Mechanizm funkcjonalny dioli poliwęglanowych przypisuje się przede wszystkim grupom hydroksylowym znajdującym się na obu końcach ich łańcuchów molekularnych. Podczas syntezy materiałów poliuretanowych te grupy hydroksylowe reagują z grupami izocyjanianowymi, tworząc wiązania uretanowe, włączając w ten sposób diol poliwęglanowy jako „miękki segment” w łańcuchu cząsteczkowym poliuretanu. Kontrolując stosunek diolu poliwęglanowego do izocyjanianu, można regulować strukturę molekularną i stopień usieciowania-poliuretanu, wpływając w ten sposób na twardość, elastyczność i właściwości mechaniczne materiału. W rezultacie diole poliwęglanowe służą nie tylko jako niezbędne surowce do syntezy poliuretanów, ale także jako kluczowe składniki decydujące o elastyczności i trwałości materiału.
Podczas reakcji grupy hydroksylowe poliwęglanodiolu wykazują wysoką reaktywność, dzięki czemu mogą ulegać reakcjom addycji z izocyjanianami w obecności katalizatora i w odpowiednich temperaturach. W miarę postępu reakcji cząsteczki diolu i izocyjaniany stopniowo łączą się ze sobą, tworząc długie łańcuchy molekularne poliuretanu. Po zoptymalizowaniu proporcji składników układu uzyskuje się materiał poliuretanowy o określonej masie cząsteczkowej i stabilności strukturalnej. Masa cząsteczkowa, liczba hydroksylowa i struktura węglanowa samego poliwęglandiolu wpływają zarówno na proces reakcji, jak i strukturę końcowego polimeru; dlatego w praktycznej produkcji konkretny gatunek diolu poliwęglanowego należy wybrać w oparciu o zamierzone zastosowanie produktu.
Struktura węglanowa utworzona przez diole poliwęglanowe zapewnia doskonałą stabilność, co jest kluczowym czynnikiem wpływającym na ich zdolność do zwiększania wydajności poliuretanów. Poliuretany zawierające diole poliwęglanowe jako miękkie segmenty-dzięki połączonemu wpływowi ich struktury łańcucha molekularnego i twardych segmentów-zwykle osiągają równowagę między elastycznością, odpornością na ścieranie, odpornością na hydrolizę i odpornością na starzenie. Co więcej, zmieniając masę cząsteczkową diolu poliwęglanowego i dostosowując jego stosunek do innych polioli i izocyjanianów, ogólne właściwości materiału można-dostroić tak, aby spełniały specyficzne wymagania różnych zastosowań, takich jak elastomery, powłoki, kleje i skóra syntetyczna.