Die Arbeit widmet sich der Problemstellung der Substitution des Primärrohstoffes Kautschuk durch Rezyklate in Form von Gummimehl. Die für das innerbetriebliche Recycling von Kleinchargen technischer Elastomere hier eigens konzipierte und umgesetzte Warmmahltechnologie dient zur Herstellung von Gummimehlrezyklat hoher Qualität aus Lkw-Altreifen. Hinsichtlich ausgewählter Verarbeitungs- und Materialkennwerte von Mischung und Vulkanisat werden die Auswirkungen der Zugabe von Rezyklaten und die wesentlichen Einflussgrößen des den Rezyklaten zugrunde liegenden Aufbereitungsprozesses – das Kryogenmahlverfahren bzw. die neu entwickelte Warmmahltechnologie – herausgearbeitet. Abschließend erfolgt die Formulierung materialspezifischer Versagensmechanismen, die das entsprechende Aufbereitungsverfahren der Rezyklate berücksichtigen.:1 Einleitung 1 2 Stand der Technik 3 2.1 Elastomerrecycling 3 2.2 Warm- und Kaltmahlverfahren 5 2.3 Warmmahlextrusion 8 3 Zielstellung 13 4 Werkstoffmechanische Charakterisierung von Elastomeren 15 4.1 Eigenschaften von Kautschuk und Gummi 15 4.2 Mechanisches Ersatzmodell 16 4.3 Vulkanisation 20 4.3.1 Grundlagen 20 4.3.2 Vernetzungsreaktion 22 4.3.3 Konstitution der Vernetzungsstellen 23 4.3.4 Reversion und „marching modulus“ 25 4.4 Verformungsverhalten 26 4.4.1 Hyperelastizität 26 4.4.2 Hysterese 27 4.4.3 Mullins-Effekt 28 4.4.4 Payne-Effekt 29 4.4.5 Spannungsrelaxation und Spannungsretardation 30 4.5 Zustands- und Übergangsbereiche 31 4.5.1 Temperaturabhängige Zustands- und Übergangsbereiche 31 4.5.2 Zeitabhängige Zustandsbereiche 32 4.5.3 Zeit-Temperatur-Superposition 33 4.6 Gummireibung 35 4.7 Bruchmechanische Ansätze 38 4.7.1 Begriffsdefinitionen 38 4.7.2 Rissinitiierung und Rissausbreitung 39 4.7.3 Rissabstumpfung (Blunting) 41 4.7.4 Einfluss der Verschlaufung der Makromoleküle und der Vernetzungsdichte 46 5 Eigenschaften und Versagensverhalten von Rezyklatcompounds 49 6 Warmmahltechnologie zur Verarbeitung sortenreiner Kleinchargen 53 6.1 Neuer Warmmahlprozess 53 6.2 Verfahrensoptimierung 55 6.3 Technische Elastomere 61 6.4 Ergebnisse der Verfahrensoptimierung 63 7 Untersuchung des Werkstoffverhaltens von Rezyklatcompounds 65 7.1 Charakterisierung der Ausgangsmaterialien 65 7.2 Mischungseigenschaften und Vulkanisationsverhalten 66 7.2.1 Mischungsrezeptur und Mischungsrheologie 66 7.2.2 Flüssig-Fest-Extraktion zur Ermittlung des Sol-Anteils 68 7.2.3 Vulkanisationsverhalten 71 7.3 Vulkanisateigenschaften 72 7.4 Spannungs-Dehnungs-Verhalten 75 7.4.1 Zugversuch nach DIN 53504 75 7.4.2 Zugversuche bei verschiedenen Dehnraten 79 7.5 Bruchflächenmorphologie 87 8 Auswertung der Untersuchungen von Rezyklatcompounds 93 8.1 Auswirkungen der Zugabe von Gummimehlrezyklat in die Kautschukmischung 93 8.2 Versagensmechanismen von Rezyklatcompounds 94 8.3 Vergleich von Rezyklatcompounds mit warm oder kryogen vermahlenem Feinmehl 97 8.4 Rückschlüsse aus der Materialcharakterisierung 99 9 Zusammenfassung und Ausblick 101 10 Literaturverzeichnis 103 11 Anhang 107 / The work is devoted to the problem of the substitution of the primary raw material rubber by recycled materials in the form of rubber powders. For the in-plant recycling of small batches of technical elastomers an ambient grind technology was specifically designed and implemented for making rubber powders of high quality out of used truck tires. In terms of selected processing and material characteristics of the mixture and the vulcanizate the influences of the addition of recycled material and the significant factors affecting the regeneration process underlying these recyclates – the cryogenic grinding versus the new developed ambient grinding technology – were worked out. Finally, the material-specific failure mechanisms were formulated, incorporating the regeneration process of such regenerated materials.:1 Einleitung 1 2 Stand der Technik 3 2.1 Elastomerrecycling 3 2.2 Warm- und Kaltmahlverfahren 5 2.3 Warmmahlextrusion 8 3 Zielstellung 13 4 Werkstoffmechanische Charakterisierung von Elastomeren 15 4.1 Eigenschaften von Kautschuk und Gummi 15 4.2 Mechanisches Ersatzmodell 16 4.3 Vulkanisation 20 4.3.1 Grundlagen 20 4.3.2 Vernetzungsreaktion 22 4.3.3 Konstitution der Vernetzungsstellen 23 4.3.4 Reversion und „marching modulus“ 25 4.4 Verformungsverhalten 26 4.4.1 Hyperelastizität 26 4.4.2 Hysterese 27 4.4.3 Mullins-Effekt 28 4.4.4 Payne-Effekt 