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

Fiske förekommer runt om i hela världen, men det utförs av många olika anledningar. Det kan vara ett yrke, en hobby eller ett sätt att få mat på bordet. Men oavsett syftet kan beten gå sönder, fastna eller lossna. I Norden tappar vi uppskattningsvis 28 miljoner beten varje år. Att beten lossnar är inte något som alla kan påverka eller undvika. Något som däremot går att ändra är vilka beten vi faktiskt använder oss av och vilka material de består av. Det finns en mängd olika fiskeutövare som skulle kunna dra nytta av ny forskning inom området och det är på tiden att vi anammar ett mer hållbart sportfiske. Studien undersöker hur ett ekologiskt hållbart fiskedrag i form av en jigg kan framtas genom en materialcentrerad designprocess. Med hjälp av materialdriven design och användarcentrerad design undersöks möjligheterna att ersätta syntetiska plaster med bioplaster, i ett mjukt plastbete. Designmetoder användes för att granska och bekräfta problemet med förlorade fiskedrag. Marknadsanalyser, deltagande observationer och intervjuer utfördes med verksamma inom sport- och hobbyfiske. Metoderna gav en bredare uppfattning av problemet och vilka förbättringsmöjligheter som fanns. Olika prototyper skissades och framtogs genom bioplaster. För att säkerställa att produkten lever upp till användarnas krav, genomgick prototyperna olika tester, samt utvärderas. Studien ger ett kunskapsbidrag om vilka material som fungerar och vilka som inte fungerar vid tillverkning av mjuka plastdrag. Den visar dessutom hur massproducerade formar skulle kunna uppmana hobbyfiskare att tillverka sina egna drag. Det framgår också hur man från grunden kan framställa egna fiskedrag genom ett DIY-projekt. Studien resulterar även i två bionedbrytbara produkter. En produkt för abborrefiske och en för gäddfiske. / Fishing occurs throughout the entire planet, but it occurs for different reasons. It could be a profession, a hobby or a livelihood. Regardless, the bait can break, get stuck or get loose. In the North we lose around 28 million baits every year. The fact that lures is not something that everyone can influence or avoid. However, something that can be changed, is which lures we use and which materials they are made of. There are a variety of anglers who could benefit from new research in this field, and it is about time we embrace a more sustainable sport fishing. This study examines how an ecologically sustainable fishing lure in the shape of a jig, can be produced through a material centered design process. With material driven design and user centered design, this study investigates the possibilities of replacing synthetic plastics with bioplastics in a soft plastic bait. Several design methods were used to research and confirm the problem of lost fishing lures. Market analyses, participant observations and interviews were done with people active in sport- and hobby fishing. These methods gave a broader perception of the problem and which opportunities there are. Different prototypes were sketched and then made by bioplastics. The prototypes were evaluated through different tests, to ensure that the products will live up to the requirements presented by the users. This study provides knowledge about which materials work, and which do not when manufacturing soft plastic features. It also shows how mass-produced molds could encourage hobby anglers to make their own lures. It’s also shown how you can make your own fishing lures from scratch, through a DIY project. The study also results in two biodegradable products. One product for perch fishing and one for pike fishing.

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

Syftet med detta projekt är att med hjälp av en materialinriktad designprocess skapa en produkt av biokompositmaterialet OrganoComp® för att demonstrera dess styrkor och möjligheter. Arbetet kommer att följa metoden ”Material Driven Design (MDD)”, vilket betyder att processen kommer att börja med en noggrann studie av materialet – dels tekniskt och ur ett användarcentrerat perspektiv, men även jämförelsemässigt mot andra material. Insikterna från dessa studier kommer sedan trattas ner och sammanfattas i en ”designintention” som ska sätta målet för designarbetet. Slutligen kommer ett antal koncept som uppfyller designintentionen arbetas fram, varav ett koncept – ett litet, ihopvikbart och nedbrytbart paraply/regnskydd kommer att väljas ut som det slutgiltiga. Paraplyet visar på materialets vattenavvisande egenskaper, i kombination med hårdhet och vikbarhet.  Målet med projektet är att skapa en demonstrator som även har potential att bli en användbar produkt i framtiden, och samtidigt ge företaget OrganoClick nya insikter och flera förslag på nya användningsområden för sitt material.

