作为弹性体是介于橡胶和塑料之间的一种材料，弹性体的硬度范围很宽，性能范围很宽，所以应用范围广泛。
TPU硬度通常用邵尔A和邵尔D硬度计测定，邵尔A用于比较软的TPU，邵尔D用于较硬的TPU。硬度主要由TPU结构中的硬段含量来决定，硬段含量越高，TPU的硬度就会随之上升。硬度上升后，TPU的其他性能也会发生改变，拉伸模量和撕裂强度增加，刚性和压缩应力（负荷能力）增加，伸长率降低，密度和动态生热增加，耐环境性能增加。
高刚性TPU的硬度与温度存在一定关系，从室温冷却降温至突变温度（-4~-12℃），硬度无明显变化；在突变温度下，TPU硬度突然增加而变得很硬并失去弹性，这是由于软段结晶作用的结果。
随着高刚性TPU硬度的增加，定伸应力迅速增加，伸长率下降，这主要是由于硬段含量增加的结果。硬段含量高，其所形成硬段相越易形成次晶或结晶结构增加了物理交联的数量而限制材料变形。若使材料变形必须提高应力，从而提高了定伸应力，同时伸长率下降。
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