Lignin är, med undantag för cellulosa, den av de naturliga polymererna det finns mest av på jorden och den ledande källan till fenolföreningar. De träväxterna som existerar idag, innehåller ca 30 % av just denna biopolymer. Lignin har länge ansetts vara svår att utnyttja i materialapplikationer, i jämförelse med de polymererna som existerar i lignocellulosa biomassa, nämligen cellulosa och hemicellulosa. Konventionella metoder som innefattar lignin-extraktion leder ofta till strukturell skada på polymeren, men också, blir ofta resultatet en försämrad, modifierad produkt med få användningsområden. Mikrovågsextraktion är en nyare process som är både effektiv och selektiv. I denna rapport har tre typer av lignin-innehållande växter använts som biomass-råvara, nämligen barrträ, lövträ och halm för att utforska möjligheterna att isolera lignin med mikrovågs-assisterad extraktion. Utspädd svavelsyra har använts som lösningsmedel i denna extraktion. Olika kombinationer av parametrar har använts med avseende på temperatur (180-200 °C), processtid (5-20 minuter) samt koncentration av svavelsyra (0.2 M och 1 M). Syftet med extraktionen var att avlägsna cellulosa samt hemicellulosa. Även förbehandling av biomassan har undersökts med fokus på malningsprocessen och torkningsförhållandena. Den kvarvarande fasta fasen, förhoppningsvis syra-olösligt lignin, har analyserats med FTIR, TGA, HSQC-, 31P- samt 1H-NMR. Den lösliga fasen (potentiellt syra-lösligt lignin samt polysackarider) har analyserats med hjälp av 13C-NMR. Lignin, utvunnet från tall (mjukträ) vid 190 °C, 0.2 M svavelsyra under 15 respektive 20 minuter visade sig ha de mest önskvärda egenskaperna (högre lignin-innehåll). För provet med den lägre processtiden användes olika tillvägagångssätt för att utvinna mer produkt per mikrovågsextraktion vilket ledde till sämre resultat. På grund av tidsbegränsningen av arbetet, blandades de nya proven för att uppnå en lämplig mängd lignin för att fortsätta utvärdera de möjliga material-applikationerna. Det utvunna ligninet acetylerades för att förhoppningsvis förbättra kompatibilitet med den mer hydrofoba polymeren polylaktid (PLA). Därefter, blandades lignintyperna med PLA var för sig till 10 vikt% vardera. Nästa steg involverade filament-extrudering för att förbereda materialen för 3D-printing. Dessvärre, lyckades endast ett prov med en enhetlig extrudering, nämligen ligninet från den kortare mikrovågsprocessen, PLA/Lignin15. PLA extruderades för att kunna jämföra egenskaperna med lignin/PLA blandningen. Båda materialen 3D printades till en hundbenssliknande form och undersöktes med dragprovning. Resultatet var ett material med 10 vikt% lignin blandat med PLA med en lägre töjning vid brott (%) och med liknande maximal dragspänning (MPa) än PLA. / Lignin is, second after cellulose, the most abundant natural polymer on earth and the leading natural source of phenolic compounds. Woody plants that exist today consist of ∼30 % of this biopolymer. Lignin has long been seen as a difficult material to utilize in material applications in comparison to the other two main polymers existing in woody biomass- cellulose and hemicellulose. Conventional methods of extraction of lignin often result in a structurally damaged polymer, often highly degraded, modified or condensed lignin with finite usages. Microwave extraction is a more novel process contributing to efficient and selective processing. Softwood, hardwood and straw have been utilized as biomass sources in this study to evaluate the possibility of isolating lignin by microwave-assisted extraction. Diluted sulphuric acid was used as solvent in this extraction. Different parameters have been investigated- a temperature range of 180 °C-200 °C, a reaction duration varying from 5-20 minutes and a concentration of sulphuric acid of 0.2 M or 1 M. The aim of the extraction was to remove cellulose and hemicellulose. The remaining solid phase, expectantly lignin, was  analyzed by FTIR, TGA, HSQC-, 31P-, and 1H-NMR. The liquid phase after extraction was analyzed by 13C-NMR. The samples with the more favorable properties (higher lignin content) appeared to be lignin extracted from Pine (Softwood) with the processing temperature of 190 °C with 0.2 M sulphuric acid with a time of 15 and 20 minutes. For the sample with the lower processing time different approaches were used to achieve more product per microwave extraction but this led to inferior results. Due to the limit of time, the new samples were blended to achieve an appropriate amount of lignin for further evaluation in material applications. More product from the lignin with the longer extraction time was also needed and resulted in more similar lignin properties. The goal was to blend the most suitable lignin (the sample with the more distinct lignin structure /highest lignin content based on the analysis) with PLA. The extracted lignin was acetylated to hopefully achieve better compatibility with the more hydrophobic PLA. Thereafter, filament extrusion took place prior to 3D printing. Extrusion of PLA with the modified lignin sample with a processing time of 20 minutes failed (PLA/Lignin19). The other blend on the other hand, PLA/Lignin15, was more successful leading to successful filament extrusion and 3D printing being performed. Also, neat PLA was extruded successfully and 3D printed for comparison in tensile testing. The result was a material with 10 wt. % of lignin incorporated in PLA. The material had a decrease in elongation at break (%) but similar tensile strength (MPa) compared to PLA.

