Polykaprolaktonidiolia käytetään ensisijaisesti pehmeän segmentin raaka-aineena polyuretaanimateriaalien valmistuksessa; sen ketjun päissä olevat hydroksyyliryhmät reagoivat isosyanaattiryhmien kanssa muodostaen uretaanisidoksia, osallistuen siten polyuretaanimolekyyliketjun rakentamiseen. Luonnostaan joustavan molekyyliketjurakenteensa ansiosta se tarjoaa tilaa segmenttiliikkeelle polymeerin sisällä, mikä antaa materiaalille hyvän joustavuuden ja elastisuuden. Näin ollen ominaisuuksia, kuten kovuus, venymä ja elastisuus, voidaan virittää säätämällä polykaprolaktonidiolin molekyylipainoa ja sisällytyssuhdetta.
Joustavuuden lisäksi polykaprolaktonidioli parantaa polyuretaanimateriaalien mekaanisia ominaisuuksia. Sen molekyyliketjuissa olevilla esteriryhmillä on polaarisuus, mikä mahdollistaa vahvan molekyylien välisen vuorovaikutuksen polyuretaanin kovien segmenttien kanssa ja varmistaa tehokkaan sidoksen pehmeiden ja kovien segmenttien välillä. Sopivalla formulaatiolla polykaprolaktonidioliin perustuvilla polyuretaaneilla on tyypillisesti erinomainen vetolujuus, kulutuskestävyys ja repäisylujuus. Tämän seurauksena niitä voidaan käyttää materiaaleissa, kuten polyuretaanielastomeerit, pinnoitteet, liimat ja synteettinen nahka.
Polykaprolaktonidioli tarjoaa myös hyvän matalissa lämpötiloissa joustavuuden ja väsymyksenkestävyyden, jotka liittyvät sen molekyyliketjujen joustavuuteen ja puolikiteiseen luonteeseen. Hyvin suunnitellut polykaprolaktonipohjaiset polyuretaanit säilyttävät hyvän kimmoisuuden ja mittapysyvyyden lämpötilan vaihteluissa tai toistuvissa mekaanisissa rasituksissa. Siksi polykaprolaktonidioli toimii erinomaisena pehmeän segmentin valintana parantamaan materiaalien yleistä suorituskykyä, jotka altistuvat pitkäaikaiselle taivutukselle, venytykselle tai kitkalle. Lisäksi sen suorituskykytasapainoa voidaan edelleen hienosäätää yhdistämällä muita polyeetteri- tai polyesteripolyoleja.
Polykaprolaktonidiolin rooli ei rajoitu yhden ominaisuuden parantamiseen; pikemminkin osallistumalla polyuretaanimolekyylirakenteen muodostukseen se vaikuttaa kokonaisvaltaisesti materiaalin joustavuuteen, lujuuteen, kulutuskestävyyteen ja kestävyyteen. Tekijät, kuten molekyylipaino, hydroksyyliarvo, happoarvo ja annostus, vaikuttavat kaikki lopullisiin materiaaliominaisuuksiin, mikä edellyttää huolellista valintaa, joka perustuu tiettyyn käyttötarkoitukseen formulaation suunnittelun aikana. Eri polyuretaanituotteille voidaan saada materiaaleja, joiden suorituskykyominaisuudet vaihtelevat, säätämällä polykaprolaktonidiolin suhdetta isosyanaattiin ja muihin polyoleihin.