Grafting Α-Selulosa Dari Tandanbuah Aren Dengan Sigma-Caprolactone

DAFTAR PUSTAKA

Anonim., 2007. Komoditas Aren (ArengaPinnatawurmb, merr). Dinas kehutanan Dan Perkebunan. ProvinsiBanten

Anonim. 2008. Nama-Nama Aren di Berbagai Daerah, Penyebaran dan Aneka Kegunaan Aren. (diakses dari

Anonim., 2008. A Glimpse of Galatomannans Science Tech Entrepreneur Armstrong., 1995. Buku ajar biokimia . Jakarta : Penerbit buku kedokteran EGC

Carlmark, Larsson, and malmstrom., 2012. Grafting of cellulose by ring-opening polymerisation. Stockholm : Elsevier Ltd

Cowd, M.A., 1991. Kimia Polimer. Bandung : Penerbit ITB

Fengel., 1999. Kimia Kayu, Ultrastruktur, reaksi - reaksi.Yogyakarta : Gadjah Mada University Press

Fessenden, Ralp, J., and Fessenden, Joan, S., 1984.Kimia Organik.Erlangga : Jakarta Gardner, D., 2008. Adhesion and Surfaces Issues in Cellulose and Nanocellulose. Journal

of Adhesion Science and Technology

Goring, D., 1963. Thermal softening of lignin. Pulp and Paper Magazine of Canada 64(12): T517-T527

Gibson, G.R., 2004. FibreAnd Effects On Probiotics (The Prebiotic Concept). Clinical Nutrition Supplements

Ginting., 2010. Kopolimerisasi Cangkok (Graft Copolymerization) N-Isopropilakrilamida Pada Film Selulosa Yang Diinduksi Oleh Sinar Ultraviolet Dan Karakterisasinya. Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu PengetahuanUniversitas Lampung, Bandar Lampung

Gong, H., Liu, N., Chen, J., Han, F., Gao, C., and Zhang, B., 2012, Synthesis and Characterization of carboxymethyl guar and rheological properties of its solutions, Carbohydrate Polymers Vol. 88

Irawan, B., Rahmayani, E., and Iskandar, J., 2009. StudiVariasi, Pemanfaatan, Pengolahan Dan Pengelolaan Aren Di desa Rancakalong, Kecamatan Rancakalong , Kabupaten Sumedang, Jawa Barat. Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Universitas Padjajaran.

Klemm, D., Phillip, B., Heinze, T., Heinze, U., Wagenknecht., W., 1998. Comprehensive Cellulose, Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinhem Vol.2

Lonnberg, Fogelstrom, Berglund, Malmstrom, and Hult., 2008. Surface grafting of microfibrillated cellulose with poly(ε- caprolactone) – synthesis and characterization. Stockholm : Elsevier Ltd

Laberge, M., 2008, Biochemistry. Chelsea House An Imprint OfInfobase Publishing 132 West 31st Street New york NY 10001

Lay, A., And Heliyanto, B., 2010. Prospek Agro-industriAren (ArengaPinnata). Balai Penelitian Tanaman Kelapa dan palma Lain, Indonesian Coconut and Palmae Research Institute Jl. Raya Mapanget, KotakPos 1004, Manado 95001

McMurry, J., 1992. Fundamentals of General, Organic, and Biological Chemistry. USA : Pearson Prentice Hall

Moran, J., Alvarez, V . A., Cyras, V . P., Vasquez, A., 2008. Extraction of cellulose and Preparation of Nanocellulose from Sisal Fibers. Cellulose

Ohwaoavworhua, F., 2005.Phosporic Acid-Mediated Depolymerization and Decrystallization of α-Cellulose Obtained from Corn Cob: Preparation of low Crytallinity Cellulose and Some Physicochemical Properties. Tropical Journal of Pharmaceutical Research

Ophardt, C.E., 2003. Protein and Its Properties. Marcel Dekker Inc. New york Page, D.S., 1985. Prinsip-Prinsip Biokimia. Jakarta : Penerbit Erlangga

Pine., 1980. Organic chemistry.Fourthedition.English :Mcgraw Hill, Inc

Rachmi, T.,2010. Penentuan Derajat Grafting Dan Fraksi Gel Dari Polipropilena Terdegradasi yang difungsionalkan Dengan Maleat Anhidrida. Skripsi, Medan : USU

Riswiyanto, S., 2009.Kimia Organik. Jakarta : PenerbitErlangga

Samal, B., Sahu, B., Chinara, S., Nanda, P.K. Otta., Mohapatro, L.M., Mohanty, A.R., Ray, K.C., 1988.Part A Polym. Chem. J. Polym. Sci

Satiardarma.,2004. Asas pengembangan Prosedur Analisis. Edisipertama. Surabaya : Airlangga university press

Souza, S. F., Leao, A. L., HuiCai, J., Wu, C., Sain, M., Cherian, B., 2010. Nanocellulose from Curava Fibers and Their Nanocomposites. USA: Taylor AndFrancise Group

Singh, R.P., 1992. Surface Grafting Onto Polypropylene A Survey of Recent Developments. India : National Chemical laboratory

Steven, M.P., 2001. Kimia Polimer.Jakarta : PT. Pradnya paramita

Stephen, A.M., Phillips. G.O., and Williams, P.A., 2006. Food Polysaccharides And Applications 2ndEdition. Taylor and Francis Group, LLC

Sunanto, H., 1993. Aren Budidaya dan Multigunanya. Kanisius, Yogyakarta

Sumada.K., Tamara, P., alqani, F., 2011.IsolationStudy of Efficient α-Cellulose from Waste Plant Stem ManihotEsculentaCrantz.JurnalTeknik Kimia Vol.5, No 2 Vistanty, H., 2010. Pengeringan Pasta Susu Kedelai Menggunakan Pengering Unggun

Terfluidakan Partikel Inert, Tesis Universitas Diponegoro

Wang, S., 2006. Cellulose Microfibril/Nanofibril and Its Nanocomposites. 8th Pacific Rim Bio-Based Composites Symposium

Wirjosentono, B., 1998. Struktur dan sifat mekanis polimer. Medan : Intan DirjaLelaPress

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Alat Merek

1. Neraca analitis Mettler AE 200

2. Labu leher satu Pyrex

3. Internal mixer Heles CR-52

4. Spatula 5. Plastic

6. Statif dan klem

7. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) Shimadzu 8. Botol aquadest

9. Beaker glass250 ml Pyrex

10. Labu takar 250 ml Pyrex

11. Hot plate stirrer

12. Gelas ukur 100 ml Pyrex

13. Ultrasonik 14. Pompa vakum 15. Magnetic stirrer

16. Labu leher tiga Pyrex

3.2 Bahan Merek

1. Selulosa dari tandan aren Tandan aren 2. Aquadest

3. Benzyl alcohol p.a Merck

4. Tin octoate SN(Oct)2

5. Sigma caprolactone Sigma-adrich

3.3. Prosedur Penelitian

3.3.1. Isolasi α-Selulosa dari Tandan Aren

Sebanyak 75 gram serat tandan buah aren dimasukkan kedalam gelas beaker kemudian ditambahkan 1L campuran HNO3 3,5% dan 10 mg NaNO2, dan dipanaskan

diatas hotplate pada suhu 90oC selama 2 jam. Setelah itu disaring dan ampas dicuci hingga netral. Selanjutnya ditambahkan 750 mL larutan yang mengandung NaOH 2% dan Na2SO3 2% lalu dipanaskan pada suhu 50oC selama 1 jam.Kemudian disaring dan

ampas dicuci hingga netral. Selanjutnya dilakukan pemutihan dengan 250 mL larutan NaOCl 1,75% pada temperature mendidih selama 30 menit. Kemudian disaring dan ampas dicuci hingga netral, setelah itu dilakukan pemurnian alfa selulosa dari sampel dengan 500 mL NaOH 17,5% dan dipanaskan pada suhu 80oC selama 30 menit. Kemudian disaring dan ampas dicuci hingga netral.Selanjutnya dilakukan pemutihan dengan H2O2 10% pada suhu 60oC selama 15 menit.Dicuci dan disaring selulosa yang

terbentuk hingga netral. Kemudian dilakukan pengeringan dengan oven pada suhu 50oC selama 3 jam. Kemudian dimasukkan kedalam planetary ball milling dengan bola zirconium pada pelarut etanol selama 6 jam. Kemudian dihasilkan α-selulosa.

3.3.2.Grafting α-selulosa dengan ε-caprolactone

Ditimbang 1 gram selulosa tandan buah aren, lalu dimasukkan kedalam labu leher satu, setelah itu ditambahkan ε-caprolactone sebanyak 230 ml kedalam labu leher satu yang sudah terisi tandan aren selulosa, kemudian direfluks selama 48 jam dengan menggunakan magnetik stirer sampai merata, kemudian larutan berubah menjadi bening, setelah itu didespersikan ε-caprolactone yang sudah tergrafting dengan selulosa tandan aren (larutan bening) menggunakan ultrasonik selama 5 menit dengan kecepatan 45,5 Hz, kemudian larutan bening dituangkan kedalam labu leher tiga,setelah itu ditambahkan benzyl alkohol sebanyak 217 ml, kemudian ditambahkan katalis tin octoate Sn(oct)2

sebanyak 2.3 mldengan suhu 95oC, kemudian dialirkan gas argon dalam suasana vacum selama 15 menit dengan fungsi sebagai pencucian, setelah itu direfluks selama 18-20 jam, kemudian larutan berubah menjadi larutan keruh, setelah itu dikarakteristik dengan menggunakan FT-IR.

