意义。

本项目的制定可填补该领域测试方法的空白，进而促进并完善我国热塑性聚

氨酯行业的发展。

8与国际、国外对比情况

本标准修改采用ISO16365-3：2014。

本标准制定过程中未测试国外的样品。

本标准增加了红外光谱法，为国际先进水平。

9与现行相关法律、法规、规章和强制性标准的关系

本标准与现行法律、法规、规章和强制性标准协调一致。

10重大分歧意见的处理经过和依据

本标准制定过程中无重大分歧意见。

11标准性质的建议说明

本标准建议为推荐性标准。

12贯彻标准的要求和措施建议

建议本标准自发布之日起三个月后实施。

塑料模塑和挤出用热塑性聚氨酯第3部分：用于区

分聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯的测定方法

编制说明

（征求意见稿）

2024年6月

1任务来源

根据国标委发[2023]58号《国家标准化管理委员会关于下达2023年第三批推

荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知》，国家标准《塑料模塑和挤

出用热塑性聚氨酯第3部分：用于区分聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯的测定方

法》由全国塑料标准化技术委员会归口，美瑞新材料股份有限公司（以下简称美

瑞新材）、黎明化工研究设计院有限责任公司（以下简称黎明院）为主要起草单

位，该项目计划编号为20231283-T-606，项目周期16个月。

2制定标准的目的和意义

热塑性聚氨酯（TPU）是由异氰酸酯、聚醚或聚酯多元醇、扩链剂为主要成

分构成的嵌段共聚体。作为性能优良的弹性体，热塑性聚氨酯的下游产品方向非

常广泛，在日用品、体育用品、玩具、装饰材料等各个领域都得到了广泛应用。

常见的TPU又分两种类型：聚醚型TPU和聚酯型TPU。根据产品应用的不同要

求，需要选用不同类型的TPU。通常，聚酯型TPU具有较好的拉伸性能、挠曲性能、

耐磨损性能以及耐溶剂性能，不易氧化和耐高温等特点，主要用于包胶、鞋材、

同步带、管材、滚轮、线缆、汽车配件、密封件等产品的生产；聚醚型TPU具有

高强度、耐水解和高回弹性，且低温性能好，主要用于电线电缆、薄膜、水带、

管材、3C产品护套、动物耳标、体育用品及医疗用品的加工生产。

聚酯型TPU内的酯基与聚醚型TPU内的醚基极性不同、分子结构存在差异、分

子间作用力差异、结晶性能差异，通常会导致两者混合后出现分层现象，兼容性

较差。混合加工后，还可能导致各项物理性能大幅度下降。尤其是不能用于加工

特别透明的配件，在大批量的生产中亦会有很大难度。因此，建立用于区分酯基

TPU与醚基TPU的测定方法具有重要意义。

3国内外标准情况调研

经查新，目前国内尚无与《塑料模塑和挤出用热塑性聚氨酯第3部分：用

于区分聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯的测定方法》相关的国家标准和行业标准。

对聚酯型TPU和聚醚型TPU进行区分的测定方法在行业中有重要的应用，本项目

的制定可填补该领域测试方法的空白，进而促进并完善我国热塑性聚氨酯行业的

发展。

本标准修改采用ISO16365-3：2014《塑料模塑和挤出用热塑性聚氨酯

第3部分：通过测定酯基含量区分醚基聚氨酯和酯基聚氨酯》。

4主要工作过程

4.1第一阶段（起草阶段）

2023年11月任务下达后，全国塑料标准化技术委员会聚氨酯塑料分技术委

员会（以下简称全国塑标委聚氨酯分委会）秘书处匙丹丹对全国TPU生产厂家进

行了初步的调研，成立了以美瑞新材为组长，黎明院、万华化学集团股份有限公

司（以下简称万华化学）、旭川化学（苏州）有限公司（以下简称旭川化学）、浙

江禾欣科技有限公司（以下简称禾欣科技）、山东一诺威聚氨酯股份有限公司（以

下简称一诺威聚氨酯）等为组员的标准编制组。标准编制组查阅了国内外相关资

料，确立了本标准的主题框架及主要技术内容，按照GB/T1.1-2020《标准化工

作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的编写要求，于2023年12

月初形成了标准草案稿。

4.2第二阶段（征求意见阶段）

2023年12月6日～8日，全国塑标委聚氨酯分委会在洛阳召开年会，美瑞

新材、黎明院、万华化学、旭川化学、禾欣科技、一诺威聚氨酯等单位代表参加

标准草案稿的讨论。2023年12月中旬～2024年1月初，全国塑标委聚氨酯分委

会秘书处匙丹丹制定了验证方案，于2024年1月4日发至微信验证群，组织相

关单位进行验证试验。根据初步反馈的验证结果，对验证方案进行了调整，将调

整内容于2024年5月14日发送至微信验证群。截止至6月初，参与验证并进行

有效数据反馈的单位有美瑞新材（李娜）、一诺威聚氨酯（张丽）、旭川化学（陈

佩佩）、禾欣科技（徐金芳）、万华化学（梁晓敏）。根据最终反馈的验证数据，

美瑞新材李娜、标委会匙丹丹对数据进行了整理及分析，于2024年6月中旬完

成了征求意见稿。

4.3第三阶段（送审阶段）

4.4第四阶段（报批阶段）

5主要技术内容的确定原则与验证

5.1主要技术内容的确定原则

本标准修改采用ISO16365-3：2014《塑料模塑和挤出用热塑性聚氨酯

第3部分：通过测定酯基含量区分醚基聚氨酯和酯基聚氨酯》。该ISO标准中列

出的化学滴定法优点为成本低，便于中小厂家应用，缺点是耗时长，重复性差（不

影响定性）；目前国内厂家使用的红外光谱法优点为准确度高，重复性好，缺点

是分析检测的成本高。考虑到国内外的不同情况及两种方法的特点，本标准对化

学滴定法中的水解时间进行了优化，并增加了红外光谱法，且规定红外光谱法为

仲裁法。这两种方法均为定性方法，故只对这两种方法的准确性进行了验证，未

对这两方法的精密度进行验证。因增加了新的方法，故本标准的题目更改为《塑

料模塑和挤出用热塑性聚氨酯第3部分：用于区分聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨

酯的测定方法》。

5.2验证试验

5.2.1化学滴定法

5.2.1.1水解时间优化验证

ISO16365-3：2014中规定样品溶解15min后需要水解5h，水解时间长，检测

效率低，本部分试验对聚醚型TPU和聚酯型TPU分别在不同水解时间

（1h/2h/3h/4h/5h）下的酯含量进行测定，具体测定结果见表3。

表3两种类型TPU在不同水解时间下酯含量的测定结果

TPU样品酯含量/（mgKOH•g-1）

备注

类型批号1h2h3h4h4.5h5h

M161.3410.2512.6817.62/15.87

M222.219.346.865.88/3.30美瑞新材

M346.6017.5818.3115.95/12.63

聚醚

XCT-917529.6740.5148.9846.3659.2633.08旭川化学

型

聚醚85A-14.8412.932.04-10.38/6.48万华化学

样品3-12.7216.5723.6024.62/-11.59禾欣科技

E1397.97349.21354.39346.85/336.92

E2456.36396.18402.73405.29/393.61美瑞新材

E3420.19357.14349.89362.91/367.17

聚酯XCT-2490W3340.44350.11363.18385.57392.73344.81

旭川化学

型XCT-1195W5308.07325.69337.24337.44347.8354.89

聚酯95A293.74294.67290.18283.48270.29258.38万华化学

样品1183.14224.25239.41273.24/278.36