自從一次偶然地在裝有甲苯二異氰酸酯和聚酯多醇的反應(yīng)器中加人水從而生成軟質(zhì)泡沫聚氨酯以來(lái)，材料科學(xué)家和設(shè)計(jì)師們就一直欣賞著聚氨酯的多功能性。作為一種聚合物樹(shù)脂，它被廣泛用作膠粘劑、涂料和彈性體；做成軟質(zhì)泡沫時(shí)，它成為汽車座位的常用材料；做成硬塑料時(shí)，它被模塑成電氣零部件；它還可做成纖維，制造紡織品。然而，近年來(lái)聚氨酯又證明了它的剛度、硬度和密度性能足以勝任結(jié)構(gòu)用途，其結(jié)果，復(fù)合材料制造商得以發(fā)揮聚氨酯固化迅速和比強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，使聚氨酯在以往由聚酯、乙烯基酯和環(huán)氧樹(shù)脂主宰的工藝和用途中異軍突起。
      拉擠成型制品
      拉擠工藝已被使用幾十年來(lái)制造復(fù)合材料制品。早期的拉擠制品一般用單向玻璃纖維增強(qiáng)聚酯樹(shù)脂或乙烯基酯樹(shù)脂制成。后來(lái)，增強(qiáng)材料中加入了機(jī)織物和氈；基體方面也由于拉擠設(shè)備和樹(shù)脂配方的突破，拉擠廠商得以操作粘度更高的環(huán)氧樹(shù)脂。而更進(jìn)一步，近年使用聚氨酯樹(shù)脂來(lái)進(jìn)行拉擠也實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。
      位于美國(guó)的拜耳材料科學(xué)公司（簡(jiǎn)稱BMS）在開(kāi)發(fā)聚氨酯拉擠技術(shù)方面起到重要作用。該公司人士說(shuō)，只需在標(biāo)準(zhǔn)拉擠設(shè)備上做兩個(gè)改動(dòng)就可進(jìn)行聚氨酯拉擠。其一，需要一個(gè)計(jì)量/混合裝置來(lái)控制雙組分樹(shù)脂中異氰酸酯和多元醇的比例，為此BMS已與設(shè)備制造商聯(lián)手研發(fā)了一種計(jì)量裝置；其二，大多數(shù)拉擠機(jī)組上的那種敞式濕樹(shù)脂槽必須更換成一種與模具齊平安裝的樹(shù)脂注射箱，用此注射系統(tǒng)來(lái)適應(yīng)聚氨酯更快的膠凝時(shí)間。
      與聚酯或乙烯基酯拉擠制品相比，聚氨酯拉擠制品的強(qiáng)度有顯著提高，成本也可能降低。在聚酯和乙烯基酯拉擠工藝中，常常在軸向纖維外還須增添玻璃布或氈來(lái)提高制品的橫向強(qiáng)度，某些拉擠型材（例如窗框）的復(fù)雜形狀要求使用4或5種不同的氈。而聚氨酯的強(qiáng)度和剛度比聚酯和乙烯基酯高2－5倍，從而使成型商常可取消玻璃布和氈而只用軸向無(wú)捻粗紗。這就大大減少了材料和勞力成本，并可以提高拉擠線速度。此外，在聚氨酯拉擠制品中的纖維含量可以高達(dá) 80％，而聚酯或乙烯基酯拉擠制品中的最大實(shí)際纖維含量為60％。由于纖維含量和制品強(qiáng)度高，拉擠制品可以做得更薄，因而重量更輕。
       加拿大茵萊玻璃鋼公司使用BMS公司的Buy－dur PUL品牌聚氨酯樹(shù)脂來(lái)拉擠窗戶構(gòu)件，其玻纖含量達(dá)80％。該公司還擬制造全聚氨酯拉擠的窗戶。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，該公司必須解決產(chǎn)品上漆的工藝問(wèn)題。據(jù)稱使油漆粘牢在含80％玻璃纖維的物體上非常困難。茵萊公司正與幾家涂料廠商研制新的底漆和油漆。該公司稱此舉很值得努力，因?yàn)楦叩牟ＡЮw維含量能使窗戶達(dá)到商用防火等級(jí)，有助于聚氨酯窗戶與鋁窗競(jìng)爭(zhēng)，開(kāi)拓它在高層公寓和辦公樓中的市場(chǎng)。
      為嘗試聚氨酯復(fù)合材料承載能力的極限，加拿大Conforce國(guó)際公司使用Bnydur PUL 2500聚氨酯來(lái)拉擠31.75mm厚、610mm寬的帶肋板，用作遠(yuǎn)洋貨運(yùn)集裝箱的底板。此底板在集裝箱裝卸貨物時(shí)必須能夠承受多輛卡車的重量。按有關(guān)規(guī)范要求，此用途板材須能在每一車輪處承受3629kg的負(fù)荷，而此產(chǎn)品的實(shí)際承載能力超過(guò)了7711kg。