3.4. Flowsheet Penelitian

3.4.1 Flowsheet Isolasi α-selulosa dari Tandan Aren.

75 gram serbuk tandan buah aren

Dimasukkan kedalam gelas beaker

Ditambahkan 1L campuran HNO3 3,5% dan 10 mg NaNO2

Dipanaskan diatas Hotplate pada suhu 90oC selama 2 jam

Disimpan dalam desikator

Dipanaskan pada suhu 50oC selama 1 jam

Ditambahkan 750 mL larutan yang mengandung NaOH 2% dan Na2SO3 2%

Disaring dan ampas dicuci hingga netral

Filtrat Residu

Disaring dan ampas dicuci hingga netral

Diputihkan dengan 250 mL larutan NaOCl 1,75% pada suhu 100oC selama 30 menit

Disaring dan ampas dicuci hingga netral

Filtrat Residu

Selulosa _Filtrat

Disaring dan ampas dicuci hingga netral

Ditambahkan 500 mL NaOH 17,5% dan dipanaskan pada suhu 80oC selama 30 menit

α -selulosa Filtrat

Dikeringkan dalam oven pada suhu 50oC selama 3 jam Diputihkan dengan H2O2 10% pada suhu 60

o

C selama 15 menit Disaring dan dicuci dengan aquadest

Filtrat α -selulosa basah

Dimasukkan kedalam planetary ball milling dengan bola zirconium pada pelarut etanol selama 6 jam

3.4.2. Flowsheet Grafting Selulosa dengan ε-caprolactone 1 gram selulosa tandan

aren

Larutan Bening

Larutan Keruh

Dimasukkan kedalam labu alas Ditambahkan ε-caprolactone 230,3 ml

Dimasukkan ke magnetic stirer

Distirer selama 48 jam

Diultrasonifikasi ( 5 menit 45,5 Hz)

Dituangkan kedalam labu leher tiga

Ditambahkan benzyl alkohol 217ml

Ditambahkan katalis Sn(oct)2

2,3ml

Direfluks selama 19 jam pada suhu 95oC, dialirin gas argon

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1.Hasil Penelitian

4.1.1. Hasil Isolasi α-selulosa dari Tandan Buah Aren

Dengan serangkaian proses delignifikasi, swelling, dan proses pemutihan maka diperoleh α-selulosa yang berwarna putih. Pada tahap isolasi α-selulosa ini digunakan 75 gram serbuk tandan aren, dan pada akhir proses dihasilkan α-selulosa murni sebanyak 43,10 gram. Hasil α-selulosa yang diperoleh dari penelitian dapat dilihat pada Gambar 4.1.

Gambar 4.1 α-selulosa yang diisolasi dari tandan aren

4.1.2. Hasil Grafting α-selulosa dengan ε-caprolactone

α-selulosa yang diperoleh dari tahap sebelumnya ditambahkan dengan ε-caprolactone dengan pelarut benzyl alkohol dan tin octoate Sn(Oct)2 sebagai katalis dan juga sebagai

pemicu radikal, sehingga diperoleh grafting selulosa berbentuk larutan keruh. Hasil dari grafting selulosa dengan ε-caprolactone dapat dilihat pada Gambar 4.2.

Gambar 4.2. Grafting Selulosa dengan ε-caprolactone

4.2. Pembahasan

4.2.1. Isolasi α-selulosa dari Tandan Buah Aren

Tahapan pertama yang dilakukan sebelum proses isolasi selulosa dari tandan buah aren adalah pencucian serat tandan buah aren, yang bertujuan untuk menghilangkan zat pengotor seperti minyak dan pasir, sehingga tidak menganggu dalam proses isolasi. Serat yang telah dicuci selanjutnya dikeringkan dan digunting menjadi potongan-potongan kecil untuk mempermudah proses isolasi.

Tahapan pertama dalam isolasi α-selulosa adalah proses delignifikasi dengan menggunakan HNO3 3,5% dan NaNO2, yang bertujuan untuk menghilangkan lignin dari

serat tandan buah aren. Selanjutnya dilakukan proses swelling dengan menggunakan NaOH 2% dan Na2SO3 2% (Ohwoavworhua, 2005). Tujuan dari proses ini adalah untuk

membuka pori-pori selulosa, sehingga zat pengotor yang tidak diinginkan akan keluar. Pulp yang dihasilkan dari proses swelling ini berwarna kuning kecoklatan. Oleh karena itu dilakukan proses pemutihan dengan menggunakan NaOCl 1,75%.

α-selulosa yang dihasilkan pada tahap ini belum murni, dimana masih mengandung β -selulosa dan γ-selulosa akan larut di dalam NaOH 17,5%, dimana α-selulosa akan mengendap sedangkan β-selulosa dan γ-selulosa akan larut didalam NaOH 17,5%. α -selulosa yang dihasilkan pada tahap ini berwarna kuning kecoklatan. Untuk menghilangkan warna tersebut maka dilakukan pemutihan dengan menggunakan H2O2

10%. Kemudian α-selulosa yang dihasilkan berbentuk pulp berwarna putih yang kemudian dikeringkan di dalam oven pada suhu 50oC. Selanjutnya α-selulosa yang sudah dikeringkan dalam oven dimasukkan kedalam planetary ball milling dengan bola zirconium pada pelarut etanol selama 6 jam, tujuannya adalah untuk membentuk serbuk putih halus pada α-selulosa kemudian serbuk putih halus pada α-selulosa dimasukkan kedalam desikator.

4.2.2. Grafting α-selulosa dengan ε-caprolactone

Pembuatan grafting selulosa dilakukan dengan menggunakan ε-caprolactone melalui pelarut benzyl alkohol dengan inisiator tin octoate (Sn(oct)2), dimana pembuatannya

dilakukan melalui reaksi radikal bebas. Dimana, 1 g selulosa dicagkokan dengan 230 ml ε-caprolactone, kemudian direfluks selama 48 jam, tujuannya untuk mencampurkan bahan polimer dengan monomer. Diultrasonik selama 5 menit untuk memisahkan suspensi, setelah itu ditambahkan benzyl alkohol sebanyak 217 ml dan katalis tin octoate 2,3 ml pada suhu 95oC. dialirkan gas argon untuk mengusir oksigen, kemudian dicuci dan direfluks 18-20 jam sampai larutan keruh. Selulosa merupakan polimer yang hidrofilik yang memiliki tiga gugus fungsi hidroksi relative tiap unit hidroglukosa, yang berbentuk rantai panjang dan linier (Klemm et al. 1998).Gugus hidroksi ini telah dimanfaatkan untuk modifikasi selulosa dengan memasukkan gugus fungsi tertentu pada selulosa melalui teknik grafting (penempelan/pencangkokan). Struktur kimia dari monomer yang

karakter hidrofilik dan hidrofob, peningkatan elastisitas, daya absorbs terhadap zat warna, kemampuan sebagai penukar ion (Ginting, 2010) dan ketahanan terhadap panas (Samal et al, 1988).

4.2.3 Analisa Gugus fungsi dengan Spektrofometer Infrah Merah (FTIR) 4.2.3.1. Analisa Gugus Fungsi dari Tandan Buah Aren

Analisa gugus fungsi dengan FTIR telah dilakukan dengan menggunakan alat shimadzu IRPrestige-21. Sampel yang dianalisa yaitu α-selulosa yang diperoleh dari serat tandan aren. FTIR membatu karaterisasi struktur kimia dengan cara mengidentifikasikan gugus yang muncul pada setiap sampel.

Gambar 4.3 Spektrum FTIR α-Selulosa dari Tandan Buah Aren

Spektrum dari sampel α-selulosa dari tandan buah aren pada kisaran panjang gelombang 4000-500 cm-1 dapat dilihat pada bilangan gelombang antara 3200-3441,01 cm-1 menunjukkan adanya gugus C-H dan O-H yang streaching pada selulosa. Serta pada panjang gelombang 1635,64 cm-1 adanya gugus OH streaching yang mengikat air (Gong et al, 2012).

Daerah serapan pada bilangan gelombang 2893 cm-1 dan daerah fingerprint 894 cm-1 menunjukkan adanya serapan gugus C-H (1H) atau alkana. Adanya daerah serapan pada 1064,71 cm-1

Dalam thesis Kumar (2012), Spektrum FTIR α-selulosa yang diperoleh menunjukkan daerah serapan panjang gelombang yang hampir sama dengan spektrum FTIR pada gambar 4.3.

menunjukkan adanya gugus C-O-C dalam sampel. Serapan ini berasal dari ikatan glikosida yang terdapat pada struktur senyawa α-selulosa.

Tabel 4.1 Puncak FTIR pada α-selulosa dari tandan buah aren

Komponen Bilangan Gelombang (cm Gugus Fungsi -1) Selulosa dari tandan buah aren

3200-3441,01 cm-1

1635,64 cm-1

2893 cm 894 cm

-1

1064 cm

-1

C-H dan O-H streaching

-1

OH streaching yang mengikat air

C-H (1H) C-H (1H) C-O-C

4.2.3.2. Analisa Gugus Fungsi dari ε-caprolactone

Analisa gugus fungsi dengan FTIR telah dilakukan dengan menggunakan alat shimadzu IRPrestige-21. Sampel yang dianalisa yaitu ε-caprolactone. FTIR membantu karakterisasi struktur kimia dengan cara mengidentifikasi gugus fungsi yang muncul pada setiap sampel.

Gambar 4.4. Spektrum FTIR ε-caprolactone

Hasil FTIR pada Gambar 4.4. menunjukkan bahwa adanya bilangan gelombang pada derah atau pada bilangan gelombang 2862 cm-1 yang tumpang tindih menunjukkan adanya gugus aldehid. Pada bilangan gelombang 1728,22 cm-1 menujukkan adanya gugus C-O bending, Serat pada panjang gelombang 1165,00 cm-1 terdapat ikatan C-O-C dan pada daerah sidik jari atau fingerprint dengan bilangan gelombang 732,95cm-1 terdapat gugus CH2SP3.

Tabel 4.2 Puncak FTIR pada ε-caprolactone Komponen Bilangan

Gelombang (cm

Gugus Fungsi

-1)

ε-caprolactone 2862 cm 1782,22 cm

-1

1165 cm

-1

732,95 cm

-1

C-H

-1

C-O bending C-O-C CH2SP3

4.2.3.3. Analisa Gugus Fungsi dari Selulosa yang Tergrafting pada ε -Caprolactone

Analisa gugus fungsi dengan FTIR dilakukan dengan menggunakan alat shimadzu IR Prestige-21. Sampel yang dianalisa yaitu selulosa yang tergrafting pada ε-caprolactone. FTIR membantu karakterisasi struktur kimia dengan cara mengidentifikasi gugus fungsi yang muncul pada setiap sampel.

Gambar 4.5. Spektrum FTIR Selulosa yang Tergrafting pada ε-caprolactone

Pada Gambar 4.5. dapat dilihat bahwa puncak absorbsi pada bilangan gelombang 1728,22 cm-1 terdapat gugus C=O bending, Yang didukung oleh ikatan C-H pada bilangan gelombang 2939,52 cm-1 serta adanya ikatan C-O-C pada daerah bilangan gelombang 1165,00 cm-1, Sesuai dengan pernyataan Hanna lonberg dkk pada European Polymer Journal bahwa keberhasilan pencangkokan antara selulosa dengan ε -caprolactone ditandai dengan adanya gugus C=O pada bilangan gelombang 1729 cm-1 (Lonberg et al, 2008).

