Polikarbonat diollerin fonksiyonel mekanizması öncelikle moleküler zincirlerinin her iki ucunda bulunan hidroksil gruplarına atfedilir. Poliüretan malzemelerin sentezi sırasında bu hidroksil grupları, üretan bağlantıları oluşturmak için izosiyanat gruplarıyla reaksiyona girer, böylece polikarbonat diol, poliüretan moleküler zincirine "yumuşak bir bölüm" olarak dahil edilir. Polikarbonat diolün izosiyanata oranı kontrol edilerek poliüretanın moleküler yapısı ve çapraz bağlanma derecesi ayarlanabilir, böylece malzemenin sertliği, elastikiyeti ve mekanik özellikleri etkilenebilir. Sonuç olarak, polikarbonat dioller yalnızca poliüretan sentezi için hayati önem taşıyan hammaddeler olarak değil, aynı zamanda malzemenin esnekliğini ve dayanıklılığını belirleyen temel bileşenler olarak da hizmet eder.
Reaksiyon sırasında, polikarbonat diolün hidroksil grupları yüksek reaktivite sergileyerek bunların bir katalizör varlığında ve uygun sıcaklıklarda izosiyanatlarla ilave reaksiyonlara girmelerini sağlar. Reaksiyon ilerledikçe diol molekülleri ve izosiyanatlar, uzun poliüretan moleküler zincirler oluşturmak üzere giderek birbirine bağlanır. Sistemdeki bileşenlerin oranları optimize edildiğinde belirli molekül ağırlığına ve yapısal stabiliteye sahip bir poliüretan malzeme elde edilir. Polikarbonat diolün moleküler ağırlığı, hidroksil değeri ve karbonat yapısı hem reaksiyon sürecini hem de nihai polimerin yapısını etkiler; bu nedenle pratik üretimde, ürünün amaçlanan uygulamasına göre polikarbonat diolün spesifik derecesi seçilmelidir.
Polikarbonat diollerin oluşturduğu karbonat yapısı, poliüretan performansını artırma yeteneklerinde önemli bir faktör olan mükemmel stabilite sunar. Polikarbonat diolleri yumuşak bölümler halinde içeren poliüretanlar - moleküler zincir yapıları ile sert bölümlerin birleşik etkisiyle - tipik olarak esneklik, aşınma direnci, hidroliz direnci ve yaşlanma direnci arasında bir denge sağlar. Ayrıca, polikarbonat diolün moleküler ağırlığını değiştirerek ve diğer polioller ve izosiyanatlarla oranını ayarlayarak malzemenin genel özelliklerine, elastomerler, kaplamalar, yapıştırıcılar ve sentetik deri gibi çeşitli uygulamaların özel gereksinimlerini karşılayacak şekilde ince ayar yapılabilir.