전남 진도군 소재 사찰의 보수 공사 중 벽화가 발견되어 제작기법 파악을 위해 교착제로 사용된 물질을 확인하고자 하였다. 이에 해당 벽화 시편에 대해 열분해/GC/MS와 IR 분석을 실시하였으며, 열분해/GC/MS분석은 직접 열분해와 온라인 메틸화법을 도입하였다. IR 분석에서 아교, 옻, 황칠 등 전통 교착제와 초산아크릴계 수지의 스펙트럼을 벽화시편과 비교했을 때 유사하지 않았으며, 건성유인 아마인유와 비교했을 때도 유사도가 낮았다. 벽화시편의 열분해/GC/MS 분석 결과를 옻, 황칠, 아교, 초산아크릴수지와 비교했을 때 이들 물질이 아닌 것으로 나타났다. 한편, 벽화시편에서 팔미트산, 옥타데칸산, nonanedioic acid, 옥타데센산 등 건성유에 특징적인 물질이 검출되었고, 경화 건성유와 유사한 열분해/GC/MS 크로마토그램이 관찰되었다. 따라서, 벽화는 건성유를 교착제로 사용하여 제작된 것으로 판단되었다.
아교는 불화, 단청, 나전의 접착제 등 문화재에서 접착제로 광범위하게 사용되어 온 전통재료 이다. 아교의 분석과 확인은 주로 IR 등의 분광학적인 방법으로 이루어져 왔으나, 아교의 성분을 확인하 는데 어려움이 있다. 열분해/GC/MS분석은 시료의 열분해 산물을 통해 시료의 성분을 추정할 수 있어 합성수지 등 고분자 재료의 성분을 분석하는데 유용하다. 본 연구에서는 아교의 화학 성분을 파악하기 위한 기초 단계로서 열분해/GC/MS분석을 시도하였다. 열분해 온도, 시료량, 반복성과 같은 분석 조건을 검토하여 적절한 분석이 가능한 조건을 찾았고, 이 조건에서 아교의 열분해 산물을 일부 규명하였다. 또한, 국내외에서 시판되는 젤라틴과 아교의 열분해 분석을 통해 아교와 젤라틴, 아교와 아교 사이에 제품에 따른 열분해 산물 차이가 없음을 확인하였다. 이로부터 문화재에서 아교의 사용 여부를 확인하기 위한 분석법의 제시와 아교를 젤라틴으로 대체하는데 필요한 화학성분상의 기초자료 확보가 가능하였다.
Poly(ethylene-co-vinyl acetate) (EVA) was pyrolyzed to eliminate acetic acid of VA unit using off-line pyrolysis, and the deacetylated EVA was analyzed infrared spectroscopy (IR) and pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry (Py-GC/MS). EVA film for deacetylation was prepared by solution casting on aluminum foil and it was pyrolyzed at low temperature of $300^{\circ}C$ in the off-line pyrolysis apparatus. After deacetylation, carbon-carbon double bond (C=C) was formed by 1,2-elimination of the VA unit in the EVA backbone. Most of C=C bonds were trans-1,4-unit and 1,2-unit was also observed. Presence of the 1,2-unit in deacetylated EVA indicates that terminal or branch VA units exist in the raw EVA. Py-GC/MS chromatogram of deacetylated EVA displayed much smaller acetic acid and much more abundant other pyrolysis products than that of raw EVA, which means that the pyrolysis efficiency and separation condition were improved.