PET har under lång tid använts för flasktillverkning eftersom den är lätt, har goda barriäregenskaper och kan enkelt bearbetas industriellt. På senare tid har miljömedvetenheten ökat i samhället och därmed efterfrågan på återvunnet material, däribland PET-flaskor. Redan idag tillverkas flaskor med helt återvunnen PET.  Återvunnen PET har dock kvalitetsproblem. Därför uppstår frågan hur materialegenskaperna hos 100% återvunna PET-flaskor påverkas av upprepade återvinningscykler.  I den här rapporten undersöks hur den kemiska strukturen och egenskaperna förändras hos materialen allt eftersom fler återvinningscykler genomförs. Tre olika återvunna PET-material används för att ge ett bredare undersökningsunderlag och dessa tre material jämförs sedan sinsemellan samt med jungfrulig PET (icke-återvunnen PET) som referens.  Egenskaperna analyseras med DSC för att ge information om termiska egenskaper, ATR-FTIR utförs för att detektera nedbrytning och förändring i den kemiska strukturen, dragprovning görs för att se hur återvinningen påverkar de mekaniska egenskaperna hos materialen och slutligen analyseras även den inneboende viskositeten hos de återvunna materialen.  Examensarbetet visar på en markant minskning av inneboende viskositet med antalet återvinningscykler. Dessutom kan viss nedbrytning hos den kemiska strukturen ses via ATR-FTIR fastän inte så tydligt. Även en tendens till minskad kristallinitet med återvinning kan ses med DSC. En minskning i kristallinitet möjliggör produktion av mer transparenta flaskor, vilket ofta är eftertraktat. Emellertid får materialet försämrade barriäregenskaper. Dock krävs mer forskning för att kunna dra några slutsatser gällande materialegenskaper i industriell skala. / PET has been used in bottle production for a long time since it is lightweight, easily processable and has good barrier properties. In recent years, the awareness of environmental issues has increased and thereby the demand for recycled materials, including PET bottles. Already today PET bottles with 100% recycled PET are produced. However, recycled PET bottles have quality problems. Thereby, the question arises how the material properties of 100% recycled PET bottles are affected when subjected to multiple recycling loops.  In this report the changes in chemical structure and material properties of the materials are investigated as more recycling loops are performed. Three different recycled PET materials are used to give a broader base of information. These materials are compared to each other and to virgin PET (not recycled PET) as a reference.  The materials are analysed with DSC to give information about the thermal properties, ATR-FTIR to detect changes in the chemical structure, tensile testing to see how the recycling affects the mechanical properties of the material and finally the intrinsic viscosity is analysed for the recycled materials.  In this master thesis a clear decrease in intrinsic viscosity with increasing number of recycling loops can be observed. In addition, some degradation of the chemical structure can be seen through ATR-FTIR, although not very clearly. Also, a decrease in crystallinity with the number of recycling loops can be seen from DSC. A decrease in crystallinity enables production of more transparent bottles, which is often desired, although the material will have reduced barrier properties. However, more research is required to draw any conclusions regarding the material properties on an industrial scale.

