Degradation of steel pipes in district heating systems is often a result of corrosion processes. To maintain the power in the systems the pipes gets replaced when they have been worn-out, resulting in high cost and long service time due to excavation. A more affordable and time- effective method is known to be relining which implies renovation and facing of the already existing pipes. This thesis covers an initial review of the applicability of a polyamide curing solvent-free epoxy based relining for lifetime extension of corroded pipes in Stockholm Exergi's pipeline network. The research study is comprised of a literature search focusing on the permeability properties of epoxy coatings, an experimental part where the actual coating was tested for defined parameters similar to the prevailing ones in the system of Stockholm Exergi and finally an evaluation of the usability of the coating. Critical parameters such as the adhesion between the coating and the steel substrate, the sorption of water within the coating and the emit of Bisphenol A were carefully investigated during the analysis. Analysis methods such as pull of test, TGA, DSC and GC-MS were utilized in order to investigate the critical parameters. The adhesion between the coating and the substrate was found to be inadequate for the purpose, the TGA and DSC analysis showed a time-dependent increasing water sorption when exposure to 120 °C. At a higher temperature of 190 °C the sorption decreased. It was concluded that the coating cured at higher exposure temperatures which implied higher degree of conversion and thus a more brittle epoxy matrix. Additionally, the hydrophobicity decreased during 28 days of exposure, at both 120 °C and 190 °C, which can be supposed to affect the flow in the pipeline system during service. It can be stated that a spray coating consisting a polyamide curing solvent-free epoxy will not answer to a total solution for a lifetime extension for the pipes in Stockholm Exergi's pipeline network. An extended investigation regarding the exterior isolation of the pipes is suggested in order to circumvent the most critical breakdowns due to corrosion.

Idag är de vanligaste använda raketerna flytande-bränsle- och fast-bränsle- raketer. Flytande-bränsle-raketer har fördelen att det kan manövreras men de har en komplex design och problem med förvaring. Fast-bränsle-raketer har en enkel design och kan förvaras men de har en miljöpåverkan och bränslet kan vara svårhanterligt. En tredje typ av raketer, hybridraketer, kan kombinera enkelheten från fasta-bränsle-raketer med manövreringsbarheten från vätske-bränsle-raketer. Trots fördelarna med hybridraketer används de inte på grund av att bränslet har låg regressionshastighet och låg densitet. Organiska additiv har visat sig förbättra dessa egenskaper. 50 organiska additiv granskades med avseende på deras specifika impuls, densitet, kostnad och användarvänlighet. De mest lovande organiska additiven utvärderades sedan experimentellt. Termogravimetrisk analys (TGA), isotermviktförlust, kompatibilitet och differentiell svepkalorimetri (DSC) användes. Resultaten indikerar att hexamin, fluorene, anthracene och 1,4-dicyanobenzene har mest potential att förbättra bränslet i hybridraketer. / Liquid propellant and solid propellant rockets are the most commonly used rockets Liquid propellant rockets have the advantage of being manoeuvrable with a high specific performance while they exhibit problems with storage and a complex design. Solid propellant rockets offer simplicity and are storable while they have a large environmental impact and could be difficult to handle. A third type of rocket, hybrid propellant rocket has the potential to combine the simplicity of solid propellant rocket with the manoeuvrability of liquid propellant rockets. While the hybrid propellant rocket offers advantages over liquid propellant and solid propellant rocket it have problems with its fuel which have a low regression rate and low density. Organic fillers were evaluated since they may increase in the regression rate and the density of the solid fuel. 50 organic fillers were assessed with regards to their specific impulse, density, cost and handling properties. The organic fillers with the most promising properties were then experimentally evaluated. Thermogravimetric analysis (TGA), isothermal weight loss test, compatibility test and differential scanning calorimetry analysis were conducted. The results indicate that hexamine, fluorene, anthracene and 1,4-dicyanobenzene are the most suitable organic fillers of those evaluated..

