14 Selulosa I merupakan bentuk asli selulosa yang terdiri dari dua Kristal allomorf,
yaitu Iα dan Iβ. Berdasarkan pengujian difraksi elektron selulosa Iαmemiliki satu unit sel triklinik, sedangkan selulosa Iβ memiliki dua unit sel monoklinik, keduanya
tersusun dalam satu susunan rantai paralel, dengan rasio berbeda dalam satu serat, tergantung pada asalnya. Selulosa Iα banyak terdapat pada selulosa bakteri dan
valonia, sedangkan Iβ pada selulosa kapas atau kayu [21].
Selain selulosa I, terdapat selulosa II yang terbentuk dengan pengendapan selulosa dari larutan ke dalam medium air pada suhu kamar atau sedikit lebih tinggi
dari suhu kamar pada proses pemintalan serat selulosa buatan manusia secara teknis. Selulosa II ini juga diperoleh dari proses merserisasi kapas, yang terjadi melalui
pembentukan natrium selulosa melalui interaksi polimer dengan cairan natrium hidroksida dan peruraian dengan netralisasi atau penghilangan natrium hidroksida.
Proses transformasi dari selulosa I menjadi selulosa II biasanya irreversible, walaupun ada yang menyatakan bahwa natrium selulosa dapat diretransformasi
sebagian menjadi selulosa I. Sistem ikatan hidrogen selulosa II lebih rumit daripada selulosa I dan menghasilkan densitas tautan silang intermolekul yang lebih tinggi [19;
21].
2.5 NANOKRISTALIN SELULOSA
Proses utama untuk menghasilkan selulosa nanokristal dari serat selulosa adalah berdasarkan hidrolisis asam. Bagian amorf akan lebih mudah dihidrolisis, sedangkan
bagian kristal yang lebih tahan terhadap serangan asam akan tersisa [23]. Prosedur khas yang dilakukan untuk menghasilkan selulosa nanokristal adalah
menghidrolisis selulosa murni dengan asam kuat dalam kondisi temperatur, pengadukan, dan waktu yang terkendali. Proses kimia dimulai dengan
penghilangan ikatan antar polisakarida pada permukaan serat selulosa dan diikuti dengan pecah dan rusaknya bagian amorf sehingga melepaskan bagian Kristal
selulosa. Setelah hidrolisis dilakukan, suspensi yang dihasilkan diencerkan dengan air, dan dicuci dengan beberapa kali sentrifugasi. Kemudian dialisis dilakukan untuk
menghilangkan molekul asam bebas dari dispersi dan memisahkan partikel yang berukuran lebih kecil dan lebih besar dari pori-pori membran dialisis yang digunakan.
Tahap selanjutnya adalah proses mekanik seperti sonikasi yang akan menghilangkan
Universitas Sumatera Utara
15 pengotor yang masih melekat pada selulosa nanokristal sehingga diperoleh nanokristal
yang terdispersi dalam suspensi yang stabil. Struktur, sifat, dan tahap pemisahan tergantung pada asam mineral dan konsentrasi yang digunakan, temperatur dan
waktu hidrolisis, serta intensitas ultrasonikasi [19; 23]. Pada penelitian nanokristal sebelumnya, hidrolisis dengan H
2
SO
4
akan mengalami perubahan struktur fisik bentuk serat pada sekitar 65 H
2
SO
4
. Perubahan struktur dan pola reaksi ini akibat adanya pengaruh asam dan
temperatur menunjukkan bahwa faktor utama penyebab perubahan struktur selulosa adalah pemecahan ikatan hidrogen. Dalam hidrolisis dengan asam encer, reaksi
hidrolisis berlangsung menghasilkan hidro selulosa dengan derajat polimerisasi yang rendah, tetapi kristalinitas yang lebih tinggi. Hidrolisis selulosa sangat
dipengaruhi oleh derajat kristalinitas dan pembengkakan selulosa. Reaktifitasnya juga dipengaruhi oleh disintegrasi atau prosedur
dekristalisasinya. Pada saat pre-treatment dilakukan menggunakan H
2
SO
4
60, proses hidrolisis menjadi sangat lamban. Tetapi pada saat penambahan diatas 65,
sebagian besar selulosa dibubarkan. Ketika hal itu terjadi, dilakukan pengenceran dengan air, sehingga bagian dari selulosa yang terlarut tersebut dapat diendapkan
[24]. Kristalinitas selulosa merupakan salah satu parameter penting dalam penentuan
kualitas selulosa. Penentuan index kristalinitas suatu bahan dapat dilakukan dengan menggunakan metode Segal dengan persamaan 2.1 dibawah ini [25].
Dalam persamaan ini, Crl menyatakan derajat relatif kristalinitas, I
002
adalah intensitas maksimum dari difraksi pola 0 0 2 dan I
AM
adalah intensitas dari difraksi dalam unit yang sa
ma pada 2θ-18
o
. I
002
merupakan representasi dari kedua region yaitu region kristal dan region amorphous, I
AM
merupakan representasi dari region amorphous [26]. Contoh penentuan variabel persamaan dalam perhitungan kristalinitas suatu bahan
ditunjukkan oleh gambar 2.4 [27]. 2.1
Universitas Sumatera Utara
16 Gambar 2.4 Penentuan Variabel dalam Persamaan dalam Perhitungan Kristalinitas
Suatu Bahan
Diameter kristal dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Scherrer [28]:
� 2� = �
. cos � Keterangan:
o L
= Diameter kristalukuran kristal o
� = Panjang gelombang nm
o = Konstanta Scherrer 0,62-2,08
o B
= Full Width at Half Maximum FWHM
2.6 ALKANOLAMIDA
