CN114377478A - 烃流体-水分离 - Google Patents

Abstract

一种用于过滤介质的基底，包括例如在烃流体‑水分离过滤器中的；鉴别所述基底的方法；制造所述基底的方法；使用所述基底的方法；以及改进所述基底的滚落角的方法。在一些实施例中，所述基底包括含亲水性基团的聚合物或含亲水性基团的聚合物涂层。

Description

烃流体-水分离

继续申请数据

本申请要求2016年8月16日提交的美国临时申请序列号62/375,768和2016年8月16日提交的美国临时申请序列号62/375,772的权益，所述申请各自通过引用结合在此。

背景技术

用于内燃机的包括柴油燃料的烃流体的过滤对于适当的发动机性能通常是必要的。水和颗粒的去除对于提供有利的发动机性能以及保护发动机部件免受损坏可能是必要的。在烃流体中作为单独相存在的游离水(即，未溶解的水)如果不去除，则可能引起包括通过空化、腐蚀、或促进微生物生长而损坏发动机部件的问题。

发明内容

本披露描述了一种用于过滤介质的基底，包括例如在烃流体-水分离过滤器中的；鉴别所述基底的方法；制造所述基底的方法；使用所述基底的方法；以及改进所述基底的滚落角(roll off angle)的方法。所述烃流体可以包括燃料，包括例如柴油燃料。所述基底可以基于当所述基底的疏水性表面(即，具有至少90度的接触角的表面)浸入甲苯中时所述表面上的水滴的滚落角(即，粘附)来鉴别或改良。如本文所述，当基底的疏水性表面浸入甲苯中时，所述表面上的水滴的滚落角与基底从烃流体中去除水的能力相关。

一个方面，本披露描述了一种包括基底的过滤介质。在一些实施例中，所述基底包括表面，当所述表面浸入甲苯中时，对于20微升(μL)水滴，所述表面具有在50度至90度范围内的滚落角和在90度至180度范围内的接触角。在一些实施例中，当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有在40度至90度范围内的滚落角和在90度至180度范围内的接触角。在一些实施例中，所述表面是经UV处理的表面，包括例如经UV-氧气处理的表面。在一些实施例中，所述基底包括表面，所述表面具有布置在其上的含亲水性基团的聚合物。

在另一方面，本披露描述了一种过滤器元件，所述过滤器元件包括过滤介质，所述过滤介质包括基底。在一些实施例中，所述基底包括表面，当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有在50度至90度范围内的滚落角和在90度至180度范围内的接触角。在一些实施例中，所述基底包括表面，当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有在40度至90度范围内的滚落角和在90度至180度范围内的接触角。

在另一个方面，本披露描述了一种处理包括表面的材料的方法。所述方法包括处理所述表面以形成经处理的表面。在一些实施例中，当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述经处理的表面具有在50度至90度范围内的滚落角和在90度至180度范围内的接触角。在一些实施例中，当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述经处理的表面具有在40度至90度范围内的滚落角和在90度至180度范围内的接触角。在一些实施例中，所述方法包括使所述基底的表面暴露于UV辐射。在一些实施例中，所述方法包括将含亲水性基团的聚合物布置在所述基底的表面上。

在又另一方面，本披露描述了一种用于鉴别适用于烃流体-水分离的材料的方法。所述方法包括测定所述材料的表面上的液滴的滚落角，其中所述材料被浸入包括烃的流体中，并且其中所述滚落角在40度至90度的范围内。在一些实施例中，所述包括烃的流体包括甲苯。

在另外的方面，本披露描述了UV辐射用于改进基底的滚落角的用途、通过使芳族组分和不饱和组分中的至少一种暴露于UV辐射而可获得的物质用于改进基底的滚落角的用途、以及含亲水性基团的聚合物或亲水性聚合物用于改进基底的滚落角的用途。

如本文所用，术语“化学上不同的”意指两种化合物具有不同的化学组成。

如本文所用，术语“亲水性的”是指分子或其他分子实体溶解在水中的能力，并且术语“亲水物”是指为亲水性的和/或被吸引至水并且倾向于可与水混溶或可溶于水的分子或其他分子实体。在一些实施例中，“亲水性的”意指，尚未达到饱和的程度，至少90％的分子或其他分子实体、优选至少95％的分子或其他分子实体、更优选至少97％的分子或其他分子实体且最优选至少99％的分子或其他分子实体在25摄氏度(℃)下溶解于水中。在一些实施例中，“亲水物”意指，尚未达到饱和的程度，至少90％的分子或其他分子实体、优选至少95％的分子或其他分子实体、更优选至少97％的分子或其他分子实体且最优选至少99％的分子或其他分子实体在25℃下可与水混溶或可溶于水。

“亲水性表面”是指水滴在其上具有小于90度的接触角的表面。在一些实施例中，所述表面优选被浸入甲苯中。

“疏水性表面”是指水滴在其上具有至少90度的接触角的表面。在一些实施例中，所述表面优选被浸入甲苯中。

“稳定的”或具有“稳定性”的基底或表面是指能够在浸没在至少50℃的温度下的烃流体中至少1小时、至少12小时或至少24小时以及高达10天、高达30天或高达90天之后保持初始滚落角的至少80百分比(％)、优选至少85％、更优选至少90％或甚至优选至少95％的滚落角的基底或表面。在一些实施例中，表面或基底的“初始滚落角”是已浸没在烃流体中少于1小时或更优选少于20分钟的表面或基底的滚落角。

“极性官能团”是指由于存在电负性原子(例如，氮、氧、氯、氟等)而具有净偶极子的官能团。

词语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可以提供某些益处的本发明实施例。然而，在相同的或其他情况下，其他实施例也可以是优选的。此外，对一个或多个优选实施例的叙述并不意味着其他实施例不是有用的，并且不旨在将其他实施例排除在本发明的范围之外。

术语“包含(comprise)”及其变体在这些术语出现在说明书和权利要求书中的情况下不具有限制性意义。

术语“由……组成”意指包括并且限于短语“由……组成”之中包含的任何内容。即，“由……组成”表明所列要素是必需的或强制性的，并且可能不存在其他要素。

术语“基本上由……组成”表明包括在所述短语之中列出的任何要素，并且可以包括除列出的那些之外的其他要素，前提是那些要素不干扰或有助于本披露中针对所列要素指定的活性或作用。

除非另有说明，否则“一个/种(a/an)”、“所述”和“至少一个/种”可互换使用，并且意指一个/种或多于一个/种。

此外在本文中，通过端点叙述数值范围包括归入所述范围内的所有数字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。

对于本文所披露的包括不连续步骤的任何方法，可以按任何可行的顺序来进行所述步骤。此外，在适当时，可以同时进行两个或更多个步骤的任何组合。

本发明的以上概述不旨在描述本发明的每个披露的实施例或每种实现方式。下面的描述更具体地例示了说明性实施例。在贯穿本申请的若干地方，通过实例的列表提供了指导，所述实例可以按各种组合使用。在每个示例中，所叙述的列表仅用作代表性组，并且不应被解释为排他性列表。

附图说明

图1A示出包括基底的过滤介质的层的示例性安排。图1B示出包括基底的过滤介质的层的示例性安排。图1C示出包括基底的过滤介质的层的示例性安排。图1D示出包括基底的过滤介质的层的示例性安排。

图2示出在0度(0°)旋转(左)和90°旋转(右)下浸入甲苯中的经UV-氧气处理的基底1上的50μL水滴的示例性图像。

图3示出用于液滴尺寸测试的双回路系统的示意图。

图4示出如通过水去除效率测量的未处理的基底1(对照)和经UV-氧气处理的基底1的性能。

图5示出未浸泡或在泵燃料中浸泡30天之后未处理的基底1和经UV-氧气处理的基底1的接触角和滚落角。使用甲苯中的50μL水滴测量接触角和滚落角，并且报告的值是在介质的不同区域上进行的三次独立测量的平均值。

图6示出使用50μL水滴测量的浸入甲苯中的经UV/H₂O₂处理的基底1的经处理侧和未处理侧的接触角(CA)和滚落角(RO)。

图7示出在0°旋转(左)和60°旋转(右)下浸入甲苯中的经PHPM处理的基底1上的20μL水滴的示例性图像。

图8示出如通过未涂覆(对照)和PEI-10K涂覆的基底1的水去除效率测量的性能。

图9示出未涂覆的基底1和涂覆有2％(w/v)PHEM、4％(w/v)PHEM、6％(w/v)PHEM或8％(w/v)PHEM的基底1的渗透性。

图10示出未浸泡或在泵燃料中浸泡所指示时间段后未涂覆的基底1(对照)、PHPM涂覆的基底1、使用1％(w/v)N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷交联(CL)的PHPM涂覆的基底1以及使用1％(w/v)N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷交联(CL)且退火的PHPM涂覆的基底1上的50μL水滴的接触角和滚落角。

图11示出未浸泡或在泵燃料中浸泡所指示时间段后未涂覆的基底1(对照)、PEI-10K涂覆的基底1、使用1％(w/v)(3-缩水甘油基氧基丙基)三甲氧基硅烷交联(CL)的PEI-10K涂覆的基底1以及使用1％(w/v)(3-缩水甘油基氧基丙基)三甲氧基硅烷交联(CL)且退火的PEI-10K涂覆的基底1上的50μL水滴的接触角和滚落角。

图12示出有或无交联剂DAMO-T的示例性PHEM纳米纤维涂覆的基底6上的50μL水滴的接触角和滚落角。

图13示出无交联剂或用(3-缩水甘油基氧基丙基)三甲氧基硅烷)(交联剂1)或聚(乙二醇)二丙烯酸酯(交联剂2)交联的示例性PEI纳米纤维涂覆的基底6上的50μL水滴的接触角和滚落角。

图14示出在通过电纺丝形成涂层后1天、6天和32天，示例性PHEM纳米纤维涂覆的、DAMO-T-交联的基底6上的50μL水滴的接触角和滚落角。

图15示出在通过电纺丝形成涂层后1天、6天和32天，示例性PEI-10K纳米纤维涂覆的、交联的基底6上的50μL水滴的接触角和滚落角。使用(3-缩水甘油基氧基丙基)三甲氧基硅烷(交联剂1)或聚(乙二醇)二丙烯酸酯(PEGDA)(交联剂2)交联PEI。

图16(A-C)示出未涂覆的基底6(图16A)、通过电纺丝用PHEM涂覆的无交联剂的基底6(图16B)或通过电纺丝用PHEM涂覆的有交联剂DAMO-T的基底6(图16C)的示例性扫描电子显微镜(SEM)图像。所有图像均以1000x放大率示出。

图17(A-C)示出通过电纺丝用PEI-10K涂覆的无交联剂的基底6(图17A)、通过电纺丝用PEI-10K涂覆的有交联剂(3-缩水甘油基氧基丙基)三甲氧基硅烷的基底6(图17B)以及通过电纺丝用PEI-10K涂覆的有交联剂聚(乙二醇)二丙烯酸酯(PEGDA)的基底6(图17C)的示例性SEM图像。所有图像均以50x放大率示出。

图18(A-D)示出未涂覆的基底6(图18A)；通过电纺丝用PEI-10K涂覆的无交联剂的基底6(图18B)；通过电纺丝用PEI-10K和交联剂1((3-缩水甘油基氧基丙基)三甲氧基硅烷)涂覆的基底6(图18C)以及通过电纺丝用PEI-10K和交联剂2(聚(乙二醇)二丙烯酸酯(PEGDA))涂覆的基底6(图18D)的示例性SEM图像。所有图像均以200x放大率示出。

具体实施方式

烃流体-水分离过滤器可以包括过滤介质，所述过滤介质包括用于去除颗粒的至少一个层和/或用于从烃流体流中聚结水的至少一个层；所述一个或多个层可以是基底或者可以由基底支撑。在一些实施例中，所述颗粒去除层和水聚结层可以是同一层，并且所述层可以是基底或者可以由基底支撑。本披露描述了一种过滤介质，所述过滤介质包括用于烃流体-水分离过滤器的基底；鉴别所述基底的方法；制造所述基底的方法；使用所述基底的方法；以及改进所述基底的滚落角的方法。在过滤介质或过滤器元件(包括例如烃流体-水分离过滤器元件)中包括所述基底可以提供更有效的过滤器制造和/或所述过滤介质或过滤器元件的改进的性能特征，包括例如改进的水分离效率。

所述烃流体可以包括例如柴油燃料、汽油、液压流体、压缩机油等。在一些实施例中，所述烃流体优选地包括柴油燃料。

鉴别适用于烃流体-水分离的材料的方法

在一个方面，本披露描述了一种鉴别材料的方法，所述材料包括例如具有特定性质的过滤介质。所述材料优选地适用于烃流体-水分离。

在一些实施例中，所述方法包括测定在所述材料浸入包括烃的流体中时，所述材料的表面上的液滴的滚落角和任选的接触角。在一些实施例中，所述方法包括鉴别具有适用于烃流体-水分离的基底的性质的材料，所述性质包括下文描述的滚落角和/或接触角。

在一些实施例中，所述液滴包括亲水物。在一些实施例中，所述液滴优选地包括水。在一些实施例中，所述液滴基本上由水组成。在一些实施例中，所述液滴由水组成。在一些实施例中，所述液滴是至少5μL、至少10μL、至少15μL、至少20μL、至少25μL、至少30μL、至少35μL、至少40μL、至少45μL或至少50μL。在一些实施例中，所述液滴是最高达10μL、最高达15μL、最高达20μL、最高达25μL、最高达30μL、最高达35μL、最高达40μL、最高达45μL、最高达50μL、最高达60μL、最高达70μL或最高达100μL。在一些实施例中，所述液滴优选地是20μL液滴或50μL液滴。

在一些实施例中，所述包括烃的流体包括甲苯。在一些实施例中，所述包括烃的流体基本上由甲苯组成。在一些实施例中，所述包括烃的流体由甲苯组成。不希望受理论束缚，据信由于其与水的界面张力，甲苯充当其他烃流体(包括例如柴油燃料)的替代物。

与用于鉴别适用于烃流体-水分离的材料的先前方法相比，本文描述的方法不依赖于平坦表面(例如，无孔的表面)的性质。而是，本文描述的方法提供了用于测试多孔材料(包括例如多孔基底)或具有多孔表面的材料的性质的方法。此外，本文描述的方法不依赖于所述材料在空气中的性质。而是，所述材料通过所述材料在包括烃(包括例如甲苯)的流体中的性质来鉴别。

例如，WO 2015/175877说明，被设计用于增强流体分离效率的过滤介质可以包括具有经改性以润湿有待分离的流体的表面的一个或多个层以及具有经改性以排斥有待分离的流体的一个或多个层。并且WO 2015/175877指出“亲水性表面”可以指具有小于90度的水接触角的表面，并且“疏水性表面”可以指具有大于90度的水接触角的表面。但是WO2015/175877没有说明接触角应该在流体中而不是空气中计算。并且，实际上，表面在空气中的疏水性不能预测表面在烃流体中的疏水性。

