I det här utvecklas en reproducerbar polymerisationsmetod för att uppnå en stabil produktion av poly(ε-caprolakton-co-p-dioxanon) (PCLDX), skala upp filamenttillverkningen för att producera 1.75 mm långa filament och optimera 3D-utskriftsprocessen för att tillverka ställningar/anordningar för mjukvävnadsteknik. PCLDX, med högre nedbrytningshastighet och bättre flexibilitet jämfört med poly(ε-caprolactone) (PCL), syntetiserades på ett reproducerbart sätt genom sampolymerisering. Den syntetiserade PCLDX uppvisade önskvärd sammansättning (85 mol% CL : 15 mol% DX), molmassa (cirka 40 kg∙mol-1), dispersitet (cirka 1.8) och relativt låg smältpunkt (cirka 45 ℃). För att tillverka tredimensionella matriser av PCLDX utformades och optimerades två processer, filamenttillverkning och 3D printning. För filamenttillverkningsprocessen användes låg extruderingstemperatur (65 och 80 ℃) och låg extruderingshastighet (100 cm∙min-1) för att spara energi och minimera nedbrytningen. PCLDX-filament med en jämn diameter på 1.75 mm tillverkades genom att använda en passande partikelstorlek (diameter på 3-4 mm) och en kylmetod (blandning av vatten och torris, 0 ℃). De erhållna filamenten uppvisade lägre Youngs modul (25 % lägre än PCL), PCLDX batch oberoende termiska egenskaper, god ytkvalitet och printbarhet. Den termiska nedbrytningen av PCLDX under processen var försumbar och molmassan var nästintill oförändrad. Processen har skalats upp för att producera stora mängder PCLDX-filament, vars produktivitet nådde upp till 140 g∙h-1. Tredimensionella matriser tillverkades genom att printa önskad design genom manuell matning och låg printhastighet (5 mm/s). En isplatta användes för att kyla ner maskinen under printningen för att undvika bucklingproblem. Det optimerade printprotokollet genererade ingen termisk nedbrytning av polymeren, påverkade inte polymerens molmassa eller dispersitet. De producerade matriserna hade samma termiska egenskaper oavsett polymerbatch och god ytkvalitet. Det optimerade printprotokollet användes också framgångsrikt för att skriva ut komplicerade prototyper, t.ex. menisk och knäprotes för potentiella biomedicinska tillämpningar. / In this project, we develop a reproducible polymerization method to achieve stable production of poly(ε-caprolactone-co-p-dioxanone) (PCLDX), scale-up the filament fabrication to produce 1.75 mm filaments and optimize 3D printing process to manufacture scaffolds/devices for soft tissue engineering. PCLDX, with a higher degradation rate and better pliability compared to poly(ε-caprolactone) (PCL), was successfully synthesized by reproducible copolymerization of ε-caprolactone (CL) and p-dioxanone (DX). The synthesized PCLDX exhibited a polymer composition of 85 mol% CL : 15 mol% DX, molar mass around 40 kg∙mol-1, dispersity around 1.8, and relatively low melting point around 45 ℃. From PCLDX particles to final scaffolds, two processes, including filament fabrication and scaffold manufacturing, were designed and optimized. For the filament fabrication process, low extrusion temperature (65 and 80 ℃) and low extrusion speed (100 cm∙min-1) were applied to save energy and minimize degradation. PCLDX filaments with an even diameter of 1.75 mm were fabricated using suitable particle sizes (diameter of 3-4 mm) and a cooling method (mixture of water and dry ice, 0℃). The obtained filaments exhibited lower young’s modulus (25% lower than PCL), consistent thermal properties, good surface quality, and printability. The thermal degradation of PCLDX during the process was negligible, and the molar mass was kept almost unchanged. The process has been scaled up to produce high amounts of PCLDX filaments, whose productivity rate reached up to 140 g∙h-1. For the scaffold manufacturing process, porous scaffolds were manufactured by feeding manually and printing slowly (5 mm/s). The printability was assessed and validated using produced PCL/PCLDX filaments and commercial PCL filaments. The optimized printing protocol maintained the molar mass and dispersity of the material. The produced scaffolds possessed consistent thermal properties independent on polymer batches and good surface quality. The optimized printing protocol was also successfully applied to print complicated prototypes, such as meniscus and knee prosthesis for potential biomedical applications.

