فصلنامه علمی بسپارش

فصلنامه علمی بسپارش

چارچوب‌های نظری و مدل‌های ریاضی پیشرفته پیش‌بینی خواص مکانیکی آمیزه‌های پلیمری امتزاج‌ناپذیر

نوع مقاله : تالیفی

نویسندگان
1 گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه
2 دانشگاه ارومیه
10.22063/basparesh.2026.35863.1768
چکیده
هدف اصلی این مقاله، مروری بر مدل‌های هندسی و ریاضی ارائه‌شده برای پیش‌بینی دو خاصیت مکانیکی مهم مدول یانگ و استحکام کششی در آمیزه‌های پلیمری امتزاج‌ناپذیر است. بهبود این خواص از طریق روش‌هایی مانند تولید آمیزه‌های پلیمری همواره مورد توجه بوده، اما کنترل محصول نهایی به دلیل وابستگی به پارامترهای پیچیده‌ای مانند ریزساختار، خواص فصل مشترک پلیمر/پلیمر، آستانه بهم‌پیوستگی و آرایش فازها، امری چالش‌برانگیز است. مدل‌سازی ریاضی با امکان پیش‌بینی خواص پیش از ساخت، ابزاری قدرتمند برای کاهش هزینه‌های آزمایشگاهی و بهینه‌سازی فرآیند محسوب می‌شود.
تمرکز اصلی در این مطالعه بر تأثیر هندسه ریزساختارهای مختلف شامل ساختارهای قطره-بستر، لایه‌ای یا هردوفازپیوسته، بر دقت و کارایی مدل‌ها است. مهم‌ترین مدل‌های تحلیلی و عددی پیشرفته در این حوزه که مبتنی بر مکانیک محیط پیوسته است، مورد بحث قرار می‌گیرند. برای هر مدل، فرضیات بنیادی، نقاط قوت و نیز کاستی‌ها و محدودیت‌های آن به‌طور نظام‌مند بیان می‌شود. این تحلیل تطبیقی به پژوهشگران کمک می‌کند تا با درک بهتری از مبانی نظری و قابلیت‌های هر روش، مدل مناسب برای سیستم پلیمری مورد مطالعه خود را انتخاب کرده و دقت پیش‌بینی‌ها را افزایش دهند. در نهایت، این مرور راه را برای شناسایی خلأهای موجود در مدل‌سازی و جهت‌گیری مطالعات آتی در این زمینه فراهم می‌سازد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Theoretical Frameworks and Advanced Mathematical Models for Predicting the Mechanical Properties of Immiscible Polymer Blends

نویسندگان English

Nima Arjomand 1
Mahboube Mohamadi 2
Javad Alizadeh Kaklar 1
1 Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Urmia University
2 Department of Polymer Engineering, Faculty of Engineering, Urmia University
چکیده English

The primary objective of this paper is to review the geometric and mathematical models proposed for predicting two key mechanical properties,Young's modulus and tensile strength, in immiscible polymer blends. While improving these properties through methods such as polymer blending has consistently been a focus, controlling the final product remains challenging due to its dependence on complex parameters including microstructure, polymer/polymer interface properties, percolation threshold, and phase morphology. Mathematical modeling, by enabling property prediction prior to fabrication, serves as a powerful tool for reducing laboratory costs and optimizing processes.
The core focus of this study is on the influence of different microstructure geometries, such as droplet-matrix, layered, or co-continuous structures, on the accuracy and efficacy of the models. The most significant advanced analytical and numerical models in this field, based on continuum mechanics, are discussed. For each model, the underlying assumptions, strengths, as well as shortcomings and limitations, are systematically outlined. This comparative analysis assists researchers in selecting the appropriate model for their specific polymer system with a better understanding of the theoretical foundations and capabilities of each method, thereby enhancing prediction accuracy. Ultimately, this review paves the way for identifying existing gaps in modeling and guiding future research directions in this area.

کلیدواژه‌ها English

Immiscible polymer blends
Mechanical properties
Modeling
Microstructure
Interface

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