플라스틱은 뛰어난 조형성 및 대량생산의 장점에 의하여 점차 현대 미술에 전반적으로 쓰이게 되었다. 국내에서도 플라스틱 작품의 가치가 증대되고 있지만 산업용, 공업용 플라스틱에 대한 연구에 국한되어있다. 본 연구에서는 미술품으로서 제작에 사용되는 플라스틱 5종(PVC, PE, PP, PS, PU)의 극미량 시료를 이용하여 동정을 실시하였다. SPME를 이용한 VOCs 분석 결과, PVC는 방향족, 알칸류 화합물이 검출되었고 PE와 PP는 알칸류 화합물이 검출되었다. PS는 방향족 화합물이 확인되었고, PU는 폴리에스테르 기반의 PU에서 나타나는 diethylene glycol 등이 검출되었다. Pyrolysis 분석 결과, PVC에서 지방족 알켄류 화합물과 가소제(DEHP)가 확인되었고 PE 역시 지방족 알켄류 화합물과 가소제(DIBP)가 검출되었다. PP는 1-hexene 등이 검출되었으며 PS는 방향족 화합물이 확인되었고 PU는 폴리우레탄의 주요 재료인 MDI가 분석되었다. 이처럼 SPME와 pyrolysis 분석법으로 극미량의 시료를 이용하여 플라스틱 종류마다 각기 다른 특징적인 화합물이 검출됨으로써 동정 기술로써의 가능성을 확인하였다.
The feasibility of waste concrete as a catalyst for the effective pyrolysis of polyethylene terephthalate (PET) was examined using thermogravimetric (TG) and pyrolyzer-gas chromatography/mass spectrometry (Py-GC/MS) analyses. TG analysis results indicated that the maximum decomposition temperature of PET is not altered by the use of waste concrete, showing similar values (407 ℃ and 408 ℃ at 5 ℃/min). Meanwhile, the volatile product distribution data obtained from the Py-GC/MS analysis revealed that the use of waste concrete promoted the deoxygenation reaction via converting the oxygen containing products such as benzoic acids, benzoates, and terephthalates to valuable deoxygenated aromatic hydrocarbons including benzene, toluene, ethylbenzene, and styrene. This suggests that the waste concrete can be used as a potential catalyst for the production of valuable aromatic hydrocarbons from PET pyrolysis.
This research was carried out to investigate the methods of liquefaction with Pinus koraiensis, and chemical components of the liquefied wood by FT-IR analysis and pyrolysis-GC/MS. Acetylated wood powder was liquefied above 90% in phenol or m-cresol when treated at about 150$^{\circ}C$ for 30min., using some catalysts. Untreated wood powder was liquefied above 90% in phenol or m-cresol when treated at about 200$^{\circ}C$ for 60min., using some catalysts. The results of FTIR analysis, carbohydrates were terribly disintegrated, the other side lignin peaks were occurred in liquefied wood, particulary. The results of pyrolysis-GC/MS, the liquefied wood have clear four peaks, phenol, guaiacol, o-cresol and m-/p-cresol, due to degradation of lignin, particulary.
Kim Suk-Weon;Ban Sung-Hee;Yoo Ook-Joon;Liu Jang-Ryol
Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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제11권1호
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pp.38-42
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2006
When whole cells are subjected to pyrolysis gas chromatography/mass spectrometry (Py-GC/MS) analysis, it provides biochemical profiles containing overlapping signals of the majority of compounds. To determine marker compounds that discriminate embryogenic calluses from nonembryogenic calluses, samples of embryogenic and nonembryogenic calluses of five higher plant species were subjected to Py-GC/MS. Genetic programming of Py-GC/MS data was able to discriminate embryogenic calluses from nonembryogenic calluses. The content ratio of 5-meyhyl-2-furancarboxaldehyde and 5-(hydroxymethyl)-2-furancarboxaldehyde was greater in nonembryogenic calluses than in embryogenic calluses. However, the content ratio of phenol, p-cresol, and $^1H-indole$ in embryogenic calluses was 1.2 to 2.4 times greater than the ratio in nonembryogenic calluses. These pyrolysates seem to be derived from the components of the cell walls, which suggests that differences in cell wall components or changes in the architecture of the cell wall playa crucial role in determining the embryogenic competence of calluses.
