Sintesis Nanopartikel MgFe2O4 dengan Coating PEG 6000 Menggunakan Metode Kopresipitasi.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Nanopartikel
Istilah nanoteknologi digunakan untuk mendeskripsikan kreasi suatu material
yang memiliki ukuran struktur diantara atom dan material ukuran besar yang
didimensikan dengan ukuran nanometer yaitu sekitar 1-100 nm. Sifat dari material
dengan dimensi nano sangat berbeda secara signifikan dari atomnya juga dari
partikel besarnya. Kontrol yang baik terhadap sifat tersebut bisa menuntun ke
pengetahun baru yang sesuai dengan peralatan dan teknologi baru. Pentingnya
nanoteknologi pertama kali dikemukakan oleh Feynman pada tahun 1959.
Nanoteknologi adalah ilmu rekayasa dalam menciptakan material, struktur
fungsional, maupun piranti alam skala nanometer. Material berukuran nanometer
memiliki sejumlah sifat kimia dan fisika yang lebih unggul dari material berukuran
besar (bulk). Di samping itu material dengan ukuran nanometer memiliki sifat yang
kaya karena menghasilkan sifat yang tidak dimiliki oleh material ukuran besar.
Sejumlah sifat tersebut dapat diubah-ubah dengan melalui pengontrolan ukuran
material, pengaturan komposisi kimiawi, modifikasi permukaan, dan pengontrolan
interaksi antar partikel. Material nanopatikel adalah material-material buata manusia
yyang berskala nano, yaitu lebih kecil dari 100 nm.
Selain nanopartikel juga dikembangkan material nanostruktur, yaitu material
yang tersusun oleh beberapa material nanopartikel. Untuk menghasilkan material
nanostruktur maka partikel-partikel penyusunnya harus diproteksi sehingga apabila
partikel-partikel tersebut digabung menjadi material yang berukuran besar maka sifat
individualnya dipertahankan. Sifat material nanostruktur sangat bergantung pada
a. Ukuran maupun distribusi ukuran
b. Komponen kimiawi unsur-unsur penyusun material tersebut
c. Keberadaan interface(grain boundary)
d. Interaksi antar grain penyusun material nanostruktur.
Quantum dot adalah material berukuran kurang dari 100 nanometer yang mengurung
elektron secara 3-dimensi, baik arah x, y dan z. Hal ini dimungkinkan karena
diameter dari quantum dot tersebut sebanding dengan panjang gelombang dari
Universitas Sumatera Utara
elektron. Nanowire adalah material berukuran nanometer yang dapat mengurung
elektron secara 2-dimensi dan bebas bergerak di dimensi yang ketiga, yaitu ke depan
atau ke belakang.
Sintesis nanopartikel dapat dilakukan dalam fasa padat, cair, maupun gas.
Proses sintesis pun dapat berlangsung secara fisika atau kimia. Proses sintesis secara
fisika tidak melibatkan reaksi kimia. Yang terjadi hanya pemecahan material besar
menjadi material berukuran nanometer, atau pengabungan material berukuran sangat
kecil, seperti kluster, menjadi partikel berukuran nanometer tanpa mengubah sifat
bahan. Proses sintesis srecara kimia mengakibatkan reaksi kimia dari sejumlah
material awal (precursor) sehingga dihasilkan material lain yang berukuran
nanometer. Contohnya adalah pembentukan nanopartikel garam dengan mereaksikan
asam dan basa yang bersesuaian.
2.2 Nanopartikel Magnetik Fe3O4
Nanopartikel magnetik memiliki sifat fisis dan kimia yang bervariasi dan
dapat diaplikasikan dalam berbagai bidang. Salah satu partikel magnetik tersebut
yang dapat dijadikan berukuran nanometer adalah besi oksida seperti Fe3O4
(magnetit). Fe3O4 merupakan salah satu fase dari oksida besi yang bersifat amfoter
(kemampuan suatu zat yang dapat berpindah sifat keasaman dari asam ke sifat basa)
dan memiliki daya serap yang tinggi. Magnetit (Fe3O4) merupakan salah satu mineral
golongan besi oksida yang memiliki sifat magnetik paling kuat di alam dengan
struktur kristal berbentuk kubus. Kelainan dapat diperoleh dari alam yaitu dari pasir
besi, bahan ini juga dapat disintesis dari bahan-bahan lain menggunakan reaksi kimia
dan larutan-larutan kimia tertentu.
