實(shí)施方案中，所述聚合膜具有不大于IOOnm(例如，不大于100nm、不大于 75nm、不大于50nm)的RMS粗糙度。
[0043] 在一些實(shí)施方案中，所述聚合膜提供烴、制冷劑、低溫液體、水或其他低表面張力 液體的滴狀冷凝和脫落。在一些實(shí)施方案中，所述烴類液體為選自烷烴、烯烴、炔烴和燃料 混合物（例如，汽油、煤油、柴油、燃料油）的成員；所述制冷劑為選自氯氟烴、氫氟烴和氫氯 氟烴的成員；且所述低溫液體選自隊(duì)、0 2、〇)2、他、1^6、甲烷、丁烷、丙烷和異丁烯。在某些實(shí) 施方案中，所述烴類液體為選自己烷、甲苯、異丙醇、乙醇、辛烷、戊烷和全氟己烷的成員。
[0044] 在一些實(shí)施方案中，所述經(jīng)類液體具有不大于30mN/m(例如，不大于28mN/m、不大 于21mN/m、不大于18mN/m、不大于16mN/m、或不大于12mN/m、或不大于6mN/m)的表面張力。
[0045] 在一些實(shí)施方案中，所述制品為冷凝器的與冷凝液體（例如，工作流體）接觸的組 件（例如，容器、管道、翼片等）。在一些實(shí)施方案中，所述制品為油和/或氣加工設(shè)備的組 件（例如，分餾塔、液化裝置）。在一些實(shí)施方案中，所述制品為電力線、渦輪機(jī)、飛行器、管 線、鍋爐、擋風(fēng)板、太陽(yáng)能電池板、工業(yè)機(jī)械、炊具、消費(fèi)者電子裝置、印刷電路板、電子組件 或醫(yī)療裝置（或其組件）。
[0046] 本文論述的另一方面涉及生產(chǎn)用于促進(jìn)液體的滴狀冷凝和/或脫落的表面的方 法，所述方法包括以下步驟：提供基材；和經(jīng)由引發(fā)的化學(xué)氣相沉積（iCVD)在所述基材上 受控地沉積聚合膜。
[0047] 在一些實(shí)施方案中，所述方法包括在沉積所述聚合膜之前或與其同時(shí)在所述基材 上沉積乙烯基前體。在一些實(shí)施方案中，所述方法包括調(diào)節(jié)所述沉積層的平均粗糙度（例 如，使得粗糙度不大于l〇〇nm，或不大于75nm，或不大于50nm)。在一些實(shí)施方案中，所述調(diào) 節(jié)包括監(jiān)測(cè)沉積聚合膜的結(jié)晶度；或控制交聯(lián)劑的比率；或控制在沉積期間基材的溫度； 或其任何組合。
[0048] 在一些實(shí)施方案中，所述沉積聚合膜具有Inm-I微米的平均厚度。在一些實(shí)施方 案中，所述沉積聚合膜具有Inm-IOOnm的平均厚度。
[0049] 在一些實(shí)施方案中，所述基材包含選自以下的一種或多種材料：金屬（例如，銅、 黃銅、不銹鋼、鋁、鋁青銅、鎳、鐵、鎳鐵鋁青銅、鈦、鈧及其任何合金）、聚合物、玻璃、橡膠、 硅、聚碳酸酯、PVC、陶瓷、半導(dǎo)體及其任何組合。在一些實(shí)施方案中，所述基材包含選自以 下的一種或多種材料：塑料、硅、石英、織造或非織造物、紙、陶瓷、尼龍、碳、聚酯、聚氨酯、聚 酐、聚原酸酯、聚丙烯腈、聚啡嗪、聚異戊二烯、合成橡膠、聚四氟乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇 酯、丙烯酸酯聚合物、氯化橡膠、含氟聚合物、聚酰胺樹脂、乙烯基樹脂、膨體聚四氟乙烯、低 密度聚乙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯。
[0050] 在一些實(shí)施方案中，所述聚合膜具有具有不大于18mN/m的臨界表面能的暴露表 面。在一些實(shí)施方案中，所述聚合膜具有具有不大于6mN/m的臨界表面能的暴露表面。
[0051 ] 在一些實(shí)施方案中，所述聚合膜具有具有不大于25°的接觸角滯后的暴露表面。 在一些實(shí)施方案中，所述暴露表面對(duì)于水、烴、制冷劑、低溫液體及其他傳熱液體或其任何 組合具有不大于5°的接觸角滯后。
