臺北科技大學化學工程研究所學位論文
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本研究提出直接由製程資料設計多環路和去偶合控制系統，而無需識別程序模式，因為文獻上大部分的方法都是基於模式設計，所以識別模式所導致的控制性能衰退無法避免，為了彌補這個缺陷並達到更好控制效果，本研究發展出基於製程資料設計方法。對於多環路控制系統設計，等效開環路轉移函數(EOTF)被估計成每一個環路所控制的程序，控制器設計問題可拆解成單環路設計問題，其設計目標為找到控制器參數，使每一個環路盡可能接近指定的參考模式，設計過程指定一個控制系統韌性指標，只需要一個調諧參數就能設計所有環路控制器。針對去偶合控制系統本研究所考慮的控制架構為簡化去偶合控制系統和反轉去偶合控制系統，環路的交互作用可以有效的被去偶合器消除。首先基於完美去偶合的程序設計控制器，接下來設計去偶合器使控制系統達到解偶的情況。當找到不可執行的去偶合器，本設計方法提出藉由外加額外動態去獲得可執行之去偶合器，而加入額外動態環路對應的控制器需要新調諧。透過大量的模擬例子顯示，比較各種基於模式設計方法，本研究提出基於資料設計方法皆能達到相當或更好的控制表現。
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本實驗成功合成一系列聚醯亞胺共聚物，首先合成新型雙胺單體4,4'-(diphenylmethylene)bis(2,6-dimethylaniline) 後與各種二酐聚合成聚醯胺酸，並利用傳統化學閉環法進行脫水反應合成聚醯亞胺 ( PI )，再利用氯磺酸磺化聚醯亞胺 ( SPI )，並探討其熱性質、光電性質以及溶解性。 聚醯亞胺在氮氣下的玻璃轉移溫度 ( Tg ) 介於309~327℃之間；聚醯亞胺和磺化聚醯亞胺在氮氣下的5%重量損失分別在405 ~ 451℃和292~308℃，而10%重量損失498~514℃和339~360℃。固有黏度分別為0.31~0.48 dL/g和0.37~0.49 dL/g。在DMF/CHCl3 (1：1) 混合溶液中，於250~360 nm有UV-Vis吸收峰。電化學性質由循環伏安法 ( CV ) 所檢測，聚醯亞胺與磺化聚醯亞胺的HOMO與LUMO值可藉由氧化電位和吸收光譜的起始波長計算而得，聚醯亞胺的HOMO與LUMO值分別為 -7.06 eV ~ -6.79 eV與 -3.52 eV ~ -3.35 eV，而磺化聚醯亞胺為 -7.69 eV ~ -7.55 eV與 -4.16 eV ~ -4.11 eV。磺化聚醯亞胺的磺化率 ( DS ) 在43~61.5%間。
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首先合成雙胺單體N-(4- (4-([2,2':6',2'-terpyridin]-4'-yl)phenoxy)phenyl)-N- (4-aminophenyl )benzene-1,4-diamine後與二酸單體聚合成聚醯胺，並探討其熱性質及溶解性。 本研究合成之單體含有三苯胺可以增加單體溶解性，而三吡啶具有三牙配位基可以抓取金屬離子，利用3,6,9-trioxaundecanedioic acid單體增加溶解性，單體主結構聚合物較易溶於水中或有機溶劑中，在三吡啶抓取金屬離子後降低溶解性，使聚合物在水中沉澱，可以將其應用在廢水處理的重金屬回收。