Perubahan ukuran partikel magentit Fe3O4 akan memperngaruhi sifat-sifat
yang dimilikinya. Daftar sifat fisika dan kimia dari bahan magnetit(Fe3O4) disajikan
pada Tabel 1.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1. Sifat Fisika dan Kimia Magnetit (Fe3O4)
Sifat Fisika
Sifat Kimia
1. Warna : Hitam
1. Rumus kimia : Fe3O4
2. Kilau : kusam
2. Unsur yang terkandung : Fe, O
3. Kristal magnetit tidak tembus
3. Unsur pengotor (impuritas) : Mn,
pandang (buram)
Mg, Zn, Ni, Cr, Ti, V dan Al
4. Struktur kristal spinel
5. Tingkat kekerasan 681-792
kg/mm2
6. Kepadatan : 5,2 g/cm3
7. Temperatur Curie (Tc) =
575ºC - 585ºC
Sumber: Clara Saragih, 2016
Fe3O4 berukuran nano memiliki sifat ferimagnetik dan memiliki peluang
aplikasi luas. Dalam pengaplikasiannya Fe3O4 yang berukuran parikel nano
merupakan alternatif yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan bahan baku
industri di bidang elektronik. Seperti aplikasi pada bidang industri berukuran
naopartikel adalah pada keramik, sebagai katalis, energy storage, magnetic data
storage, ferofluida, maupun dalam diagnosis medis. Agar dapat diaplikasikan dalam
berbagai bidang tersebut, sangatlah penting untuk mempertimbangkan ukuran
partikel, sifat magnetik, dan sifat permukaan dari partikel nano itu sendiri.
Rumus kimia magnetit (Fe3O4) sering ditulis dalam bentuk FeO.Fe2O3 di
mana satu bagian adalah wustite (FeO) dan bagian lainnya adalah hematit (Fe2O3).
Selain itu magnetit mempunyai struktur kristal spinel dengan sel unit kubik yang
terdiri dari 32 ion oksigen, di mana celah-celahnya ditempati oleh ion Fe2+ dan Fe3+.
Delapan ion Fe3+ dalam tiap sel berada pada bagian tetrahedral (A), karena
berlokasi di tengah sebuah tetrahedron yang keempat sudutnya ditempati ion
oksigen. Sisanya delapan ion Fe3+ dan delapan ion Fe2+ berada pada bagian
oktahedral, karena ion-ion oksigen disekitarnya menempati sudut-sudut oktahedron
yang sudut-sudutnya ditempati oleh enam atom oksigen. Tiap-tiap unit sel berisi
sejumlah ion, di mana secara kompleks sulit dibayangkan. Satu sel terbagi menjadi 8
Universitas Sumatera Utara
oktan (kubus spinel), masing-masing berukuran a/2, empat oktan yang berarsir
memiliki ukuran isi yang sama, begitu pula dengan cara yang sama, tetrahedral di
oktan terarsir dan oktahedral di oktan tidak terarsir.
2.3 Metode Kopresipitasi
Kopresipitasi merupakan proses kimia yang diawali dengan adanya zat
terlarut yang mengendap sehingga menghasilkan endapan yang diinginkan.
