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橡胶受热变软，遇冷变硬、发脆，不易成型，容易磨损，易溶于汽油等有机溶剂，分子内具有双键，易起加成反应，容易老化。1839年，古德伊尔无意中制作出了硫化橡胶。
为改善橡胶制品的性能，生产上要对生橡胶进行一系列工艺流程，在一定条件下，使胶料中的生胶与硫化剂发生化学反应，使其由线型结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子，使从而使胶料具备高强度、高弹性、高耐磨、抗腐蚀等等优良性能。这样的一个过程称为橡胶硫化。
硫化是橡胶制品制造工艺的最后一个工序，在这工序中，橡胶经历着一系列复杂的化学变化，使塑性的橡胶变为弹性的或硬质的橡胶，从而获得更完善的物理机械性能和化学性能。使橡胶材料成为更有价值的材料。产品的质量和常规使用的寿命，在很大程度上取决于硫化过程。因此硫化工艺对橡胶及其制品制造和应用都具有十分重要的意义。
硫化过程是一种复杂的化学反应过程，其中包含着橡胶分子与硫化剂及其它配合剂之初间的一系列化学斥。以及在形成见网状结构时伴随产生的各种付反应。在诸多的反应中，以橡胶分子与硫化剂之间的反应为主，它是生成交联链的基本反应，而其它的反应则次之。
硫化反应过程大体上可分交三个阶段：第一阶段为诱导阶段，在这阶段中，首先是硫化剂分子和促进剂之前反应成一种活性更大的中间化合物，然后进一步引发橡胶分子链，产生可交联的游离基。第二阶段为交联反应阶段，即可交联的游离基与橡胶分子链之前产生连锁反应，生成交联键。第三阶段为网构成熟阶段，在这阶段中的前半阶段中交联反应已趋于完成，已形成的交联键开始发生重排和裂解等反应，出现交联与裂解的两种过程，在这阶段的后半段，交联反应已基本停止，随之而发生的主要是交联键重排和热裂解等的反应，最后即得到硫化胶。
物质的性质决定于物质的结构。未硫化橡胶的线型大分子呈卷曲状并处于自由运动状态，当受外界的力的作用时，大分子链段易发生位移，即存在比较大的塑性流动，硫化后，柔软的长链橡胶分子通过交联变成空间网状结构，因而大分子链的相对运动受到一定限制。在外力作用下，不易发生较大位移，而产生较高的应力和定伸强度，物理机械性能和化学性能获得了改善。
在硫化过程中，橡胶的各种各样的性能都随硫化时间增加而发生明显的变化。若将橡胶的某一项性能的变化与对应的硫化时间作图，则可得到一个曲线图形。这种曲线图可以显示胶料的整个硫化历程，故称为硫化历程图。
从硫化历程图中看出，在硫化平坦阶段，硫化胶的各项物理机械性能分别达到或接近最佳点，或者总的来说它们之间取得最佳的综合平衡。对天然胶来说其扯断强力，定伸强力等随硫化时间增加而上升到某一最高值，然后一段不变，但扯断伸长率、永久变形则相反，曲线有一最小值后又向相反的方向变化。这一段保持某些指标的最高值或另一指标的最低值的交联曲线，生产上叫“硫化平坦线”。对应这一段所取的温度与时间，分别称为正硫化温度和正硫化时间，合称为正硫化条件。
正硫化又称最宜硫化，通常是指橡胶制品性能达到最佳值时的状态，达到正确化状态所需的时间为正硫化时间，即对应于“硫化平坦线”段的硫化时间，处于正硫化前期称为欠硫，后期为过硫，即指硫化平坦线范围外的前期和后期。无论欠硫或过硫，制品的物理机械性能都较差。硫化平坦阶段对于选取正确条件具备极其重大意义，硫化平坦性好的胶料，制品难以发生欠硫和过硫现象。
由于在硫化平坦阶段，硫化胶保持有最佳的性能，所以作为选取正硫化时间的范围。但硫化平坦线往往很长，即正硫化时间是某一段较长的时间间隔，在实际生产中经常取抗张强度或定伸强度的平坦线的前半部的某一个点或取扯断伸长率或永久变形曲线下降的转折点，这些曲线点上所对应的硫化时间称为正硫化点，常作为生产的工艺条件，也在从综合平衡角度考虑的加权平衡时间，为正硫化点。
