Interactions between polymers and the environment

This dissertation addresses the structure and properties of a number of polymer-based materials when they come into contact with specific environments. The first part describes the migration and depletion of active substances from insecticide-impregnated polyethylene sheets in water and air at different humidity levels and higher temperatures. In the second part, the structure, crystallization kinetics, and mechanical and transport properties of multilayer polymer films, consisting of metallocene (mPE) and low-density (LDPE) polyethylene layers, and in some cases also with layers of poly(ethylene-co-vinyl alcohol) and a polyethylene compatibilizer were investigated. Furthermore, inhomogeneous swelling was observed in the 2-layer films containing mPE and LDPE due to differences in the uptake of n-hexane (and limonene) in the respective film layers. These differences caused a bending/curvature of the film upon exposure to the vapour. This effect was further evaluated to determine whether solvent-induced bending could be used as a passive sensor to detect the presence and content of volatile organic compounds in air (VOC). The third part of this thesis describes the possibility of producing biopolymer materials based on larvae from the black soldier fly. After adding a plasticizer to the degreased larval material, protein-based biopolymer films were prepared via compression-moulding. The lipid extracted from the degreasing operation could potentially be used in various applications, such as those involving lubricants. In the last part of this work the release of micro- and nano-particles were determined from a polypropylene nanoclay-composite in a commonly occurring environment for plastics (air at elevated temperature). A prototype exposure chamber was built, and a method was developed to allow aging (degradation) of the sample in this chamber and analyze the effects of aging on the sample.Denna avhandling behandlar struktur och egenskaper hos ett antal polymerbaserade material i kontakt med vissa specifika miljöer. Den första delen behandlar migration och utarmning av aktiva substanser från insekticid-impregnerade polyetenplattor i vatten och luft vid olika luftfuktigheter och högre temperatur. I den andra delen studerades strukturen, kristallisationskinetiken samt mekaniska och transportegenskaper hos flerskiktade polymerfilmer uppbyggda av metallocen-polyeten (mPE) och lågdensitetspolyeten (LDPE), och i vissa fall också med skikt av poly(etylen-co-vinylalkohol) och en polyetenkompatibilisator. Vidare observerades en inhomogen svällning i 2-skiktsfilmen med mPE och LDPE, på grund av skillnader i upptag av n-hexan (och limonen) i respektive filmskikt, vilket orsakade en böjning/krökning av filmen vid exponering för ångan. Denna effekt utvärderades ytterligare för att se om den lösningsmedelsinducerade böjningen kunde användas som en passiv sensor för att detektera närvaron och halten av flyktiga organiska föreningar i luft (VOC). I den tredje delen av detta arbete visades möjligheten att producera biopolymer-material baserat på larver (Svart soldatfluga). Efter tillsats av en mjukgörare till det avfettade larvmaterialet framställdes protein-baserade biopolymerfilmer genom kompressionsgjutning. Den extraherade lipiden från avfettningen kan potentiallt också användas i olika applikationer, såsom i smörjmedel. I den sista delen av detta arbete undersöktes frisättningen av mikro- och nanopartiklar från en nanokomposit av polypropen och nanolera i en vanlig miljö för plast (luft vid förhöjd temperatur). En prototyp-exponeringskammare konstruerades och en metodik utvecklades för att kunna åldra (bryta ned) provet i denna kammare och analysera effekten av åldrandet.QC 2021-09-07