Metode sinteze TPU-a mogu se podijeliti u dvije kategorije na temelju prisutnosti ili odsutnosti otapala: masovna polimerizacija bez otapala i polimerizacija otopine na temelju otapala. Polimerizacija u masi može se dalje podijeliti na jednostupanjske i pretpolimerne metode prema reakcijskim koracima. Metoda u jednom koraku uključuje istovremeno miješanje oligomer diola, diizocijanata i produživača lanca kako bi se formirao. Proces u jednom koraku je jednostavan i lagan za rukovanje, ali njegovu reakcijsku toplinu je teško eliminirati i sklone su nuspojave. Termoplastični poliuretanski elastomer na bazi poliestera sintetiziran je metodom u jednom koraku. Prvo, količina formule poliesterskog poliola i produživača lanca, butandiola, izvagani su u reaktoru i zagrijani na 120 stupnjeva za vakuumsku dehidraciju. Brzo dodati prethodno zagrijano i brzo ravnomjerno promiješati, sipati u prethodno zagrijanu posudu, peći u vakuumu na 120 stupnjeva, a zatim ohladiti na 100 stupnjeva kako bi se dobio svijetložuti proziran poliuretanski proizvod. Nakon toga ga prešajte u ispitne komade na ravnoj preši, a pripremljeni TPU ima visoka mehanička i prigušna svojstva.
Prepolimerna metoda uključuje reakciju oligomernih diola i diizocijanata, nakon čega slijedi sinteza sa produživačem suhog lanca pod malom količinom uvjeta katalizatora. Proces predpolimerne metode u proizvodnji je složen, troši veliku energiju, a viskoznost proizvedenog predpolimera je visoka, što povećava težinu izvođenja procesa. Međutim, predpolimer ima manje nuspojava i dobiveni proizvod ima bolju izvedbu od metode u jednom koraku.
Prema kontinuitetu reakcijskog procesa, može se podijeliti na isprekidanu metodu i kontinuiranu metodu. Uobičajena proizvodna oprema za povremenu metodu uključuje automatiziranu opremu za izlijevanje, peći za sušenje, čekiće za drobljenje, ekstrudere itd., koji imaju nisku učinkovitost proizvodnje, neujednačenu kvalitetu proizvoda i nisu prikladni za proizvodnju velikih razmjera. Stoga su kontinuirani proizvodni procesi i oprema proučavani u zemlji i inozemstvu. Oprema kontinuirane metode je proizvodna linija reakcijske ekstruzije, koja uglavnom uključuje spremnike za skladištenje sirovina, strojeve za izlijevanje, paralelne dvopužne ekstrudere, podvodne granulatore, opremu za odvajanje i sušenje te opremu za pakiranje. Metoda kontinuirane reakcijske ekstruzije s dvostrukim vijkom trenutno je glavni proizvodni proces, s visokom učinkovitošću proizvodnje i stabilnom kvalitetom proizvoda, pogodan za proizvodnju velikih razmjera. Može se koristiti za premaze, elastomere i ljepila.