The purpose with this work is to increase the understanding about the energy consumed in papermaking, by combining existing calculation models and calculations, that gives the outgoing moisture rate and the needed energy for unit operations, vacuum dewatering and wet pressing, as well as a model for frictions that occur when different number of suction boxes are used. The moisture ratio that becomes the best of the first dewatering and then the pressing is then the decisive factor for energy required in the drying section, to dry off the remaining water. Using the vacuum model, in the wire section, the result showed that the dewatering is not dependent on the temperature, because after the stock has travelled for a time in the wire section, the stock will have close value regardless of the initial stock temperature. Vacuum pressure levels of 30 and 40 kPa do not make a big difference during dewatering, but vacuum pressure levels of 50 and 60 kPa give a significant difference in dewatering, which is summarized by the fact that increased vacuum pressure level gives a smaller initial moisture ratio. The decreasing permeability model used in this work (press model), shows that increasing pressure results in less outgoing moisture from press section. With increased pressing pressure, vacuum pressure level becomes less important during dewatering system. The stock temperature parameter affects the dewatering in press section, that increasing temperature give less outgoing moisture. The friction energy increases with increased vacuum pressure and increased number of vacuum suction boxes, but the friction energy does not change with increased speed, which means that you can increase paper production without having to apply more energy.

There is a big interest in the food packaging industry when it comes to substituting the non- renewable plastics with sustainable biomaterial such as biopolymers. The aim of this study is to create a bio-based barrier coating that contributes to the development for an excellent dispersion barrier against oxygen and grease. The challenge was to create an optimized formula to achieve a barrier material with low permeability and that has enough flexibility to be converted into end-products. Water-based formulations with xylan and additions of polycation PEI, plasticizers of xylitol and glycerol, and clay were made to create an optimized balance to accomplish the desired barrier properties. To evaluate the barrier properties of the material the methods for pinholes and grease resistance, well known traditional KIT method, was used to investigate the potential of the formula. The samples that had the most promising results regarding the quality in terms of occurring cracks or pinholes for example, were further analyzed with Scanning Electron Microscopy (SEM) and the Oxygen Transmission Rate (OTR) was measured. It was shown that the coatings that composed of <7 weight-% plasticizer (per dry content) had high grease resistance. Combining polycation and clay showed contributing factors such as a decrease in OTR and high resistance against grease penetration which shows a potential for successful development in barrier packaging applications.

Lignin is regarded as a promising raw material for the production of biobased products, such as chemicals, materials and fuels, and will most probably be a key component in future lignocellulosic biorefineries. This thesis examines the lignin extraction process in a kraft pulp mill, the technologies that are available for this purpose, and the impact made on the mill. Several different kraft lignin extraction processes and technologies are currently available and are basically linear: chemicals are brought from outside the mill and introduced into the process and the mill balance. Depending on their origin, the addition of these chemicals will affect the mill to a lesser or greater degree, both economically and environmentally. A conceivable way of reducing the impact made on the mill´s balance would be the in-house production of the chemicals used, sulphuric acid and CO2, which takes a more sustainable circular approach. The results obtained show that utilisation of existing process streams in the mill as a source of chemicals could be a way of not only reducing these impacts but also making lignin extraction more sustainable. Internal production of sulphuric acid is possible and could generate a substantial amount for use as replacement of the fresh sulphuric acid needed for the lignin extraction process; CO2 is available in large quantities in the mill and could be captured and used for lignin extraction.

No description available.