硫化条件通常是指压力，温度和时间等工艺因素。这一些因素对硫化质量有很重要的影响。因此，通常被称为“硫化三要素”。
测出正硫点后，并不等于找到了具体产品的最宜硫化条件，还一定要考虑以下因素：
（1）制品的厚度，胶料是不良导热体，表面与内层温差随着断面增厚而增加，形成温度滞后损失。正硫化时间一般只适用于厚度不到6毫米的制品，若厚度超过6毫米时，则应正硫化时间的基础上另加上滞后时间，大致厚度增加1毫米，滞后时间也需添加1分钟。
当胶料硫化时，由于胶料中含有水分蒸发以及所含的空气溢出，致使产生一种内压力，这种内压力会使胶料膨胀而产生气孔。为避免此现状发生，硫化时就必须施加大于胶料内压力的硫化压力。胶料在硫化时要求充分流散和充满模型。要求硫化压力要足够高。随着硫化压力增大，橡胶渗入布层的深度增加，来提升橡胶与布层的密着力和制品的耐屈挠性、施加硫化压力还能提高制品的强度，耐磨耗等性能，常规使用的寿命也得以延长。
因此，一般橡胶制品在硫化时间往往要施加压力，其目的概括如下，1）防止制品在硫化过程中产生气泡，提高硫化胶的致密性，2）使胶料流散和充满模槽，3）提高橡胶布层的密着度；4）有助于提高硫化胶的物理机械性能。
通常对硫化压力的选取应根据胶料的配方，可塑性大小，产品结构等决定，从工艺上考虑，一般原则是：可塑性大，压力宜小；产品厚，层数多，结构较为复杂，压力宜大；薄制品压力宜小甚至可用常压。
高压和高温一样会加速橡胶分子链的热降解，所以过高压力反而会使橡胶性能降低，纺织物结构也会破坏，同时高压对设备也要求很高。压力过低达不到加压的目的，还会使制品产生缺胶，起泡以孔，呈海绵状等质量问题。
硫化加压方式通常有如下几种：1）用液压泵通过平板压力硫化机把压力传递给模型，再由模型传递给胶料；2）由硫化介质（如蒸汽）直接加压；3）由压缩空气加压；4）注压机注压。
硫化温度是橡胶硫化反应的门槛，它直接影响硫化速度和产品质量，是橡胶硫化工艺中最主要的控制条件之一。
硫化温度的高低应根据胶料配方而定，其中最重要的是取决于橡胶种类和硫化体系，近年来随着室温硫化胶料的增加和高温硫化的出现，硫化温度趋向两个极端，特别是高温硫化引人注目，提高硫化温度，可以缩短硫化时间，提高生产效率，但提高硫化温度要综合权衡下列因素；橡胶是不良导热体，对于厚制品硫化来说，采用高温硫化很难使内外层胶料同时达到平坦范围，其次各种橡胶的耐温性能不一，硫化温度提高到某些特定的程度后，对橡胶性能或多或少带来影响，另外高温对橡胶制品中的纤维材料起破坏作用，会使其强度下降，因此提高硫化温度必须有相应技术措施保证，但也不能无限的提高硫化温度，在选定硫化温度时，对胶种，硫化体系，硫化工艺及产品结构都应有所考虑。
实践表明：各种胶料最宜硫化温度认为是：天然橡胶＜143℃,不超过160℃;丁苯橡胶＜180℃,异戊橡胶、顺丁橡胶＜151℃；氯丁胶＜151℃，丁基橡胶＜170℃，丁晴橡胶＜180℃。
硫化是一个交联过程，一定要通过一段时间才能完成。硫化时间是由胶料配方和温度决定的，对于给定胶料来说，在一定的硫化温度和压力下，有一最宜硫化时间；即通常所称正硫化时间，时间过长会产生过硫，时间过短产生欠硫。过硫和欠硫制品性能都较差。因此，除了操作中发生故障，硫化时间应该要依据情况进行适当变更外，正常生产的情况下，不是允许随意改动硫化时间的。
制品在生产中硫化时间通常是指半成品在加压，加热条件下的持续硫化时间，它包括四个阶段：即预热阶段、升温阶段、硫化阶段和放汽阶段。主要是两个阶段：硫化升温到规定的硫化温度即升温阶段，使硫化温度保持的阶段，即恒温阶段，生产实际中硫化时间，与胶料正硫化时间不一样，硫化历程中胶料正硫化时间等于焦烧时间和热硫化时间之和，但焦烧时间有一部分为操作的流程所消耗，所以实际中胶料在模型内加热硫化只有剩余焦烧时间加上热硫化时间。同时，生产中硫化时间还要考虑到实际生产中的硫化温度、压力，制品的厚度及操作方法等因素，要考虑上述因素，以达到产品硫化程度适宜，性能最好，常规使用的寿命长和良好的外观品质为标准，但总的来说它是服从胶料达到正硫化效应的，是考虑到生产真实的情况而确定的正硫化时间。