Återvinning och insamling av PET-flaskor startade redan 1994 i Sverige och är en av de grundläggande återvinningsindustrierna.Teknologin har ständigt utvecklas sedan dess och vi har nu nya återvinningsmetoder som kan säkerställa PET-material som uppnår livsmedelskvalitet. Dessutom produktionsmetoder så som Solid-State polymerisation, vilket möjliggör flaska-till-flaska mantrat som genomsyrar Returpack.Med den globala klimatutmaningen vi har framför oss så är intresset i återvinning minskning i användning av fossila bränslen väldigt intressant i många industrier.PET-industrin är en av dessa, där både dryck företag och flasktillverkare vill tillverka flaskor med högre andel återvunnet PET-material. Detta kan redan noteras ute på marknaden, där det finns flaskor tillverkade från 100% återvunnen PET. I denna avhandling har vi undersökt effekten av halten återvunnet material har på både mekaniska och kemiska egenskaper. Effekten av antalet återvinnings-cykler har också blivit undersökt.En labb-version av den återvinningsprocess som används kommersiellt i Sverige av Veolia PET utfördes. Fyra cykler av återvinningsprocessen genomfördes på Virgin PET, vilket resulterade i satserna, krPET-1 till krPET-4. Från varje sats tillverkades hundbens-replikat via formsprutning med olika fraktioner: 25, 50 och 100% återvunnen PET. Alla replikat karakteriserades med instrument och metoder så som dragprovning, FT-IR, DSC och inre viskositet.Från en miljösynpunkt finns det definitiva och redan konstaterade fördelar med en ökning av rPET fraktionen i PET-flaskor. Problem under tillverkningen av replikat ledde till små samplingsstorlekar. Som ett resultat gick det ej att dra några slutsatser från de potentiella nackdelarna som en högre rPET fraktion skulle kunna innebära. / The recycling and collection of PET bottles has a long tradition in Sweden dating back to 1994 and is one of the staple recycling industries.Technology has advanced since then, with new recycling processes to assure food grade certified recycled PET and manufacturing processes such as Solid-State polymerization to enable the bottle-to-bottle mantra. Amidst global warming and climate crisis, the interest in recycling and reducing the use of fossil fuel to manufacture new bottles is ever-growing. As a result, manufacturers and breweries want bottles manufactured with higher fractions of recycled PET, and there are already bottles out on the market made from 100% recycled PET. In this thesis, the effect that the fraction of recycled PET may have on the mechanical and chemical properties of the final product was tested. Also, the effect that several recycling cycles may have on the product was tested.A lab-scale version of the recycling process used commercially in Sweden by Veolia PET were carried out. Four cycles of the process were carried out on virgin PET material, resulting in material batches krPET-1 to krPET-4. Dog bone samples from each recycled batch were manufactured via injection moulding with 25, 50 and 100% rPET fractions. All samples were characterized with various instruments and methods such as FT-IR, Tensile testing, DSC, and intrinsic viscosity testing.From an environmental standpoint, there are clear advantages to an increase in rPET fraction in PET-bottles. Due to issues with manufacturing and the production of samples, only a small sample size was acquired. All the analyses suffered, as a result, making it hard to draw any definite conclusions regarding potential disadvantages with a higher rPET fraction.

Studien har klart och tydligt resulterat i att ett antalspecifika resultat rörande betydelsen av olika materialsammansättningars påverkan kornbildningen. Resultaten visar på vilka orsaker som finns för denna kornbildning samt hur färgsammansättningen kan varieras för att minska detta problem. / A study of grain formation in linseed oil-based paint have been conducted. The grains were formed in linseed oil paints with either Yellow1, Yellow 2, Black, or Red as the pigments. There are two types of grain formation which has been observed from the paint samples. (a) The grains which immediately appear in the newly made paint with Yellow 1, Yellow 2, and Red paints (b) while the other type is the grain that developed as the function of storage time in Black linseed oil paint. The results clearly show the cause of the defects.

