Multivariate regression of several different quantum chemical descriptors was used to build a model for the reactivity of nucleophilic aromatic substitution reactions, i.e. SNAr reactions, through predictingthe molecular reaction site’s Gibb’s free activation energy (ΔG‡). The datasets used for training provided data of ΔG‡ for several differing halide leaving groups including chloride, bromide, and fluoride. A set of descriptors were tested for the different leaving groups revealing that dissimilar leaving groups are more dependent on certain descriptors than others, meaning each model has to be tailored for the specific leaving groups. Excellent correlations (R2 = 0.93) were achieved between the predicted ΔG‡ and the experimental ΔG‡.The ability of the model to predict regioselectivity in aromatic compounds with multiple leaving groups was tested and successfully predicted the correct regioselectivity through the calculation of ΔΔG‡ in each case tested. However, the model’s validity outside of the training dataset was put into doubt through low R2 values when the model was tested with several external datasets. An unknown factor arose which is speculated to be because of how differing nucleophiles and solvents affect the ΔG‡. One of these tests yielded excellent correlations (R2 = 0.9525) which could be because of similarities between solvents and nucleophiles between the training dataset but a similar factor between predicted ΔG‡ and the experimental ΔG‡ could still be observed.

Syftet med detta examensarbete var att öka reaktiviteten hos förhydrolyserad kraftmassa genom att använda tidigare förhydrolysat och svavelsyra under förhydrolysen. Först bestämdes den kemiska sammansättningen av två olika vedråvaror (Acacia crassicarpa och Eucalyptushybrider) för att observera och korrelera med förhydrolysprocessen. Därefter studerades effekten av att för förhydrolyskraftkokning använda vatten, förhydrolysat och svavelsyra med olika koncentration under förhydrolysen vilket korrelerades med avlägsnandet av pentosan, utbyte, viskositet, kappanummer och ljushet. Därefter valdes en av vardera syrabaserad förhydrolyskraftmassa att blekas helt till dissolvingmassa för bestämning av Fock-reaktivitet, vilket jämfördes mot den vattenbaserade förhydrolysen som referens. Den slutliga kvaliteten på de olika förhydrolyskraftmassorna studerades också. Detta examensarbete visade att användandet av förhydrolysat och svavelsyra kan ge högre Fock-reaktivitet jämfört med vatten under liknande processförhållanden. Däremot gav syrabaserad förhydrolyskraftmassa lägre utbyte än vattenbaserad förhydrolyskraftmassa. Syrabaserad förhydrolyskraftkokning gav även lägre pentosanhalt, lägre halt extraktivämnen och lägre viskositetsvärden. Förhydrolysatbaserad förhydrolyskraftmassa hade värden mellan de som uppvisades av vattenbaserade- och svavelsyrabaserade förhydrolyskraftmassor. Dessutom hade förhydrolyskraftmassor från Eucalyptushybrider högre Fock-reaktivitet, lägre pentosanhalt, lägre halt extraktivämnen och högre viskositet än förhydrolyskraftmassor från Acacia crassicarpa. / The worldwide demand for dissolving pulp has been increasing significantly in Asia which is majorly produced from prehydrolysis kraft pulping and most of the prehydrolysis kraft pulp are consumed in viscose rayon production. Thus, it is interesting to have research in the process of prehydrolysis kraft pulping to make it a cleaner and more sustainable production. One of the most important qualities of prehydrolysis kraft pulp in viscose rayon is reactivity, which can lead to less chemical consumption and lower production cost. The aim of this research project is to increase the reactivity of prehydrolysis kraft pulp by using prehydrolysate and sulfuric acid during prehydrolysis cooking. Firstly, the wood chemical composition of two different hardwood species (Acacia crassicarpa and Eucalyptus hybrids) were determined and correlated with the prehydrolysis kraft pulping process. Secondly, prehydrolysis kraft cooking using water, prehydrolysate, and sulfuric acid with different concentration during prehydrolysis were studied and correlated with pentosan removal, yield, viscosity, kappa number, and brightness. Later, one of each acid based prehydrolysis kraft pulping were chosen to be proceed to fully bleached dissolving pulp for determining Fock reactivity which was compared to water prehydrolysis kraft pulping as the reference. The final quality of different prehydrolysis kraft pulps were also studied. From this research project, it showed that prehydrolysate and sulfuric acid prehydrolysis kraft pulp improved the Fock reactivity as compared to water prehydrolysis in similar pulping condition. However, acid based prehydrolysis kraft pulping gave lower yield than water prehydrolysis kraft pulping. Acid based prehydrolysis kraft cooking provided lower pentosan and extractive content, but lower viscosity values. Meanwhile, the prehydrolysate kraft pulp had the intermediate values between water and sulfuric acid prehydrolysis kraft pulping. In addition, Eucalyptus hybrids prehydrolysis kraft pulping had higher Fock reactivity, lower pentosan content, lower extractives, and higher viscosity than Acacia crassicarpa. To conclude, the more acidic prehydrolysis increased Fock reactivity with lower pulp yield, pentosan, extractive and viscosity.

