• 임산에너지
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• 제23권1호
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• pp.45-68
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• 2004

The word of lignin is derived from the Latin word 'ligum' meaning wood. Lignin is complex polymer consisting of coniferyl alcohol, sinapyl alcohol and p-coumaryl alcohol unit and has an amorphous, three dimensional network structure which is hard to be hydrolyzed by acid. Lignin is found in the cell wall of plants lignified. The mode of polymerization of these alcohols in the cell wall lead to a heterogeneous branched and cross-linked polymer in which phenyl propane units are linked by carbon-carbon and carbon-oxygen bonds. This polymerization of precursors, p-coumaryl alcohol, coniferyl alcohol and sinapyl alcohol to lignin is formed by enzymic dehydrolyzation. The reaction is initiated by an electron transfer which results in the formation of resonance-stabilized phenoxy radical. The combination of these radicals produces a variety of dimers, trimers and oligomers and so on. Lignin research has been divided into basic and practical application field. The basic studies contains biosynthesis, chemical structure, distribution in the cell wall and reactivity by reductants, oxidants and organic solvents. The application research will be approached the reaction of lignin in various pulp making involving pulp bleaching and its effect on pulp qualities. Lignin also will be studied for the production of fine chemicals, polymer products and the conservation into an energy source like petroleum oil because the amount of lignin produced in pulp making process is more than 51,000,000 tons per year in the world. Both basic and application research must lay emphasis on the development for the utilization of lignin and the pulping process. But these researches can not be completed without understanding lignin structure containing functional groups. Therefore, this paper was focused on the review of lignin formulation which has been studied since 1948 in chronological order. This review was based on monomers, dimers, trimers and tetramers of phenyl propane unit structures which were isolated and identified by different methods from various wood.ious wood.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권3호
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• pp.406-414
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• 2016

본 연구에서는 리그닌 기반 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile, PAN) 공중합체를 전기방사하여 나노탄소섬유 매트를 제조한 다음, 에폭시 수지를 보강하여 제조한 복합재료의 열적 특성 및 기계적 강도를 조사하였다. 나노탄소섬유 매트/에폭시 복합재는 에폭시 수지와 유사한 열분해 거동을 보이고 있는 반면에 유리전이온도는 $106.9^{\circ}C$로 순수에폭시 수지의 유리전이온도($T_g$) $90.7^{\circ}C$보다 다소 높은 경향으로 나타나 열적 안정성이 향상된 결과로 사료된다. 리그닌 기반 공중합체 및 순수 PAN으로 만든 나노탄소섬유 매트의 인장강도는 각각 7.2 및 9.4 MPa로 나타났으며, 리그닌 기반 나노탄소섬유 매트/에폭시 복합재료의 인장강도는 43.0 MPa로 나타났다. 이는 나노탄소섬유 매트/에폭시 복합재료에서 에폭시 수지 매트릭스(matrix) 내에서 나노탄소섬유가 강화제(reinforcing filler)로 작용한 효과로 약 6배의 인장강도 향상을 보였다. 인장강도 측정 후 시편의 절단면에서 나노탄소섬유 자체의 높은 인장강도(478.8 MPa) 및 에폭시 수지와의 약한 계면접착성에 기인하는 나노섬유의 뽑힘현상이 관찰되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제39권1호
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• pp.86-94
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• 2011

열분해 온도와 체류시간을 달리하며 급속 열분해 공정을 통해 얻어진 백합나무 바이오오일로부터 분말 형태의 열분해리그닌(pyrolytic lignin)을 회수하였다. 바이오오일을 구성하고 있는 열분해리그닌의 특성을 이해하고 급속 열분해 실험 조건 - 반응 온도, 체류시간 - 이 열분해 과정에서 리그닌에 미치는 영향을 살펴보기 위해 수율을 비롯한 다양한 화학적, 구조적 분석을 수행하였다. 열분해 온도가 증가하고, 체류시간이 줄어들수록 바이오오일로부터 회수되는 열분해리그닌의 수율은 증가하였다. 열분해리그닌의 분자량은 백합나무 MWL (milled wood lignin)에 비해 1/10 수준인 약 1,200 mol/g로 측정되었다. 열분해리그닌 내 포함된 작용기 함량과 $^{13}C$ NMR 분석을 통해 바이오매스가 열분해되는 동안 탈메톡실화 반응과 리그닌의 propane side chain 분해반응이 우세하게 일어난다는 사실을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제37권4호
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• pp.333-339
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• 2009

