ゴム材料の耐寒性を向上させるために、研究者は様々な方法を採用しています。これらの方法は主に、ゴムの共重合と化学修飾、ゴムのブレンド、可塑剤の添加、加硫および充填システムの合理的な選択などです。
1. ゴムの共重合と化学修飾 ゴムの共重合と化学修飾は、ゴム材料の耐寒性を向上させる効果的な方法です。大きな側基を持つモノマーを導入して共重合することにより、ゴム分子鎖の規則性を乱し、そのTgとTbを下げることができます。例えば、柔軟な構造を持つモノマーをフッ素ゴム分子に導入すると、分子鎖の柔軟性が向上し、分子間力が減少し、それによってフッ素ゴムの耐寒性が向上します。さらに、エポキシ化や異性化などの化学修飾方法を使用して、ゴム分子鎖の構造を変更し、耐寒性を向上させることができます。
ゴムのブレンドは、ゴム配合設計において耐寒性を調整するための一般的な方法です。異なる種類のゴムを組み合わせることにより、それぞれの利点を総合的に活用して、ゴム材料の耐寒性を向上させることができます。例えば、スチレンブタジエンゴム（SBR）とブタジエンゴム（BR）を組み合わせると、ゴムの耐寒性を向上させることができます。これは、SBRとBRが低いTgを持ち、優れた分子鎖の柔軟性を持っているため、低温でも一定の弾性を維持できるからです。
可塑剤の添加は、ゴム材料の耐寒性を向上させるための効果的な手段の一つです。可塑剤は、ゴム分子鎖の柔軟性を高め、分子間力を減らし、分子セグメントの動きを容易にします。低温では、可塑剤は潤滑剤として作用し、ゴム分子鎖間の摩擦と抵抗を減らし、それによってゴムの耐寒性を向上させます。一般的な可塑剤には、石油系炭化水素溶剤可塑剤と非溶剤可塑剤があります。
