When a material is adhered onto a specific surface it is relevant to know how to make thematerial stay on the surface. By investigating different primers to use with a triazine-basedadhesive, further improvements to using the adhesive on metals can be achieved. This studyfound that an adhesive of (2,4,6-trioxo-1,3,5-triazinane-1,3,5-triyl)tris(ethane-2,1-diyl)tris(3-mercaptopropanoate) (TEMPIC) and 1,3,5-triallyl-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione(TATATO) adhered to titanium and stainless steel, two clinically used metal surfaces. Itfurther found that between a phosphonic acid primer, a biomimetic catechol primer and acommercially available silane primer the phosphonic acid primer gave the best adhesion.These results could be because of a higher amount of crosslinking for the phosphonic acidprimer. For further testing increased pH and increased amount as well as increasedhydrolysation time for the catechol and silane primers respectively is suggested. Shearstrength testing was used to determine the adhesion strength. The shear strength testswere done with conditioning in phosphate buffer saline (PBS) solution for 24h beforehand

A study has been carried out regarding the possibility for application of UV-cured coatings on different pretreated galvanized steel, in coil coating application. In order to address the questions about whether the adhesion will be affected and how, when combining respective coating with a steel substrate. Two types of UV-curable formulations have been applied respectively, acrylate-based free radical formulation and epoxy-based cationic formulation, on five types of steel substrates. In addition, UV-LED was also investigated as an alternative energy source. The aim is to explore the curing of the coatings, the surface topology and hydrophilicity, the material and mechanical properties of coatings and coated systems respectively. It was found that the acrylate coating gives a hydrophilic surface while the epoxy coat is hydrophilic but is more hydrophobic than acrylate. The acrylate resin is not compatible with Standard Ti-pretreatment from PO substrates and the curing of epoxy is inhibited by pretreatment primer in PP substrates. Curing using UV-LED is possible and should be investigated further. No comparison could be made between coating systems acrylate and epoxy, regarding the adhesive performance, due to the failure of obtaining the right thickness for the acrylate coating. / I denna studie undersöktes möjligheten att applicera UV-härdande lacker på olika förbehandlade galvaniserade stålsorter för bandlackering. Detta för att förstå mer om vidhäftningen påverkas av, och på vilket sätt, kombinationen av respektive UV-lack med olika metallsubstrat. Två olika UV-formuleringar, akrylat and epoxy, applicerades på fem olika stålsubtrat och även screeningsstudie på UV-LED utfördes. Målet är att undersöka uthärdning av lackeringar, topologin och hydrofilicitet, material och mekaniska egenskaper hos färglacken och de lackade systemen, samt möjlighet att använda LED-lampa som UV-källan. Resultatet visar att akrylat ger en hydrofil yta medan epoxy är hydrofil men är mer hydrofob än akrylat. Akrylatet är inte kompatibelt med Standard Ti-pretreatment från PO substrat och uthärdning av epoxy inhiberas av förbehandlade primer på PP-prover. Uthärdning med UV-LED är möjligt och bör undersökas ytterligare. Det gick inte att jämföra mellan de två UV-formuleringarna, akrylat och epoxy, på grund av fel tjocklek hos akrylatfilmerna.