The requirements of food packages are to ensure food safety and quality, to minimize spoilage, and to provide an easy way to store and handle food. To meet these demands for fibre-based food packages, barrier coatings are generally used to regulate the amount of gases entering a package, as some gases are detrimental to food quality. Oxygen, for example, initiates lipid oxidation in fatty foods. Bakery products may also be sensitive to oxygen. This thesis focused on mass transport of oxygen in order to gain deeper knowledge in the performance of barrier coatings and to develop means to optimize the performance of barrier coatings. This experimental study along with computer modelling characterized the structure of barrier materials with respect to the mass transport process.This project was performed as part of the multidisciplinary industrial graduate school VIPP (www.kau.se/en/vipp) - Values Created in Fibre Based Processes and Products – at Karlstad University, with the financial support from the Knowledge Foundation, Sweden, and Stora Enso. / <p>Artikel 2 "The influence of clay orientation..." ingick som manuskript i avhandlingen, då med titeln: "Influence of clay orientation in dispersion barrier coatings on oxygen permeation". Nu publicerad.</p>

Novel uses of wheat gluten (WG) proteins, obtained e.g. as a coproduct from bio-ethanol production, are presented in this thesis. A flame-retardant foam was prepared via in-situ polymerization of hydrolyzed tetraethyl orthosilicate (TEOS) in a denatured WG matrix (Paper I). The TEOS formed a well-dispersed silica phase in the walls of the foam. With silica contents ≥ 6.7 wt%, the foams showed excellent fire resistance. An aspect of the bio-based foams was their high sensitivity to fungi and bacterial growth. This was addressed in Paper II using a natural antimicrobial agent Lanasol. In the same paper, a swelling of 32 times its initial weight in water was observed for the pristine WG foam and both capillary effects and cell wall absorption contributed to the high uptake. In Paper III, conductive and flexible foams were obtained using carbon-based nanofillers and plasticizer. It was found that the electrical resistance of the carbon nanotubes and carbon black filled foams were strain-independent, which makes them suitable for applications in electromagnetic shielding (EMI) and electrostatic discharge protection (ESD). Paper IV describes a ‘water-welding’ method where larger pieces of WG foams were made by wetting the sides of the smaller cubes before being assembled together. The flexural strength of welded foams was ca. 7 times higher than that of the same size WG foam prepared in one piece. The technique provides a strategy for using freeze-dried WG foams in applications where larger foams are required. Despite the versatile functionalities of the WG-based materials, the mechanical properties are often limited due to the brittleness of the dry solid WG. WG/flax composites were developed for improved mechanical properties of WG (Paper V). The results revealed that WG, reinforced with 19 wt% flax fibres, had a strength that was ca. 8 times higher than that of the pure WG matrix. Furthermore, the crack-resistance was also significantly improved in the presence of the flax. / <p>QC 20170524</p>

Bioplastic research has become more diverse and different types of research on bioplastic production have been conducted from fruits and vegetable waste, for example, orange waste. The wastes that come from oranges contain more than just vitamins, it has soluble sugars, starch, hemicellulose, cellulose, and pectin. The intention of this project was to study the possibility to produce bio-composite films from orange waste, after removing the soluble sugars. It was also to analyze the properties of the material by tensile strength, visual observation, and to find a methodology that suits this study. An ultrafine grinder was used to mechanically separate the cellulose fibres, with the intention to compare the fibrillation cycles on the properties of the bio-composite films. A total of 30fibrillation cycle was performed. In addition, different film casting strategies were performed and evaluated. The primary plan was to produce a biofilm without the use of chemicals. After the observing the results three new routes for the methodology was developed where the usage of chemicals was be included. The citric acid was used as a solvent for pectin and glycerol was used as a plasticizer. In the first method, different concentration of citric acid and glycerol were added and observed. The combination which gave uniformed films that contained 0.3 g of citric and 0.375 g of glycerol for a 75 ml hydrogel. The second method was to infuse citric acid before grinding the orange waste suspension. Lastly, the third method was to bleach the orange waste before grinding. The films that were produced gave interesting results and from the tensile testing implied that an impact was made on the strength by every fibrillation. The amount of glycerol was consistent throughout the project, but by adding different amount of citric acid gave the films differentIIproperties. The same happened when changing the mould of the film. The best values of the films were from the 30th fibrillation, gave the mean value of 31.6 MPa in tensile strength, and had a strain in elongation at 6.1 %. The tensile strength and elongation had increased drastically compared the fifth fibrillation which had 9.8 MPa and 7.6%.

No description available.