29 4.4.5 Spannungsrelaxation und Spannungsretardation 30 4.5 Zustands- und Übergangsbereiche 31 4.5.1 Temperaturabhängige Zustands- und Übergangsbereiche 31 4.5.2 Zeitabhängige Zustandsbereiche 32 4.5.3 Zeit-Temperatur-Superposition 33 4.6 Gummireibung 35 4.7 Bruchmechanische Ansätze 38 4.7.1 Begriffsdefinitionen 38 4.7.2 Rissinitiierung und Rissausbreitung 39 4.7.3 Rissabstumpfung (Blunting) 41 4.7.4 Einfluss der Verschlaufung der Makromoleküle und der Vernetzungsdichte 46 5 Eigenschaften und Versagensverhalten von Rezyklatcompounds 49 6 Warmmahltechnologie zur Verarbeitung sortenreiner Kleinchargen 53 6.1 Neuer Warmmahlprozess 53 6.2 Verfahrensoptimierung 55 6.3 Technische Elastomere 61 6.4 Ergebnisse der Verfahrensoptimierung 63 7 Untersuchung des Werkstoffverhaltens von Rezyklatcompounds 65 7.1 Charakterisierung der Ausgangsmaterialien 65 7.2 Mischungseigenschaften und Vulkanisationsverhalten 66 7.2.1 Mischungsrezeptur und Mischungsrheologie 66 7.2.2 Flüssig-Fest-Extraktion zur Ermittlung des Sol-Anteils 68 7.2.3 Vulkanisationsverhalten 71 7.3 Vulkanisateigenschaften 72 7.4 Spannungs-Dehnungs-Verhalten 75 7.4.1 Zugversuch nach DIN 53504 75 7.4.2 Zugversuche bei verschiedenen Dehnraten 79 7.5 Bruchflächenmorphologie 87 8 Auswertung der Untersuchungen von Rezyklatcompounds 93 8.1 Auswirkungen der Zugabe von Gummimehlrezyklat in die Kautschukmischung 93 8.2 Versagensmechanismen von Rezyklatcompounds 94 8.3 Vergleich von Rezyklatcompounds mit warm oder kryogen vermahlenem Feinmehl 97 8.4 Rückschlüsse aus der Materialcharakterisierung 99 9 Zusammenfassung und Ausblick 101 10 Literaturverzeichnis 103 11 Anhang 107

In this thesis, the development of a new type of seal is presented along with the steps taken to attain the conclusive design. The results are presented in this paper as a cross-sectioned CAD-model along with the selection of materials and suggestions for future work. The project was commissioned by the multi-discipline engineering consultancy company Projektengagemang AB in Karlstad, Sweden, and carried out as a master’s thesis at Karlstad University. The commission was due to a demand for a new type of sealing solution, as friction is a problem within the field of micro-pneumatics. The work done consists of a study of different low-friction materials where a 30/70 PTFE/PEEK compound was selected as it displayed promising friction and wear properties. The material was then implemented into a design concluded by employing a product development process. The result rendered a prototype for a new kind of low-friction seal which uses the fluid pressure to achieve a sealing contact load between a piston/rod and the seal, which also was the goal set to achieve at the start of the project. Additionally, a design of experiments study was conducted to settle what design parameters were significant with respect to the contact load. For proceeding, making the concept a product ready for production, additional work is needed in the form of experimental material testing, development of a leakage model to optimize the contact load, determination of temperature and creep behaviour, as well as sufficient field testing. Lastly, a die tool must be designed for manufacturing with injection moulding as well as determining if any further processing is required. / Detta arbete behandlar utvecklingen av en ny sorts tätning samt arbetet som utförts för att nå en slutlig design. Resultaten presenteras i form av en CAD-modell tillsammans med materialval och förslag till fortsatta studier. Projektet utfördes efter förfrågan av konsultconcernen Projektengagemang AB i Karlstad, Sverige och utfördes som ett examensarbete för civilingenjörsexamen i maskinteknik vid Karlstads universitet. Detta gjordes eftersom det finns en efterfrågan på lågfriktionstätningar inom mikropneumatik där friktion är ett rådande problem. Arbetet består av en studie över att antal lågfriktionsmaterial där en komposit med 30/70 PTFE/PEEK valdes på grund av dess lovande nötnings- och friktionsegenskaper. Materialet implementerades sedan i design som togs fram genom en produktutvecklingsprocess. Resultatet är en prototyp för en ny sorts lågfriktionstätning som utnyttjar fluidtryck för att uppnå en tätande effekt mellan tätning och kolv vilket även var målsättningen för projektet. Flerfaktorförsök har under processen utnyttjats för att hitta vilka geometriska parametrar som påverkar kontaktkraften mellan tätning och motliggande yta. För att ta konceptet till en färdig produkt krävs fortsatt arbete innehållande experimentella materialtester, framtagning av en läckagemodell att optimera kontaktkraften mot, studier kring temperatur- och krypberoende samt fälttester för att verifiera funktionen över tid. Slutligen behöver ett verktyg för formsprutning tas fram tillsammans med eventuell ytterligare bearbetning för slutlig tillverkning av produkten.

