聚氨酯橡膠簡稱UR，聚氨酯橡膠的硫化劑主要為硫磺，過氧化物和二異氰酸酯。通常制備澆注型聚氨酯橡膠所用的預聚體含有異氰酸酯基，在預聚體中加入的多羥基物或多元胺，它們既是擴鏈劑又是交聯劑，經加熱混合進行澆注成型后，繼續受熱即可硫化，不需要再加入其它的硫化劑。

對于混煉型聚氨酯橡膠而言，如端基為異氰酸基時，同樣也不需要加入其它的硫化劑。如端基不為異氰酸基時，則需加入硫化劑后才能進行硫化。硫磺、過氧化物和二異氰酸酯均可作為硫化劑，現將其分述如下:

混煉型聚氨酯采用異氰 酸酯作硫化劑時，所得之硫化膠具有耐磨性好，強度和硬度高的優點，但易產生氣泡，要求冷脫模及工藝性能較差等缺點，且二異氰 酸酯的揮發性較大并具有毒性，在使用的過程中均需嚴加注意。用過氧化物作硫化劑時，常用的有叔丁基過氧化異丙苯，過氧化二異丙苯、2.5-二甲基己烷等。采用這些過氧化物的膠料，其操作安全性特別高，經適當配合，它們可以在90--100℃的范圍內操作而無焦燒危險。

單獨用過氧化物時，硫化程度往往還不夠令人滿意。如在配方中加入三聚氰酸三烯丙酯作交聯助劑時，則可大大改進膠料的交聯度和定伸強度，并能減少過氧化物的用量。用過氧化物硫化的膠料，壓縮永久變形小，硬度低，強度適中，不需后硫化，缺點是撕裂強度和耐溫性較差。當聚氨酯橡膠的分子鏈中含有不飽和鍵時，可以用硫磺進行硫化。在這種情況下，促進劑的用量應較大，一般硫磺的用量為1.5~2份，促進劑6份，常用的促進劑為M和DM。硫磺硫化的聚氨酯橡膠可和普通膠一樣加工，膠料存放時間較長，綜合性能好，可填充炭黑提高其硬度，但不能超過30份，否則性能下降。這種膠料的缺點是永久變形較大。

聚氨酯橡膠含屬自補強型膠種。因此，在一般情況下加入炭黑并無明顯的補強作用。當加入的炭黑等填充劑超過某一用量范圍后，反而使強度迅速降低。為了降低成本，在加入不超過30份填充劑的情況下，一般不會影響性能，而對某些膠種尚能提高膠料的抗張強度、耐磨性能和撕裂強度，但使彈性降低。炭黑在一定用量下對澆注型聚氨酯橡膠有增加定伸強度，硬度和提高耐候性的作用。用作聚氨酯的填充劑除炭黑(一般用噴霧炭黑)外，還有白炭黑，高嶺土用其它礦物填充劑。在使用礦物填充劑時，要求加強硫化系統。澆注型聚氨酯的膨脹系數較大，容易引起成品的尺寸超差，因此常使用硅酸鋯、碳酸鈣、鋁粉等填料來克服膨脹系數較大的缺點。

在混煉膠的配合中也可使用增塑劑，其目的是為了改善工藝性能和改善硫化膠的低溫性能，降低其硬度及定伸強度，常用的增塑劑有鄰苯二甲酸二丁酯等。增塑劑用量過大時會使硫化膠的耐磨性能降低。