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1 金属氧化物
金属氧化物微粒是微粒改性PUR-R泡沫十分重要一大类，主要包二氧化硅、括氧化锌、二氧化钛等，尤其是以上这些氧化物的纳米粒子。纳米粒子可以采取原位产生或者直接混合两种不同的方式，超声分散是比较常用的方法，具体来说是将纳米粒子在多元醇或者异氰酸酯中预分散，接下来共混，然后再继续超声复合发泡。
陈县萍等[2]采用了原位聚合的方法，最终纳米粒子ZnO成功的均匀分散到了PUR-R泡沫之中，通过电镜表征发现，基体与纳米ZnO粒子之间应该存在较强的界面相互作用。他们还有一点发现：纳米ZnO粒子添加量对PUR-R泡沫压缩强度和压缩模量会产生较大影响，相关实验数据显示当质量分数5%时PUR-R泡沫压缩模量达到11MPa而压缩强度则达到16.7MPa，相比于纯PUR-R泡沫来说，分别提高41%和14%。
Nikje等[3]处理纳米SiO2采用的表面偶联剂是正-（2-乙基）-3-氨丙基三乙氧基硅烷，发现在PUR-R泡沫的泡孔形成过程中，经过表面改性的纳米SiO2会成为成核点，相比于表面未改性纳米SiO2，泡孔尺寸变小，泡沫密度提高了。当纳米SiO2质量分数为3%时PUR-R泡沫拉伸弹性模量会增加92%，拉伸强度提高了 36%，断裂伸长率变化不大。
Mahfuz等研究发现，将平均粒子直径30nm的纳米大小的TiO2均匀复合到PUR-R泡沫中[4]，可以增大PUR-R泡沫热稳定性，也会大幅增加弯曲强度和弯曲模量。当纳米TiO2质量分数5%时，热分解温度从384℃升高到399℃，弯曲模量提高59%，而弯曲强度则提高29%。
加入少量纳米金属氧化物微粒到PUR-R泡沫中，能够使拉伸和压缩的强度、模量显著提高，而韧性不会降低太大，然而这容易增加体系黏度，添加量较高时会对发泡产生不良的影响[5-6]。
2 碳酸钙
聚合物复合改性常常采用纳米CaCO3作为填料，主要原因是其价格低廉，填充性能优良。
芦艾等[7-8]研究发现，通过加羟基于CaCO3表面的方法，使羟基和异氰酸酯发生反应，这样就可使CaCO3容易以细小微粒的状态稳定而均匀地在异氰酸酯中分散开来。在多元醇中开展CaCO3的预分散容易出现严重的团聚现象，所以说前者方式中碳酸钙增强作用较好。加入微米CaCO3，能够较为显著的提高PUR-R泡沫的压缩强度和模量。当微米CaCO3比例在15%~20%时，冲击强度会慢慢下降；微米CaCO3质量分数比20%大时，对于PUR-R泡沫来说，韧性提高；质量分数为25%时，模量和压缩强度都可以提高40%，而拉伸强度却会减小约10%；PUR-R泡沫的压缩模量、压缩强度和冲击强度分别提高约20%、30% 和50%在它质量分数为10%时，但是拉伸强度不变。很多次增加纳米CaCO3较容易使PAPI粘度过快地增长，发泡会变差：当用量高于10%后。
3 硅酸盐
分散在基体材料中的纳米层状硅酸盐是层状纳米尺度的，通常添加少量就可以明显增强PUR-R的耐热性、泡沫强度、模量和气体阻隔性能等诸多性质，正因如此，很多科研人员加大了对如何利用纳米层状硅酸盐对PUR-R泡沫进行复合改性的关注[9]。纳米层状硅酸盐种类很多，比如说蒙脱土、海泡石、石榴石、累托石、滑石粉之类的。采用的方法是，以原位聚合为主，而以微波辐照或者超声空化为辅，这样的话，无论在多元醇还是在异氰酸酯中，层状硅酸盐蒙脱土（MMT）都能够分散的非常好[10]。
盛德鲲等[11]制出MMT复合改性PUR-R泡沫，他们采用的事原位聚合的方法，实验表明，将聚四氢呋喃二醇（PTMG）先与甲苯-2, 4-二异氰酸酯（TDI）预聚，再在体系中加入MMT，这样制备得到的复合泡沫中MMT将以插层状态存在，只是会导致MMT片层间距扩大。而采用另一种方式，即首先让TDI与MMT完全反应，然后再加入PTMG 预聚扩链，这样制备得到的聚氨酯（PU）基体内的MMT层被全部分开，并且均匀分散。我想大概是后者使聚氨酯内软硬段两两间隔开，微相分离的程度更大，从而提高了力学性能。对于复合改性PUR-R泡沫，MMT质量分数2%时的拉伸弹性模量和拉伸强度均达到纯PUR-R泡沫2.5倍。