Ett nytt sätt att aktivera cellulosa för kemisk modifiering med hjälp av en miljövänlig process har utvecklats innan starten av detta projekt. Två versionen av den nyskapade betain-baserade jonvätskan, BBIL har syntetiserats, en som använder mesylat som motjon, M-BBIL och en som använder acetat, A-BBIL. Innan yt-initierad Ringöppningspolymerisation (SI-ROP) kan göras på den aktiverade cellulosan är det av intresse att undersöka hur jonvätskorna kommer påverka polymerisationen.  Det katalytiska beteendet hos både M-BBIL och A-BBIL testades på två olika polymerisationsreaktioner. Först testades ROP av ε-CL. Resultaten visade att ingen av jonvätskorna kunde visa någon samkatalytisk förmåga när de användes tillsammans med katalysatorerna MSA och DPP. När A-BBIL användes på egen hand ansågs den vara ineffektiv då termisk nedbrytning hämmade polymerisation vid temperaturer över 85oC. M-BBIL kunde dock uppnå bra kinetik då den användes vid 160oC. Den andra reaktionen som testades var coROP av ftalsyraanhydrid-cyklohexenoxid (PACHO) samt ftalsyraanhydrid-limonenoxid (PALO). Båda sampolymerisationer lyckades polymerisera med hjälp av M-BBIL, med endast mindre mängder av homopolymerisation av epoxiden under rätt förhållanden. Reaktionen visade sig dock vara mycket känslig för vatten och mer arbete krävs för att optimera reaktionen och nå högre molekylvikter. Tester för att försöka ympa PACHO polymerer på cellulosa som först hade aktiverats och sedan modifierats för att ha ftalsyraanhydrid på ytan visade sig också vara mycket känsliga för vatten. En lyckad ympning kunde dock uppnås genom att utföra reaktionen i ett delvist torkat, hydrofobt lösningsmedel. / A new way of activating cellulose for chemical modification using green processing conditions has been developed before the start of this thesis. Two versions of the novel betaine-based ionic liquid, BBIL has been synthesised, one using mesylate as a counter-ion, M-BBIL and one using acetate, A-BBIL. Before surface initiated-Ring Opening Polymerisation (SI-ROP) onto the activated cellulose can proceed, it is of interest to investigate the effects that the ionic liquids will have on the polymerization behaviour. The catalytic behaviour of both M-BBIL and A-BBIL were tested on two different polymerisation reactions. Firstly, ROP of ε-CL was tested. The results showed that neither ionic liquid could show any co-catalytic behaviour when used in combination with the catalysts MSA and DPP. When used on their own, A-BBIL was concluded to be ineffective since thermal degradation inhibited polymerisation at temperatures above 85oC. M-BBIL could however achieve good kinetics when used at 160oC. The second reaction that was tested was the coROP of phthahlic anhydridecyclohexene oxide (PACHO) and phthalic anhydride-limonene oxide (PALO). Both copolymerisations could successfully be polymerised using M-BBIL, with only minor amounts of homopolymerisation of the epoxide if the right conditions were used. The reactions were however shown to be highly sensitive to water and more optimization is needed to reach higher molecular weights. Tests of trying to graft the PACHO polymers onto cellulose that had first been activated and then modified with phthalic anhydride moieties was also shown to be highly sensitive to water. Successful grafting could however be achieved by performing reaction in partially dried hydrophobic solvents.