此外，WO 2015/175877并未说明表面的滚落角是重要的，并且并未说明如何选择改变滚落角的材料。而是，WO 2015/175877说明，粗糙度或涂层可以用于改变层相对于特定流体的润湿性，术语“湿”和“润湿”是指流体与表面相互作用以使得所述流体相对于所述表面的接触角小于90度的能力。

但是仅表面的润湿性或接触角–无论是在空气中还是在烃流体中测量-不能预测所述表面在烃流体中的烃-水分离能力。相比之下，并且如下文进一步描述的，烃流体中表面上的水滴的粘附或滚落角任选地与烃流体中所述表面上的液滴的接触角组合可以用于预测基底从烃流体中去除水的能力。

基底表面的性质

在一个方面，本披露描述了一种过滤介质，所述过滤介质包括适用于烃流体-水分离的基底。所述基底包括表面。在一些实施例中，所述基底或基底的表面优选是稳定的。

在一些实施例中，当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有至少30度、至少35度、至少40度、至少45度、至少50度、至少55度、至少60度、至少65度、至少70度、至少75度或至少80度的滚落角。在一些实施例中，当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有至少30度、至少35度、至少40度、至少45度、至少50度、至少55度、至少60度、至少65度、至少70度、至少75度或至少80度的滚落角。

在一些实施例中，当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有最高达60度、最高达65度、最高达70度、最高达75度、最高达80度、最高达85度或最高达90度的滚落角。在一些实施例中，当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有最高达60度、最高达65度、最高达70度、最高达75度、最高达80度、最高达85度或最高达90度的滚落角。

在一些实施例中，当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有在50度至90度范围内的滚落角。在一些实施例中，当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有在40度至90度范围内的滚落角。

在一些实施例中，所述表面优选是疏水性的，即所述表面具有至少90度的接触角。在一些实施例中，当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有至少90度、至少100度、至少110度、至少120度、至少130度或至少140度的接触角。在一些实施例中，当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有至少90度、至少100度、至少110度、至少120度、至少130度或至少140度的接触角。

在一些实施例中，当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有最高达150度、最高达160度、最高达170度或最高达180度的接触角。在一些实施例中，当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有最高达150度、最高达160度、最高达170度或最高达180度的接触角。

在一些实施例中，当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有在90度至150度范围内或在90度至180度范围内的接触角。

在一些实施例中，当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有在90度至150度范围内或在90度至180度范围内的接触角。

如下文进一步描述的，在烃流体中基底的疏水性表面(即，具有至少90度的接触角的表面)上的水滴的滚落角(即粘附)与可以在烃流体中在所述基底的表面上聚结或生长的水滴的尺寸相关。可以聚结或生长的水滴的尺寸与基底从烃流体中去除水的能力相关。因此，通过测定烃流体中基底的表面上的水滴的滚落角和接触角，可以精确地预测所述基底从烃流体中去除水的能力。

通过本文披露的方法生产和/或鉴别的基底具有高接触角和高滚落角。高接触角指示水滴上的低表观阻力，而高滚落角指示液滴被保留在基底表面上的能力。不希望受理论束缚，据信这种特征组合允许更大的液滴通过聚结形成，从而使得液滴更容易与烃流体流分离，并且改进从烃流体流中分离水的总体效率。

使用本文披露的方法，包括例如通过使基底表面改性以增加其滚落角，可实现高接触角和高滚落角的平衡。通常，这些方法对接触角几乎没有不利影响。因此，在一些实施例中，可以使具有高接触角的过滤器基底改性以提供具有所要求的接触角和滚落角组合的基底。

基底材料和性质

基底可以是适用于过滤介质中的任何基底。在一些实施例中，所述基底优选是适用于烃流体过滤器元件(包括例如燃料过滤器)中的基底。在一些实施例中，所述基底可以包括例如纤维素、聚酯、聚酰胺、聚烯烃、玻璃或它们的组合(例如，它们的共混物、混合物或共聚物)。所述基底可以包括例如非织造网、织造网、多孔片材、烧结塑料、高密度筛网、高密度丝网或它们的组合。在一些实施例中，所述基底可以包括合成纤维、天然存在的纤维或它们的组合(例如，它们的共混物或混合物)。所述基底典型地具有多孔性质并且具有指定和可定义的性能特征，如孔径、弗雷泽透气性和/或另一种适合的度量。

在一些实施例中，所述基底可以包括热塑性或热固性聚合物纤维。所述纤维的聚合物可以存在于单一聚合物材料体系中、双组分纤维中或它们的组合中。双组分纤维可以包括例如热塑性聚合物。在一些实施例中，双组分纤维可以具有芯-鞘型结构，包括同心或非同心结构。在一些实施例中，双组分纤维的鞘可以具有低于芯的熔融温度的熔融温度，这样使得当加热时，鞘与层中的其他纤维结合，同时芯维持结构完整性。双组分纤维的示例性实施例包括并列型纤维或海岛型纤维。

在一些实施例中，所述基底可以包括纤维素纤维，包括例如软木纤维(如丝光南方松)、硬木纤维(如桉树纤维)、再生纤维素纤维、机械浆纤维或它们的组合(例如，它们的混合物或共混物)。

在一些实施例中，所述基底可以包括玻璃纤维，包括例如微玻璃、短切玻璃纤维或它们的组合(例如，它们的混合物或共混物)。

在一些实施例中，所述基底包括具有的平均直径为至少0.3微米、至少1微米、至少10微米、至少15微米、至少20微米或至少25微米的纤维。在一些实施例中，所述基底包括具有的平均直径为最高达50微米、最高达60微米、最高达70微米、最高达75微米、最高达80微米或最高达100微米的纤维。本领域技术人员将认识到，纤维的直径可以根据纤维材料以及用于制造纤维的工艺而变化。这些纤维的长度也可以从几毫米的长度至连续的纤维状结构变化。纤维的截面形状也可以根据所用的材料或制造工艺而变化。

在一些实施例中，所述基底可以包括一种或多种粘合材料。在一些实施例中，粘合材料包括改性树脂，所述改性树脂向所述基底提供额外的刚性和/或硬度。例如，在一些实施例中，所述基底可以用改性树脂饱和。改性树脂可以包括如本文所述的UV反应性树脂，或非UV反应性树脂。在一些实施例中，改性树脂可以包括酚醛树脂和/或丙烯酸树脂。在一些实施例中，非UV反应性树脂可以包括缺乏芳族组分和/或不饱和组分的丙烯酸树脂。

在一些实施例中，包括，例如，当通过经受UV处理来制备基底时，所述基底优选地包括芳族组分和/或不饱和组分。芳族组分和/或不饱和组分可以存在于包括在基底中的材料中，或者可以使用另一种材料(包括例如树脂)添加到基底中。包含芳族组分和/或不饱和组分的树脂在本文中称为UV-反应性树脂。UV反应性树脂可以包括例如酚醛树脂。在一些实施例中，不饱和组分优选包含双键。

在一些实施例中，所述基底包括具有的平均直径为最高达10微米(μm)、最高达20μm、最高达30μm、最高达40μm、最高达45μm、最高达50μm、最高达60μm、最高达70μm、最高达80μm、最高达90μm、最高达100μm、最高达200μm、最高达300μm、最高达400μm、最高达500μm、最高达600μm、最高达700μm、最高达800μm、最高达900μm、最高达1毫米(mm)、最高达1.5mm、最高达2mm、最高达2.5mm或最高达3mm的孔。在一些实施例中，所述基底包括具有的平均直径为至少2μm、至少5μm、至少10μm、至少20μm、至少30μm、至少40μm、至少50μm、至少60μm、至少70μm、至少80μm、至少90μm、至少100μm、至少200μm、至少300μm、至少400μm、至少500μm、至少600μm、至少700μm、至少800μm、至少900μm或至少1mm的孔。在一些实施例中，所述基底包括具有的平均直径在5μm至100μm范围内的孔。在一些实施例中，所述基底包括具有的平均直径在40μm至50μm范围内的孔。在一些实施例中，可以使用毛细管流动孔隙度测量法来测量孔径。在一些实施例中，优选地通过如美国专利公开号2011/0198280中所描述的液体挤出孔隙度测量法来测量孔径。

在一些实施例中，所述基底是至少15％多孔的、至少20％多孔的、至少25％多孔的、至少30％多孔的、至少35％多孔的、至少40％多孔的、至少45％多孔的、至少50％多孔的、至少55％多孔的、至少55％多孔的、至少60％多孔的、至少65％多孔的、至少70％多孔的、至少75％多孔的或至少80％多孔的。在一些实施例中，所述基底是最高达75％多孔的、最高达80％多孔的、最高达85％多孔的、最高达90％多孔的、最高达95％多孔的、最高达96％多孔的、最高达97％多孔的、最高达98％多孔的或最高达99％多孔的。例如，所述基底可以是至少15％多孔的且最高达99％多孔的、至少50％多孔的且最高达99％多孔的或至少80％多孔的且最高达95％多孔的。

在一些实施例中，过滤介质可以被设计用于在过滤介质的使用过程中从上游传到下游的流。在一些实施例中，包括例如当过滤介质包括位于上游层下游的基底时，所述基底可以包括具有的平均直径大于所述上游层的孔的平均直径的孔。另外地或可替代地，所述基底可以包括具有的平均直径大于在上游层的下游侧上形成的液滴的平均直径的孔。例如，当过滤介质包括上游层(所述上游层为包括具有平均直径的孔的聚结层)时，所述基底可以包括具有的平均直径大于所述聚结层的孔的平均直径的孔。

典型地，在任何表面改性或处理之前，当材料(包括例如基底)的表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有小于50度、小于40度或小于30度的滚落角。典型地，在任何表面改性或处理之前，当材料(包括例如基底)的表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有小于30度、小于20度、小于15度或小于12度的滚落角。

例如，在任何表面改性或处理之前，当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面的滚落角可以在0度至50度的范围内。

在一些实施例中，在任何表面改性或处理之前，当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面的滚落角可以优选地在0度至40度的范围内。

例如，在任何表面改性或处理之前，当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面的滚落角可以在0度至20度的范围内。

提供具有包括适合的滚落角的表面的材料(包括例如基底)在本领域技术人员的职权范围内。

典型地，在任何表面改性或处理之前，当材料(包括例如基底)的表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有至少90度、至少100度或至少110度的接触角。典型地，在任何表面改性或处理之前，当材料(包括例如基底)的表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有至少90度、至少100度或至少110度的接触角。

例如，在任何表面改性或处理之前，当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面的接触角可以在90度至180度的范围内。

在一些实施例中，在任何表面改性或处理之前，当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面的接触角可以优选地在100度至150度的范围内。

例如，在任何表面改性或处理之前，当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面的接触角可以在90度至180度的范围内。

在一些实施例中，在任何表面改性或处理之前，当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面的接触角可以优选地在100度至150度的范围内。

在一些实施例中，在任何表面改性或处理之前，所述表面可以具有0度的接触角，即，液滴将在所述表面上完全展开。在一些实施例中，包括当表面在任何表面改性或处理之前具有0度的接触角时，在任何表面改性或处理之前的滚落角将是不确定的。

提供具有包括适合的接触角的表面的材料(包括例如基底)在本领域技术人员的职权范围内。典型地，包括总体上疏水性的材料通常将产生更高的接触角。

影响表面的接触角的其他因素可以包括孔径和孔隙率。例如，特定尺寸的孔可以促进疏水性的烃流体被捕获在过滤器中。此外，水的高界面张力阻止它有效地穿透低于特定尺寸的孔。

包括基底的过滤介质

在一些实施例中，包括基底的过滤介质优选用于烃-水分离，或者更优选地燃料-水分离，并且最优选地柴油染料-水分离。

所述过滤介质可以包括一个层、两个层或多个层。在一些实施例中，所述过滤介质的一个或多个层可以由基底支撑，可以包括基底，或者可以是基底。

在一些实施例中，并且如例如在图1A-1D中所示，所述过滤介质可以包括用于从烃液体流中去除颗粒的层20和/或用于从烃液体流中聚结水的层(也称为聚结层)30。在一些实施例中，用于从烃液体流中去除颗粒的层和/或聚结层可以由基底10支撑，如图1A和图1B中的说明性实施例中所示。在一些实施例中，包括例如，当过滤介质被设计成容纳在使用过滤介质期间从上游传到下游的流时，用于从烃液体流中去除颗粒的层和/或聚结层可以位于基底的上游。在一些实施例中，用于从烃液体流中去除颗粒的层和基底是同一层40，如图1C中的一个实施例中所示。在一些实施例中，所述聚结层和基底是同一层50，如图1D中的一个实施例中所示。当基底和用于从烃液体流中去除颗粒的层是同一层时或者当基底和用于从烃液体流中聚结水的层是同一层时，过滤介质制造可能更有效，因为过滤介质可以包括减少的总层数。

在一些实施例中，基底的表面优选地形成所述基底的下游侧。在一些实施例中，基底的表面可以形成过滤介质的下游侧或层或者过滤介质的下游侧。

在一些实施例中，包括例如，当基底的表面形成过滤介质的下游侧或层或者过滤介质的下游侧时，所述基底可优选地与另一个层间隔足够的空间以允许水滴形成和/或水滴滚动。在一些实施例中，基底可以与另一个层间隔至少10μm、至少20μm、至少30μm、至少40μm、至少50μm、至少100μm、至少200μm、至少500μm或至少1mm。在一些实施例中，所述基底可以与另一个层间隔最高达40μm、最高达50μm、最高达100μm、最高达200μm、最高达500μm、最高达1mm、最高达2mm、最高达3mm、最高达4mm或最高达5mm。

在一些实施例中，被构造成用于去除微粒污染物的层20位于聚结层30的上游，并且所述聚结层位于基底10的上游，如图1A中的一个实施例中所示。在一些实施例中，聚结层位于所述基底的下游。在一些实施例中，所述过滤介质可以包括至少两个聚结层，其中所述聚结层中的一个位于所述基底的下游。

在一些实施例中，所述基底可以包括在流经式结构中，包括例如2017年10月8日提交且名称为：Fluid FiltrationApparatuses,Systems,and Methods[流体过滤设备、系统和方法]的共同未决的美国专利申请号62/543,456中描述的结构，所述专利申请关于它的介质结构的描述通过引用特此结合。

在一些实施例中，所述过滤介质可以包括在过滤器元件中。所述过滤介质可以具有任何适合的构造。在一些实施例中，所述过滤器元件可以包括筛网。在一些实施例中，所述筛网可以位于所述基底的下游。

所述过滤介质可以具有任何适合的构造。例如，所述过滤介质可以具有管状构造。在一些实施例中，所述过滤介质可以包括褶皱。

制造方法

本披露进一步描述了制造材料的方法。在一些实施例中，所述材料可以包括过滤介质，所述过滤介质包括基底的。可以通过任何适合的方法处理材料、过滤介质、基底和/或其表面，以获得所希望的滚落角和所希望的接触角。在一些实施例中，所述材料、过滤介质、基质和/或其表面的处理包括仅处理所述材料、过滤介质、基底和/或其表面的一部分。

在一些实施例中，用于获得所希望的滚落角和所希望的接触角的处理不会改变基底的结构。例如，在一些实施例中，所述处理不会改变基底的孔的平均直径和基底的渗透性中的至少一者。在一些实施例中，当在500x放大率下观察时，所述处理不会改变介质的外观。

