粘彈性聚氨酯（軟泡，半硬泡聚氨酯泡沫，彈性體，膠粘劑，涂料，密封劑，粘彈性纖維，微孔彈性體）是聚氨酯最大的商業應用領域，約占72%的份額。硬質聚氨酯，特別是硬泡，代木，漂浮物，包裝材料，約占28%。

用于硬泡的多元醇特點為：分子鏈高度支化，高官能度(約 3-8 hydroxyl groups/mol) ，從羥基延伸出的鏈段很短（相對分子量低）。由于這些結構特點，這種多元醇與芳香族二異氰酸酯（如粗MDI，或者聚合MDI/PAPI）反應，將得到高度交聯的剛性的聚氨酯結構。相對分子量低，聚氨酯基團密度高，導致分子鏈間非常強的氫鍵作用力，以及高剛性。因此，硬質聚氨酯（主要是硬泡）所用多元醇的羥值比軟泡高很多，大部分在300-600 mg KOH/g（一些特殊的多元醇可能不在這個范圍，如200-300 mg KOH/g 和 600-800 mg KOH/g）。這些高密度羥基，使得羥基之間的氫鍵密度很高，直接導致了多元醇分子鏈間的作用力很大，體系粘度很高。一般而言，硬質聚氨酯所用多元醇，比粘彈性PU要高很多，范圍2,000 – 50,000 mPa-s at 25 °C.

隨著芳香族多元醇的開發和在PU硬泡中的使用，證明了芳香環結構（移動性小，高剛性）的存在，對聚氨酯的剛性有重大貢獻。比如，低官能度的芳香族多元醇（f = 2.3-3 hydroxyl groups/mol;曼尼期多元醇，芳香族聚酯多元醇，酚醛基多元醇），與粗MDI反應，可以得到高剛性的聚氨酯結構。

微孔結構的硬泡通過兩種方式形成：反應型，用水作為一個反應型發泡劑（水和-NCO反應生成CO2），非反應型，低沸點的發泡劑（如戊烷，氫氟碳化物），通過羥基和多元醇與-NCO反應放熱揮發，同時形成聚氨酯聚合物，以及微孔結構。

如果說軟泡主要是開孔結構，那硬泡就主要是閉孔結構了（90%以上都是閉孔），這種結構賦予了硬泡PU極佳的隔熱性。因此，硬泡的最主要應用是隔熱，冷柜的中低溫，建筑和房屋的隔熱，化工儲罐和食品行業的隔熱，管道，建筑原件（三明治板）等。硬泡PU是目前已知的最好的隔熱材料，在所有材料中擁有最低的熱傳導系數（K系數）。使用PU硬泡作為隔熱材料，可以降低能耗，如原油儲罐，降低90%，建筑房屋，降低50%。

硬泡原料最重要的多元醇，是聚醚和芳香族聚酯。基于芳香族化合物與醛類縮聚的芳香族聚醚，也日益成為一種重要的多元醇，特別是在新的發泡劑引入之后。

多元醇的結構對硬泡的機械力學性能，耐熱性能，耐火阻燃性能，有重要的影響。官能度越高，壓縮強度更高，尺寸穩定性更佳，耐熱性更好，而拉伸強度和伸長率下降。如官能度和羥值相同，剛性更大的脂環族或芳香族多元醇（分子移動性小），比脂肪族多元醇（分子移動性大）所合成的硬泡具有更好的機械力學性能，耐熱性能。

一般而言，聚醚制得的硬泡相比聚酯，要更軟一些，耐水解性更好一些。同時，聚酯基硬泡比聚醚的耐溫性更好，阻燃性更佳。植物基多元醇用于硬泡，將賦予更好的疏水性，以及與戊烷（發泡劑）極佳的相容性。