Los copolímeros de poliisobutileno e isobutileno tienen una alta amortiguación a 25°C, con tangentes de pérdida que cubren más de ocho décadas de frecuencias a pesar de que sus valores de Tg son inferiores a –60°C. Esta amplia dispersión en el módulo de pérdida mecánica dinámica del poliisobutileno es única entre los polímeros de cadena flexible y está relacionada con su amplia transición vidrio-caucho. La amplitud de la transición vidrio-caucho, definida por el índice de inclinación, para el poliisobutileno es 0,65, que es mucho más pequeña que la de la mayoría de los polímeros. Además, el poliisobutileno tiene la estructura monomérica más simétrica y compacta entre los polímeros amorfos, lo que minimiza las interacciones intermoleculares y contribuye a sus propiedades viscoelásticas únicas. Como resultado, una separación en la escala de tiempo entre el movimiento segmentario y los modos Rouse es más amplia en la transición vidrio-caucho, lo que lleva a la aparición del modo sub-Rouse. Teniendo en cuenta las diferencias en las dependencias de la temperatura de estos movimientos, las transiciones vítreas del poliisobutileno y sus copolímeros son termorreológicamente complejas y no siguen una superposición tiempo-temperatura. El poliisobutileno y sus copolímeros tienen pesos moleculares de entrelazamiento elevados y módulos de meseta correspondientemente bajos, que contribuyen a su alta pegajosidad o autoadhesión en el estado no reticulado.

El poliisobutileno y sus copolímeros, incluidos butilo, halobutilo y BIMSM, son fácilmente solubles en disolventes apolares; el ciclohexano es un excelente solvente, el benceno es un solvente moderado y el dioxano y la piridina no son solventes.

El poliisobutileno y el caucho butílico tienen la resistencia química esperada de los hidrocarburos saturados. Las insaturaciones en cadena de los cauchos de butilo pueden ser atacadas lentamente por el ozono atmosférico, lo que lleva a su degradación y, por lo tanto, requieren protección con antioxidantes. El ataque oxidativo da como resultado una pérdida de peso molecular en lugar de fragilización. Los cauchos de clorobutilo son térmicamente más estables que los cauchos de bromobutilo. Tras la exposición térmica hasta 150°C, no se produce una descomposición notable en el caucho de clorobutilo, excepto por alguna transposición de cloro alílico, mientras que la eliminación de HBr ocurre en el caucho de bromobutilo al mismo tiempo que la isomerización para producir dienos conjugados que posteriormente se degradan. BIMSM no tiene insaturación y es el copolímero de isobutileno más estable térmicamente. Además, la fuerte reactividad de la funcionalidad de bromo bencílico en BIMSM con nucleófilos permite la funcionalización e injerto de BIMSM además de sus usos para la vulcanización.

En el caucho butílico, los átomos de hidrógeno colocados en α respecto al doble enlace carbono-carbono permiten la vulcanización en una red reticulada con azufre y aceleradores orgánicos. El bajo grado de insaturación requiere el uso de ultraaceleradores como el tiuram o los tiocarbamatos. También se pueden emplear resinas fenólicas, zidoformiatos de sesgo y derivados de quinona. La vulcanización introduce una reticulación química aproximadamente cada 250 átomos de carbono a lo largo de la cadena del polímero, produciendo una red covalente. Los enlaces cruzados de azufre tienen una estabilidad limitada a temperaturas elevadas y pueden reorganizarse para formar nuevos enlaces cruzados. Esta reordenación da como resultado un fraguado permanente y una fluencia para los vulcanizados expuestos a altas temperaturas durante largos períodos de tiempo. Los sistemas de curado de resina proporcionan enlaces cruzados carbono-carbono y vulcanizados termoestables; Se emplean habitualmente derivados de alquilfenol-formaldehído. La presencia de halógenos alílicos en elastómeros de halobutilo permite la reticulación por óxidos metálicos y mejora la velocidad de vulcanización del azufre sobre la del caucho de butilo. Los elastómeros de halobutilo pueden reticularse con los mismos curadores que se utilizan para el caucho de butilo y con óxido de zinc, bismaleimidas, diaminas, peróxidos y ditioles. El halógeno alílico permite más reticulación de lo que es posible en elastómeros con solo hidrógenos alílicos. El halógeno es un buen grupo saliente en reacciones de sustitución nucleofílica. Cuando se usa óxido de zinc para reticular el caucho de halobutilo, se forman enlaces carbono-carbono a través de la deshidrohalogenación para formar un catalizador de haluro de zincì. Se obtiene un sistema de reticulación muy estable para la retención de propiedades y baja deformación por compresión. La reticulación de isobutileno-co-para-metilestireno bromado implica la formación de enlaces carbono-carbono, generalmente a través de la química de alquilación o la formación de sales de zinc como el estearato de zinc. La vulcanización del azufre se logra mediante el uso de tiazoles, tiurams y ditiocarbamatos. También se utilizan diaminas, resinas fenólicas y tiosulfatos para reticular elastómeros BIMSM. La estabilidad de estos enlaces combinada con la columna vertebral químicamente saturada de BIMSM produce una excelente resistencia al calor y al envejecimiento oxidativo y al ataque del ozono. Los elastómeros a base de isobutileno se utilizan comercialmente en varios componentes y productos de caucho.  Las aplicaciones comerciales de neumáticos incluyen el uso en el revestimiento interior, la pared lateral negra que no mancha, la pared lateral blanca, la banda de cobertura de la pared lateral blanca y compuestos de la banda de rodadura.