The project aims to develop a methodology to study the variation in properties of wood polymer composites (WPC’s) with/without surface treatment at different humidity conditions. The project aims to investigate the behavior of biocomposites at 50%, 80%and 100% relative humidity (RH). Also to clarify if the hydrophilization effect helps to preserve the structural integrity of the materials for longer periods at these conditions. The comparison between biocomposites comprising polypropylene (PP) with both untreated wood fibers (WF) or FibraQ (hydrophobic surface-treated wood fibers from Biofiber Tech) was made. The focus was on the mechanical properties, water absorption, macro- and microstructures. The results show that PP comprising FibraQ exhibits lower moisture uptake than the PP comprising untreated WF at high relative humidity conditions. The mechanical properties did not seem significantly affected by the surface treatment at high relative humidity conditions. It is also concluded that since the study only ran for four weeks, there was not enough time to fully understand the influence of moisture uptake over the materials’ properties.

Att minska plastavfall och uppmuntra återvinning har fått hög prioritet i många affärsverksamheter och olika typer av regleringar implementeras för att minska den negativa påverkan av plastanvändningen. Papper och kartong består i huvudsak av cellulosa som har många egenskaper som är essentiella för en hållbar ekonomi (t.ex. förnyelsebar, återvinningsbar och bionedbrytbar) och pappersprodukter kan ersätta plast i många applikationer. Återvinningsgraden för pappersförpackningar är i vissa områden redan hög men det finns fortfarande begränsningar i att använda återvunna fibrer i vissa applikationer. Återvunna fibrer kan innehålla mineraloljor som kan migrera och ansamlas i mat som lagras i förpackningarna. Utvecklingen av barriärer för papper och kartong är nödvändig för att öka graden av användningsområden för förpackningar. Laminering är en traditionell teknik som används för bestrykningar, dock kan metoden leda till lägre återvinningsgrad.  Dispersionsbarriärer är en typ av barriär där en emulsionspolymer stelnar till en icke porös film på pappersytan. Dispersionsbarriärer är enkla att separera från pappret under återvinningsprocesser och bra barriäregenskaper kan uppnås redan för låga ytvikter.  I denna masteruppsats testas tre olika pigment (kaolin, talk och kalciumkarbonat) i olika koncentrationer i styrenakrylat latex och effekten på barriäregenskaper utvärderas. Dispersionerna beströks på papper med hjälp av bänkbestrykning. Viskositeten mättes med en reometer och pigmenten tenderade att sänka viskositeten under lägre skjuvhastigheter. Mineraloljebarriäregenskaper testades genom att mäta migrationen av ett flyktigt kolväte (n-heptan) genom barriären. Oljeresistens testades med palmkärnoljemetoden och ingen oljemigration observerades efter 24 timmar. Vikt oljeresistens testades också för alla prover. Kaolin tenderade att ge sämre fettbarriär efter viktning, jämfört med talk. Detta förklarades genom att kaolin har en högre modul än talk vilket kan skapa sprickbildning i barriären under vikning. Vatten och vattenångbarriär testades med Cobb och WVTR. Testen visade bättre barriäregenskaper för tillsatt kaolin, liknande eller sämre för talk, och sämre för kalciumkarbonat. Försämringen av egenskaper förklarades genom sprickbildning orsakad i toppbestrykningen för de prover som innehöll kalciumkarbonat. Kaolin gav generellt sett mer stabila förbättringar i barriäregenskaper, vilket förklarades av de bättre dispergerade och mindre partiklarna jämfört med talk, samt den höga formfaktorn. Delaminering av barriären från pappret förekom i alla prover, utom för talk i högre koncentrationer. Svepelektronmikroskop användes för att studera ytråhet, pinholes, vätning, barriärens tjocklek och struktur, pigmentens form och orientering samt sprickbildning efter vikning.  