兩種同類或不同類的固體，由于介于兩表面之間的另一種物質的作用而牢固的結合起來，這種過程稱為粘接。介于兩固體表面間的物質稱為膠黏劑，被粘接的兩固體則稱為被粘物。為了使被粘物和膠粘劑形成良好的粘接接頭，必須研究膠黏劑與被粘物之間發生的物理和化學變化，從理論上進行解釋，以指導粘接實踐。
7.2.1金屬、玻璃、陶瓷等的粘接
金屬、玻璃等物質表面張力很高，屬于高能表面，在PU膠黏劑固化物中含有內聚能較高的氨酯鍵和脲鍵，在一定條件下能在粘接面上聚集，形成高表面張力膠粘層。一般來說，膠黏劑中異氰酸酯或其衍生物百分含量越高，膠粘層的表面張力越大，膠越堅韌，能與金屬等基材很好的匹配，粘接強度一般較高。
含NCO基團的膠黏劑對金屬的粘接機理如下。
金屬表面一般存在著吸附水(即使經過打磨處理的金屬表面也存在微量的吸附水或金屬氧化物水合物)，NCO與水反應生成的脲鍵與金屬氧化物之間由于氫鍵而整合形成酰脲-金屬氧化物鉻合物，NCO基團還能與金屬水合物形成共價鍵等。
在無NCO場合，金屬表面水合物及金屬原子與氨酯鍵及脲鍵之間產生范德華力氫鍵，并且以TDI、MDI為基礎的聚氨酯膠黏劑含苯環，具有π電子體系，能與金屬形成配價鍵。金屬表面成分較為復雜，與PU膠之間形成的各種化學鍵或次價鍵（如氫鍵）的類型也很復雜。
玻璃、石板、陶瓷等無機材料一般由AL2O3 SIO2 和Na2O等成分構成，表面也含吸附水、羥基，粘接機理大致與金屬相同。CaO
7.2.2塑料、橡膠的粘接
橡膠的粘接一般選用多異氰酸酯膠黏劑或橡膠類粘劑改性的多異氰酸酯膠黏劑，膠黏劑中所含的有機溶劑能使橡膠表面溶脹，多異氰酸酯膠黏劑分子量較小，可滲入橡膠表層內部，與橡膠中存在的活性氫反應，形成共價鍵。多異氰酸酯還會與潮氣反應生成脲基或縮二脲，并且在加熱固化時異氰酸酯會發生子聚，形成交聯結構，與橡膠分子交聯網絡形成聚合物交聯互穿網絡（IPN），因而膠粘層具有良好的物理性能。用普通的聚氨酯膠黏劑粘接橡膠時，由于各種材料基團之間化學及物理作用，也能產生良好的粘接。
PVC、PET、FRP等塑料表面的極性基團能與膠黏劑中的氨酯鍵、酯鍵、醚鍵等基團形成氫鍵，形成有一定粘接強度的接頭。
有人認為玻纖增強塑料（FRP）中含OH基團，其中表面的OH與PU膠黏劑中的NCO反應形成化學粘結力。
非極性塑料如PE、婆婆，其表面極性很低，用極性的聚氨酯膠黏劑粘接時可能遇到困難，這可用多種方法對聚烯烴塑料進行表面處理加以解決。一種方法是用電暈處理，使其表面氧化，增加極性。
另一種方法是在被粘的塑料表面上采用多異氰酸酯膠粘劑等作增粘涂層劑（底涂劑、底膠）。如熔融PE擠出薄膜在PET等塑薄膜上進行擠出復合時，由于PE表面存在低聚合度的弱界面層，粘接強度不理想，使用低膠時，多異氰酸酯在熱的聚乙烯表面上擴散，使弱界面層強化，復合薄膜則具有非常好的剝離強度。