[发明专利]原位拉伸多光子激光共聚焦成像仪、实时原位三维观测共混聚合物内部结构的方法

说明书

本发明涉及原位成像技术领域，尤其涉及一种原位拉伸多光子激光共聚焦成像仪，实时原位三维观测共混聚合物内部结构的方法。本发明提供的原位拉伸多光子激光共聚焦成像仪，包括可调节自动拉伸试验机(1)和成像装置(2)；所述成像装置(2)包括依次连接的飞秒激光器(3)、扫描部件(4)、光学显微镜(5)和CCD传感器(6)。所述原位拉伸多光子激光共聚焦成像仪可以实现实时原位三维观测两种以上不同的聚合物的内部结构。

技术领域

本发明涉及原位成像技术领域，尤其涉及原位拉伸多光子激光共聚焦成像仪，实时原位三维观测共混聚合物内部结构的方法。

背景技术

物质是人类社会进步和发展的基础。高分子材料由于其来源丰富、密度低、耐腐蚀和能耗低，已广泛应用于国民经济的各个领域，包括工业、农业、交通、通讯乃至日常生活，成为继木材、钢铁和水泥之后的第四大材料。为了满足新技术和新应用的需要，研究人员需要尽快开发出具有独特和优良性能的新材料。但是，化学合成新材料存在成本高、周期长等缺点，不利于加工生产。幸运的是，聚合物共混方法方便、线性好、重复性好，是聚合物改性的重要手段。对于共混，材料的性能不仅受各种聚合物的化学组成和结构的影响，还受成形过程中获得的微观相分离的影响。在两相共混物中，发现了四种常见的形态：液滴、纤维、层状和共连续微观结构。相分离结构对材料的韧性、透明度、加工性能、耐化学性、热稳定性和流动性等宏观性能有很大的影响。绝大多数聚合物共混物在热力学上是不相容的，具有“海岛”相形态。遗憾的是，“海岛”相形态存在太多缺陷。当微观相结构由“海岛”结构转变为共连续结构，性能可能会得到改善。因此，对共混聚合物微观相分离进行可视化具有相当大的学术和工业意义，这有利于理解形态和属性之间的关系，并最终通过调控共混聚合物的相分离实现控制两种以上不同的聚合物共混后的性能。

目前，许多研究人员通常使用二维技术，如透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对聚合物形貌进行研究。通过这些技术获得的图像提供了关于二维混合形态的信息，但由于缺乏三维信息很可能会导致二维图像信息对真实形态的误解。因此，开发一种可以实时原位三维观测两种以上不同的聚合物内部结构的设备和方法至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供了原位拉伸多光子激光共聚焦成像仪，实时原位三维观测共混聚合物内部结构的方法，所述原位拉伸多光子激光共聚焦成像仪可以实现实时原位三维观测包括两种以上不同的聚合物的共混聚合物内部结构。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种原位拉伸多光子激光共聚焦成像仪，包括可调节自动拉伸试验机1和成像装置2；

所述成像装置2包括飞秒激光器3、扫描部件4、光学显微镜5和CCD传感器6；

所述飞秒激光器3、扫描部件4、光学显微镜5和CCD传感器6依次光学连接。

优选的，所述可调节自动拉伸试验机1包括电动机7和试样拉伸器8；

所述电动机7和试样拉伸器8电信连接。

优选的，所述光学显微镜5和CCD传感器6之间设置有第一分色镜18。

优选的，所述光学显微镜5包括由下到上顺次设置的物镜9、第二分色镜10、长程过滤器11、第一总反射镜12、第二总反射镜13和目镜14。

优选的，所述第一总反射镜12与所述第一分色镜18光学连接。

优选的，所述成像装置2还包括成像显示装置15；

所述成像显示装置15与所述CCD传感器6电信连接。

本发明还提供了一种实时原位三维观测共混聚合物内部结构的方法，所述方法采用上述技术方案所述的原位拉伸多光子激光共聚焦成像仪进行，包括以下步骤：