There is an increased awareness of the textile dyeing and finishing sector’s high impact on the environment due to high water consumption, polluted wastewater, and inefficient use of energy. To reduce environmental impacts, researchers propose the use of dyes from natural sources. The purpose of using these is to impart new attributes to textiles without compromising on environmental sustainability. The attributes given to the textile can be color and/or other characteristics. A drawback however, is that the use of bio-sourced dyes is not free from environmental concerns. Thus, it becomes paramount to assess the environmental impacts from using them and improve the environmental profile, but studies on this topic are generally absent. The research presented in this thesis has included environmental impact assessment, using the life cycle assessment (LCA) tool, in the design process of a multifunctional polyester (PET) fabric using natural anthraquinones. By doing so an eco-design approach has been applied, with the intention to pave the way towards eco-sustainable bio-functionalization of textiles. The anthraquinones were obtained from the root extracts of the madder plant (Rubia tinctorum L.), referred to as madder dye. The research questions were therefore formulated related to the use of madder dye. Three research questions have been answered: (I) Can madder dye serve as a multifunctional species onto a PET woven fabric? (II) How does the environmental profile of the dyeing process of PET with madder dye look like, and how can it be improved? (III) What are the main challenges in using LCA to assess the environmental impacts of textile dyeing with plant-based dyes? It is concluded that there is a potential for the madder dye to serve as a multifunctional species onto PET. Based on the encouraging result, a recommendation for future work would be to focus on the durability of the functionalities presented and their improvement potential, both in exhaustion dyeing and pad-dyeing. LCA driven process optimization of the exhaustion dyeing enabled improvement in every impact category studied. However, several challenges have been identified which need to be overcome for the LCA to contribute to the sustainable use of multifunctional plant-based species in textile dyeing. The main challenges are the lack of available data at the research stage and the interdisciplinary nature of the research arena. It is envisaged that if these challenges are addressed, LCA can contribute towards sustainable bio-functionalization of textiles. / Le secteur de la teinture et de l’ennoblissement textile est de plus en plus conscient de son impact sur l’environnement dû principalement à la consommation élevée de l’eau et à sa pollution, et aux pertes d’énergie. Pour réduire ces impacts, les chercheurs proposent l’utilisation de molécules issues de ressources naturelles, pour traiter les textiles en limitant les impacts sur l’environnement. C’est le cas pour l’obtention de textiles colorés ou pour l’attribution de toute autre fonctionnalité. Cependant, il n’est pas évident que ces molécules bio-sourcées n’aient aucun impact sur l’environnement. On comprend l’importance d’évaluer les impacts de leur utilisation et d’améliorer leur profil environnemental. Or ce type d’étude est peu présent dans la littérature. La recherche présentée dans cette thèse comporte l’évaluation des impacts environnementaux en utilisant l’outil d’analyse du cycle de vie (ACV) pour la conception du traitement d’un tissu de polyester (PET) multifonctionnel avec des anthraquinones naturelles. La méthodologie d’éco conception que nous avons appliquée ouvre la voie à une bio-fonctionnalisation des textiles plus respectueuse de l’environnement. Les anthraquinones ont été obtenues par extraction des racines de plantes de garance et constituent le colorant appelé garance. Les trois