Uppgiften var att framställa aktivt kol (AK) med kemisk aktivering och undersöka hur de olika reaktionsbetingelserna påverkar dess kvalitetet. Parametrarna som reglerades var: temperatur 400, 450 och 500(°C), impregneringsbas KOH och NaCO3 och mängd impregneringsbas i förhållande till biomassan 1, 1,5 och 2 *mbio. mbio betyder vikten av biomassan och viktförhållandena var alltså 1:1-, 1:1,5- och 1:2 (mbio : mlösning). Vidare hade lösningen en koncentration på 20 vikts-%. I Kuba identifierades 2007-2010 de största miljöproblemen av CITMA (El Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente de Cuba) som jobbar för att motverka dessa. Bland miljöproblemen fanns förorening av vatten, luft och land samt bristen på vatten till jordbruket, industrier och privatpersoner på grund av saltintrång och andra kontaminationer. Aktivt kol (AK) är ett högporöst material som används för att separera hydrofoba molekyler från vätske-, och gasströmmar för att rena dessa eller återanvända adsorbatet. AK används i köksfläktar, inom livsmedelsindustrin, vattenrening, medicin och mycket mer. Den goda adsorptionsförmågan AK har är en effekt av den hydrofoba ytan på kolet och dess höga porositet. AK påminner om en tvättsvamp med massa kanaler och porer vars väggar sammanlagt ger materialet en stor yta per viktsenhet, ca 800-1500 m2/g. Porerna i AK delas in i tre grupper beroende på pordiametern och dessa är: mikroporer, mesoporer och makroporer i stigande storleksordning. Beroende på vad det aktiva kolet ska användas till kan förhållandet mellan dessa porer regleras. Porositeten fås genom aktiveringen av kol när vissa kemikalier reagerar med kolet under höga temperaturer. De två metoderna för att framställa aktivt kol är fysikalisk- och kemisk aktivering. Fysikalisk aktivering sker i två steg genom oxidation av kolet med t.ex. CO2 (g) eller vattenånga under hög temperatur. Kemisk framställning sker i ett enda steg med en impregneringskemikalie (ofta syra eller bas) istället för en gas och under något lägre temperaturer än för fysikalisk aktivering.Kemisk framställning användes för att ta fram 18 prover med hjälp av olika reaktionsbetingelser. Variablerna som reglerades för att skapa betingelserna var temperatur, val av kemikalie och mängd kemikalie i förhållande till biomassan. Därefter gjordes tre vanliga analysmetoder för AK som skulle demonstrera dess kvalitet i avseende på gas- och vätskeadsorption. Adsorption av ammoniak och bensin i gasform gjordes separat för att jämföra adsorptionsförmågan i vikts-%. Genom beräkning av jodtal kunde också adsorptionsförmågan i vätska bestämmas. För AK med god gasadsorptionsförmåga är det fördelaktigt att använda ”mjuka” betingelser. Det bästa AK för gasadsorption erhölls med betingelserna 400°C och ett förhållande KOH-lösning/ biomassa = 1. Det gav 45 vikts-% adsorption av ammoniak och 63 vikts-% adsorption av bensin. Aktiva kol framställt med betingelserna 450°C och ett förhållande mKOH-lösning/ biomassa = 1,5 hade bra vätskeadsorption och gav ett jodtal på 241 mg/g. Spridningen undersöktes inte vilket innebär att resultatet inte garanterat kan upprepas. / The assignment was to produce activated Carbon (AC) using chemical activation and determine how the reaction conditions affect its quality. The parameters were: temperature 400, 450 and 500(°C), the impregnation base KOH and NaCO3 as well as the impregnation ratio of these bases in relation to the biomass 1, 1.5 and 2 *mbio. Mbio is the weight of the biomass and thus the weight relationship was 1:1-, 1:1,5- and 1:2 (mbio : msolution). The concentration of the solution was 20 % by weight. In Cuba 2007-2010, the biggest environmental problems were identified by CITMA, an organization working to prevent and neutralize environmental threats. Among these problems were pollution of water, air and land and the shortage of water owing to salt infringement and other contaminations.AC is a porous material used to separate hydrophobic molecules from liquid- or gaseous flows in order to purify these or to reuse the adsorbate. AC is used in kitchen fans, in the food industry, for water treatment, medicine and much more. AC’s ability to adsorb is due to the porosity of the material in combination with the hydrophobicity of its surface. Like a sponge, AC has many pores and canals running through the material and the sum of all the walls within the canals has an incredible surface area; 800-1500 m2/g. The pores are divided into three groups based on their diameter. These are, in order from smallest to biggest: micropores, mesopores and macropores. The ratio of these pores can be adjusted to fit the purpose of the AC. AC gets its porosity from the activation during which the biomass is reacting with chemicals in high temperatures. The two methods for producing AC are physical/thermal activation and chemical activation of which the former needs higher a temperature and uses gaseous impregnation agents in a two-step mechanism. The chemical activation however uses lower temperatures, liquid impregnation agents (such as an acid or base) and uses only a one-step mechanism. During the project chemical activation was used to produce 18 samples, all using different parameters. The parameters adjusted were the temperature, the choice of chemical and the impregnation ration of that chemical. After producing the samples three tests were conducted in terms of adsorption of gaseous ammonia, gaseous gasoline and dissolved iodine to confirm the quality of adsorption of both gases and liquids. The gaseous adsorptions were weighed before and after adsorption to get the weight-% of the AC. Using the equation for the iodine number the capacity of liquid adsorption was assured. To obtain AC with good gas adsorption capacity low levels of temperature and impregnation ratio were preferred. The best result was reached with T = 400°C and 1*(mbio) KOH (20 weight-%) and that meant a gas adsorption of 45 weight-% ammonia and 63 weight-% gasoline. The best liquid adsorption was reached with an activated carbon produced with T = 450°C and an impregnation ratio mKOH-solution/ biomass = 1.5. This activated carbon gave an iodine number of 241 mg/g. The distribution was not investigated and thus the result may not be repeatable.