새로운 pine needle agar를 이용하여 15종의 박테리아를 솔잎퇴적물에서 추출하여 동정하였다. 이들 박테리아는 lignin biodegradation에서 주로 유도되는 방향족 탄화수소물질을 $\beta$-ketoadipate pathway의 ortho-cleavage를 이용하여 분해하는 것으로 밝혀졌다. 나아가서 이들 박테리아에 의한 여러 종의 방향족 탄화수소물질 분해에 관해서도 조사하였다. 본 연구는 솔잎 퇴적물에 존재하는 박테리아 종들이 방향족 탄화수소물질을 분해할 수 있는 대사능력을 가지고 있다는 것을 검증하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.520-520
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• 2009

Organic by-products derived from cellulose and lignin during organosolv pretreatments of yellow poplar wood (Liriodendron tulipifera) in the presence of $H_2SO_4$ and NaOH as catalysts, respectively, were subjected to various analyses to elucidate their effects on further performance of biological ethanol fermentation and provide preliminary data for the structure and utilization of organosolv lignin. Monomeric sugars amounted to ca. 2.2-7.7% in the organosoluble fraction of the organosolv pretreatment with $H_2SO_4$, while significantly low amount of sugars (0.2-0.3%) were determined in that of the organosolv pretreatment with NaOH. In case of addition of $H_2SO_4$ during organosolv pretreatment of biomass, a fermentation of the organosoluble fraction could be considered as an essential process to increase an efficiency of biomass utilization as well as yield of bioethanol. Precipitates, insoluble by-products in the solvent mixture, were also cficiency oed by diverse analytical methods and revealed that these were typically composed of a lignin moiety regardless of catalyst. According to the results of nuclear magnetic resonance (NMR), Fourier Tcinsform Infrared Spectroscopy (FT-IR) and Gel permeation chromatograp r (GPC), the main components of precipitates seem to be lignin polymers. However, their structures could be slightly modified during pretreatment and mixed with some carbohydrates by chemical bonds and/or physical associations.

• Journal of Microbiology
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• 제40권3호
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• pp.241-244
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• 2002

Fungi commonly encountered on monocotyledonous substrates were evaluated for their in vitro ability to produce enzymes involved in lignocellulose breakdown. Most were capable of structural polysac-charide utilization, but few produced enzymes associated with lignin breakdown. None of the mono-cotyledon-inhabiting fungi produced reactions as strongly as wood decay fungi.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제12권1호
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• pp.37-44
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• 1996

Veratrylglycerol-${\beta}$-vanillylalcohol ether 결합 (${\beta}$-O-4 linkage)을 갖는 이양체(二量體) 리그닌 모델화합물(化合物)의 합성(合成)하여 각종 리그닌 반응(反應)의 시료(試料)로서 활용(活用)하고자 3,5-dimethoxyacetophenone을 출발물질(出發物質)로 하여 ${\beta}$-ring에 측소(側銷)를 갖는 이양체(二量體) 리그닌 모델화합물(化合物)(I-IV)을 합성(合成)하였고, 융점측정, $^1H(^{13}C)$-NMR 및 Mass 스펙트라에 의하여 그 화학구조(化學構造)를 동정(同定)하였다. 이 합성화합물(合成化合物)중에서 1-(3,4-dimethoxyphenyl)-2-(2'-methoxy-4'-hydroxymethylphenoxy)ropanediol-1,3[IV]는 매우 중요한 리그닌 이양체(二量體) 화합물(化合物)이다. 이러한 리그닌 합성연구(合成硏究)는 기초적(基礎的)인 연구(硏究)의 중요성(重要性) 뿐만아니라 응용면(應用面)에서도 그 활용도(活用度)가 높을 것이다.

