This paper reviews the effects of accelerated aging with increased humidity and temperature on cellulose-based composites. The composites consist of a matrix of plastic reinforced with cellulose fibers. The company Biofiber Tech Sweden AB provided four different composites and a conventional polyolefin as reference. The aim was to examine changes in mechanical properties, chemical composition and appearance after aging, as well as variations between materials. Two different climate conditions were tested, 85% RH and <10% RH, both in 90℃. A climate chamber and an oven were used to create the extreme environmental conditions. To analyze the results, tensile testing and FTIR were performed, and color intensity and density were measured. All samples decreased in color intensity throughout aging, and dark irregularities appeared on some of the samples exposed to high humidity, which may be due to fungal formation. The tensile testing showed a general difference between high and low RH and the toughness showed a tendency to decline with aging in high humidity for many samples. The FTIR measurements also did not show any general trend. To improve the study, it would be desirable to age the material for a longer time and at a higher temperature. Overall, more samples and measurements within each characterisation technique would be needed to achieve more reliable results. Nevertheless, this study hopes to be a starting point for further research on the long-term durability of Biofiber Tech’s composites.

The focus of the project is recycling of the insulation material mineral wool. The aim is to investigate the potential of using post-consumer wool from landfill as fiber reinforcement in a polymer matrix. Information gathering is conducted by a literature study on previous research, with focus on sustainability, circular economy and waste management. Potential is evaluated by producing test specimens, test mechanical properties with tensile and flexural tests, and conducting a life cycle assessment and economic analysis of the material. Mechanical properties of interest in this study are maximum stress and stiffness. The conclusion is that the manufacturing methods selected in the project do not achieve sufficient quality in the material to determine whether the fibers have the desired effect. Rock wool fibers do blend well with both polypropylene (PP) and high-density polyethylene (HDPE), but polymer composites with short fibers require control of fiber length, dispersion and direction, and the material needs to be free of pores which has not been achieved at this stage. As a result, unreinforced HDPE performs best in tensile tests (19,4 MPa in stress and 1,22 GPa Young’s modulus), in bending reinforced PP of virgin plastic achieves the highest stress and unreinforced PP the highest flexural modulus (74,1 MPa and 0,74 GPa respectively). The life cycle assessment shows that recycled rock wool fibers have potential to produce 60% less CO2 emissions than the equivalent glass fiber composite. In addition, stone wool fibers show the potential to save 30 000 SEK/ton compared to glass fiber, which corresponds to a 75% lower price. / Projektets fokus är återvinning av isoleringsmaterialet mineralull. Målet är att undersöka potentialen i att använda avfallet efter rivning eller renovering som fiberförstärkning i en polymermatris. Insamling av information sker genom att utföra en litteraturstudie på forskning, med fokus på hållbarhet, cirkulär ekonomi och avfallshantering. Materialets potential utvärderas genom att tillverka provstavar, testa mekaniska egenskaper med dragprov och böjprov, samt utföra livscykelanalys och ekonomisk analys av materialet. Mekaniska egenskaper av intresse i denna studie är maximal spänning och styvhet. Slutsatsen är att de valda tillverkningsmetoderna i projektet inte åstadkommer tillräcklig kvalitet i materialet för att kunna avgöra om fibrerna har önskad effekt. Fiber och matris blandar sig bra både i fallet med polypropen (PP) och hög-densitet polyeten (HDPE), men polymerkompositer med korta fibrer kräver kontroll av fiberlängd, spridning och riktning, och materialet behöver vara fritt från porer, vilket inte uppnåtts i detta stadie. Resultatet är att oförstärkt HDPE presterar bäst i dragprov (19,4 MPa i spänning och 1,22 GPa i E-modul), i böjning uppnår förstärkt PP av nyproducerad plast högst spänning och oförstärkt PP högst E-modul (74,1 MPa respektive 0,74 GPa). Livscykelanalysen visar att fibrer av återvunnen stenull har potential att bidra med 60% CO2-utsläpp än motsvarande komposit med glasfiber. Stenullsfibrer visar dessutom potential att spara 30 000 kr/ton jämfört med glasfiber, vilket motsvarar 75% lägre pris.