I många processindustrier är det viktigt att kunna mäta processvätskors egenskaper på ett bra sätt. Detta går att göra på olika vis. Företaget Acosense AB producerar och säljer ett instrument för att analysera processvätskors egenskaper. Denna metod är en onlineanalys som baseras på aktiv akustisk spektroskopi. Onlineanalysen fungerar på så sätt att en ljudsignal med olika frekvenser skickas genom ett rör där processvätskan strömmar genom. På andra sidan röret sitter en sensor som registrerar ljudsignalen. Beroende på processvätskans egenskaper påverkas ljudsignalen olika mycket och på olika sätt. Det som mäts är hur ljudsignalen förändras. Vid Stora Enso Skutskär produceras pappers- och fluffmassa och anläggningen är en av de industrier som använder tekniken. Genom att i realtid mäta vissa egenskaper hos processvätskorna kan produktionen av massa effektiviseras. Examensarbetet går ut på att ta reda på hur bra tekniken fungerar för att analysera variablerna TOC(totalt organiskt kol), otvättad massakoncentration, tvättad massakoncentration och kappatal. Även en utvärdering av vilken nytta Stora Enso Skutskär kan ha av onlineanalysen görs. För att undersöka tekniken tas massaprover vid kokare 2 hos Stora Enso Skutskär. Proverna analyseras med avseende på de nämnda variablerna. Provresultaten kopplas sedan samman med akustiska spektrum som den akustiska mätutrustningen genererar. Tanken är att utvärdera om det går att analysera variablerna TOC, otvättad massakoncentration, tvättad massakoncentration och kappa med hjälp av akustiska spektrum och statistiska modelleringsmetoder. Denna sammankoppling görs med multivariat analys genom att skapa PCA- och PLS-modeller i programvaran SIMCA. Prover och akustiska spektrum som anses vara på något sätt fel eller icke representativt för massaprocessen eller den akustiska mätutrustningen utesluts för att inte påverka modellerna på ett negativt sätt. PLS-modellerna som tas fram för TOC, otvättad massakoncentration och tvättad massakoncentration har enligt SIMCA dåliga predikteringsförmågor. Även vid test med observationer som inte påverkar modellerna blir resultaten inte korrekta. Det få antalet observationer som modellerna bygger på tros vara en stor orsak till att modellernas predikteringsförmågor inte blir bra. Vid skapandet av PLS-modellen för kappa används betydligt fler observationer. Denna modells predikteringsförmåga blir bättre. För att kunna göra modellerna bättre föreslås att fler prover tas så att modellerna kan byggas upp av fler observationer. Genom att använda en fungerande akustisk onlineanalys går det troligen att effektivisera produktionen på fler än bara ett ställe vid Stora Enso Skutskär. / In many process industries, it is important to be able to measure the properties of process fluids in a good way. This can be done in different ways. The company Acosense AB produces and sells an instrument that is able to analyze the properties of process fluids. This method is an online analysis based on active acoustic spectroscopy. The online analysis functions by sending an audio signal with different frequencies through a pipe where the process fluid flows through. At the other side of the pipe a sensor is located that registers the audio signal. Depending on the properties of the process fluids the audio signal is affected to a certain degree and in different ways. What is measured is how the audio signal changes. Stora Enso Skutskär where paper and fluff pulp is produced is one of the industries that use the technology. By measuring certain characteristics of the process fluid in real time the production of pulp can get more effective. The purpose of the thesis is to find out how well the technology is working to analyze the variables TOC (total organic carbon), unwashed pulp concentration, washed pulp concentration and kappa number. An evaluation of what benefits Stora Enso Skutskär may get from using the online analysis is also made. To investigate the technology pulp samples are taken at boiler 2 at Stora Enso Skutskär. The samples are analyzed with regard to the mentioned variables. The test results are then linked together to the acoustic spectrum that the acoustic measurement equipment generates. The idea is that it should possible to predict the variables TOC, unwashed pulp concentration, washed pulp concentration and kappa number by using only the acoustic spectrum and