Pengendapan terjadi sebagai akibat pembentukan kristal campuran. Selain itu
endapan ini dapat pula terbentuk karena adanya absorbsi (penyerapan) ion-ion
selama proses pengendapan. Setelah endapan terbentuk, langkah selanjutnya adalah
meningkatkan kemurnian dari endapan dengan cara menyaring endapan ,
melarutkannya lagi dan mengendapkan lagi secara berulang-ulang. Hal ini dilakukan
agar terjadi dekomposisi ion-ion yang terikat oleh larutan pengikat (larutan basa)
sedangkan ion-ion yang tidak terikat oleh larutan pengikat akan bereaksi
membentuk produk/hasil reaksi. Kopresipitasi memiliki reaksi fisik dan kimia yang
dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Sifat Fisik dan Kimia dari Metode Kopresipitasi
Sifat Fisik
Sifat Kimia
1. Suhu reaksi yang diperlukan
7). Pada sintesis nano partikel magnetit
(Fe3O4), diperlukan garam-garam yang digunakan sebagai bahan dasar yang
selanjutnya dilarutkan dan diaduk bersama-sama di dalam media pelarut.
Universitas Sumatera Utara
Larutan yang telah diaduk sampai homogen perlu ditambahkan larutan
pengendap sedemikian rupa sehingga endapan yang didapatkan mempunyai
homogenitas yang tinggi (Negara, dkk. 2008).
2.4 PEG (Polyethylene Glycol)
PEG merupakan polimer yang banyak digunakan dalam industri pangan,
kosmetik dan farmasi. Secara kimiawi PEG disebut juga makrogol, merupakan
polimer sintetik dari oksietilen. PEG umumnya memiliki bobot molekul antara 200300000. Penamaan PEG umumnya ditentukan dengan bilangan yang menunjukkan
bobot molekul rata-rata.(Leuner and Dressman, 2000)
PEG adalah suatu polimer yang terdiri dari beberapa ikatan monomer.
Monomer ini adalah suatu senyawa yang dapat dipolimerisasi. PEG mempunyai sifat
stabil, mudah larut dalam air hangat, tidak beracun, nonkorosi, tidak berbau, tidak
berwarna dan memiliki titik lebur yang sangat tinggi (580ºF), tersebar merata,
higoskopik (mudah menguap) dan juga dapat mengikat pigmen.
Fungsi PEG dalam penelitian ini, dapat dipakai untuk membentuk dan
mengontrol ukuran dan struktur pori partikel yang dilapisi. Dalam hal ini PEG tidak
terbentuk agregat, hal ini dikarenakan PEG terjebak pada permukaan partikel dan
menutupi ion negatif pada besi, dan pada akhirnya akan diperoleh hasil partikel
dengan bentuk bulatan yang seragam. Akat tetapi jumlah PEG yang ditambahkan
jumlah cukup besar agar bekerja sesuai dengan fungsi.
PEG ini banyak sekali manfaatnya dalam kehidupan sehari-hari, seperti
campuran cat, tinta, kosmetik, perlengkapan mandi, industri kertas, kulit karet dan
lain-lain. Tetapi untuk pembahasan kali ini kita fokuskan untuk mengontrol ukuran
suatu partikel.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3. Sifat Kelarutan Masing-Masing PEG
PEG 200
300
400
600
PEG 1000
1500
1540
4000
6000
BM rata-
Bobot
Viskositas
Suhu
rata
Jenis
cp
Beku
190-210
285-315
1,125
1,125
55-70
80-100
380-420
570-630
950-1050
1500-1600
1300-1700
3000-3700
6000-7500
1,125
1,125
1,151
1,150
1,204
105-140
135-175
45-8
110-210
>210
-50ºC
-16-12ºC
2-6ºC
17-22
35-40ºC
44-45ºC
53-58ºC
55-60ºC
Higropisitas
Kelarutan
gliserin=
ke dalam air
100
20ºC
70
60
Larut
Larut
55
40
30
-
Larut
Larut
70
73
70
62
50
PEG umumnya memiliki bobot molekul antara 200-300000, penamaan PEG
umumnya di tentukan dengan bilangan yang menunjukkan bobot molekul rata-rata.
Konsistensinya sangat dipengaruhi oleh bobot molekul. PEG dengan bobot molekul
200-600 berbentuk cairan, PEG 1500 semi padat dan PEG 3000-20000 atau lebih
berupa padatan semi kristalin, dan PEG yang lebih dari 100000 berbentuk seperti
resin pada suhu kamar. Umumnya PEG dengan bobot molekul 1500-20000 yang
digunakan untuk dispersi padat. Polimer ini mudah larut dalam berbagai pelarut, titik
leleh dan toksisitasnya rendah, berada dalam bentuk semikristalin. Kebanyakan PEG
yang digunakan memiliki bobot molekul antara 4000 dan 20000, khusunya PEG
4000 dan PEG 6000.