[0052] 在一些實(shí)施方案中，所述聚合膜具有不大于IOOnm(例如，不大于100nm、不大于 75nm、不大于50nm)的粗糙度。
[0053] 在一些實(shí)施方案中，所述聚合膜提供烴、制冷劑、低溫液體、水、其他低表面張力液 體或其任何組合的滴狀冷凝和脫落。在一些實(shí)施方案中，所述烴類液體為選自烷烴、烯烴、 炔烴和燃料混合物（例如，汽油、煤油、柴油、燃料油）的成員；所述制冷劑為選自氯氟烴、氫 氟烴和氫氯氟烴的成員；且所述低溫液體選自隊(duì)、0 2、〇)2、他、1^6、甲烷、丁烷、丙烷及其任何 組合。在一些實(shí)施方案中，所述經(jīng)類液體具有不大于30mN/m(例如，不大于28mN/m、不大于 21mN/m、不大于18mN/m、不大于16mN/m、或不大于12mN/m、或不大于6mN/m)的表面張力。
[0054] 本文論述的另一方面涉及生產(chǎn)在上文論述的任何方面或?qū)嵤┓桨傅闹破飞系木?合膜的方法。
[0055] 關(guān)于本發(fā)明的指定方面描述的實(shí)施方案的要素可在本發(fā)明的另一方面的各種實(shí) 施方案中使用。例如，預(yù)期取決于一個(gè)獨(dú)立權(quán)利要求項(xiàng)的從屬權(quán)利要求項(xiàng)的特征可在任何 其他獨(dú)立權(quán)利要求項(xiàng)的設(shè)備、制品、系統(tǒng)和/或方法中使用。
[0056] 附圖簡(jiǎn)述
[0057] 通過(guò)參考結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述可更顯而易見且可更好地理解本發(fā)明的上述 及其他目的、方面、特征和優(yōu)勢(shì)，其中：
[0058] 圖Ia-Ic圖示根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案的iCVD反應(yīng)器幾何學(xué)和反應(yīng)過(guò)程。圖 Ib圖示實(shí)驗(yàn)室規(guī)模200mm直徑的iCVD反應(yīng)器系統(tǒng)的示意圖。對(duì)于乙烯基均聚合，將恒定流 量的單體和引發(fā)劑計(jì)量到"餅狀"型式的真空反應(yīng)腔室。懸置在基材上方幾厘米處的一系 列電阻加熱絲加熱蒸氣。激光干涉儀提供iCVD聚合物厚度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。該腔室的壓力通 過(guò)節(jié)流值控制。將未反應(yīng)的物質(zhì)和揮發(fā)性反應(yīng)副產(chǎn)物排出到機(jī)械栗。對(duì)于共聚合，將需要 另外的單體進(jìn)料管線加到該系統(tǒng)中。圖Ic顯示iCVD反應(yīng)器的示意性橫截面，顯示通過(guò)加 熱絲分解引發(fā)劑。通過(guò)單體聚合實(shí)現(xiàn)的表面改性在有效冷卻的基材上發(fā)生。
[0059] 圖2a_2e圖示根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案在沉積在硅基材上的p(PFDA-co-DVB) 和含氟硅烷涂層上的水冷凝的比較。在800Pa和I. 16±0. 05的過(guò)飽和度下的純飽和水蒸 氣的冷凝的環(huán)境掃描電子顯微照片顯示在共聚物表面上的預(yù)聚結(jié)行為（圖2a)并與在含氟 硅烷表面上的冷凝行為相比較，指示在共聚物表面上的較高成核密度。在共聚物表面（圖 2c)和含氟硅烷表面（圖2d)上在空氣中在40%R.H.下的水蒸氣在脫落事件之前和之后 一刻的冷凝照片（分別為頂部照片和中間照片）和在脫落事件之后15秒的冷凝照片（底 部照片）指示在共聚物表面上較小的脫離液滴直徑。圖2(e)圖示時(shí)間平均的標(biāo)準(zhǔn)化液滴 直徑分布。在共聚物表面上的較小液滴尺寸指示較好的脫落行為。