questions principales abordées lors de ce travail de recherche sont formulées autour de l’utilisation de la garance : (I) Peut-on traiter les tissus de PET avec de la garance pour obtenir des propriétés multifonctionnelles ? (II) Quel est le profil environnemental du procédé de teinture du PET par la garance et comment l’améliorer ? (III) Quels sont les principaux challenges pour l’utilisation de l’ACV dans l’évaluation environnementale du traitement des textiles par des colorants naturels? Nous avons montré que la garance peut être utilisée pour conférer des propriétés multifonctionnelles au PET. Ensuite, nous avons pu orienter notre étude pour améliorer la durabilité des traitements par les procédés de fonctionnalisation à la fois par épuisement ou par foulardage. En s’appuyant sur l’ACV, l’optimisation de la teinture que nous avons réalisée réduit tous les impacts sur l’environnement. Cette étude nous permet d’identifier les challenges qui doivent être surmontés pour que l’ACV puisse contribuer à l’utilisation de bio-molécules pour la teinture des textiles dans le respect des principes de développement durable. Ils concernent le manque de données pour ces travaux de recherche et leur nature interdisciplinaire. Ainsi, en résolvant ces questions, on peut envisager aboutir à une bio- fonctionnalisation des textiles respectueuse de l’environnement. / Den höga miljöpåverkan från textilfärgning och efterbehandling, på grund av hög vattenförbrukning, dess förorening, och ineffektiv användning av energi, är idag välkänt. För att minska miljöpåverkan föreslår forskningsvärlden användning av färgämnen från naturliga resurser. Syftet med att använda dessa är att ge nya attribut till textilier utan att göra avkall på miljömässig hållbarhet. Attribut som ges kan vara färg och/eller andra egenskaper. En nackdel är dock att användningen av bio-baserade färgämnen är inte fri från att belasta miljön. Det blir därför av största betydelse att bedöma denna miljöpåverkan och förbättra miljöprofilen. Sådana studier är dock i allmänhet sällsynta. Studien som presenteras i denna avhandling har inkluderat miljöpåverkans- bedömning, med hjälp av livscykelanalys (LCA), i designprocessen av en multifunktionell polyester (PET) väv via naturliga antrakinoner. Genom att göra så har ett eko-design tillvägagångssätt använts, med avsikt att bana väg för miljömässigt hållbar bio-funktionalisering av textil. Antrakinonerna erhölls från rot extrakt av växten krapp (Rubia tinctorum L.), och hänvisas till som krapp färgämne. Frågeställningar var därför formulerade relaterat till användningen av krapp färgämne. Tre forskningsfrågor har besvarats: (I) Kan krapp färgämne verka multifunktionellt på en PET väv? (II) Hur ser miljöprofilen ut, från färgningsprocessen av PET med krapp färgämne, och hur kan den förbättras? (III) Vilka är de största utmaningarna med att använda LCA för att bedöma miljökonsekvenserna av textilfärgning med växtbaserade färgämnen? Det kan konkluderas att det finns potential för krapp färgämne att verka multifunktionellt på PET. Baserat på uppmuntrande resultat är en rekommendation för det framtida arbetet att fokusera på kvalitén hos de attribut som presenterats och deras förbättringspotential, både i färgning via färgbad och via foulard. LCA driven processoptimering av textilfärgningen förbättrade i varje miljöpåverkans- kategori som studerats. Emellertid har flera utmaningar identifierats som måste  övervinnas för att LCA skall kunna bidra till en hållbar användning av multifunktionella växtbaserade färgämnen för textil. De största utmaningarna är bristen på tillgängliga data i forskningsstadiet och den tvärvetenskapliga forskningsarenan. Det är tänkt att om dessa utmaningar bemästras kan LCA bidra till en hållbar bio-funktionalisering av textil. / <p>Disputationen kan följas via länk i sal U401b, Textilhögskolan, Högskolan i Borås</p> / Erasmus Mundus Joint Doctorate program: Sustainable Management and Design for Textiles