      在日本、德國(guó)等地使用了一種用長(zhǎng)玻璃纖維和泡沫聚氨酯拉擠成型的鐵路枕木。這種枕木看似木質(zhì)枕木，據(jù)稱它結(jié)合了天然產(chǎn)品和現(xiàn)代設(shè)計(jì)的諸多優(yōu)點(diǎn)。由于有纖維增強(qiáng)，其抗壓、抗拉、抗彎強(qiáng)度都很高，使用壽命比傳統(tǒng)枕木長(zhǎng)3倍多。它還具有優(yōu)良的耐腐蝕、耐氣候性能，熱膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱率都很低。其生態(tài)性能也是一大優(yōu)點(diǎn)，制造時(shí)不使用溶劑，使用后可以循環(huán)利用。拉擠成型工藝保證了材料均勻性，并可根據(jù)需要制成不同截面和長(zhǎng)度的枕木不需為每種長(zhǎng)度另制模具。這種枕木尤其適合在隧道、橋梁中應(yīng)用。
      纏繞成型制品
      加拿大RS技術(shù)公司是制售復(fù)合材料電線桿的廠商，目前雇員110人。它使用拜耳材料科學(xué)公司的聚氨酯樹(shù)脂原料配成專用配方，以E玻璃纖維為增強(qiáng)材料，采用專有的纖維纏繞工藝制造電線桿。這種電線桿品名為  RStandwh，已上市一年多。
      聚氨酯復(fù)合材料的輕重量與纖維纏繞工藝相結(jié)合，致使RStandwh電線桿重量只有混凝土桿的十分之一，鋼桿的四分之一木桿的一半，據(jù)稱其比強(qiáng)度在電線桿中是最高的。
      這種電線桿能承受普通電線桿不能承受的氣候條件，它們經(jīng)受了美國(guó)得克薩斯州颶風(fēng)的直接沖擊和斯堪的納維亞冬天的嚴(yán)寒而依然挺立。在大多數(shù)氣候條件下，其預(yù)期壽命長(zhǎng)達(dá)125年，在最惡劣氣候下最短壽命為的年。
      RStandard電線桿采用獨(dú)特的組合式設(shè)計(jì)，由纏繞成型的空心節(jié)段套接組成。各節(jié)段呈圓錐形，壁厚不超過(guò)12nun在運(yùn)輸時(shí)可以緊密套疊包裝，節(jié)省運(yùn)輸空間。RStandard電線桿還可現(xiàn)場(chǎng)鉆孔，安裝爬梯之類，方便操作。桿的表面還很容易清洗。
       RStandard電線桿可用作輸電桿和配電桿，用于電網(wǎng)和通訊結(jié)構(gòu)（無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和微波通訊系統(tǒng)）。
       纏繞成型的聚氨酯玻璃鋼制品還有耐腐蝕管道、水箱等基礎(chǔ)設(shè)施用品。
       長(zhǎng)纖維注射成型制品
       長(zhǎng)纖維注射（縮寫(xiě)為L(zhǎng)F）是聚氨酯復(fù)合材料的重大研發(fā)成果。它于1995年由德國(guó)克勞斯瑪菲公司首先推出，另一家擁有LF專利的廠商是意大利康隆集團(tuán)。
      在LFI系統(tǒng)中，在微機(jī)控制的混合頭上裝有纖維切割機(jī)，把纖維切成規(guī)定長(zhǎng)度（12.5－100mm）洞時(shí)，一臺(tái)聚氨酯計(jì)量機(jī)把活性聚氨酯組分（異氰酸酯、多元醇）送到混合頭，在此浸透玻璃纖維。一個(gè)機(jī)械手把混合頭抬至模具上方，把混合料灌人被加熱的模具。灌料完畢后，模具關(guān)閉并加壓。一般經(jīng)2－4分鐘固化后，制件就可脫模。（實(shí)際上LFI工藝并非采用通常意義上的高壓或低壓注射來(lái)喂料人模，但成型商如此稱謂，故在行業(yè)中沿用。）
       作為較新的工藝，LFI是令人關(guān)注的成型方法。由于在LFI工藝中纖維和樹(shù)脂被同時(shí)送人，故成型時(shí)間得以縮短。此外，LFI用的是無(wú)捻粗紗而不是布、氈或預(yù)成型體，所以原料成本更低。
    汽車及其它車輛市場(chǎng)首先采用LFI聚氨酯來(lái)制造結(jié)構(gòu)或半結(jié)構(gòu)件，如車頂組件、廂式貨車后門(mén)、重卡板材、公共汽車行李架、拖拉機(jī)罩和翼子板、推土機(jī)車身板等。在建筑業(yè)人LFI在住宅構(gòu)件中具有很大潛力，如門(mén)的面板、空調(diào)室外機(jī)罩等。娛樂(lè)休閑方面也有用LFI制造沖浪船身、水療艙的報(bào)道。
      結(jié)構(gòu)芯材