2.5. Sifat Kemagnetan Bahan
Bahan magnetik adalah suatu bahan yang memiliki sifat kemagnetan dalam
komponen pembentuknya. Menurut sifatnya terhadap adanya pengaruh kemagnetan,
bahan dapat digolongkan menjadi 5 yaitu:
2.5.1. Bahan Diamagnetik
Bahan Diamagnetik adalah bahan yang tidak memiliki momen dipol
magnet permanen. Jika bahan diamagnetik diberi medan magnet luar, maka
elektron-elektron dalam atom akan mengubah gerakannya sedemikian rupa
Universitas Sumatera Utara
sehingga menghasilkan resultan medan magnet atomis yang arahnya
berlawanan dengan medan magnet luar tersebut. Contoh bahan diamagnetik
yaitu bismut, perak, emas, tembaga dan seng.
2.5.2. Bahan Paramagnetik
Bahan Paramagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet
atomis masing-masing molekulnya tidak nol, tetapi resultan medan magnet
atomis total seluruh atom/molekul dalam bahan nol. Bahan ini jika diberi
medan magnet luar, maka elektron-elektronnya akan berusaha sedemikian
rupa sehingga resultan medan magnet atomisnya searah dengan medan
magnet luar. Sifat ini ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang menjadi
terarah oleh medan magnet luar. Pada bahan ini, efek diamagnetik (efek
timbulnya medan magnet yang melawan medan magnet penyebabnya) dapat
timbul, tetapi pengaruhnya sangat kecil.
2.5.3. Bahan Ferromagnetik
Bahan Ferromagnetik adalah bahan yang mempunyai resultan medan
atomis besar. Hal ini terutama disebabkan oleh momem magnetik spin
elektron. Pada bahan ferromagnetik banyak spin elektron yang tidak
berpasangan, misalnya pada atom besi terdapat empat buah spin elektron
yang tidak berpasangan. Masing-masing spin elektron yang tidak berpasangan
ini akan memberikan medan magnetik, sehingga total medan magnetik yang
dihasilkan oleh suatu atom lebih besar.
2.5.4. Bahan Superparamagnetik
Superparamagnetik adalah jenis magnetik yang terjadi pada
nanopartikel ferromagnetik atau ferrimagnetik yang kecil. Ukurannya
sekitar beberapa nanometer yaitu sekitar puluhan nanometer yang
tergantung pada materialnya. Selain itu, nanopartikel ini adalah partikel
single domain. Pendekatan yang sederhana, total momen magnetik pada
nanopartikel dapat dianggap sebagai salah satu momen magnetik raksasa,
yang terdiri dari semua momen magnetik pada atom-atom yang
membentuk partikel nano (Benz, 2012).
Partikel dengan satu domain magnetik memiliki momen magnetik
yang tidak stabil sehingga momen magnetik dalam partikel ini sangat
Universitas Sumatera Utara
mudah dipengaruhi oleh medan magnet eksternal maupun fluktuasi termal.
Dalam orde tertentu, nanopartikel magnetik juga menunjukkan keadaan
yang khas dimana koersivitas partikel tersebut sama dengan nol (Hc = 0)
atau
Hc
2.1 Nanopartikel
Istilah nanoteknologi digunakan untuk mendeskripsikan kreasi suatu material
yang memiliki ukuran struktur diantara atom dan material ukuran besar yang
didimensikan dengan ukuran nanometer yaitu sekitar 1-100 nm. Sifat dari material
dengan dimensi nano sangat berbeda secara signifikan dari atomnya juga dari
partikel besarnya. Kontrol yang baik terhadap sifat tersebut bisa menuntun ke
pengetahun baru yang sesuai dengan peralatan dan teknologi baru. Pentingnya
nanoteknologi pertama kali dikemukakan oleh Feynman pada tahun 1959.