To decrease the environmental footprint, the textile industry needs to become more circular. One company that is trying to close the textile lifecycle loop is the Swedish company Renewcell. In the Renewcell process, discarded clothes and other textile waste are turned into a dissolving pulp that can be used for production of new textiles. For this to work, it is important to generate a non-colored dissolved pulp. Therefore, it is of great interest to be able to optimize the bleaching process and evaluate different starting materials. Today, there are different methods that have been used for quantification of specific dyes and for identification of raw materials in textiles. However, there is no complete method that can be used for all types of dyes and raw materials. This master thesis will therefore investigate the bleaching step and the raw materials used in Renewcell’s recycling process. The aim with this project is to develop a method, to be able to analyse the presence of dyes qualitatively and quantitatively in the dissolved pulp from the recycled cotton-based textiles. To do so, different chemical analysing methods were used. These include kappa number measurements, UV-VIS and FTIR. Nine different types of jeans, one yarn, three raw materials (cotton, PET and elastane), and two pure dyes (indigo and black sulfur dye) were selected for this project. The result from the kappa number measurements shows that only the blue jeans, blue yarn and black jeans could be bleached and measured by using the original kappa number method at 25 degrees C. But when the same procedure was done manually and the temperature was increased to 70 degrees C, almost all materials could be bleached and measured. Therefore, the conclusion is that this method can be a successful quantification method. However, the temperature correction equation needs to be developed further to be able to quantify the exact amount of dyes. The kappa number was also compared with the absorbance factor, i.e. the k-value from the UV-VIS results. A correlation could be seen for the blue jeans, blue yarn, and black jeans. So, the UV-VIS method could also be a possible method for quantification of dyes in textiles. For the qualitative analyses, FTIR was used. The results showed that the raw materials could be identified by comparing the resulting FTIR spectra with a reference spectrum. For the jeans and yarn materials, indigo dye was identified for the blue jeans, blue yarn, and black jeans. However, for the other materials, the amount of dyes was too low to be able to draw conclusions about the chemical structure. With further development, these methods could be used as successful qualitative and quantitative methods for analysing dyes in textiles. This would generate positive consequences in several ways. The usage of bleaching chemicals could be optimized, and the quality of the final textile material could be improved. This would benefit both the manufacturer of these recycled textiles (economically) and the consumer who will buy the final product (quality). Indirectly, this would help to decrease the environmental footprint from the textile industry.

Den högkvalitativa stenkolstjäran, som används som anodbindemedel inom aluminiumindustrin, innebär utmaningar när det gäller att möta kraven på kolanod. Dess produktion är beroende av ohållbara fossila bränslen, vilket bidrar till ökade koldioxidutsläpp. Följaktligen är det ett iögonfallande forskningsämne att finna ett hållbart alternativ. Produkten av biooljauppgradering, så kallat biobeck, kan anses vara en genomförbar utmanare. Detta biobeck undersöks som ett potentiellt substitut för stenkolstjärabeck på grund av dess liknande reologiska egenskaper. Det primära syftet med denna studie är att utsätta tre biooljor från samma källa för olika värmebehandlingsmetoder och screena en riktig bioolja för vidare arbete. Karakteriseringen av dessa biooljor och deras destillationsprodukter syftar till att öka deras lämplighet som potentiella substitut för stenkolstjärabeck. Olika destillationsförhållanden ger olika resultat från de tre biooljorna. Fysiska och kemiska egenskapstester utförs på både bioolja och biobeck, såsom vattenhalt, FTIR, TGA och viskositet. Genom att jämföra dessa värden med karakteriserade koltjärabeckdata från litteraturen kan lämpliga biooljekandidater identifieras, och distinktionerna mellan biobeck och stenkolstjärabeck kan undersökas. Denna utforskning ger förståelse för att tillhandahålla justeringar i destillationsprocessen. / The high-quality coal-tar-pitch, used as an anode binder within the aluminum industry, poses challenges in meeting requirements of carbon anode. Its production relies on unsustainable fossil fuels, contributing to heightened carbon dioxide emissions. Consequently, It is an eye-catching research topic to distinguish a sustainable alternative. The product of upgrading bio-oil, named bio-pitch, can be considered a doable contender. This bio-pitch is being explored as a potential substitute for coal-tar pitch because of its similar rheological properties. The primary objective of this study is to subject three bio-oils from the same source to distinct heat treatment methods and screen a proper bio-oil for further work. The characterization of these bio-oils and their distilling products aims to raise their suitability as potential substitutes for coal-tar-pitch. Different distillation conditions yield varied bio-pitch outcomes from the three bio-oils. Physical and chemical property tests are conducted on both the bio-oil and bio-pitch, such as water content, FTIR, TGA, and viscosity. By comparing these values to characterized coal-tar-pitch data from the literature, suitable bio-oil candidates can be identified, and the distinctions between bio-pitch and coal-tar-pitch can be investigated. This exploration provides understanding to furnish adjustments in the distillation process.