In order to quality assure and investigate material compositions in materials for components, safe methods need to be used to obtain correct results. When starting up a new analysis tool, a basic investigation is needed of how the tool is prepared, operated and how analysis data is interpreted. This is to maneuver the analysis tool correctly in the future work. Misuse of the analysis tool could potentially lead to the wrong material being selected for components and failure to respond to accident investigations. This thesis has been written at Husqvarna AB and its department Specialist Lab´s Material Laboratory. This study would lay the groundwork for how their new dynamic mechanical analysis tool should be used and operated to obtain correct material data for future analyzed materials. Dynamic mechanical analysis is a tool that has a wide range of application and Husqvarna's main purpose is to be able to analyze the dynamic mechanical properties of different polymers and rubber types. This study will primarily address an analysis of the dynamic properties of polyethylene FKM 70-1 in a DMA instrument. This is to carry out a successful analysis that can be used as a basis for future work in Husqvarna's DMA instrument.

Period poverty is a problem mainly found in places characterized by poverty. The lack of means for women and girls to properly handle their menstruation is the essence of the problem. With a lack of both quantity and quality regarding water often being an issue in such places, the hygiene is a constant challenge. Two different kinds of sanitary products are used globally, disposable and reusable. The reusable ones are often being made of cotton or other absorbent materials. Regardless the material, reusable products need cleaning between the times of use, which could be a challenge when water is not always accessible. To have a reusable sanitary pad that efficiently can be cleaned with low amounts of resources is important, especially in impoverished places. Spacerpad is a reusable sanitary pad and a part of a project at the University of Borås. The aim for the project is to reduce period poverty and to educate women and girls in menstrual hygiene management. The pad is made of polyester which does not absorb blood or water, instead the pad merely contains the fluids. This thesis was conducted as a field study in Nairobi, Kenya. The study aimed to simulate a menstruation, in order to analyze the microbial activity in two different reusable sanitary pads, during as well as after menstruation. With the influences from interviews and resources found in Kibera (a slum in Nairobi) a simulation of five days was executed, with nutrient solution instead of menstrual blood. The Spacerpad and a cotton pad were exposed to the same procedures and the effects of washing and drying were studied. The microbial activity was measured with the help of dipslides, a growth medium. The results of this study show that both Spacerpad and the cotton pad could be carriers of heavy growth of bacteria. Increasing microbial activity throughout the simulation as the days went by, ended with a dividing result after a soap wash as the final washing procedure. The pad made of cotton still carried above slight growth, compared to Spacerpad that showed almost no activity after the final cleanse. Even though the microbial activity reached high levels during the simulation, the fact that the Spacerpad can be cleaned with limited resources could be reason enough to consider the Spacerpad as a sufficiently sanitary product in an impoverished place like Kibera. / Mensfattigdom är något som vanligtvis återfinns på platser präglade av fattigdom. Bristen på medel för kvinnor och flickor att kunna hantera sin menstruation är kärnan av problemet. Med en brist i kvantitet och kvalitet på vatten som ett vanligt problem på sådana platser är det en konstant utmaning att upprätthålla sin hygien. Menstruationsskydd delas in i två olika typer, engångs- och återanvändningsbara produkter. De återanvändningsbara produkterna består ofta av bomull eller andra absorberande material. Oavsett material måste produkterna rengöras mellan användningarna, vilket kan vara en utmaning på platser där vatten inte alltid är tillgängligt. Tillgång till en återanvändningsbar binda som kan rengöras med små resurser är viktigt, speciellt på platser som kännetecknas av fattigdom. Spacerpad är en återanvändningsbar binda, framtagen som del av ett projekt vid Högskolan Borås, vars syfte är att reducera mensfattigdom och samtidigt utbilda kvinnor och flickor om menstruation och hygien. Bindan är tillverkad av polyester som inte absorberar blod eller vatten, vilket gör att bindan snarare håller vätskorna på plats. Denna uppsats gjordes som en fältstudie på plats i Nairobi, Kenya