孙宗学，张晓莲，周志峰，季美琴，张 焕，陈 宏，蔡 庆

（1.北京橡胶工业研究设计院有限公司，北京 100143；2.海洋化工研究院有限公司，山东 青岛 266071）

橡胶材料由于具有优异的减震性能，被广泛地应用于汽车、轨道机车、桥梁和航空航天器等领域[1-2]。随着科学技术以及这些领域的快速发展，对橡胶材料性能的要求也越来越高。例如在航空航天、极地考察以及深海探测等中，除了要求橡胶具有高强度、抗撕裂、耐介质、耐老化和绝缘等性能外，还要求其在寒冷环境下具有良好的弹性。近年来，高校和研究单位的科研人员以及企业的研发人员在提高橡胶材料的耐寒性能等方面进行了大量的探索工作[3-4]。

1 橡胶材料耐寒性能的机理分析

橡胶材料的耐寒性能是指在一定的低温条件下橡胶材料保持高弹性等基本性能的能力[5]。众所周知，常温下的高弹性是橡胶材料的特性，因此橡胶材料也被称为弹性体。玻璃化温度（Tg）和脆性温度（Tb）是衡量橡胶材料耐寒性能优劣的两个重要指标。以无定型聚合物[5-6]为例分析，在较低的温度下，聚合物分子链被冻结，处于玻璃态，顾名思义，此时聚合物的模量较高，聚合物如玻璃一般坚硬；随着温度的升高，聚合物进入转变区，被冻结的链段开始解冻，温度进一步升高，聚合物进入高弹态，此时聚合物的力学行为与弹性体相近；第3个阶段称为粘流态，此时聚合物为粘稠液体。从玻璃态到高弹态的转变过程为玻璃化转变，所对应的温度为Tg；……