[发明专利]一种传导通路可控的聚合物纤维和制备装置及其制备方法

权利要求书

1.一种传导通路可控的聚合物纤维制备装置，其特征在于：包括注塑成型装置、热拉拔装置、填料供给装置、进给装置和刮刀；

注塑成型装置用于制备聚合物预制棒，聚合物预制棒中开设有轴向槽；

热拉拔装置用于将聚合物预制棒拉制成纤维基体，并使聚合物预制棒中的轴向槽形成沿纤维基体轴向延伸的微槽；

填料供给装置用于向纤维基体的微槽供给导电/导热的填料；

刮刀设于填料供给装置下游，与纤维基体的微槽对应设置，用于施加压力及剪切力作用使填料填充进入纤维基体的微槽中，并去除纤维基体上的多余填料；

进给装置用于驱使纤维基体依次经过填料供给装置和刮刀，以使纤维基体的整段微槽均填充填料。

2.按照权利要求1所述的一种传导通路可控的聚合物纤维制备装置，其特征在于：还包括加热装置，加热装置设于刮刀的下游，与纤维基体的微槽对应设置。

3.按照权利要求1所述的一种传导通路可控的聚合物纤维制备装置，其特征在于：纤维基体横截面为圆形、椭圆形、多边形或这些形状的组合，微槽横截面为矩形、梯形、圆形或椭圆形。

4.按照权利要求1所述的一种传导通路可控的聚合物纤维制备装置，其特征在于：微槽横截面具有小于其宽度/直径的开口。

5.一种传导通路可控的聚合物纤维制备方法，其特征在于：采用权利要求1-4所述的传导通路可控的聚合物纤维制备装置，包括以下步骤，

利用注塑成型装置制备开设有轴向槽的聚合物预制棒；

利用热拉拔装置将聚合物预制棒拉制成纤维基体，并使聚合物预制棒中的轴向槽形成沿纤维基体轴向延伸的微槽；

利用填料供给装置向纤维基体的微槽供给导电/导热的填料；

利用刮刀施加压力及剪切力作用使填料填充进入纤维基体的微槽中，并去除纤维基体上的多余填料；

利用进给装置驱使纤维基体依次经过填料供给装置和刮刀，使纤维基体的整段微槽均填充填料。

6.按照权利要求5所述的一种传导通路可控的聚合物纤维制备方法，其特征在于：轴向槽开设有两个以上，以拉制成沿纤维基体轴向延伸的两个以上微槽；两个以上微槽内填充相同或不同的导电/导热的填料。

7.一种传导通路可控的聚合物纤维，其特征在于：采用权利要求5或6所述的传导通路可控的聚合物纤维制备方法制备而成，包括纤维基体，纤维基体设有至少一个沿纤维基体轴向延伸的微槽，微槽内填充有导电/导热的填料。

8.按照权利要求7所述的一种传导通路可控的聚合物纤维，其特征在于：纤维基体包括热塑性塑料和热塑性弹性体。

9.按照权利要求7所述的一种传导通路可控的聚合物纤维，其特征在于：导电填料包括纳米金属颗粒/棒/线、碳纳米管、石墨烯、石墨、MXene、导电聚合物/复合材料或这些导电填料的组合。

10.按照权利要求7所述的一种传导通路可控的聚合物纤维，其特征在于：导热填料包括纳米金属颗粒/棒/线、碳纳米管、石墨烯、石墨、MXene、导热聚合物/复合材料、氧化铝/氧化镁/氧化锌/氮化铝/氮化硼/碳化硅或这些导热填料的组合。