statistical modeling methods. This connection is made with multivariate analysis by creating PCA and PLS models in the software SIMCA. Samples and acoustic spectrum that are considered to stand out to much or are non-representative of the pulping process or of the acoustic measurement equipment are excluded so they don’t affect the models in a negative way. The PLS models are developed for TOC, unwashed pulp concentration and washed pulp concentration has, according to SIMCA poor ability to predict. When testing with the observations that do not affect the models, the results are still poor. The reason for the poor ability to predict is believed to be the low number of observations which the models are based on. When creating the PLS model for the kappa number a significantly higher number of observations are used. This models ability to predict is better.I In order to make better models it is suggested that more samples are taken so that the models can be based on more observations. By using a functional acoustic online analysis the production can probably get more efficient in more than one location at Stora Enso Skutskär.

Mikroplaster är små plastpartiklar, mindre än 5 millimeter i längd, som vanligtvis har sitt ursprung i kosmetika, hudvårdsprodukter, kläder eller blästringsmaterial. Oavsiktligt hamnar mikroplasterna i avloppsvattnet som leder partiklarna till reningsverken. Under reningsprocessen avskiljs den största mängden mikroplastpartiklar men ändå släpps det ut en ansenlig mängd mikroplaster varje år till recipienterna. Vilka skador mikroplastpartiklarna medför är idag oklart. Ett mål med studien har varit att kvantifiera mängden mikroplaster som kommer in till respektive släpps ut från Käppala reningsverk. För att kunna kvantifiera mängden mikroplaster har ett annat mål med studien varit att utveckla separationsmetoder för mikroplaster från organiskt material och övriga partiklar och ämnen i avloppsvattnet. Separationsmetoderna i detta projekt syftade till att kunna avskilja 100 % av partiklarna så att de istället kunde vägas men det visade sig att vara en svår uppgift. De separationsmetoder som undersöktes var behandling av inkommande vatten med väteperoxid och kaliumperoxodisulfat, som bryter ner organiskt material. Men dessa metoder klarade inte av att bryta ner cellulosan från bland annat toalettpapper. Väteperoxiden och kaliumperoxodisulfaten blekte dessutom samtliga fibrer vilket gjorde det omöjligt att urskilja cellulosafibrer från plastfibrer. Ingen separationsmetod fungerade utan vidare studier behövs. Eftersom ingen fungerande separationsmetod utvecklades skedde kvantifieringen genom att filtrera små mängder, 50 milliliter, inkommande avloppsvatten genom ett finmaskigt planktonnät med maskstorleken 50 μm. Filtret undersöktes sedan i stereomikroskop och antalet mikroplaster räknades. Resultatet blev att inkommande avloppsvatten till Käppalaverket innehåller cirka 300 000 mikroplastpartiklar/m3. Det renade avloppsvattnet undersöktes på samma sätt. 100 liter vatten stegfiltrerades genom planktonnät om 300 μm respektive 20 μm i maskstorlek. En m3 renat avloppsvatten innehåller cirka 194 mikroplastpartiklar. Ungefär 0,06 % av de inkommande plastpartiklarna avges således till recipienten, vilket innebär att flera ton mikroplastpartiklar fångas upp av reningsverkets slam varje år. Slammet sprids, efter rötning, som gödningsmedel på åkrar i Stockholmstrakten. Fortsatta studier bör ske med avseende på att utveckla separationsmetoder för mikroplaster i avloppsvatten. Studier bör också ske på hur mikroplasterna påverkar den marina miljön och hur mikroplasterna påverkar jorden på de åkrar som slam från reningsverket sprids på. / Micro plastics are small plastic particles, less than 5 millimeters long, which usually originate from cosmetics, skin care products, clothing or blasting material. Micro plastics accidentally ends up in the waste water resulting in particles transported to the treatment plants. During the process of removing contaminants from the waste water the largest amounts of micro plastic particles are separated, but still considerable amounts of micro plastics are released to recipients each year. What damages micro plastic particles causes is unclear today. One purpose of the study has been to quantify the amount of micro plastics coming into the respective discharged from Käppala. In order to quantify