Gambar 4.6. Puncak vibrasi streaching grafting selulosa dengan ε-caprolactone dalam spektrum FT-IR

Tabel 4.3 Puncak FTIR pada selulosa yang tergrafting pada ε-caprolactone Komponen Bilangan

Gelombang (cm

Gugus Fungsi

-1)

Selulosa yang tergrafting pada

ε-caprolactone

2939,52 cm 1728,22 cm

-1

1729 cm

-1

1165 cm

-1

C-H

-1

C=O bending C=O C-O-C

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari penelitian yang dilakukan terhadap grafting selulosa tandan buah aren dengan ε -caprolactone ini dapat terjadi proses grafting dan adanya pengaruh benzyl alkohol sebagai pelarut terhadap proses grafting selulosa tandan aren pada ε-caprolactone. Perbandingan FT-IR selulosa tandan buah aren dan ε-caprolactone didapat perbedaan puncak serapan vibrasi, dimana pada FT-IR selulosa dengan ε-caprolactone memperlihatkan adanya vibrasi streaching C=O pada panjang gelombang 1728,22 cm-1. Pada panjang gelombang ini mengindikasikan terjadinya grafting selulosa dengan ε -caprolactone.

5.2. Saran

Dalam penelitian selanjutnya dianjurkan untuk melakukan uji Deffirensial Thermal Analysis, uji scanning Electron Magnetic dan XRD untuk menentukan sifat thermal dan morfologi serta kekuatan ikatan dari grafting selolusa dengan ε-caprolctone.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tanaman Aren

Tanaman aren termasuk jenis tanaman palma yang mudah tumbuh. Tanaman aren berasal dari wilaya sebelah Barat, hingga mencapai umumnya banyak tumbuh di lereng-lereng atau tebing secara alami dibantu oleh oleh hewan karena buah aren yang masak banyak disukai secara tidak langsung berfungsi sebagai hewan pemencar biji aren.

Taksonomi tanaman aren adalah sebagai berikut; Kerajaan : Plantae

Divisi : Spermatophyta Sub divisi : Angiospermae Kelas : Monocotyledonae Bangsa : Spadicitlorae Suku : Palmae Genus : Arenga

Species : Arenga pinnata Merr.

Tanaman aren (Arenga pinnata MERR) merupakan tanaman dari suku Palmae yang tersebar pada hampir di seluruh wilayah Indonesia, terutama terdapat di 14 provinsi, seperti: Papua, Maluku, Maluku Utara, Sumatera Utara, Sumatera Barat, Jawa Barat, Jawa Tengah, Banten, Sulawesi Utara, Sulawesi Selatan, Sulawesi Tenggara, Bengkulu, Kalimantan Selatan dan Nangroe Aceh Darussalam. Total luas di 14 provinsi sekitar 70.000 hektar. Aren merupakan komoditas perkebunan unggulan di Provinsi Banten

dengan luas areal 2.500 Hektar yang tersebar di dua kabupaten yaitu Kabupaten Lebak dan Pandeglang. Sebaran tanaman aren di seluruh Indonesia belum sepenuhnya terdata dengan baik karena selama ini masih dibiarkan tumbuh liar dan baru sedikit daerah yang membudidayakan (Anonim, 2008).

Gambar 2.1 Gambar Tandan Buah Aren

2.2. Pemanfaatan Tanaman Aren

Walaupun aren bukan tanaman yang dibudidayakan, namun karena masyarakat mulai mengetahui banyak manfaat yang didapat dari pohon aren ini membuat masyarakat mulai melirik tanaman ini untuk dibudidayakan. Hampir semua bagian pohon aren dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan produk yang mempunyai nilai ekonomi.

Jenis produk yang dapat dimafaatkan dari pohon aren yaitu: 1. Akar digunakan untuk membuat obat secara tradisional

2. Batang pohon aren dapat digunakan sebagai bahan bangunan, jembatan dan peralatan rumah tangga.

3. Buah aren muda digunakan untuk pembuatan kolang kaling sebagai bahan makanan olahan berupa manisan.

4. Daun muda/janur untuk pembungkus kertas rokok yang disebut kawung. 5. Daun yang sudah tua, digunakan sebagai atap rumah

6. Lidi daun aren untuk membuat sapu lidi

9. Ijuk sebagai bahan baku membuat sapu dan tali, atap rumah dan media penyaring air (water filter) dan juga pembungkus kabel bawah laut.

10. Tepung aren, diolah dari batang pohon aren untuk pembuatan mie, dan campuran

membuat bubur (Lay dan Heliyanto, 2010) dan (Irawan et al, 2009). Pohon aren dapat menghasilkan 15 liter nira setiap hari, ijuk sebanyak 2 kg setiap

pohon/tahun, kolang kaling 100 kg setiap pohon/tahun dan jika tidak disadap niranya, pohon aren dapat menghasilkan 40 kg tepung setiap pohon. Pohon aren akan berbunga setelah berumur 7 s/d 12 tahun. Tandan bunga muncul dari setiap pelepah atau bekas pelepah daun mulai dari ketinggian seperempat tinggi pohon ke arah bawah. Bunga betina akan masak dalam 1 – 3 tahun. Bunga betina yang masih muda, dapat diolah menjadi kolang kaling (Sunanto, 1993).

2.3. Polimer

Polimer merupakan salah satu bahan teknik yang penting untuk keperluan konstruksi atau suku cadang, disamping bahan konvensional lainnya seperti logam dan keramik. Sebagai polimer komoditas, yaitu bahan polimer yang digunakan pada pembuatan barang konsumen, misalnya untuk peralatan rumah tangga, mainan, alat kantor, dan sebagainya, volume kebutuhannya semakin meningkat. Selain daripada itu, bahan polimer telah dimodifikasi secara fisiko-kimiawi menjadi bahan khusus dengan karakteristik tertentu seperti untuk pembuatan peralatan kesehatan dan komponen elektronika. Bahan polimer khusus termodifikasi ini, yang walaupun volume produksinya kecil, harganya dapat mencapai puluhan kali harga komoditas (Wirjosentono, 1998).

Polimer sudah ada sejak tahun 1833 yang ditemukan oleh kimiawan swedia Berzelius. Pada abad ke 19 ilmuwan bekerja dengan menggunakan suatu makromolekul yang tanpa memiliki suatu pengertian yang jelas mengenai strukturnya. Teori yang berlaku saat itu adalah bahan polimer merupakan kumpulan dari molekul-molekul kecil, sangat menyerupai koloid, tetapi terikat bersama melalui suatu gaya sekunder yang misterius. Teori kumpulan atau penggabungan ini memberikan jalan, tanpa sedikitpun hambatan, teori seorang kimiawan Jerman Herman Staudinger, yang mempertalikan

sifat-sifat berharga dari polimer dengan gaya-gaya antar molekul biasa antara molekul-molekul yang mempunyai berat molekul-molekul sangat tinggi. Staudinger mengusulkan struktur rantai linier dari paraformaldehida dan polistirena. Staudinger juga memperkenalkan istilah makromolekul. Sebenarnya, beberapa polimer alam yang termodifikasi telah dikomersialkan. Sebagai contoh, selulosa nitrat (Stevens,2001).

2.4. Selulosa

Jaringan berserat dalam dinding sel mengandung polisakarida selulosa. Polisakarida ini adalah polimer alam yang paling banyak terdapat dan paling tersebar dialam. Jutaan ton selulosa digunakan setiap tahun untuk membuat perabot kayu,tekstil, dan kertas. Sumber utama selulosa ialah kayu. Umumnya kayu mengandung sekitar 50 % selulosa, bersama dengan penyusun lainnya, seperti lignin. Pemisahan selulosa dari kayu melibatkan pencernaan kayu dengan larutan belerang dioksida dan hidrogen sulfit (bisulfit) dalam air pada proses sulfit, atau larutan natrium hidroksida dan natrium sulfida dalam air pada proses sulfat (proses kraft). Pada kedua proses ini lignin dilarutkan sehingga di peroleh selulosa. Sumber lain selulosa ialah kapas, yang hampir seluruhnya memang selulosa (Cowd, 1991).

Polisakarida memilki bobot molekul yang tinggi, yang digunakan baik untuk keperluan struktural maupun untuk penimbunan energi kimia. Karena hubungan kovalen dasar antara satuan-satuan mono-m dalam suatu polisakarida adalah ikatan glikosida, maka polisakarida juga disebut glikan. Ada jarak yang maha luas dari variasi dalam komponen dan sifat-sifat struktural dari polisakarida (Page et al, 1985).

Selulosa merupakan bahan dasar dari banyak produk teknologi (kertas, film, serat dan sebagainya) dan karena itu diisolasi terutama dari kayu. Selulosa terdiri atas unit-unit anhidroglukopiranosa yang bersambung membentuk rantai molekul. Karena itu selulosa dapat dinyatakan sebagai polimer-linier glukan dengan struktur rantai yang seragam.Unit-unit terikat dengan ikatan glikosidik-B-1,4. Dua unit glukosa yang berdekatan bersatu dengan mengeliminasi satu molekul air diantara gugus hidroksil mereka pada karbon 1 dan karbon 4.Kedudukan –B dari gugus –OH pada C1

membutuhkan pemutaran unit glukosa berikutnya melalui sumbu C1 dan C4

Meskipun terdapat gugus –OH pada kedua ujung rantai selulosa, gugus-gugus OH ini menunjukkan perilaku yang berbeda. Gugus C

cincin piranosa.

1 OH adalah gugus hidrat

aldehidayang diturunkan dari pembentukan cincin melalui ikatan hemiasetal intramolekul. Itulah sebabnya gugus –OH pada akhir C4 pada rantai selulosa adalah

hidroksil alkoholat hingga bersifat bukan preduksi (Fengel et al,1999).

Selulosa memiliki beberapa turunan yaitu ester selulosa dan eter selulosa. Ester selulosa atau selulosa nitrat merupakan salah satu diantara polimer komersial yang paling awal. Ini dikembangkan mula-mula selama abad ke-19 dan bahkan telah dipakai dalam pembuatan bahan-bahan peledak, film fotografik, lak, serat tekstil, dan beberapa aplikasi pencetakan. Selulosa nitrat yang diplastisisasi dengan kamper dikenal dengan nama dagang Celluloid. Polimer ini juga dikenal sebagai nitroselulosa, tetapi ini suatu misnomer, karena tidak mengandung gugus-gugus nitro. Selulosa nitrat dipreparasi dari selulosa dan asam nitrat, biasanya ketika hadir asam sulfat, meskipun asam fosfat atau asetat bisa juga dipakai. Beberapa degradasi rantai biasanya terjadi selama pemrosesan, juga pembentukan beberapa ester sulfat, tetapi yang belakangan inibisa dihilangkan melalui pemanasan yang lama dengan asam nitrat encer atau alkohol.