Syftet med detta examensarbete var att utveckla ett hållbart ersättningsmaterial till akrylnitrilbutadienstyren plast (ABS), genom att applicera principerna för grön kemi och teknik. ABS är en icke-nedbrytbar plast som till exempel används i slagtåliga produkter för hyttinteriörer. Att utveckla ett nytt material baserat på en kravspecifikation med en specifik produkt i åtanke är av stor betydelse då en initial teoretiska utvärdering kan ge resultat som driver ytterligare innovation och säkerställer en god överensstämmelse med förväntningarna på produkten. Baserat på den genomförda litteraturutvärderingen och kravspecifikationen för produkten valdes polylaktid (PLA) som matrismaterial och blandades med nanofibrer av lignocellulosa (LCNF) och naturgummi (NR), där maleinsyraanhydrid (MA) användes som kompatibilisator. Denna modifieringsstrategi syftade till att förbättra PLAs styrka och minska dess sprödhet. Flera olika parametrar undersöktes, vilka inkluderar olika torkningsmetoder för LCNF:en och olika metoder för MA tillsats före bearbetningen av blandningen. Termisk analys av blandningarna visade att tillsatsen av LCHF och NR inte påverkar nedbrytningstemperaturen för PLA-matrisen i någon större utsträckning, men att kristalliniteten påverkades av dem och de olika behandlingsmetoderna. Styvheten hos de PLA-baserade materialen var likvärdig ABS, medan elasticitet var generellt likvärdig PLA och där tillsatsen av naturgummi förbättrade materialens deformationskapacitet. SEM bilder indikerade att de tre komponenterna var kompatibiliserade, då fibrösa strukturer och sammanflätade nätverk av LCNF och NR i PLA-matrisen kunde observeras. SEM bilderna visade också att NR agglomererade då stora agglomerat och porösa strukturer uppstod, vilket understryker vikten av att optimera framtida blandningsstrategier. En livscykelbedömning (LCA), enligt en vagga-till-graven metod, förväntas visa lägre koldioxidutsläpp för det föreslagna alternativet jämfört med ABS tack vare tillämpningen av principerna för grön kemi vid produktutformningen. Detta bekräftar den ursprungliga hypotesen om en ökad miljövänligheten hos PLA-baserade ersättningsmaterial jämfört med ABS. / This thesis aims to develop sustainable replacement for Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) in high-impact applications within construction equipment’s Cab interior. Adhering to the principles of Green Chemistry and Engineering, the study focused on developing and accessing an environmentally friendly substitute for ABS, a commonly used non-biodegradable plastic. Investigating novel materials with a tailored requirements list is vital in materials science and engineering. Theoretical approaches can yield results which drive further innovation, ensuring comprehensive alignment with application expectations through a holistic approach to address critical factors. Following this guideline, the chosen alternative was Polylactide (PLA), fortified with a blend of lignocellulose nanofibers (LCNFs) and natural rubber (NR) at a 10 wt.% concentration, with the addition of Maleic Anhydride (MA) as a compatibilizer. This modification strategy aimed to enhance PLA's strength and reduce its brittleness. The investigation encompassed various parameters, including different LCNF drying methods and variations in additive treatment before melt-mixing with PLA. The outcomes from thermal analysis indicated that the inclusion of reinforcements does not significantly affect the degradation temperature of the PLA matrix. Crystallinity, on the other hand, was found to be influenced by the presence of lignocellulose reinforcements and natural rubber, with intriguing nuances emerging from the interplay of these components and different treatment methods. PLA-based alternatives performed similarly to low grade ABS and had similar stiffness levels. In terms of elasticity, most materials behaved similarly to neat PLA, but the addition of natural rubber enhanced their deformation capacity. Successful compatibilization between lignocellulose reinforcements, natural rubber, and PLA was assumed from the observed fibrous structures and interwoven networks within the PLA matrix. Additionally, the presence of aggregates and porous structures highlighted the challenges posed by rubber agglomeration. Finally, the observation of larger agglomerates beyond typical interphase sizes raised concerns about brittle behavior, emphasizing the need for optimizing blend toughening strategies. The input for a Life Cycle Assessment (LCA), following a cradle-to-gate approach, is anticipated to show lower carbon emissions for the proposed alternative in comparison to ABS due to the principles of Green Engineering applied in the product design, denoting the environmental viability of the PLA-based substitute.