Resultaten visade på en barriär med få eller inga pinholes. Diskformade pigment tenderade att orientera sig parallellt med papperets yta. Ingen direkt skada på barriären eller sprickbildning kunde observeras i vecken efter vikning. FTIR användes för att studera interaktioner i gränsytan mellan matris och filler. Det fanns ingen indikation för nya kemiska bindningar i något av proverna. Återvinningstest utfördes också vilka visade att barriären enkelt kan separeras från pappret och en hög grad fibrer kan utvinnas under återvinning. / Reducing plastic littering and encouraging recycling have become top priorities for many businesses, and regulatory actions are taken around the world to target the adverse effects of plastic materials. Paper and paperboards mainly consist of cellulose which has many properties that are essential for a sustainable economy (e.g., renewable, recyclable and biodegradable), and paper products can be an alternative for plastics in many applications. Although the recycling rate for paper and cardboard in some areas is already relatively high, there are still some concerns about using recirculated fibres in some applications. Recycled cardboard can contain mineral oil hydrocarbons which could migrate and accumulate in food during storage.  Developing coatings for paperboards is necessary to increase the range of usage for paper products in packaging applications. A traditional way of coating paper is by lamination, but this technique tends to lead to lower recycling rates. Dispersion coating is a type of barrier where an emulsion polymer is applied and solidified to a non-porous protective film on the paper surface.  Dispersion coatings are readily removed from the paper during recycling, and proper barrier functions can be achieved already at low coat weights.  In this thesis, three different types of pigments (kaolin, talc, and calcium carbonate) were tested in different concentrations in a styrene acrylate copolymer latex, and the effect on barrier properties was evaluated. The dispersions were coated onto papers by rod coating. Viscosity tests were done by using a rheometer. The pigments tended to decrease viscosity at low shear rates. Mineral oil barrier properties were tested by measuring the migration of a volatile hydrocarbon (n-heptane) through the barrier. Grease resistance was tested with the palm kernel oil test, and no oil migration was observed in any of the samples after 24h. The effect of folding on barrier properties depending on the pigment type and concentration was also evaluated as a part of testing grease resistance. Reduced barrier performance was seen after folding for kaolin compared to talc which was explained by the higher modulus of kaolin which may cause crack formation in the coating. Water and water vapour barrier properties were tested through the Cobb test, and by a Water Vapour Transmission Rate (WVTR) analyser. The results showed an increased barrier performance with kaolin in higher concentrations and a reduction with calcium carbonate. This behaviour was explained by crackelations in the top-coating layers for the samples containing calcium carbonate. Kaolin seemed to give a more stable improvement of barrier performance, and this was explained by a better dispersion of smaller particles with a high aspect ratio. Adhesive strength and delamination were measured by heat seal tests. Delamination of the barrier was seen in all samples except for talc in higher concentrations. Scanning Electron Microscope (SEM) was used to evaluate surface roughness, voids, wetting of particles, barrier thickness and integrity, pigment shape and orientation, and crack formation after folding.  The results showed a barrier with good integrity and few voids, and platy particles tended to orient parallel to the paper surface. No clear visual damage was observed after folding, and no crack formation could be seen at the creases. Fourier Transform Infrared Spectroscopy – Attenuated Total Reflectance (FTIR–ATR) was used to study matrix/filler interactions, and bond formation during consolidation. No indication of additional bond formation was seen in any of the samples. Recyclability tests were also performed which showed that the coatings are readily removable, and a large fibre fraction is available during the recycling of the fibres.