och hade som mål att simulera en menstruation. Detta för att se hur den mikrobiella aktiviteten skulle kunna se ut, under och efter en menstruation. Med influenser ur intervjuer och tillgångar från Kibera (ett slumområde i Nairobi) genomfördes simulationen med näringslösning som substitut till mensblod. I simulationen studerades effekten av tvätt och tork på den mikrobiella aktiviteten. Spacerpad och en bomullsbinda genomgick samma processer där aktiviteten mättes med hjälp av dipslides, ett växtmedium. Resultaten från denna studie visar att både Spacerpad och bomullsbindan kan vara bärare av hög tillväxt av bakterier. En ökande bakteriell aktivitet genom testdagarna, slutade med ett tudelat resultat efter en tvåltvätt som sista procedur. Bindan av bomull hade lätt tillväxt, medan Spacerpad knappt visade någon tillväxt alls efter den sista rengöringen. Den mikrobiella aktiviteten hos Spacerpad nådde höga nivåer under simulationen. Trots det så gör förmågan att kunna rengöras med låg åtgång av resurser, att den kan anses vara sanitär nog för att användas på platser präglade av fattigdom, som i Kibera.

Denna studie tas fram i samband med ett mindre modeföretag inom damkonfektion. Företaget har haft återkommande problem med passformen av deras viskosklänning. Syftet med studien är att undersöka viskosmaterialets påverkan efter tvätt på passform så som balans, rörelsevidd, längd och plaggs mått. Viskos är ett av de finaste textilmaterialet för sömnad av klänningar på grund av sin fina glans, snyggt fall och höga absorberande egenskaper. Däremot har viskosmaterial tendensen att förlora styrkan när det är vått, vilket händer att plagget krymper efter tvätt. Studien utförs genom att jämföra tre framtagningsprocessen av en klänning för att få den bästa passformen och önskade plaggmått. För prototyperna A och B används samma mönsterkonstruktion, förutom för prototyp B tvättas viskos tyget i förhand. Medans för prototyp C tvättades med tygprov och krympningen beräknades i cm, mönsterkonstruktioner justerades med att addera resultatet av krympningen. Klänningarna syddes av samma viskostyg, provades på en person i storlek Medium och tog mått på klänningarna både före och efter tvättning. Prototyp C resultatet visades att klänningen har krympt till den bästa passformen och uppfyller önskade plaggmåtten i jämförelse med prototyperna A och B. I Studien visades att plagg som är sytt i viskosmaterial förändas både i passform och mått efter tvätt. Före tvätt av viskosmaterial innan tillskärning kommer inte att garantera att det uppsydda plagget inte krympa eller att plaggen behåller sitt mått efter tvättning. Ändringen i mönsterkonstruktion ger bättre resultat. / This study is developed in collaboration with a small company that works with women's clothing. The company has had recurring problems with the fit of their viscose dress. The purpose of the study is to analyze the effect of the viscose material shrinkage after laundering on the fit of the garment such as balance, ease, length and the garment dimension. Viscose is one of the finest textile materials for dresses sewing because of its properties such as it’s fine shine, drapes well and it have high absorbent. In contrast, viscose material tends to lose strength when wet, which affects garment fit due to viscoses shrinkage after laundering. The study is performed through comparing of three production processes of a dress to get the best fit and dimensions. For sample A and B, the same pattern construction is used, except for sample B, the viscose fabric was pre-washed in advance. While for sample C fabric samples was washed and the number of shrinkage is calculated . Pattern construction was adjusted by adding the results of shrinkage . The three sample dresses were sewn with the same viscose fabric, and the fit were tasted by one person in size Medium .The dress samples were measured both before and after laundering. The result of prototype C showed that the dress has shrunk to the best fit and meets the desired garment sizes in comparison with prototypes A and B. The study showed that garments that are sewn in viscose material change both in fit and size after washing. Washing viscose material before cutting will not ensure that the sewn garment will not shrink or that the garments will retain its dimension after washing. The change in pattern design gives better results.