      聚氨酯樹(shù)脂除了用作結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的基體外，其硬質(zhì)泡沫體還在日益增多的用途（造船、建筑、風(fēng)能等）中用作玻璃纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu)芯材的基體。美國(guó)芯材專業(yè)廠商N(yùn)ida-Core公司現(xiàn)在就制售兩種玻璃纖維增強(qiáng)硬質(zhì)閉孔聚氨酯泡沫芯材產(chǎn)品，產(chǎn)品牌號(hào)分別為STO和SXO。
      這些產(chǎn)品的制造方法是利用其專利設(shè)備把玻璃纖維植人聚氨酯泡沫板中。玻璃纖維（一般為E玻璃纖維）無(wú)捻粗紗從紗筒退出后連續(xù)植人板中而不切短。在STO產(chǎn)品中，玻璃纖維沿板的長(zhǎng)度平行排列，從而提高縱向性能。在SXO產(chǎn)品中，玻璃纖維沿三個(gè)不同的軸向植人，在板中形成三維“金字塔”形或三角形。這就產(chǎn)生了準(zhǔn)備向同性效應(yīng)，使得縱向和橫向的材料和力學(xué)性能相對(duì)均等。
      STO和SXO芯材的目標(biāo)用途是真空輔助樹(shù)脂傳遞成型工藝。據(jù)介紹，能夠在成型過(guò)程中承受一個(gè)大氣壓壓力的最廉價(jià)泡沫材料就是硬質(zhì)聚氨酯泡沫。
      在制造夾芯復(fù)合材料時(shí)，STO和SXO芯材一般夾在玻璃布皮層之間，用不飽和聚酯或乙烯基酯樹(shù)脂灌注。樹(shù)脂流過(guò)芯材，進(jìn)人纖維植人點(diǎn)，沿纖維流動(dòng)，浸透纖維。
       相關(guān)人士說(shuō)，制造玻璃纖維增強(qiáng)硬質(zhì)聚氨酯芯材的理念出自在冷藏車中改進(jìn)夾芯板結(jié)構(gòu)的需要。在冷藏車中用作絕熱材料的低密度聚氨酯泡沫之剪切性能一般較差，需要植人加強(qiáng)件來(lái)加固與蒙皮的結(jié)合。這些加強(qiáng)件增加了材料和制造成本，并且形成了熱旁路。而玻璃纖維增強(qiáng)聚氨酯芯材簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)洞時(shí)改善了絕熱性能。
       美國(guó)Kayco復(fù)合材料公司也制造玻璃纖維增強(qiáng)高密度聚氨酯板材，其商名為Kay-Cel。標(biāo)準(zhǔn)板材尺寸為  1.2m×2.4m，根據(jù)要求還可提供更大尺寸。板的厚度為12.7mm－50.8mm。每塊板含有兩層玻璃纖維無(wú)捻粗紗布，用聚氨酯泡沫灌注。聚氨酯泡沫的最低密度為20磅／立方英尺，最高密度為30磅／立方英尺。
       Kay－Cel芯材主要用作船用夾芯復(fù)合材料的芯材，并且日益進(jìn)人風(fēng)能市場(chǎng)。據(jù)報(bào)它已用于50000多艘船艇，主要用于娓構(gòu)架等必須承受高荷載的部位，至今未有失效的報(bào)道。Kay－Cel芯材具有類似木材的彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度，同時(shí)具備耐水和不腐朽的優(yōu)點(diǎn)。
       Kay－Cel芯材可用于樹(shù)脂傳遞成型或真空輔助樹(shù)脂傳遞成型。典型的夾芯結(jié)構(gòu)包含一層膠衣、一層用乙烯基酯或環(huán)氧樹(shù)脂灌注的玻璃纖維、一層Kay－Cel芯材和另一層樹(shù)脂灌注的玻璃纖維。普通情況下，樹(shù)脂不能灌注閉孔泡沫聚氨酯，但制造商常常在芯材上鉆孔，讓樹(shù)脂滲透，鎖固芯材兩側(cè)的皮層材料。
       聚氨酯泡沫比巴薩本更貴但比聚氯乙烯泡沫更便宜，歷史上多用來(lái)制造較昂貴的船只，但現(xiàn)在也出現(xiàn)了在大量生產(chǎn)的娛樂(lè)船只中使用聚氨酯芯材的趨勢(shì)。
       隨著風(fēng)輪葉片越做越大，工程人員正在尋找減輕葉片重量的方式，包括新型的混雜結(jié)構(gòu)。過(guò)去所用的混雜芯材只有巴薩木和聚氯乙烯，但現(xiàn)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長(zhǎng)的風(fēng)輪葉片，并且保持期結(jié)構(gòu)完整性和強(qiáng)度.