the amount of micro plastics another purpose of the study was to develop separation techniques of micro plastics from organic material and other particles and substances in the waste water. The separation methods in this project aimed to be able to separate 100% of the particles so that they instead could be weighed but it turned out to be a difficult task. The separation methods tested were treating incoming water with hydrogen peroxide and potassium peroxodisulfate, which breaks down organic material. These methods but were unable to break down cellulose from toilet paper for example. The hydrogen peroxide and the potassium peroxodisulfate bleached all the fibers making it impossible to discern cellulose fibers from plastic fibers. No separation method worked so further studies on this will be needed. Due to the failure of developing an effective separation method quantification occurred by filtering small amounts, 50 milliliters, of incoming waste water through a fine mesh plankton mesh of 50 microns. The filter was then examined in a stereo microscope. The number of micro plastics was counted. Incoming waste water to Käppalaverket was found to contain about 300 000 micro-plastic particles/m3. The treated sewage was examined in the same way. 100 liters of water were filtrated in several steps by plankton mesh of 300 microns and 20 microns in mesh size. One m3 of treated waste water contains 194 micro plastic particles. Approximately 0.06% of the incoming plastic particles are discharged to the recipient, which means that multiple tones of micro plastic particles are captured by the treatment plant sludge each year. The sludge is spread, after anaerobic digestion, as fertilizers on fields in the Stockholm area. Further studies should be carried out for developing separation methods regarding micro plastics in waste water. Studies should also occur on how the micro plastics are affecting the marine environment and how micro plastics affect the soil in the fertilized fields.

Sverige och dess avloppsreningsverk har, tillsammans med andra baltiska länder, problem med att uppfylla de reningskrav som finns angående utsläppen av kväve i de sjöar och hav. Att höja temperaturen i den biologiska kvävereningen är ett tänkbart alternativ för att förbättra reningen även under den årstiden då inkommande vatten är som lägst. Hammarby Sjöstadsverk har tillsammans med Oskarshamns Kommun tagit fram ett projekt kallat ITEST, Increased Technology and Efficiency in Sewage Treatment, där projektets huvudsakliga uppgift är att studera hur temperaturen påverkar den biologiska kvävereningsprocessen. Tillsammans med projektet har syftet med detta examensarbete varit att studera hur temperaturen, samt andra viktiga faktorer, påverkar den biologiska kvävereningen, och då framförallt nitrifikationen. Målet har varit att genomföra tester i en försöksanläggning i pilot-skala och att genomföra en litteraturstudie om temperaturens påverkan på kvävereningen samt kvävets påverkan på miljön i samhället. Projektet utfördes på Sjöstadsverket där en pilotanläggning med två opererande linjer hade satts upp. I den ena linjen reglerades temperaturen och den andra linjen agerade referenslinje. Prover och analyser har gjort från de båda linjerna, där kvävefraktionerna ammonium, nitrat och totalkväve har studerats. Temperaturens inverkan på denitrifikationen samt nitrifikationen har därefter studerats och diskuterats. Resultatet av litteraturstudiearbete visar att kvävereduktionen är beroende av temperaturen och att det bör vara möjligt att öka kvävereduktionen genom att höja temperaturen för den biologiska kvävereningsprocessen. Dock kunde ingen tydlig slutsats dras från de försök i testanläggningen som gjordes. Kvävereningen i de båda linjerna visade ett relativt liknande resultat trots temperaturskillnaden. Troligtvis var denna temperaturskillnad för liten för att ett tydligt resultat skulle kunna urskiljas. / Sweden and its municipal wastewater treatments plants, has as other Baltic countries, problem meeting the requirement on nitrogen compounds discharged via municipal wastewater. Raising the temperature of the wastewater, in the biological nitrogen removing process, is a possible alternative in order to achiev a higher reduction efficiency during the cold season when the wastewater has a bad cleaning outcome because of the low temperature. Hammarby Sjöstadsverk