聚氨酯泡沫具有密度小、比强度高、绝热保温性能好、耐酸碱、耐老化、生产加工性能优良等特点，广泛应用于家电、建筑、冷藏、绝热、运输、包装、家具等领域。

聚氨酯泡沫的制造方法主要分为三种：预聚体法、半预聚体法和一步法。本实验主要采用一步法。一步法发泡是将聚醚或聚酯多元醇、多异氰酸酯、水以及其他助剂如催化剂、泡沫稳定剂等一次性加入，使链增长、气体发生及交联等反应在短时间内几乎同时发生，在物料混合均匀后，1～10 s内发泡，0.5～3 min发泡完毕，并得到具有较高分子量和一定交联密度的泡沫制品。要制得孔径均匀和性能优异的泡沫，必须采用复合催化剂、外加发泡剂和控制合适的条件，使三种反应得到较好的协调。在聚氨酯泡沫制备过程中涉及的主要反应如下：

1．异氰酸酯与羟基反应

多异氰酸酯与多元醇（聚醚、聚酯或其他多元醇）反应生成聚氨基甲酸酯。

2．异氰酸酯与水反应

带有异氰酸酯基团的化合物或高分子链节与水先形成不稳定的氨基甲酸，然后分解成胺和二氧化碳。

胺基进一步与异氰酸酯基团反应生成含有脲基的高聚物。

上述两个反应都属于链增长反应，后者还生成二氧化碳。因而既可看成是链增长反应，又可视作发泡反应。通常在无催化剂条件下，上述异氰酸酯与胺基反应速率非常快，所以在反应中不但使过量的水与异氰酸酯反应，而且还能得到高收率的取代脲，且很少有过量的游离胺存在。因此，上述反应可以直接看作是异氰酸酯与水反应生成取代脲。

3．异氰酸酯基和胺反应生成脲

反应式与胺基与异氰酸酯基团反应相同。

4．缩二脲反应

脲基中氮原子上的氢与异氰酸酯反应形成缩二脲。

上述四种反应综合为链增长反应、气体发生反应和交链反应三种不同类型。在聚氨酯泡沫制造过程中，这些反应都是以较快的速度同时进行。在催化剂存在下，有的反应甚至在几分钟内就能大部分完成。最后形成具有一定相对分子质量和交链度的聚氨酯泡沫体。

多余的异氰酸酯在适当催化剂作用下形成二聚体和三聚体。上述几个反应产生大量热，可促使反应体系温度迅速升高，使发泡反应在很短时间内完成，并且反应热为物理发泡剂气化提供了能量。