Kolfiber CF kan användas som positiv elektrod i strukturella batterier om de beläggs med ett aktivt material, såsom litiumjärnfosfat LFP. Fördelen med att använda kolfibrer som elektroder är att de samtidigt kan bära mekanisk belastning och lagra elektrisk energi. Det finns flera tekniker för att belägga kolfibrerna. I denna rapport kommer en jämförelse att göras av fibrer som belagts med elektroforetisk deponering, sprutbeläggning och pulverimpregnering. Elektrokemisk karakterisering kommer att avgöra och utvärdera prestandan hos dessa tre tekniker. Cellerna som monterades med sprutbeläggda och pulverimpregnerade prover visade de högsta kapaciteterna, 141 mAh/g vid C/10 respektive 139 mAh/g vid C/14. Vidare testning utfördes på de pulverimpregnerade proverna för att studera elektriska egenskaper och beteende, såsom elektrokemisk impedansspektroskopi EIS, cyklisk voltammetri CV och långtids-cykling. Svepelektronmikroskop SEM analys genomfördes för att observera ytmorfologin och förstå hur de elektrokemiska testerna kan påverka fibrernas yta. / Carbon Fibres (CF) can be used as the positive electrode in structural batteries if they are coated with an active material such as Lithium Iron Phosphate Oxide (LFP). The advantage of using carbon fibres as electrodes is that they simultaneously can carry the mechanical load and store electrical energy. There are several techniques to coat the carbon fibres. In this report, a comparison will be made on fibres coated using electrophoretic deposition, spray coating and powder impregnation. Electrochemical characterisation will determine and evaluate the performance of these three techniques. Cells assembled with spray-coated and powder-impregnated samples delivered the highest capacities, 141 mAh/g at C/10 and 139 mAh/g at C/14, respectively. Further testing was conducted on the powder-impregnated samples to study the electrical properties and behaviour, such as Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), Cyclic Voltammetry (CV) and long-term cycling. Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis was performed to see the surface morphology and understand how electrochemical testing can affect the surface of the fibres.

By structural health monitoring (SHM) of composite structures, their sustainability, safety and economics can be improved. On one hand, it enables using components to their full life or having them replaced early before otherwise unforeseen failure. On the other hand, it may make structures lighter as designs with smaller safety margins would be possible. Cryogenic liquid hydrogen tanks for aircraft would need to become lighter to enable such fossil-free aviation, which could require SHM. Vertically aligned carbon nanotubes (VACNT) have been used as embedded sensors in composites for temperature and strain sensing while other architectures of nanotubes have been used to detect fatigue damage. In this work, VACNT embedded in carbon fibre/epoxy composites are cycled both thermally and mechanically to investigate their suitability to detect damage in composite cryogenic tanks. It was found VACNT retain their strain sensing ability after cycling to cryogenic temperatures and that a relationship of increasing electrical resistance to increased cycling and damage is possible. That indicates VACNT are suitable for SHM of cryogenic tanks, but more testing and better electrical insulation of the VACNT is needed to confirm this. / Genom att övervaka kompositstrukturers livslängd med structural health monitoring (SHM), kan miljöhållbarheten, säkerheten och ekonomin i att använda dem förbättras. Å ena sidan möjliggör det att komponenter används sin fulla livslängd eller ersätts innan annars oförutsedda skador leder till kollaps. Å andra sidan kan det göra strukturer lättare eftersom designer med mindre säkerhetsmarginaler vore möjliga. Kryotankar för flytande väte i flygplan behöver bli lättare för att möjliggöra sådant fossilfritt flygande, vilket skulle kunna kräva SHM. Vertikalt riktade kolnanorör (vertically aligned carbon nanotubes, VACNT) har använts som inbäddade temperatur- och töjningssensorer i kompositer och andra kolnanorörsmaterial har använts för att detektera utmattningsskador. I detta arbetet har VACNT inbäddat i kolfiber och epoxi cyklats både termiskt och mekaniskt för att undersöka dess lämplighet som sensorer för skadedetektering i kryotankar. Det konstaterades att VACNT behåller sin töjningsdetekteringsförmåga efter termisk cykling till kryotemperatur och att det är möjligt att ett förhållande om ökande resistans med ökande cykling och skada kan finnas. Det indikerar att VACNT vore lämpliga för SHM i kryotankar, men mer provning och bättre elektrisk isolering av VACNT behövs för att bekräfta det.

