Để cải thiện khả năng kháng lạnh của vật liệu cao su, các nhà nghiên cứu đã áp dụng nhiều phương pháp khác nhau. Các phương pháp này chủ yếu bao gồm đồng trùng hợp và biến tính hóa học cao su, phối trộn cao su, thêm chất hóa dẻo, lựa chọn hợp lý hệ thống lưu hóa và độn, v.v.
1. Đồng trùng hợp và biến tính hóa học cao su Đồng trùng hợp và biến tính hóa học cao su là những phương pháp hiệu quả để cải thiện khả năng kháng lạnh của vật liệu cao su. Bằng cách đưa các monome có nhóm bên lớn vào để đồng trùng hợp, tính đều đặn của chuỗi phân tử cao su có thể bị phá vỡ và Tg và Tb của chúng có thể giảm. Ví dụ, việc đưa các monome có cấu trúc linh hoạt vào các phân tử cao su flo có thể làm tăng tính linh hoạt của các chuỗi phân tử, giảm lực liên phân tử và do đó cải thiện khả năng kháng lạnh của cao su flo. Ngoài ra, các phương pháp biến tính hóa học như epoxy hóa và đồng phân hóa có thể được sử dụng để thay đổi cấu trúc của chuỗi phân tử cao su và cải thiện khả năng kháng lạnh của chúng.
Phối trộn cao su là một phương pháp phổ biến để điều chỉnh khả năng kháng lạnh trong thiết kế công thức cao su. Bằng cách kết hợp các loại cao su khác nhau, những ưu điểm tương ứng của chúng có thể được sử dụng một cách toàn diện để cải thiện khả năng kháng lạnh của vật liệu cao su. Ví dụ, việc kết hợp cao su styren butadien (SBR) với cao su butadien (BR) có thể cải thiện khả năng kháng lạnh của cao su. Điều này là do SBR và BR có Tg thấp hơn và tính linh hoạt tốt của chuỗi phân tử, và vẫn có thể duy trì một mức độ đàn hồi nhất định ở nhiệt độ thấp.
Thêm chất hóa dẻo là một trong những biện pháp hiệu quả để cải thiện khả năng kháng lạnh của vật liệu cao su. Chất hóa dẻo có thể làm tăng tính linh hoạt của chuỗi phân tử cao su, giảm lực liên phân tử và làm cho các đoạn phân tử dễ di chuyển hơn. Ở nhiệt độ thấp, chất hóa dẻo có thể hoạt động như chất bôi trơn, giảm ma sát và lực cản giữa các chuỗi phân tử cao su, do đó cải thiện khả năng kháng lạnh của cao su. Các chất hóa dẻo phổ biến bao gồm chất hóa dẻo dung môi hydrocarbon gốc dầu mỏ và chất hóa dẻo không dung môi.