Transparent trä biokompositer (TW) är en ny attraktiv klass av biokomposit. De är uppbyggda av delignifierat trä som impregnerats med en polymer med matchande brytningsindexet.  TW kan skräddarsys för inom ett brett spektrum av funktionella, optiska och mekaniska egenskaper. Eftersom de är biobaserade ses de dessutom som ett möjligt material som kan ersätta andra, mer miljöpåverkande material, inom olika sektorer, däribland byggnadsindustrin. Till skillnad från de funktionella egenskaperna har det mekaniska beteendet hos dessa biokompositer dock inte undersökts särskilt ingående. Syftet med denna avhandling är därför att utöka den nuvarande kunskapen om det mekaniska beteendet av dessa material genom att använda två olika mekanisk karakterisering metoder av TW och vanligt trä som referensmaterial. TW framställdes genom impregnering av delignifierade björkfaner med PMMA. Den mekaniska karakteriseringen utfördes med hjälp av olika metoder. Elastiska modulen och böjhållfastheten i tvärriktningen studerades med hjälp av fyrpunktsböjningprov. Resultaten visade en förbättring för båda egenskaperna jämfört med vanligt björkträ. Brottet vinkelrätt mot fibern (TR-systemet) undersöktes genom att utföra in situ fyrpunktsböjningstester på prover med en kant-spricka i ett svepelektronmikroskop för att observera hur sprickorna fortplantar sig i den komplexa mikrostrukturen. En anmärkningsvärd förbättring (cirka 175 procent) av brottsstyrkan konstaterades jämfört med vanligt trä. Dessutom användes DIC-teknik (digital image correlation) på fyrpunktsböjningstesterna, med kant-spricka, för att studera spänningsfältet under spricktillväxten, särskilt bildandet av brottprocesszonen (FPZ) runt sprickspetsen. Därefter föreslogs en ekvation som beskriver kohesionslagen för båda materialen baserat på experimentella observationer som i slutändan kan användas för sprickmekaniska simuleringar. Slutligen visades kort hur man kan använda de uppmätta mekaniska egenskaperna hos den nya TW för materialval för tekniska tillämpningar. / Transparent wood (TW) biocomposites are a new attractive class of materials. They are based on a delignified wood template impregnated by a refractive index-matching polymer.  TWs can be tailored in order to show a wide range of functional, optical, and mechanical properties. Moreover, being biobased, they are seen as a possible key material to replace more environmentally impactful materials in various sectors including the construction industry. However, unlike the functional properties, the mechanical behaviour of this class of materials has been poorly investigated. Therefore, in this thesis, the aim was to extend the current knowledge about the mechanical response of these materials by using a two-step mechanical characterization on TW and native wood as reference material. The analysed TW biocomposite was prepared by impregnation of delignified birch veneers by PMMA. The mechanical characterization was carried out using different techniques. The Young’s modulus and the flexural strength along the transverse direction were studied by four-point bending tests. The results showed an improvement for both properties compared to native birch wood. The fracture perpendicular to the grain (TR system) was investigated by performing in situ single-edge-notched four-point bending tests onto a scanning electron microscope to observe how the cracks propagate in this complex microstructure. A remarkable improvement (about 175 percent) in fracture toughness was found compared to the native wood. Furthermore, the in situ single-edge-notched four-point bending test was also applied, together with the digital image correlation (DIC) technique, to study the strain field during the crack growth, specifically the formation of the fracture process zone (FPZ) around the crack tip. Then, an equation describing the cohesive law was proposed for both materials based on experimental observations that can be ultimately used for fracture mechanics simulations. Finally, it was briefly shown how to make use of the measured mechanical properties of the novel TW for material selection for engineering applications.

Del A: Polyetylentereftalat fibrer I detta arbete presenteras olika metoder för att framställa monofilament av polyetylentereftalat (PET) (diameter: 30-50 µm) med en radiell gradient. Nyutvecklad Raman-spektroskopiteknik har använts för att kartlägga dessa inducerade radiella gradienter i t.ex. kristallinitet. På liknande sätt har FTIR-ATR teknik modifierats och anpassats för att studera ytegenskaperna hos dessa filament. Industriella filamentprover och egna smältspunna PET-filament har framgångsrikt modifierats med användning av olika termiska och kemiska behandlingar för att erhålla fibrer med förbättrade mekaniska egenskaper och minskad fibrillering. De strukturella förändringar som uppträdde i filamenten på mikroskopisk nivå karakteriserades med bl a infraröd analys, termisk analys, Raman-mikroskopi och röntgenteknik (SAXS och WAXD). Tester av fibrilleringsegenskaper utfördes av industriella partners med egenutvecklad teknik följt av testning av masterbatch-fibrer på en vävningssimulator. Resultaten i laboratorieskala avslöjade fibrernas strukturella anisotropi och radiella gradienter, vilka visade en minskad fibrillering med en viss inverkan på de mekaniska egenskaperna.  