With the population expected to grow dramatically in the future. The existing state of the ecosystem appears to be worse in the future. One of the key culprits that has been wreaking havoc on the ecosystem is the use of plastic that is used to produce composites. Composites, because to its versatility, has applications in all areas, and as the population grows, so will the demand for them. This can be reduced by using biodegradable and natural materials. The study is done in collaboration with the company Trifilon. The raw materials of the mixture are compared, and the best polymer, fibers, and additives are chosen. Composites made from synthetic raw materials are being replaced by bio-composites, which contain one natural component. The material selected are polypropylene as the polymer, maleic anhydride as compatibilizer and glass fiber for composite while hemp fiber for Bio-composite. To achieve optimal mechanical qualities, the mixture is created using varied amounts of essential components. The mechanical properties aid in defining the industries in which the material can be employed. There are various combinations of raw materials available with varying fiber content, from which the best proportion of the fiber is chosen. For composites and Bio-composites, the fiber content in the mixture is 10% to generate the best material with the appropriate adaptability and flexibility, allowing the material to be used and have applications in several industries. A comparative life cycle evaluation is used to compare the environmental impact of both materials' production procedures. The assessment model was created with the help of a literature review to generate the optimal recipe for composite and bio-composite materials. In most impact categories, bio-composite materials were found to be more sustainable than composite materials. The usage of Polypropylene as a raw material has the greatest influence on global warming, with glass fiber contributing more to global warming than hemp fiber. Future studies could include replacing Polypropylene with natural polymer and hemp fiber with a combination of synthetic and natural fiber to have strong mechanical properties from the synthetic and eco-friendliness from the natural fiber respectively. / Med befolkningen som förväntas växa dramatiskt i framtiden. Ekosystemets befintliga tillstånd verkar vara sämre i framtiden. En av de viktigaste bovarna som har orsakat förödelse på ekosystemet är användningen av plast som används för att producera kompositer. Kompositer har, på grund av sin mångsidighet, tillämpningar inom alla områden, och när befolkningen växer kommer efterfrågan på dem att öka. Detta kan minskas genom att använda biologiskt nedbrytbara och naturliga material. Studien görs i samarbete med företaget Trifilon. Blandningens råmaterial jämförs och den bästa polymeren, fibrerna och tillsatserna väljs. Kompositer tillverkade av syntetiska råvaror ersätts av biokompositer som innehåller en naturlig komponent. Materialet som väljs är polypropen som polymer, maleinsyraanhydrid som kompatibiliseringsmedel och glasfiber för komposit medan hampafiber för biokomposit. För att uppnå optimala mekaniska egenskaper skapas blandningen med olika mängder väsentliga komponenter. De mekaniska egenskaperna hjälper till att definiera de branscher där materialet kan användas. Det finns olika kombinationer av råvaror med varierande fiberhalt, från vilka den bästa andelen av fibern väljs. För kompositer och biokompositer är fiberinnehållet i blandningen 10 % för att generera det bästa materialet med lämplig anpassningsförmåga och flexibilitet, vilket gör att materialet kan användas och ha tillämpningar inom flera industrier. En jämförande livscykelutvärdering används för att jämföra miljöpåverkan från båda materialens produktionsprocedurer. Bedömningsmodellen skapades med hjälp av en litteraturöversikt för att generera det optimala receptet för komposit- och biokompositmaterial. I de flesta påverkanskategorier visade sig biokompositmaterial vara mer hållbara än kompositmaterial. Användningen av polypropen som råvara har störst inflytande på den globala uppvärmningen, med glasfiber som bidrar mer till den globala uppvärmningen än hampafiber. Framtida studier kan innefatta att ersätta polypropen med naturlig polymer och hampafiber med en kombination av syntetiska och naturliga fibrer för att ha starka mekaniska egenskaper från syntet respektive miljövänlighet från naturfiber.