[0060] 圖3a_3e圖示根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案沉積在鋁基材上的P(PFDA-C0-DVB)涂 層上的表面布局和水蒸氣冷凝。圖3a圖示表面布局的50x50ymAFM高度掃描。虛線框指 示在圖3b中顯示的圖像的區(qū)域，表面布局的IOxlOymAFM高度掃描。在100°C和IOlkPa 的飽和蒸氣在接枝涂層上的長(zhǎng)時(shí)間滴狀冷凝的冷凝期間在48小時(shí)的時(shí)期內(nèi)的照片（圖3c) 和含氟硅烷涂層在30分鐘的時(shí)期內(nèi)的降解的圖片（圖3d)。圖3e圖示相對(duì)于時(shí)間繪制的 沒(méi)有涂層、具有含氟硅烷涂層和具有接枝的P(PFDA-co-DVB)涂層的鋁基材的傳熱系數(shù)。
[0061] 圖4a圖示在6. 9kPa下的飽和蒸氣在用p(PFDA-co-DVB)涂覆的銅管上的滴狀冷 凝。圖4b圖示在液滴脫落事件之前和之后一刻的快照（左側(cè)照片和中心照片）和在脫落 事件之后4小時(shí)的快照（右側(cè)照片）。
[0062] 圖5(左）圖示在0°騰起角下取得的高分辨角度解析的XPS光譜。突出顯示對(duì)應(yīng) 于-CF2-和_0?3環(huán)境的峰。圖5(右）圖示表面布局的IOxlOymAFM高度掃描，顯示球粒 結(jié)構(gòu)。虛線框指示（e)的區(qū)域，單一粗糙特征的IXlymAFM相掃描（底部）和行高掃描 (頂部）。
[0063] 圖6圖示在滴狀冷凝實(shí)驗(yàn)中使用的實(shí)驗(yàn)腔室。
[0064] 圖7圖示在圖6中顯示的實(shí)驗(yàn)設(shè)置的流動(dòng)回路。
[0065] 圖8a圖示飽和蒸汽在90°C和70kPa下冷凝1小時(shí)之后的接枝PFDA樣品。圖8b圖 示在飽和蒸汽在90°C和70kPa下冷凝1小時(shí)之后的未接枝PFDA樣品。在飽和蒸汽冷凝10 分鐘之后在接枝PFDA表面上的冷凝液滴（圖8c)和在未接枝PFDA表面上的冷凝液滴（圖 8d)。在未接枝樣品上的變形液滴形狀指示嚴(yán)重接觸線停滯（contactlinepinning)。在 未接枝樣品上的脫離液滴尺寸為3. 1mm，相比之下，對(duì)于接枝表面，脫離液滴尺寸為2. 3mm。 在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，測(cè)量到傳熱系數(shù)為31±2kW/m2K，且在未接枝表面劣化之后，傳熱系數(shù)為 23±2kW/m2K〇
[0066] 圖9顯示在退火之前和之后聚（丙烯酸1H，1H，2H，2H-全氟癸酯）（pPFDA)均聚物 和不同的聚（丙烯酸1H，1H，2H，2H-全氟癸酯-共聚物-二乙烯基苯）（p(PFDA-co-DVB)) 共聚物的AFM圖像。在括號(hào)之間提供各單體的流速。
[0067] 圖10為根據(jù)本文提供的一些實(shí)施方案pPFDA均聚物、pDVB均聚物和 p(PFDA-co-DVB)共聚物的FT-IR的曲線圖。
[0068] 圖11顯示對(duì)于未退火樣品（左）和退火樣品（右）而言pPFDA均聚物、pDVB均 聚物和一系列P(PFDA-co-DVB)共聚物的使用水和礦物油的接觸角測(cè)量。
[0069]圖12為根據(jù)本文提供的一些實(shí)施方案對(duì)于未退火樣品（實(shí)心）和退火樣品（空 心）而言pPFDA均聚物和一系列p(PFDA-co-DVB)共聚物的水接觸角曲線。
[0070]圖13為根據(jù)本文提供的一些實(shí)施方案對(duì)于未退火樣品（實(shí)心）和退火樣品（空 心）而言pPFDA均聚物和一系列p(PFDA-co-DVB)共聚物的礦物油接觸角曲線。
[0071] 圖14圖示根據(jù)本文提供的一些實(shí)施方案不同p(PFDA-co-DVB)共聚物的XPS分 析。