Nanopartiklar (NP) erbjuder unika möjligheter för medicinska tillämpningar, inklusive kontrollerad frisättning av cancerläkemedel, användning som bildkontrast vid avbildningsprocedurer eller hypertermisk behandling av cancerceller. Flash nanoprecipitation (FNP) producerar NPs för att kombinera dessa tillämpningar i en snabb, billig och skalbar beläggningsprocess. Användning av FNP med en Multi-Inlet Vortex Mixer (MIVM) är en lovande metod för att enkelt belägga hydrofoba oljesyra järnoxid NP (IONP) med olika biokompatibla block-copolymerer. Amfifila block-copolymerer baserade på hydrofil polyetylenglykol (PEG) och hydrofob poly(laktid) (PLA), poly(laktid-co-glykolid) (PLGA) eller poly(kaprolakton) (PCL) syntetiserades framgångsrikt. Den organiska katalysatorn 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en (DBU) användes för att öka biokompatibiliteten hos de resulterande polymererna PEG-PLA, PEG-PL7,5KG2,5KA och PEG2K-PCL2K. Syntes av hydroxylterminerad poly(akrylsyra) (PAA-OH) följt av polymerisation med PLGA prövades. De amfifila blockpolymererna användes i kombination med stabilisatorn polysorbat 80 (Tween80®) i FNP för att bilda nakna polymera NP med en MIVM som reaktor. DLS och STEM bekräftade partikelstorlekar mellan 50 - 100 nm. Tillsatsen av 13 ± 2 nm hydrofoba oljesyra-IONPs gav en ökning av partikelstorleken samt en ökning av partikelstabiliteten över tid. STEM-bilder visade att enstaka IONPs fästs på utsidan av de polymera NPs. Hydrofoba interaktioner mellan polymeren och oleinsyra-IONPs är möjliga. För att uppnå inkapsling av oljesyra-IONPs bör justeringar av processparametrarna för FNP övervägas i framtida forskning. Ytterligare experiment krävs för att utforska möjliga läkemedelstillsatser, frisättningsmekanismer och hypertermi hos de polymerbelagda IONP-partiklarna. / Nanoparticles (NPs) offer unique possibilities for medical applications, including the controlled release of cancer drugs, the use as imaging contrast during imaging procedures or the hyperthermic treatment of cancer cells. Flash nanoprecipitation (FNP) produces NPs to combine these applications in a fast, cheap, and scalable coating process. The use of FNP with a Multi-Inlet Vortex Mixer (MIVM) is a promising method to easily coat hydrophobic oleic acid iron oxide NPs (IONPs) with various biocompatible block-copolymers. Amphiphilic block-copolymers based on hydrophilic polyethylene glycol (PEG) and hydrophobic poly(lactic acid) (PLA), poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) or poly(caprolactone) (PCL) were successfully synthesized. The organic catalyst 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene (DBU) was used to increase biocompatibility of the resulting polymers PEG-PLA, PEG-PL7.5KG2.5KA and PEG2K-PCL2K. The synthesis of hydroxyl terminated poly(acrylic acid) (PAA-OH) followed by the polymerization with PLGA was attempted. The amphiphilic block-copolymers were used in combination with the stabilizer polysorbate 80 (Tween80®) in FNP to form bare polymeric NPs using a MIVM as the reactor. DLS and STEM confirmed particle sizes between 50 - 100 nm. The addition of 13 ± 2 nm hydrophobic oleic acid IONPs yielded an increase in particle size as well as increase in particle stability over time. STEM images showed attachment of single IONPs to the outside of the polymeric NPs. Hydrophobic interactions between the polymer and oleic acid IONPs are possible. To achieve encapsulation of the oleic acid IONPs, adjustments to the process parameters of FNP should be considered in future research. Additional experiments are required to explore possible drug addition, release mechanisms and hyperthermia behavior of the polymer coated IONPs particles.

Fast-bränsle-raketer (SRM) har funnit sin plats i en stor mängd tillämpningar sedan deras framkomst mer än 2000 år sedan. En SRMs prestanda är förutbestämd av geometrin av drivmedelskrutet och är begränsad av gjutningsmetoden, som idag främst används i produktion. Forskning inom 3D-skrivning av drivmedelskrut har undersökt nya komplexa geometrier som kan öka prestandan. Studier kring 3D-skrivning med UV-härdning är få till antalet och undersöks i detta projekt. Ett bindemedel av polyuretandiakrylat (PUDA) har syntetiserats och därefter karakteriserats, med och utan diverse monomerer genom dragprovsmätningar och differentialkalorimetri (DSC). Tillsats av tvärbindarna 1,6-hexandioldiakrylat (HDDA) samt trimetylolpropantriakrylat (TMPTA) till PUDA producerade ett mer sprött material. Denna skillnaden var mer påtaglig för TMPTA än HDDA, vilket tillskrivs den högre akrylatfunktionaliteten i den förstnämnda. Den kommersiella produkten Ebecryl 113 har karakteriserats med inerta fyllmedel. Härddjupet (DOC) undersöktes med Ebecryl 113 i ett experiment, vilket påvisade en minskning av härddjupet med ökande mängder aluminium. Orsaken är troligen de reflektiva egenskaperna för UV-ljus som aluminium innehar. Reologiska studier utfördes, från vilka en minskning i viskositet påvisades till följd av en ökad polydispersitet i partikelstorlekarna. 