Основным процессом превращения каучука в резину является вулканизация, заключающаяся в химическом взаимодействии серы с каучуком (по месту двойных связей)
При этом могут образоваться как моносульфидные связи С-S-С, так и полисульфидные С-S-S-С и С-(S)n-С.
Вулканизация происходит при температуре 140-200° С (классической температурой вулканизации считается 145° С) в присутствии ускорителей вулканизации (каптакс, тиурам) и активаторов-ускорителей (окись цинка). Сейчас нет еще законченной теории вулканизации, но приблизительно процесс выглядит так. Активатор с ускорителем образует активную цинковую соль, временно присоединяющую к себе свободную серу". В ходе вулканизации при нагреве сера вновь отщепляется от этого промежуточного соединения, но уже в активной форме, способной быстро осуществлять сшивание молекул каучука. Подбор ускорителей вулканизации оказывает значительное влияние на свойства готовой резины и во многом определяет режим технического процесса вулканизации. В результате вулканизации в резине создается пространственная сетчатая структура, обладающая значительной механической прочностью и термостойкостью (термостабильностью). Вместо термина «резина» часто употребляют аналогичные ему понятия «вулканизат» и «вулканизованный каучук».
Бессернистая вулканизация
Процесс вулканизации, как процесс сшивания макромолекул каучука, может быть осуществлен не только с помощью серы, но и с помощью азосоединений, перекисей, различных производных хинона, окислов металлов и др. В случае применения азодикарбонамида Н2N-СО-N = N-СО-NH2 или, как его еще называют, порофора ЧХЗ-21 (см. ниже о порообразующих веществах), он выступает одновременно как вулканизатор и порообразователь.
При этом прочность резин на каучуке СКС-30, вулканизованных азодикарбонамидом в 1,5 раза выше, чем вулканизованный серой.
Бессернистая вулканизация облегчает процесс регенерирования старых резин, обеспечивает их высокую морозостойкость, синхронность процессов вулканизации и порообразования в процессе изготовления резин.
Полихлоропреновые каучуки серой не вулканизуются. Их вулканизуют окислами тяжелых металлов. Реакция вулканизации в этом случае идет по схеме: