This diploma thesis deals with the study of film formation in compliant contact. Primary attention is dedicated to the influence of the entrainment speed and slide-to-roll ratio (SRR) on the central film thickness. Based on a research study of the available experimental methods, the fluorescence microscopy was used to achieve the aim of the work. Experiments were realized in ball-on-disk configuration. Firstly, a validation of the method was performed where the solid contact of the ceramic ball and the glass disk was analyzed. Since the measured values were in a good agreement with the theoretical prediction, a ball of NBR rubber material, which is commonly used for production of lip seals and o-rings, was subsequently used. The experimental measurements were performed under pure rolling and rolling/sliding conditions when the entrainment speeds varied in the range from 10 to 400 mm / s. A constant load of 0.2 N was applied. The measured data were then compared to the theoretical predictions for compliant contacts. The results showed that the thickness of the lubricating film gradually increases with increasing entrainment speed, which corresponds to theoretical assumption. Against expectations, evident influence of SRR on the film formation has been observed. In the last part of the thesis the measured data are confronted with previously published studies. Finally, some limitations of this study are discussed and recommendations for further improvement of the used experimental method are suggested.

Das Begriffsfeld zu Transgender und verwandten Begriffen ist stark ausdifferenziert. Es soll hier nun nicht der Versuch unternommen werden, einen umfassenden Überblick über die komplexe Transgender-Thematik zu geben. Die Frage ist vielmehr, wie eine Pädagogik der Vielfalt am Beispiel von Transgender auch in Schulen umgesetzt werden kann und Schülerinnen und Schüler für dieses Thema sensibilisiert werden können. Für eine pädagogische Auseinandersetzung eignen sich insbesondere Spielfilme – und mittlerweile gibt es eine ganze Reihe geeigneter Filme zum Thema Transgender. Der Film „Transamerica“, den Hamisch in ihrem Beitrag analysiert, verdeutlicht vor allem die Identitätsherausforderungen, denen sich die Protagonistin des Films stellen muss. Dies ermöglicht einen pädagogisch-didaktischen Zugang zum Thema, der nicht von normativen Positionen ausgeht, die die Schülerinnen und Schüler mitbringen, sondern zur Reflexion über die eigene Identität anregt.

Detta examensarbete initierades och handledes av Mellifiq, ett företag som arbetar med rening av luft och vatten, där en applikation är rening av köksfrånluft med ozon. Ozon förhindrar att fettpartiklar i frånluften ansamlas på väggarna i kanalen och värmeväxlaren, vilket leder till högre brandsäkerhet och mer effektiv användning av värmeväxlaren. Syftet med detta examensarbete var att öka förståelsen av reaktionen mellan ozon och ytan av fettpartiklarna. Tunna fettsyrafilmer ovanpå ett fast underlag användes som modellsystem för att representera ytan av en fettpartikel. Tre fettsyror undersöktes, en mättad fettsyra, fettsyra A, en enkelomättad fettsyra, fettsyra B, och en fleromättad fettsyra, fettsyra C. TIR Raman-spektroskopi användes för att analysera effekten på fettsyrafilmen vid exponering av torr luft, fuktig luft med en relativ fuktighet på 80 % och fuktig luft med en konstant ozonkoncentration. Effekten av ozon undersöktes även med kontaktvinkelmätningar på fettsyrafilmerna. Resultaten från TIR Raman visade att torr luft och fuktig luft (RH 80 %) inte hade någon effekt på fettsyrafilmen, oberoende av vilken typ av fettsyra som användes. När det gäller effekterna av exponering för ozon kunde inga effekter observeras på filmen av fettsyra A i vare sig TIR Raman eller kontaktvinkelmätningar. Därför kunde ingen reaktion mellan fettsyra A och ozon