3D-skrivning med kolvextrudering och påföljande härdning med UV-strålning utforskades. Detta visade utmaningar med tekniken som behövs bemästras. I synnerhet uppmärksammades fasseparation och residuell härdning från reflekterat UV-ljus som begränsande faktorer för fortsatt arbete. / Solid rocket motors (SRMs) have found their place in many applications since their conception more than 2000 years ago. The performance of SRMs is determined by the geometry of the propellant grain and is limited by the cast-and-mould production method typically used today. Research has been made on 3D printing propellant grains to explore new complex geometries, which may increase performance. Studies on 3D printing techniques using UV curing are limited and are in this work investigated. A polyurethane diacrylate (PUDA) binder was synthesized and then characterized, with and without various monomers by tensile testing and differential scanning calorimetry. Additions of the crosslinkers 1,6-hexanediol diacrylate (HDDA) and trimethylolpropane triacrylate (TMPTA) to PUDA rendered the final product more brittle. This change was more noticeable for TMPTA than HDDA, as the former has a higher acrylate functionality. The commercial product Ebecryl 113 was also characterized with inert fillers added. A depth of cure (DOC) study with Ebecryl 113 was conducted, which showed a decrease in DOC with increasing amounts of aluminium. This is attributed to the reflective properties of aluminium in the UV spectrum. Rheological studies were conducted and a decrease in viscosity could be seen as a result of increasing the polydispersity of particle sizes. A 3D printing technique using plunger extrusion followed by UV curing was explored, which highlighted challenges which need to be overcome. Most notably, phase separation and residual curing from scattered UV rays are limiting factors for future work.

Thermosets are appropriate materials for various applications due to benefits such as heat resistance and good mechanical properties. The disadvantages of traditional thermosets from a sustainable manufacturing perspective are that they are usually derived from fossil resources, and also have permanent cross-linked networks that are difficult to break, making them non-recyclable. It is therefore of great interest to find bio-based alternatives, especially ones that can be recycled or bio-degraded. In this project four bio-based photocurable resins, meant for 3D printing thermosets, were characterized by their mechanical properties and chemical degradation. They were designed with esters and imine groups in order to use dynamic, reversible bonds to attempt mechanical recycling and chemical degradation. The resins were composed of methacrylated eugenol, methacrylated PHB-diol and Schiff base methacrylated extended vanillin. The latter provided good thermal stability, solvent resistance and mechanical properties to the thermosets. The mechanical recycling was able to produce cohesive thermoset films, successfully reforming broken bonds, but the mechanical properties decreased substantially from the process. Chemical degradation of the thermosets could be performed, but further use of the degraded material was not examined. / Härdplaster är lämpliga material för olika applikationer på grund av sina fördelaktiga egenskaper, som värmebeständighet och goda mekaniska egenskaper. Nackdelarna med traditionella härdplaster ur ett hållbarhetsperspektiv är att de vanligtvis härrör från fossila resurser. De har även permanent tvärbundna nätverk som är svåra att bryta, vilket gör dem icke-återvinningsbara. Det är därför av stort intresse att hitta biobaserade alternativ, särskilt sådana som kan återvinnas eller biologiskt nedbrytas. I detta projekt karaktäriserades fyra biobaserade foto-polymeriserbara hartser, avsedda för 3D-tillverkning av härdplaster, genom sina mekaniska egenskaper och kemiska nedbrytbarhet. De designades med ester- och imingrupper för att kunna använda dynamiska, reversibla bindningar i ett försök att mekaniskt återvinna och kemiskt bryta ned härdplasterna. Hartserna var sammansatta av metakrylerad eugenol, metakrylerad PHB-diol och Schiff-bas metakrylerad förlängd vanillin. Den senare tillförde bra termisk stabilitet, motstånd mot lösningsmedel och mekaniska egenskaper åt härdplasterna. Den mekaniska återvinningen kunde producera sammanhängande plastfilmer genom återskapade bindningar, men de mekaniska egenskaperna försämrades avsevärt från processen. Kemisk nedbrytning av härdplasterna kunde utföras, men ytterligare användning av det nedbrutna materialet undersöktes inte.

