Разработано математическое описание для прогнозирования физико-механических свойств серных вулканизатов диеновых каучуков, полученных в присутствии комплексных активаторов вулканизации. В качестве входных параметров выбраны концентрации компонентов комплексного активатора вулканизации, а также технологические режимы его получения. На основе выборки объемом более 800 экспериментов установлены зависимости изменения модулей и условной прочности при растяжении, относительного удлинения при разрыве от соотношения компонентов активатора, температуры и продолжительности его синтеза и проведена статистическая обработка данных, в том числе по статистическим тестам Шапиро–Уилка. С использованием аппарата нейронных сетей синтезирована математическая модель влияния состава активатора вулканизации и условий его синтеза на физико-механические показатели вулканизатов. Обучение нейронной сети осуществлено с использованием выборки, содержащей 784 эксперимента, оценка качества аппроксимации проведена на контрольной выборке из 76 экспериментов. Полученные значения относительной ошибки определения условной прочности и относительного удлинения расчетным методом составили ~ 6%. Приведено графическое представление результатов имитационного моделирования.