Els mètodes de síntesi de TPU es poden dividir en dues categories en funció de la presència o absència de dissolvents: polimerització a granel sense dissolvents i polimerització en solució basada en dissolvents. La polimerització a granel es pot dividir encara més en mètodes d'un sol pas i prepolímers segons els passos de reacció. El mètode d'un sol pas consisteix a barrejar diols d'oligòmers, diisocianats i extensors de cadena simultàniament per formar-los. El procés d'un sol pas és senzill i fàcil d'operar, però la seva calor de reacció és difícil d'eliminar i les reaccions secundaris són propenses a produir-se. Es va sintetitzar un elastòmer de poliuretà termoplàstic basat en polièster mitjançant un mètode d'un sol pas. En primer lloc, es va pesar en un reactor la quantitat de fórmula de poliol de polièster i estensor de cadena, butandiol, i es va escalfar a 120 graus per a la deshidratació al buit. Afegiu ràpidament el preescalfat i remeneu-lo ràpidament de manera uniforme, aboqueu-lo al recipient preescalfat, coure al buit a 120 graus i, a continuació, refredeu-lo a 100 graus per obtenir un producte de poliuretà translúcid de color groc clar. Després, premeu-lo en peces de prova en una premsa plana i el TPU preparat té propietats mecàniques i amortidores elevades.
El mètode del prepolímer implica la reacció de diols i diisocianats d'oligòmers, seguida de la síntesi amb un extensor de cadena seca sota una petita quantitat de condicions de catalitzador. El procés de producció del mètode del prepolímer és complex, consumeix molta energia i la viscositat del prepolímer produït és alta, la qual cosa augmenta la dificultat del funcionament del procés. Tanmateix, el prepolímer té menys reaccions secundaries i el producte resultant té un millor rendiment que el mètode d'un sol pas.
Segons la continuïtat del procés de reacció, es pot dividir en mètode intermitent i mètode continu. Els equips de producció d'ús habitual per a mètodes intermitents inclouen equips d'abocament automatitzats, forns de curat, martells de trituració, extrusores, etc., que tenen una baixa eficiència de producció, una qualitat del producte desigual i no són adequats per a la producció a gran escala. Per tant, s'han estudiat processos de producció i equips continus tant a nivell nacional com internacional. L'equip de mètode continu és una línia de producció d'extrusió de reacció, que inclou principalment dipòsits d'emmagatzematge de matèries primeres, màquines d'abocament, extrusores de doble cargol paral·leles, granuladors submarins, equips de separació i assecat i equips d'embalatge. El mètode d'extrusió de reacció contínua de doble cargol és actualment el procés de producció principal, amb una alta eficiència de producció i una qualitat de producte estable, adequat per a la producció a gran escala. Es pot utilitzar per a recobriments, elastòmers i adhesius.