基于聚氨酯弹性体特殊的耐磨性能及其优良的力学性能,从20世纪60年始就进行了聚氨酯弹性体在轮胎中的应用研究。特别是在1974~1975年,美国飞行动力试验室曾与Zedron公司合作,对浇注轮胎和活胎面浇注轮胎在美国飞机上使用的可行性进行研究。据透露,该研究采用的材料是热塑性聚氨酯弹性体(杜邦公司制造,商品名为Hytrel),胎体和胎圈均无补强层材料。聚氨酯实心工程轮胎的胎面大部分是橡胶体，胎面上设有精美实用的花纹图案，聚氨酯弹性体位于橡胶台面的凹槽内。动力试验表明:在6.00-6浇注轮胎、低断面15×6.00-6浇注轮胎和6.00-6活胎面浇注轮胎等3种试验轮胎中,后者获得较好的结果,其中有一试验胎成功地通过了89次滑行起飞试验。试验条件是:滑行1英里(负荷1150磅、速度每小时30英里)后,速度再从每小时0英里提高到90英里起飞。该研究的结论认为:开发浇注飞机轮胎或活胎面(用补强材料补强)浇注飞机轮胎是可行的。
1977~1979年Zedron公司又承包了美国飞行动力试验室的一项研究开发合同,研究7.00×8/16层级A-37飞机浇注轮胎的可行性。轮胎设计负荷为6650磅,充气压力为125磅英寸,使用速度为每小时150英里。试验结论认为:改性的热塑性聚氨酯弹性体(商品名为Hytrel)具有的动态性能,在额定负荷下成功地滑行了3英里,的压力400磅·英寸;该项研究所用的试验材料,基本上能为特殊设计的浇注轮胎提供足够的静态尺寸稳定性、垂直和侧向刚性、滞后的摩擦性能。其中聚氨酯材料部分可以增加轮胎耐磨性，而橡胶材料部分则提高了胎面防滑性以及制动性，其综合性能优于纯橡胶胎面和纯聚氨酯胎面。但是,印痕面积、刹车力、回正转矩不足;试验、动态鉴定试验仍达不到要求。
气轮胎以其良好的性能而被广泛用于汽车、飞机等交通和载重工具，但充气轮胎易被刺破或爆胎，据有关资料统计，全球每年使用的充气轮胎中，因刺破而被损坏的约占 40% 左右，因爆胎而损坏的约占 15% 左右。另外，充气轮胎充气不便，气体会缓慢泄露导致车辆行驶速度减慢和外胎的快速磨损，并增加滚动阻力。充气轮胎的这些缺陷不仅带来很多不便，而且成为交通事故的主要原因之一。与传统轮胎比，凸现了环保、节能、新工艺、新材料等多方面的优势。因此，各轮胎制造商一直致力于开发新型轮胎，以减少充气轮胎因刺穿、或漏气所带来的损失。实心轮胎是多年来轮胎的主要研究方向之一，具有无需充气、不怕刺破、承载力强、重压下变形小、使用和维护方便、使用寿命长和回弹性好等许多优点，大量用于各种行驶速度较低、车载质量较大的工程车辆及港口码头等路面条件较差的场合。
目前，国内外轮胎制造商主要采用泡沫橡胶填充空心橡胶轮胎的办法生产实心轮胎。但泡沫橡胶强度相对较低，在高弹性情况下硬度小，受重压后变形大，滞后生热多。行驶面表面由不同形状的花纹块、花纹沟构成,凸出部分为花纹块,花纹块的表面可增大外胎和路面(土壤)的抓着力和保证车辆必要的抗侧滑力。填充工艺也有较多缺陷，海绵内胎需二次高温长时间硫化，硫化不均匀，成型后填充泡沫缺陷较多，轮胎二次硫化生产周期长，消耗大量的蒸汽，且外胎胎面胶性能降低近 25%，严重影响了轮胎的使用寿命和舒适性。
目前填充型轮胎主要是填充聚氨酯或海绵橡胶：聚氨酯充填轮胎是采用灌注方式，通过气门嘴往轮胎胎体内注入聚氨酯橡胶，由于灌注具有一定的压力，聚氨酯在固化后，能够与轮辋紧固，从而形成一个整体；海绵橡胶填充轮胎，通过海绵橡胶的发泡作用，海绵体在胎体内产生较大压力，使海绵体能够与轮辋紧固。通过改进后，不仅没有损失轮胎的承载能力，而且在使用速度不大于55kw/h时，其性能与普通填充实心胎没有区别。但是无论是聚氨酯填充还是海绵橡胶填充都存在比较大的缺点：聚氨酯填充原材料成本高，是普通橡胶的2-3倍，且聚氨酯耐热性低，轮胎长期使用，聚氨酯容易熔融，从而使轮胎失去使用价值。
另外，采用橡胶填充，需要将橡胶压成片装，然后一片的往胎体填充，这些橡胶通过叠加压合在胎体里，期间会存在大量的搭接间隙。由于间隙的存在，导致胎体内不能的填充满橡胶。随着世界和我国矿业装备车辆和特种车辆的迅猛发展和普及，实心轮胎市场成为一个巨大的新兴市场，近几年来有很多聚氨酯实心轮胎新面孔出现。轮胎在硫化后，轮胎胎体内，存在大量缺陷，橡胶填充体在胎体里不能产生足够的膨胀力，橡胶填充体不能和轮辋紧固在一起，使其没有使用价值。
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