Coating urea to prepare controlled release N-fertilizer has been considered as an effective way to increase its nutrient use efficiency, thus reduce its waste and the consequent harmful environmental impacts. Inorganic sulphur and synthetic polymers have been used in the industry as coating materials together with utilization of various types of expensive coating equipment which commonly requires also complicated technical setup and controls. As development trends, biopolymers are attention-grabbing to replace the synthetic polymers. Alternative simple coating technique is also desired. So far, polylactic acid (PLA) has been reported as a more promising biopolymer than several synthetic polymers for coating. On the other hand, highly purified industrial softwood kraft lignin (SKL) produced after LignoBoost process is now available in a large quantity, which should also be a promising biopolymer for the coating application. Aiming at increase of the efficiency of PLA-coated urea and development of alternative coating technique to generally make the preparation of control-released fertilizer more effective, economic and environmentally sustainable, in this study, SKL has been used in a PLA-SKL blending form as complex coating material and simple dip-coating technique has been investigated and applied. In order to lower the wettability of PLA-SKL coat layer, four different anhydrides, namely acetic anhydride, palmitic anhydride, lauric anhydride and trifluoroacetic anhydride, were used to esterify SKL to form AcSKL, PaSKL, LauSKL and TFASKL respectively before its utilization. NMR and FTIR analyses showed that the esterification reactions have been completed for AcSKL and PaSKL. LauSKL was partly esterified due to the low charge of lauric anhydride regent, while TFASKL was not esterified expectantly due to the steric hindrance between the three F atoms and polymeric SKL. In order to obtain organically bound nitrogen structure to also create slow-release type of N-fertilizer, Mannich reaction on SKL using diethylamine was also conducted to prepare ManSKL. The reaction was completed as shown by NMR and FTIR spectroscopy. To bring further functionality of metal chelation to open the possibility to also bring essential trace element into the final fertilizer, ethylenediaminetriacetic acid (ED3A) was synthesized and further used via Mannich reaction to modify SKL to form ED3ASKL. ED3A is not commercially available and it was synthesized successfully with an environmentally friendly method from commercial EDTA and the structure was verified by NMR spectroscopy. However, the Mannich reaction using ED3A was not very successful as shown by product’s NMR and FTIR spectra. In a comparison experiment using vanillyl alcohol as a lignin model structure, ED3A was successfully coupled onto the vanillyl alcohol structure as shown by NMR and FTIR spectra. Apparently there was a severe steric hindrance from SKL for the Mannich reaction using the larger molecule of ED3A than diethylamine for Mannich reaction. For utilization of dip-coating technique, dichloromethane(DCM) and tetrahydrofuran (THF) were chosen to dissolve PLA and SKL or the modified SKL respectively. Cast films of PLA/modified lignin complex were prepared using Teflon Petri-dishes. The optimal concentration of PLA in DCM and the effect of DCM/THF ratios on the prepared cast film which expectantly represents the quality of the complex coat in the coated urea were compared with SEM images and contact angle determination. It has been found that a 30 wt% of PLA in DCM was the best and this solution mixed with modified lignin solution (6 % in THF) in a ratio of DCM/THF =3/2 (v/v) had the best film performances and water barrier properties. Generally, the cast films from PLA/modified lignin complexes showed better properties compared with the neat PLA cast film. No pores and cracks were found on the surface. Comparatively, the LauSKL film showed the most homogeneous surface. But the AcSKL film had the best water barrier properties. The PLA/modified lignin complex coated urea was then prepared by dip-coating process. The coat thickness and weight increase showed statistically positive correlations against the repeating times of the dip-coating process. The coating layer also showed one single layer structure. The speed of urea releasing for coated urea was tested and the results showed that it was much slower than the un-coated or PLA-coated urea. The single-layered PLA/AcSKL and PLA/ManSKL were both observed with sound properties in delaying the release of urea cores in water. Conclusively, the PLA/modified SKL coated urea fertilizers prepared by dip-coating technique demonstrated in this study have highly efficiency with better effects of water barrier, organically N slow release, and nitrification inhibiting (due to free phenolic functional groups) properties. Both SKL