In today’s packaging industry HDPE is widely used and correct understanding of itsproperties and how to model them is of vital importance. HDPE is a semi-crystallinepolymer with a known strain rate dependence, that is a higher yield and lower strainto failure at higher strain rates. HDPE does also exhibit the phenomena of cold-drawing, together with other polymers. Cold-drawing is where after the specimenhas necked, the necking stabilizes and starts to pull material above and below intothe neck, effectively elongating the neck while maintaining its width. The objective of the study is to look at the local strain rates as the specimen necksand if a simple Abaqus model can capture those effects. The effect of strain rate onthe shape of the neck was also studied. The work was to test HDPE in uniaxial tension with different strain rates (∼10-3 s-1to ∼10-1 s-1) and measure the local strain rates with 2D-DIC. A decent amount oftime was used to make sure the camera setup gave the best quality possible for theequipment available. The videos produced was used for the DIC analysis as well asfor the image analysis to measure the width of the neck. After the tests a calibrationscheme was used to create a material model that matched the force-displacementfrom the physical 100 mm/min test data. Studying the force displacement the strain rate effects noted in previous researchare present. The results from the DIC show a very high local strain rate as the spec-imen necks, between 11-65 times higher than the global (grip-to-grip) strain rate.From the measurement of the width there are some rate effects as well. The slowerspeeds (5 and 10 mm/min) shows a continually reducing width while the 50 and 100mm/min shows a more stable neck and the 500 mm/min test does not have any sig-nificant neck propagation. The simple elastic-plastic model show similar local strainrates as the experiment however does show a noticeable thinner neck. / I dagens förpackningsindustri används HDPE ofta och korrekt förståelse av dess egenskaper och hur man modellerar dem är av avgörande betydelse. HDPE är ensemikristallin polymer med ett känt töjningshastighetsberoende, det vill säga en hö-gre sträckgräns och lägre töjning till brott vid högre töjningshastigheter. HDPEuppvisar också fenomenet kalldragning, tillsammans med andra polymerer. Kall-dragning är det fenomen som uppstår efter att provet har påbörjat midjebilding ochmaterial börjar dras in i midjan, vilket leder till en förlängd midja. Syftet med studien var att titta på de lokala töjningshastigheterna under midje-bildning och om en enkel Abaqus-modell kan fånga dessa effekter. Effekten av töjn-ingshastighet på midjan form studerades också. Arbetet började att testa HDPE i enaxlig spänning med olika töjningshastigheter(∼10-3 s-1 till ∼10-1 s-1) och mäta de lokala töjningshastigheterna med 2D-DIC. Endel tid lades ner på att se till att kamerauppsättningen gav högsta möjliga kvaliteti förhållande till den utrustning som användes. Filmen från testerna användes bådeför DIC och en bildanalys för att mäta bredden på midjan. Efter testerna använ-des ett kalibreringsschema för att skapa en materialmodell för att matcha kraft-förskjutningskurvan från det fysiska 100 mm/min-testet. Genom att studera kraft-förskjutning är effekterna av töjningshastigheten som noter-ats i tidigare forskning närvarande. Resultaten från DIC visar en mycket hög lokaltöjningshastighet under midjebildning, mellan 11-65 gånger högre än den globala(grepp-till-grepp) töjningshastigheten. Från mätningen av bredden finns det ocksåvissa hastighetseffekter. De lägre hastigheterna (5 och 10 mm/min) visar en kon-tinuerligt minskande bredd, 50 och 100 mm/min visar en stabilare midja och 500mm/min-testet har ingen signifikant kalldragning. Den enkla elasto-plastmodellenvisar liknande lokala töjningshastigheter som experimentet men de visar en märk-bart tunnare midja.