För att möjliggöra en hållbar utveckling skiftar många polymerforskares fokus just nu från att syntetisera polymerer från fossila resurser till att producera biobaserade polymerer från exempelvis träd. Av särskilt intresse är lignin, som utgör ungefär en tredjedel av allt växtmaterial men i nuläget oftast används som bränsle. Många forskare har undersökt de möjligheter som öppnas genom att bryta ner lignin och modifiera molekylerna som fås därigenom, såsom ferulsyra. Denna studie syftade till att modifiera ferulsyra till en styren-lik monomer med en karboxyl-substituent, och att testa vattenbaserad polymerisation av denna monomer.Det första steget i modifiering var dekarboxylering av ferulsyra. Detta utfördes genom upprepningar av tidigare studier där baskatalyserad dekarboxylering utfördes i polära aprotiska lösningsmedel. Efter flera försök hittades en fungerande metod, där trietylamin gav en dekarboxylering med högt utbyte efter tre timmar i dimetylformamid vid 100 °C. Att isolera produkten var också utmanande i början, men en trestegs-extraktion med H2O och Et2O som avslutades med en tvätt av saltvatten gav tillräcklig renhet. En ättiksyra-grupp adderades till fenolen med hjälp av en tvåstegsreaktion som hittades i litteraturen, men inte förrän ett dussin försök till nya metoder med kloroättiksyra gjorts utan framgång. I den fungerande metoden tillsattes en acetatgrupp med metylbromoacetat i återkokande aceton med kaliumkarbonat som bas, innan acetatet demetylerades av litiumhydroxid i en metanol/vattenblandning vid rumstemperatur.Den resulterande monomeren, 4-oxy-ättiksyra-3-methoxy-styren (OAMS), sampolymeriserades med styren, både i bulk- och emulsionspolymerisation. Bulksampolymeren hade en något högre molekylvikt och glastransitionstemperatur än homopolystyren, med en betydligt högre dispersitet. Emulsionspolymerisation var utmanande, eftersom OAMS inte är särskilt löslig i vare sig vatten eller styren, och i slutändan producerades inga tydliga resultat genom dessa försök.  Studiens huvudsakliga slutsats är att även om det är möjligt att syntetisera ren OAMS från ferulsyra, är användbarheten av denna molekyl som monomer i vattenbaserad polymerisering inte övertygande, eftersom den är så pass olöslig om inte bas tillsätts, vilket introducerar risken för hydrolys.Slutligen, även om studien ledde till få säkra slutsatser på grund av flera ofullständiga resultat, uppnåddes huvudsyftet att modifiera ferulsyra och testa polymerisation av den bildade monomeren. / To enable a sustainable development, scientific focus is shifting from synthesizing polymers from fossil-based resources to producing bio-based polymers from for example wood. Of particular interest is lignin, which makes up about a third of plant matter but is nowadays most commonly used as fuel. A great deal of research has explored the possibilities opened up by breaking down lignin and modifying its derived molecules, such as ferulic acid. This study aimed to modify ferulic acid into a styrenic monomer with an acidic substituent, and to investigate the aqueous polymerization of this monomer.The first step of modification was the decarboxylation of ferulic acid. This was attempted through recreations of previous studies where base-catalysed decarboxylation was carried out in aprotic polar solvents. After several trials, a successful procedure was found, where triethylamine gave a high-yield decarboxylation after three hours in dimethylformamide at 100 °C. Isolating the product was also initially challenging, but a three-step extraction with H2O and Et2O finished by a wash of brine gave sufficient purity.Adding an acetic acid-group to the phenol was achieved using a two-step procedure found in literature, but not before trying a dozen novel methods using chloroacetic acid without success. In the working procedure, an acetate group was added using methyl bromoacetate in refluxed acetone with potassium carbonate as base, before demethylating the acetate using lithium hydroxide in a methanol/water mix at room temperature. The resulting monomer, 4-oxy-acetic acid-3-methoxy-styrene (OAMS), was copolymerized with styrene, both in bulk and emulsion radical polymerization. The bulk copolymer displayed a slightly higher molecular weight and glass transition temperature than homopolystyrene, with a significantly higher dispersity. Emulsion polymerization was challenging, as OAMS is not very soluble in either water or styrene, and ultimately, no conclusive results were produced through this route.The study concluded that while it is possible to synthesize pure OAMS from ferulic acid, the degree of usability of this molecule as a monomer in aqueous polymerization is not certain, as it is hardly soluble without the addition of base, which introduces the risk of hydrolysis. Ultimately, although few solid conclusions could be drawn from this study due to several incomplete results, the core objective of modifying ferulic acid and testing polymerization of the resulting monomer was achieved.