has, together with Oskarshamns municipality, developed a project named ITEST,-( Increased Technology and Efficiency in Sewage Treatment), where the project is based on studying the temperature influence on the biological nitrogen reduction process. The aim with this thesis, has been to study how the temperature, but also other important factors, influence the biological nitrogen reduction process, and then mainly the nitrification process. The main objective has been to run tests in a pilot plant and to do a literature review about the temperature influence on the nitrogen reduction process and the influence on the environment. The performance of the project was at Sjöstadsverket where two testing line had been set up. The testing plant concisted of one line with adjusting temperature and another line acted as a reference line. Measurements have been performed from both lines, where the outgoing concentrations of ammonia, nitrate and totalnitrogen has been studied. From the studies a discussion of the temperature influence of the denitrification and the nitrification process has been fulfilled. The result of the literature study part of thesis thesis shows that the nitrogen reduction rate is dependent on the temperature of the wastewater and it thought to be possible to get a better treatment in the biological nitrogen removal step if the temperature can be higher. The test in the pilot plant didn´t show a clear result. The nitrogen reduction rate showeds from both lines quite similar results despite the differences of both lines temperature. The difference of temperature in the two lines was probably too small to show a clear result.

The main objective of this study was to elucidate the possibilities to use wheat gluten (WG) as a binder for particleboards, as well as soy protein isolate (SPI). The focus was on the effect of the adhesive formulation and the processing conditions, while the press parameters were kept constant. Some aspects of the dispersion and the preparation of the dispersions that were investigated are: the time (1, 3 or 5h) to prepare the dispersion, the temperature (room temperature, 50 or 80°C) during the preparation of the dispersions and the effect of storing (1, 2.5 or 4 days) the dispersions. Furthermore, the utilization of green particles versus dried particles was examined. The concentration (12, 16, 20 or 24%) of WG dispersion and the process for applying it to the particles was studied. Two application methods were evaluated, in application method 1 (appl. 1) all the dispersion was added to the particles in one step before the particles were dried. When application method 2 (appl. 2) was employed the dispersion was added in two steps, some of the dispersion was added before the drying and some after the drying. The considered board properties were internal bond (IB), thickness swelling (TS) and water absorption (ABS). The results show that in the case of SPI dispersion the temperature seems to not be of significant importance and it appears as if longer time to prepare the dispersion is beneficial. On the other hand for WG dispersion it looks as if a lower temperature is preferable for the preparation of the dispersion and that the time to prepare the dispersion is of no importance. Furthermore, storing the dispersions for more than one day before it was used as an adhesive for particleboards (PB) resulted in poorer boards. According to this study it is beneficial to use dried particles instead of green particles. Additionally, the results show that the interaction between the concentration of WG dispersion and how it is applied is a significant factor, considering the IB value. However, in general the two step process (appl. 2) is preferable. / Huvudsyftet med den här studien var att undersöka möjligheterna att använda vetegluten (WG) som bindemedel för spånskivor, även sojaproteinisolat (SPI) har undersökts. Fokus låg på effekten av formuleringen av bindemedlet och processbetingelserna, medan pressparametrarna hålls konstanta. En del parametrar som studerades med avseende på tillverkning av dispersionerna var: tiden (1, 3 eller 5 h) att bereda dem, vid vilken temperatur (rumstemperatur, 50 eller 80°C) de preparerades och effekten av att lagra (1, 2,5 eller 4 dagar) dispersionerna. Vidare, undersöktes användning av råspån kontra torkat spån. Koncentrationen (12, 16, 20 eller 24 %) för WG-dispersionerna