改性MDI也称液化MDI，是以纯MDI为原料，选择适当的催化剂（如环状膦氧化合物），一起加热后，MDI自聚并放出二氧化碳，形成部分含碳化二亚胺基团(-N=C=N-)的液态混合物。由于改性的方法不同，主要可以分为氨基甲酸酯改性的MDI、碳化二亚胺改性的MDI、二氮环丁酮亚胺改性的MDI和氨基甲酸酯和二氮环丁酮亚胺改性的MDI。由于纯MDI常温下为固体，使用不方便，且4,4-MDI在贮存过程中稳定性差，纯MDI在使用前需要加热融化为液体，而反复加热则影响MDI质量，因此一般使用改性MDI。
新思界产业研究中心整理发布的《
2021-2025年中国改性MDI行业市场行情监测及未来发展前景研究报告》显示，改性MDI相对于纯MDI使用方便，主要应用于高性能微孔聚氨酯弹性体、模塑软质聚氨酯、白结皮泡沫塑料的制造，包括：鞋底、实心轮胎、汽车保险杠、挡泥板、减震器、阻流板、方向盘、坐骑头枕、扶手、内饰件等。还大量应用于胶黏剂、涂料、织物涂层整饰剂等的制造。改性MDI由于气味性较低，在汽车内饰等领域具有较大的发展潜力。改性MDI中模塑泡沫的占比较高，主要用于生产汽车座椅、玩具等；此外在鞋底领域也使用较多。
供应商方面，此前较长时间内巴斯夫和科思创在改性MDI领域占据主导地位，随着国内企业产能的释放以及部分进口企业的追赶，目前国内改性MDI的生产企业主要有烟台万华聚氨酯股份有限公司、DOW化学公司、日本三井化学株式会社、日本聚氨酯工业株式会社、德国拜耳公司、美国Huntsman公司等。烟台万华生产的改性MDI是碳化二亚胺-脲酮亚胺改性MDI，可以用于微孔聚氨酯鞋底、整皮泡沫和涂料等领域。DOW化学公司生产改性MDI是碳化二亚胺改性MDI。日本三井化学株式会社部分改性MDI为碳化二亚胺改性MDI，主要用途聚氨酯弹性体、反应注射模塑、鞋底、涂料、合成革、高弹性泡沫等产品的生产。日本聚氨酯工业株式会社的改性MDI产品包括多元醇改性和碳化二亚胺改性产品，主要用于整皮泡沫、汽车仪表盘、RIM、弹性体等领域。德国拜耳公司生产的改性MDI主要用于CASE材料、泡沫塑料、双组份和湿固化单组分聚氨酯胶黏剂。随着国内万华化学、山东东大一诺威等企业改性MDI产品产能增长，国内企业在改性MDI领域占据一定市场地位。