Ester selulosa dipreparasi melalui reaksi selulosa dengan basa (selulosa alkali), kemudian mereaksikannya dengan suatu senyawa halogen atau epoksida. Metil sulfat juga dipakai untuk mempreparasi metil eter. Beberapa eter selulosa yang mempunyai

hidroksipropil (R=CH2CH(OH)CH3), karboksimetil (R=CH2CO2H),amino –etil

(R=CH2CH2NH2) dan benzil (R=CH2C6H5). Etil selulosa paling banyak dipakai,

terutama dalam aplikasi-aplikasi plastik yang mirip dengan aplikasi selulosa asetat. Metilseluolsa dapat larut dalm beberapa perekat, tinta dan formulasi-formulasi pemrosesan akhir tekstil (Stevens, 2001).

Beberapa karakteristik dari polisakarida tumbuh-tumbuhan ini, sejauh ini merupakan makromolekul yang paling berlimpah dialam, pada dinding sel tumbuh-tumbuhan, selulosa terdapat dalam fibril terkemas padat tersemen bersama dalam suatu matriks yang terdiri dari tiga bahan polimerik lain: hemiselulosa, pektin, dan ekstensin. Hemiselulosa merupakan suatu polmer dari aldopentosa D-silosa dalam suatu ikatan glokosidik 1,4 dengan rantai samping yang mengandung gula lain. Pektin, bersama dengan gula, melengkapi karekteristik sifat gel dari jeli dan pengawet yang dibuat dari buah-buahan. Ekstensin merupakan suatu protein kaya dalam hidroksiprolin dan berikatan secara kovalen dengan fibril selulosa (Armstrong, 1995).

Payen merupakan orang pertama yang menyatakan komposisi dari selulosa pada tahun1838, dan menemukan bahwa selulosa terdiri dari atas 44 sampai 45% karbon, 6 sampai 6,5% hidrogen dan sisanya adalah oksigen. Berdasarkan data tersebut, maka disimpulkan rumus empirisnya adalah C6H10O5. Namun, Struktur makromolekul

menyerupai rantai pada tahun 1920, sedangkan staudinger menyampaikan bukti akhir dari polimer alam, molekul selulosa.

Selulosa merupakan substrat berserat yang terdapat pada struktur tanaman. Setiap molekul selulosa yang besar terdiri dari unit β-D-Glukosa yang saling berikatan membentuk rantai panjang dengan β-1,4 (McMurry, 1992). Panjang dari molekul selulosa asli adalah 5000 nm sesuai dengan rantai dengan sekitar 10.000 unit glukopiranosa. Dalam sel kayu, rantai selulosa linear disebut sebagai mikrofibril yaitu sekitar 3,5 x 10 nm. Baik selulosa linear maupun mikrofibril supermolekul memiliki pengaruh yang dominan terhadap sifat material kayu.Sejumlah struktur untuk mikrofibril

telah diusulkan.Model ini berbeda terutama dalam daerah amorf atau daerah penyusun kecil (Gardner, 2008).

Agregasi molekul selulosa pada dinding sel kayu berperan terhadap sifat khas polimer.Untuk meningkatkan interaksi atau adhesi antarmuka selulosa dengan material hidrofobik (pelarut), maka dapat ditambahkan surfaktan atau melakukan modifikasi secara kimia terhadap permukaannya. Reaktivitas selulosa bergantung kepada strukturnya. Untuk memodifikasi struktur selulosa, Kisi ikatan hidrogen harus dihancurkan dengan cara pembengkakan atau pemutusan. Bagian reaktif pada selulosa yang dapat diderivatisasi adalah ketiga gugus hidroksil, yaitu: C-2, C-3, dan C-6. Gugus hidroksil pada C-6 adalah hidroksil primer, yang mempunyai posisi yang paling reaktif untuk reaksi esterifikasi, sementara C-2 adalah lebih asam dibandingkan kedua gugus hidroksil sekunder dan merupakan sisi yang lebih reaktif untuk esterifikasi. Selulosa memiliki afinitas yang kuat terhadap dirinya sendiri dan bahan yang mengandung hidroksil.Berdasarkan pada gugus fungsi hidroksil yang dominan, maka selulosa bersifat reakstif dengan air.

Berdasarkan derajat polimerisasi (DP) dan kelarutan dalam senyawa natrium hidroksida (NaOH) 17,5% selulosa dapat dibedakan atas tiga jenis (Sumada, 2011): 1. Alfa selulosa adalah selulosa berantai panjang, tidak larut dalam larutan NaOH 17,5%

atau larutan basa kuat dengan DP (derajat polimerisasi) 600-1500. Α-selulosa digunakan sebagai penduga atau penentu tingkat kemurnian selulosa. Selulosa dengan derajat kemurnian α > 92% memenuhi syarat untuk bahan baku utama pembuatan propelan atau bahan peledak. Sedangkan selulosa kualitas dibawahnya digunakan sebagai bahan baku pada industri kertas dan industri kain (serat rayon). Semakin tinggi kadar alfa selulosa, semakin baik mutu bahannya.

2. Beta selulosa adalah selulosa berantai pendek, larut dalam NaOH 17,5% atau basa kuat dengan DP 15-90, dapat mengendap bila dinetralkan.

3. Gama selulosa adalah selulosa berantai pendek, larut dalam larutan NaOH 17,5% atau basa kuat dengan DP kurang dari 15, kandungan utamanya adalah hemiselulosa.

Selulosa sangat stabil dalam berbagai pelarut dan hanya dapat dihancurkan dengan adanya asam kuat atau sistem pelarut dengan ikatan hidrogen yang kuat, biasanya basa amina. Sifat termal selulosa yaitu temperatur transisi gelas selulosa dengan kisaran 200-230oC (Goring, 1963), yang dekat dengan suhu dekomposisi termal yaitu 260oC. Selulosa membentuk mikrofibril melalui ikatan inter dan intra molekuler sehingga memberikan struktur yang dipecah. Mikrofibril selulosa terdiri dari dua 2 (dua) tipe, yaitu kristalin dan amorf.

2.5.Nanoselulosa

Nanoselulosa merupakan suatu serat selulosa yang memilki dimensi pada skala nanometer (0,2-100 nm). Serat nanoselulosa sebagai material penguat komposit menjadi semakin menarik bagi peneliti dalam ilmu komposit karena bersifat ringan dan memiliki kekuatan yang tinggi. Nanoselulosa dapat dibuat dengan menggunakan proses fisika, misalnya dengan penghomogenan atau penghapusan pada tekanan yang tinggi; atau secara kimia, misalnya hidrolisis asam (Wang, 2006).

Nanoselulosa terdiri dari 4 (empat) tipe, yaitu:

a. Nanoselulosa bakteri, merupakan material berukuran nanometer yang diperoleh dari strain spesies Acetobacter, Meskipun strain pseudomonas, Achrobacter, Alcaligene, Aerobacter, dan Azotobacter juga dapat digunakan untuk memproduksi selulosa. Selulosa bakteri dalam bentuk jaringan yang mengandung lapisan tipis (pellicles) dari pita serat selulosa yang memilki lebar kurang dari 100nm dan terbuat dari mikrofibril berdiameter 2-4nm. Melalui proses homogenisasi, bundel selulosa terbelah dan rusak meninggalkan selulosa mikrofibril. Nanoselulosa bakteri biasa digunakan untuk aplikasi medis, penguat pada kertasberkualitas tinggi, diafragma untuk transduser elektro-akustik,aditif cat, bahan pelapis, obat-obatan,dan kosmetik.

b. Selulosa Electrospun, Selulosa harus dalam bentuk larutan agar eletrospinning dapat dilakukan, beberapa pelarut yang digunakan adalah N-metilmorfolin-N-oksida (NMMO), N,N-dimetilasetamida (DMAc) dan litium klorida

(Licl)/N,N-intrinsik larutan untuk proses electrospinning selulosa adalah berat molekul selulosa, viskositas larutan, densitas, tegangan permukaan larutan selulosa dan konduktivitas larutan. Serat elektrospun telah berhasil digunakan sebagai penguat polimer termoplastik. Fink dan Ganster mengembangkan teknik pultrusi ganda untuk pembentukan polimer termoplastik dan serat electrospun untuk aplikasi injeksi molding. Mereka meningkatkan sifat mekanik akhir komposit sampai tiga kali dibandingkan matriks awal.

c. Selulosa Mikrofibril, merupakan material yang diperoleh dengan disintegrasi selulosa melalui proses homogenisasi, menghasilkan mikrofibril. Morfologi baru ini dikembangkan oleh Turbak et al (1980). Proses ini biasanya dimulai dari bubur kayu. Namun Dufresne et al. menjelaskan bagaimana selulosa mikrofibril dapat diekstrak dari gula gula bit. Terlepas dari material awal, proses ini selalu melibatkan proses homogenisasi. Melalui proses homogenisasi, bundel selulosa terbelah dan rusak meninggalkan helai selulosa mikrofibril dengan dimensi 10-100 nm. Dengan proses homogenisasi, rasio luas permukaan terhadap volume serat meningkat secara dramatis.

d. Selulosa nanotube (Whiskers Cellulose), merupakan struktur menyerupai jarum dari kristal selulosa, yang telah dipelajari sifat cairan kristal dalam cairan suspensi berkonsentrasi dan untuk efek sebagai penguat ketika ditambahkan dalam matriks polimer menimbulkan jaringan yang sangat kuat oleh ikatan hidrogen. Selulosa Whisker adalah material terbarukan yang memiliki ketersediaan tinggi, ringan, dan sifat mekanik yang tinggi. Material ini terdiri dari batangan ramping, dan bergantung pada asalnya, dimensi lateral diameter berkisar 2-50 nm dan panjang dapat mencapai beberapa puluh micrometer (Gardner, 2008).

Serat alami yang diperoleh dari sumber yang berbeda telah memberikan hasil yang menjanjikan sebagai penguat pada termoplastik. Ketika diisolasi dalam skala nanometer, serat ini memberikan nilai kekuatan tarik dan modulus yang sebanding dengan serat gelas. Selain itu, berbagai serat lignoselulosa dapat digunakan dalam matriks polimer komposit. Beberapa aplikasi dari nanoselulosa yaitu: pembuatan kertas dan kertas karton,

bionanokomposit dalam makann, kosmetik, medis, perangkat optik, farmasi, bahan kimia dengan dispersi dan emulsi. Nanopartikel jenis baru yang mempunyai kemampuan membentuk nanokomposit dengan sifat yang lebih baik telah banyak diterapkan. Selain itu, kemajuan terbaru berupa produksi bio-serat, mikrosera atau nano serat memungkinkan pembuatan nanokomposit yang memiliki sifat yang sangat baik (Souza, 2010).

