PU, TPU 완벽 정리｜폴리우레탄 구조, 폴리에스터계와 폴리에테르계 차이 및 소재 선정 가이드

PU와 TPU는 모두 우레탄 결합을 기반으로 하지만 원료 구성과 가교구조, 가공방식 및 적용 분야가 서로 다릅니다.

PU는 연질·경질 폼부터 접착제와 주형 엘라스토머까지 폭넓은 소재군을 의미하며, TPU는 이를 열가소성 방식으로 사출·압출할 수 있도록 설계한 엘라스토머입니다. 이번 글에서는 PU와 TPU의 구조·가공 차이, 폴리에스터계·폴리에테르계 TPU의 특성, 필름·호스·자동차 및 산업부품의 소재 선정 기준을 살펴보겠습니다.

PU와 TPU 차이｜폴리우레탄 구조와 가공방식

PU는 Polyurethane의 약자로 일반적으로 이소시아네이트와 폴리올의 반응으로 형성되는 고분자 소재군입니다. 원료의 관능기와 배합, 발포제 및 가교조건을 조절하면 연질 폼, 경질 단열 폼, 접착제, 코팅, 실란트와 주형 엘라스토머처럼 매우 다른 제품을 만들 수 있습니다. Huntsman은 PU를 경질·연질 폼, TPU, 코팅·접착제·실란트 및 엘라스토머에 적용되는 매우 폭넓은 소재군으로 설명합니다.

일반적인 열경화성 PU는 두 액상 성분을 혼합한 뒤 화학반응과 가교를 통해 최종 형상을 만듭니다. Covestro의 RIM 공정도 이소시아네이트와 폴리올을 금형 안에서 반응시켜 연질부터 고강성 부품까지 제조하는 방식입니다. 반응 후에는 일반 열가소성 수지처럼 다시 녹여 사출하기 어렵습니다.

TPU는 Thermoplastic Polyurethane의 약자로 연질 세그먼트와 우레탄계 경질 세그먼트가 반복되는 선형 또는 저가교 블록 구조를 갖습니다. 사용온도에서는 경질영역이 물리적 가교점 역할을 해 고무 탄성을 제공하고, 가열하면 용융돼 사출·압출·블로우성형과 필름 가공이 가능합니다. BASF는 Elastollan TPU의 주요 장점으로 높은 인장·인열강도, 내마모성, 복원력과 저온 유연성을 제시합니다. 

따라서 PU와 TPU의 차이는 단순히 단단함이나 부드러움이 아닙니다. PU는 반응성 원료를 현장에서 성형·경화하는 시스템까지 포함하는 넓은 개념이고, TPU는 펠릿 형태로 공급돼 열가소성 공정에서 반복 가열·성형할 수 있는 폴리우레탄 엘라스토머입니다.

또한 PU와 TPU는 모두 우레탄 결합을 포함하지만 소재의 구조와 가공방식은 분명히 다릅니다. PU는 폼·코팅·접착제·주형품처럼 반응과 경화를 통해 제조되는 폭넓은 소재군이고, TPU는 펠릿 형태로 공급돼 사출·압출·필름 성형이 가능한 열가소성 폴리우레탄입니다.

PU는 반응·경화형 소재군이고, TPU는 열가소성 가공성과 내마모성·유연성을 갖춘 폴리우레탄 엘라스토머입니다.

 

이미지에서 볼 수 있듯 TPU는 PU보다 항상 성능이 우수한 소재가 아니라, 생산공정과 적용 목적이 다른 소재입니다. PU는 폼·코팅·접착제와 두꺼운 주형품에 유리하고, TPU는 필름·호스·케이블·그립처럼 반복 사출·압출과 얇은 가공이 필요한 분야에 적합합니다. 실제 Grade 선정에서는 폴리에스터계·폴리에테르계 여부, 접촉유체, 내가수분해성, 마모조건과 가공 전 수분관리를 함께 확인해야 합니다.

