通常,水性聚氨酯的硬段是由二異氰酸酯和小分子進行二元醇或二元胺反應企業形成的,所以硬段實質上是高分子的水性聚氨酯產品或者聚脲,它們都含有一個很強的極性鍵一氨基甲酸酯基或者脲基,而不同文化種類的二異氰酸酯所制備的水性增強聚氨酯產業結構的氨基甲酸酯基和脲基的極性程度不同。水性聚氨酯復合材料的拉伸運動強度與二異氰酸酯的結構有很大的關系,芳香族的二異氰酸酯大于脂族的二異氰酸酯,而且芳環體積越來越大,強度指標越高。此外,具有信息對稱知識結構的二異氰酸酯（如MDI）能賦予一種水性研究聚氨酯作為膠膜性能更高的拉伸工作強度和撕裂作用強度。

MDI與N210和N220反應制備的水性聚氨酯膜的拉伸強度最高，MDI的結構非常規整。規則有序的相結構可以促進聚合物鏈段的結晶，因此由對稱二異氰酸酯(MDI)制備的聚氨酯膜的拉伸強度高于不對稱二異氰酸酯(TDI)。與TDI相比，MDI的結構中有兩個苯環，結構對稱，分子鏈剛性更大。此外，兩個苯環通過亞甲基連接。由于碳碳單鍵的內旋轉增強了大分子鏈的空間旋轉，MDI制備的水性聚氨酯膜性能更加突出。IPDI和氫化MDI都是脂環族異氰酸酯。與芳香族MDI和TDI相比，制備的水性聚氨酯薄膜具有較低的拉伸強度和較高的斷裂伸長率。這可能是由于芳香族異氰酸酯制備的聚氨酯硬段含有剛性芳環，因此其硬段的內聚能增加，材料強度普遍高于脂肪族異氰酸酯聚氨酯。其中，氫化MDI中的異氰酸酯基團位于分子兩端，整個氫化MDI分子結構是對稱的。合成的水性聚氨酯分子硬段結構規整，結晶傾向明顯，因此制備的水性聚氨酯薄膜拉伸強度高。而IPDI鏈段較軟，水性聚氨酯膜的拉伸強度較低，但斷裂伸長率較高。