och processen för belimning med dessa dispersioner utvärderades. Två applikationsmetoder testades, i applikationsmetod 1 tillsattes hela mängden dispersion i ett steg till spånet innan det torkades. I applikationsmetod 2 tillsattes dispersionen i två steg en del tillsattes innan torkning och resten tillsattes efter torkning. Skivegenskaperna som utvärderades var, tvärdrag (IB), svällning (TS) och absorption (ABS). Resultaten visade att det kan vara fördelaktigt att tillreda SPI-dispersioner under en längre tid och det verkar inte som att temperaturen är en viktig parameter. Däremot förefaller det som att lägre temperatur är gynnsamt när en WG-dispersion ska blandas och att tiden inte är av signifikant betydelse. Vidare, förefaller det som att lagring längre än en dag av dispersionerna har en negativ effekt på deras förmåga som bindemedel för spånskivor. Enligt den här studien är det fördelaktigt med avseende på skivegenskaper att använda torkat spån istället för råspån. Resultaten visar att samverkan mellan koncentration och applikationsmetod kan vara en signifikant faktor, med avseende på IB-värdena. Dock verkar det överlag som att tvåstegsbelimningen är fördelaktig. / QC 20110518

The awareness of our need for a sustainable society has encouraged the search for renewable, high quality materials that can replace oil-based products. This, in combination with increased competition in the forest industry, has stimulated a lot of research into different types of wood-based materials where cellulose-rich fibres are combined with different types of polymers. There is hence a large need to develop efficient fibre modification techniques by which the fibres can be tailored to obtain specific properties. Furthermore, by modifying only the surface of fibers a significant change in properties can be achieved although only a relatively small amount of the total fibre material is modified. The potential impact of a surface modification increases tremendously when nano-sized fibres are used due to the larger interfacial area between the fibres and their surroundings. Interest in smaller building blocks in the nanometer range has continued to grow rapidly in recent years due to both the availability and preparation/synthesis of smaller building blocks and to the discovery of the high performance of these types of nanocomposites. In this thesis, three different types of surface modifications are presented as new tools to design the properties of new novel cellulose-based materials. In the first work, thermoresponsive nanocomposites have been assembled from specially designed thermoresponsive polymers and nanofibrillated cellulose. The polymers have one thermoresponsive block and one cationically charged block which can thus attach the polymer to an oppositely charged fibre/fibril surface. Multilayers were assembled with these polymers and the nanofibrillated cellulose utilizing the layer-by-layer technique, resulting in thin films with thermoresponsive behavior which for example could be used for controlled drug-release applications. In the second work, an amphiphilic block copolymer with one high molecular weight hydrophobic polystyrene block and one cationic block was synthesized for use as a compatibilizer between fibres and hydrophobic polymer matrices in composites. These polymers self-assemble into micelles in water with the hydrophobic part in the core of the micelle and the cationic part in the shell. Due to the cationic charges, these micelles adsorb to oppositely charged surfaces where the hydrophobic parts can be liberated on the surface by a heat treatment, leading to a new, less hydrophilic, surface with a contact angle close to that of pure polystyrene. Atomic force microscopy was used to measure the adhesive properties of a polymer-treated surface using a polystyrene probe at different temperatures and contact times. The adhesion increased with increasing contact time for the treated surfaces, probably due to entanglement between the polystyrene blocks at the treated surface and the probe. The relative increase in adhesion with contact time was higher at the lower temperature whereas the absolute value of the adhesion was higher at the higher temperature, most probably due to a larger molecular contact area. This odification technique could be utilized to make fibrebased composite materials with better mechanical properties. In