由于分子链增长对一定化学结构的选择性，又对成品的最终加工和质量有很大的益处，因此，将异氰酸酯改性作为聚氨酯生产中间步骤的重要性在不断增加。异氰酸酯通常只是部分改性。这种方法对TDI和MDI尤为适合，尤其在冷热化模塑泡沫体的生产中，改性异氰酸酯已成为优先选用的材料。
TDI主要采用氨酯改性的脲基甲酸酯改性。氨酯改性是用过量的异氰酸酯与多元醇反应，生成含有氨基甲酸酯链节的端异氰酸酯基聚合物；脲基在甲酸酯改性则是将上述端异氰酸酯基聚合物，在130~135℃下进一步反应生成脲基甲酸多异氰酸酯。
在高回弹泡沫中使用的改性MDI主要是氨酯性及碳化二亚胺改性的液化MDI。由于不同的多异氰酸酯的反应活性不同，会对泡沫塑料的工艺和物理性能产生不同的影响，因此，常讲不同性能的异氰酸酯混合使用，以达到泡沫性能的最佳化。例如，在生产高回弹泡沫块料时在TDI中掺入聚合MDI，以改善工艺宽容度，增加泡油末体硬度，在高回弹模塑泡沫生产时，将TDI与碳化二亚胺改性的液化MDI混合使用，既可改善泡沫物物料的流动性，有可保持MDI体系泡沫快速脱模的特点。