Efterfrågan på energi ökar snabbt, och denna trend förväntas bestå. Det råder dock ingen tvekan om att världen för närvarande befinner sig i en energikris, som är en katastrof både ekonomiskt och miljömässigt. Följaktligen är sökandet efter alternativa energikällor för att ersätta fossila bränslen absolut nödvändigt. Biobränslen som härrör från biomassa ökar i popularitet på grund av deras höga tillgänglighet och förmåga att minska utsläppen av växthusgaser. Butylbutyrat är ett potentiellt substitut för diesel- och flygmotorbränsle, vilket gör det till en viktig energikälla för både land- och lufttransporter. I den här studien undersöks enzymatisk katalys för produktion av butylbutyrat genom förestring av butanol och smörsyra med hjälp av olika membran. Användningen av enzymer som katalysatorer erbjuder många fördelar jämfört med traditionella kemiska katalysatorer, såsom ökad selektivitet, mildare reaktionsförhållanden och miljövänliga processer. Estrarnas byggstenar, n-butanol och smörsyra, är viktiga kemikalier och kan produceras i biotekniska processer med hjälp av förnybara källor som lignocellulosabaserad biomassa, vilket bidrar till övergången från en petroleumbaserad till en hållbar energiförsörjning. Produktionen av butanol och smörsyra i bioreaktorer försvåras av de typiska hindren för biobränsleproduktion, såsom produkthämning, höga bearbetningskostnader i efterföljande led och låga utbyten. NanoLodge-projektet bygger på tre reaktorer, en för produktion av butanol och en för smörsyra, i två separata men sammankopplade kontinuerliga Clostridium fermenteringar, och ett tredje reaktionssystem för enzymatisk förestring. Alla tre processerna i en, med dedikerade membran som separerar de olika reaktiva systemen, förväntas öka utbytet och samtidigt skapa en mycket integrerad anläggning som kan skalas upp för storskalig drift. Med hjälp av Raman-spektroskopi, GC-FID, FTIR och SEM undersöktes och karakteriserades fem distinkta material och deras relativa membranförändringar, inklusive enzymet på det översta lagret. FTIR-resultaten indikerade att för några av dem var porerna effektivt fuktade med reaktanterna, och membranens hydrofobicitet ökades genom att applicera lämplig beläggning, som även innefattade enzymet. Även om varken syntes av butylbutyrat eller passage genom de olika skikten av membranen inträffade, visade Raman-spektroskopi och GC-FID att et av membranen var en möjlig kandidat för förestring. Dessutom kunde inte alla testade membran motstå reaktionsmediet eftersom SEM-bilder avslöjade att vissa områden av ytan och strukturen hade ändrats något. Mer studier behövs för att fastställa att det med lovande membranet och dess modifieringar, särskilt den hydrofoba naturen och det immobiliserade enzymet, är acceptabla för butylbutyratsyntes. Ytterligare forskning kan utforska processoptimering, enzymimmobiliseringstekniker och reningsmetoder nedströms för att förbättra den totala effektiviteten och ekonomiska bärkraften för denna enzymatiska förestringsprocess.

En av grundpelarna i alla hållbara system är införandet av en cirkulär ekonomi, som främjar återanvändning och återvinning av material. Plast är en av i utmaning i detta avseende på grund av den stora produktionsvolymen variation i sorter och långsamma nedbrytn. Ett förslag till lösning på dessa problem, som det har forskats allt mer om under de senaste decennierna, är att ersätta syntetiska plaster med lämpliga biobaserade alternativ. Detta arbete syftade till att utforska två möjligheter i detta avseende, (1) Transparent trä (TW) och (2) Lim för trä från en förnybar källa.  Utvärderingen av chitosan som ersättning för de syntetiska delarna av dessa material var det primära syftet med denna studie. TW utnyttjar de inneboende önskvärda egenskaperna hos trä och ökar dess användningsområden genom att ändra dess optiska egenskaper, men behöver en impregneringsmatris, som är en syntetisk polymer, för sin tillverkning. I detta arbete studerades variationen av kitosanimpregnering med tryck och torkningsförhållanden. Mikroskopi, gravimetri, kontaktvinkel och dynamisk mekanisk analys användes för att mäta effektiviteten hos de utvecklade metoderna. Alternativ till syntetiska lim för trä och träkompositer behövs på grund av problem med toxicitet. Chitosans användbarhet som lim för trä har dokumenterats i stor utsträckning. Det har dock inte gjorts så mycket arbete med trälaminat, som valdes som en ett sekundärt fokus för detta arbete. Testning av limmet utfördes med hjälp av skjuvmätningar. Resultaten visade att kitosan, istället för att infiltrera trästrukturen, främst deponerades på dess yta och specifika tester för att bestämma laminatets hållfasthet föll utanför ramen för denna studie. / One of the mainstays of any sustainable system is the implementation of a circular economy, which promotes the reuse and recycling of materials. Plastics are one of the most problematic entities in this regard because of the sheer scale of production, their variety, and their recalcitrant nature. A proposed solution to this problem, one which has seen increasing research in the past decades, is replacing synthetic plastics with suitable bio-based alternatives. This work aimed to explore two possibilities in this regard, (1) Transparent wood (TW) and (2) Adhesives for wood. Evaluating the utility of chitosan as a replacement for the synthetic portions of these materials was the primary aim of this study. TW utilizes the inherently desirable properties of wood and increases its avenues of application by changing its optical properties but needs an impregnation matrix, which is a synthetic polymer, for fabrication. This work studied the variation of chitosan impregnation with pressure and drying conditions. Microscopy, gravimetry, water contact angle and dynamic mechanical analysis were used to gauge the efficacy of our methods. Alternatives to synthetic adhesives for wood and wood-composites are needed because of their associated problems with toxicity. Chitosan’s utility as an adhesive for wood has been documented to a considerable extent. However, not much work has been done with wood laminates, which were chosen as a secondary focal point of this work. Adhesive testing was carried out via lap-shear measurements. Results indicated that chitosan, instead of infiltrating the wood structure, was primarily deposited on its surface and specific tests for determining laminate strength fell out of the scope of this study.

This study investigates the use of polyvinyl chloride (PVC) as a partial substitute of natural aggregates in concrete as fine and coarse aggregates. Concrete was prepared by replacing natural aggregates with equal volume of grinded PVC, with volume replacement ratio as 10%, 50% for fine and then 10% and 50% for coarse aggregates. Experiments were performed to investigate the wet density, workability (measured by slump test), compressive strength, elastic modulus, and water absorption of concrete. After checking the particle distribution (sieve analysis), wet density, workability, and compressive strength, since compressive strength of coarse PVC concrete was much less than that of the reference concrete it was decided to continue the investigation using only the fine partial replacements. The results showed that the wet density of concrete gradually decreased with the increase of PVC content, and workability increased with the increase of PVC. Compressive strength decreased by 13 to 20% for fine PVC and 25 to 31% for coarse PVC concrete, as PVC content increased. Also, it was realized that with the increase of PVC content, elastic modulus decreased by 8.7% for 10% fine PVC while 30% for 50% coarse PVC concrete, and water absorption decreased by 27% for 10% fine PVC concrete and 36% for the 50% fine PVC. It is not advisable to replace aggregates with PVC for achieving reference strength of 40 MPa with water to cement ratio. After studying many probabilities of using the PVC aggregates, it was decided to work on the possible maximum and minimum percentages of substitution, where it was chosen to be 10 and 50%.

The Norwegian Food Research Institute (Nofima) and the University of Borås worked together to develop this project. The commonly used packaging materials pose a serious threat to the environment, as they are produced from nonrenewable crude oil and cannot decompose naturally. Despite some manufacturers' claims of their products being eco-friendly or sustainable, they are not entirely made from renewable resources and are not biodegradable. Nevertheless, some bio-based materials have emerged as a viable alternative that can naturally break down and safely decompose in the environment. Despite many studies, biopolymers possess limited mechanical and barrier properties, which restricts their potential for use in products. To overcome this limitation, polymer blending can be employed to enhance their final properties and make them more suitable for various applications. The objective of this project was to design sustainable food packaging using biopolymers. PHBV, one of the PHA’s bio-based polymers, was blended with other polymers to enhance its properties as a sustainable food packaging material. Through blending, PHAs'physical, chemical, and thermal properties can be enhanced to obtain exceptional films for food packaging purposes. Finally, in this work, a bio-based polymer, polyhydroxyalkanoate, was used to producea biodegradable packaging system for potential food packaging applications. The effect of the physical modification of PHBV on mechanical and barrier properties was studied by blending it with biodegradable polymers such as PLA and PBAT. Thermal properties were analyzed using differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), and FourierIItransform infrared spectroscopy (FTIR) while the mechanical properties were evaluated by tensile test. Barrier properties were characterized using water vapor transmission rate (WVTR). The mechanical performance of PHBV 50%: PBAT 50% blend has been significantly improved, leading to better tensile properties. The high crystallinity of the PHBV 50%: PBAT 50% blend than other blends have been found to enhance the barrier properties of the polymer film, according to DSC analysis. FTIR investigations have suggested no difference in absorption peaks between the blends and the neat material. Furthermore, WVTR investigations have shown that PHBV50%: PBAT50% exhibits excellent barrier properties against water vapor, making it a highly promising material.

