丁基橡膠自實現工業化生產以來，原料路線、生產工藝以及聚合釜的結構形式一直變化不大，一般採用氯甲烷作稀釋劑，三氯化鋁作催化劑，控制這兩者的用量可以調節單體的轉化率。根據產品不飽和度的等級要求，異戊二烯的用量一般為異丁烯用量的1.5%～4.5%，轉化率為 60%～90%。聚合溫度維持在－100℃（採用乙烯及丙烯作冷卻劑）。丁基橡膠的聚合是以正離子反應進行的，反應溫度低，速度快，放熱集中，且聚合物的分子量隨溫度的升高而急劇下降。因此，迅速排出聚合熱以控制反應在恆定的低溫下進行，是生產上的主要問題。聚合釜（見圖）採用具有較大傳熱面積並裝有中心導管的列管式反應器。操作時借下部攪拌器高速旋轉，增大內循環量，從而保証釜內各點溫度均勻。
為改善丁基橡膠共混性差的缺點，1960年以來出現了鹵化丁基橡膠。這種橡膠是將丁基橡膠溶于烷烴或環烷烴中，在攪拌下進行鹵化反應制得。它含溴約 2%或含氯1.1%～1.3%，分別稱溴化丁基橡膠和氯化丁基橡膠。丁基橡膠鹵化后，硫化速度大大提高，與其他橡膠的共混性和硫化性能均有所改善，粘結性也有明顯提高。鹵化丁基橡膠除有一般丁基橡膠的用途外，特別適用於製作無內胎輪胎的內密封層、子午線輪胎的胎側和膠粘劑等。