固化

在一些实施例中，所述基底包括树脂(例如，改性树脂)。树脂是众所周知的并且通常用于改进过滤器基底的内部粘结。

可以使用任何适合的树脂，包括例如UV反应性树脂或非UV反应性树脂。树脂可以包括例如部分固化的树脂(例如，部分固化的酚醛树脂)，并且可以进行树脂的固化以增加基底的刚性和/或防止基底在使用期间崩解。可以在进行处理之前进行固化以获得所希望的滚落角和所希望的接触角，或者在进行处理之后进行固化以获得所希望的滚落角和所希望的接触角。例如，如果基底包括存在于与树脂分开的层中的含亲水性基团的聚合物，则可以在形成包括含亲水性基团的聚合物的层之前或者在形成包括含亲水性基团的聚合物的层之后进行树脂的固化。在一些实施例中，树脂优选地浸渍到基底中。

树脂可以包括可聚合单体、可聚合低聚物、可聚合聚合物或它们的组合(例如，它们的共混物、混合物或共聚物)。如本文所用，固化是指树脂的硬化，并且可以包括使树脂的组分交联和/或聚合。在一些实施例中，树脂包括聚合物，并且在固化期间，由于聚合物的交联，所述聚合物的分子量增加。

固化可以通过任何适合的方法(包括例如通过加热基底)而进行。在一些实施例中，优选地通过在足以使树脂(包括例如酚醛树脂)固化的温度和时间下加热基底来进行固化。在一些实施例中，可以在至少50℃、至少75℃、至少100℃或至少125℃的温度下加热基底。在一些实施例中，可以在最高达125℃、最高达150℃、最高达175℃或最高达200℃的温度下加热基底。在一些实施例中，可以将基底加热至具有50℃至200℃范围的温度。在一些实施例中，可以将基底加热至少1分钟、至少2分钟、至少5分钟、至少7分钟、至少10分钟或至少15分钟。在一些实施例中，可以将基底加热至多8分钟、至多10分钟、至多12分钟、至多15分钟、至多20分钟或至多25分钟。在一些实施例中，可能优选在150℃下加热基底10分钟。

处理基底以改进滚落角的方法

在一些实施例中，本披露涉及处理基底以改进表面的滚落角的方法。不希望受理论束缚，据信所披露的各种方法通过改变基底的表面性质以使得表面的微结构更亲水性、同时保持表面对水滴的总体疏水性质来改进滚落角。

各种不同的方法包括下文列出的方法。

UV

在一些实施例中，所述基底包括UV处理的表面，即用UV辐射处理的表面。在此类实施例中，所述基底优选地包括芳族和/或不饱和组分。

例如，所述基底可以包括具有芳族和/或不饱和组分的纤维性材料。在一些实施例中，所述基底可以包括UV反应性树脂，即具有芳族和/或不饱和组分的树脂。这种UV反应性树脂可以除具有芳族和/或不饱和组分的纤维性材料之外存在，或者可以与不具有芳族和/或不饱和组分的纤维性材料组合使用。

在一些实施例中，所述基底优选地包括芳族树脂(即，含有芳族基团的树脂)，包括例如酚醛树脂。

在一些实施例中，UV辐射在距离源至少0.25厘米(cm)、至少0.5cm、至少0.75cm、至少1cm、至少1.25cm、至少2cm或至少5cm的距离处施加到基底上。在一些实施例中，UV辐射在距离源最高达0.5cm、最高达1cm、最高达2cm、最高达3cm、最高达5cm或最高达10cm的距离处施加到基底上。

在一些实施例中，将所述基底暴露于至少250微瓦/平方厘米(μW/cm²)、至少300μW/cm²、至少500μW/cm²、至少1毫瓦/平方厘米(mW/cm²)、至少5mW/cm²、至少10mW/cm²、至少15mW/cm²、至少20mW/cm²、至少21mW/cm²或至少25mW/cm²的UV辐射。在一些实施例中，将所述基底暴露于最高达20mW/cm²、最高达21mW/cm²、最高达22mW/cm²、最高达25mW/cm²、最高达30mW/cm²、最高达40mW/cm²、最高达50mW/cm²、最高达60mW/cm²、最高达70mW/cm²、最高达80mW/cm²、最高达90mW/cm²、最高达100mW/cm²、最高达150mW/cm²或最高达200mW/cm²的UV辐射。

在一些实施例中，例如，将所述基底暴露于在300μW/cm²至100mW/cm²范围内的UV辐射。

在一些实施例中，例如，将所述基底暴露于在300μW/cm²至200mW/cm²范围内的UV辐射。

在一些实施例中，将所述基底暴露于UV辐射(即，用UV辐射处理)至少1秒、至少2秒、至少3秒、至少5秒、至少10秒、至少30秒、至少1分钟、至少2分钟、至少3分钟、至少4分钟、至少5分钟、至少7分钟、至少9分钟、至少10分钟、至少11分钟、至少13分钟、至少15分钟、至少17分钟或至少20分钟。在一些实施例中，将所述基底暴露于UV辐射最高达5秒、最高达10秒、最高达30秒、最高达1分钟、最高达2分钟、最高达4分钟、最高达5分钟、最高达6分钟、最高达8分钟、最高达10分钟、最高达12分钟、最高达14分钟、最高达15分钟、最高达16分钟、最高达18分钟、最高达20分钟、最高达22分钟、最高达24分钟、最高达25分钟、最高达26分钟、最高达28分钟或最高达30分钟。

在一些实施例中，施加UV辐射持续在2秒至20分钟范围内的时间。

在一些实施例中，可以顺序地施加不同波长的UV辐射。在一些实施例中，可能优选同时施加不同波长的UV辐射。

不希望受理论束缚，据信UV辐射引起芳族和/或不饱和组分反应并且变成化学改性的。这种反应增加表面的滚落角，同时基本上保持接触角性质。

已经发现，另外的试剂(如下文列出的那些)可以促进存在于基底中和/或基底上的芳族和/或不饱和组分的化学反应。在用UV处理基底期间，这些另外的试剂可以单独地、顺序地和/或同时使用。

UV+氧气

在一些实施例中，所述基底优选地包括UV-氧气处理的表面，即在氧气存在下用UV辐射处理的表面。在氧气存在下的处理可以包括例如在包括氧气的大气中的处理、在含氧气的环境中的处理、在富含氧气的环境中的处理或者在基底中或基底上包括氧气的基底的处理中的至少一者。

在一些实施例中，优选在足以产生臭氧和氧自由基的条件和UV辐射波长下处理基底。在一些实施例中，UV辐射源优选地是低压汞灯。可以使用上文关于用UV辐射处理描述的参数(包括距离、强度和时间)的任何组合来施加UV辐射，并且可以使用顺序或同时施加来施加多个波长。

在一些实施例中，UV辐射包括能够由O₂形成两个氧自由基(O·)的波长。氧自由基可以与O₂反应形成臭氧(O₃)。在一些实施例中，UV辐射包括至少165纳米(nm)、至少170nm、至少175nm、至少180nm或至少185nm的波长。在一些实施例中，UV辐射包括最高达190nm、最高达195nm、最高达200nm、最高达205nm、最高达210nm、最高达215nm、最高达220nm、最高达230nm或最高达240nm的波长。在一些实施例中，UV辐射包括在180nm至210nm范围内的波长。在一些实施例中，UV辐射包括185nm的波长。

在一些实施例中，UV辐射包括能够分裂臭氧(O₃)以形成O₂和氧自由基(O·)的波长。在一些实施例中，UV辐射包括至少200nm、至少205nm、至少210nm、至少215nm、至少220nm、至少225nm、至少230nm、至少235nm、至少240nm、至少245nm或至少250nm的波长。在一些实施例中，UV辐射包括最高达260nm、最高达265nm、最高达270nm、最高达275nm、最高达280nm、最高达285nm、最高达290nm、最高达295nm、最高达300nm、最高达310nm或最高达320nm的波长。在一些实施例中，UV辐射包括在210nm至280nm范围内的波长。在一些实施例中，UV辐射包括254nm的波长。

UV+臭氧

在一些实施例中，所述基底包括UV-臭氧处理的表面，即在臭氧(O₃)存在下用UV辐射处理的表面。可以使用上文关于用UV辐射处理描述的参数(包括距离、强度和时间)的任何组合来施加UV辐射，并且可以使用顺序或同时施加来施加多个波长。

在臭氧存在下的处理可以包括，例如，在含臭氧环境中的处理或在环境内产生臭氧期间的处理(例如，通过电晕放电)。在一些实施例中，含臭氧环境包括O₂。在其他实施例中，含臭氧环境包括小于10体积％(vol.-％)的O₂、小于5vol.-％的O₂、小于2vol.-％的O₂或小于1vol.-％的O₂。在一些实施例中，含臭氧环境包括惰性气体，如氮气、氦气、氩气或它们的混合物。

在一些实施例中，含臭氧环境包括至少0.005vol.-％的O₃、至少0.01vol.-％的O₃、至少0.05vol.-％的O₃、至少0.1vol.-％的O₃、至少0.5vol.-％的O₃、至少1vol.-％的O₃、至少2vol.-％的O₃、至少5vol.-％的O₃、至少10vol.-％的O₃或至少15vol.-％的O₃。在一些实施例中，含臭氧环境在基底表面处包括较高浓度的臭氧。这种浓度可以通过例如在基底表面处引入臭氧(例如，通过允许臭氧从介质的背侧扩散)来实现。在一些实施例中，臭氧在所述基底表面处或附近的浓度优选足以在UV辐射存在下由存在的臭氧产生氧自由基。

在一些实施例中，UV辐射包括能够分裂臭氧(O₃)以形成O₂和氧自由基(O·)的波长。在实施例中，包括例如，当含臭氧环境包括小于10vol.-％的O₂、小于5vol.-％的O₂、小于2vol.-％的O₂或小于1vol.-％的O₂时，UV辐射可以包括至少165nm、至少170nm、至少175nm、至少180nm或至少185nm以及最高达260nm、最高达265nm、最高达270nm、最高达275nm、最高达280nm、最高达285nm或最高达290nm的波长。在一些实施例中，UV辐射包括在180nm至280nm范围内的波长。

在实施例中，当含臭氧环境包括将吸收在180nm至210nm范围内的UV辐射的O₂的，UV辐射优选地包括至少210nm、至少215nm、至少220nm、至少225nm、至少230nm、至少235nm、至少240nm、至少245nm或至少250nm的波长。在一些实施例中，UV辐射包括最高达260nm、最高达265nm、最高达270nm、最高达275nm、最高达280nm、最高达285nm、最高达290nm、最高达295nm、最高达300nm、最高达310nm或最高达320nm的波长。在一些实施例中，UV辐射包括在210nm至280nm范围内的波长。在一些实施例中，UV辐射包括254nm的波长。

UV+H₂O₂

在一些实施例中，所述基底包括UV-H₂O₂处理的表面，即，用UV辐射和H₂O₂处理的表面。在一些实施例中，所述基底的表面和/或整个基底可以被放置成与包含H₂O₂的溶液接触(例如，涂覆有包含H₂O₂的溶液和/或浸没于包含H₂O₂的溶液中)。在一些实施例中，所述溶液可以包含至少20重量％(wt.-％)的H₂O₂、至少25wt.-％的H₂O₂、至少30wt.-％的H₂O₂、至少40wt.-％的H₂O₂、至少50wt.-％的H₂O₂、至少60wt.-％的H₂O₂、至少70wt.-％的H₂O₂、至少80wt.-％的H₂O₂或至少90wt.-％的H₂O₂。在一些实施例中，所述溶液可以含有最高达30wt.-％的H₂O₂、最高达40wt.-％的H₂O₂、最高达50wt.-％的H₂O₂、最高达60wt.-％的H₂O₂、最高达70wt.-％的H₂O₂、最高达80wt.-％的H₂O₂、最高达90wt.-％的H₂O₂或最高达100wt.-％的H₂O₂。

在一些实施例中，所述基底可以被放置成与包含H₂O₂的溶液接触至少10秒、至少30秒、至少45秒、至少1分钟、至少2分钟、至少4分钟、至少6分钟或至少8分钟。在一些实施例中，所述基底可以与包含H₂O₂的溶液接触30秒、最高达45秒、最高达1分钟、最高达2分钟、最高达4分钟、最高达6分钟、最高达8分钟、最高达10分钟或最高达30分钟。

在一些实施例中，可以在与包含H₂O₂的溶液接触同时用UV辐射处理基底。在一些实施例中，可以在与包含H₂O₂的溶液接触之后用UV辐射处理基底。可以使用上文关于用UV辐射处理描述的参数(包括距离、强度和时间)的任何组合来施加UV辐射，并且可以使用顺序或同时施加来施加多个波长。

可以用足以产生羟基自由基(·OH)的UV辐射处理基底。在表面与H₂O₂接触同时、在表面已经与H₂O₂接触之后或者在与H₂O₂接触期间和接触之后两者，可以用UV辐射处理基底。在一些实施例中，UV辐射包括能够由O₂形成两个氧自由基(O·)的波长。氧自由基可以与O₂反应形成臭氧(O₃)。在一些实施例中，UV辐射包括至少165nm、至少170nm、至少175nm、至少180nm或至少185nm的波长。在一些实施例中，UV辐射包括最高达190nm、最高达195nm、最高达200nm、最高达205nm、最高达210nm、最高达215nm、最高达220nm、最高达230nm或最高达240nm的波长。在一些实施例中，UV辐射包括在180nm至210nm范围内的波长。在一些实施例中，UV辐射包括185nm的波长。

在一些实施例中，UV辐射包括能够分裂臭氧(O₃)以形成O₂和氧自由基(O·)的波长。在一些实施例中，UV辐射包括至少200nm、至少205nm、至少210nm、至少215nm、至少220nm、至少225nm、至少230nm、至少235nm、至少240nm、至少245nm或至少250nm的波长。在一些实施例中，UV辐射包括最高达260nm、最高达265nm、最高达270nm、最高达275nm、最高达280nm、最高达285nm、最高达290nm、最高达295nm、最高达300nm、最高达310nm或最高达320nm的波长。在一些实施例中，UV辐射包括在210nm至280nm范围内的波长。在一些实施例中，UV辐射包括254nm的波长。

在一些实施例中，UV辐射包括至少200nm、至少250nm、至少300nm、至少330nm、至少340nm、至少350nm、至少355nm、至少360nm或至少370nm的波长。在一些实施例中，UV辐射包括最高达350nm、最高达360nm、最高达370nm、最高达375nm、最高达380nm、最高达385nm、最高达390nm、最高达395nm、最高达400nm、最高达410nm或最高达420nm的波长。在一些实施例中，UV辐射包括在350nm至370nm范围内的波长。在一些实施例中，UV辐射包括360nm的波长。

在一些实施例中，可以在放置成与包含H₂O₂的溶液接触之后并且在用UV处理之前干燥基底。在一些实施例中，可以在放置成与包含H₂O₂的溶液接触之后并且在用UV处理之后干燥基底。在一些实施例中，所述基底可以烘箱干燥。