2.6.Karbohidrat

Karbohidrat banyak terdapat dalam bahan nabati, baik berupa gula sederhana, pentosa, heksosa, maupun karbohidrat dengan massa molekul tinggi seperti pati, pektin, selulosa, dan lignin. Secara biokimia, karbohidrat adalah polihidroksi aldehid atau polihidroksi keton atau turunannya, sehingga terdapat pula karbohidrat yang mengandung nitrogen, fosforus, atau sulfur. Di alam, Karbohidrat dihasilkan dari proses fotosintesis pada tumbuh-tumbuhan yang mengandung klorofil yang mengubah karbon dioksida dan air menjadi karbohidrat dan oksigen (Riswiyanto, 2009).

2.7. Penggolongan Karbohidrat

Karbohidrat merupakan polimer yang tersusun dari molekul gula yang terangkai menjadi rantai yang panjang serta dapat pula bercabang yang disebut dengan polisakarida, misalnya pati, kitin dan selulosa. Selain monosakarida dan polisakarida, terdapat pula disakarida yang merupakan rangkaian dua monosakarida dan oligosakarida yang merupakan rangkaian beberapa monosakarida (Vistanty, 2010).

2.7.1. Monosakarida

Monosakarida (dari bahasa yunani mono: satu; sacchar: gula) adalah senyawa karbohidrat dalam bentuk gula yang paling sederhana. Disebut juga gula sederhana (simple sugars) karena monosakarida ini tidak dapat dihidrolisis menjadi molekul karbohidrat yang lebih sederhana lagi (Hart, 2003). Molekul monosakarida hanya terdiri dari beberapa atom karbon.Monosakarida dapat juga diartikan sebagai senyawa pembentuk disakarida seperti sukrosa, laktosa dan maltosa serta pembentuk polisakarida

Monosakarida dikelompokkan berdasarkan jumlah atom karbon yang dikandungnya, yaitu triosa C3H6O3, tetrosa C4H8O4, pentosa C5H10O6 dan heptosa C7H14O7

(Riswiyanto, 2009) Gugus aktifnya dapat berupa gugus aldehid atau gugus keton yang memberi awalan aldo dan keto di dalam suatu sakarida, sedangkan akhiran –osa menunjukkan karbohidrat. Jumlah atom karbon dalam karbohidrat ditunjukkan dengan menggunakan tri,tetra, penta, heksa dan seterusnya. Beberapa monosakarida mempunyai rasa manis, memiliki sifat larut dalam air, tidak berwarna, dan berbentuk kristal padat. Contoh dari monosakarida adalah glukosa, galaktosa, xylosa dan ribosa (Riswiyanto, 2009).

Glukosa adalah suatu aldoheksosa (aldosa dengan enam atom karbon). Sedangkan ribosa adalah suatu aldopentosa (aldosa dengan lima atom karbon). Fruktosa adalah suatu heksulosa, disebut juga levulosa karena memutar bidang polarisasi ke kiri. Merupakan satu-satunya heksulosa yang terdapat dialam. Fruktosa merupakan gula termanis, terdapat dalam madu dan buah-buahan bersama glukosa. Fruktosa dapat terbentuk dari hidrolisis suatu disakarida yang disebut sukrosa. Galaktosa adalah aldoheksosa, namun memiliki sifat yang berbeda dari glukosa karena atom-atomnya tersusun berlainan. Struktur glukosa umumnya terbentuk kursi siklik dan hanya 0,02% berbentuk rantai lurus. Hal ini dikarenakan karbohidrat memiliki gugus fungsi alkohol dan aldehida atau keton sehingga struktur rantai lurus mudah berkonversi menjadi bentuk struktur kursi siklik atau struktur cincin hemiasetal (Ophardt, 2003). Rumus struktur glukosa (Gambar 2.2), galaktosa (Gambar 2.3) dan fruktosa (Gambar 2.4) dapat digambarkan melalui proyeksi fischer dan proyeksi haworth sebagai berikut :

2.7.2. Oligosakarida

Oligosakarida mengandung antara 2 sampai 20 unit monosakarida atau karbohidrat sederhana.Sehingga oligosakarida dapat berupa disakarida, trisakarida dan lainnya. Oligosakarida sebagian terdapat secara alami dalam sayur-sayuran dan buah-buahan sementara sebagian lainnya dapat diproduksi secara sintetis melalui hidrolisis polisakarida atau melalui penggunaan teknologi enzim. Oligosakarida yang paling banyak digunakan dan terdapat di alam adalah bentuk disakarida seperti maltosa, laktosa, dan sukrosa. Molekul disakarida yang disusun oleh dua molekul monosakarida dihubungkan oleh ikatan glikosida. Reaksi pembentukan disakarida dari monosakarida adalah sebagai berikut (Gambar 2.5) :

masing-masing disakarida yang terbentuk dari dua molekul monosakarida adalah sukrosa (Gambar 2.6), laktosa (Gambar 2.7) dan maltosa (Gambar 2,8).

Sukrosa terbentuk dari penggabungan satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa.

Laktosa terbentuk dari pengabungan satu molekul glukosa dan satu molekul glaktosa (Gibson, 2004).

Maltosa terbentuk dari penggabungan dua molekul glukosa.

2.7.3. Polisakarida

Polisakarida adalah suatu molekul besar yang terbentuk dari ratusan molekul gula sederhana yang berikatan satu sama lain. Beberapa polisakarida yang penting adalah pati, selulosa dan glikogen (Laberge, 2008). Susunan dan fungsi suatu polisakarida ditentukan oleh jumlah monomer gula dan posisi ikatan glikosidiknya.Polisakarida bukan pati (Non starch polysaccharides), terdiri atas 3 kelompok besar yakni selulosa, polimer non selulosa, dan pektik polisakarida. Polimer non selulosa ini terdiri dari arabinoxylan, glukan, mannan, araban, galaktan dan xyloglukan (Science Tech Enterpreneur, 2008). Polisakarida adalah polimer dengan beberapa ratus hingga ribuan monosakarida yang dihubungkan dengan ikatan glikosidik.Polisakarida diklasifikasikan berdasarkan fungsi, struktur, jenis monosakrida dan posisi ikatan glikosidik serta konfigurasi ikatan glikosidik alfa dan beta juga ada tidaknya substituen karbohidrat.

Berdasarkan fungsinya, polisakarida dibedakan menjadi dua jenis, yaitu polisakarida simpanan dan polisakarida struktural. Polisakarida simpanan berfungsi sebagai materi cadangan yang dibutuhkan akan dihidrolisis untuk memenuhi kebutuhan gula bagi sel. Polisakarida simpanan antara lain adalah pati, glikogen dan dekstrin. Pati adalah polisakarida simpanan antara lain adalah monomer-monomer glukosa penyusunnya dihubungkan dengan ikatan alfa 1-4. Bentuk pati yang paling sederhana adalah amilosa, yang hanya memiliki rantai lurus. Sedangkan bentuk pati yang lebih kompleks adalah amilopektin yang merupakan polimer bercabang dengan ikatan alfa 1-6 pada titik percabangan. Manusia dan vertebrata lainnya menyimpan glokogen pada sel hati dan sel otot. Glikogen dalam sel akan dihidrolisis bila terjadi peningkatan kebutuhan gula dalam tubuh. Hanya saja, energi yang dihasilkan tidak seberapa sehingga tidak dapat diandalkan sebagai sumber energi dalam jangka lama. Sedangkan dekstran adalah polisakarida pada bakteri dan khamir yang terdiri atas poli-D-glukosa rantai alfa 1-6, yang memiliki cabaang alfa 1-3 dan beberapa memiliki alfa 1-2 atau alfa 1-4.

Polisakarida struktural berfungsi sebagai materi penyusun dari suatu sel atau keseluruhan organisme.Struktur dan fungsi suatu polisakarida ditentukan oleh jumlah monomer gula dan posisi ikatan glikosidiknya. Polisakarida yang tergolong struktural adalah selulosa dan kitin. Selulosa adalah komponen utama penyusun dinding sel tumbuhan.Selulosa adalah senyawa paling berlimpah di bumi, yaitu diproduksi hampir 100 miliar ton per tahun (Stephen et al, 2006). Ikatan glikosidik selulosa berbeda dengan pati yaitu monomer selulosa seluruhnya terdapat dalam konfigurasi beta. Kitin adalah karbohidrat penyusun eksoskeleton artropoda (serangga, laba-laba, krustase). Kitin terdiri atas monomer glukosa dengan cabang yang mengandung nitrogen. Kitin murni menyerupai kulit, namunakan mengeras ketika dilapisi dengan kalsium karbonat. Kitin telah digunakan untuk membuat benang operasi yang kuat dan fleksibel dan akan terurai setelah luka atau sayatan sembuh. Beberapa senyawa polisakarida dan strukturnya adalah amillum (Gambar 2.9) dan glikogen (Gambar 2.10) adalah sebagai berikut :

2.8. Grafting selulosa

Kopolimer cangkokan merupakan senyawa-senyawa yang terdiri dari atas kerangka dari polimer alam yang mengandung rantai-samping polimer sintetik yang terikat dengan ikatan kovalen dengan bahan asal. Dengan pencangkokan, selulosa dimodifikasi dalam perilakunya dan sifat-sifatnya. Dalam kebanyakan percobaan polimer-polimer vinil (poli vinil klorida, polistirena, polimetakrilat dan sebagainya) dicangkokan kedalam bahan selulosa seperti pulp, kapas, rayon, dan kertas. Sifat-sifat selulosa yang diregenerasi dapat juga divariasi dengan mencangkokan zat antara selulosa xantat. Turunan-turunan selulosa lain juga misalnya selulosa asetat diubah menjadi kopolimer cangkok.

Reaksi-reaksi pencangkokan dapat dibagi menjadi tiga kelompok dasar yaitu dengan: 1. Pencangkokan yang diawali dengan cara-cara polimerisasi radikal.

2. Pencangkokan yang diawali dengan interaksi ion.

3. Pencangkokan dengan reaksi-reaksi kondensasi atau adisi

Teknik yang paling banyak digunakan adalah jalur polimerisasi radikal. Radikal-radikal yang diperlukan untuk mulai dan menjalankan reaksi dapat diproduksi dengan cara-cara kimia, radiasi atau cara-cara mekanis.

