硬質聚氨酯泡沫塑料在很多場合下還不能完全滿足工程上的要求，人們進行了大量研究來對其增強。傳統泡沫塑料改性的基本思路是不改變聚合物的結構，在整個體系中加入適當助劑，方法主要有纖維增強、微粒增強、聚合物合金(互穿聚合物網絡)、共混或共聚改性等。

纖維增強

巴志新等人研究用直徑10~15μm的無堿磨碎玻璃纖維增強聚氨酯硬質泡沫塑料，發現壓縮強度隨著玻璃纖維粒度的細化而增大，偶聯處理后的玻璃纖維增強效果較好，認為玻璃纖維增強有結構增強和纖維增強兩種機制。王建華等人通過掃描電子顯微鏡對直徑10~20 μm、長約3 mm的短切玻璃纖維填充的聚氨酯硬質泡沫塑料的泡孔結構和填料分散情況進行分析，發現壓縮模量和壓縮強度隨玻璃纖維含量增加而增加。Andrzej等人制得了用亞麻和黃麻織物增強的具有均勻微孔結構的聚氨酯基復合材料，發現增加纖維量可導致剪切模量和沖擊強度的上升，但基體中微孔量增加會引起上述性能的下降。