For more than a century, plastics have become an increasingly important part of the human society. Thanks to the durability and the many varieties of plastic it has a wide range of applications, but unfortunately the traditional plastic made from fossil oil has its drawbacks. Neither the fact that fossil oil is used, nor that these plastics won’t degrade in nature, are in any way sustainable for the environment in the long run. But out of the shadow of these problems, new technologies for the manufacturing of bioplastics are born. This thesis aims towards mapping out properties of different plastics, fossil based as well as bio-based, and investigating the possibilities to manufacture plastic material from algae, so called blue plastics. Additionally, the thesis shed light on terms related to plastic production and bioplastics.  The result shows that there are multiple approaches to the manufacturing of blue plastics; several divergent polymers (e.g. starch, protein and alginate) can be extracted from algae for the production of plastic material, and there is a large number of algae strains and methods to use. Blue plastics are still not produced in large scale, and therefore suffer from high production costs, which makes it challenging to replace traditional plastics. Another obstacle is bad durability and mechanical properties of some algae-based materials. But the blue side of the spectrum of plastics is still a young field of study and new innovations are yet to be discovered. / I över ett sekel har plast blivit en allt viktigare del i det mänskliga samhället. Tack vare sin tålighet och mångsidighet har plast en mängd olika användningsområden, men tyvärr har den traditionella plasten även sina nackdelar. Varken det faktum att fossil olja används, eller det faktum att dessa plaster inte bryts ned i naturen, kan anses hållbart i längden. Men ur skuggan av dessa problem träder nya tekniker fram, som möjliggör tillverkning av bioplaster. Detta projekt syftar till att kartlägga egenskaperna hos olika plaster, fossilbaserade såväl som biobaserade, samt möjligheterna att tillverka plast med alger som råvara. Dessutom läggs fokus på att förklara vissa termer relaterade till plaster, bioplaster och dess livscykel.  Resultatet visar att det finns ett flertal tillvägagångssätt för tillverkningen av algbaserade plaster. Flera olika polymerer (t.ex. stärkelse, protein och alginat) kan extraheras från alger för vidare produktion av plastmaterial, och dessutom finns ett stort antal olika algarter och tillverkningsmetoder som kan användas. Idag produceras algplaster ännu inte i stor skala, något som innebär att produktionskostnaderna fortfarande är höga och att det således är svårt att konkurrera ekonomiskt med traditionella plaster. Ett annat hinder för algbaserade plaster är i vissa fall låg resistans och sämre mekaniska egenskaper jämfört med traditionella plaster. Men den algbaserade delen av plastspektrumet är fortfarande ung och outforskad, fortfarande finns nya upptäckter och möjligheter som väntar på att bli funna.

Every artifact in this consumerism world is connected to Earth’s four ecological layers. Everything around us, air, organism, water, and soil/rock also known by the names; atmosphere, biosphere, hydrosphere, and lithosphere. All together form the ecosphere, the place that contains all materials and resources that we use when creating artifacts.  »Every material that we use comes from the ecosphere and eventually goes back to it.« - Ann Thorpe The way humans use, extract, manufacture and dispose of materials has concerned me for many years, long before I started this design program. It has formed my way of making as a designer, and because of my love for textiles, I have been applying it in that field of practise. I want to design textiles that function and can be used frequently, with a purpose and in the end, decompose before I do. The aim of this conducted design project is to, in a playful way, break down the barrier between maker and user. Combined with unfolding the hidden truths about garments, how they are manufactured and where those textile components originate from. This would enable me to broaden my knowledge in the field and in return I will have the opportunity to share my insights with the public. Within this project I will also put the emphasis on the impact textiles have on our bodies, reproductive health and surrounding ecosystems.  Designing with the intention to highlight topics like this, the whole life cycle of garments, creates a stronger bond between user and maker. This is something I as a designer and maker want to build my foundation on.  In order to do this I needed to pin down where this conducted design project could take place and what sustainable possibilities of change it could embed for the future.