当基底包含芳族和/或不饱和组分时，包括例如当基底包括UV反应性树脂，包括例如芳族树脂(例如，含芳族基团的树脂)，包括例如酚醛树脂时，UV处理(无论是单独UV还是UV与氧气、臭氧和/或过氧化氢)更有效。

包括含亲水性基团的聚合物的基底

作为UV处理的替代方案或除UV处理外，可以通过在基底中和/或基底上包括含亲水性基团的聚合物来改变基底的表面性质。在一些实施例中，当使用UV处理和包括含亲水性基团的聚合物两者时，可能优选在基底中包括含亲水性基团的聚合物或在UV之前将基底改性为包括含亲水性基团的聚合物。

在一些实施例中，所述基底包括含亲水性基团的聚合物。含亲水性基团的聚合物的亲水性基团可以包括在聚合物主链内重复的亲水性侧基或亲水性基团或两者。如本文所用，“侧基”与聚合物主链共价结合、但不形成聚合物主链的一部分。在一些实施例中，亲水性基团包括羟基、酰胺、醇、丙烯酸、吡咯烷酮、甲基醚、乙二醇、丙二醇、多巴胺和乙烯亚胺中的至少一种。在一些实施例中，亲水性侧基包括羟基、酰胺、醇、丙烯酸、吡咯烷酮、甲醚和多巴胺中的至少一种。在一些实施例中，在聚合物主链内重复的亲水性基团包括乙二醇、丙二醇、多巴胺和乙烯亚胺中的至少一种。

在一些实施例中，包括含亲水性基团的聚合物的基底可以包括其上布置有含亲水性基团的聚合物的表面。在一些实施例中，所述基底优选地包括含有含亲水性基团的聚合物的层。在一些实施例中，其上布置有含亲水性基团的聚合物的表面，或者在一些实施例中，含有含亲水性基团的聚合物的层，优选形成具有所希望的性质(包括滚落角和接触角)的基底的表明，如本文所述。

可以使用任何适合的方法形成所述层。例如，所述层可以通过施加聚合物，包括例如预聚合的聚合物而形成。另外或可替代地，所述层可以通过施加单体、低聚物、聚合物或它们的组合(例如，它们的共混物、混合物或共聚物)且然后使所述单体、低聚物、聚合物或它们的组合聚合以形成聚合物、共聚物或它们的组合来形成。在一些实施例中，可以使用氧化或还原聚合从溶液沉积聚合物。

在一些实施例中，所述层可以使用任何适合的涂覆方法形成，所述涂覆方法包括例如等离子体沉积涂覆、卷到卷涂覆、浸涂和/或喷涂。喷涂可以包括例如气压喷涂、静电喷涂等。在一些实施例中，表面可以是层压的。在一些实施例中，可以通过将聚合物旋涂到基底上来形成所述层。将聚合物纺丝到基底上可以包括，例如，将聚合物电纺丝到基底上或者通过湿法纺丝、干法纺丝、熔融纺丝、凝胶纺丝、喷射纺丝、磁电纺丝等将聚合物沉积在基底上。将聚合物纺丝到基底上在一些实施例中可以形成聚合物纳米纤维。另外地或替代地，将聚合物旋涂到基底上可以涂覆已经存在于基底中的纤维。在一些实施例中，包括其中通过将聚合物溶液干法纺丝到基底上来将聚合物沉积到基底上，可以单独或组合使用包括空气、电场、离心力、磁场等的一种或多种驱动力。

在一些实施例中，含亲水性基团的聚合物包括极性官能团。

在一些实施例中，含亲水性基团的聚合物是亲水性聚合物。

在一些实施例中，含亲水性基团的聚合物不能溶解于水中(例如，它不是亲水性聚合物)，而是包括能够溶解于水中的侧基(例如，亲水性侧基)或在聚合物主链内重复的能够溶解于水中的基团(例如，在聚合物主链内重复的亲水性基团)中的至少一种。

在一些实施例中，含亲水性基团的聚合物包括羟基化甲基丙烯酸酯聚合物。在一些实施例中，含亲水性基团的聚合物不包括氟基团。

在一些实施例中，含亲水性基团的聚合物不包括含氟聚合物。如本文所用，含氟聚合物是指包含至少5％氟、至少10％氟，至少15％氟或至少20％氟的聚合物。

在一些实施例中，含亲水性基团的聚合物可以包括，例如，聚(甲基丙烯酸羟丙酯)(PHPM)，包括聚(甲基丙烯酸2-羟丙酯、聚(甲基丙烯酸3-羟丙酯，或它们的混合物；聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEM)；聚(2-乙基-2-噁唑啉)(P2E2O)；聚乙烯亚胺(PEI)；季铵化的聚乙烯亚胺；或聚(多巴胺)；或它们的组合(例如，它们的共混物、混合物或共聚物)。

在一些实施例中，含亲水性基团的聚合物可以在层形成期间分散和/或溶解在溶剂中。在一些实施例中，所述溶剂优选地溶解含亲水性基团的聚合物，但不会溶解基底或基底的任何组分。在一些实施例中，所述溶剂优选是无毒的。在一些实施例中，含亲水性基团的聚合物优选不溶于烃流体中。在一些实施例中，含亲水性基团的聚合物优选不溶于甲苯中。

在一些实施例中，所述溶剂是具有高介电常数的溶剂。所述溶剂可包括，例如，甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇(isopropanol)(也称为异丙醇(isopropyl alcohol)(IPA)、丁醇(包括其异构结构中的每一种)、丁酮(包括其异构结构中的每一种)、丙酮、乙二醇、二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、水等。

可以基于聚合物的分子量来选择溶剂中含亲水性基团的聚合物的浓度。在一些实施例中，含亲水性基团的聚合物可以至少0.25％(％)重量/体积(w/v)、至少0.5％(w/v)、至少0.75％(w/v)、至少1.0％(w/v)、至少1.25％(w/v)、至少1.5％(w/v)、至少1.75％(w/v)、至少2.0％(w/v)、至少3％(w/v)、至少5％(w/v)、至少10％(w/v)、至少20％(w/v)、至少30％(w/v)、至少40％(w/v)或至少50％(w/v)的浓度存在于溶剂中。在一些实施例中，含亲水性基团的聚合物可以最高达0.5％(w/v)、最高达0.75％(w/v)、最高达1.0％(w/v)、最高达1.25％(w/v)、最高达1.5％(w/v)、最高达1.75％(w/v)、最高达2.0％(w/v)、最高达3％(w/v)、最高达4％(w/v)、最高达5％(w/v)、最高达10％(w/v)、最高达15％(w/v)、最高达20％(w/v)、最高达30％(w/v)、最高达40％(w/v)、最高达50％(w/v)或最高达60％(w/v)的浓度存在于溶剂中。

在一些实施例中，包括例如通过浸涂法沉积含亲水性基团的聚合物，所述聚合物可以在0.5％(w/v)至4％(w/v)范围内的浓度存在于溶剂中。

在一些实施例中，包括例如通过浸涂沉积含亲水性基团的聚合物，所述聚合物可以在0.5％(w/v)至1％(w/v)范围内的浓度存在于溶剂中。

在一些实施例中，包括例如通过电纺丝沉积含亲水性基团的聚合物，所述聚合物可以在5％(w/v)至30％(w/v)范围内的浓度存在于溶剂中。

在一些实施例中，可以使用浸涂形成所述层。浸涂可以通过使用例如ChematDipMaster 50浸涂机来完成。在一些实施例中，可以通过将基底浸涂一次、两次、三次或更多次来形成所述层。在一些实施例中，可以将基底浸涂、旋转180度并再次浸涂。在一些实施例中，可以将基底浸没在包括含亲水性基团的聚合物的分散体中，并以50毫米/分钟(mm/min)的速率取出。在一些实施例中，分散体优选是溶液。

在一些实施例中，可以使用电纺丝来形成所述层。电纺丝可以如例如US20160047062A1中所描述而完成。

在一些实施例中，包括例如，当含亲水性基团的聚合物包括聚(多巴胺)时，可以使用氧化或还原聚合从溶液中沉积含亲水性基团的聚合物。例如，可以由多巴胺的氧化聚合来制备包括聚(多巴胺)的层。

在一些实施例中，包括含亲水性基团的聚合物的层具有至少0.5埃

至少

至少

至少

至少

至少

至少

至少

至少

至少

至少

至少

或至少

的厚度。

在一些实施例中，可以在层形成之后，包括例如在浸涂程序之后去除溶剂。可以例如通过蒸发，包括例如通过使用烘箱干燥来去除溶剂。

在一些实施例中，可以形成带电涂层(例如，经由季铵化、电化学氧化或还原)和/或涂层可以包括带电聚合物。在一些实施例中，可以在形成层之后改变包括含亲水性基团的聚合物的层。例如，含亲水性基团的聚合物可以被季铵化。在一些实施例中，通过用酸处理聚合物层，可以使含亲水性基团的聚合物季铵化。在一些实施例中，通过将包括含亲水性基团的聚合物层的基底浸入包含酸的溶液中，可以使含亲水性基团的聚合物季铵化。在一些实施例中，酸可以是HCl。

在一些实施例中，可以用马来酸酐处理含亲水性基团的聚合物和/或涂层。

在一些实施例中，基底可以包括布置在其中的含亲水性基团的聚合物。如果基底包括改性树脂，则聚合物在化学上不同于改性树脂。在一些实施例中，含亲水性基团的聚合物可与改性树脂同时施加。例如，在将改性树脂施加到基底上之前，可以将含亲水性基团的聚合物与改性树脂混合。

在一些实施例中，含亲水性基团的聚合物可以是交联的。在一些实施例中，包括例如，当聚合物在基底上形成含亲水性基团的聚合物形成层时，可以通过在用于涂覆或电纺丝的聚合物分散体中包含交联剂来交联聚合物。在一些实施例中，包括例如，当聚合物被布置在基底内时，含亲水性基团的聚合物可以通过在用于引入含亲水性基团的聚合物的分散体中包含交联剂而交联。在一些实施例中，分散体优选是溶液。

可以选择用于与含亲水性基团的聚合物一起使用的任何适合的交联剂。例如，N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(DAMO-T)可用作PHEM的交联剂。例如，(3-缩水甘油基氧基丙基)三甲氧基硅烷或聚(乙二醇)二丙烯酸酯(PEGDA)可用作聚乙烯亚胺(PEI)的交联剂。包含伯胺或仲胺基团的含亲水性基团的聚合物可以通过例如包括羧酸(己二酸)、醛(例如，戊二醛)、酮、三聚氰胺-甲醛树脂、苯酚-甲醛树脂等的化合物交联。在另一个实例中，含有伯醇或仲醇基团的含亲水性基团的聚合物可以通过例如包括羧酸(己二酸)、异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯)、有机硅烷(四甲氧基硅烷)、钛(IV)络合物(钛酸四丁酯)、苯酚-甲醛树脂、三聚氰胺-甲醛树脂等的化合物交联。

在一些实施例中，通过使含亲水性基团的聚合物和交联剂暴露于热量，可以加速含亲水性基团的聚合物的交联。可以通过任何适合的方法施加热量，包括例如通过在烘箱中加热基底、将基底暴露于红外光、将基底暴露于蒸汽或者用加热辊处理基底。可以使用适合与含亲水性基团的聚合物、交联剂和基底一起使用的时间和温度的任何组合。在一些实施例中，可以使含亲水性基团的聚合物和交联剂暴露于至少80℃、至少90℃、至少100℃、至少110℃、至少120℃、至少130℃、至少140℃、至少150℃、至少160℃、至少170℃、至少180℃或至少190℃的温度。在一些实施例中，可以使含亲水性基团的聚合物和交联剂暴露于最高达140℃、最高达150℃、最高达160℃、最高达170℃、最高达180℃、最高达190℃、最高达200℃、最高达210℃、最高达220℃、最高达230℃、最高达240℃、最高达260℃、最高达280℃或最高达300℃的温度。在一些实施例中，可以使含亲水性基团的聚合物和交联剂暴露于热处理至少15秒、至少30秒、至少60秒、至少120秒、至少2分钟、至少5分钟、至少10分钟或至少1小时。在一些实施例中，使介质暴露于热量最高达2分钟、最高达3分钟、最高达5分钟、最高达10分钟、最高达15分钟、最高达20分钟、最高达1小时、最高达2小时、最高达24小时或最高达2天。例如，在一些实施例中，可以通过在至少100℃且最高达150℃的温度下加热含亲水性基团的聚合物和交联剂15秒与15分钟之间来使含亲水性基团的聚合物交联。

在另一个实例中，在一些实施例中，可以通过在至少80℃且最高达200℃的温度下加热含亲水性基团的聚合物和交联剂15秒与15分钟之间来使含亲水性基团的聚合物交联。在一些实施例中，可以使含亲水性基团的聚合物退火。如本文所用，“退火”包括将含亲水性基团的聚合物暴露于环境，目的是在含亲水性基团的聚合物内重新定向官能团和/或增加含亲水性基团的聚合物的结晶度。如果通过使含亲水性基团的聚合物和交联剂暴露于热量来加速含亲水性基团的聚合物的交联，则含亲水性基团的聚合物可以在交联之前、在交联期间或在交联之后退火。在一些实施例中，如果通过使含亲水性基团的聚合物和交联剂暴露于热量来加速含亲水性基团的聚合物的交联，则含亲水性基团的聚合物可以优选在交联期间或交联之后退火。在一些实施例中，含亲水性基团的聚合物可以优选在交联后退火。

在一些实施例中，退火包括在极性溶剂存在下加热包括含亲水性基团的聚合物的基底。例如，退火可以包括将含有含亲水性基团的聚合物的基底和/或含亲水性基团的聚合物涂覆的基底浸没在极性溶剂中。另外或可替代地，退火可以包括将含有含亲水性基团的聚合物的基底和/或含亲水性基团的聚合物涂覆的基底暴露于蒸汽形式的极性溶剂。在一些实施例中，包括例如，当通过在聚合物溶液中浸涂基底来施加含亲水性基团的聚合物层时，聚合物溶液可以包括极性溶剂，并且加热和随后从基底中蒸发极性溶剂可以使聚合物层退火。

适用于退火的极性溶剂可以包括例如水或醇。醇可以包括例如甲醇、乙醇、异丙醇、叔丁醇等。其他适合的极性溶剂可以包括例如丙酮、乙酸乙酯、甲基乙基酮(MEK)、二甲基甲酰胺(DMF)等。

在一些实施例中，退火包括将基底暴露于至少为含亲水性基团的聚合物的玻璃化转变温度(Tg)的温度。在一些实施例中，退火包括将基底暴露于温度至少为含亲水性基团的聚合物的Tg的溶剂。