비교 항목	일반 열경화성 PU	TPU
공급 형태	이액형 원료·프리폴리머·시스템	펠릿·분말
구조	화학적 가교 가능	경질영역의 물리적 가교
가공	주형·발포·RIM·코팅	사출·압출·필름·블로우
재용융	어려움	가능
대표 용도	폼·접착제·코팅·캐스트 부품	호스·필름·케이블·신발·벨트

폴리에스터계·폴리에테르계 TPU 차이｜내마모, 내유, 내가수분해성 비교

TPU는 연질 세그먼트에 사용하는 폴리올 종류에 따라 폴리에스터계, 폴리에테르계와 폴리카보네이트계 등으로 구분됩니다. Lubrizol의 ESTANE 제품군도 폴리에스터·폴리에테르 및 특수 TPU로 구성되며, Huntsman IROGRAN 역시 압출·사출용 폴리에스터계와 폴리에테르계 Grade를 운영합니다.

폴리에스터계 TPU는 일반적으로 인장강도, 인열강도, 내마모성과 오일·그리스·용제 저항에서 강점을 보입니다. 컨베이어벨트, 구동벨트, 신발 밑창과 산업용 롤러처럼 마찰·하중이 큰 부품에 적합합니다. Huntsman의 폴리에스터 IROGRAN Grade도 내마모성, 내유·내용제성과 저온특성을 주요 장점으로 제시합니다.

폴리에테르계 TPU는 물과 습기, 미생물 환경에 상대적으로 강하고 저온에서도 유연성을 유지하기 쉬워 공압·유압 튜브, 소방호스, 케이블, 의료·식품 관련 부품에 활용됩니다. BASF는 호스용 Elastollan의 내가수분해성·미생물 저항과 저온 유연성을 강조하며, Huntsman의 폴리에테르계 IROGRAN도 우수한 내가수분해·미생물 저항을 제시합니다.

구분	폴리에스터계 TPU	폴리에테르계 TPU
핵심 강점	내마모·기계강도·내유성	내가수분해·저온성·미생물 저항
주의점	고온다습 환경 장기 검증	일부 오일·내용제성 Grade 확인
주요 용도	벨트·롤러·밑창·기계부품	호스·튜브·케이블·필름
선정 핵심	마모·하중·유체	물·습도·저온·미생물

 

다만 폴리에스터와 폴리에테르라는 분류만으로 최종 성능을 단정해서는 안 됩니다. 경질 세그먼트 비율, 분자량, 가수분해 안정제, UV 안정제와 난연제에 따라 같은 계열 안에서도 물성이 크게 달라집니다. Covestro의 Desmopan 제품군 역시 내마모·저온·내화학·내후성 요구에 따라 세분화된 Grade를 제공합니다. 

TPU 필름, 호스, 자동차 부품용 소재 선정 가이드

TPU는 얇은 필름에서도 높은 인장·인열강도와 탄성을 확보할 수 있어 보호필름, 합성피혁, 섬유 라미네이션과 접착필름에 사용됩니다. Covestro는 Desmopan TPU를 방수 섬유·타포린·합성가죽에 적용하며 촉감, 내구성과 열가소성 재활용 가능성을 장점으로 소개합니다. BASF도 TPU의 안정적인 용융거동과 유동성을 활용해 균일한 필름과 시트를 가공할 수 있다고 설명합니다.

호스와 튜브에서는 내압뿐 아니라 굴곡피로, 꺾임, 내마모성과 접촉유체가 중요합니다. 공압튜브와 산업용 호스는 폴리에테르계 TPU가 유리한 경우가 많지만, 오일·그리스 접촉과 강한 마모가 핵심이면 폴리에스터계 또는 특수 Grade를 검토할 수 있습니다. Covestro의 호스용 Desmopan은 마모·인열·꺾임·오일·미생물·가수분해와 UV 환경을 함께 고려하도록 설계됩니다.

자동차와 산업부품에서는 케이블 피복, 부츠·벨로우, 씰, 벨트, 그립과 내장 표피 등에 적용됩니다. TPU는 고무 수준의 탄성과 열가소성 가공성을 함께 제공하지만, 장기 고온 압축이나 엔진오일·연료 접촉에서는 가황 NBR·HNBR·FKM보다 불리할 수 있어 실제 조건시험이 필요합니다.

