Tabel 2.3. Kandungan asetil dalam selulosa asetat dan kegunaannya
Kandungan asetil
Derajat substitusi
Pelarut yang lazim
Penggunaan
13-18 0.6-0.9
Air -
22.2-32.2 1.2-1.9
2-Metoksi-etanol Plastik, cat laker
36.5-42.2 2.2-2.7
Aseton Benang, film fotografi
43-44.8 2.8-3.0
Kloroform Kain, pembungkus
benang Sumber : Fengel, D.,1995.
Kegunaan asetat yang utama adalah dalam bidang tekstil. Serat asetat disiapkan dengan menekan larutan aseton pekat melalui suatu lubang untuk
membentuk filamen yang dikeraskan dengan menguapkan aseton dalam aliran udara panas. Kencenderungan peningkatan kebutuhan serat asetat dalam industri
tekstil akhir-akhir ini karena teksturnya, kualitas kain dan kemampuan pewarnanya yang baik.
2.5.1 Proses Pembuatan Selulosa Asetat
Selulosa asetat merupakan suatu ester organik penting yang pada saat ini dibuat dalam jumlah yang besar untuk keperluan berbagai industri. Dari sekian banyak
proses yang dilakukan, secara umum prosesnya dapat dibedakan menjadi tiga proses berikut.
a. Proses Asam Asetat Glasial proses larutan Proses asetilasi terjadi dengan mereaksikan selulosa yang telah diaktivasi
dengan asam asetat glasial atau dengan asam asetat anhidrat secara langsung dengan kehadiran asam asetat glasial sebagai pelarut.
b. Proses Metilen Klorida Penggunaan metilen klorida sebagai pelarut pada proses ini meiliki
beberapa keuntungan dibandingkan dengan proses larutan, antara lain : - konsentrasi katalisnya rendah sehingga dapat digunakan pada
esterifikasi yang tinggi. - karena titik didihnya rendah 41
o
C, panas reaksi dapat dikeluarkan dengan penguapan.
Universitas Sumatera Utara
- hanya sepertiga asam asetat yang dapat harus dipulihkan kembali dibanding dengan proses larutan, akan tetapi proses ini menimbulkan
terjadinya korosi selama esterifikasi dan hidrolisis. c. Proses Fiber Asetat proses heterogen
Pada proses ini selulosa diesterifikasi dengan menjaga struktur seratnya dengan penambahan sejumlah non-pelarut pada triasetat selama asetilasi.
Non-pelarut yang dapat digunakan pada proses ini antara lain adalah karbon tetraklorida, benzen dan toluen. Tetapi penggunaan proses ini
terbatas hanya untuk penggunaan khusus saja, misalnya untuk pembuatan foil dan film dari triasetat.
Dari semua ester selulosa yang diproduksi secara komersial dilakukan dengan proses larutan. Proses larutan secara umum terdiri dari empat tahap berikut ini,
yaitu 1 Aktivasi, sebelum proses asetilasi dilakukan, selulosa terlebih dahulu diaktivasi agar mudah dimasuki reaktan anhidrida asetat dan katalis asam sulfat.