在一些实施例中，包括例如，当退火包括将含亲水性基团的聚合物涂覆的基底浸没在极性溶剂中时，极性溶剂是至少50℃、至少55℃、至少60℃、至少65℃、至少70℃、至少75℃、至少80℃、至少85℃、至少90℃、至少95℃、至少100℃、至少110℃、至少120℃、至少130℃、至少140℃或至少150℃。在一些实施例中，极性溶剂是最高达9090℃、最高达95℃、最高达100℃、最高达105℃、最高达110℃、最高达115℃、最高达120℃、最高达130℃、最高达140℃、最高达150℃或最高达200℃。在一些实施例中，将介质浸没在极性溶剂中至少10秒、至少30秒、至少60秒、至少90秒、至少120秒、至少150秒或至少180秒。在一些实施例中，将介质浸没在极性溶剂中最高达60秒、最高达120秒、最高达150秒、最高达180秒、最高达3分钟或最高达5分钟。

在一些实施例中，极性溶剂可以优选为水。例如，在一些实施例中，退火包括将含亲水性基团的聚合物涂覆的介质浸没在90℃的水中至少10秒并且最高达5分钟。不希望受理论束缚，据信其上布置有含亲水性基团的聚合物或包括布置在其中的含亲水性基团的聚合物的基底的表面由于基底表面上的不连续性而可以具有如上所述的所希望的性质(包括滚落角和接触角)。因此，在一些实施例中，基底可以包括纤维的混合物。在一些实施例中，基底可以包括非聚合物纤维和聚合物纤维和/或两种不同类型的聚合物纤维。例如，基底可以包括不连续地用尼龙包裹的聚酯纤维和/或不连续地用聚酯包裹的尼龙纤维。另外地或可替代地，基底可以包括纤维，所述纤维如果形成整个表面，则将形成亲水性表面；以及纤维，所述纤维如果形成整个表面，则将形成疏水性表面。

在一些实施例中，包括含亲水性基团的聚合物的基底-包括含有含亲水性基团的聚合物涂层的基底或包括沉积在其中的含亲水性基团的聚合物的基底–优选是稳定的。在一些实施例中，通过用马来酸酐处理、使含亲水性基团的聚合物退火和/或交联含亲水性基团的聚合物，可以提高包括含亲水性基团的聚合物的基底的稳定性。不希望受理论束缚，在一些实施例中，据信包括含亲水性基团的聚合物的基底的稳定性通过降低含亲水性基团的聚合物的溶解度-包括例如通过交联而增加。再次，不希望受理论束缚，在一些实施例中，据信可以通过增加聚合物的亲水性侧基(例如，羟基)在基底的表面上的可及性-包括例如通过退火来提高基底的稳定性。

经处理的基底和用途

在一些实施例中，本披露涉及一种过滤介质，所述过滤介质包括通过包括将基底的表面暴露于UV辐射的方法可获得的基底。所述基底包括芳族组分和不饱和组分中的至少一种。

在一些实施例中，所述基底的表面在处理之前优选具有至少90度的接触角，如本文进一步描述的。

在一些实施例中，将基底的表面暴露于UV辐射包括在氧气存在下将所述表面暴露于UV辐射，如本文进一步描述的。在一些实施例中，将基底的表面暴露于UV辐射包括将所述表面暴露于UV辐射以及H₂O₂和臭氧中的至少一种，如本文进一步描述的。在一些实施例中，所述基底包括UV反应性树脂，即包含芳族组分和不饱和组分中的至少一种的树脂。在一些实施例中，UV反应性树脂包括酚醛树脂。

在一些实施例中，本披露涉及一种过滤介质，所述过滤介质包括通过方法可获得的基底，所述方法包括将含亲水性基团的聚合物布置在所述基底的表面上。

在一些实施例中，所述基底的表面在处理之前优选具有至少90度的接触角，如本文进一步描述的。

在一些实施例中，本披露涉及使用UV辐射来改进基底的表面的滚落角，所述基底包括芳族组分和不饱和组分中的至少一种。

在一些实施例中，所述用途的特征在于包括芳族树脂的基底。

在一些实施例中，所述用途的特征在于包括酚醛树脂的基底。

在一些实施例中，所述用途的特征在于在氧气、臭氧和H₂O₂中的至少一种存在下使用UV辐射。

在一些实施例中，本披露涉及通过将芳族组分和不饱和组分中的至少一种暴露于UV辐射可获得的物质用于改进基底的滚落角的用途。

在一些实施例中，所述用途涉及通过将UV反应性树脂暴露于UV辐射可获得的物质用于改进基底的滚落角的用途。

在一些实施例中，所述用途涉及通过将芳族树脂暴露于UV辐射可获得的物质用于改进基底的滚落角的用途。

在一些实施例中，所述用途涉及通过将酚醛树脂暴露于UV辐射可获得的物质用于改进基底的滚落角的用途。

在一些实施例中，所述用途的特征在于在氧气、臭氧和H₂O₂中的至少一种存在下暴露于UV辐射。

本披露还涉及含亲水性基团的聚合物用于改进基底的滚落角的用途。

本披露进一步涉及亲水性聚合物用于改进基底的滚落角的用途。

在这些用途的一些实施例中，所述基底优选是过滤器基底，包括例如，当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，接触角在90度至180度范围内的过滤器基底，如本文进一步描述的。

在这些用途的一些实施例中，所述基底优选是过滤器基底，包括例如，当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，接触角在90度至180度范围内的过滤器基底，如本文进一步描述的。

示例性过滤介质实施例

实施例1.一种过滤介质，所述过滤介质包括基底，其中所述基底包括：

表面，当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有在50度至90度范围内的滚落角和在90度至180度范围内的接触角。

实施例2.如实施例1所述的过滤介质，其中所述表面具有在60度至90度范围内、在70度至90度范围内或在80度至90度范围内的滚落角。

实施例3.一种过滤介质，所述过滤介质包括基底，其中所述基底包括：

表面，当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有在40度至90度范围内的滚落角和在90度至180度范围内的接触角。

实施例4.如实施例3所述的过滤介质，其中所述表面具有在50度至90度范围内、在60度至90度范围内、在70度至90度范围内或在80度至90度范围内的滚落角。

实施例5.如实施例1至4中任一项所述的过滤介质，其中所述表面包括经UV处理的表面。

实施例6.如实施例1至5中任一项所述的过滤介质，其中所述表面包括经UV-氧气处理的表面。

实施例7.如实施例1至6中任一项所述的过滤介质，其中所述表面包括经UV-臭氧处理的表面。

实施例8.如实施例1至7中任一项所述的过滤介质，其中所述表面包括经UV-H₂O₂处理的表面。

实施例9.如实施例1至8中任一项所述的过滤介质，其中所述基底包括含亲水性基团的聚合物。

实施例10.如实施例1至9中任一项所述的过滤介质，其中所述表面包括布置在其上的含亲水性基团的聚合物。

实施例11.如实施例9或10中任一项所述的过滤介质，其中所述含亲水性基团的聚合物包含亲水性侧基。

实施例12.如实施例9至11中任一项所述的过滤介质，其中所述含亲水性基团的聚合物包括聚(甲基丙烯酸羟丙酯)(PHPM)、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEM)、聚(2-乙基-2-噁唑啉)(P2E2O)、聚乙烯亚胺(PEI)、季铵化的聚乙烯亚胺、聚(多巴胺)或它们的组合。

实施例13.如实施例9至12中任一项所述的过滤介质，其中所述含亲水性基团的聚合物包括亲水性聚合物。

实施例14.如实施例9至13中任一项所述的过滤介质，其中所述含亲水性基团的聚合物包括带电聚合物。

实施例15.如实施例9至14中任一项所述的过滤介质，其中所述含亲水性基团的聚合物包括羟基化甲基丙烯酸酯聚合物。

实施例16.如实施例9至15中任一项所述的过滤介质，其中所述含亲水性基团的聚合物不包括含氟聚合物。

实施例17.一种过滤介质，所述过滤介质包括基底，

其中所述基底包括表面，当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有在50度至90度范围内的滚落角和在90度至180度范围内的接触角；并且

其中所述表面包括聚(甲基丙烯酸羟丙酯)(PHPM)、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEM)、聚(2-乙基-2-噁唑啉)(P2E2O)、聚乙烯亚胺(PEI)、季铵化的聚乙烯亚胺、聚(多巴胺)或它们的组合。

实施例18.如实施例17所述的过滤介质，其中所述表面具有在60度至90度范围内、在70度至90度范围内或在80度至90度范围内的滚落角。

实施例19.一种过滤介质，所述过滤介质包括基底，

其中所述基底包括表面，当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有在40度至90度范围内的滚落角和在90度至180度范围内的接触角；并且

其中所述表面包括聚(甲基丙烯酸羟丙酯)(PHPM)、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEM)、聚(2-乙基-2-噁唑啉)(P2E2O)、聚乙烯亚胺(PEI)、季铵化的聚乙烯亚胺、聚(多巴胺)或它们的组合。

实施例20.如实施例19所述的过滤介质，其中所述表面具有在50度至90度范围内、在60度至90度范围内、在70度至90度范围内或在80度至90度范围内的滚落角。

实施例21.如实施例1至20中任一项所述的过滤介质，其中所述基底包括纤维素、聚酯、聚酰胺、聚烯烃、玻璃或它们的组合。

实施例22.如实施例1至21中任一项所述的过滤介质，其中所述基底包括芳族组分和不饱和组分中的至少一种。

实施例23.如实施例1至22中任一项所述的过滤介质，其中所述基底包括改性树脂。

实施例24.如实施例1至23中任一项所述的过滤介质，其中所述基底包括UV反应性树脂。

实施例25.如实施例1至24中任一项所述的过滤介质，其中所述基底包括酚醛树脂。

实施例26.如实施例1至25中任一项所述的过滤介质，其中所述基底包括具有的平均直径最高达2mm的孔。

实施例27.如实施例1至26中任一项所述的过滤介质，其中所述基底包括具有的平均直径在40μm至50μm范围内的孔。

实施例28.如实施例1至27中任一项所述的过滤介质，其中所述基底是至少15％多孔的且最高达99％多孔的。

实施例29.如实施例1至28中任一项所述的过滤介质，其中所述过滤介质进一步包括位于所述基底上游的聚结层。

实施例30.如实施例29所述的过滤介质，其中所述聚结层包括具有平均直径的孔，且所述基底包括具有平均直径的孔，并且所述基底的所述孔的所述平均直径大于所述聚结层的所述孔的所述平均直径。

实施例31.如实施例29或30中任一项所述的过滤介质，其中所述基底包括具有平均直径的孔，且其中具有平均直径的液滴在所述聚结层的下游侧上形成，并且进一步其中所述基底的所述孔的所述平均直径大于所述液滴的所述平均直径。

实施例32.如实施例1至31中任一项所述的过滤介质，其中所述基底是稳定的。

示例性处理方法实施例

实施例1.一种处理包括表面的材料的方法，所述方法包括：

处理所述表面以形成经处理的表面，

其中当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述经处理的表面具有在50度至90度范围内的滚落角和在90度至180度范围内的接触角。

实施例2.如实施例1所述的方法，其中所述经处理的表面具有在60度至90度范围内、在70度至90度范围内或在80度至90度范围内的滚落角。

实施例3.一种处理包括表面的材料的方法，所述方法包括：

处理所述表面以形成经处理的表面，

其中当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述经处理的表面具有在40度至90度范围内的滚落角和在90度至180度范围内的接触角。

实施例4.如实施例3所述的方法，其中所述经处理的表面具有在50度至90度范围内、在60度至90度范围内、在70度至90度范围内或在80度至90度范围内的滚落角。

实施例5.如实施例1至4中任一项所述的方法，其中处理所述表面包括将所述表面暴露于紫外线(UV)辐射。

实施例6.如实施例5所述的方法，其中处理所述表面包括在氧气存在下将所述表面暴露于紫外线(UV)辐射，并且其中所述UV辐射包括在180nm至210nm范围内的第一波长和在210nm至280nm范围内的第二波长。

实施例7.如实施例1至6中任一项所述的方法，其中所述UV辐射包括185nm的波长。

实施例8.如实施例1至7中任一项所述的方法，其中所述UV辐射包括254nm的波长。

实施例9.如实施例1至8中任一项所述的方法，其中处理所述表面包括将所述表面暴露于H₂O₂。

实施例10.如实施例1至9中任一项所述的方法，其中处理所述表面包括将所述表面暴露于紫外线(UV)辐射，所述紫外线辐射包括在350nm至370nm范围内的波长。

实施例11.如实施例1至10中任一项所述的方法，其中处理所述表面包括在臭氧存在下将所述表面暴露于紫外线(UV)辐射。

实施例12.如实施例1至11中任一项所述的方法，其中处理所述表面包括将所述表面暴露于在300μW/cm²至200mW/cm²范围内的UV辐射。

实施例13.如实施例1至12中任一项所述的方法，其中处理所述表面包括将所述表面暴露于UV辐射持续在2秒至20分钟范围内的时间。

实施例14.如实施例1至13中任一项所述的方法，其中处理所述表面包括在所述表面上形成层，所述层包括含亲水性基团的聚合物。

实施例15.如实施例14所述的方法，其中所述含亲水性基团的聚合物包括聚(甲基丙烯酸羟丙酯)(PHPM)、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEM)、聚(2-乙基-2-噁唑啉)(P2E2O)、聚乙烯亚胺(PEI)、季铵化的聚乙烯亚胺、聚(多巴胺)或它们的组合。

实施例16.如实施例14或15中任一项所述的方法，其中所述含亲水性基团的聚合物包括亲水性聚合物。

实施例17.如实施例14至16中任一项所述的方法，其中所述含亲水性基团的聚合物包含亲水性侧基。

实施例18.如实施例14至17中任一项所述的方法，其中所述含亲水性基团的聚合物包括羟基化甲基丙烯酸酯聚合物。

实施例19.如实施例14至18中任一项所述的方法，其中所述含亲水性基团的聚合物不包括含氟聚合物。

实施例20.如实施例14至19中任一项所述的方法，其中所述层包括带电层。

实施例21.如实施例14至20中任一项所述的方法，其中形成包括含亲水性基团的聚合物的层包括将材料在包含所述含亲水性基团的聚合物的溶液中浸涂。

实施例22.如实施例21所述的方法，其中包含所述含亲水性基团的聚合物的所述溶液进一步包含交联剂。

实施例23.如实施例22所述的方法，其中所述交联剂包括N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(DAMO-T)、3-缩水甘油基氧基丙基)三甲氧基硅烷和聚(乙二醇)二丙烯酸酯(PEGDA)中的至少一种。

实施例24.如实施例14至20中任一项所述的方法，其中在所述表面上形成包括含亲水性基团的聚合物的层包括将包含含亲水性基团的聚合物的溶液电纺丝到所述表面上。

实施例25.如实施例24所述的方法，所述方法进一步包括在所述表面上形成纳米纤维，所述纳米纤维包括所述含亲水性基团的聚合物。

实施例26.如实施例24或25中任一项所述的方法，其中所述包含含亲水性基团的聚合物的溶液进一步包含交联剂。

实施例27.如实施例26所述的方法，其中所述交联剂包括N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(DAMO-T)、3-缩水甘油基氧基丙基)三甲氧基硅烷和聚(乙二醇)二丙烯酸酯(PEGDA)中的至少一种。