[0072] 圖15圖示根據(jù)本文提供的一些實(shí)施方案pPFDA均聚物、pDVB均聚物和各種 p(PFDA-co-DVB)共聚物的XRD分析。
[0073] 圖16圖示根據(jù)本文提供的一些實(shí)施方案在退火過(guò)程之后pPFDA均聚物、pDVB均 聚物和各種P(PFDA-co-DVB)共聚物的XRD分析。
[0074] 圖17顯示根據(jù)本文提供的一些實(shí)施方案在熱退火之前和之后pPFDA均聚物膜和 一系列P(PFDA-co-DVB)共聚物膜的XRD比較。
[0075] 圖18示意性圖示根據(jù)本文提供的一些實(shí)施方案采用隨沿聚合膜的厚度交聯(lián)劑的 位置而變的交聯(lián)度變化和/或交聯(lián)劑濃度變化的實(shí)施方案。
[0076] 圖19為根據(jù)本文提供的一些實(shí)施方案顯示接觸角0對(duì)傳熱系數(shù)h的影響的曲 線，其中最大h在0~90° (己燒66. 5/54. 6° )下。
[0077] 圖20a和20b為根據(jù)本文提供的某些實(shí)施方案來(lái)自視頻的攝影照片，顯示正己烷 在硅基材上的PFDA-co-DVB上的滴狀冷凝和脫落，其中P= 15kPa，Ts= 10±TC，Tsat = 18. 3°C且AT= 8. 3±1°C。
[0078]圖21為顯示環(huán)保的pC6PFA均聚物（a)、pDVB均聚物（b)和p(C6PFA-c〇-DVB)共 聚物的FT-IR光譜的曲線。
[0079] 圖22為顯示在PTFE、PVDF和從pC6PFA均聚物到pDVB均聚物的各種組成范圍上 的水接觸角的曲線。
[0080] 圖23顯示在暴露于水時(shí)側(cè)位全氟側(cè)基的重新定向或其缺乏。圖23a說(shuō)明C6聚合 物的無(wú)定形鏈如何重新定向到本體中并貢獻(xiàn)高CAH。圖23b顯示由DVB交聯(lián)提供的空間位 阻如何約束側(cè)基重排到膜本體中，降低CAH。
[0081] 圖24為根據(jù)本文提供的一些實(shí)施方案環(huán)保的小鏈全氟膜的前進(jìn)接觸角和后退接 觸角以及接觸角滯后。
[0082] 從下文陳述的結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述將更顯而易見本公開的特征和優(yōu)勢(shì)，其中 相似的參考符號(hào)一直鑒別對(duì)應(yīng)的元件。在附圖中，相似的參考符號(hào)通常指示相同、功能類似 和/或結(jié)構(gòu)類似的元件。
[0083] 描述
[0084] 預(yù)期本發(fā)明的組合物、混合物、系統(tǒng)、裝置、方法和工藝涵蓋使用來(lái)自本文所述的 實(shí)施方案的信息發(fā)展的變化和改造。本文所述的組合物、混合物、系統(tǒng)、裝置、方法和工藝的 改造和/或改進(jìn)可由相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員進(jìn)行。
[0085]在本描述中，在將制品、裝置和系統(tǒng)描述為具有、包括或包含特定的組件，或者將 工藝和方法描述為具有、包括或包含特定的步驟的情況下，預(yù)期，另外地，存在基本上由所 敘述組件組成或由所敘述組件組成的本發(fā)明的制品、裝置和系統(tǒng)，并且存在基本上由所敘 述的加工步驟組成或由所敘述的加工步驟組成的根據(jù)本發(fā)明的工藝和方法。
[0086] 類似地，在將制品、裝置、混合物和組合物描述為具有、包括或包含特定的化合物 和/或材料的情況下，預(yù)期，另外地，存在基本上由所敘述的化合物和/或材料組成或由所 敘述的化合物和/或材料組成的本發(fā)明的制品、裝置、混合物和組合物。
