自从一次偶然地在装有甲苯二异氰酸酯和聚酯多醇的反应器中加人水从而生成软质泡沫聚氨酯以来，材料科学家和设计师们就一直欣赏着聚氨酯的多功能性。作为一种聚合物树脂，它被广泛用作胶粘剂、涂料和弹性体；做成软质泡沫时，它成为汽车座位的常用材料；做成硬塑料时，它被模塑成电气零部件；它还可做成纤维，制造纺织品。然而，近年来聚氨酯又证明了它的刚度、硬度和密度性能足以胜任结构用途，其结果，复合材料制造商得以发挥聚氨酯固化迅速和比强度高的优点，使聚氨酯在以往由聚酯、乙烯基酯和环氧树脂主宰的工艺和用途中异军突起。
拉挤成型制品
拉挤工艺已被使用几十年来制造复合材料制品。早期的拉挤制品一般用单向玻璃纤维增强聚酯树脂或乙烯基酯树脂制成。后来，增强材料中加入了机织物和毡；基体方面也由于拉挤设备和树脂配方的突破，拉挤厂商得以操作粘度更高的环氧树脂。而更进一步，近年使用聚氨酯树脂来进行拉挤也实现了商业化。
位于美国的拜耳材料科学公司（简称BMS）在开发聚氨酯拉挤技术方面起到重要作用。该公司人士说，只需在标准拉挤设备上做两个改动就可进行聚氨酯拉挤。其一，需要一个计量/混合装置来控制双组分树脂中异氰酸酯和多元醇的比例，为此BMS已与设备制造商联手研发了一种计量装置；其二，大多数拉挤机组上的那种敞式湿树脂槽必须更换成一种与模具齐平安装的树脂注射箱，用此注射系统来适应聚氨酯更快的胶凝时间。
与聚酯或乙烯基酯拉挤制品相比，聚氨酯拉挤制品的强度有显著提高，成本也可能降低。在聚酯和乙烯基酯拉挤工艺中，常常在轴向纤维外还须增添玻璃布或毡来提高制品的横向强度，某些拉挤型材（例如窗框）的复杂形状要求使用4或5种不同的毡。而聚氨酯的强度和刚度比聚酯和乙烯基酯高2－5倍，从而使成型商常可取消玻璃布和毡而只用轴向无捻粗纱。这就大大减少了材料和劳力成本，并可以提高拉挤线速度。此外，在聚氨酯拉挤制品中的纤维含量可以高达 80％，而聚酯或乙烯基酯拉挤制品中的最大实际纤维含量为60％。由于纤维含量和制品强度高，拉挤制品可以做得更薄，因而重量更轻。
加拿大茵莱玻璃钢公司使用BMS公司的Buy－dur PUL品牌聚氨酯树脂来拉挤窗户构件，其玻纤含量达80％。该公司还拟制造全聚氨酯拉挤的窗户。为实现这一目标，该公司必须解决产品上漆的工艺问题。据称使油漆粘牢在含80％玻璃纤维的物体上非常困难。茵莱公司正与几家涂料厂商研制新的底漆和油漆。该公司称此举很值得努力，因为更高的玻璃纤维含量能使窗户达到商用防火等级，有助于聚氨酯窗户与铝窗竞争，开拓它在高层公寓和办公楼中的市场。
为尝试聚氨酯复合材料承载能力的极限，加拿大Conforce国际公司使用Bnydur PUL 2500聚氨酯来拉挤31.75mm厚、610mm宽的带肋板，用作远洋货运集装箱的底板。此底板在集装箱装卸货物时必须能够承受多辆卡车的重量。按有关规范要求，此用途板材须能在每一车轮处承受3629kg的负荷，而此产品的实际承载能力超过了7711kg。
在日本、德国等地使用了一种用长玻璃纤维和泡沫聚氨酯拉挤成型的铁路枕木。这种枕木看似木质枕木，据称它结合了天然产品和现代设计的诸多优点。由于有纤维增强，其抗压、抗拉、抗弯强度都很高，使用寿命比传统枕木长3倍多。它还具有优良的耐腐蚀、耐气候性能，热膨胀系数和导热率都很低。其生态性能也是一大优点，制造时不使用溶剂，使用后可以循环利用。拉挤成型工艺保证了材料均匀性，并可根据需要制成不同截面和长度的枕木不需为每种长度另制模具。这种枕木尤其适合在隧道、桥梁中应用。
缠绕成型制品
加拿大RS技术公司是制售复合材料电线杆的厂商，目前雇员110人。它使用拜耳材料科学公司的聚氨酯树脂原料配成专用配方，以E玻璃纤维为增强材料，采用专有的纤维缠绕工艺制造电线杆。这种电线杆品名为 RStandwh，已上市一年多。
聚氨酯复合材料的轻重量与纤维缠绕工艺相结合，致使RStandwh电线杆重量只有混凝土杆的十分之一，钢杆的四分之一木杆的一半，据称其比强度在电线杆中是最高的。
这种电线杆能承受普通电线杆不能承受的气候条件，它们经受了美国得克萨斯州飓风的直接冲击和斯堪的纳维亚冬天的严寒而依然挺立。在大多数气候条件下，其预期寿命长达125年，在最恶劣气候下最短寿命为的年。
RStandard电线杆采用独特的组合式设计，由缠绕成型的空心节段套接组成。各节段呈圆锥形，壁厚不超过12nun在运输时可以紧密套叠包装，节省运输空间。RStandard电线杆还可现场钻孔，安装爬梯之类，方便操作。杆的表面还很容易清洗。