Del B: Poly(3-hydroxybutyrat) fibrer Detta arbete presenterar studier av poly(3-hydroxybutyrat) (P3HB) fibrer med reversibla strukturförändringar. Tidigare studier har visat att kristallisationen hos P3HB fibrer i huvudsakligen sker i ortorombisk α-kristallform. Stress-anlöpning resulterar dock i en förändring i beteendet hos P3HB-materialet. Strukturen hos P3HB fibrer består av amorfa och kristallina regioner samt en mesofas. Mesofasen antas vara belägen mellan α-kristallerna och uppträder som starkt orienterade bindningskedjor, s k “tie-chains”. Denna studie syftar till att observera effekten av stress-anlöpning på mesofasen och dess beroende av anlöpningsförhållandena. Förändringarna i mesofasen observeras med en anpassad och polariserad Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR) samt med Differential Scanning Calorimetry (DSC). Resultaten från ATR-FTIR visar att mesofasen är närvarande i spunna och högt stress-anlöpta fibrer, medan den är frånvarande i fibrer som är lågt stress-anlöpta. Mesofasen kan emellertid återupptas i lågt stress-anlöpta fibrer genom dragning. In situ ATR-FTIR användes för att studera förändringarna i materialbeteendet under en dragningsprocess för att observera periodiciteten i förekomsten av mesofasen. Det visade sig att förekomsten av mesofasen är en starkt reversibel process som observeras som en funktion av topparnas intensitet i ATR-FTIR. / Part A: Poly(ethylene terephthalate) fibres In this work, various methods to produce Poly(ethylene terephthalate) (PET) monofilaments (diameter: 30-50µm) with a radial gradient are presented along with a newly developed Raman spectroscopy technique to map these induced radial gradients in e.g. crystallinity. On similar lines, FTIR-ATR technique has been modified and adapted to study the surface properties of these fine filaments. Industrial filament samples and in-house melt-spun PET filaments have been successfully modified using various thermal and chemical treatments to obtain fibres with improved mechanical properties and reduced fibrillation. The structural changes occurring in the filaments on the microscopic level were characterized using infrared analysis, thermal analysis, Raman microscopy and X-ray techniques (SAXS and WAXD) among others. The fibrillation properties were tested by the industrial partners using a technique developed in-house followed by testing of masterbatch fibres on a weaving simulator. Lab-scale results revealed the structural anisotropy and radial gradient maps of the fibres which also demonstrated reduced fibrillation with some impact on mechanical properties also being observed. Part B: Poly(3-hydroxybutyrate) fibres This work presents studies on poly(3-hydroxybutyrate) (P3HB) fibres with reversible structural changes. Previously reported literature shows that crystallization of P3HB fibres takes place majorly in the orthorhombic α-crystal form. However, the stress-annealing results in a change of the material behaviour of P3HB. P3HB fibres compose of amorphous regions, crystalline regions and mesophase in their structure. The mesophase is supposed to be located in between the α-crystals of the material as highly oriented tie-chains. This study targets to observe the effect of stress-annealing of the mesophase present in the P3HB fibres and its dependence on the annealing conditions. The changes in the mesophase content are observed with the help of a highly adapted polarized Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared spectroscopy (ATR-FTIR) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The presented results from polarized ATR-FTIR show that the mesophase is present in as-spun and high stress annealed fibres while it is absent in fibres annealed with low stress. However, the mesophase can be re-obtained in low stress annealed fibres through tensile drawing. In-situ ATR-FTIR was utilized to study the changes in the material behaviour during a tensile drawing process to observe the cyclicity in the occurrence of the mesophase. It was found that the existence of mesophase is a highly reversible process observed as a function of the peak intensities of the polarized ATR-FTIR spectroscopy.

”Durable water repellents (DWR) är textilimpregneringar som bidrar med vattenavvisande egenskaper som håller länge på funktionella tyg. Tyvärr är dessa hydrofobiska ytbehandlingar vanligtvis en källa till skadliga och persistenta kemikalier och de även är producerade från fossilbaserade resurser. Eftersom medvetenheten kring de här problemen har ökat, har innovativa, miljövänliga och biologiskt nedbrytbara alternativ tagits fram. Hittills finns dock inga produkter gjorda av 100% förnybara råvaror. I ett försök att utveckla en biobaserad, icke-giftig DWR som aktiveras under milda förhållanden, lades fokus på utveckling av en lagringsstabil sprayimpregneringsprodukt för hemmabruk. Vid formulering av emulsionerna/dispersionerna utvärderades en stor mängd biobaserade och kommersiellt tillgängliga hydrofobiska och amfifila molekyler med avseende den vattenavvisande effekt som de bidrog med på den behandlade textilen. Samtidigt bedömdes de producerade formuleringarna noggrant för att skapa förståelse om effekterna från ingredienserna och deras relation till produktens stabilitet. De kandidatprodukter som valdes ut och undersöktes vidare hade lovande vattenavvisande egenskaper och visade rimlig hållbarhetstid på åtminstone en månad i 40 °C. Standardiserade sprayscores på 3 (där 1 är sämst och 5 är bäst) nåddes efter 24 timmars hängtorkning i rumstemperatur. Dessutom uppnåddes sprayscore på 5 efter en kort, icke-industriell torktumling på låg temperatur och den behölls efter minst tio tvättar på syntetiska textiler. Utvalda produkter påverkade inte märkbart tygets andningsförmåga och majoriteten hade ingen influens på textilens mjukhet och färg. Förutom uppskalningsexperiment och partikelstorleksmätningar, granskades resultat med en tillämpningsstudie av formuleringarna på femton olika tygtyper. Produkternas effekter på utseende och känsla dokumenterades för de olika textilierna. Egenskaper som kontaktvinklar, sprayscores och tvättbeständighet bestämdes och jämfördes med en kommersiellt tillgänglig produkt. / Durable water repellents (DWR) are textile finishes that provide long-lasting water repelling properties to functional garments. However, these hydrophobic