等效硫化时间是在不一样的温度下达到相同硫化效果的时间。又称为等价硫化时间或当量硫化时间。在实际中生产中，常常会因为设备条件或工艺条件的改变，而不得不改变原订硫化条件。那么如何在不同的硫化条件，制得具相同物理机械性能的硫化成品，根据硫化理论，硫化胶的所有性能都是取决于其硫化程度即交联度，因此，要使在不同硫化条件下制得硫化胶具有相同的物理机械性能，就要使它们达到相等的硫化程度。硫化程度的深浅，在工艺上常用硫化效应来衡量，说明，只要保持产品的硫化效应相等，而其硫化条件可根据真实的情况改变，因此根据硫化效应就可将原订的硫化条件换算为任意硫化条件。
橡胶的硫化曲线上有一段平坦硫化范围，与达到平坦范围所需最短时间所对应的硫化效应称为最小硫化效应。与达到平坦范围所需最长时间对应的硫化效应称为最大硫化效应。
在实际计算中，由于每一种胶料硫化时，在硫化曲线上都有一段平坦范围，因此在改变硫化条件时，一般只要把心迹后的硫化效应控制在原来硫化条件的最大和最小硫化效应的范围内，制品的物理机械性能就可相近。设原来的硫化效应为E，则要求；E小≤E＜E大。
橡胶硫化，在大多数情况下，都是在加热的条件下进行的。对对橡胶加热，就需要用一种能传递热能的物质。用以传递热能而使橡胶加热硫化的物质称为硫化介质。
（1）饱和蒸汽：应用最广泛的一种硫化介质，其热量来自汽化潜热，因此给热系数大，导热效率高，放热量大。应用饱和蒸汽加热时，可以通常改变蒸汽的压力而准确地调节加热温度，操作便捷，成本低廉。
（2）过热蒸汽：将饱和蒸汽再通过加热器加热而获得。温度不受压力牵制，适于作要求温度较高的硫化介质，但给热系数饱和蒸汽低。对设备腐蚀性较强。
（3）热空气：加热温度不受压力的影响，可以高温低压，也可以低温高压，较干燥，不含水份。但导热效率很低，同时因含大量氧量易制品氧化。
（4）过热水：优点是既能保持比较高温度，又能赋于较大压力，常用于高压硫化场合。但热量小，导热效率低且温度不易掌握均匀。
（5）热水：优点是传统比较均匀，而且密度较高，使制品变形倾向较小，但热含量不高。
（6）固体介质常用于压出制品的连续硫化，可提供200℃以上的硫化温度，使硫化在极短的时间内完成。介质材料主要是共熔金属共熔盐两种。
橡胶配合剂的材料种类很多，在橡胶中的作用也很复杂。根据配合剂在橡胶中的最大的作用，又可分为硫化剂、硫化促进剂、防老剂、软化剂、补强剂、填充剂、着色剂以及特殊用途的配合剂。
硫化剂是能在一定条件下使橡胶发生硫化的物质统称为硫化剂，所谓硫化是使橡胶线性分子结构通过硫化剂的架桥而变成立体网状机构，从而使橡胶的机械物理性能得到明显的改善。
1、硫磺:黄色固体物质，大范围的应用于天然橡胶及部分合成橡胶中。常用的硫磺有硫磺粉、升华硫磺（又称硫磺华）和沉淀硫磺三种。硫磺不溶于水，稍溶于乙醇和，溶于二硫化碳和四氯化碳。它的特点是硫化橡皮耐热性低、强度高、对铜线有腐蚀作用，适用于天然橡胶和某些合成橡胶。在电线电缆橡皮配方中，硫磺用量大约在0.2份到5份之间，但由于促进剂的加入，可使硫磺用量相应减少。
