Analytical Science and Technology (분석과학)

The Korean Society of Analytical Sciences (한국분석과학회)
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Analysis of changes in composition of amber with ageing using pyrolysis/GC/MS

열분해/GC/MS를 이용한 열화 호박(amber)의 성분 변화 분석

  • Park, Jongseo (Research Division of Restoration Technology, National Research Institute of Cultural Heritage)
  • 박종서 (국립문화재연구소 복원기술연구실)
  • Received : 2012.04.30
  • Accepted : 2013.06.12
  • Published : 2013.06.25
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Abstract

Ambers have been used mostly as beads, jewelry and ornaments from ancient times and excavated as a buried artifact. When excavated, they are severely weathered to be cracked, exfoliated and disintegrated. Monitoring of changes in composition of amber according to weathering is very important for diagnosing the condition of amber and applying conservation materials and techniques. In this study, we tried to find the components of amber by analyzing amber with pyrolysis/GC/MS. The changes in the composition of pyrolzates after artificial ageing for 60 days under heat and oxygen were also observed. Abietic acid was detected as a main component of fresh amber and monoterpene, alkene, aromatic hydrocarbon were detected as major pyrolyzates. Changes with artificial ageing was estimated by comparing the peak area ratio of 23 components, and it was found that abietic acid abruptly decreased in the presence of heat and oxygen together, revealing that oxygen is a key factor to the deterioration of amber. It was also tried to understand the weathered surface of original amber gemstone based on the result of this ageing experiment.

호박은 오래전부터 장식품, 공예품, 부장품 등으로 사용되어 매장문화재 형태로 발굴되고 있다. 발굴 당시 호박은 풍화가 많이 진행되어 표면의 균열, 박락 등이 관찰된다. 풍화에 따른 호박의 성분 변화를 파악하는 것은 보존상태를 진단하고, 적절한 보존방법을 적용하는데 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 열분해/GC/MS로 호박의 열분해 산물을 분석하여 호박을 구성하는 성분을 찾고자 하였다. 또한, 열과 산소가 있는 조건에서 60일 동안 인공열화하여 호박의 열분해 산물의 구성비가 변화하는 것을 관찰하였다. 실험결과 호박의 주요 열분해 산물로 abietic acid가 검출되었고, monoterpene류, alkene류, aromatic hydrocarbon류가 검출되었다. 주요한 23개의 성분에 대해 열화에 따른 상대적인 면적비를 비교하여 열화에 따른 경향성을 파악하였다. 주성분인 abietic acid는 산소와 열이 있는 조건에서 급격하게 감소하였지만, 열만 있는 조건에서는 변화가 크지 않은 것으로 보아 산소가 호박의 열화에 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다. 실제 풍화된 호박 원석의 표면에 대해 열화실험 결과를 적용하여 열화상태를 파악하는 시도도 하였다.

Keywords

References

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