finishes are commonly a source of polluting and persistent chemicals and are produced from fossil resources. As a result of increasing awareness, innovation towards environmentally friendly and biodegradable alternatives has progressed, yet no 100% renewable sourced products are available. In an attempt to create a bio-based, non-toxic DWR, that is curable under mild conditions, focus was put on the development of a shelf stable spray impregnation product intended for consumer use. By formulating dispersion/emulsion systems, a wide variety of commercially available, renewable sourced amphiphilic and hydrophobic molecules were evaluated on their effect on the water repelling performance of treated textile fabrics. Simultaneously, the produced systems were assessed carefully to create understanding on the effect of substances and their corresponding ratios on the stability. Promising candidate products that were selected for further investigation showed reasonable stability for 1 month at 40 °C. Industrial standard spray ratings of 3 (where 1 is worst and 5 is best) after hang drying at room temperature could be reached within 24 hours. On top of that, spray ratings of 5 could be reached after short time, non-industrial tumble drying at low temperatures, which could even be retained for at least ten laundering cycles on synthetic textiles. The selected finishes did not have a measurable effect on the breathability of the treated fabrics, while the majority did not considerably affect the hands-feeling or colour of the textiles. Besides several scaling up experiments and particle size measurements, extrapolation of the findings was carried out by testing the developed formulations on fifteen different types of textiles. Effects on appearance and feel were documented, additionally, contact angle, spray score, and wash durability were determined and compared with a commercially available product.

Lim klassificeras som ett ämne som kan hålla ihop två ytor så att de motstår separation. Dagens lim kan anpassas efter vilken applikation de ska användas till och kan ha ett stort antal olika egenskaper. De fysikaliska och kemiska egenskaperna av limmet är de viktigaste faktorerna för att bilda en bra limbindning. I stort sett alla syntetiska lim består idag av polymerer, varav de flesta är petroleumbaserade. För att skapa ett mer miljövänligt alternativ undersökte denna studie tillämpningen av poly(3-hydroxibutyrat- co-3-hydroxivalerat), PHBV med 36 eller 56 vikt% HV, som huvudkomponent i ett lim. Huvudfokus ligger på hur väl PHBV är lämpligt för användning som lim och hur olika tillsatser kan förbättra dess egenskaperna. Flera olika limblandningar innehållande PHBV, mjukgörare (sebacinsyra, dimetylsebacat, etylbutanoat eller tributylcitrat) och förtjockningsmedel (Abalyn eller Foralyn) skapades och undersöktes. Ett single lap skjuvtest utfördes med kopieringspapper, filterpapper och träpinnar som vidhäftningsmaterialet, medan ett avskalningstest undersökte användningen av kopieringspappersetiketter och plastetiketter på en glasflaska samt frukt.  Båda testen visar att kopieringspapper har de mest lovande egenskaperna som en adherent för användningen av ett PHBV-baserat lim, både för PHBV innehållande 36 vikts% och 56 vikts% HV. Denna slutsats kunde dras då kopieringspapperet påvisade den starkaste bindningen med limmet. Ren PHBV uppvisade lovande häftstyrka och vidhäftning som ett smältlim. Tillsatsen av sebacinsyra tillsammans med Abalyn eller dimetylsebacat med Foralyn ökade limmets häftstyrka ytterligare. Vi fann också att lim som skapats med PHBV med 36 vikt% HV ger bättre hållfasthetsegenskaper. Framtida arbete innefattar mer exakta mätmetoder för att bestämma egenskaperna hos limblandningarna. / An adhesive is classified as a substance that holds two surfaces together and resists separation. Today’s adhesives can be modified according to various application demands, obtaining a large variety of properties. The most important factors of forming a good adhesive bond are the physical and chemical properties. Essentially all synthetic adhesives consist of polymers, most of them being petroleum-based. To obtain a more environmentally friendly option, this study investigated the use of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), PHBV with 36 or 56 wt% HV, as the main component in an adhesive. The main focus was to investigate on how well PHBV is suited for use as an adhesive and how different additives can improve the adhesive properties. Several different adhesive formulations containing PHBV, plasticizers (sebacic acid, dimethyl sebacate, ethyl butyrate, or tributyl citrate) and tackifiers (Abalyn or Foralyn) were created and investigated using various tests, such as single lap shear test, peel test, tackiness determination, optical analysis, and application testing. Single lap shear tests were performed using printing paper, filter paper, and wooden sticks as adherents, while peel tests explored the use of printing paper labels and plastic labels on a glass bottle and on fruit. It was determined that two PHBV adhesives, containing 36 wt% and 56 wt% of HV, performed best using printing paper as adherent. This conclusion could be drawn based on the good interaction between the adherent and the adhesive, thereby creating a strong bond. Pure PHBV with 36 or 56 wt% showed promising strength and tackiness properties as a hot-melt adhesive. The addition of sebacic acid together with Abalyn or dimethyl sebacate with Foralyn further increased the adhesive’s strength. It was also found that adhesive formulations created using a PHBV with a lower amount of HV (around 36 wt% of HV) yields better strength properties when used as an adhesive for paper labels. Future work involves more precise measurement methods to determine the properties of the adhesive formulations.

