Substitution of a polymeric material used in inhaler device
2021 (Engelska)Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hp
Studentuppsats (Examensarbete)Alternativ titel
Substitution av polymermaterial för användning i inhalator (Svenska)
Abstract [sv]
I detta examensarbete undersöktes möjligheten att substituera ett polymert material, en polyolefin, i en inhalator. Inhalatorn i fråga är AstraZenecas Turbuhaler, och den specifika komponent som undersökts är vredet, en komponent som i nuvarande utformning är gjord av LLDPE. Alternativa material har utvärderats med hänsyn till mekaniska och kemiska egenskaper, kostnad och tillgänglighet, samt hållbarhet. Tre alternativa polyolefin-material valdes ut till den laborativa delen av projektet: ett LDPE-material, en PP homopolymer och en polymerblandning mellan PP och en elastomer. Dessa tre nya material, samt det nuvarande LLDPE-materialet, undersöktes laborativt för att utvärdera deras lämplighet som kandidater för att ersätta det nuvarande LLDPE-materialet. Polymerblandningar mellan de fyra polyolefinerna och ett ligninbaserat material undersöktes även som ett konceptuellt försök att minska Turbuhalerns klimatavtryck. De rena polyolefinerna formsprutades med varierande smält- och formtemperatur för att utvärdera dessa processparametrars inverkan på materialens egenskaper. Polymerblandningarna mellan respektive polyolefin och det ligninbaserade materialet formsprutades med konstanta processparametrar. De formsprutade proverna analyserades med mätning av vikt, dimensioner, och dragprovning. De rena polyolefinerna analyserades även med DSC och hårdhetsmätning. Av de tre undersökta materialen visade sig den rena polymerblandningen mellan PP och elastomer vara den mest lämpliga kandidaten för att användas i vredet på Turbuhalern. Sa mtliga polymerblandningar mellan respektive polyolefin och det ligninbaserade materialet bedömdes som olämpliga för detta användningsområde.
Abstract [en]
In this work, the possibility of substituting a polyolefin material in an inhaler device was investigated. The inhaler device was the AstraZeneca Turbuhaler with the component in question being the device’s turning grip, a component which is currently made of LLDPE. Considerations for prospective materials were made with respect to mechanical and chemical properties, cost and availability, and sustainability. Three new polyolefin materials were selected for the experimental part of the project: one LDPE material, one PP homopolymer material and one PP material blended with an elastomer. These three new materials, as well as the current LLDPE material, were investigated experimentally to evaluate their suitability as candidates for replacing the current LLDPE material. Blends between the four polyolefin materials and a lignin-based material were also investigated as a conceptual attempt to reduce the carbon footprint of the Turbuhaler device. The neat polyolefin materials were injection molded with variations in melt- and mold temperature to evaluate these parameters’ impact on material properties. The polyolefin/lignin-based material blends were injection molded using a fixed configuration of process parameters. Analyses were performed using weight- anddimension measurements and tensile testing for all molded materials, as well as DSC, and indentation hardness testing for the neat polyolefins. Out of the three neat polyolefins tested, the blended PP/elastomer material was determined to be the most suitable candidate for further evaluations as a substitute material for the Turbuhaler device. The blends between polyolefins and the lignin-based material were deemed unsuitable for this application.
Ort, förlag, år, upplaga, sidor
2021.
Serie
TRITA-CBH-GRU ; 2021:059
Nyckelord [en]
PP, LLDPE, LDPE, tensile testing, injection molding
Nyckelord [sv]
PP, LLDPE, LDPE, dragprovning, formsprutning
Nationell ämneskategori
Polymerteknologi
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-303492OAI: oai:DiVA.org:kth-303492DiVA, id: diva2:1603268
Ämne / kurs
Polymera material
Utbildningsprogram
Teknologie masterexamen - Makromolekylära material
Handledare
Examinatorer
2021-10-152021-10-152022-06-25