实施例28.如实施例14至27中任一项所述的方法，所述方法进一步包括使所述含亲水性基团的聚合物交联。

实施例29.如实施例28所述的方法，其中使所述含亲水性基团的聚合物交联包括在80℃至200℃范围内的温度下加热所述含亲水性基团的聚合物涂覆的材料30秒至15分钟。

实施例30.如实施例14至29中任一项所述的方法，所述方法进一步包括使所述含亲水性基团的聚合物退火。

实施例31.如实施例30所述的方法，其中使所述含亲水性基团的聚合物退火包括将所述含亲水性基团的聚合物涂覆的材料浸没在溶剂中至少10秒，其中所述溶剂的温度至少是所述含亲水性基团的聚合物的玻璃化转变温度。

实施例32.如实施例1至31中任一项所述的方法，其中所述材料包括过滤介质。

实施例33.如实施例32所述的方法，其中所述过滤介质包括基底。

实施例34.如实施例1至33中任一项所述的方法，其中所述材料包括纤维素、聚酯、聚酰胺、聚烯烃、玻璃或它们的组合。

实施例35.如实施例1至34中任一项所述的方法，其中所述材料包括芳族组分和不饱和组分中的至少一种。

实施例36.如实施例1至35中任一项所述的方法，其中所述材料包括改性树脂。

实施例37.如实施例1至36中任一项所述的方法，其中所述材料包括UV反应性树脂。

实施例38.如实施例1至37中任一项所述的方法，其中所述材料包括酚醛树脂。

实施例39.如实施例1至38中任一项所述的方法，其中所述材料包括具有的平均直径最高达2mm的孔。

实施例40.如实施例1至39中任一项所述的方法，其中所述材料包括具有的平均直径在40μm至50μm范围内的孔。

实施例41.如实施例1至40中任一项所述的方法，其中所述材料是至少15％多孔的且最高达99％多孔的。

实施例42.如实施例1至41中任一项所述的方法，其中所述经处理的表面是稳定的。

实施例43.如实施例1至42中任一项所述的方法，其中在处理之前，当所述材料的所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有在90度至180度范围内的接触角。

实施例44.如实施例1至43中任一项所述的方法，其中在处理之前，当所述材料的所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有在100度至150度范围内的接触角。

实施例45.如实施例1至44中任一项所述的方法，其中在处理之前，当所述材料的所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有在0度至50度范围内的滚落角。

实施例46.如实施例1至42中任一项所述的方法，其中在处理之前，当所述材料的所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有在90度至180度范围内的接触角。

实施例47.如实施例1至42或46中任一项所述的方法，其中在处理之前，当所述材料的所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有在100度至150度范围内的接触角。

实施例48.如实施例1至42、46或47中任一项所述的方法，其中在处理之前，当所述材料的所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有在0度至40度范围内的滚落角。

示例性过滤器元件实施例

实施例1.一种过滤器元件，所述过滤器元件包括：

过滤介质，所述过滤介质包括基底，其中所述基底包括表面，当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有在50度至90度范围内的滚落角和在90度至180度范围内的接触角。

实施例2.如实施例1所述的过滤器元件，其中所述表面具有在60度至90度范围内、在70度至90度范围内或在80度至90度范围内的滚落角。

实施例3.一种过滤器元件，所述过滤器元件包括：

过滤介质，所述过滤介质包括基底，其中所述基底包括表面，当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有在40度至90度范围内的滚落角和在90度至180度范围内的接触角。

实施例4.如实施例3所述的过滤器元件，其中所述表面具有在50度至90度范围内、在60度至90度范围内、在70度至90度范围内或在80度至90度范围内的滚落角。

实施例5.如实施例1至4中任一项所述的过滤器元件，其中所述表面限定所述过滤介质的下游侧。

实施例6.如实施例1至5中任一项所述的过滤器元件，其中所述过滤介质包括被构造成用于去除微粒污染物的层。

实施例7.如实施例6所述的过滤器元件，其中所述被构造成用于去除微粒污染物的层位于所述基底的上游。

实施例8.如实施例1至7中任一项所述的过滤器元件，其中所述过滤介质包括聚结层。

实施例9.如实施例8所述的过滤器元件，其中所述聚结层在所述基底的上游。

实施例10.如实施例1至9中任一项所述的过滤器元件，其中所述过滤介质包括被构造成用于去除微粒污染物的层和聚结层，并且所述被构造成用于去除微粒污染物的层位于所述聚结层的上游，并且所述聚结层位于所述基底的上游。

实施例11.如实施例1至10中任一项所述的过滤器元件，所述过滤器元件进一步包括筛网。

实施例12.如实施例11所述的过滤器元件，其中所述筛网位于所述基底的下游。

实施例13.如实施例1至12中任一项所述的过滤器元件，所述过滤器元件进一步包括在所述基底的下游的第二聚结层。

实施例14.如实施例1至13中任一项所述的过滤器元件，其中所述过滤介质具有管状构造。

实施例15.如实施例1至14中任一项所述的过滤器元件，其中所述过滤介质包括褶皱。

实施例16.如实施例1至15中任一项所述的过滤器元件，其中所述过滤器元件被构造成用于从烃流体中去除水。

实施例17.如实施例16所述的过滤器元件，其中所述烃流体包括柴油燃料。

实施例18.如实施例1至17中任一项所述的过滤器元件，其中所述表面是稳定的。

鉴别适用于烃流体-水分离的材料的示例性方法

实施例1.一种用于鉴别适用于烃流体-水分离的材料的方法，所述方法包括测定所述材料的表面上的液滴的滚落角，其中所述材料被浸入包括烃的流体中，并且其中所述滚落角在40度至90度的范围内。

实施例2.如实施例1所述的方法，其中所述液滴包括亲水物。

实施例3.如实施例1或2中任一项所述的方法，其中所述液滴包括水。

实施例4.如实施例1至3中任一项所述的方法，其中所述包括烃的流体包括甲苯。

实施例5.如实施例1至4中任一项所述的方法，其中所述液滴是20μL液滴。

实施例6.如实施例1至4中任一项所述的方法，其中所述液滴是50μL液滴。

实施例7.如实施例1至6中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括测定所述材料的所述表面上的所述液滴的接触角。

实施例8.如实施例7所述的方法，其中所述接触角在90度至180度的范围内。

实施例9.如实施例1至8中任一项所述的方法，其中所述材料包括布置在其上的含亲水性基团的聚合物。

实施例10.如实施例10所述的方法，其中所述含亲水性基团的聚合物包括亲水性聚合物。

实施例11.如实施例1至10中任一项所述的方法，其中所述材料的所述表面是稳定的。

实施例12.如实施例1至11中任一项所述的方法，其中所述材料包括具有的平均直径最高达2mm的孔。

实施例13.如实施例1至12中任一项所述的方法，其中所述材料包括具有的平均直径在40μm至50μm范围内的孔。

实施例14.如实施例1至13中任一项所述的方法，其中所述材料是至少15％多孔的且最高达99％多孔的。

示例性UV辐射处理的基底实施例

实施例1.一种过滤介质，所述过滤介质包括通过下述方法可获得的基底，所述方法包括：

将所述基底的表面暴露于紫外线(UV)辐射，其中所述基底包括芳族组分和不饱和组分中的至少一种。

实施例2.如实施例1所述的过滤介质，其中在处理之前，当所述基底的所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有在90度至180度范围内的接触角。

实施例3.如实施例1或2中任一项所述的过滤介质，其中在处理之前，当所述基底的所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有在100度至150度范围内的接触角。

实施例4.如实施例1所述的过滤介质，其中在处理之前，当所述基底的所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有在90度至180度范围内的接触角。

实施例5.如实施例1或4中任一项所述的过滤介质，其中在处理之前，当所述基底的所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有在100度至150度范围内的接触角。

实施例6.一种过滤介质，所述过滤介质包括通过下述方法可获得的基底，所述方法包括：

提供包括芳族组分和不饱和组分中的至少一种的基底，所述基底具有表面，当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有在90度至180度范围内的接触角，并且

将所述基底的表面暴露于紫外线(UV)辐射。

实施例7.如实施例6所述的过滤介质，其中在处理之前，当所述基底的所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有在100度至150度范围内的接触角。

实施例8.一种过滤介质，所述过滤介质包括通过下述方法可获得的基底，所述方法包括：

提供包括芳族组分和不饱和组分中的至少一种的基底，所述基底具有表面，在处理之前，当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有在90度至180度范围内的接触角，并且

将所述基底的表面暴露于紫外线(UV)辐射。

实施例9.如实施例8所述的过滤介质，其中在处理之前，当所述基底的所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有在100度至150度范围内的接触角。

实施例10.如实施例1至9中任一项所述的过滤介质，其中将所述基底的所述表面暴露于UV辐射包括在氧气存在下将所述表面暴露于UV辐射，并且其中所述UV辐射包括在180nm至210nm范围内的第一波长和在210nm至280nm范围内的第二波长。

实施例11.如实施例1至10中任一项所述的过滤介质，其中所述UV辐射包括185nm的波长。

实施例12.如实施例1至11中任一项所述的过滤介质，其中所述UV辐射包括254nm的波长。

实施例13.如实施例1至12中任一项所述的过滤介质，其中暴露所述表面包括将所述表面暴露于H₂O₂。

实施例14.如实施例1至13中任一项所述的过滤介质，其中暴露所述表面包括将所述表面暴露于UV辐射，所述UV辐射包括在350n m至370nm范围内的波长。

实施例15.如实施例1至14中任一项所述的过滤介质，其中暴露所述表面包括在臭氧存在下将所述表面暴露于UV辐射。

实施例16.如实施例1至15中任一项所述的过滤介质，其中暴露所述表面包括将所述表面暴露于在300μW/cm²至200mW/cm²范围内的UV辐射。

实施例17.如实施例1至16中任一项所述的过滤介质，其中暴露所述表面包括将所述表面暴露于UV辐射持续在2秒至20分钟范围内的时间。

实施例18.如实施例1至17中任一项所述的过滤介质，其中所述基底包括芳族组分和不饱和组分。

实施例19.如实施例18所述的过滤介质，其中所述基底包括UV反应性树脂。

实施例20.如实施例18或19中任一项所述的过滤介质，所述UV反应性树脂包括酚醛树脂。

实施例21.如实施例1至20中任一项所述的过滤介质，其中所述基底包括具有的平均直径最高达2mm的孔。

实施例22.如实施例1至21中任一项所述的过滤介质，其中所述基底包括具有的平均直径在40μm至50μm范围内的孔。

实施例23.如实施例1至22中任一项所述的过滤介质，其中所述基底是至少15％多孔的且最高达99％多孔的。

实施例24.如实施例1至22中任一项所述的过滤介质，其中在处理之前，当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述基底具有在0度至50度范围内的滚落角。

实施例25.如实施例1至22中任一项所述的过滤介质，其中在处理之前，当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述基底具有在0度至40度范围内的滚落角。

示例性含亲水性基团的聚合物处理的基底实施例

实施例1.一种过滤介质，所述过滤介质包括通过下述方法可获得的基底，所述方法包括：

将含亲水性基团的聚合物布置在所述基底的表面上。

实施例2.如实施例1所述的过滤介质，其中在处理之前，当所述基底的所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有在90度至180度范围内的接触角。

实施例3.如实施例1或2中任一项所述的过滤介质，其中在处理之前，当所述基底的所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述表面具有在100度至150度范围内的接触角。

实施例4.如实施例1所述的过滤介质，其中在处理之前，当所述基底的所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有在90度至180度范围内的接触角。

实施例5.如实施例1或4中任一项所述的过滤介质，其中在处理之前，当所述基底的所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有在100度至150度范围内的接触角。

实施例6.如实施例1至5中任一项所述的过滤介质，其中所述含亲水性基团的聚合物包括聚(甲基丙烯酸羟丙酯)(PHPM)、聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEM)、聚(2-乙基-2-噁唑啉)(P2E2O)、聚乙烯亚胺(PEI)、季铵化的聚乙烯亚胺、聚(多巴胺)或它们的组合。

实施例7.如实施例1至6中任一项所述的过滤介质，其中所述含亲水性基团的聚合物包括亲水性聚合物。

实施例8.如实施例1至7中任一项所述的过滤介质，其中所述含亲水性基团的聚合物包括亲水性侧基。

实施例9.如实施例1至8中任一项所述的过滤介质，其中所述含亲水性基团的聚合物包括羟基化甲基丙烯酸酯聚合物。

实施例10.如实施例1至9中任一项所述的过滤介质，其中所述含亲水性基团的聚合物不包括含氟聚合物。

实施例11.如实施例1至10中任一项所述的过滤介质，其中将含亲水性基团的聚合物布置在所述基底的所述表面上包括在所述表面上形成层，所述层包括含亲水性基团的聚合物。

实施例12.如实施例11所述的过滤介质，其中所述层包括带电层。

实施例13.如实施例1至12中任一项所述的过滤介质，其中将含亲水性基团的聚合物布置在所述基底的所述表面上包括将所述基底在包含所述含亲水性基团的聚合物的溶液中浸涂。

实施例14.如实施例13所述的过滤介质，其中包含所述含亲水性基团的聚合物的所述溶液进一步包含交联剂。

实施例15.如实施例14所述的过滤介质，其中所述交联剂包括N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(DAMO-T)、3-缩水甘油基氧基丙基)三甲氧基硅烷和聚(乙二醇)二丙烯酸酯(PEGDA)中的至少一种。

实施例16.如实施例1至12中任一项所述的过滤介质，其中将含亲水性基团的聚合物布置在所述基底的所述表面上包括将包含含亲水性基团的聚合物的溶液电纺丝到所述表面上。

实施例17.如实施例16所述的过滤介质，其中将包含含亲水性基团的聚合物的溶液电纺丝到所述表面上包括在所述表面上形成纳米纤维，所述纳米纤维包括所述含亲水性基团的聚合物。

实施例18.如实施例16或17中任一项所述的过滤介质，其中所述包含含亲水性基团的聚合物的溶液进一步包含交联剂。

实施例19.如实施例18所述的过滤介质，其中所述交联剂包括N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(DAMO-T)、3-缩水甘油基氧基丙基)三甲氧基硅烷和聚(乙二醇)二丙烯酸酯(PEGDA)中的至少一种。

实施例20.如实施例1至20中任一项所述的过滤介质，所述方法进一步包括使所述含亲水性基团的聚合物交联。

实施例21.如实施例20所述的过滤介质，其中使所述含亲水性基团的聚合物交联包括在80℃至200℃范围内的温度下加热所述含亲水性基团的聚合物涂覆的材料30秒至15分钟。

实施例22.如实施例1至21中任一项所述的过滤介质，所述方法进一步包括使所述含亲水性基团的聚合物退火。

实施例23.如实施例22所述的过滤介质，其中使所述含亲水性基团的聚合物退火包括将所述含亲水性基团的聚合物涂覆的材料浸没在溶剂中至少10秒，其中所述溶剂的温度至少是所述含亲水性基团的聚合物的玻璃化转变温度。