bekräftas vid den ozonkoncentration som användes och de exponeringstiderna som undersöktes. Däremot oxiderades de omättade fettsyrafilmerna av fettsyra B och C när de exponerades för ozon, vilket bekräftades av den snabba minskningen av C-C-dubbelbindningarna i TIR Raman-spektra. Oxidationen av dubbelbindningar i fettsyra B verkade visa en mer komplex kinetik, med en tvåstegsprocess kopplad till en förändring av antalet molekyler vid ytan. Filmerna bestående av fettsyra C visade sig förlora materia när de exponerades för ozon, vilket tyder på att korta flyktiga ämnen bildades under oxidationsprocessen. Denna effekt observerades inte för fettsyra B, där även om den spektrala formen i CH-sträckningsområdet ändrades, vilket bevisade närvaron av nya arter, förblev den totala mängden material i filmen ungefär konstant. Dessutom gav både fettsyra B och C upphov till nya karbonyl-C=O-sträckningstoppar i spektra efter ozonisering, vilket visar att aldehyder, estrar eller båda bildas under processen. Slutligen bekräftade kontaktvinkelmätningarna med en minskning av statiska vinklar att ytan på filmerna av fettsyra B och C förändrades efter ozonisering. / This master thesis project was initiated and managed by Mellifiq, a company that works with purification of air and water, where one application is purification of kitchen exhaust air with ozone. Ozone prevents fat particles in the exhaust air from accumulating on the walls in the duct and the heat exchanger, reducing fire safety concerns and making the use of the heat exchanger more effective. The aim of this master thesis project was to further understand the reaction between ozone and the surface of the fat particles. Thin fatty acid films on top of a solid support were used as model systems to represent the surface of a fat particle. Three fatty acids were investigated, a saturated fatty acid, fatty acid A, a monounsaturated fatty acid, fatty acid B, and a polyunsaturated fatty acid, fatty acid C. TIR Raman spectroscopy was used to analyze the effect on the fatty acid film as it was exposed to dry air, humid air with a relative humidity of 80 %, and humid air with a fixed ozone concentration. The effect of ozone was also investigated with contact angle measurements on the fatty acid films. The results from TIR Raman showed that dry air and humid air (RH 80 %) had no effect on the fatty acid film, independent of the type of fatty acid used. Regarding the effects of exposure to ozone, no effects could be observed on the fatty acid A field in either the TIR Raman or contact angle measurements. Therefore, no reaction between fatty acid A and ozone could be confirmed at the fixed ozone concentration used and exposure times investigated. In contrast, the unsaturated fatty acid films of fatty acid B and fatty acid C were oxidized when exposed to ozone, as confirmed by the rapid decrease of the C-C double bonds in the TIR Raman spectra. However, the oxidation of double bonds in oleic acid appeared to show more complex kinetics, with a two-step process linked to a change in the number density of molecules at the surface. Interestingly, the films consisting of fatty acid C were shown to lose matter when exposed to ozone, indicating that short volatile species were formed during the oxidation process. This effect was not observed for fatty acid B, where though the spectral shape in the C-H stretching region changed, proving the presence of new species, the overall amount of material in the film remained approximately constant. Moreover, both fatty acid B and C gave rise to new carbonyl C=O stretching peaks in the spectra after ozonation, showing that aldehydes, esters, or both are formed during the process. Finally, the contact angle measurements confirmed with a decrease in static angles that the surface of the fatty acid B and C films changed after ozonation.

Abstract Biodegradable starch-glycerol based films were obtained. The influence of lipid compounds (palmitic, stearic and oleic acid), other polymers (hydroxypropylmethylcellulose and sodium caseinate) and bioactive compounds (¿-tocoferol, D-limonene and orange essential oil) on film properties (oxygen and water vapour barrier, optical, mechanical, nano- and microstructural). Furthermore the effect of storage time on films¿ properties was also considered. Fatty acids addition did not improve the water vapour ability of films except for non-stored saturated fatty acids containing films. X-ray diffraction results showed that cristallinity of films increased with storage time, thus increasing the stiffness and decreasing the gloss of films. Furthermore, crystallinity affected the water sorption capacity of films as function of relative humidity and temperature. Glass transition temperature of starch films varied with saturated fatty acids addition. However, oleic acid did not affect this parameter. The presence of fatty acids promoted the formation of V-type structures, thus indicatin the formation of amylose-lipid complexes that inhibited the developmet of other crystalline structures. The effect of the incorporation of other biopolymers to improve the functionality of starch films was also studied. Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) addition inhibited starch retrogradation. However, obtained films were more permeable, specially in case of oxygen. HPMC addition produced phase separation as it was observed by scanning electron microscopy. On the contrary, sodium caseinate incorporation (NaCas) allowed to obtain homogeneous films and less permeable to oxygen. Obtained films showed less mechanical resistance in comparison with pure starch films but a greater flexibility without increasing the water vapour permeability. Rearrangement of polymers chains during storage reduced the mechanical resistance, the extensibility and the gloss of composite films. Regarding the obtained results, the film including a starch:protein ratio of 50:50 was choosen as the film with the most adequate properties. Composite film (starch:Nacas ratio = 50:50) was studied as a matrix for the incorporation o active compounds (¿-tocopherol, D-limonene and orange essential oil). The effect of ¿-tocopherol addition was compared with the incorporation of oleic acid and their mixture. Lipids addition promoted phase separation between starch and NaCas due to the different interactions between each polymer and the lipids. Furthermore, oleic acid addition increased significantly the oxygen permeability whereas ¿-tocopherol greatly improved the antioxidant capacity of films without affecting the oxygen permeability. D-limonene and orange essential oil incorporation was carried out by forming rapeseed and soy nanoliposomes, which acted as carriers of bioactive components. Nanoliposomes incorporation was performed directly in starch-NaCas dispersions without any homogenization, to avoid nanoliposomes damages. Bioactive compounds addition did not confer antimicrobial capacity to the films (except for soy-orange oil nanoliposomes containing film) probably due to the high stability of nanoliposomes and the low antibacterial activity of D-limonene and orange essential oil. / Se han desarrollado y caracterizado films biodegradables a base de almidón de maíz y glicerol como plastificante, evaluando al mismo tiempo el efecto de la adición de componentes lipídicos (ácido palmítico, esteárico y oleico), otros polímeros (hidroxipropilmetilcelulosa y caseinato de sodio) y compuestos bioactivos (¿-tocoferol, aceite esencial de naranja y D-limoneno) sobre las propiedades de los films (propiedades barrera al vapor de agua y al oxígeno, ópticas, mecánicas, micro y nanoestructurales). Asimismo se evaluó la influencia del tiempo de almacenamiento en las propiedades de los films. La adición de ácidos grasos no mejoró notablemente la permeabilidad al vapor de agua excepto en el caso de los films con ácidos grasos saturados y solo en films no almacenados. Los resultados de difracción de rayos X mostraron que la cristalinidad aumentó con el tiempo de almacenamiento, incrementándose la rigidez, y disminuyendo el brillo de los films. Del mismo modo, la cristalinidad afectó a la capacidad de sorción de agua de los films en función de la humedad relativa y la temperatura. La temperatura de transición vítrea de los films de almidón se vio afectada por la adición de ácidos grasos saturados pero no por la adición de ácido oleico. La presencia de dichos componentes promovió la formación de estructuras cristalinas tipo V, indicando la formación de complejos entre los lípidos y las cadenas de amilosa e inhibiendo la formación de otros tipos de formas cristalinas. Se analizó también el efecto de la incorporación de otros biopolímeros en la posible mejora de la funcionalidad de los films de almidón. En las mezclas con hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), se inhibió la retrogradación del almidón en los films composite, pero se observó un efecto negativo en las propiedades barrera de los mismos, que fueron más permeables, principalmente al oxígeno. La adición de HPMC produjo separación de fases en los films (observada por microscopía electrónica de barrido). Por el contrario, la incorporación de caseinato de sodio (NaCas) permitió formar films homogéneos y menos permeables al oxígeno. Los films presentaron una resistencia mecánica algo menor que los films de almidón puro pero una mayor flexibilidad sin incrementar los valores de permeabilidad al vapor de agua. La reorganización de las cadenas de los polímeros con el tiempo de almacenamiento provocó la disminución de la resistencia mecánica, la deformabilidad y el brillo de los films composite. Atendiendo a los efectos observados, se eligió como formulación más adecuada el film composite formado por almidón y NaCas con un ratio de polímeros del 50:50. El film composite de almidón y NaCas (50:50) se estudió como matriz para la incorporación de compuestos bioactivos como son el ¿-tocoferol y el aceite esencial de naranja o su principal componente, el D-limoneno. El efecto de la adición de ¿-tocoferol se comparó con la influencia de la adición de ácido oleico y también con la adición de ambos compuestos. La adición de lípidos provocó una separación de fases entre el almidón y el NaCas debido a la diferente interacción entre cada polímero y los lípidos. Asimismo la adición de ácido oleico incrementó significativamente la permeabilidad al oxígeno, al contrario que el ¿-tocoferol, que además impartió a los films una elevada capacidad antioxidante. La incorporación de aceite esencial de naranja y D-limoneno se realizó utilizando nanoliposomas de lecitina de soja y lecitina de colza que encapsularon los compuestos activos. La incorporación de nanoliposomas en los films se realizó directamente en las dispersiones acuosas sin posterior homogeneización para evitar su ruptura. La adición de los compuestos bioactivos en forma de nanoliposomas no confirió capacidad antimicrobiana a los films, salvo en el caso de los nanoliposomas de lecitina de soja con aceite esencial, debido probablemente a la dificultad de los compuestos encapsulados para difundir en el film por la gran estabilidad de los liposomas y a la baja actividad antilisteria del D-limoneno y el aceite esencial de naranja. / Jiménez Marco, A. (2013). Propiedades de films de almidón de maíz. Influencia de la incorporación de lípidos, biopolímeros y compuestos bioactivos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/28214 / TESIS / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

No description available.

In industrial use of paint systems a swift processing is crucial. Another very important issue is to improve the quality of the final coating. This report investigates the film formation process of powder coatings, specially the spreading of individual powder particles. The obtained results can be used to understand and control the film formation process. In this way the desired levelling can be achieved and thus the desired gloss or other surface characteristics that may be required. This means that the method could be used when evaluating different polymer and additive combinations that could be used to change film formation behaviour or curing time for powder coating systems to suit various substrates. It makes it possible to avoid and minimize different surface defects as orange peel or cratering in the powder coated film. We used a reflection optical microscope to better understand the film formation process and especially the spreading of a powder melt on surfaces with various surface energies. The obtained data were: the particle diameter, the area, area ratio and the contact angle of the powder particle as a function of time and temperature. This information can be used to derive the surface tension of any powder melt. In this report we evaluate the dependencies of temperature, heat rate and surface energy for powder coatings on different substrates. The method provides information that can be used to optimize the film formation of a specific powder coating/substrate combination. This method can be used to evaluate the powder spreading and levelling on different substrates from a surface tension point of view. We found, as expected, that the powder flows out on a hydrophilic surface and is inhibited by a hydrophobic. The increase of the area ratio on a hydrophilic surface was about five times as the initial area coverage and on a hydrophobic surface only two times the initial area coverage. The contact angle between the melted powder particle on the different surface types could be calculated. The melt surface tension could be calculated since three substrates surfaces with various surface energies were used. The melt surface tension was found to be about 18.5 