Ни натуральный, ни синтетический каучуки не обладают теми качествами, которые требуются от резины. Каучук при понижении температуры становится хрупким, а при нагреве теряет эластичность и превращается в пластичный, непрочный, легкорастворимый в нефтепродуктах материал. Поэтому каучук смешивается с другими ингредиентами и подвергается вулканизации, в результате которой приобретает эластичность, прочность, нерастворимость в нефтепродуктах, температурную стойкость, износостойкость и другие ценные свойства.
Основным вулканизирующим агентом для шинных резин служит сера. Ее содержание в резиновой смеси — от 15 до 4 % от массы каучука.
Процесс вулканизации при помощи серы заключается в нагреве резиновой смеси до определенной температуры и выдержке ее при этой температуре в течение времени, достаточного для того, чтобы атомы серы соединили в некоторых местах двойных связей молекулы каучука, образовав резину – материал с пространственной структурой молекул, обладающий новыми свойствами, отличающимися от свойств каучука. Установлено, что при вулканизации происходят и некоторые другие реакции каучука с ингредиентами и кислородом воздуха.
Сера взаимодействует только с каучуками, представляющими собой ненасыщенные полимеры, к которым относятся натуральный и все синтетические каучуки, полученные на базе диеновых (днолефиновых) углеводородов. От количества серы зависит твердость резины. При содержании серы 40-60 % от массы каучука он превращается в эбонит -высокотвердый материал, поддающийся механической обработке резанием.
Поперечные химические связи между молекулами каучука могут быть не только за счет серы, но и кислорода или валентных химических связей атомов углерода отдельных цепей.
Для вулканизации некоторых каучуков используются фенолфор-мальдегидные смолы, окислы металлов, перекись бензоила и др. Известны каучуки (натрийдивиниловый, наирит и др.), вулканизирующиеся при нагреве без вулканизирующего агента.
Вулканизация резиновой смеси протекает в течение определенного времени и может осуществляться в широком диапазоне температур, начиная от нормальной. Скорость вулканизации зависит от состава резиновой смеси и температуры. При повышении температуры на каждые 10 °С скорость вулканизации возрастает примерно в 2 раза.