감마선 조사에 따른 목재 홀로셀룰로오스 분자량 변화 분석 = Analysis of Molecular Weight Changes in Wood Holocellulose Induced by Gamma Irradiation

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Gamma irradiation has been considered a potential alternative technique for the sterilization and disinfestation of wood; however, quantitative evaluation of molecular-level changes in wood components remains limited. The primary objective of this study was to assess molecular weight changes in wood holocellulose induced by gamma irradiation and to conservatively correct the cellulose molecular weight within holocellulose for degradation occurring during pretreatment.
Delignification pretreatment using the Wise method is essential for molecular weight analysis of wood holocellulose, but it may induce cellulose degradation. Because wood contains hemicellulose and lignin, its degradation behavior during pretreatment may differ from that of pure cellulose. To address this, pure cellulose filter paper was employed as a model material to quantify the reduction in the degree of polymerization associated with Wise treatment, and a degradation rate constant was determined.
The obtained correction factor was applied to molecular weight analysis of wood samples, allowing estimation of an upper-bound correction for the cellulose molecular weight within holocellulose. Using the corrected analytical approach, a decreasing trend in the molecular weight and degree of polymerization of holocellulose was observed with increasing irradiation dose, and differences in molecular weight changes were identified among wood species.
This study applies a correction strategy based on pure cellulose degradation behavior to avoid overestimation of cellulose degradation in real wood systems. The proposed approach provides a reliable framework for interpreting molecular weight data of gamma irradiated wood.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 연구사 4
• 1. 목재 살균살충 처리의 한계와 대체 기술의 필요성 4
• 2. 목재 살균 대체 기술로서의 방사선 조사 6
• 3. 감마선 조사의 잠재적 위험성 8
• 4. 목재 분자량 측정과 분석 오차: 탈리그닌 전처리 10
• 5. 홀로셀룰로오스 용해 전처리 12
• Ⅲ. 재료 및 방법 13
• 1. 공시재료 13
• 2. 감마선 조사 14
• 3. 홀로셀룰로오스 제조 14
• 4. SEC-MALS를 위한 시료 전처리 15
• 5. SEC-MALS 측정 16
• Ⅳ. 결과 및 고찰 18
• 1. 순수 셀룰로오스 및 목재의 Wise 처리에 의한 영향 평가 18
• 1.1 순수 셀룰로오스의 분자량 및 중합도 변화 18
• 1.2 순수 셀룰로오스의 가수분해 속도 분석 23
• 1.3 산벚나무(Prunus sargentii) 목재의 초기 중합도 추정 및 보정 모델 검증 28
• 2. 감마선 조사에 의한 산벚나무의 홀로셀룰로오스 분자량 변화 33
• 2.1 감마선 조사에 따른 홀로셀룰로오스의 분자량 및 방사선 분해 속도 분석 및 보정 33
• 2.2 감마선 조사에 따른 산벚나무의 홀로셀룰로오스 분자량 분포 변화 특성 39
• 2.3 감마선 조사 후 홀로셀룰로오스의 Wise 보정 분자량 산출 및 순수 감마선 영향 평가 42
• 3. 감마선 조사에 의한 목재 수종별의 분자량 변화 45
• 3.1 감마선 조사 후 Wise 전처리 보정에 따른 초기 중합도 분석 45
• 3.2 보정 후 확인된 수종별 리그닌 함량에 따른 홀로셀룰로오스의 분자량에 대한 방사선 민감성(Radiosensitivity) 차이 47
• Ⅴ. 결론 50
• 참고문헌 52