mN/m. / Sammanfattning Vid industriell användning av ett färgsystem är det viktigt med en snabb och smidig målningsprocess. En viktig del är att förbättra kvaliteten på den färdiga ytan. Denna rapport undersöker filmbildningsprocessen för pulverfärg, närmare bestämt spridningen av individuella pulverpartiklar. Resultaten från utvärderingen av denna metod kan användas för att bättre förstå och få kontroll över filmbildningsprocessen. Med denna undersökningsmetod kan den önskade utslätningen uppnås och därmed den önskade glansen eller annan yteffekt som kan vara önskvärd. Metoden kan användas för att utvärdera olika polymer- och additivkombinationer som kan användas för att ändra filmbildningens uppförande eller bestämma härdningstiden för en pulverfärg att passa ett visst substrat. Metoden gör det möjligt att förhindra och minska olika ytdefekter såsom apelsinskals- eller kratereffekter i pulverfärgens yta. Ett optiskt reflectionsmikroskop användes för att bättre kunna förstå filmbildningsprocessen och särskilt spridningen av smält pulver på substrat med olika ytenergier. De mätdata vi fick var partikeldiameter, area, areaförändring och kontaktvinkeln för pulverpartiklar som funktion av tid och temperatur. Ur denna information kunde pulversmältans ytenergier härledas. I denna rapport utvärderas pulvrets beroende av temperatur, uppvärmning och ytenergi på olika substrat. Denna metod ger information som kan användas för att optimera filmbildningen av en specifik kombination av pulverfärg och substrat. Denna metod kan också användas för att utvärdera pulverspridning och utjämning av färgfilmen på olika substrat med avseende på ytenergierna. Som förväntat flyter pulvret ut på hydrofila ytor och utflytningen ändras på en hydrofob yta. På en hydrofil yta sprider sig partikeln till fem gånger den ursprungliga arean över substratet och motsvarande två gånger för en hydrofob yta. Kontaktvinkeln mellan en smält pulverpartikel på olika sorters substrat från utförda mätningar beräknas utifrån utförda mätningar. Kontaktvinklar mellan pulver och olika substrat kan användas för att beräkna smältans ytspänning. Smältans ytspänning kan beräknas då experiment gjorts på tre sorters ytor med olika kända ytenergier. Smältans ytspänning var 18,5 mN/m. Slutsatsen är att det går att observera och utvärdera resultaten av utsmältningsförloppet för pulverfärg med denna metod.

Improved fabrication of poly(vinylindenefluoride)-hexafluoropropylene (PVDF-HFP) thin films is of particular interest due to the high electric coercivity found in the beta-phase structure of the thin film. We show that it is possible to obtain high-quality, beta-phase dominant PVDF-HFP thin films using a direct approach to Langmuir-Blodgett deposition without the use of annealing or additives. To improve sample quality, an automated Langmuir-Blodgett thin film deposition system was developed; a custom dipping trough was fabricated, a sample dipping mechanism was designed and constructed, and the system was automated using custom LabVIEW software. Samples were fabricated in the form of ferroelectric capacitors on substrates of glass and silicon, and implement a unique step design with a bottom electrode of copper with an aluminum wetting layer and a top electrode of gold with an aluminum wetting layer. Samples were then characterized using a custom ferroelectric measurement program implemented in LabVIEW with a Keithley picoammeter/voltage supply to confirm electric coercivity properties. Further characterization using scanning electron microscopy and atomic force microscopy confirmed the improvement in thin film fabrication over previous methods.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Improved fabrication of poly(vinylindenefluoride)-hexafluoropropylene (PVDF-HFP) thin films is of particular interest due to the high electric coercivity found in the beta-phase structure of the thin film. We show that it is possible to obtain high-quality, beta-phase dominant PVDF-HFP thin films using a direct approach to Langmuir-Blodgett deposition without the use of annealing or additives. To improve sample quality, an automated Langmuir-Blodgett thin film deposition system was developed; a custom dipping trough was fabricated, a sample dipping mechanism was designed and constructed, and the system was automated using custom LabVIEW software. Samples were fabricated in the form of ferroelectric capacitors on substrates of glass and silicon, and implement a unique step design with a bottom electrode of copper with an aluminum wetting layer and a top electrode of gold with an aluminum wetting layer. Samples were then characterized using a custom ferroelectric measurement program implemented in LabVIEW with a Keithley picoammeter/voltage supply to confirm electric coercivity properties. Further characterization using scanning electron microscopy and atomic force microscopy confirmed the improvement in thin film fabrication over previous methods.