En ”lätt-att-rengöra” yta definieras som en yta som stöter bort vatten och smuts. I detta projekt har klarlack med olika sammansättningar studerats i syfte att introducera egenskapen ”lätt-att-rengöra”. För att uppnå denna egenskap måste beläggningen vara superhydrofob och oleofob. Detta innebär att kontaktvinklarna för både vatten (WCA) och dijodmetan (DMCA) måste vara över 150°. En hybrid sol-gel-metod valdes för detta projekt på grund av dess många fördelar som kontroll av ytmorfologi, enkel inkorporering av nanopartiklar och organiska komponenter i nätverket samt förmåga att bilda ett antal kompositioner. Hybrid sol-gelfilmerna, som innehåller både organiska och oorganiska komponenter, ger mekanisk beständighet, flexibilitet och förmåga att härda vid låga temperaturer. De organiska komponenterna fyller porerna i den oorganiska oxidkedjan, vilket gör att det hybridorganiskt-oorganiska materialet når slutlig densitet vid lägre temperatur. Både hydrofoba och hydrofila kiselnanopartiklar studerades för att undersöka vilken av dem som bäst inkorporeras i filmen. Den högsta uppnådda hydrofobiciteten och oleofobiciteten var av ett prov med 133° WCA och 152° DMCA. Provet bestod av en organisk och oorganisk komponent såväl som hydrofoba kiselnanopartiklar. / An easy-to-clean surface is defined as a surface that repels water and dirt. In this project, clearcoats with different composition have been studied in the process of introducing easy-to-clean properties in the coating. To achieve these properties the coating needs to be both superhydrophobic and oleophobic. This means that the contact angles against both water (WCA) and diiodomethane contact angle (DMCA) should be above 150 °. A hybrid sol-gel approach was chosen for this project due to the several advantages it provides such as, control of surface morphology, easy incorporation of nanoparticles and organic components into the network and ability to form a range of compositions. The hybrid sol-gel films, which contain both organic and inorganic components, provide mechanical resistance, flexibility, and ability to cure at low temperatures. The organic compounds fill the pores between the inorganic oxide chain; hence, the hybrid organic-inorganic material reaches final density at lower temperature. Both hydrophobic and hydrophilic silica nanoparticles were studied to analyze which of them would be best incorporated into the film. The highest hydrophobicity and oleophobicity achieved were by a sample with 133° WCA and 152° DMCA. The sample consisted of an organic and inorganic component as well as hydrophobic silica nanoparticles.