In this study, traditional Japanese washi paper was sandwiched with poly(butylene succinate)(PBS) in order to produce a paper-based composite material that can be biologically degraded. Specimens were prepared using a hot press, and the mechanical properties of the washi paperand the new composite material were investigated by tensile tests. The cross-sections of specimens were then observed with a digital microscope as well as by scanning electron microscope (SEM) analysis. The microscope images indicated that therelatively hollow washi provides a structure for the polymer to settle into, which could contribute to the improved strength of the composite material. Specimens made from three layers of washipaper and combined with two layers of PBS film had remarkable mechanical propertiesincluding a UTS of 95 MPa.The composite material was incubated in compost and a MODA C-S (Microbial Oxidative Degradation Analyzer) was used to evaluate its biodegradability. The material showed good biodegradability with significant losses of mass (-32 %) as well as major loss of mechanical strength after four weeks of incubation. The biodegradability of the material will be further investigated.

Polyamides are commonly used in additive manufacturing for final part production, but the material performance can be affected by environmental conditions. The purpose of this project was to evaluate the effects of moisture and temperature on 3D printed polyamides and how structural optimization can benefit from condition-specific data. Conditioned and unconditioned specimens were tensile tested in regions of -20 °C, 23 °C and 60 °C. Two techniques were evaluated; multi jet fusion and selective laser sintering, and mainly two polyamides; polyamide 11 and polyamide 12. Simulations with the obtained data were performed as well as conceptual structural optimization with the intent of optimizing for the intended end-use environment. Infrared thermography provided specimen temperatures as well as temperature and strain relations present during testing. The stress-strain curves obtained showed generally decreasing stiffness and strength with increasing moisture and temperature, albeit moisture in certain cases increased the tensile modulus at freezing temperatures. Temperature affected stiffness and strength more so than moisture. Polyamide 11 absorbed moisture at a higher rate than polyamide 12. The mechanical performance of laser-sintered polyamide 12 was superior, while laser-sintered polyamide 11 showed great elongation before breakage. Further investigation of polymer crystallinity could explain the behaviour of the 3D printed polyamides.

The thesis contains a background and reflections section, an introduction, and three appended articles. The first section is reserved for some of the background and basics on polymers and polymer composites and a discussion on their effect on our everyday lives. The introduction gives a brief recap of the project. The articles contain the research that was performed on the thermal oxidation of thermosetting polyimides and their composites during the project. The first article covered the thermal oxidative degradation of satin weave and thin-ply composites made by resin transfer molding with carbon fibers and thermosetting polyimide. The degradation was studied by weight loss measurements and X-ray computed microtomography. The weight loss measurements showed that the initial desorption stage during ageing followed Fickian behavior and the proposed model. It was also observed that the satin weave composites formed crack clusters that grew into a network of cracks, voids and delaminations throughout the specimens as the ageing time progressed, while the thin-ply composites only formed delaminations at the free edges. The second manuscript studied the behavior of the neat polyimide resin when aged for up to 1500 hours in ambient air, and compared it with a newly developed polyimide formulation, with slightly altered chemical composition. The reduced amount of internal crosslinkers in the newer formulation was expected to enhance the fracture toughness of the material. Three-point bending, differential scanning calorimetry, dilatometry, weight loss, light optical microscopy and nanoindentation experiments were performed and highlighted the differences in the thermal and mechanical properties of the two formulations. A slight increase in the fracture toughness was observed, while the glass transition of the new formulation had decreased. The third manuscript was aimed at continuing the discussion from the second article on the differences between the two thermosetting polyimides. Thermogravimetric scans showed that the polyimide formulations behaved very similarly under thermal oxidative tests. The initial analysis gave indications that the model could capture well the degradation at high temperatures, but is not adequate in predicting long-term degradation at temperatures around 288–400 °C.