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本研究使用環氧樹脂以及其他具反應性官能基單體經由開環聚合反應後產生分枝狀聚脂，合成後比較不同結構分枝狀聚酯的差異，並利用熱分析探討不同結構所造成的物性變化，以及使用流變儀探討不同結構分枝狀聚酯的流體性質。利用凝膠滲透色層分析儀(GPC)測量其分子量，微差掃描熱卡計(DSC)及熱重分析儀(TGA)分析其熱性質，傅立葉轉換紅外線光譜儀(FTIR)與核磁振共儀(NMR)鑑定其結構，並利用錐-平板式流變探討高分子流變性質之影響。結果發現四種分枝高分子之重量分子量分布於4200~9000g/mol，由滴定方法測其轉化率皆為90%以上，其玻璃轉移溫度(Tg)則都低於室溫，依結構的不同介於-42~-14oC之間。分子作用力越大，或含結晶鏈段，此現象導致高分子的流動性下降。所合成之分枝狀聚酯高分子，在頻率與剪切速率較高時將會呈現剪切稀釋(shear thinning)非牛頓流體現象，可利用Carreau-Yasuda方程式 描繪其剪切變稀的變化，並且計算其鬆弛時間，觀察出鬆弛時間會隨著溫度上升而降低，與利用Havriliak –Negami 方程式描述動態儲存模數與損失模數和頻率之關係。本研究合成之分枝狀聚酯預期可作為增韌劑或者牙醫材料之可塑劑。
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本研究利用Tetraethyl orthosilicate與Aluminium tri-sec-butoxide以溶膠-凝膠法合成三種二氧化矽-氧化鋁無機材料，並以IR、Raman、XRD與EDS鑑定結構與組成，再與水性聚氨酯形成複合材料，探討不同組成的二氧化矽-氧化鋁對水性聚氨酯的熱性質、機械性質與吸水性的影響。 利用TGA與DSC測量複合材料的熱性質，發現水性聚氨酯加入二氧化矽-氧化鋁無機材料後，熱裂解溫度與玻璃轉移溫度皆有上升的趨勢，其熱裂解溫度提10~20℃；玻璃轉移溫度提升10℃，且隨著無機材料中二氧化矽比例增加，熱穩定性隨之上升。 以拉伸試驗與硬度測試觀察複合材料的抗拉強度、楊氏係數與硬度，發現水性聚氨酯的機械性質會隨著二氧化矽-氧化鋁無機材料的加入而增加，其中抗拉強度增加42%、楊氏係數增加60%、硬度增加2.57倍。 由實驗結果得知，二氧化矽-氧化鋁無機材料能有效增加水性聚氨酯的熱穩定性與機械強度，也降低其吸水性，適合作為水性聚氨酯的強化材，增加水性聚氨酯的功能性。
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本研究針對鋼鐵工業的副產煤氣系統進行分析以及最適化調度設計。首先提出一個能夠概括鋼鐵工業各個耗能工序能源需求狀況、儲氣罐存儲量、煤氣管網分布和熱電聯產系統的模型架構，再透過模型架構中各部分之實際物理意義、質量守恆、能量守恆來建立數學模式中的限制方程式，由於研究中導入之熱電聯產系統中涉及鍋爐開、關等非連續變量的問題，將副產煤氣系統調度最適化的數學模式轉化為一個混合整數非線性規劃(MINLP)的數學問題，且根據不同目標函數求解來得到煤氣在各單元的調度分布、熱電聯產系統內的鍋爐負載以及全廠外購燃料的最佳情形。 對於單目標最適化，本研究考慮二種目標函數，分別為營運成本與二氧化碳排放量，並基於前兩種目標函數，考慮一個多目標最適化問題，得到一個折衷設計結果。考量煤氣供給量之預測可能存在誤差，本研究提出線上最適化調度方法，相對於傳統離線全時段最適化調度，能夠即時補償前述供給量誤差或其他未知干擾之影響。此外為了讓調度更有彈性，在總工序能耗給定的情形下，本研究進一步將各時段工序之能耗考慮為設計變數，期望能達到更好的煤氣調度情形。內文中以各種不同情境根據其最適化結果進行討論分析，並驗證本研究提出之方法的有效性。
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本研究以高溫氧化法將氮化鋁粉體在750、850、950、1050及1150℃溫度下，穩定通入流動氧氣，並持溫1~8小時，以便在氮化鋁粉末表面形成氧化鋁層以抵抗水解。研究發現氮化鋁粉體經1050℃以上溫度，通氧氣持溫2小時以上之高溫氧化後，其所表現的抗水解能力最佳。 本研究將氮化鋁粉末分別進行乾壓成形、壓濾成形及刮刀成形生胚，在1800及1850℃、持溫3小時條件下進行燒結，並測量其燒結密度，以及燒結後氮化鋁的熱傳導率。實驗結果顯示：乾壓成形、壓濾成形及刮刀成形，其燒結體平均密度最高分別為3.33 g/cm3、3.26 g/cm3及3.24 g/cm3。另一方面，1850℃壓濾成形試片燒結體所獲得的熱傳導率可達197.40 w/m?K。本研究將抗水解佳的粉體，利用壓濾成形法製成三點抗彎試驗試片，進行燒結件之機械強度試驗，獲得最佳平均破壞強度為298.11 MPa。