Aktivasi yang paling baik adalah menggunakan air, tetapi air ini harus diekstraksi kembali dengan asam asetat untuk menghindari reaksi air dengan anhidrida asetat
yang bisa mengurangi kebutuhan anhidrida asetat untuk reaksi asetilasi. Untuk menghindari reaksi yang sangat eksotermik antara air dan anhidrida asetat, maka
aktivasi selalu menggunakan asam asetat glasial tanpa kehadiran air. 2 Asetilasi, asetilasi selulosa merupakan reaksi heterogen dimana selulosa akan tersuspensi
pada pertengahan reaksi dan melarut setelah reaksi esterifikasi terjadi. Kandungan α-selulosa akan menentukan kualitas produk asetilasi. Pada awalnya reaksi
asetilasi dikendalikan oleh perpindahan massa katalis dan anhidrida asetat menuju dan melalui serat selulosa. Setelah selulosa triasetat yang terbentuk mulai melarut,
laju reaksi kemudian ditentukan oleh konsentrasi anhidrida asetat, asam sulfat dan temperatur. Asetilasi selulosa dibiarkan terjadi cukup lambat pada awalnya
sehingga suhu reaksi dapat dikontrol dengan pendinginan eksternal untuk mencegah kenaikan suhu secara mendadak karena pada suhu yang tinggi akan
menyebabkan meningkatnya kecepatan degradasi. Selama tahap asetilasi, suhu naik secara berangsur – angsur hingga mencapai suhu maksimum dan dikontrol
Universitas Sumatera Utara
dengan baik untuk memperoleh viskositas produk yang sesuai. Dalam tahap asetilasi ada beberapa jenis katalis yang digunakan, yaitu asam sulfat, perklorida
dan seng klorida. 3 Hidrolisis, reaksi asetilasi dihentikan dengan penambahan air yang cukup untuk mencegah bereaksinya sisa asam asetat yang tersisa. Tingginya
rasio air terhadap asam sulfat dalam larutan hidrolisis akan mengurangi degradasi pada temperatur yang ditentukan. Kerentanan degradasi selulosa asetat meningkat
dengan menurunnya kadar asetil. Oleh karena itu hidrolisis bisa dilaksanakan dengan menggunakan katalis dalam jumlah yang besar pada temperatur rendah
atau dengan sejumlah kecil katalis pada temperatur tinggi. Jika selulosa asetat diharapkan mempunyai kemurnian dan kejernihan yang tinggi, larutan harus
mengalami netralisasi asam sulfat dengan natrium dan magnesium asetat sebelum presipitasi. 4 Pemurnian, untuk memperoleh atau mengisolasi produk selulosa
asetat dari campuran hasil asetilasi dan hidrolisis, penurunan kelarutan produk selulosa asetat dalam larutan air-asam asetat dimanfaatkan untuk melangsungkan
presipitasi. Proses pencucian harus mendapat pertimbangan yang hati-hati dalam operasi komersial, karena biaya pemulihan asam asetat yang meningkat dengan
meningkatnya pengenceran pencucian. Produk yang dicuci dengan air harus dapat menghilangkan asam asetat dan asam sulfat.
Cara lain untuk membuat selulosa asetat adalah dengan metode Emil Heuser. Proses pembuatan selulosa asetat berdasarkan cara ini terdiri atas tahap-tahap
berikut, 1 Tahap hidrolisis selulosa, tahap ini bertujuan untuk menurunkan derajat polimerisasi sumber selulosa yang digunakan. Tahap ini dilakukan dengan
mencampurkan asam sulfat dengan selulosa pada suhu 140 C. Setelah proses
pemasakan campuran disaring dan dicuci dengan air. Untuk menghilangkan air dari serat selulosa dapat digunakan dengan dua langkah. Langkah pertama adalah
mencuci dengan menggunakan alkohol, kemudian disaring. Dilanjutkan dengan langkah kedua yaitu mencuci dengan menggunakan eter, lalu disaring. Hasil yang
didapat dikeringkan dengan oven atau udara terbuka. 2 Tahap pelarutan, tahap ini bertujuan untuk mendegradasi selulosa. Tahap ini dilakukan dengan
mereaksikan campuran dari tahap hidrolisis dengan asam fosfat pada waktu dan
Universitas Sumatera Utara
suhu tertentu. 3 Tahap asetilasi, tahap ini merupakan tahap pembentukan selulosa asetat yang dilakukan dengan penambahan asam asetat glasial. 4 Tahap
pemulihan selulosa asetat, tahap ini bertujuan untuk menghentikan proses dan melepaskan asam fosfat dari campuran. Tahap ini dilakukan dengan penambahan
etil eter pada campuran yang kemudian dicuci dengan air hangat. Campuran yang diperoleh didiamkan selama semalam. 5 Tahap pengeringan, tahap ini bertujuan
untuk menghilangkan kandungan air dalam produk sehingga didapatkan padatan selulosa asetat.
2.6. BIOPOLIMER