실무자의 인사이트: "TPU 선정은 Shore 경도보다 폴리올 계열·접촉유체·가수분해·마모와 가공수분을 먼저 확인해야 합니다."

고객이 요구하는 “TPU 85A”만으로는 Grade를 선정할 수 없습니다. 같은 경도 85A라도 폴리에스터계와 폴리에테르계의 물·오일 저항이 다르고, MFR·용융강도와 결정화 거동에 따라 필름·압출·사출 적합성이 달라집니다.

또한 TPU는 흡습된 상태에서 고온 용융되면 가수분해에 의해 분자량과 기계적 물성이 낮아질 수 있으므로 제조사가 제시하는 건조조건과 체류시간을 지켜야 합니다. 실제 양산에서는 사용온도 → 물·오일·용제 접촉 → 마모·굴곡 → 요구 경도 → 투명성·UV → 가공방법 → 수분관리 → 기재 접착 → 원가와 공급 안정성 순으로 검토하는 것이 좋습니다.

자주 묻는 질문 (FAQ)

PU와 TPU는 같은 소재인가요?

TPU는 PU 계열에 포함되지만 열가소성 가공이 가능하도록 설계된 별도 소재군입니다. PU는 폼·접착제·코팅·열경화성 엘라스토머까지 포함하는 더 넓은 개념입니다.

TPU는 고무인가요, 플라스틱인가요?

고무 탄성을 가지면서 열을 가하면 녹여 성형할 수 있는 열가소성 엘라스토머입니다.

폴리에스터 TPU와 폴리에테르 TPU 중 무엇이 더 좋은가요?

절대적인 우열은 없습니다. 마모·강도·내유성이 중요하면 폴리에스터계가, 물·습도·저온성과 미생물 저항이 중요하면 폴리에테르계가 유리한 경우가 많습니다.

TPU는 왜 사출·압출 전에 건조해야 하나요?

수분이 고온 용융 과정에서 우레탄·에스터 결합의 가수분해를 촉진해 분자량, 강도와 표면 품질을 떨어뜨릴 수 있기 때문입니다.

TPU가 PVC나 고무를 바로 대체할 수 있나요?

가능한 용도가 있지만 단순 대체는 어렵습니다. TPU는 내마모·탄성·투명성과 가공성이 강점이지만 원가, 압축영구변형, 내열성과 특정 유체 저항을 실제 제품에서 검증해야 합니다.

함께 읽으면 좋은 글

• 「합성고무 심화 가이드｜천연고무 차이·SBR BR NBR EPDM CR 특징」
• 「NBR·HNBR 심화 가이드｜ACN 함량·내유성·내열성」
• 「EPDM 심화 가이드｜ENB·Mooney 점도와 웨더스트립 소재 선정」
• 「PVC 심화 가이드｜경질·연질 PVC와 HRTP」

참고문헌

1. TPU의 기계적 특성과 산업 적용
BASF, Elastollan Thermoplastic Polyurethane
TPU의 인장·인열강도, 내마모성, 복원력, 저온 유연성과 산업·자동차·전기전자·신발 적용을 설명합니다.

2. TPU 제품군과 내마모·내화학 특성
Covestro, Desmopan Thermoplastic Polyurethane
넓은 온도범위의 유연성, 내마모성·내유성·내용제성과 다양한 특수 Grade를 소개합니다.

3. 폴리에스터·폴리에테르 TPU 제품군
Lubrizol, ESTANE TPU
폴리에스터계·폴리에테르계 및 특수 TPU의 압출·사출·필름 적용 제품군을 제공합니다.

4. 산업용 호스·필름·씰 TPU
Huntsman, IROGRAN TPU
폴리에스터·폴리에테르 TPU의 호스, 튜브, 필름, 케이블과 기술부품 용도를 소개합니다.

5. PU 시스템의 구조와 가공방식
Huntsman·Covestro, Polyurethane Systems and RIM Technology
이소시아네이트와 폴리올 반응을 이용한 폼·코팅·접착제·열경화성 엘라스토머 및 RIM 공정을 설명합니다. (Huntsman Corporation)

 

최초 발행일: 2026년 9월 19일
최종 업데이트: 2026년 9월 19일