Untuk pencangkokan senyawa-senyawa vinil pada selulosa melalui polimerisasi radiakal maka reaksi perpindahan rantai radikal-bebas merupakan cara yang paling banyak digunakan. Berawal dari senyawa yang dapat dengan mudah menjadi radikal (misal peroksida-peroksida) pembentukan rantai-rantai polimer dengan kedudukan-kedudukan radikal dimulai Kedudukan-kedudukan-kedudukan radikal ini dipindahkan ke molekul selulosa dimana pembentukan rantai ko-polimer cangkokan dimulai. diatas polimerisasi cangkokan disertai dengan reaksi-reaksi pembentukan homopolimer dan ikatan-ikatan silang antara molekul-molekul selulosa yang dicangkokan. Pada umumnya homopolimerisasi melalui cangkokan.

Pembentukan homopolimer yang tidak diinginkan dapat ditekan dengan memasukkan kedudukan-kedudukan radikal ke dalam molekul-molekul selulosa sebelum

pencangkokan. Radikalisasi selulosa dapat dilakukan dengan memasukkan gugus-gugus ester yang tersubtitusi halogen, gugus-gugus merkaptil dan gugus diazo.

Cara lain memulai polimerisasi cangkokan adalah radiasi dengan sinar UV. Selulosa dapat diradiasi sebelum monomer ditambahkan. Maka pembentukan homopolimer ditekan. Dengan adanya udara gugus-gugus peroksida dibentuk pada selulosa yang mengawali pencangkokan dengan tidak adanya udara pusat-pusat radikal yang dibentuk secara langsung dapat bereaksi dengan monomer-monomer. Hasil molekul yang dicangkokan dipengaruhi oleh energi radiasi. Pada dosis radiasi 5kJ/kg. Reaksi pencangkokan dapat dipercepat dengan menaikkan jumlah gugus peroksida selulosa dengan menambahkan H2O2 selama radiasi. Radiasi UV juga mempengaruhi

pemecahan-pemecahan rantai selulosa, Pembentukan pusat-pusat radikal pada C1. Dibandingkan

dengan prose-proses radikal polimerisasi ionik kurang penting. Reaksi-reaksinya dilakukan dalam pelarut-pelarut netral Tetrahydrofurane (THF) Dimethyl Sulfoxide (DMSO) dan dimulai dari selulosa alkoksida (Fengel dkk, 1999)

Gambar 2.11. Polimerisasi Pembukaan Cincin dari ε-caprolactone oleh selulosa, menggunakan benzyl alkohol sebagai co-inisiator (Lonnberg et al, 2008).

2.9. Metode grafting

2.9.1. Mekanisme Radikal Bebas

Metode ini adalah tertua dan terluas pengunaanya, karena relatif simpel. Ada 5 (lima) metode grafting mekanisme radikal bebas yaitu :

1. Metode Kimia

Radikal kimia dilepaskan oleh inisiator seperti benzoil peroksida (BPO) atau azobisissobutironitril (AIBN).

2. Metode Fotografting

Kelompok khromoponik di polimer menyerap radiasi elektromagnetik pada daerah visible dan elektromagnetik.Hasilnya pemutusan ikatan dan kemudian pada dekomposisi radikal dimana menghasilkan inisiasi grafting

3. Metode radiasi grafting

Pada metode ini kopolimer graft pada daerah radiakal pada rantai polimer dengan energi radiasi yang tinggi pada daerah vakum atau medium lainnya.

4. Metode Plasma Grafting

Grafting plastik seperti fiber dengan pemberian sinar. Dengan suhu rendah merupakan sistem yang kompleks untuk elektron, atom, spesies ionisasi dan pelepasan atom dan molekul.

5. Metode Kimia Mekanik Grafting

Mekanisme yang bersifat reaktif dan ultrasonik menyebabkan polimer mengalami degradasi disebabkan oleh sebuah radikal bebas.

2.9.2. Mekanisme Ionik

Merupakan teknik yang baik untuk persiapan kopolimer graft. Metode ini dibagi 2 (dua) yaitu :

1. Metode Anionik

Graft kopolimerisasi mengalami inisiasi oleh anion dengan reaksi basa dengan asam proton pada rantai utama polimer.

2. Metode Kationik

Reaksi inisiasi di antara alkil halida dan asam Lewis merupakan contoh untuk kationik grafting.

2.9.3. Mekanisme Koordinasi

Stereospesifik inisiator memberikan stereo blok kopolimer mengandung rangkaian isotaktik dan heterotaktik.

2.9.4. Mekanisme Coupling

Polimer yang mengandung hidrogen yang aktif digunakan untuk sintesis kopolimer graft. Poli (etilen oksida) adalah grafting yang mudah kedalam nilon (Singh., 1992).

2.10. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR)

Metode ini disebut juga sebagai metode tidak dispersif dimana radiasi yang berasal dari sumber radiasi inframerah dikolomasikan oleh sebuah cermin cekung ke pembagi berkas radiasi, setengah berkas dilewatkan cermin statik dan setengah dilewatkan cermin statik dan setengah berkas lainnya ke cermin gerak. Pergerakan cermin memodulasi semua panjan gelombang (frekuensi) dalam berkas radiasi. Setelah terjadi refleksi pada kedua cermin, kedua berkas tersebut bergabung kembali pada pembagi berkas radiasi.Meskipun cahaya masuk inkoheren, Pemecahan menjadi dua berkas dan penggabungannya kembali pada pembagi menjamin bahwa keduanya dapat bergabung sepertinya koheren. Sebagai hasilnya, kedua berkas panjang gelombangnya dapat berinterferensi dengan kadar yang berbeda. Berkas gabungan itu melalui sel sampel dan sampai ke detektor. Kedua berkas tersebut telah menempuh alur yang tidak sama panjang dengan perbedaan sebesar (Retardasi, kelambatan). Karena tiap panjang gelombang dimodulasi dan dideteksi pada frekuensi yang berbeda, akan terjadi gangguan noise hanya pada lebar pitanya yang sempit. Sebagai hasilnya betul-betul tidak ada radiasi baur yang meyertaipengukuran fourier transform. Bebasnya dari radiasi baur merupakan juga salah satu keuntungan fellgett pada spektroskopi inframerah fourier transform (FTIR). Salah satu keuntungan FTIR adalah perekaman spektrum inframerah yang sangat cepat, sehingga memungkinkan merekam komponen senyawa yang dipisahkan pada kromatografi gas (Satiadarma, 2004).

ditransformasikan dalam hitungan detik, teknik ini memudahkan penilitian reaksi-reaksi polimer seperti degradasi atau ikat silang. Persyaratan-persyaratan ukuran sampel yang sangat kecil mempermudah kopling instrumen FTIR dengan suatu mikroskp untuk analisis bagian-bagian sampel polimer yang sangat terlokalisasi. FTIR bermanfaat juga dalam meneliti paduan-paduan ploimer. Sementara paduan yang tidak dapat campur memperlihatkan suatu spektrum IR yang ,merupakan superposisi dari sepktrum homopolimer, spektrum yang dapat campur adalah super posisi dari tiga komponen – dua spektrum homopolimer dan satu spektrum interaksi ynag timbul dari interaksi kimia atau fisika antara homopolimer-homopolimer (Stevens, 2001).

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Tanaman aren merupakan suatu jenis tanaman palma yang mudah tumbuh. Aren (Arenga Pinnata) merupakan salah satu tanaman perkebunan yang serbaguna yang telah dimanfaatkan secara tradisional. Tanaman aren (Arenga pinnata MERR) merupakan tanaman dari suku Palmae yang tersebar pada hampir di seluruh wilayah Indonesia. Manfaat dari aren sendiri ialah dapat digunakan sebagai penahan erosi pada tebing-tebing sungai dari bahaya tanah longsor maupun sebagai unsur produksi antara lain : Daunnya untuk sapu lidi, Ijuknya untuk atap rumah, tali dan resapan air, dan Pelepahnya bisa untuk tutup botol (pengganti gabus), batangnya dapat diserut diambil patinya sebagai bahan makanan, kemudian akarnya untuk obat tradisional (obat sembelit, disentri dan paru-paru). Nira aren dapat digunakan juga sebagai bahan minuman dengan mengkonsumsi langsung nira yang didapat. Nira aren merupakan satu komoditas perkebunan yang layak untuk dikembangkan menjadi produk olahan yang berbasis bahan baku gula. Komposisi kimia dari nira aren terdiri dari kadar air sebesar (9,16%), Sukrosa sebesar (84,31%), Gula pereduksi sebesar (0,53%), Lemak sebesar (0,11%), Protein sebesar (2,28%), Total mineral sebesar (3,66%), Kalsium sebesar (1,35%), dan fosfor (P2O5) sebesar (1,37%). Kandungan kimia terbesar dari nira aren adalah kandungan

sukrosa yaitu sebesar (84,31%), Sehingga nira aren sangat potensial untuk dikembangkan sebagai bahan pembuatan bahan bakar alternatif yaitu etanol (Anonim, 2007).

Grafting atau kopolimer cangkok merupakan suatu polimer yang terdiri dari molekul-molekul dengan satu atau lebih jenis dari monomer yang terhubung pada sisi rantai utama. Grafting dapat juga disiapkan oleh proses kopolimerisasi cabang dengan

dapat digrafting ialah sintesis poli (vinil klorida)-cangkok-(cis-1,4-polibutadiena) lewat inisiasi kationik bautadiena dengan kompleks dietilaluminium klorida-kobalt (Stevens, 2001).