[0087] 應(yīng)理解步驟的順序或執(zhí)行某些動(dòng)作的順序并不重要，只要本發(fā)明仍可操作即可。 此外，兩個(gè)或多個(gè)步驟或動(dòng)作可同時(shí)進(jìn)行。
[0088] 例如在背景部分中的任何公告的本文提及并非承認(rèn)該公告充當(dāng)對(duì)于任何本文提 供的權(quán)利要求項(xiàng)的現(xiàn)有技術(shù)。背景部分是為了清晰而提供并且并非意指對(duì)于任何權(quán)利要求 項(xiàng)的現(xiàn)有技術(shù)的描述。
[0089] 本文提供以具有接枝在其上的薄的均勻聚合膜的基材為特征的制品和方法。該膜 的暴露表面構(gòu)造成與液體、另一固體、蒸氣和/或組合的蒸氣和液體接觸，即在接枝聚合膜 的表面處存在固-液界面、固-固界面、固-氣界面或固-氣/液界面。該聚合膜可調(diào)成 具有精確的厚度和均勾度。例如，厚度小于約200nm、小于約150nm、小于約100nm、小于約 80nm、小于約50nm、小于約20nm或甚至小于約10nm，且該表面的膜厚變化可小于20 %、小于 15%、小于10%或小于5%。
[0090] 在本文中提供將該均勻聚合膜接枝到廣泛種類的基材材料上的方法。例如，例如 不銹鋼、鈦、鎳、銅、鋁、鎂和/或其氧化物和/或合金的傳統(tǒng)工程材料可通過(guò)聚合物的薄共 形膜涂覆以獲得表現(xiàn)出耐用滴狀冷凝的表面。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，可同樣涂覆例 如Si、SiC、A1N、GaAs的半導(dǎo)體，例如TiN、TiC、Sic、SiN、TiO2和稀土氧化物的陶瓷。還提 供了提供具有可控厚度和形態(tài)的膜的方法。例如，在某些實(shí)施方案中，該膜為在織構(gòu)基材上 的共形膜。在其他實(shí)施方案中，該膜為在光滑表面上的共形膜。在其他實(shí)施方案中，該膜為 在光滑表面上的織構(gòu)膜。
[0091] 膜可包括或?yàn)楸〉氖杷酆衔?共聚物膜。例如引發(fā)的化學(xué)氣相沉積（在下文， "iCVD"）的技術(shù)允許精確控制的極?。ɡ纾〉絀Onm)聚合膜沉積在金屬基材上，其中該 聚合物與該基材共價(jià)結(jié)合。
[0092] 此外，該聚合膜可經(jīng)由將交聯(lián)劑引入氣流中而在其暴露表面處或其附近和/或在 該膜的本體部分上交聯(lián)，且可接著退火。與現(xiàn)有涂層相比較，所得膜或涂層在耐熱性、液滴 脫落大小和/或在滴狀冷凝期間的降解速率方面表現(xiàn)出明顯減小。所述組合物及其方法的 某些優(yōu)勢(shì)如下詳述。
[0093] 膜和基材組合物的可變性
[0094] 在一些實(shí)施方案中，本文所述的組合物和方法可具有膜和基材材料的廣泛可變 性。例示性膜材料包括但不限于含氟聚合物，包括聚-四氟乙烯（PTFE)、聚-全氟丙烯酸酯、 聚-全氟甲基丙烯酸酯及其共聚物。其他例示性膜材料包括但不限于聚-甲基丙烯酸甲酯 (PMM)、聚甲基丙烯酸縮水甘油酯（PGM)和聚-甲基丙烯酸2-羥乙基酯。在某些實(shí)施方 案中，該聚合膜包含例如PFDA的含氟聚合物以及例如二乙烯基苯（DVB)的交聯(lián)劑物質(zhì)。本 發(fā)明的一些實(shí)施方案利用例如PTFE或PFDA的氟化聚合物或其組合。例如，可使用DuPont 的TeflonPTFE。PTFE的一些商業(yè)化膜自GVD(http://www.gvdcorp.com/)購(gòu)得。這樣的 膜例如描述在美國(guó)專利申請(qǐng)公告2013/0280442號(hào)、美國(guó)專利申請(qǐng)公告2013/0171546號(hào)和 美國(guó)專利申請(qǐng)公告2012/0003497號(hào)中，只是這樣描述的這些膜由于高接觸角滯后和缺乏 交聯(lián)或誘發(fā)空間位阻的其他手段而將不適合滴狀冷凝。
[0095] 在某些實(shí)施方