فصلنامه علمی بسپارش

فصلنامه علمی بسپارش

مروری بر مدل‌های پایه خواص مکانیکی آمیزه‌های پلیمری امتزاج‌ناپذیر با رویکرد هندسی

نوع مقاله : تالیفی

نویسندگان
دانشگاه ارومیه
10.22063/basparesh.2026.35846.1765
چکیده
پیش‌بینی خواص مکانیکی آمیزه‌های دوجزئی پلیمری امتزاج‌ناپذیر، به‌ویژه مدول یانگ و استحکام کششی، به دلیل وابستگی شدید به پارامترهای پیچیده‌ای مانند ریزساختار، خواص فصل مشترک و آستانه بهم‌پیوستگی همواره با چالش مواجه بوده است. استفاده از مدل‌سازی ریاضی ابزاری قدرتمند برای درک این روابط و کاهش هزینه‌های آزمایشگاهی فراهم می‌کند. هدف اصلی این مقاله، ارائه مروری نظام‌مند بر دو مدل تحلیلی پایه‌ای است که سنگ‌بنای بسیاری از مدل‌های پیشرفته‌تر قرار گرفته‌اند و بر مبنای تغییرات ریزساختاری آلیاژهای پلیمری امتزاج‌ناپذیر استوار هستند: مدل اسکلت متعامد متقاطع (COS) و مدل ساختاری اسکلت گره‌دار و شبکه‌ای (KISS).
در این مرور، فرضیات بنیادی، جزئیات ریاضی و سازوکار پیش‌بینی هر یک از این مدل‌ها به‌طور دقیق تشریح می‌شود. تمرکز بر تحلیل نحوه درنظرگیری اثرات ریزساختار فازی (مانند آرایش فازهای متفرق و بستر) و شرایط فصل مشترک در این مدل‌های نیمه‌تجربی است. در ادامه، نقاط قوت هر مدل، از جمله سادگی نسبی و توانایی ارائه یک چارچوب تحلیلی اولیه، به همراه محدودیت‌های ذاتی آنها، مانند ساده‌انگاری در برابر ریزساختارهای پیچیده یا عدم توجه کافی به وابستگی‌های غیرخطی، مورد بحث قرار می‌گیرد. در نهایت، اهمیت این مدل‌های پایه به‌عنوان پلی برای توسعه مدل‌های پیچیده‌تر و دقیق‌تر که می‌توانند بر برخی از این محدودیت‌ها فائق آیند، تبیین می‌شود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

A Review of Fundamental Models for Mechanical Properties of Immiscible Polymer Blends with a Geometric Approach

نویسندگان English

Nima Arjomand
Mahboube Mohamadi
Javad Alizadeh Kaklar
Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Urmia University
چکیده English

Predicting the mechanical properties of immiscible binary polymer blends, particularly Young’s modulus and tensile strength, has long been challenging due to their strong dependence on complex parameters such as microstructure, interfacial properties, and percolation thresholds. Mathematical modeling provides a powerful tool for understanding these relationships and reducing laboratory costs. The main objective of this article is to provide a systematic review of two foundational analytical models that have served as the basis for many more advanced models and are grounded in the microstructural variations of immiscible polymer blends: the Cross-Orthogonal Skeleton (COS) model and the Knitted-Interlocked Skeleton Structure (KISS) model.
In this review, the fundamental assumptions, mathematical details, and predictive mechanisms of each model are thoroughly elaborated. Emphasis is placed on analyzing how these semi-empirical models account for the effects of phase microstructure (such as the arrangement of dispersed and matrix phases) and interfacial conditions. Subsequently, the strengths of each model, including their relative simplicity and ability to provide an initial analytical framework, are discussed alongside their inherent limitations, such as oversimplification in the face of complex microstructures or insufficient attention to nonlinear dependencies. Finally, the importance of these fundamental models as a bridge to developing more sophisticated and accurate models capable of overcoming some of these limitations is explained.

کلیدواژه‌ها English

Polymer Blends
Immiscible
Mechanical properties
Modeling
Microstructure

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 18 آبان 1405