روش های سنتز TPU را می توان بر اساس وجود یا عدم وجود حلال به دو دسته تقسیم کرد: پلیمریزاسیون حجیم بدون حلال و پلیمریزاسیون محلول مبتنی بر حلال. پلیمریزاسیون توده ای را می توان با توجه به مراحل واکنش به روش های یک مرحله ای و پیش پلیمری تقسیم کرد. روش یک مرحله ای شامل مخلوط کردن دیول های الیگومر، دی ایزوسیانات ها و گسترش دهنده های زنجیره ای به طور همزمان برای تشکیل است. فرآیند یک مرحله ای ساده و آسان برای کار است، اما گرمای واکنش آن به سختی حذف می شود و واکنش های جانبی مستعد رخ دادن هستند. یک الاستومر پلی اورتان ترموپلاستیک مبتنی بر پلی استر با استفاده از روش یک مرحله ای سنتز شد. ابتدا مقدار فرمول پلیال پلی استر و توسعهدهنده زنجیره، بوتاندیول، در راکتور وزن شده و تا دمای ۱۲۰ درجه برای آبگیری در خلاء حرارت داده شد. به سرعت گرم شده را اضافه کرده و به سرعت به طور یکنواخت هم بزنید، آن را در ظرف از قبل گرم شده بریزید، با جاروبرقی در دمای 120 درجه بپزید و سپس تا 100 درجه خنک کنید تا یک محصول پلی اورتان شفاف زرد روشن به دست آید. سپس آن را روی یک پرس صاف به صورت قطعات آزمایشی فشار دهید و TPU آماده شده دارای خواص مکانیکی و میرایی بالایی است.
روش پیش پلیمری شامل واکنش الیگومرهای دیول ها و دی ایزوسیانات ها و به دنبال آن سنتز با گسترش دهنده زنجیر خشک تحت مقدار کمی از شرایط کاتالیزور است. فرآیند روش پیش پلیمر در تولید پیچیده است، انرژی زیادی مصرف می کند و ویسکوزیته پیش پلیمر تولید شده بالا است که باعث افزایش سختی عملیات فرآیند می شود. با این حال، پیش پلیمر واکنش های جانبی کمتری دارد و محصول به دست آمده بهتر از روش یک مرحله ای عمل می کند.
با توجه به تداوم فرآیند واکنش، می توان آن را به روش متناوب و روش پیوسته تقسیم کرد. تجهیزات تولید متداول برای روش متناوب شامل تجهیزات ریختن خودکار، کوره های پخت، چکش های خرد کن، اکسترودرها و غیره است که دارای راندمان تولید پایین، کیفیت محصول ناهموار و مناسب برای تولید در مقیاس بزرگ نیستند. از این رو فرآیندها و تجهیزات تولید مستمر هم در داخل و هم در سطح بین المللی مورد مطالعه قرار گرفته است. تجهیزات روش پیوسته یک خط تولید اکستروژن واکنش است که عمدتاً شامل مخازن ذخیره مواد خام، ماشین های ریختن، اکسترودرهای دو پیچ موازی، گرانولاتورهای زیر آب، تجهیزات جداسازی و خشک کردن و تجهیزات بسته بندی است. روش اکستروژن واکنش پیوسته دو پیچ در حال حاضر فرآیند تولید اصلی است، با راندمان تولید بالا و کیفیت محصول پایدار، مناسب برای تولید در مقیاس بزرگ. می توان از آن برای پوشش ها، الاستومرها و چسب ها استفاده کرد.