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石化工業曾於由農業進入工商業社會的過程中，對臺灣經濟起了極大的貢獻。然而也因所衍生的環境汙染，致令石化產業逐漸與公安意外、環保議題掛勾，形成產業發展的瓶頸。本研究以文獻分析法，以高雄市之石化工業為研究範圍，並彙整臺灣現代之經濟及產業發展，以期了解高雄之石化工業之發展脈絡，以中觀之角度來整理石化產業於臺灣之沿革以及所面對的課題。茲得出本研究結果有四。(一)、石化產業是為一臺灣現代工業之變異縮影，由石化產業之萌芽、興盛到今日之困境，亦是鑲嵌著臺灣經濟發展的脈絡與軌跡；(二)、高雄以石化產業而晉身「工業城市」，今日高雄城市發展的政策性轉型，顯示出臺灣社會之集體期待：由工業而臻至服務、觀光、文創等，高雄石化產業如同臺灣的石化業般，正面臨著：升級或衰落的十字路口；(三)、公共安全之意外頻傳以及形成環境汙染之刻板印象，與石化產業之間掛勾之刻板印象，是為臺灣石化產業之難以消除之瓶頸，需要時間來加以消融。比起石化工業本身於資金、人力、技術等條件要求上，更需要去克服的瓶頸；(四)、強化臺灣石化產業之技術穩定、成熟、相對低汙染之強項，進而擴增拉大臺灣與中國石化產品之差異化，並致令得以升級而再創佳績，是個臺灣石化產業可以期待的明天。
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乾眼症為國人眼疾常見疾病之一，而如何治療乾眼症成為現今探討的議題。乾眼症病患常見的治療方式為使用人工淚液，所以本篇研究採用取得及使用便利的人工淚液為改善目標，然市面上常用之人工淚液多數添加防腐劑，反而加重乾眼症的症狀。 乾眼症起因於眼表發炎，故本實驗探討添加具抗發炎功能之沒食子兒茶素沒食子酸酯人工淚液去治療發炎的人類角膜上皮細胞治療，並且評估此人工淚液配方對人類角膜上皮細胞的細胞活性、細胞毒性、發炎因子的基因表現之影響。故本篇研究以不添加防腐成份去製備人工淚液，利用透明質酸與沒食子兒茶素沒食子酸酯成功的製備出降低發炎因子之人工淚液。
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本研究旨在開發一可注射磷酸鈣骨水泥，直接以注射裝置注入局部並快速固化,可作為藥物緩釋載體輔助治療，載生長因子促進新骨的形成並改善骨結合性能，以四鈣磷酸鹽(TTCP)及無水磷酸氫鈣（DCPA）為主成分設計配方，並添加氫氧基磷灰石(HAp)作為晶種，以加快轉化速率，及添加無水檸檬酸（CA），可縮短骨水泥的固化時間，提高抗壓強度，之後將不同比例的甲基纖維素（MC）及聚乙烯吡咯烷酮（PVP）黏合劑添加入磷酸鈣骨水泥內，改善磷酸鈣骨水泥的注射性能，再以磷酸氫二鈉溶液作為結合劑製成複合材料。 實驗結果顯示，添加甲基纖維素（MC）及聚乙烯吡咯烷酮（PVP）黏合劑，做基本物理性質、生物相容性測試及藥物制放實驗，顯示注射性不受MC黏合劑及PVP黏合劑含量增加而降低，但MC愈多，需要愈多硬化液才能形成麵團狀。破裂強度會隨著MC黏合劑之含量增加而降低，MC比例對硬化時間無顯著影響。反之PVP黏合劑添加，破裂強度會隨著PVP黏合劑之含量增加而增加。而PVP黏合劑5%以上，對破裂強度影響就不明顯。添加黏合劑之複合材料於浸泡實驗後，藉由觀察試片表面的顯微結構，可看到試片表面會形成氫氧基磷灰石(HAp)，細胞毒性測試則呈現材料無毒。藥物制放顯示材料在浸泡24小時內，藥物制放率上升至10 %；而隨著浸泡時間的增長，後續釋放情況呈現穩定緩慢上升狀態，由此可見，材料適合作為藥物之載體。