因与ＮＲ(天然橡胶)具有相似的化学组成、立体结构和力学性能，聚异戊二烯合成橡胶具有广阔的应用前景。由于我国ＮＲ资源相对匮乏，制备出理化性质接近ＮＲ的聚异戊二烯橡胶，占据工业的主导体位，并在此基础上开发其多元化应用，如制备高端产品、特殊性能产品等，进一步提高我国橡胶行业的技术水平，满足国内外经济发展的需求，成为未来聚异戊二烯橡胶发展的重点。
顺式－１,４－聚异戊二烯橡胶
顺式１,４－聚异戊二烯橡胶又称异戊橡胶，是合成橡胶中的品种之一，其立体结构、化学组成等都与ＮＲ相近，在一定程度上可以取代ＮＲ。但是，它的生胶强度、加工性能、粘着性以及硫化橡胶的耐疲劳性等要比ＮＲ差，且其结晶性能差，相对分子量低于ＮＲ，使得两者在物理性能上存在差别。
制备顺式－１,４－聚异戊二烯橡胶均采用溶液聚合法，单体在溶剂中发生聚合。其制备工艺简单，首先制备所需的催化剂，将溶液脱水，单体脱阻脱水后加入溶剂中。之后形成胶液，将其储存，再加入分散剂使胶液能析出凝聚。接下来分为两个分支，如果加入固体颗粒，进行挤压干燥工艺可以得到干胶产品；另一个分枝工艺是采用气相法达到冷凝，再进行油水分离，最后放入到回收单元中结束聚合过程。
目前市场上主要有３种催化体系，分别为锂系、钛系和稀土系。其中钛系所制的顺式含量可高达９８％，技术相对成熟，被国内外普遍认可；而锂催化体系制得的顺式－１,４－聚异戊二烯的含量较低，只有９２％左右；对于稀土催化剂，顺式１,４－聚异戊二烯的含量则有９５％左右。为制备顺式结构含量更高的异戊橡胶，需要对传统催化剂改进。研究表明，通过催化时选择聚合温度以及合适的催化剂配比，可以有效的提高顺式聚异戊二烯的含量。
另外，聚合时先加入单体预聚陈化，可以很好的改善催化性能，提高顺式产物的含量。对于稀土催化体系，当其与过量烷基铝反应，形成的是具有高定向的金属络合物，顺式结构产物含量可以达到９８％。
异戊橡胶具有诸多优点，窄的质量分布使它的纯度更高；塑炼耗时较短，生产工艺简单；颜色浅，流动性比较小等。异戊橡胶可与ＮＲ共混用于轮胎胎面胶、胶带、食品塑料用胶、工艺橡胶原料、胶黏剂等。
聚反式－１，４－聚异戊二烯橡胶
聚合反式－１，４－聚异戊二烯（ＴＰＩ）即合成杜仲橡胶，又称古塔波橡胶、巴拉塔橡胶，由异戊二烯定向聚合而成，是异戊橡胶（ＩＲ）和ＮＲ的同分异构体。在室温下，ＴＰＩ结晶性能较高，形成的球形超结晶结构具有高度规整性，属于结晶型聚合物，其硬度、拉伸强度高，呈塑料或硬质橡胶状态。相比顺式结构的无规胶团聚集，反式结构更适合通过规则堆集来结晶。其次，由于ＴＰＩ的不饱和双键密度与ＮＲ相同，硫化并充分的交联后，即成为弹性体。ＴＰＩ的滚动阻力小，生热性低，多用于轮胎制造。
ＴＰＩ多采用本体聚合法，而使用的催化体系是负载钛系催化剂，原因是其生产成本低、催化活性高和黏度低，整个过程无三废排放，可减少对于环境的污染。研究表明，二烯烃的聚合只会生成反式１,４结构，钒催化体系对于合成ＴＰＩ有特别效应。而该催化体系主要由钒族过渡金属与ALR３（ALR３ＣＬ）组成，其聚合的反式结构可达９１％～９９％。采用钒系的氯化物来聚合反式结构时，对于不同的钒组分含量，ＴＰＩ的结构相似，但是含量随着钒组分变化而依次降低。常用的主催化剂有ＶＣＬ３和ＶOＣＬ３。钛系催化体系对于聚合高顺式聚异戊二烯非常有效，但在催化聚合反式结构时，其易受到Ａｌ／Ｔｉ的比值、溶剂等诸多因素的影响。
３，４－聚异戊二烯橡胶
３，４－聚异戊二烯的主链上有较大的侧基，主要是通过改变其质量分数来改变３，４－聚异戊二烯橡胶的性能。随着质量分数的改变，该橡胶的回弹性、高温下的生热性能及滚动阻力发生改变。同时，３，４－聚异戊二烯质量分数增加，该橡胶的耐油、水和电性能提高。轮胎要求具有较高的抗滑性能、较低的滚动阻力和耐磨耗性能，３，４－聚异戊二烯可以满足上述要求。除了应用于高性能轮胎的制造外，其在密封材料、抗震材料中也有很广泛的应用。
目前该产品的制备工艺还未实现工业化。而实验室中的制备方法可以分为两种：配位聚合法与负离子聚合法。配位聚合法中，铁系催化剂与稀土系成为主催化体系。制备３，４－聚异戊二烯橡胶的主要催化体系有三大类：锂系、铁系和钛系。除此之外，该聚合物的催化体系根据其聚合原理可分为配位聚合与负离子聚合。配位聚合包括钛酸酯／烷基铝体系和三乙酰基丙酮铁体系，负离子聚合包括金属钠和烷基锂体系。配位聚合过程中，前者的Ａｌ／Ｔｉ（摩尔比）达到６∶７时，可制得９５％～９８％的３，４－聚异戊二烯橡胶，是十分有效的催化体系。在负离子聚合中，使用金属钠催化体系时，由于钠引发的非均相体系，单体转化率低，制得的３，４－聚异戊二烯的含量较低。因此，在催化３，４－聚异戊二烯橡胶时，应根据需求选择催化剂。