Plastskräp har blivit ett global problem på grund av nedskräpning och otillräcklig avfallshantering. Användning av biologiskt nedbrytbart material kan underlätta problemet, även om det inte är en universallösning. Produkter gjorda av biologiskt nedbrytbart material skall ändå till avfallshantering eftersom nedbrytningen kan vara långvarig och variera mycket beroende av omgivningen. Därmed är användningen av biologiskt nedbrytbart material endast berättigat då det är svårt att samla in materialet eller avskilja det från organiskt material. Studiens mål var att undersöka biologiskt nedbrytbara material som kan användas i produkter som fungerar under många olika driftsförhållanden och inte kan återställas efter användning. I den litterära delen av denna studie definieras nedbrytning genom egenskaper och förhållanden som påverkar nedbrytningsprocessen. Nedbrytning av polyestrar och cellulosa och de standardprocessarna som används i nedbrytningsexperimenten betraktades. Standardprocesserna för nedbrytning studerades för att få en klarare inblick i den eftertraktade nedbrytningsgraden och de standardiserade förhållandena för nedbrytningen i olika miljöer. En sammanfattning av olika nedbrytningsexperiment och analysmetoder är också inkluderade för att försäkra att experimenten som utfördes är både giltiga och jämförbara med andra forskningsresultat inom fältet. I detta forskningsprojekt utfördes nedbrytningsexperiment i färskvatten- och hemkompostmiljöer. Målet med projektet var att bedöma ifall materialen kunde brytas ned i ett brett spektrum av miljöer, ifall de var mindre skadliga för naturen än konventionella material som används av dagens industri och för att uppskatta nedbrytningstakten. Nedbrytningstiden var 140 dagar och experimentet utfördes med 10 olika material: betecknade som A-J. Materialen analyserades 8 gånger under nedbrytningsperioden förutom materialen I och J som analyserades en gång efter 140 dagar. Materialen analyserades mekaniskt, strukturellt och termiskt med hjälp av dragprovning, FTIR och DSC. Provernas viktförändring bestämdes också. Nedbrytning observerades visuellt från provernas yta och genom mekaniska prover. Materialen som placerades i hemkomposten visade klara tecken på nedbrytning då färgen hade förändrats och förstärkningsfibrerna hade blivit synliga. Materialen som placerats i hemkompostmiljö visade också klara tecken på tillväxt av mikroorganismer och biomassa som uppstått på ytan av materialen. Sammanfattningsvist, visade materialen B, C och G de mest lovande resultaten med klara tecken på biologisk nedbrytning och de hade en snabbare nedbrytningstakt än de andra materialen som undersöktes. Material D visade klara tecken på biologisk nedbrytning på ytan men dess nedbrytningstakt var uppskattad att vara mycket långsammare. Därmed rekommenderas det att använda material A, B, D och G istället för konventionella icke biologiskt nedbrytbara material. Dessa material har potential att sänka den negativa inverkan och de långsiktiga riskerna av plastskräp för miljön. / Plastic debris has become a global crisis due to littering and misplaced waste management. The use of biodegradable materials can ease the problem, but it is not always the answer. Products made of biodegradable materials are still to be waste managed since biodegradation can be a long process and is highly dependent on the environment conditions. Hence, the use of biodegradable materials is justified only when retrieving the product after use is impossible or prohibitively expensive or separating it from organic matter is difficult. This study was made to investigate biodegradable materials that can be used in products that are operating in broad range of operational conditions and cannot be retrieved back after use in most cases. In the literature part of this study the biodegradation is defined along with properties and conditions that affect the biodegradation process. Biodegradation of polyesters and cellulose, and standards used in the biodegradation experiments were reviewed. Biodegradation standards were studied in order to have a clearer picture of the pursued degree of biodegradation and standardized properties in the biodegradation experiments. Review of different biodegradation tests and analysis methods are included as well to ensure that the experiments performed in this work are valid and comparable with other biodegradation studies.  In this study, the biodegradation experiment was conducted in freshwater and home compost environments. The aim was to determine if the materials were able to biodegrade in wide range of environments, to make sure they are less harmful than the conventional materials used in the industry and to estimate the rate of biodegradation. The duration of the experiments were 140 days with 10 different materials: A – J. The materials were analyzed 8 times during the aging period, except materials I and J, which were analyzed only once after 140 days. The samples were analyzed mechanically, structurally, and thermally using tensile test, FTIR and DSC measurements, respectively. Also, the samples weight changes were analyzed.  The degradation was visually observed from the surfaces of the samples and from mechanical testing in both experimental environments. Home compost environment showed clear signs of biodegradation where reinforcement fibers became visible and changed the color of some of the samples. Also, home compost samples had microorganisms growing on them, and biomass was developing around them. To conclude, material B, C and G had the most promising results with clear signs of biodegradation and had faster estimated biodegradation rate compared with the other studied materials. Material D had signs of biodegradation on the surface as well. However, the biodegradation rate was estimated to be much slower. In conclusion, it is recommended to use the studied materials A, B, D and G instead of the conventional non-biodegradable polymers. These materials have potential to lower the negative impact and long-term risks of plastic debris to the environment.