El poliuretano (PU) es un material muy versátil en aplicaciones de ingeniería, cuyas propiedades mecánicas pueden ser adaptadas mediante la introducción de cargas activas. La investigación actual tiene como objetivo (i) investigar el efecto de cargas activas con diferentes cargas de relleno en las propiedades mecánicas de un sistema de PU y (ii) desarrollar un modelo micromecánico para describir el comportamiento hiperelástico del PU (no) relleno. Tres modelos son tomados en consideración: sin amplificación de deformación, con amplificación de deformación constante y con una amplificación de deformación dependiente de la deformación. Los datos de tensión-deformación uniaxial medidos de los nanocompuestos de PU rellenos revelan un claro refuerzo debido a la incorporación de negro de carbono al 5, 10 y 20%. En concentraciones bajas (1%), para dos diferentes grados de negro de carbono y una sílice precipitada, resulta en una reducción en las propiedades mecánicas. El modelo micromecánico sin amplificación de deformación tiene un buen acuerdo con las curvas de tensión-deformación medidas a bajas concentraciones de rellenos (1%). Para concentraciones rellenas más altas (5-15%), el modelo micromecánico con amplificación de deformación constante lleva a un mejor rendimiento de predicción. Para muestras con una mayor fracción de volumen de relleno (20%) y para un adhesivo comercial, el modelo con un efecto de amplificación de deformación dependiente de la deformación conduce a las mejores predicciones, es decir, la mayor R con respecto al ajuste de curva.