2、金属氧化物:金属氧化物大多数都用在氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯等的硫化剂。常用的有氧化锌、氧化镁、氧化铅、四氧化三铅等。 氧化锌 比重为5.6，是一种白色粉末，无毒、无味。氧化锌在橡胶中应用较为广泛，在通用型氯丁橡胶中常与氧化镁并用作为主硫化剂。在天然橡胶及其他烯烃橡胶中它可作为促进剂的活化剂。除此之外它还兼有补强作用。在耐日光老化的橡皮中起屏蔽紫外线的作用。氧化锌在天然橡胶和丁基橡胶中用量为5～10份，在氯丁橡胶中与氧化镁并用一般用量为5份。氧化镁 氧化镁在氯丁橡胶中作为副硫化剂使用，混炼时能防止氯丁橡胶先期硫化。本品能提高氯丁橡胶的抗拉强度、定伸强度和硬度。能中和卤化橡胶等在硫化期间或在其他氧化条件下所产生的少量硫化氢。对氯磺化聚乙烯橡胶能赋予其良好的物理机械性能，特别是永久变形比较小。但耐水性较差。一般用量为3～7份。氧化镁为白色疏松粉末，比重为3.2，在空气中能逐渐吸收水分和二氧化碳变成碱或碳酸镁而使活性降低，故应严格密封保管。
3、树脂类硫化剂:树脂类硫化剂主要是一些热固性的烷基酚醛树脂和环氧树脂。用烷基酚醛树脂硫化不饱和碳链橡胶和丁基橡胶可明显提高硫化胶的耐热性。常用的主要品种是苯酚甲醛树脂，如叔丁基苯酚甲醛树脂和叔辛基苯酚甲醛树脂等。环氧树脂对羧基橡胶及氯丁橡胶均有较好的硫化效果，其硫化橡皮耐屈绕性好。
4、秋兰姆:全名为二硫化四甲基秋兰姆，商品名为TMTD。是电线电缆橡皮中使用比较广的硫化剂，又可作硫化促进剂。纯品熔点为147℃～148℃，比重为1.29，为灰白色粉末。它是天然橡胶的超速促进剂，在100℃时可分解生成自由基，故可进行橡胶交联。 使用秋兰姆作硫化剂可改善橡皮的耐热性和耐老化性能。硫化曲线平坦，不易燃烧。适用于天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶以及一切含有双键的不饱和橡胶。在一般的耐热橡皮中，秋兰姆的用量为2～3份，而在连续硫化橡皮配方中用量为2～5份，作促进剂用时用量为0.3～0.5份。
5、过氧化物 过氧化物硫化指在橡胶配料中加人的硫化升温时即放出自由基的有机过氧化物(如过氧化拌丙苯等)。过氧化物ur使橡胶高分子链之问产生碳一碳键交联。这类过氧化物可以硫化大部分橡胶(J一基橡胶、氯丁橡胶等除外)，是重要的非硫硫化体系。白于所得硫化胶的强度和耐撕裂性能较差，工业上多用少硅橡胶、乙内橡胶、丁脂橡胶的硫化，还叮用作某些并用橡胶的共硫化。常用的过氧化物硫化剂为二烷基过氧化物、二醜基过氧化物和过氧酯等，能硫化大部分橡胶。选择过氧化物，通常要从过氧化物的半衰期、挥发性、气味、酸碱性物质对它的影响以及加工的安全性、硫化胶的物理机械性能等多方面考虑。其中二垸基过氧化物获得广泛应用，如过氧化二异丙苯（DCP)适于160X:硫化，价格实惠公道是目前使用最多的一种硫化剂；1,1-二叔丁基过氧基-3，3，5-三甲基环己烷（3M)，适于较低温度硫化。氧化物的交联效率是指lmol的有机过氧化物使橡胶制品分子产生化学交联的物质的量（mol)。若lmol的过氧化物能产生lmol的橡胶交联键，交联效率为1。
过氧化物硫化是过氧化物在热或辐射作用下均裂产生自由基，如烷基过氧化物产生二个烷氧自由基，二酰基过氧化物产生两个酰氧自由基，过氧酯则产生一个烷氧自由基和一个自由基。在橡胶制品热交联过程中，叔烷基和叔氧基可能进一步裂解产生烷基自由基。
橡胶制品在生产及使用的过程中产生的大量废旧硫化橡胶，成为了橡胶工业发展中面临的主要挑战。废橡胶属于热固性聚合物材料，在常规条件下不溶不融,在自然条件下很难降解，其回收和再生技术一直是世界性难题，关系到全球的环境保护及资源的可持续利用，因此在业内受到慢慢的变多的关注。再生胶是废弃橡胶中再生的胶料，其作为填充剂在生胶配方体系中占有重要的地位。再生胶的添加虽然会使得生胶的物理机械性能，如拉伸强度、模量、撕裂强度等会降低，但却能够给大家提供生胶所没有的特点。一方面可缩短混炼时间，减少胶料在混炼过程中的能量消耗；其次，在挤出或者压延的过程中使得供料的速度更快，当混炼胶中含有再生胶时，可防止挤出膨胀和压延收缩的问题；第三，在硫化时，再生胶可起到抗老化性作用，其效果比添加其余抗老化剂更好。了解生成再生胶的反应机理及再生胶的制备工艺对更好地研究再生胶有着重要的意义。