实施例24.如实施例1至23中任一项所述的过滤介质，其中所述基底包括具有的平均直径最高达2mm的孔。

实施例25.如实施例1至24中任一项所述的过滤介质，其中所述基底包括具有的平均直径在40μm至50μm范围内的孔。

实施例26.如实施例1至25中任一项所述的过滤介质，其中所述基底是至少15％多孔的且最高达99％多孔的。

实施例27.如实施例1至26中任一项所述的过滤介质，其中在处理之前，当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述基底具有在0度至50度范围内的滚落角。

实施例28.如实施例1至26中任一项所述的过滤介质，其中在处理之前，当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述基底具有在0度至40度范围内的滚落角。

示例性用途实施例

实施例1.紫外线(UV)辐射用于改进基底的表面的滚落角的用途，所述基底包括芳族组分和不饱和组分中的至少一种。

实施例2.如实施例1所述的用途，所述用途的特征在于包括芳族树脂的基底。

实施例3.如实施例1或2中任一项所述的用途，所述用途的特征在于所述基底包括酚醛树脂。

实施例4.如实施例1至3中任一项所述的用途，所述用途的特征在于UV辐射在氧气存在下用于改进所述滚落角的用途。

实施例5.如实施例1至4中任一项所述的用途，所述用途的特征在于UV辐射在臭氧存在下用于改进所述滚落角的用途。

实施例6.如实施例1至5中任一项所述的用途，所述用途的特征在于UV辐射在H₂O₂存在下用于改进所述滚落角的用途。

实施例7.通过将芳族组分和不饱和组分中的至少一种暴露于UV辐射可获得的物质用于改进基底的滚落角的用途。

实施例8.如实施例7所述的用途，其中所述用途涉及通过将UV反应性树脂暴露于UV辐射可获得的物质用于改进基底的滚落角的用途。

实施例9.如实施例7或8中任一项所述的用途，其中所述用途涉及通过将酚醛树脂暴露于UV辐射可获得的物质用于改进基底的滚落角的用途。

实施例10.如实施例7至9中任一项所述的用途，所述用途的特征在于在氧气存在下将芳族组分和不饱和组分中的至少一种暴露于UV辐射。

实施例11.如实施例7至9中任一项所述的用途，所述用途的特征在于在臭氧存在下将芳族组分和不饱和组分中的至少一种暴露于UV辐射。

实施例12.如实施例7至9中任一项所述的用途，所述用途的特征在于在H₂O₂存在下将芳族组分和不饱和组分中的至少一种暴露于UV辐射。

实施例13.含亲水性基团的聚合物用于改进基底的滚落角的用途。

实施例14.亲水性聚合物用于改进基底的滚落角的用途。

实施例15.如实施例1至14中任一项所述的用途，其中所述基底是过滤器基底。

实施例16.如实施例15所述的用途，其中当所述表面浸入甲苯中时，对于20μL水滴，所述过滤器基底具有在90度至180度范围内的接触角。

实施例17.如实施例15所述的用途，其中当所述表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述过滤器基底具有在90度至180度范围内的接触角。

本发明通过以下实例进行说明。应理解，具体实例、材料、量以及程序应根据如在此所阐述的本发明的范围和精神广义地解释。

实例

材料

所有购买的材料均按原样使用(即无需进一步纯化)。除非另有说明，否则材料购自西格玛奥德里奇(Sigma Aldrich)(密苏里州圣路易斯(St.Louis,MO))。

·CHROMASOLV异丙醇(IPA)–99.9％

·CHROMASOLV甲苯–99.9％

·CHROMASOLV乙酸乙酯–99.9％

·甲醇–ACS试剂–99.8％

·乙醇(EtOH)

·马来酸酐–99％

·H₂O₂–30％或50％

·NH₄OH–ACS试剂–50％

·N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(也称为DYNASYLAN DAMO-T或DAMO-T)–伊诺力克工业股份公司(Evonik Industries)AG(德国，艾森)

·DYNASYLAN SIVO 203–伊诺力克工业股份公司AG(德国，艾森)

·Tyzor 131(Tyzor)

·HCl于异丙醇(IPA)中–0.05M

·聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEM)–科学聚合物产品公司(Scientific PolymerProducts)(纽约州安大略(Ontario,NY))–Mw＝20,000

·聚(2-乙基-2-噁唑啉)(P2E2O)–Mw＝50,000

·聚乙烯亚胺，支化的(PEI-10K或PEI 10000)–Mw＝25,000–Mn＝10,000

·聚乙烯亚胺，支化的(PEI-600)-Mw＝600

·聚(甲基丙烯酸羟丙酯)(PHPM)-科学聚合物产品公司(纽约州安大略)-粒状

·聚(环氧乙烷)二胺封端的(PEO-NH2)-科学聚合物产品公司(纽约州安大略)–Mw＝2000

·聚苯乙烯-共-烯丙醇(PS-co-AA)–40mol％

·聚(丙烯酸)(PAA)

·Acrodur 950L–巴斯夫公司(BASF Corporation)(新泽西州弗洛勒姆公园(FlorhamPark,NJ))

·3-缩水甘油基氧基丙基)三甲氧基硅烷

·聚(乙二醇)二丙烯酸酯(PEGDA)

·用Millipore Elix 10UV和Millipore Milli-Q A10模块处理自来水而产生超纯水，并且电阻为18.2MΩ*cm

·柴油燃料或泵燃料＝符合ASTM-D975的超低硫柴油(ULSD)。“泵燃料”表示来源的ULSD按来自燃料泵的原样使用。

·生物柴油＝符合ASTM-D6751(可再生能源集团(REG)公司，爱荷华州梅森城(Mason City，IA))的基于大豆的生物柴油。

测试程序

接触角和滚落角

使用配备有倾斜平台(协和界面科学股份有限公司(Kyowa Interface ScienceCo.,Ltd.)；日本新座市(Niiza-City,Japan))的DropMaster DM-701接触角测量仪测量基底的接触角和滚落角。使用宽相机镜头设置进行测量，并使用6毫米(mm)校准标准品和FAMAS软件包(协和界面科学股份有限公司；日本新座市)进行校准。仅在液滴在表面上达到平衡(即，接触角和暴露的液滴体积恒定一分钟)之后进行测量。取得仅与基底接触的液滴的测量值，即，液滴不与支撑基底的任何表面接触。

使用沉积在浸没于甲苯中的基底样品上的20μL超纯水滴或50μL超纯水滴测量在甲苯中的水接触角。使用切线拟合测量接触角，并且从在基底的不同区域上进行的五次独立测量的平均值计算。

使用沉积在浸没于甲苯中的基底样品上的20μL超纯水滴或50μL超纯水滴测量在甲苯中的水滚落角。将平台设定为以2度/秒(°/秒)的旋转速度旋转至90°。在水滴自由地滚离或者后接触线相对于介质表面移动至少0.4毫米(mm)时，旋转停止。测量旋转停止时的角度；此角度被定义为滚落角。如果液滴在90度(°)之前未滚动，则所述值报告为90°。如果在沉积过程中液滴滚离，则所述值报告为1°。浸入甲苯中的基底样品上的水滴的示例性图像在图2中示出。报告的值是根据在介质的不同区域上进行的五次独立测量的平均值计算的。避免了基底中的故意凹陷(例如，点粘合凹陷)。如果基底具有定向宏观结构(例如，波纹)，则在最小化宏观结构效果的方向上测量滚落角。

液滴尺寸分布测试

为了确定液滴尺寸分布，使用了ISO 16332的修改版本。采用了提供多通道的双回路系统的10升(L)罐，如图3中所示。主回路处理大部分流量，并且包括介质固持器的测试回路提供离开主回路的滑流。在整个测试持续时间期间，使用手动背压阀将流量调节至通过测试介质的0.07英尺/分钟(ft/min)的面速度。此面速度是现场应用的值的典型特征。

切割每层的2英寸×2英寸的正方形样品，且然后将其包装到多层介质复合材料中，所述复合材料包括：负载层、效率层和基底样品。将待测试的基底样品放置在效率层的下游，并将效率层置于负载层的下游。负载层和效率层是热粘结片材，所述热粘结片材包括20％至80％的纤维直径为5μm至50μm且纤维长度为0.1cm至15cm的双组分粘合纤维，纤维直径为0.1微米至30微米且纵横比为10至10,000的玻璃纤维；并且具有0.5μm至100μm的孔径。

一旦包装到多层介质复合材料中，就将介质层保持在定制的透明丙烯酸固持器中。使用连接有国家管螺纹锥形管(NPT)配件的不锈钢1/4英寸外径(OD)管来将燃料递送进出测试回路。固持器是6英寸×4英寸，在介质的下游侧上具有1英寸×1英寸样品窗口和1英寸×4英寸×3/4英寸通道，以允许聚结的液滴离开燃料流。当液滴离开燃料流时，它们通过电荷耦合装置(CCD)相机捕获液滴图像的区。使用图像分析软件(Image J 1.47T，可在万维网上在imagej.nih.gov获得)来分析捕获的图像以确定液滴尺寸。测量的液滴尺寸用于统计分析。报告的平均液滴尺寸是体积加权的：D10表示10％的液滴包括小于D10的总水体积且90％的液滴包括大于D10的总水体积时的直径。D50表示50％的液滴包括小于D50的总水体积且50％的液滴包括大于D50的总水体积时的中值直径。D90表示90％的液滴包括小于D90的总水体积且10％的液滴包括大于D90的总水体积时的直径。

来自雪佛龙菲利普斯化学公司(Chevron Phillips Chemical)(德克萨斯州伍德兰兹(The Woodlands，TX))的超低硫柴油用作基础燃料。将5％(按体积计)的大豆生物柴油(可再生能源集团(REG)公司，爱荷华州梅森城)添加至基础燃料中以形成燃料混合物。如通过垂悬液滴法所测定，燃料混合物的界面张力示21±2达因/厘米。同一批燃料混合物用于所有测试。

为了测试，将多层介质复合材料放置在固持架中，并且用燃料混合物填充固持器。设定0.07ft/min的面速度并在引入水之前手动保持10分钟。

通过将水注入主燃料回路并迫使其通过孔板来产生燃料包水乳液。为了获得所希望的平均20μm乳液，使用1.8mm的板。调节主回路中的流速以实现5.0磅/平方英寸(psi)(大约1.2升/分钟(Lpm))的跨孔板的压差。以0.3毫升/分钟(mL/min)的速率注入水，初始目标挑战是2500百万分率(ppm)水。未被带入测试回路的燃料通过净化过滤器传送，然后被送回主罐，在那里它可以再次通过孔口。所述系统在20分钟测试的持续时间期间为多层介质复合材料提供一致的乳液挑战。

燃油-水分离效率测试

使用ISO/TS 16332实验室测试方法进行燃料-水分离效率测试，如本文所述进行修改。

为了测试介质的平坦片材，使用了固持7英寸×7英寸过滤介质片材(有效尺寸为6英寸×6英寸)的铝固持器。在过滤介质的下游侧，放置100μm聚酯筛网(有效尺寸为6英寸×6英寸)以确保直径大于100μm的聚结水滴不随燃料流向下游运送。

燃料中的上游水浓度被设定在5000ppm，并且在整个测试持续时间期间被认为是恒定的。通过测量注水泵的已知流速和燃料流速来确定此水浓度。以预定间隔记录下游水浓度。使用商业Metrohm AG(瑞士黑里绍(Herisau，Switzerland))841Titrando滴定仪，使用卡尔费休(Karl-Fisher)体积滴定法测量水浓度。

使用商业马尔文仪器公司(Malvern Instruments)(英国马尔文(Malvern，UnitedKingdom))Insitec SX液滴尺寸分析仪与附带的湿式流动池测定上游游离水的液滴尺寸分布。对于乳化水测试，液滴尺寸分布典型地具有10μm±1μm的D50，并且D10和D90分别为3μm和25μm。

除非另有说明，所有测试中跨介质的面速度固定在0.05英尺/分钟(fpm或ft/min)。除非另有说明，总测试时间是15分钟。

测试期间介质的分离效率百分比被计算为下游水浓度与上游水浓度的比率。

渗透性测试

从待测试的介质上切割至少38cm²的样品。将样品安装在

FX 3310(获自Textest AG，施韦岑巴赫(Schwerzenbach)，瑞士)上。使用空气测量通过介质的渗透性，其中每分钟每平方英尺介质的立方英尺空气(ft³空气/ft²介质/min)或每分钟每平方米介质的立方米空气(m³空气/m²介质/min)在0.5英寸(1.27cm)水的压降下测量。

制备方法

实施例1–UV处理

通过将基底的下游(反面)表面暴露于UV辐射来制造UV处理的介质层。UV源是低压汞灯(4英寸×4英寸标准汞栅格灯，BHK公司(BHK,Inc.)，加拿大安大略省(Ontario,Canada))。低压汞灯产生以下离散波长的UV光：185nm、254nm、297nm、302nm、313nm、365nm和366nm。将4英寸×4英寸样品暴露于灯持续1与20分钟之间。将图2中所示的样品暴露于所述灯持续20分钟；将用于水滴尺寸分布实验的样品处理8分钟。在处理期间将样品放置在灯下方大约1cm处。

将表1中列出的每种基底的样品在大气氧存在下用低压汞灯进行UV处理。使用同一批次的燃料，测量在处理之前和之后每种基底的D10、D50和D90；结果在表2中示出。表3中示出在处理之前和之后每种基底(在甲苯中)的接触角和滚落角(对于20μL液滴和50μL液滴)。

与未处理的基底相比，用低压汞灯进行的UV-氧气处理产生表现出增加的滚落角的基底。如表2中所示，除了基底6之外，还观察到D50平均液滴尺寸增强至少2倍。使用沉积在浸没于甲苯中的基底样品上的水滴测量的较高滚落角(表3)与柴油燃料中基底的较大液滴的聚结(D50增强)相关(表2和3)。因为滚落角与在基底表面上聚结的液滴的尺寸相关，所以滚落角可以用于鉴别具有聚结能够离开燃料流的较大液滴的能力的基底。

不希望受理论束缚，据信基底6的基于丙烯酸的树脂体系在暴露于UV辐射期间不允许对表面的必要改性。鉴于UV-氧气处理能够增强含100％聚酯和酚醛树脂的介质(分别为基底7和基底1-5)的粘附和液滴生长，因此据信芳族组分或另一种形式的碳-碳键不饱和度可以增强UV-氧气处理基底的效果。

相比之下，当低压汞灯配备有阻挡小于大约220nm且大于大约400nm的波长的UV带通滤波器(FSQ-UG5，理波公司(Newport Corp.)，加利福尼亚州欧文市(Irving,CA))时，与未处理的介质相比，经处理的基底1显示出很少或没有滚落角或平均液滴尺寸的变化。

类似地，当用发射波长大于360nm的UV的灯(型号F300S，贺利氏特种光源融合UV股份有限公司(Heraeus Noblelight Fusion UV Inc.)，马里兰州盖瑟斯堡(Gaithersburg,MD))处理基底1和7时，经处理的基底与未处理的基底相比显示出很少或没有平均液滴尺寸的变化，并且与未处理的基底相比滚落角仅略微增加。