Vätskekromatografi är vanligt förekommande metod för separationer av molekyler inom bioteknik. Det finns inom begreppet vätskekromatografi många olika tekniker och vilken specifik teknik som är mest lämplig för en given separation beror på egenskaperna hos den avsedda målmolekylen. Egenskaper för vilka målmolekyler kan separeras är bland annat storlek, laddning och affinitetsintreaktioner. Porositeten är i den stationära fasen en avgörande egenskap, eftersom porernas tillgänglighet påverkar den stationära fasens tillgängliga yta. Således är förmågan att bestämma porositeten en avgörande aspekt vid tillverkningen av den stationära fasen. Agaros utgör ofta den stationära fasen, på grund av modifieringsmöjligheterna hos polysackaridkedjorna.  Bio-Works Workbeads 40/1000 SEC är agarbaserade pärlor för den stationär fas i storleksutslutningskromatografi. Pärlorna är tvärbundna två gånger för att få tillräcklig styvhet och för att uppnå en önskad fördelningskoefficient. Det första tvärbindningssteget bestämmer strukturen på pärlorna och därmed porositeten, medan det andra tvärbindningssteget försäkrar att pärlorna får tillräcklig styvhet. För produkten Workbeads 40/1000 är de önskade fördelningskoefficienterna mellan 0,2-0,35 för thyroglobulin, 0,62-0,75 för albumin (från äggvita) och 0,85-0,95 för ribonukleas A. För att bestämma förhållandet mellan koncentrationerna av reaktanterna NaOH och allylbromid i den första tvärbindningen och de resulterande egenskaperna hos den stationära fasen (fördelningskoefficienter, styvhet och porstorlek) ändrades koncentrationerna av reaktanterna i den första tvärbindningen. Samtliga resulterande pärlorna med de ändrade koncentrationerna analyserades med hjälp av en ÄKTAexplorer. Pärlornas styvhet bestämdes genom att analysera kraschflödet i den packade bädden. Det fanns inga tecken på några skillnader mellan de tillverkade pärlproverna. De icke-specifika interaktionerna analyserades genom att jämföra fördelningskoefficienterna i en standard PBS-buffert med en hög saltkoncentrationsbuffert. Polaritetsförändringen i den mobila fasen kan påverka de icke-specifika interaktionerna eftersom hydrofobiska interaktioner då främjas. Fördelningskoefficienternas kurvor jämfördes också för att analysera likheter och skillnader för olika proteiner. Skillnader i formen på fördelningskoefficientkurvorna kan innebära att porstorleken inte är den enda bidragsfaktorn till skillnaderna i fördelningskoefficienterna. Därför kan skillnaden innebära effekter av icke-specifika interaktioner och det fanns det indikationer på att vissa icke-specifika interaktioner uppstod mellan proteinerna och agarpärlorna. Det finns dock ingen skillnad mellan de pärlor med många tvärbindningar och de med få tvärbindningar. Porstorleken och porstorleksdistribution bestämdes genom att använda en uppsättning dextran med inverterad storleksutslutningskromatografi.  Efter varje tvärbindningsreaktioner bestämdes antalet bildade tvärbindningar genom titrering med silvernitrat. Det visade sig att koncentrationen av allylbromid hade en större inverkan på de resulterande egenskaperna jämfört med koncentrationen av NaOH. En ökad koncentration av allylbromid visade på ett ökat antal bildade tvärbindningar. Experiment med många bildade tvärbindningar visade sig ha en större porstorlek och högre fördelningskoefficienten jämfört med experiment med lägre mängd bildade tvärbindningar. / Liquid chromatography is a method that is extensively used for separations in biotechnology at present. There are many different techniques within the concept of liquid chromatography and which specific technique that is most suitable depends on the properties of the intended target molecule. Properties for which target molecules can be separated are among others, size, charge, and affinity interactions. The porosity is a crucial property of the chromatographic resin, as the accessibility of pores determines the accessible surface area of the resin. Thus, the ability to determine the porosity is a crucial aspect in the manufacturing of the resin. Agarose often constitutes the chromatographic resin, due to the modification possibilities of the polysaccharide chains.  