謝承翰、林國興、陳朝煌、謝峰銘、郭信良、胡志明 / 工研院材化所
工研院材料與化工研究所從上游原料與觸媒設計、中游製程模擬與反應工程,到下游高分子與特化材料開發,形成完整的化工技術創新鏈。文中說明低碳製程、循環再利用、高純化學與智慧製程等關鍵技術的開發歷程與實際案例,以及整合觸媒、製程與材料技術平台,提升國內化學工業,同時以高純與高性能材料技術,為半導體、電子產業建立起在地供應鏈的競爭力。
【內文精選】
先導製程與應用研究室
本團隊核心技術(見圖三)包括:
圖三、先導製程與應用研究室核心技術與應用範疇
①蒸餾與溶劑純化設計—已建立相當多案之蒸餾實績,透過評估塔板/填料效率、熱耦合整合策略、再沸/冷凝單元設計與優化、製程流程模擬設計等核心技術,完成協助國內業者包括蒸餾塔的改善(產能提升、純度提升)、蒸餾塔工廠設計(批次蒸餾塔、連續式蒸餾塔)以及透過蒸餾進行溶劑回收(IPA、DMC、NMP、切削液、甲醇等應用)。
②高分子聚合反應製程與設計—自行設計與建置高分子聚合反應系統(60 L~200L),已成功用於PET、Nylon等高分子聚合反應,並提供業者進行相關技術驗證與原料測試。
③化工製程放大與設計—已完成建立二氧化碳再利用觸媒反應系統(甲醇、甲烷、C2~C9烷烯烴)、二氧化碳醇胺法捕捉系統(每日20 kg~200 kg)、氨降解產氫系統(3噸/年)、苯乙烯選擇性氫化純化製程。
④微反應器(Micro Reactor; MRT)反應與純化技術—適用於一些特殊條件(高放熱反應、高混合或空間限制),例如:特用中間體、天然物活性物萃取、醫藥中間體等。
⑤精準預測AI模型與最佳化製程—透過將建立之精準預測AI模型技術導入化工製程,再輔以最佳演算法建立製程最佳操作條件,可創造價值(提高產能)與提升競爭力(製程節能)。
高分子混成研究室
將回收塑膠直接轉化為可直接利用之泡棉、彈性體、黏著劑或樹脂材料,實現從「解聚→回收→再製→高值應用」的完整循環鏈。於其他減碳技術上,亦開發電催化CO2再利用與氨降解產氫技術,透過觸媒合成與製程技術能量之建立,以提供產業界進行各式減碳技術之整合與串聯。在高值化材料研發上,聚焦於電子與特化產業所需之低介電高頻基板材料技術與有序性聚合製程控制技術。透過高分子結構與製程控制設計,開發具自主專利之聚苯醚寡聚物(PPO)、雙馬來醯亞胺(BMI)、有序性苯乙烯馬來酸酐共聚物(SMA)等低介電樹脂與複合體系,滿足高頻高速基板產業需求。同時結合以聚合動力學為基礎之預測模型技術,建立有序性聚合製程控制平台,提升對材料結構與合成控制性(見圖六)---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
圖六、高分子混成研究室核心技術與應用範疇
★本文節錄自《工業材料雜誌》469期,更多資料請見下方附檔。