The legislation has forced the vehicle industry to reduce tail-end emissions. The air pollutant nitrogen oxide (NOX) has been shown to have a negative impact on human health and the environment. One of the key technologies to reduce the levels of NOX emitted from a vehicle is by implementing an after-treatment system. The after-treatment system includes catalysts, a particle filter and an evaporation system. In the evaporation system a liquid jet containing a urea-water solution known as AdBlue is injected into the hot exhaust gases to evaporate into gaseous ammonia NH3 and water H2O. Then NH3 enters the Selective Catalytic Reduction (SCR) catalyst where it chemically reacts with NOX to form N2 and H2O. Problems can arise if an excessive amount of AdBlue is injected and a fluid film is formed on evaporation surfaces. At certain operating conditions the fluid film can crystallise and form solid deposits. The solid deposits can cause high back-pressure, material deterioration and ammonia slip. This project is done in collaboration with Scania CV AB. Scania is a world-leading manufacturer of heavy-duty vehicles, busses and engines. Scania works continuously to develop new simulation methods to capture the complex phenomena of AdBlue spray, wall film dynamics and risk of solid deposits, to use in the development process of new components. The aim of this project is to implement and evaluate a new method to predict the risk of crystallisation of urea (AdBlue) using the software Star-CCM+. Two different geometries are studied, a test rig and a Scania silencer. Different operating conditions, parameter settings and a speed-up method are analysed. During the project a base-line model has been created and the results have been compared with measurement results and the software AVL Fire. The results on the test rig show the effect of altering the mesh and important model parameters. Injected particles are grouped into parcels with the same properties. The number of parcels is a crucial factor for the wall film formation and should be sufficiently high to get a statistical representation of the droplet size distribution. The results from the real silencer show strong evaporation and thin wall film formation with the suggested method. The method is shown to be stable and the software is user-friendly. A speed-up method was investigated to decrease the computational time. The computational time was reduced by a factor 20. The outcome of this project is a guide for set-up of AdBlue spray and wall film simulations. Recommendations to future work includes further validation of the settings, investigation of the evaporation rate and droplet size distribution and the application to other cases. The next step is also to tune the critical thresholds for deposit risk assessment. / Lagstiftning har tvingat fordonstillverkare att minska avgasutsläppen. Luftföroreningen kväveoxid (NOX) har visat sig ha en negativ inverkan på människors hälsa och på miljön. En viktig teknik för att minska utsläppen av NOX ¨ar att implementera ett efterbehandlingssystem. Efterbehandlingssystemet tar hand om avgaserna genom substrat, filter och ett förångningssystem. I förångningssystemet sprutas en urea-vattenlösning, som kallas AdBlue, in i de heta avgaserna där den förångas till ammoniak NH3 och vatten H2O. Ammoniakgasen leds därefter in till SCR katalysatorn där den kemiskt reagerar med NOX och bildar kvävgas N2 och vattenånga. Problem kan uppstå om fel mängd AdBlue sprutas in, då kan vätska byggas upp på förångsningsytor, kristallisera och bilda avlagringar. Avlagringarna kan bygga upp en solid klump som kan orsaka ett högt mottryck, nedbrytning av material och ammoniakslip. Detta arbete är ett samarbete med Scania CV AB som är en världsledande producent av lastbilar, bussar och motorer. Scania arbetar kontinuerligt med att utveckla nya simuleringsvertyg för att beskriva uppkomsten av Urea avlagringar för att använda i utvecklingen av nya komponenter. Syftet med detta arbete är att implementera och utvärdera en ny metod för att prediktera klump mha simuleringsverktyget Star-CCM+. Två olika geometrier är använd i arbetet: en testrigg och en av Scanias ljuddämpare. Olika driftspunkter, parametrar och en uppsnabbad metod är studerade. Under projektets gång har en modell byggts upp och jämförts med mätningar och simuleringar från programvaran AVL Fire. Resultatet från simuleringarna på testriggen visar effekten av att variera olika parametrar. Partiklarna som sprutas in i systemet är grupperade i paket med liknande egenskaper. Antalet paket påverkar uppbyggnaden av väggfilm och det rekommenderas att denna parameter hålls hög för att statistiskt beskriva droppfördelningen av partiklar. Resultaten på ljuddämparen visar en stark förångning och en tunn väggfilm för samtliga driftspunkter. Den implementerade metoden har visat sig vara stabil och användarvänlig. En uppsnabbad metod har utvärderats för att minska beräkningstiden. Beräkningstiden kunde minskas med en faktor 20. Resultatet av arbetet är en guide för hur metoden implementeras och bör användas. Rekommendationer till framtida arbete är en fortsatt undersökning av parametrar, utvärdering av förångningsmodellen, validering av droppstorleksfördelningen och tillämpningen på andra geometrier. Nästa steg i utvecklingen skulle vara att kalibrera tröskelvärden för prediktering av klump.