I fordonsindustrin är kemisk renlighet ett grundläggande kriterium för att säkerställa kvaliteten och hållbarheten hos den slutliga produkten. Kemisk renlighet kan defineras som den maximala nivån av kemiska föroreningar (t.ex. olja, fett, ytaktiva ämnen, kemikalier, etc.) som är tillåten på ytan av en produkt, men som tillåter produkten att fortfarande fungera som normalt. En ren yta fri från kemiska föreningar kommer således att säkerställa en robust binding mellan olika substrat. Syftet med den här rapporten är att undersöka och fastställa en kvantiativ method för att utvärdera kemisk renlighet för Formed in Place Gaskets (FIGP). De instrument som kommer att användas för att analysera nivån av kemisk kontaminering (rengöringsmedel) är: F-Scanner, SITA CleanoSpector och Krüss MSA One-Click SFE Mobile Analyzer. För att anvgöra hur nivån av kontaminering (rengöringsmedel) påverkar silikonens tätningsförmåga kommer dolly pull-off adhesionsprov och dragprov att användas. Resultatet visar att F-Scanner och SITA CleanoSpector kan skilja mellan olika nivåer av kontaminering (rengöringsmedel). Dock kan det från dolly pull-off adhesionsprov och dragprov inte dras någon slutsats om att en högre koncentration av kontaminering (rengöringsmedel) leder till en lägre adhesionsstyrka. / In the automotive industry chemical cleanliness is a fundamental criterion for ensuring the quality and durability of the final product. Chemical cleanliness can be defined as the maximum level of chemical contaminants (e.g. oil, grease, surfactants, chemical residues, etc.) permitted on the surface of a part, that still allows the part to function as normal. Hence, a clean surface that is free of chemical contaminants will ensure a robust adhesive bond between different substrates. The following thesis aims to investigate and establish a quantitative method to evaluate chemical cleanliness applicable to Formed in Place Gaskets (FIGP). Different instruments: F-Scanner, SITA CleanoSpector, and Krüss MSA One-Click SFE Mobile Analyzer, for surface analysis will be investigated and used to determine the level of chemical contamination (detergent) on the surface. To determine how the level of contamination (detergent) affects the adhesion properties of sealant, the dolly pull-off adhesion test and tensile test will be used. The results show that the F-Scanner and SITA CleanoSpector can distinguish between different levels of contamination (detergent). However, from the dolly pull-off adhesion test and tensile test, it cannot be concluded that a higher concentration of contamination (detergent) leads to a decrease in the adhesion strength of the sealant.

