以承载结构聚氨酯硬泡为代表的高强度聚氨酯硬泡塑料是当今聚氨酯泡沫研究的重要方向之一。

这种聚氨酯硬泡由于具有优异的力学性能(尤其是压缩强度、拉伸强度和冲击强度以及弹性模量和尺寸稳定性)，常被用于管材、桥梁型材以及军工宇航器件等需要承受高负荷的部件方面。

在上述诸多因素中，密度作为聚氨酯硬泡的重要性能指标，对其力学性能的影响最大。

随着密度提高，弹性模量、拉伸强度、冲击值、压缩强度都提高。

还有研究发现，聚氨酯硬泡的抗水性与密度成正比，由于密度大的硬泡胞体窗口较小，这就决定了高密度硬泡有极高的抗水性，因此高密度聚氨酯硬泡现在已经开始应用于水底管材。

美国Simula公司研制了一种用于防弹安全玻璃的透明聚氨酯硬泡，它由氢化MDI的预聚体与无色芳香族胺扩链剂制成，具有优异的耐冲击性和耐磨性，其模量和硬度与聚碳酸酯差不多。

一般认为，聚合物的结晶度、软化点、机械强度等随内聚能的大小而强弱，如现实中的聚酯型聚氨酯的强度高于聚醚型，含聚脲的聚氨酯的软化点远高于仅含聚氨基甲酸酯的，均证实了这一论点。

根据高倍电子显微镜观察，硬质聚氨酯泡沫塑料的泡孔结构主要呈现为五边形构成的十二面体结构。泡沫体在发泡成型的过程中，泡孔的立体结构受到聚合物网络骨架、发泡时产生气体的扩散等各种内力和外力的综合作用。另外，在泡沫形成时，随着泡沫的上升，在内外力的作用下，生成的泡孔结构并非是理想的十二面体结构，而是在发泡方向上距离较长，在与发泡的垂直方向上较短。当网络骨架聚合物体积含量大于30％ 时，泡沫的结构将更趋向于球形。

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