表1

表2

表3

通过在15分钟后测量下游水含量来确定基底1样品(未处理和UV-氧气处理的)从燃料中去除水的能力(即，介质的性能)；结果在图4中示出。如可在图4中观察到，与未处理的基底1相比，经UV-氧气处理的基底1样品表现出显著改进的从燃料中去除水并保持低下游水含量的能力，与未处理的基底相比观察到的增加的滚落角和D50增强一致。

将基底1样品(未处理和UV-氧气处理的)在200毫升(mL)泵燃料中在55℃下浸泡30天。在测试之前，将对照样品(未浸泡)和经处理的样品用己烷洗涤，且然后在80℃烘箱中加热5分钟以蒸发己烷。使用沉积在浸没于甲苯中的基底样品上的50μL超纯水滴测量甲苯中的接触角和甲苯中的滚落角。如上所述进行测量。结果在图5和表4中示出。平均滚落角和接触角-以及从燃料中去除水的相应能力-即使在55℃下在燃料中浸泡30天(存在于一些现场应用中并可加速基底的老化的条件)后仍在UV-氧气处理的基底中保持。

实例2–UV/H₂O₂处理

将基底1通过在150℃下将介质加热10分钟而固化。然后将基底浸没在浅培养皿(1cm深)中的50％H₂O₂溶液中，并用低压汞灯(4英寸×4英寸标准汞格栅灯，BHK公司，加拿大安大略省)进行UV处理0分钟、2分钟、4分钟、6分钟或8分钟。然后将基底在80℃下烘箱干燥5分钟。

使用甲苯中的50μL超纯水滴测量每种基底在甲苯中的接触角(CA)以及处理侧和未处理侧的水滚落角(RO)。结果显示在表4和图6中。

实例3-对比实例

使用20μL水滴测试Cummins MO-608燃料-水分离过滤器在甲苯中的接触角和滚落角。过滤介质的上游侧具有143°的接触角和19°的滚落角。过滤介质的下游侧具有146°的接触角和24°的滚落角。

使用20μL水滴测试ACDelco TP3018燃料-水分离过滤器在甲苯中的接触角和滚落角。过滤介质的上游侧具有146°的接触角和28°的滚落角。过滤介质的下游侧报告了滚落角为1°(即，在沉积过程期间液滴滚离)。

使用20μL水滴测试Ford F150 FD4615燃料-水分离过滤器在甲苯中的接触角和滚落角。过滤介质的上游侧具有149°的接触角和10°的滚落角。过滤介质的下游侧具有137°的接触角和9°的滚落角。

使用20μL水滴测试Donaldson P551063燃料-水分离过滤器在甲苯中的接触角和滚落角。过滤介质的上游侧具有157°的接触角和22°的滚落角。过滤介质的下游侧具有125°的接触角和11°的滚落角。

使用50μL水滴测试聚四氟乙烯(PTFE)膜在甲苯中的接触角和滚落角。据报告，所述膜的滚落角为1°(即，在沉积过程期间液滴滚离)，从而使得不可能使液滴稳定来测量接触角。近似接触角是至少165°。

使用20μL水滴测试Komatsu 600-319-5611燃料过滤器在甲苯中的接触角和滚落角。过滤介质的上游侧具有150°的接触角和3°的滚落角。过滤介质的下游侧具有145°的接触角和32°的滚落角。

实例4-通过浸涂产生的聚合物涂层

使用表5中所示的聚合物、浓度和溶剂，用聚合物涂覆基底1(20％聚酯/80％纤维素介质与部分固化的酚醛树脂组分)。使用Chemat DipMaster 50浸涂机(凯美特技术公司(Chemat Technology,Inc.)，加利福利亚州北岭市(Northridge,CA))浸涂样品。将介质完全浸没在包含聚合物的溶液中，并以50mm/min的速率取出。为确保涂层均匀性，将介质浸涂，旋转180度，并且再次浸涂(总计两次浸涂)。通过在80℃下烘箱干燥5分钟去除非水性溶剂，并通过烘箱在100℃下烘箱干燥5分钟去除水。

为了形成PEI-600的带电涂层(通过季铵化)(参见表5(PEI-600HCl))，使用上述浸涂程序将先前涂覆有PEI-600的基底1在HCl(在IPA中0.05M)中浸涂。为了制备PEI-10K+马来酸酐涂层(参见表5)，使用上述浸涂方法将先前涂覆有PEI-10K的基底1在马来酸酐中浸涂。

在浸涂程序完成后，为了增加介质的刚性并固化部分固化的酚醛树脂，在80℃下干燥5分钟后，在150℃下施加固化处理10分钟。

结果显示在表5和图8中。图2中示出在0°旋转(左)和60°旋转(右)下浸入甲苯中的PHPM处理的基底(参见表5)上的20μL水滴的示例性图像。

如表4中所示，使用沉积在浸没于甲苯中的基底样品上的水滴测量的较高滚落角与柴油燃料中基底的较大液滴的聚结(D50增强)相关。因为滚落角与在基底表面上聚结的液滴的尺寸相关，所以滚落角可以用于鉴别具有聚结能够离开燃料流的较大液滴的能力的基底。如图8中所示，与未处理的基底相比，对于PEI-10K涂覆的基底观察到燃料-水分离效率提高，与观察到的增加的滚落角和D50增强一致。

表5

表5(续)

实例5-聚合物涂层对渗透性的影响

使用Chemat DipMaster 50浸涂机(凯美特技术公司，加利福利亚州北岭市)用甲醇中的2％(w/v)PHEM、4％(w/v)PHEM、6％(w/v)PHEM或8％(w/v)PHEM浸涂基底1(20％聚酯/80％纤维素介质与部分固化的酚醛树脂组分)。将介质完全浸没在包含聚合物的溶液中，并以50mm/min的速率取出。为确保涂层均匀性，将介质浸涂，旋转180度，并且再次浸涂(总计两次浸涂)。通过在80℃下烘箱干燥5分钟去除非水性溶剂，并通过烘箱在100℃下烘箱干燥5分钟去除水。

在浸涂程序完成后并在80℃下干燥5分钟后，在150℃下进行固化处理10分钟。

如上所述测试渗透性。结果在图9中示出。

实例6-通过浸涂、交联和退火产生的聚合物涂层

使用表6和7中所示的聚合物、交联剂、浓度和溶剂，用聚合物涂覆基底1(20％聚酯/80％纤维素介质与部分固化的酚醛树脂组分；参见表1)。使用Chemat DipMaster 50浸涂机(凯美特技术公司，加利福利亚州北岭市)浸涂样品。将介质完全浸没在包含聚合物的溶液中，并以50mm/min的速率取出。为确保涂层均匀性，将介质浸涂，旋转180度，并且再次浸涂(总计两次浸涂)。通过在80℃下烘箱干燥5分钟去除非水性溶剂，并通过烘箱在100℃下烘箱干燥5分钟去除水。

在浸涂之后和/或在退火之前，如果进行，则将介质在80℃下烘箱干燥5分钟，且然后暴露于150℃持续5分钟。据信加热可提高介质的刚性，以固化部分固化的酚醛树脂并且加速交联剂(如果存在的话)的交联。

如果使聚合物涂层退火，则在浸涂程序和加热完成后，将介质浸没在热(90℃)水中1-2分钟。在退火后，将介质在100℃下烘箱干燥5分钟。

将基底1样品(未处理的和聚合物涂覆的)在200毫升(mL)泵燃料中在55℃下浸泡13天、30天或39天(如图10或图11中所示)。在测试之前，将对照样品(未浸泡)和经处理的样品用己烷洗涤，且然后在80℃烘箱中加热5分钟以蒸发己烷。使用沉积在浸没于甲苯中的基底样品上的50μL超纯水滴测量甲苯中的接触角和甲苯中的滚落角。如上所述进行测量。

结果在图10和图11中示出。平均滚落角和接触角-以及从燃料中去除水的相应能力-即使在55℃下在燃料中浸泡39天(存在于一些现场应用中并可加速基底的老化的条件)后仍在交联聚合物涂覆的基底和交联且退火的聚合物涂覆的基底中保持。

表6

表7

实例7-通过电纺丝产生的聚合物涂层

使用表8中所示的条件，通过用10％聚合物(w/v)溶液电纺丝在基底6(参见表1)上形成涂层。甲醇溶液用于聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEM)，并且异丙醇(IPA)溶液用于PEI-10K。在纺丝溶液中存在和不存在交联剂的情况下形成涂层。使用0.5％(w/v)N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(在本文中也称为DAMO-T)用作PHEM的交联剂；0.5％(w/v)(3-缩水甘油基氧基丙基)三甲氧基硅烷(在本文中也称为交联剂1)或0.5％(w/v)聚(乙二醇)二丙烯酸酯(PEGDA)(在本文中也称为交联剂2)用作PEI-10K的交联剂。

结果在图12至图15中示出。在电纺丝后立即测量在有或无交联剂的PHEM涂覆的基底上的50μL水滴的接触角和滚落角，并在图12中示出。在电纺丝后立即测量在有或无交联剂的PEI涂覆的基底上的50μL水滴的接触角和滚落角，并在图13中示出。

图14示出在通过电纺丝形成涂层后1天、6天和32天，示例性PHEM纳米纤维涂覆的、DAMO-T-交联的基底6上的50μL水滴的接触角和滚落角。在通过电纺丝形成涂层后52天的接触角和滚落角与通过电纺丝形成涂层后32天观察到的接触角和滚落角相似。

图15示出在通过电纺丝形成涂层后1天、6天和32天，示例性PEI-10K纳米纤维涂覆的、交联的基底6上的50μL水滴的接触角和滚落角。使用(3-缩水甘油基氧基丙基)三甲氧基硅烷(交联剂1)或聚(乙二醇)二丙烯酸酯(PEGDA)(交联剂2)交联PEI。在通过电纺丝形成涂层后52天的接触角和滚落角与通过电纺丝形成涂层后32天观察到的接触角和滚落角相似。

通过电纺丝涂覆有聚合物的基底6的扫描电子显微镜(SEM)图像在图16、图17和图18中示出。如图16中所示，PHEM的电纺丝形成涂覆纤维素基底的PHEM纳米纤维。相比之下，如图17和图18中所示，PEI-10K不在基底上形成纳米纤维，而是直接涂覆存在于基底中的纤维素纤维。这些结果表明，使用电纺丝技术产生的聚合物涂层可以纳米纤维的形式存在，或者它可以作为固体聚合物涂层存在于基底上。

表8

本文引用的所有专利、专利申请和出版物以及可以电子方式获得的材料的全部披露内容以引用的方式结合。在本申请的披露内容和通过引用结合在此的任何文献的披露内容之间存在任何不一致的情况下，应以本申请的披露内容为准。上述具体实施方式和实例仅为清楚理解而给出。不应被理解为不必要的限制。本发明并不限于所示和所述的准确细节，对本领域的技术人员显而易见的变型将包括在由权利要求书所限定的本发明内。

除非另外指明，本说明书和权利要求书中所用的表达组分、分子量等的量的全部数字应当理解为在全部情况下受术语“约”修饰。因此，除非另外相反地指明，在本说明书和权利要求书中阐述的数值参数是近似值，这些近似值可以取决于本发明所寻求获得的所希望的特性而不同。至少，并且不是试图限制权利要求的范围的等效物的原则，每个数值参数至少应根据所报导的有效位的数值并且通过应用一般舍入方法被解释。

虽然阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但在具体实例中阐述的数值是尽可能精确报导的。然而，所有数值固有地含有必然由其对应的测试测量中所发现的标准偏差所产生的范围。

所有的标题是为了方便阅读者，而不应当用于限制所述标题后面的正文的含义，除非如此规定。

Claims (20)

1.一种过滤介质，所述过滤介质包括基底，

其中基底包括表面，当表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有在40度至90度范围内的滚落角和在90度至180度范围内的接触角；

其中基底包括平均直径为至少20μm的孔；并且

其中表面包括：聚(甲基丙烯酸羟丙酯)(PHPM)，聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEM)；聚(2-乙基-2-噁唑啉)(P2E2O)，聚乙烯亚胺(PEI)；季铵化的聚乙烯亚胺；或聚(多巴胺)；或它们的组合。

2.根据权利要求1所述的过滤介质，其中表面具有在70度至90度范围内的滚落角。

3.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中基底包括纤维素、聚酯、聚酰胺、聚烯烃、玻璃或它们的组合。

4.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中基底包括平均直径在40μm至50μm范围内的孔。

5.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中基底是至少15％多孔的且高达99％多孔的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中基底具有在浸没在至少50℃的温度下的烃流体中达至少1小时后保持的滚落角为初始滚落角的至少80％的能力。

7.根据前述权利要求中任一项所述的过滤介质，其中表面包括聚(甲基丙烯酸羟丙酯)(PHPM)。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的过滤介质，其中表面包括聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEM)。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的过滤介质，其中表面包括聚(2-乙基-2-噁唑啉)(P2E2O)。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的过滤介质，其中表面包括聚乙烯亚胺(PEI)、季铵化的聚乙烯亚胺或它们的组合。

11.根据权利要求1-6中任一项所述的过滤介质，其中表面包括聚(多巴胺)。

12.一种过滤器元件，所述过滤器元件包括如前述权利要求中任一项所述的过滤介质。

13.根据权利要求12所述的过滤器元件，其中过滤器元件被构造成用于从烃流体中去除水。

14.根据权利要求12或权利要求13所述的过滤器元件，其中过滤器元件还包括位于基底上游的聚结层。

15.根据权利要求14所述的过滤器元件，其中聚结层包括具有平均直径的孔，并且基底的孔的平均直径大于聚结层的孔的平均直径。

16.一种过滤介质，所述过滤介质包括基底，

其中基底包括表面，当表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有在40度至90度范围内的滚落角和在90度至180度范围内的接触角；

其中基底包括平均直径为至少20μm的孔；和

其中表面包括聚(甲基丙烯酸羟丙酯)(PHPM)。

17.一种过滤器元件，所述过滤器元件包括权利要求16所述的过滤介质。

18.一种过滤介质，所述过滤介质包括基底，

其中基底包括表面，当表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有在40度至90度范围内的滚落角和在90度至180度范围内的接触角；

其中基底包括平均直径为至少20μm的孔；和

其中表面包括聚乙烯亚胺(PEI)或季铵化的聚乙烯亚胺或它们的组合。

19.一种过滤器元件，所述过滤器元件包括权利要求18所述的过滤介质。

20.一种过滤介质，所述过滤介质包括基底，

其中基底包括表面，当表面浸入甲苯中时，对于50μL水滴，所述表面具有在40度至90度范围内的滚落角和在90度至180度范围内的接触角；

其中基底包括平均直径为至少20μm的孔；和

其中表面通过在基底上浸涂聚合物溶液而形成，

其中聚合物溶液包括聚合物，包括：聚(甲基丙烯酸羟丙酯)(PHPM)，聚(甲基丙烯酸2-羟乙酯)(PHEM)；聚(2-乙基-2-噁唑啉)(P2E2O)，聚乙烯亚胺(PEI)；季铵化的聚乙烯亚胺；或聚(多巴胺)；或它们的组合，和

其中聚合物溶液包含基于聚合物的分子量高达5％(w/v)的聚合物。

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