过原位聚合的方法接枝在ＰＵ 大分子上，研究发现，改性后的碳纳米管可加强ＰＵ大分子链间的相互作用，提高其力学性能及热稳定性。Ｇａｏ等通过共价键改性多壁碳纳米管，得到表面带有羧基的碳纳米管，研究发现，赋予多壁碳纳米管表面羧基后，其更易于在ＰＵ 分子体系中均匀分散，所得到的复合材料杨氏模量提高、热稳定性能等更加优异。这是因为经过改性后多壁碳纳米管与ＰＵ材料的相容性提高。Ｋｉｍ等对多壁碳纳米管进行胺基化改性，然后采用Ｌａｙｅｒｂｙ－Ｌａｙｅｒ的方法将胺基碳纳米管与ＰＵ材料进行复合，通过这种方法制备出的复合材料与原材料相比，耐热阻燃性能提高了３５％左右。Ｍａｄｋｏｕｒ等采用溶液浇铸技术将多壁碳纳米管与ＰＵ 材料复合，制备出耐热的弹性纳米复合材料，这种材料的热稳定性和力学性能与原材料相比均有较大提高。扫描电子显微镜（Ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＳＥＭ）研究发现，在碳纳米管添加量较小时，其在ＰＵ 分子体系中均匀分散，此时材料弹性模量增大，当添加量较大时，其在ＰＵ分子体系中形成胶束，此时材料弹性模量有所降低。Ｊｉｎ等将石墨、氢氧化铝与硬质ＰＵ泡沫材料复合制备成一种环境友好型的阻燃材料，测试发现，这种材料的阻燃性能与
改性前相比有很大提高。在此体系中，石墨和氢氧化铝具有协同阻燃效应。因为氢氧化铝可促使石墨表面形成“绒毛”状颗粒，而这些颗粒使材料在热分解时所形成的残渣更加紧密，从而有效阻止热量传递和材料质量的流失。