汽車輪胎的主要材料是橡膠，來源于橡膠樹，應用最廣泛的有天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠等。

早期的汽車輪胎均為內外胎結構，其中內胎為橡膠制成，外胎由橡膠及多層簾子布制成。

現在的無內胎輪胎多為子午線輪胎。早期的子午線輪胎用鋼絲加強，隨著化工技術的發展，鋼絲子午線逐步被凱夫拉等重量更輕、比強度更高的合成纖維所代替。

天然橡膠（NR）是一種以順-1，4-聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物，分子式是（C5H8）n，其成分中91%～94%是橡膠烴（順-1，4-聚異戊二烯），其余為蛋白質、脂肪酸、灰分、糖類等非橡膠物質。天然橡膠是應用最廣的通用橡膠。

順丁橡膠是順式-1,4-聚丁二烯橡膠的簡稱，其分子式為(C4H6)n。順丁橡膠是由丁二烯聚合而成的結構規整的合成橡膠，其順式結構含量在95%以上。根據催化劑的不同，可分成鎳系、鈷系、鈦系和稀土系（釹系）順丁橡膠。順丁橡膠是僅次于丁苯橡膠的第二大合成橡膠。與天然橡膠和丁苯橡膠相比，硫化后其耐寒性、耐磨性和彈性特別優異，動負荷下發熱少，耐老化性尚好，易與天然橡、氯丁橡膠或丁腈橡膠并用。順丁橡膠特別適用于制造汽車輪胎和耐寒制品，還可以制造緩沖材料及各種膠鞋、膠布、膠帶和海綿膠等

丁苯橡膠（SBR) ，又稱聚苯乙烯丁二烯共聚物。其物理機構性能，加工性能及制品的使用性能接近于天然橡膠，有些性能如耐磨、耐熱、耐老化及硫化速度較天然橡膠更為優良，可與天然橡膠及多種合成橡膠并用，廣泛用于輪胎、膠帶、膠管、電線電纜、醫療器具及各種橡膠制品的生產等領域，是最大的通用合成橡膠品種，也是最早實現工業化生產的橡膠品種之一。

丁基橡膠是合成橡膠的一種，由異丁烯和少量異戊二烯合成。一般被應用在制作汽車輪胎以及汽車隔音用品里面。現在丁基橡膠以環保的名號已經全面普及代替瀝青。

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