I projektet utreds möjligheterna kring att kunna kontrollera en generators reaktiva effektproduktion genom att styra magnetiseringsströmmen från en PLC. Som metod för styrning från PLC beslutades att en signal på 0-5V skulle användas. För att reglera magnetiseringen, och därmed i förlängningen den reaktiva effekten, beslutades att den befintliga manuella potentiometern skulle ersättas med två parallellkopplade digitala potentiometrar av typen MCP4261 som kontrollerades av en mikrokontroller. Att de digitala potentiometrarna skulle parallellkopplas beslutades efter en förstudie som visade på att det skulle resultera i en noggrannare reglering utan någon inskränkning på användbart reglerspann. Praktisk provning av mikrokontroller och digitala potentiometrar gav ett tillfredsställande och bra resultat med god upplösning. / This project investigates the possibilities of being able to control a generators reactive power production by controlling the excitation current from a PLC. As a method for controlling from PLC, it was decided that a signal of 0-5V should be used. In order to regulate the magnetization, and hence in the long term the reactive power, it was decided that the existing manual potentiometer would be replaced by two parallel-connected digital potentiometers of the type MCP4261 controlled by a microcontroller. The fact that the digital potentiometers would be connected in parallel was decided after a feasibility study which showed that in this way it would result in a more accurate regulation without any restriction on the usable control span. Practical testing of microcontrollers and digital potentiometers provided a satisfactory result with a good resolution.

The research  concerning lignin in high value applications has increased  during the last years due to its renewability and availability in the black liquor from pulp mills. Today  the major part of kraft lignin found  in the black liquor is used as fuel to gain energy  in the recovery boiler. Lignin functions as natural  glue in plants so that the function of kraft lignin as a phenol replacement in wood adhesives has been researched. Due to lignin's low reactivity the molecule must be modified  prior to use. Demethylation is a method  to increase the phenolic content  in lignin to produce  more reactive  sites. Thiol  mediated  and iodine mediated demethylation was performed. Demethylated lignin was characterized by changes  in phenolic and hydroxylic groups,  molecular  mass, elemental  composition and other  properties  using methods including  UV, SEC and 31 P NMR.   The results showed  a decrease in the phenolic  content  contrary  to the increase  that was expected. Really low yields were also gained  which makes the results non-representative. Size evaluation showed  that the percentage of high molecular  content  in the demethylated lignin sample  had increased,  which  point towards the loss of low molecular mass fractions.  Due to demethylation lignin may have been more hydrophilic and soluble  in DMF and water. In addition  to this bond cleavage  may have produced  smaller  fragments which also increase  the solubility. The results point towards  the loss of smaller  fragments in the DMF and water phases.   The applied demethylation methods were evaluated  in context of green chemistry. Production, waste,  involving chemicals and efficiency were discussed  and analyzed. The applied demethylation methods  use DMF as solvent  which  is not a green alternative, greener solvents such as water or other energy  adding  methods  could  be used to make the process  greener.  The use ofNaOMe produces  methanol  as a byproduct  which could be eliminated by using NaOH, future studies  on the efficiency of the bases in the needs to be done.   