影響聚氨酯結構與性質的主要因素為軟硬段結構、異氰酸酯結構、聚氨酯分子量和交聯(lián)度等。聚氨酯軟段由低聚物多元醇（通常是聚醚或聚酯二醇）組成，硬段由多異氰酸酯或其它小分子擴鏈劑組成。兩種鏈段的熱力學不相容性會產(chǎn)生微觀相分離，在聚合物基體內(nèi)部形成相區(qū)或微相區(qū)。聚氨酯中存在氨酯、脲、酯、醚等基團會產(chǎn)生廣泛的氫鍵，其中氨酯和脲鍵產(chǎn)生的氫鍵對硬段相區(qū)得形成具有較大的貢獻，聚氨酯的硬段相起增強作用，提供多官能度物理交聯(lián)，軟段基體被硬段相區(qū)交聯(lián)。聚氨酯的優(yōu)良性能首先是微相區(qū)形成的結果，而不單是硬段和軟段之間的氫鍵所致。

與不對稱二異氰酸酯（如TDI）相比，對稱性二異氰酸酯（如MDI）制備的PU具有較高的模量和撕裂強度。芳香族異氰酸制備的PU強度一般比脂肪族異氰酸酯型PU的大，但抗紫外（UV）降解性能較差，抗熱氧化性能好；擴鏈劑對PU性能也有影響，含芳環(huán)的二元醇與脂肪族二元醇擴鏈的PU相比有較好的強度，二元胺擴鏈的PU比二元醇擴鏈的PU具有較高的機械強度、模量、黏附性和耐熱性，且還有較好的低溫性能。

提高PU中硬段的含量通常使硬段增加、彈性降低，且一般來說，聚氨酯的內(nèi)聚力和粘結力也得到提高。但若硬段含量太高，由于極性基團多會約束聚合物鏈段的活動和擴散能力，有可能降低粘接力。但含游離NCO基團的膠黏劑是例外，因NCO會與基材表面發(fā)生化學作用。

構成軟段的低聚合物多元醇的分子量通常在600~3000，一般來說軟段在PU中占大部分。聚酯型PU比聚醚型PU具有較高的強度和硬度，通常采用聚酯作為PU的軟段。軟段為聚醚的PU，有優(yōu)越的低溫性能，比聚酯型耐水解性好。一般來說，假定PU分子量相同，其軟段若為聚酯，則PU的強度隨聚酯二醇分子量的增加而提高；若軟段為聚醚，則PU的強度隨聚醚二醇分子量的增加而下降，不過伸長率卻上升。這是因為聚酯型軟段本身極性就較強，分子量大則結構規(guī)整性高，對改善強度有利；而聚醚軟段則極性較弱，若分子量增大，則PU中硬段的相對含量就減小，強度下降。

結晶作用能成倍地增加粘接層德內(nèi)聚力和粘結力。采用高結晶性的聚己二酸丁二醇酯二醇為軟段的高分子量線型PU制成的膠黏劑，即使不用固化劑也能得到高強度的粘接，且初黏性好。對于線型熱塑性PU來說，分子量大則強度高，耐熱性好；分子量小則分子活動能力和膠液的潤濕能力強，是形成良好的粘接的一個條件，若固化時分子量增長不夠，則粘接強度仍較差。一定程度的交聯(lián)可提高膠黏劑的粘接強度、耐熱性、耐水解性、耐溶劑性。過分的交聯(lián)影響結晶和微觀相分離，可能會損害膠層的內(nèi)聚強度。