Lonnberg dkk (2008) telah melakukan penelitian tentang grafting permukaan selulosa mikrofibril dengan penambahan poli (ε-caprolactone) dan karakterisasinya, dimana pada nanokomposit selulosa permukaan fase nanoselulosa sangat penting karena adanya hubungan dengan dispersi nanoselulosa, pembentukan jaringan dan sifat nanokompositnya. Setelah pecangkokan microfibrillated cellulose dengan poli (ε -caprolactone) dengan adanya polimerisasi pembukaan cincin. Pertukaran karakterisasi permukaan dari microfibrillated cellulose memungkinkan untuk memperoleh suatu dispersi yang stabil dari microfibrillated cellulose sebuah pelarut non polar,microfibrillated cellulose juga dapat meningkatkan kompatibilitas dengan polycaprolactone

Carlmark dkk (2012) juga telah melakukan penelitian tentang pencangkokan selulosa secara polimerisasi pembukaan cincin ring opening polymerization. Selulosa yang biorenewable dan biodegradable juga sebagai bahan baku dengan berat jenis yang relatif rendah yang dapat diproduksi menjadi pengganti yang sangat baik untuk bahan sintesis dengan memanfaatkan polimerisasi pembukaan cincin ring opening polymerization dari monomer seperti ε- caprolactone dan L-lactide dari selulosa pada suatu material baru serta dapat memperlihatkan sifat yang baik

Berdasarkan uraian di atas, peneliti ingin melskukan grafting selulosa secara polimerisasi pembukaan cincin ring opening polymerization serta menguji karakterisasinya. Selulosa yang digunakan adalah selulosa dari tandan aren dengan

penambahan monomer ε-caprolactone dan sebagai pelarutnya benzyl alkohol dan katalis

tin octoate Sn(oct)2 pada suhu 95oC dengan mengalirkan gas argon dalam suasana vakum

1.2. Permasalahan

Permasalahan dalam penelitian ini adalah:

1. Apakah selulosa yang diisolasi dari tandan buah aren dapat digrafting oleh ε -caprolactone.

2. Adakah pengaruh penambahan benzyl alkohol terhadap proses grafting selulosa oleh ε-caprolactone.

1.3. Pembatasan Masalah

Dalam hal ini permasalahan dibatasi pada :

1. Bahan selulosa yang digunakan adalah tandan aren.

2. Bahan penggrafting yang digunakan adalah ε-caprolactone. 3. Inisiator yang digunakan adalah pelarut benzyl alkohol. 4. Untuk katalisnya maka digunakan tin octoate Sn(oct)2

5. Karakterisasinya meliputi uji FT-IR.

.

1.4. Tujuan Penelitian

Untuk mengetahui apakah reaksi grafting antara ε-caprolactone dengan selulosa tandan aren dapat terjadi dengan menggunakan benzyl alkohol sebagai co-inisiator dan tin octoate Sn(oct)2 sebagai katalis.

1.5. Manfaat Penelitian

Untuk memberikan informasi tentang grafting selulosa dengan ε-caprolactone, dimana dengan penambahan benzyl alkohol sebagai co-inisiator dapat digunakan sebagai biocomposite untuk bidang kedokteran.

1.6.Metodologi Penelitian

Penelitian ini merupakan bersifat eksperimen, dimana pembuatan biocomposite dibuat dengan cara yaitu:

1. Tahap Pertama adalah penyiapan 75 g serat tandan aren, Kemudian Serat tandan aren dimasukkan ke dalam beaker gelas, lalu ditambahkan 1 L campuran HNO3

3,5% dan 10 mg NaNO2 dan dipanaskan diatas hotplate pada suhu 90oC selama 2

jam, disaring dan ampas dicuci hingga netral. Kemudian ditambahkan 750 mL larutan yang mengandung NaOH 2% dan Na2SO3 2% kemudian dipanaskan pada

suhu 50o

2. Tahap kedua adalah dilakukan proses pemurnian α-selulosa dari sampel dengan

500 mL NaOH 17,5% dan dipanaskan pada suhu 80

C selama 1 jam, disaring dan ampas di cuci hingga netral, Selanjutnya dilakukan pemutihan dengan 250 mL larutan NaOCl 1,75 % pada temperatur mendidih selama 30 menit, disaring dan ampas dicuci hingga netral.

o

C selama 30 menit, disaring dan ampas dicuci hingga netral, Selanjutnya dilakukan pemutihan dengan H2O2

10% pada suhu 600C selama 15 menit, dicuci dan disaring selulosa yang terbentuk hingga netral, lalu dilakukan pengeringan dengan oven pada suhu 50o

3. Tahap ketiga adalah α-selulosa dimasukkan ke dalam planetary ball milling pada

pelarut etanol selama 6 jam, lalu α-selulosa yang telah dihasilkan, disimpan ke dalam desikator.

C selama3 jam.

4. Tahap keempat adalah proses grafting selulosa dengan menggunakan ε -caprolactone, dimana selulosa dari tandan aren dimasukkan ke dalam labu alas, lalu ditambahkan dengan ε-caprolactone dan dimagnetic stirer selama 48 jam. Setelah itu diaduk dengan pengaruh magnet selama 48 jam hingga berubah menjadi larutan bening, kemudian larutan bening tersebut diultrasonifikasi selama 5 menit dengan frekuensi 45,5 Hz. Sampel yang sudah diultrasonifikasi dituangkan kedalam labu leher 3, ditambahkan benzyl alkohol dan katalis tin octoate Sn(oct)2 pada suhu 95oC serta mengalirkan gas argon dalam suasana

vakum selama 15 menit, Lalu karakterisasi yang dilakukan adalah dengan uji FT-IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy).

1.7.Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan di Lab Kimia Polimer FMIPA USU, Medan dan analisa FT-IR dilakukan di lab organik FMIPA UGM.

GRAFTING

α

-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN

SIGMA-CAPROLACTONE

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian grafting selulosa dengan ε-caprolactone dengan polimerisasi pembukaan cincin (Ring Opening Polymerization), dimana menggunakan pelarut benzyl alkohol dan tin octoate (Sn(oct)2). Dalam hal ini diharapkan karakteristik dari permukaan

selulosa dimungkinkan untuk memperoleh suatu dispersi yang stabil dan meningkatkan kompatibilitas bahan polimer. Tahapan-tahapan dalam pembuatan ini yaitu, penyiapan bahan selulosa dari tandan aren, kemudian proses grafting dengan sigma caprolactone dalam pelarut benzyl alkohol dan inisiator tin octoate. Karakteristik dilakukan berdasarkan pengujian spektrofotometer inframerah (FT-IR) untuk mengetahui perubahan gugus fungsi yang tergrafting. Hasil penelitian memperlihatkan adanya bilangan gelombang pada daerah 1728,22 cm-1 menunjukkan vibrasi C=O streaching,

menandakan bahwa terjadi grafting selulosa dengan ε-caprolactone.

Kata kunci: selulosa; tin octoate; grafting; benzyl alkohol; ε-caprolactone dan karakteristik

GRAFTING α-CELLULOSE FROM EMPTY BUNCH WITH ε-CAPROLACTONE

ABSTRACT

Grafting of cellulose with ε-caprolactone has been conducted by the ring opening polymerization (ROP), which used solvent benzyl alcohol and tin octoate (Sn (oct)2). In this case the expected characteristics of cellulose surface is possibility to obtain a stable dispersion and the improvement of compatibility of polymeric material. The stages in the manufacture of which, preparation of empty cellulosic bunch materials, then the process of grafting with ε-caprolactone in solvent benzyl alcohol and tin octoate initiator. Characteristics based on testing performed infrared spectrophotometer (FT-IR) to assess changes in functional groups grafting . The results showed the existence of wave numbered at 1728.22 cm-1

Keywords : Cellulose; Tin octoate; Grafting; Benzyl Alcohol; ε-caprolactone and characteristics

region shows vibration C=O streaching, indicating that the

Departemen Kimia

Bahan Sidang Meja Hijau

GRAFTING

α

-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN

SIGMA-CAPROLACTONE

OLEH

AHMAD FAUZI HARAHAP

110822024

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2014

GRAFTING

α

-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN

SIGMA-CAPROLACTONE

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar

sarjana sains

OLEH

AHMAD FAUZI HARAHAP

110822024

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2014

PERSETUJUAN

Judul : GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH

AREN DENGAN SIGMA-CAPROLACTONE

Kategori : SKRIPSI

Nama : AHMAD FAUZI HARAHAP

Nomor Induk Mahasiswa : 110822024

Program Studi : SARJANA (S1) KIMIA EKSTENSI

Departemen : KIMIA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di Medan, Maret 2014

Komisi Pembimbing

Pembimbing 2 Pembimbing 1

Dr. Darwin Yunus Nasution, MS

NIP 195508101981031001 NIP 196811101999031001 Dr. Saharman Gea

Diketahui/Disetujui oleh

Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

NIP 195408301985032001

PERNYATAAN

GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN

SIGMA-CAPROLACTONE

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Maret 2014

Ahmad Fauzi Harahap 110822024

PENGHARGAAN

Segala puji dan syukur atas limpahan rezeki dan Rahmat Allah SWT, Karena jika bukan karena-Nya, saya tidak akan mampu mengerjakan penelitian skripsi ini dengan baik. Salawat dan salam untuk Rasulullah Muhamad SAW. Banyak hal sebagai pembelajaran dan pembentukan dalam setiap waktu penulis rasakan sehingga semakin melihat dan merasakan kebaikan dan kebesaran-Nya. Dalam pelaksanan penelitian hingga penyelesaian skripsi ini, penulis menyadari banyak mendapat bantuan, motivasi dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada :

- Teristimewa kepada kedua orang tua saya, Bapak M. Arifin Harahap, SH dan Ibu Duma Sari yang sangat penulis sayangi, yang telah banyak memberikan dukungan moril, doa dan materi sepenuhnya kepada saya sehingga dapat menyelesaikan studi, penelitian dan penulisan skripsi ini.

- Bapak Dr. Saharman Gea sebagai pembimbing I dan juga Bapak Dr. Darwin Yunus Nasution sebagai pembimbing II, yang telah banyak membimbing dan mengarahkan penulis dalam penyelesaian skripsi

- Ibu Dr. Rumondang Bulan, M.S dan Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc sebagai Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU.

- Koordinator Kimia Ekstensi FMIPA USU Bapak Dr. Darwin Yunus Nasution, M.S - Kepada Asisten Laboratorium Kimia Polimer terlebih lagi kepada Diana yang telah

banyak membantu dan memberikan saya semangat sehingga saya dapat menyelesaikan studi, penelitian dan penulisan skripsi ini.

- Kepada semua teman, sahabat, dan semua pihak yang membantu terlaksananya dan selesainya penelitian ini.

Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini dan isinya masih jauh dari sempurna, penulis dengan kerendahan hati dalam hal ini sangat mengharapkan masukan, saran, dan kritikan dari pembaca yang membangun.

GRAFTING

α

-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN

SIGMA-CAPROLACTONE

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian grafting selulosa dengan ε-caprolactone dengan polimerisasi pembukaan cincin (Ring Opening Polymerization), dimana menggunakan pelarut benzyl alkohol dan tin octoate (Sn(oct)2). Dalam hal ini diharapkan karakteristik dari permukaan

selulosa dimungkinkan untuk memperoleh suatu dispersi yang stabil dan meningkatkan kompatibilitas bahan polimer. Tahapan-tahapan dalam pembuatan ini yaitu, penyiapan bahan selulosa dari tandan aren, kemudian proses grafting dengan sigma caprolactone dalam pelarut benzyl alkohol dan inisiator tin octoate. Karakteristik dilakukan berdasarkan pengujian spektrofotometer inframerah (FT-IR) untuk mengetahui perubahan gugus fungsi yang tergrafting. Hasil penelitian memperlihatkan adanya bilangan gelombang pada daerah 1728,22 cm-1 menunjukkan vibrasi C=O streaching, menandakan bahwa terjadi grafting selulosa dengan ε-caprolactone.