Nature science  has a reputation  of being hard and firm. By bringing  in social  issues in science education new ways of looking  at science  opens  up. A social problem  and at the same time an environmental problem  in today's  society  is the large plastic mountain in the Pacific Ocean. An educational material  of the "Samhallsfragor med Naturvetenskapligt Innehiill",SNI, (Societal  issues with scientific content)  principle  has been evaluated with respect  to the abilities that can developed together  with whether  students  increase  their science  knowledge through  this. The study showed  that students  can develop  almost  all abilities  described  in the curriculum and their knowledge in science  by this type of material. Keywords Biomaterial, lignin reactivity,  thiol mediated  demethylation, iodine mediated demethylation, green chemistry, SNl-fall. / Forskning kring lignin i produkter har ökat under de senaste åren på grund av lignins fornyelsebarhet och tillganglighet i svartluten från massabruken. Idag används den största delen av sulfatligninet från svartluten som bränsle for att producera energi i sodapannan. Lignin fungerar som ett naturligt lim i växter och på grund av detta undersöks funktionen av kraftlignin som fenolersättning i trälim. Med anledning av ligninmolekylens låga reaktivitet behover lignin modifieras fore användning i produkter. Demetylering är en metod för att öka fenolhalten i lignin och skapa en högre reaktivitet. I denna studie utfördes Tiolmedierad och jodidmedierad demetylering. Det demetylerade ligninet utvärderades med avseende på forändringar i  fenol-och hydroxylgrupper, molekylvikt, elementarsammansättning och andra egenskaper med hjälp av olika metoder,inklusive UV, SEC och 31 P NMR.   Resultaten visade en minskning i fenolinnehall  i motsats till den ökning som förväntades. Riktigt låga utbyten påvisades också vilket gör att resultaten inte är representativa. Storleksutvärdering  visade att andelen med högt molekylviktsinnehåll i det demetylerade ligninproven hade ökat, vilket pekar mot förlust av lågmolekylära fraktioner. På grund av demetyleringen kan ligninet ha blivit mer hydrofilt och lösligt i DMF och vatten. Utöver detta kan bindningsklyvning ha skapat mindre fragment som också ökat lösligheten. Resultaten pekar mot förlust av mindre fragment i DMF-och vattenfaserna.   De tillämpade demetyleringsmetoderna  utvärderades med avseende på grön kemi. Produktion, avfall, kemikalier och effektivitet diskuterades och analyserades. De tillämpade demetyleringsmetoderna  använder DMF som lösningsmedel, vilket inte är ett grönt alternativ. Grönare lösningsmedel såsom vatten, eller andra typer av energitillsättning, kan användas för att göra processen miljövänligare. Användandet av NaOMe i den thiolmedierade demethyleringen skapar metanol som en biprodukt vilket kan bytas ut mot vatten om NaOH istället används. Vidare studier behöver göras för att undersöka de båda baserna effektivitet.   Naturvetenskapen har ett rykte om att vara hård och fast. Genom att föra in sociala frågor i den naturvetenskapliga utbildningen kan nya sätt att se på vetenskapen skapas. Ett samhälls problem och samtidigt ett miljöproblem i dagens sämhalle är det stora plast berget i Stillahavet. Ett undervisningsmaterial för"Samhällsfrågor Med Naturvetenskapligt Innehåll", SNI, principen har utvärderats med avseende på vilka förmågor som kan tränas tillsammans med huruvida eleverna kan öka sin vetenskapliga kunskap. Studien visade att eleverna kan utveckla nästan alia formågor som beskrivs i läroplanen och sina kunskaper inom naturvetenskapen genom denna typ av utbildningsmaterial.   Nyckelord Biomaterial, ligninreaktivitet, tiol medierad demetylering, jodmedierad demetylering,grön kemi, SNI-fall.