아교는 나전, 목가구, 단청 등 문화재에 접착제 및 교착제로 광범위하게 사용돼 온 전통재료이다. 아교의 분석과 확인은 주로 IR에 의한 작용기의 확인을 통해 이루어졌으나 몇 가지 물질이 섞여 있는 경우 밴드의 중복 등에 의해 명확하게 아교를 확인하는데 어려움이 있다. 열분해/GC/MS분석은 소량의 시료로 열분해 산물의 화학성분을 알 수 있어 아교 등 고분자 재료의 성분을 분석하는데 유용하다. 본 연구에서는 단청 시편에서 아교를 이 방법으로 확인하고자 하였다. 우선, 단청 채색에 사용되는 아교, 동유에 대한 열분해/GC/MS 분석을 실시하여 주요하면서 특징적인 열분해산물을 확인하였다. 또한, 뇌록을 칠한 단청시편을 제작하여 열충격 시험과 인공 풍화 시험 후에 분석을 했을 때 약화가 되긴 하였지만 아교의 특징적인 peak의 검출이 가능하였다. 이로부터, 단청과 같이 다양한 재료와 풍화상태로 구성된 문화재에서 아교의 검출이 열분해/GC/MS로 가능함을 확인하였다. 아울러, 단청 시편을 IR로 분석하여 IR과 열분해/GC/MS 분석 간에 아교 검출 능력을 비교하였다.
호박유물의 적절한 보존방안 마련에 필요한 호박의 화학적 분광학적 특성을 Infrared (IR) 분석과 pyrolysis/GC/MS (py/GC/MS) 분석을 통해 조사하였다. 호박 시료는 Baltic, Chiapas, Colombian, Dominican, Fushun, Madagascar 호박 등 6개의 산지에서 총 14종을 확보하였다. 시료의 비파괴적 조사를 위해 IR 분석을 실시하였고, 고분자 구성 성분 조사를 위해 py/GC/MS를 $300^{\circ}C$ 열분해 온도에서 온라인 trimethylsilylation을 통하여 분석하였다. IR 분석에서는 대체적으로 산지에 관계없이 유사한 스펙트럼을 보였으나, 지문영역에서는 Baltic 호박의 경우 Baltic shoulder에 해당하는 $1250cm^{-1}{\sim}1150cm^{-1}$에서 흡수가 나타나는 등 각각의 산지별로 구분이 가능한 차별화된 IR 스펙트럼이 관찰되었다. py/GC/MS 분석에서는 succinic acid, pimaric acid 등 호박의 구성성분으로 알려진 물질들이 검출되었고, Baltic, Chiapas, Fushun 호박의 경우 산지 구분이 가능한 특정성분이 검출되었다. 이러한 결과는 발견 및 발굴 유물에서 호박을 확인하거나, 산지 및 제작기술 추정 등 고고과학적인 해석의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
경북 경산에 위치한 원삼국시대 고분인 임당1호분에서 출토된 칠초 철제 고리자루칼의 칠편에 대해 칠의 구성성분과 풍화상태를 확인하기 위해 열분해/GC/MS법으로 유기물을 분석하였다. 직접 열분해/GC/MS법에서 칠편과 원주산 건조옻이 대체적으로 유사한 크로마토그램을 보였다. THM(thermally assisted hydrolysis and methylation)-열분해/GC/MS법의 경우 칠편에서 한국에 자생하는 옻나무 종의 특징적인 성분(1,2-dimethoxy-3-pentadecylbenzene 등)이 관찰되었다. 또한, dimethyl nonanedioate 등 건성유에서 비롯되는 것으로 보이는 성분도 검출되었다. 칠편에서 산화된 catechol 성분이 다량 검출되는 것으로 보아 칠의 열화가 우루시올 성분의 산화와 관련 있을 것으로 추정된다. 이로부터 임당1호분 고리자루칼 칠은 옻과 건성유를 사용하였고 오랜 시간의 경과로 산화가 많이 진행된 상태인 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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