[发明专利]一种复合纤维及其制备方法和电子元件

说明书

本发明公开了一种复合纤维及其制备方法和电子元件，该复合纤维的制备方法包括将可生物降解水溶性聚合物、导热填料与溶剂混合配置纺丝液，再采用纺丝液进行纺丝，制备初生复合纤维；其中，在进行纺丝之前对纺丝液进行分子链解缠结处理；和/或，在进行纺丝之后，对初生复合纤维进行拉伸处理。通过以上方式，在高分子基体中添加导热填料以在其中构构筑导热通道，以及对纺丝液进行分子链解缠结处理提高分子结晶度和取向度，和/或对初生复合纤维进行拉伸处理以优化导热填料在高分子纤维基体中的取、排列，使得所制得的复合纤维具有高导热率。

技术领域

本发明涉及导热高分子材料技术领域，尤其是涉及一种复合纤维及其制备方法和电子元件。

背景技术

随着微电子工业的快速发展，电子元件的集成度增加，电路板的热流密度不断提高，电子行业各领域对于能够实现有效导热、散热的材料的需求不断升级。现有的导热、散热材料已跟不上电子行业的发展脚步，电子元器件的有效热管理成为研究热点。传统的金属基、陶瓷基、碳基导热材料存在着或耐蚀性能差或绝缘性能差或抗冲击能力较差或力学性能较差等缺陷，这限制了它们在电子行业的进一步应用，所以急需寻找新的体积小、质量轻、可变形能力强、耐蚀性好、绝缘性好、导热性能良好的导热材料。

聚合物基纤维由于其质轻、耐酸碱、易生产、绝缘性能好、力学性能优良等特性，有望成为适合应用于电子行业的新型热管理材料。但现有的高分子纤维的本征热导率通常较低，这就限制了其在电子热管理领域中的进一步应用。所以如何提高高分子纤维的热导率，满足其在实际应用中的需求成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种复合纤维及其制备方法和电子元件。

本发明的第一方面，提出了一种复合纤维的制备方法，包括以下步骤：

S1、采用可生物降解水溶性聚合物、导热填料与溶剂混合配置纺丝液；

S2、采用所述纺丝液进行纺丝，制备初生复合纤维；

其中，在进行纺丝之前对所述纺丝液进行分子链解缠结处理；和/或，在进行纺丝之后，对所述初生复合纤维进行拉伸处理。

根据本发明实施例复合纤维的制备方法，至少具有以下有益效果：该制备方法采用可生物降解水溶性聚合物作为高分子基体，在其中添加导热填料，经纺丝制备初生复合纤维，通过导热填料的添加，其在高分子基体中构筑导热通道，从而可提高复合纤维的导热率。另外，通过对纺丝液进行分子链解缠结处理，和/或对初生复合纤维进行拉伸处理，可进一步提高复合纤维的导热率。其中，通过对纺丝液进行分子链解缠结处理可调控高分子链的结晶度和取向度，使高分子链分子缠结程度低，具有高结晶度，减少高分子中的缺陷及界面，进而减少声子散射，提高其声子传递效率，可提高复合纤维的导热率；通过对初生复合纤维进行拉伸处理，可优化导热填料在高分子纤维基体中的取向、排列，高分子纤维基体内导热填料分散均匀，沿纤维轴向连续或分段排列取向，高分子基体与导热填料协同取向高，从而可提高复合纤维的导热率。由上，采用该复合纤维的制备方法可制备高导热率的复合纤维。

在本发明的一些实施方式中，所述分子链解缠结处理选自超声、振荡、剪切、搅拌、挤出、离心、脱泡、加入硼酸中的至少一种；和/或，所述拉伸处理选自喷丝头拉伸、湿态拉伸、常温空气拉伸、热拉伸中的至少一种。由于适当拉伸可以提高最终产品纤维的导热率，但拉伸过度会使导热填料构建的导热通道断开，并降低最终产品纤维的导热率，故拉伸处理过程需控制适宜的拉伸倍数，一般将拉伸倍数控制在2～9倍。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1具体包括：将导热填料分散于溶剂中，得第一分散液；而后将可生物降解水溶性聚合物分散溶解于所述第一分散液，制得纺丝液。

在本发明的一些实施方式中，在将可生物降解水溶性聚合物分散溶解于所述第一分散液之前，还包括对所述可生物降解水溶性聚合物进行除杂处理；优选地，所述除杂处理包括水洗、烘干；进一步优选地，在水洗过程采用超声和/或振荡辅助水洗。