Kata kunci: selulosa; tin octoate; grafting; benzyl alkohol; ε-caprolactone dan karakteristik

GRAFTING α-CELLULOSE FROM EMPTY BUNCH WITH ε-CAPROLACTONE

ABSTRACT

Grafting of cellulose with ε-caprolactone has been conducted by the ring opening polymerization (ROP), which used solvent benzyl alcohol and tin octoate (Sn (oct)2). In this case the expected characteristics of cellulose surface is possibility to obtain a stable dispersion and the improvement of compatibility of polymeric material. The stages in the manufacture of which, preparation of empty cellulosic bunch materials, then the process of grafting with ε-caprolactone in solvent benzyl alcohol and tin octoate initiator. Characteristics based on testing performed infrared spectrophotometer (FT-IR) to assess changes in functional groups grafting . The results showed the existence of wave numbered at 1728.22 cm-1

Keywords : Cellulose; Tin octoate; Grafting; Benzyl Alcohol; ε-caprolactone and characteristics

region shows vibration C=O streaching, indicating that the

DAFTAR ISI

PERSETUJUAN i

PERNYATAAN ii

PENGHARGAAN iii

ABSTRAK iv

ABSTRACT v

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR LAMPIRAN xi

DAFTAR SINGKATAN xii

BAB 1 PENDAHULUAN 1

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Permasalahan 3

1.3. Pembatasan Masalah 3

1.4. Tujuan penelitian 3

1.5. Manfaat Penelitian 3

1.6. Metodologi Penelitian 4

1.7. Lokasi Penelitian 5

BAB 2 TINJAUN PUSTAKA 6

2.1. Tanaman Aren 6

2.2. Pemanfaatan Tanaman Aren 7

2.3. Polimer 8

2.4. Selulosa 8

2.5. Nanokristal Selulosa 12

2.6. Karbohidrat 14

2.7. Penggolongan Karbohidrat 15

2.7.1. Monosakarida 15

2.7.2. Oligosakarida 17

2.7.3. Polisakarida 19

2.8. Grafting Selulosa 21

2.9.2. Mekanisme Ionik 23

2.9.3. Mekanisme Koordinasi 23

2.9.4. Mekanisme coupling 23

2.10. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) 24

BAB 3 METODE PENELITIAN 26

3.1. Alat 26

3.2. Bahan 26

3.3. Prosedur Penelitian 27

3.3.1. Isolasi α-selulosa dari TandanAren 27

3.3.2. Grafting α-selulosa denganε-caprolactone 27

3.4. Flowsheet Penelitian 28

3.4.1. Flowsheetisolasi α-selulosa dari Tandan Aren 28

3.4.2. Flowsheet Grafting Selulosa dengan ε-caprolactone 29

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 30

4.1. HasilPenelitian 30 4.1.1.

Hasil Isolasi α-selulosa dari Tandan Aren 30

4.1.2. Hasil Grafting α-selulosa dengan ε-caprolactone 30

4.2. Pembahasan 31

4.2.1. Isolasi α-selulosa dari Tandan Aren 31

4.2.2. Grafting α-selulosa dengan ε-caprolactone 32

4.2.3. Analisa Gugus Fungsi dengan FT-IR 33 4.2.3.1. Analisa Gugus Fungsi dari Tandan Aren 33

4.2.3.2. Analisa Gugus Fungsi dari ε-caprolactone 34

4.2.3.3. Analisa Gugus Fungsi dari Selulosa-g-ε-caprolactone 35

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 37

5.1. Kesimpulan 37

5.2. Saran 37

DAFTAR TABEL

No Judul Halaman 4.1 Puncak FTIR pada selulosa tandan buah aren 34

4.2 Puncak FTIR pada ε-caprolactone 35

DAFTAR GAMBAR

No Judul Halaman

2.1. Struktur Selulosa 9

2.2. Struktur Glukosa 16

2.3 Struktur Glaktosa 17

2.4. Struktur Fruktosa 17

2.5. Reaksi Pembentukan Disakarida 18

2.6. Struktur Sukrosa 18

2.7. Struktur Laktosa 18

2.8. Struktur Maltosa 18

2.9. Struktur Amilum 20

2.10. Struktur Glikogen 20

2.11. Polimerisasi Pembukaan cinncin dari ε-caprolactone oleh

Selulosa Menggunakan Benzyl Alkohol sebagai Co-inisiator 22 4.1. α-selulosa yang Diisolasi dari Tandan Aren 30 4.2. Grafting Selulosa dengan ε-caprolactone 31

4.3. Spektrum FT-IR α-Selulosa 33

4.4. Spektrum FT-IR ε-caprolactone 34

4.5. Spektrum FT-IR selulosa yang Tergrafting pada

ε-caprolactone 35

4.6. Puncak Vibrasi Streaching Grafting Selulosa dengan

DAFTAR SINGKATAN

ROP = Ring Opening Polymerization

FT-IR = Fourier Transform Infrared Spectroscopy NMMO = N-Metilmorfolin-N-Oksida

DMAc = Dimetilasetamida Licl = Litium Klorida THF = Tetrahydrofurane DMSO = Dimethyl Sulfoxide BPO = Benzoil Peroksida AIBN = Azobissisobutironitril

GRAFTING α-CELLULOSE FROM EMPTY BUNCH WITH ε-CAPROLACTONE

ABSTRACT

Grafting of cellulose with ε-caprolactone has been conducted by the ring opening polymerization (ROP), which used solvent benzyl alcohol and tin octoate (Sn (oct)2). In

this case the expected characteristics of cellulose surface is possibility to obtain a stable dispersion and the improvement of compatibility of polymeric material. The stages in the manufacture of which, preparation of empty cellulosic bunch materials, then the process of grafting with ε-caprolactone in solvent benzyl alcohol and tin octoate initiator. Characteristics based on testing performed infrared spectrophotometer (FT-IR) to assess changes in functional groups grafting . The results showed the existence of wave numbered at 1728.22 cm-1

Keywords : Cellulose; Tin octoate; Grafting; Benzyl Alcohol; ε-caprolactone and characteristics

region shows vibration C=O streaching, indicating that the grafting of cellulose occurs with ε-caprolactone.

DAFTAR ISI

PERSETUJUAN i

PERNYATAAN ii

PENGHARGAAN iii

ABSTRAK iv

ABSTRACT v

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR LAMPIRAN xi

DAFTAR SINGKATAN xii

BAB 1 PENDAHULUAN 1

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Permasalahan 3

1.3. Pembatasan Masalah 3

1.4. Tujuan penelitian 3

1.5. Manfaat Penelitian 3

1.6. Metodologi Penelitian 4

1.7. Lokasi Penelitian 5

BAB 2 TINJAUN PUSTAKA 6

2.1. Tanaman Aren 6

2.2. Pemanfaatan Tanaman Aren 7

2.3. Polimer 8

2.4. Selulosa 8

2.5. Nanokristal Selulosa 12

2.6. Karbohidrat 14

2.7. Penggolongan Karbohidrat 15

2.7.1. Monosakarida 15

2.7.2. Oligosakarida 17

2.7.3. Polisakarida 19

2.9.2. Mekanisme Ionik 23 2.9.3. Mekanisme Koordinasi 23 2.9.4. Mekanisme coupling 23 2.10. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) 24

BAB 3 METODE PENELITIAN 26

3.1. Alat 26

3.2. Bahan 26

3.3. Prosedur Penelitian 27

3.3.1. Isolasi α-selulosa dari TandanAren 27

3.3.2. Grafting α-selulosa denganε-caprolactone 27

3.4. Flowsheet Penelitian 28

3.4.1. Flowsheetisolasi α-selulosa dari Tandan Aren 28

3.4.2. Flowsheet Grafting Selulosa dengan ε-caprolactone 29

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 30

4.1. HasilPenelitian 30 4.1.1.

Hasil Isolasi α-selulosa dari Tandan Aren 30

4.1.2. Hasil Grafting α-selulosa dengan ε-caprolactone 30

4.2. Pembahasan 31

4.2.1. Isolasi α-selulosa dari Tandan Aren 31

4.2.2. Grafting α-selulosa dengan ε-caprolactone 32

4.2.3. Analisa Gugus Fungsi dengan FT-IR 33 4.2.3.1. Analisa Gugus Fungsi dari Tandan Aren 33

4.2.3.2. Analisa Gugus Fungsi dari ε-caprolactone 34

4.2.3.3. Analisa Gugus Fungsi dari Selulosa-g-ε-caprolactone 35

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 37

5.1. Kesimpulan 37

5.2. Saran 37

DAFTAR TABEL

No Judul Halaman 4.1 Puncak FTIR pada selulosa tandan buah aren 34 4.2 Puncak FTIR pada ε-caprolactone 35 4.3 Puncak FTIR pada selulosa yang tergrafting pada ε-caprolactone 37

DAFTAR GAMBAR

No Judul Halaman

2.1. Struktur Selulosa 9

2.2. Struktur Glukosa 16

2.3 Struktur Glaktosa 17

2.4. Struktur Fruktosa 17

2.5. Reaksi Pembentukan Disakarida 18

2.6. Struktur Sukrosa 18

2.7. Struktur Laktosa 18

2.8. Struktur Maltosa 18

2.9. Struktur Amilum 20

2.10. Struktur Glikogen 20

2.11. Polimerisasi Pembukaan cinncin dari ε-caprolactone oleh

Selulosa Menggunakan Benzyl Alkohol sebagai Co-inisiator 22 4.1. α-selulosa yang Diisolasi dari Tandan Aren 30 4.2. Grafting Selulosa dengan ε-caprolactone 31 4.3. Spektrum FT-IR α-Selulosa 33 4.4. Spektrum FT-IR ε-caprolactone 34 4.5. Spektrum FT-IR selulosa yang Tergrafting pada

ε-caprolactone 35

4.6. Puncak Vibrasi Streaching Grafting Selulosa dengan

DAFTAR SINGKATAN

ROP = Ring Opening Polymerization

FT-IR = Fourier Transform Infrared Spectroscopy NMMO = N-Metilmorfolin-N-Oksida

DMAc = Dimetilasetamida Licl = Litium Klorida THF = Tetrahydrofurane DMSO = Dimethyl Sulfoxide BPO = Benzoil Peroksida AIBN = Azobissisobutironitril