• 공업화학
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• 제27권2호
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• pp.135-144
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• 2016

불안정한 원유 가격과 지속적인 환경 문제를 야기하고 있는 석유 자원의 대체를 위한 바이오매스 활용 기술 개발과 상업화가 활발히 진행되고 있다. 목질계 바이오매스 전처리와 펄프 제조 과정에서 다량으로 발생하는 리그닌은 바이오에탄올 제조량의 증가와 더불어 발생량 또한 급속히 증가할 것으로 예상되고 있다. 리그닌은 방향족 고분자로 hydroxyl기와 같은 화학 작용기를 갖고 있어 화학 소재 원료로서의 활용이 가능한 저가 부산물이다. 리그닌의 방향족구조와 작용기를 oxypropylation, epxoidation 등을 이용하여 화학적으로 변환시켜 반응성을 향상시키거나, 새로운 화학작용기를 도입함으로써 바이오폴리우레탄, 바이오폴리에스터, 페놀 수지, 에폭시 수지 등 바이오플라스틱 제조에 활용이 가능하다. 본 총설은 리그닌을 활용하여 제조 가능한 바이오플라스틱, 수지, 탄소섬유 등에 대해 소개하고, 관련 최신 연구 동향 및 리그닌 응용 기술에 관한 전망을 소개하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권1호
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• pp.124-134
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• 2016

본 연구에서는 백색부후균 Abortiporus biennis를 이용하여 유기용매 리그닌의 생물학적 변환을 시도함으로써, 생물학적 변환 기작을 이해하고, 상업적 활용을 위해 유기용매 리그닌의 저분자화를 유도하고자 하였다. 질소제한 배지에서 A. biennis는 주로 유기용매 리그닌의 중합반응을 유도하면서, 분자량을 급격히 증가시켰으며, 배양일에 따라 구조적 차이를 야기하였다. 배양 초기, ether 결합의 분해를 통해 phenolic OH 함량이 증가한 반면, 배양 후기에는 ether 결합이 증가함에 따라 phenolic OH 함량이 감소하였다. 이러한 결과를 바탕으로, 유기용매 리그닌의 탈중합을 유도하기 위해 환원제인 ascorbic acid를 첨가하여 유기용매 리그닌의 구조 변화 및 변환 산물을 분석하였다. 결과적으로, 환원제의 첨가에 의해 유기용매 리그닌의 분자량은 소폭 증가하였지만, 환원제 무첨가 실험에 비해 그 증가 폭이 현저히 감소하였다. 또한 배양액 내 리그닌 올리고머의 경우, 배양 10일째 환원제를 첨가한 실험구에서 중량 평균 분자량 381 Da, phenolic OH 함량 38.63%을 나타냈으며, 이는 저분자화된 형태로 상업적 활용 가치가 높다고 사료된다. 결론적으로, A. biennis의 효소 시스템은 유기용매 리그닌의 분해보다 중합을 야기하였으며, 환원제의 첨가를 통해 배양액 내 리그닌 올리고머의 저분자화 및 phenolic OH 함량 증가를 유도할 수 있었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제15권1호
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• pp.1-11
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• 1987

소나무 크라프트 펄프제조과정중 회수된 폐액으로 Black liquor-phenol formaldehyde. Methylolated kraft lignin-phenol formaldehyde 및 Lignin cake-phenol rein 세 종류의 접착제가 제조되었다. Black liquor-phenol formaldehyde resin 제조시 Phenol의 약 60%를 크라프트 폐액으로 대치할 수 있다. 본 접착제의 최적압착조건은 $160^{\circ}C$에서 7분간이였다.(상태접착력 : 15.77kg/$cm^2$ 내수접착력 : 8.54kg/$cm^2$). Methylolated kraft lignin-pheno] formaldehyde resin 제조시 Phenol의 약 80~90%를 Methylolated kraft lignin으로 대용할 수 있었다. 본 접착제 제조시 pH를 2.6 용매로서 Methanol, 접착제 1g 당 $0.2m\ell$ Formaldehyde를 첨가하는 것이 접착력이 가장 높았다(상대접착력 : 18.54kg/$cm^2$, 내수 접착력 : 10.08kg/$cm^2$. Lignin cake-phenol ressin에서 Phenol양과 Kraft lignin양이 1 : 1일 경우에 접착력이 높았다. 본 접착제의 최적 압착조건은 $150^{\circ}C$에서 4분간이었다.(상태 접착력 : 18.46kg/$cm^2$, 내수접착력 : 12.3kg/$cm^2$).