Det elektriska isolationssystemet för stora roterande maskiner består av ett kompositmaterial av glimmertejp och ett värmehärdande harts. Hartset hjälper till att mekaniskt stabilisera lindningsstrukturen i statorn samt ersätter luftinneslutningar i isolationssystemet för att undertrycka bildandet av elektriska urladdningar. Vakuumtryckimpregneringsprocessen (VPI) är den föredragna tekniken för att impregnera glimmerisolationen med det värmehärdande hartset. Hartset som används i VPI-processen är sammansatt av flera nyckelkomponenter, inklusive den härdbara polymeren, härdare som deltar i tvärbindning, reaktiva utspädningsmedel för förbättrade processegenskaper och ytterligare tillsatser som katalysatorer och stabilisatorer. Olika hartskemier har använts under åren för VPI-processen. Det finns dock betydande farhågor när det gäller påverkan på miljö- och arbetshälsa för några av dessa komponenter. Den ökade medvetenheten om de skadliga effekterna av olika kemikalier har drivit på arbetet med att utveckla hartser med reducerade flyktiga organiska föreningar som kan vara skadliga för såväl miljön som de som hanterar hartset i stora mängder. Dessutom har stränga EU-regler klassificerat vissa härdare och reaktiva utspädningsmedel som ’substances of very high concern’, vilket har lett till ett stort behov av att hitta alternativ för dessa föreningar. Detta examensarbete består av en litteraturstudie som har genomförts med hänsyn till de önskade egenskaperna för VPI-hartser för att utvärdera potentiella kandidater som alternativ till härdare och reaktiva utspädningsmedel. Fyra olika impregneringshartser har tagits i beaktande som alternativ. Olika härdningskinetikparametrar har uppmätts med olika karakteriseringstekniker såsom infraröd spektroskopi av Fouriertransform i realtid, reologi och differentiell scanningkalorimetri. Eftersom de termiska, elektriska och mekaniska egenskaperna är nödvändiga för att säkerställa långvarig livslängd för industriellt nyttjade roterande maskiner, har olika egenskaper studerats genom att utföra dynamisk mekanisk analys, drag- och böjningstestning samt dielektrisk spektroskopi, genom att härda hartserna under lämpliga tids- och temperaturförhållanden. Alla de fyra hartserna visade varierande härdningskinetikparametrar och egenskaper som har korrelerats till hartskemin samt att hartsernas egenskaper har utvärderats i jämförelse med varandra. / The electrical insulation system for large rotating machines consists of a composite material of mica tape and a thermosetting resin. The resin helps in mechanically stabilizing the winding structure in the stator as well as replaces air inclusions in the insulation system to suppress the formation of discharges. Vacuum pressure impregnation (VPI) is the preferred technique to impregnate this mica tape with the thermosetting resin. The resin used in VPI process is composed of several key components, including the thermoset polymer, a hardener that participates in crosslinking, reactive diluents for improved processability and and additional additives like catalysts and stabilizers. Different chemistries have been used over the years for the VPI process. However, there are significant concerns regarding the environmental and occupational health and safety of some of these components.  The increasing awareness of the harmful effects of various chemicals has driven efforts to develop resins with reduced volatile organic compounds which can be detrimental to both the environment as well as those who are handling the resin in large quantities. Furthermore, stringent EU regulations have classified some hardeners and reactive diluents as substances of very high concern which has resulted in pressing need to find alternatives for these compounds.  This thesis, thus, consists of a literature study which has been performed taking the desired properties for VPI resins into consideration to evaluate potential candidates as alternatives for hardeners, and reactive diluents. Four different chemistries of impregnation have been taken into consideration as alternatives. Different curing kinetics parameters have been measured by different characterization techniques such as real time Fourier transform infrared spectroscopy, rheology, and differential scanning calorimetry. As the thermal, electric, and mechanical factors are necessary to ensure long term lifespan of industrial machines, different properties have been studied by performing dynamic mechanical analysis, tensile and flexural testing as well as dielectric spectroscopy by curing the resins under appropriate time and temperature conditions. All the four resins showed varied curing kinetics parameters and properties which have been correlated to the chemistry involved in the resin as well as evaluated in comparison to each other.