and the dip-coating technique are promising in the fertilizer applications. / Att ytbelägga urea för att skapa kontrollerad frisläppning av kväverika gödningsmedel har ansetts vara en effektiv metod för att öka användandet av näringsämnena från urea och dessutom minska den möjliga miljöpåverkan urea har. Kommersiellt har oorganiskt svavel och syntetiska polymerer använts för att ytbelägga olika material och detta är kopplat till olika typer av dyra ytbeläggningsutrustningar som ofta kräver komplicerade tekniska lösningar och kontroller. För att förbättra dagens lösningar är en intressant trend användandet av biopolymerer och en annan viktig aspekt är att utveckla nya enklare ytbeläggningstekniker än vad som finns på marknaden idag. Polylaktid (PLA) har till exempel rapporterats som en mer lovande förnybar polymer än flera av de syntetiska polymererna för ytbeläggnig. En annan intressant förnybar polymer är lignin, som idag tillverkas med hög renhet industriellt som barrveds kraft lignin (SKL) ur LignoBoost processen. Med målet att öka effektiviteten hos urea belagd med PLA och att utveckla en alternativ ytbeläggningsmetod för att göra den generellt mer effektiv, ekonomisk och miljövänlig har SKL använts i en PLA-SKL blandning för att ytbelägga med urea och en enkel doppbeläggningsmetod utvecklats och applicerats. För att minska vätbarheten av PLA-SKL ytbeläggningen har fyra anhydrider, ättiksyraanhydrid, palmitisk anhydrid, lauric anhydrid, och trifluoroacetisk anydrid, använts för att esterifiera SKL och bilda AcSKL, PaSKL, LauSKL och TFASKL. NMR och FTIR användes för att verifiera esterifieringsreaktionerna. Fullständig reaktion kunde konstateras för AcSKL och PaSKL, LauSKL hade bara delvis esterifierat pga den låga mängd lauric anydrid som användes medan TFASKL inte ledde till den tilltänkta esterifieringen pga steriska hinder mellan de tre flor-atomerna och SKL polymeren. För att tillverka en organiskt bunden kvävestruktur, som dessutom har en långsam frisättning av N-rika gödningsmedel genomfördes en Mannich-reaktion på SKL med dietylamin som katalysator för att framställa ManSKL. Reaktion gick till full omsättning, enligt NMR- och FTIR-spektroskopi. För att få ytterligare funktionalitet såsom metallkelation, vilken öppnar möjligheten att tillföra väsentliga spårämnen till gödningsmedlet, syntetiserades och användes etylendiamintriättiksyra (ED3A) för att modifiera SKL för att bilda ED3ASKL. ED3A finns inte kommersiellt tillgängligt utan syntetiserades framgångsrikt med en miljövänlig metod från kommersiell EDTA, varefter strukturen verifierades genom NMR-spektroskopi. Mannich-reaktionen på SKL med ED3A var emellertid inte särskilt framgångsrik, vilket NMR- och FTIR-spektra av produkten visade, Som modellexperiment användes vaniljalkohol som en ligninmodellstruktur till vilken ED3A framgångsrikt kopplades. Orsaken till denna stora skillnad i reaktivitet tros vara steriska hinder från SKL. För att utveckla en doppbeläggningsteknik valdes diklormetan (DCM) och tetrahydrofuran (THF) som lösningsmedel för att lösa upp PLA, SKL och den modifierade SKL. Gjutna filmer av PLA/modifierat lignin tillverkades i Teflon Petri-skålar. Den optimala koncentrationen av PLA i DCM och effekten av DCM/THF-förhållandet på filmens morfologi förväntas representerar kvaliteten för den framtida ytbeläggningen på urea, därför jämfördes filmernas SEM-bilder och kontaktvinkel. Det kunde konstateras att en 30 vikt% PLA i DCM var optimal och att denna lösning blandad med modifierad ligninlösning (6% i THF) i ett förhållande av DCM/THF = 3/2 (v/v) hade den bästa filmprestanda och vattenbarriäregenskaper. Generellt visade filmer av PLA/modifierade lignin bättre egenskaper jämfört med den rena PLA-filmen då inga porer och sprickor hittades på ytan. LauSKL-filmen uppvisade den mest homogena ytan medan AcSKL-filmen hade de bästa vattenbarriäregenskaperna. Urea ytbelagdes med PLA och PLA/modifierade lignin genom en doppbeläggningsprocessen. Beläggningstjockleken och viktökningen visade statistiskt positiva korrelationer gentemot antalet upprepningar av doppbeläggningsprocessen. Beläggningsskiktet visade också en enda skiktstruktur. Hastigheten det tog för urea att frigöra sig från den ytbelagda urean undersöktes och resultaten visade att den var mycket långsammare än den obehandlade urean eller den PLA-belagda urean. Enkelskiktad PLA/AcSKL och PLA/ManSKL uppvisade båda goda fördröjningsegenskaper för frisättningen av urea i vatten. Sammanfattningsvis kan man säga att PLA/modifierade SKL-belagda ureagödningsmedel framställda genom en utvecklad doppbeläggningsteknik, uppvisar hög effektivitet med bättre egenskap som vattenbarriär, långsam frisättning av organiskt kväve och nitrifikationshämmande egenskaper (beroende på fria fenoliska funktionella grupper). Både SKL och doppbeläggningstekniken är lovande i för gödningsmedelstillämpningarna.