the third work, click chemistry was used to covalently attach dendrons to cellulose surfaces and further to modify them with mannose groups to obtain specific interactions with  Concanavalin A. The protein interactions were studied at different protein concentrations with a quartz crystal microbalance. The multivalent dendronized surface showed a 10-fold increase in sensitivity to the protein compared to a monovalent reference surface. This could be used to design more sensitive cellulose-based biosensors in the future. / Det finns idag en stor insikt av att vi behöver nya miljövänliga processer och produkter för att kunna skapa ett långsiktigt hållbart samhälle. Denna medvetenhet har stimulerat sökandet efter förnyelsebara, högkvalitativa material som kan ersätta oljebaserade produkter. I kombination med den ökande konkurrensen inom skogsindustrin, har detta stimulerat forskning inom olika typer av träbaserade material där cellulosarika fibrer kombineras med olika typer av polymerer så att vi använder vår förnyelsebara skogsråvara i så kallade högvärdesprodukter. Det finns därför ett stort behov av utveckling av effektiva tekniker för fibermodifiering där fibrer kan skräddarsys för att erhålla specifika egenskaper. Genom att endast modifiera fibrernas yta kan dessutom en markant förändring i egenskaper erhållas genom att endast modifiera en relativt liten del av det totala fibermaterialet. Den potentiella effekten av ytmodifiering ökar dessutom avsevärt när cellulosananofibriller används, eftersom gränsytan mellan fibrillerna och dess omgivning ökar dramatiskt när storleken minskar med flera tiopotenser. Intresset för mindre byggstenar i nanometerområdet har fortsatt att öka snabbt under de senaste åren, både tack vare tillgängligheten och ny teknik för tillverkning/syntes av mindre byggstenar, och insikter av de mycket goda egenskaper som den här typen av nanokompositer besitter. I föreliggande avhandling presenteras tre olika typer av fibermodifiering som kan användas som nya redskap för att skräddarsy egenskaper hos nya cellulosabaserade material. I det första arbetet har termoresponsiva nanokompositer byggts upp från specialtillverkade termoresponsiva polymerer och nanofibrillerad cellulosa. Polymererna har ett block som är termoresponsivt samt ett andra block som är katjoniskt laddat och därmed kan fästa polymeren till en motsatt laddad fiber/fibrillyta. Multiskikt byggdes upp med dessa polymer och den nanofibrillerade cellulosan genom att använda lager-på-lager tekniken, vilket resulterar i tunna filmer med termoresponsivt beteende som exempelvis skulle kunna användas för kontrollerad frisättning av läkemedel. I det andra arbetet har en amfifil block copolymer med ett högmolekulärt hydrofobt polystyrenblock och ett katjoniskt block syntetiserats för användning som kompatibilisator mellan fibrer och hydrofoba polymer matriser i fiber/fibrill förstärkta kompositer. Dessa polymerer självorganiseras i form av miceller i vatten med den hydrofoba delen i kärnan av micellen och den katjoniska delen i skalet. Eftersom micellerna har katjoniska laddningar adsorberar de till motsatt laddade ytor där de hydrofoba delarna kan frigöras på ytan efter en värmebehandling vilket leder till en ny, mindre vattenvätbar, yta. Ett atomkraftsmikroskop användes för att mäta de adhesiva egenskaperna mellan en polymerbehandlad yta och en polystyrenprob vid olika temperaturer och kontakttider. Adhesionen ökade med kontakttiden för de behandlade ytorna, troligtvis beroende på molekylär intrassling mellan polystyrenblock på den behandlade ytan och polystyrenproben. Den relativa adhesionsökningen, med ökad kontakttid, var högre vid den lägre temperaturen medan den absoluta adhesionskraften var högre vid den högre temperaturen, vilket troligen beror på en högre molekylär konataktyta vid den högre temperaturen. I det tredje arbetet användes klick-kemi för att kovalent fästa dendroner till cellulosaytor och vidare modifiera dem med mannosgrupper för att erhålla specifik växelverkan med Concanavalin A. Proteininteraktionerna studerades vid olika proteinkoncentrationer med hjälp av en kvartskristallmikrovåg. Den flervärda dendroniserade ytan visade en 10-faldig ökning i känslighet gentemot proteinet jämfört med den envärda referensytan. Detta skulle kunna användas för att skräddarsy känsligare cellulosabaserade biosensorer i framtiden. / QC 20101014