Für die Beschreibung der Vulkanisationskinetik von Elastomeren wird üblicherweise ein Modell n‑ter Ordnung eingesetzt, wie es in der DIN 53529 detailliert beschrieben ist. Dieser klassische Ansatz weist jedoch zwei zentrale Schwächen auf:

1. Der Reaktionsbeginn wird nur unzureichend beschrieben.
2. Die quantitative Übereinstimmung mit realen Vernetzungskurven ist häufig unbefriedigend.

Aus diesem Grund nutzen wir ein erweitertes und deutlich präziseres kinetisches Modell, das wir im Folgenden als auto‑katalytisches Modell bezeichnen. Es basiert auf den Arbeiten von Kamal und Sourour und ermöglicht eine deutlich flexiblere mathematische Beschreibung der Reaktionskinetik. Damit lässt sich der reale Verlauf der Vulkanisation wesentlich besser abbilden.

Im Modell von Kamal-Sourour beschreibt der Parameter α den Vernetzungsgrad und nimmt Werte zwischen 0 (unvernetzt) und 1 (vollständig vernetzt) an. Der temperatur- und zeitabhängige Vernetzungsgrad $\alpha(T,t)$ wird typischerweise mittels isothermer Messungen in einem MDR (Moving Die Rheometer) bestimmt.

$$\large \displaystyle\frac{d\alpha(t,T)}{dt}=\left( k_1(T)+k_2(T)\cdot\alpha(T,t)^m\right)\cdot (1-\alpha(T,t))^n$$

Dabei beschreibt n – analog zum Standardmodell – die Reaktionsordnung, während m den auto‑katalytischen Anteil wiedergibt, der insbesondere die Reaktion bei kleinen Umsätzen α beeinflusst. Das klassische Modell erster Ordnung stellt somit einen Spezialfall des auto‑katalytischen Modells mit $m = 0$ dar.

Die Temperaturabhängigkeit des Ansatzes wird üblicherweise über eine Arrhenius-Gleichung beschrieben: 

$$\large k_1(T)= k_{01}\cdot e^{\displaystyle{-\frac{E_1}{R\,T}}} \text{ und } k_2(T)= k_{02}\cdot e^{\displaystyle{-\frac{E_2}{R\,T}}} $$

Hierbei bezeichnet $k_{01}$ und $k_{02}$  die Reaktionskonstante bzw. den Grenzwert von k(T) bei sehr hohen Temperaturen. $E_1$ und $E_2$ sind die Aktivierungsenergien, üblicherweise angegeben in $\left[\displaystyle\frac{kJ}{mol}\right]$.

Sind die Parameter $m, n, k_{01}, k_{02}, E_1und E_2 $ bekannt, lässt sich die Vulkanisation für beliebige Temperatur- und Zeitverläufe zuverlässig berechnen.