RStandard电线杆可用作输电杆和配电杆，用于电网和通讯结构（无线网络和微波通讯系统）。
缠绕成型的聚氨酯玻璃钢制品还有耐腐蚀管道、水箱等基础设施用品。
长纤维注射成型制品
长纤维注射（缩写为LF）是聚氨酯复合材料的重大研发成果。它于1995年由德国克劳斯玛菲公司首先推出，另一家拥有LF专利的厂商是意大利康隆集团。
在LFI系统中，在微机控制的混合头上装有纤维切割机，把纤维切成规定长度（12.5－100mm）洞时，一台聚氨酯计量机把活性聚氨酯组分（异氰酸酯、多元醇）送到混合头，在此浸透玻璃纤维。一个机械手把混合头抬至模具上方，把混合料灌人被加热的模具。灌料完毕后，模具关闭并加压。一般经2－4分钟固化后，制件就可脱模。（实际上LFI工艺并非采用通常意义上的高压或低压注射来喂料人模，但成型商如此称谓，故在行业中沿用。）
作为较新的工艺，LFI是令人关注的成型方法。由于在LFI工艺中纤维和树脂被同时送人，故成型时间得以缩短。此外，LFI用的是无捻粗纱而不是布、毡或预成型体，所以原料成本更低。
汽车及其它车辆市场首先采用LFI聚氨酯来制造结构或半结构件，如车顶组件、厢式货车后门、重卡板材、公共汽车行李架、拖拉机罩和翼子板、推土机车身板等。在建筑业人LFI在住宅构件中具有很大潜力，如门的面板、空调室外机罩等。娱乐休闲方面也有用LFI制造冲浪船身、水疗舱的报道。
结构芯材
聚氨酯树脂除了用作结构复合材料的基体外，其硬质泡沫体还在日益增多的用途（造船、建筑、风能等）中用作玻璃纤维增强结构芯材的基体。美国芯材专业厂商Nida-Core公司现在就制售两种玻璃纤维增强硬质闭孔聚氨酯泡沫芯材产品，产品牌号分别为STO和SXO。
这些产品的制造方法是利用其专利设备把玻璃纤维植人聚氨酯泡沫板中。玻璃纤维（一般为E玻璃纤维）无捻粗纱从纱筒退出后连续植人板中而不切短。在STO产品中，玻璃纤维沿板的长度平行排列，从而提高纵向性能。在SXO产品中，玻璃纤维沿三个不同的轴向植人，在板中形成三维“金字塔”形或三角形。这就产生了准备向同性效应，使得纵向和横向的材料和力学性能相对均等。
STO和SXO芯材的目标用途是真空辅助树脂传递成型工艺。据介绍，能够在成型过程中承受一个大气压压力的最廉价泡沫材料就是硬质聚氨酯泡沫。
在制造夹芯复合材料时，STO和SXO芯材一般夹在玻璃布皮层之间，用不饱和聚酯或乙烯基酯树脂灌注。树脂流过芯材，进人纤维植人点，沿纤维流动，浸透纤维。
相关人士说，制造玻璃纤维增强硬质聚氨酯芯材的理念出自在冷藏车中改进夹芯板结构的需要。在冷藏车中用作绝热材料的低密度聚氨酯泡沫之剪切性能一般较差，需要植人加强件来加固与蒙皮的结合。这些加强件增加了材料和制造成本，并且形成了热旁路。而玻璃纤维增强聚氨酯芯材简化了结构洞时改善了绝热性能。
美国Kayco复合材料公司也制造玻璃纤维增强高密度聚氨酯板材，其商名为Kay-Cel。标准板材尺寸为 1.2m×2.4m，根据要求还可提供更大尺寸。板的厚度为12.7mm－50.8mm。每块板含有两层玻璃纤维无捻粗纱布，用聚氨酯泡沫灌注。聚氨酯泡沫的最低密度为20磅／立方英尺，最高密度为30磅／立方英尺。
Kay－Cel芯材主要用作船用夹芯复合材料的芯材，并且日益进人风能市场。据报它已用于50000多艘船艇，主要用于娓构架等必须承受高荷载的部位，至今未有失效的报道。Kay－Cel芯材具有类似木材的弯曲强度和压缩强度，同时具备耐水和不腐朽的优点。
Kay－Cel芯材可用于树脂传递成型或真空辅助树脂传递成型。典型的夹芯结构包含一层胶衣、一层用乙烯基酯或环氧树脂灌注的玻璃纤维、一层Kay－Cel芯材和另一层树脂灌注的玻璃纤维。普通情况下，树脂不能灌注闭孔泡沫聚氨酯，但制造商常常在芯材上钻孔，让树脂渗透，锁固芯材两侧的皮层材料。
聚氨酯泡沫比巴萨本更贵但比聚氯乙烯泡沫更便宜，历史上多用来制造较昂贵的船只，但现在也出现了在大量生产的娱乐船只中使用聚氨酯芯材的趋势。
随着风轮叶片越做越大，工程人员正在寻找减轻叶片重量的方式，包括新型的混杂结构。过去所用的混杂芯材只有巴萨木和聚氯乙烯，但现在使用了更多的材料，例如聚氨酯。使用聚氨酯芯村可制成更长的风轮叶片，并且保持期结构完整性和强度。
鲁ICP备2021047099号