The global shift towards sustainable development requires the replacement of fossil-based materials with renewable alternatives. Lignin, a complex aromatic biopolymer derived from lignocellulosic biomass, represents one of the most abundant sources of renewable carbon. Retrieved as a byproduct from the pulp and paper industry, lignin has thus far been underutilized despite its potential. Its unique chemical structure, characterized by phenolic units linked through various interunit linkages, makes it a strong candidate for creating durable resistant materials. However, lignin's complex and heterogeneous structure, as well as its limited reactivity, present challenges for its use. In this work, lignin has been investigated for thermosetting applications through different methodologies, including extraction, fractionation, chemical modification, and direct utilization of unmodified lignin. This present research demonstrates different ways to develop materials with enhanced mechanical, thermal, and chemical properties, suitable for industrial applications. To achieve this, various methodologies and lignin sources were employed. Lignin was extracted through a mild extraction from wheat straw in order to valorize agricultural products. Microwave-assisted fractionation was employedin order to isolate lignin fractions with more tunable properties and increased reactivity. Chemical modifications, including epoxidation and allylation, were performed to enhance the reactivity of lignin and improve its compatibility in thermosetting formulations. These modified lignins were incorporated into epoxy-based coatings and thiol-ene systems, demonstrating their potential in producing durable and high-performance materials. In addition to modified lignin, unmodified lignin was directly utilized in coating formulations. This thesis demonstrates that both modified and unmodified lignin can be successfully integrated into thermosetting systems, furnishing materials that meet or exceed the performance of conventional fossil-based counterparts. The work emphasizes the advantages and limitations of each method, highlighting the importance of optimizing processing efficiency, material performance, and environmental sustainability.

Den globala övergången till hållbar utveckling kräver att fossila material ersätts med förnybara alternativ. Lignin, en komplex aromatisk biopolymer som härrör från lignocellulosisk biomassa, representerar en av de mest rikliga källorna till förnybart kol. Lignin utvinns som en biprodukt från massa- och pappersindustrin och har trots sin potential varit underutnyttjad. Dess unika kemiska struktur, som kännetecknas av fenolenheter kopplade genom olika interenhetsbindningar, gör det till en stark kandidat för att skapa hållbara och resistenta material. Dock utgör lignins komplexa och heterogena struktur, samt dess begränsade reaktivitet, utmaningar för dess användning. I detta arbete har lignin undersökts för användning i härdplaster genom olikametoder som inkluderar extraktion, fraktionering, kemisk modifiering och direkt användning av modifierat lignin. Forskningen syftade till att utveckla material med förbättrade mekaniska, termiska och kemiska egenskaper, lämpade för industriella tillämpningar. För att uppnå detta användes olika metoder och ligninkällor. Lignin extraherades genom en mild extraktion från vetestrå för att valorisering jordbruksprodukter. Mikrovågsassisterad fraktionering användes för att isolera ligninfraktioner med mer anpassningsbara egenskaper och ökad reaktivitet. Kemiska modifieringar, inklusive epoxidering och allylering, genomfördes för att förbättra lignins reaktivitet och dess kompatibilitet i härdplastformuleringar. Dessa modifierade lignin integrerades i epoxibaserade beläggningar och thiolen-system, vilket visade deras potential att producera hållbara och högpresterande material. Förutom modifierat lignin användes även modifierat lignin direkt i beläggningsformuleringar. Denna avhandling visar att både modifierat och modifierat lignin framgångsrikt kan integreras i härdplastsystem och skapa material som uppfyller eller överträffar prestandan hos konventionella fossilbaserade motsvarigheter. Arbetet framhäver fördelar och begränsningar med varje metod och understryker vikten av att optimera processeffektivitet, materialprestanda och miljömässig hållbarhet.