Den förbättrade livsstilen hos människor har stimulerat en ökad efterfrågan på textilier, inklusive användningen av dissolvingmassa. Dissolvingmassa med hög renhet av cellulosainnehåll och unika egenskaper har varit ett attraktivt material inom textilindustrin. Eukalyptusved har i stor utsträckning använts för produktion av dissolvingmassa, särskilt i Indonesien och Brasilien. Eukalyptusved erbjuder flera fördelar såsom högt cellulosainnehåll och snabb tillväxt, vilket gör den till ett idealiskt råmaterial. I den här studien valdes två olika densiteter för eukalyptus, nämligen låg och hög flisbasdensitet, för dissolvingmassanprocessen. En fördjupad kunskap och förståelse av delignifieringsprocessen vid kokning av eukalyptus med dessa två olika densiteter kan användas för att förbättra kokningsegenskaperna, inklusive massautbyte och kvalitet.  Huvudsyftet med denna avhandlingen var att undersöka effekten av flisbasdensiteten hos eukalyptus i dissolvingmassaprocessen. Metoden för dissolvingmassaprocessen följde APRIL företagets process standard. Förhydrolystemperaturen ställdes in på 110°C till 165 °C med en ökning på 2 °C/min, neutraliseringstemperaturen ställdes in på 150 oC och den milda koktemperaturen på 155 oC, medan koncentrationen av kokkemikalien (effektiv alkali 20% och sulfiditet 30%) hölls konstant men H-faktormålen varierades. De fysiska och kemiska egenskaperna hos eukalyptus analyserades och medan den oblekta massan som producerades analyserades vidare för siktat massautbyte, lignininnehåll, pentosan, viskositet och ljusstyrka. Dessutom undersöktes fibermorfologin med SEM och ligninstrukturen undersöktes med 2D-NMR. Resultaten visar att den höga basdensiteten uppvisade överlägsna egenskaper och är en idealisk råvara vid tillverkning av dissolvingmassa. Resultaten av lägre pentosanhalt, associerad med en minskad mängd hemicellulos och en högre S/G-förhållanden, visade sig vara gynnsamma i dissolvingmassaprocessen. Vidare ledde en högre basdensitet hos träflisorna, vilket resulterar i en ökad mängd siktad massautbyte och minskad specifik vedförbrukning, vilket medför betydande positiva ekonomiska effekter och kan även minska logistikkostnaderna. Av den anledningen har eukalyptusträd av hög basdensitet en god potential för framtida utveckling och för storskaliga odlingar. / The improvement in people’s fashion lifestyle has stimulated an increase in textile demand, including the use of dissolving pulp. Dissolving pulp with high purity of cellulose content and unique properties has been an attractive material in the textile industry. Eucalyptus wood has been broadly used in dissolving pulp production, especially in Indonesia and Brazil. Eucalyptus wood offers several advantages such as high cellulose content and rapid growth that make it an ideal raw material. In this study, eucalyptus with low and high basic density, were selected in the dissolving pulp process. Better knowledge and understanding of the cooking delignification process of two different densities of eucalyptus could be used to achieve excellent cooking performance such as pulp yield and quality. The main objective of this thesis was to investigate the impact of chips basic density of eucalyptus in the dissolving pulp process. The dissolving pulp process method followed the APRIL company process standard. The prehydrolysis temperature was set at 110 oC to 165 oC with ramping 2 oC/min, neutralization temperature was set at 150 oC and the mild cooking temperature at 155 oC, while the cooking chemical concentration effective alkali 20% and sulfidity 30% were kept constant but the H-Factor targets were varied. The physical and chemical properties of eucalyptus were analyzed and the unbleached pulp produced was then analyzed for screened pulp yield, lignin content, pentosan, viscosity, and brightness. Furthermore, the fiber morphology was investigated with SEM and the lignin structure was investigated with 2D-NMR. The findings indicate that the high basic density eucalyptus wood exhibited superior behaviors and demonstrated ideal raw material in dissolving pulp production. The results of lower pentosan levels attributed to lower hemicellulose content, and higher S/G ratio were favorable in the dissolving pulp process. Moreover, the higher basic density of the wood chips resulting in higher screened pulp yield and achieved lower specific wood consumption have a huge positive economy. Additionally, it can lower the logistics cost. Hence, high basic density eucalyptus wood has good potential for future development and larger plantations.

This thesis investigates the challenges and opportunities of recycling PA6-GF30, a glass-filled polyamide, to address the pressing environmental concerns surrounding polymer waste. Through a collaboration between Thule Group and Jönköping University, it aims to understand how the properties of recycled materials evolve over time and reprocessing cycles, proposing practical methods for their utilization in sustainable manufacturing practices. Thule Group's commitment to reducing emissions entails transitioning to sustainable materials, particularly through increased use of recycled engineering materials like PA6-GF30, to lower the carbon footprint of products, emphasizing the importance of maintaining product quality and safety while exploring the effects of recycled materials on mechanical properties. Through producing and testing post-industrial and post-consumer samples added to virgin PA6-GF30 with varying ratios, comparison with the commercially available polymers was conducted. In total, 15 different mixtures of pellets of different quantity and quality of recycled composites were investigated with tensile test and impact test, moreover the fibers of some batches were filtrated from the matrix and the fiber aspect ratio was examined with the help of an optical microscope. Results illustrated that recycled polymers generally showed more mechanical property degradation as the ratio of recycled polymers were increased. Furthermore, adding the same amount of post-consumer regrinds as opposed to post-industrial was more detrimental to the overall mechanical performance. Post-industrial composite regrinds performed 11,3% worse in UTS, meanwhile post-consumer regrinds dropped by 25,5% in the same characteristic when the samples made of 100% recycled materials were compared to the virgin composite.  The reason behind this phenomenon was investigated and supported by microscopy. One of them is the natural aging of the material that operates through chain scission, that slowly makes that polymer stiffer and weaker. The other and more dominant reason is the damage taken by the fibers, that create numerous stress concentration sites at fiber ends, within the structure, ultimately damaging the fiber-matrix interface.