Bio-Works Workbeads 40/1000 SEC are agar-based size exclusion chromatography beads. The beads are cross-linked twice in order to obtain sufficient rigidity and to achieve a desired distribution coefficient. The first cross-linking step determines the structure of the beads thereby stets the porosity and the second cross-linking step ensures a sufficinet rigidity. For the product Workbeads 40/1000 the desired distribution coefficients is between 0.2-0.35 for thyroglobulin, 0.62-0.75 for albumin (from egg white) and 0.85-0.95 for ribonuclease A. To determine the relation between the concentrations of two reactants NaOH and allyl bromide in the first cross-linking step and the resulting properties of the resin (distribution coefficients, rigidity, and pore size), the concentrations in the first cross-linking were changed. All resulting beads with the altered reactant concentrations were analyzed using an ÄKTAexplorer. The rigidity of the beads was determined by analyzing the crash flow rate of the packed bed. There were no indications of any differences between the manufactured resin samples. The non-specific interaction was analyzed by comparing the distribution coefficients in a standard PBS buffer to a high salt concentration buffer. The polarity change in the mobile phase might affect the non-specific interactions since hydrophobic interactions would be promoted. The distribution coefficient curves were also compared for similarities and differences between different proteins. Differences in the shape of the distribution coefficient curves might imply that the pore size is not the only contribution factor to the distribution coefficient differences. Hence, the difference might imply the effect of non-specific interactions. It was indicated that some non-specific interactions occurred between the proteins and the agar beads. However, there was no difference between beads of varying cross-linking degree. The porosity and pore size distribution were determined by utilizing a set of dextran’s with Inverse Size Exclusion Chromatography (ISEC). After each cross-linking step the number of cross-links was determined by titration with silver nitrate (AgNO3). It was shown that the concentration of allyl bromide had a greater impact on the resulting properties compared to the concentration of NaOH. An increased concentration of allyl bromide showed increased number of formed cross-links. Experiments with many formed cross-links was shown to have a larger pore size and higher distribution coefficient Kd compared to experiments with lower amount of formed cross-links.

Sammanfattning på svenska: Målet med projektet var att utveckla ett system av disperserade bindemedel för non-wovenindustrin som inte förutsätter omfattande förändringar i befintliga processer. Bindemedlet ska vara biobaserat, bionedbrytbart och endast bestå av byggstenar som är matkontaktsgodkända av FDA och BFR. Ett disperserat system möjliggör en hög torrhalt tillsammans med en låg viskositet som i kombination med stor anpassningsbarhet kan konkurrera med fossila bindemedel på marknaden. Denna studie behandlar användande och modifiering av vattenlösliga biopolymerer för utveckling av ett disperserat system med förmågan att binda samman fibrer i ett non-wovenmaterial. Flertal analytiska metoder och observationer används, som Fourier transform infraröd spektroskopi (FTIR), laddningsdensitet, viskositet och optisk mikroskopi, för att mäta framgången av konceptet. Olika modifieringar och ympningsstrategier användes under projektet och deras inverkan på biopolymerer diskuteras. / The aim of the project was to develop a dispersed binder as a drop-in solution for non-woven industry. The binder should be bio-based, biodegradable and consist only of FDA and BFR food contact approved components. A dispersed system enables the binder to have a high solid content while having a low viscosity. This feature, in combination with a binder with tunable properties, can be a competitive alternative for the fossil-based binders in the market.  This study focuses on the use and modification of biopolymers with binding capacity to form a dispersed system from water-soluble biopolymers. The success of the reaction was evaluated by using a multitude of analytical methods and observation, such as Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), charge distribution and viscosity measurements. Several modification strategies and grafting agents were used and their impact on the biopolymer is discussed.