Nanoteknologi adalah ilmu rekayasa dalam menciptakan material, struktur
fungsional, maupun piranti alam skala nanometer. Material berukuran nanometer
memiliki sejumlah sifat kimia dan fisika yang lebih unggul dari material berukuran
besar (bulk). Di samping itu material dengan ukuran nanometer memiliki sifat yang
kaya karena menghasilkan sifat yang tidak dimiliki oleh material ukuran besar.
Sejumlah sifat tersebut dapat diubah-ubah dengan melalui pengontrolan ukuran
material, pengaturan komposisi kimiawi, modifikasi permukaan, dan pengontrolan
interaksi antar partikel. Material nanopatikel adalah material-material buata manusia
yyang berskala nano, yaitu lebih kecil dari 100 nm.
Selain nanopartikel juga dikembangkan material nanostruktur, yaitu material
yang tersusun oleh beberapa material nanopartikel. Untuk menghasilkan material
nanostruktur maka partikel-partikel penyusunnya harus diproteksi sehingga apabila
partikel-partikel tersebut digabung menjadi material yang berukuran besar maka sifat
individualnya dipertahankan. Sifat material nanostruktur sangat bergantung pada
a. Ukuran maupun distribusi ukuran
b. Komponen kimiawi unsur-unsur penyusun material tersebut
c. Keberadaan interface(grain boundary)
d. Interaksi antar grain penyusun material nanostruktur.
Quantum dot adalah material berukuran kurang dari 100 nanometer yang mengurung
elektron secara 3-dimensi, baik arah x, y dan z. Hal ini dimungkinkan karena
diameter dari quantum dot tersebut sebanding dengan panjang gelombang dari
Universitas Sumatera Utara
elektron. Nanowire adalah material berukuran nanometer yang dapat mengurung
elektron secara 2-dimensi dan bebas bergerak di dimensi yang ketiga, yaitu ke depan
atau ke belakang.
Sintesis nanopartikel dapat dilakukan dalam fasa padat, cair, maupun gas.
Proses sintesis pun dapat berlangsung secara fisika atau kimia. Proses sintesis secara
fisika tidak melibatkan reaksi kimia. Yang terjadi hanya pemecahan material besar
menjadi material berukuran nanometer, atau pengabungan material berukuran sangat
kecil, seperti kluster, menjadi partikel berukuran nanometer tanpa mengubah sifat
bahan. Proses sintesis srecara kimia mengakibatkan reaksi kimia dari sejumlah
material awal (precursor) sehingga dihasilkan material lain yang berukuran
nanometer. Contohnya adalah pembentukan nanopartikel garam dengan mereaksikan
asam dan basa yang bersesuaian.
2.2 Nanopartikel Magnetik Fe3O4
Nanopartikel magnetik memiliki sifat fisis dan kimia yang bervariasi dan
dapat diaplikasikan dalam berbagai bidang. Salah satu partikel magnetik tersebut
yang dapat dijadikan berukuran nanometer adalah besi oksida seperti Fe3O4
(magnetit). Fe3O4 merupakan salah satu fase dari oksida besi yang bersifat amfoter
(kemampuan suatu zat yang dapat berpindah sifat keasaman dari asam ke sifat basa)
dan memiliki daya serap yang tinggi. Magnetit (Fe3O4) merupakan salah satu mineral
golongan besi oksida yang memiliki sifat magnetik paling kuat di alam dengan
struktur kristal berbentuk kubus. Kelainan dapat diperoleh dari alam yaitu dari pasir
besi, bahan ini juga dapat disintesis dari bahan-bahan lain menggunakan reaksi kimia
dan larutan-larutan kimia tertentu.
Perubahan ukuran partikel magentit Fe3O4 akan memperngaruhi sifat-sifat
yang dimilikinya. Daftar sifat fisika dan kimia dari bahan magnetit(Fe3O4) disajikan
pada Tabel 1.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1. Sifat Fisika dan Kimia Magnetit (Fe3O4)
Sifat Fisika
Sifat Kimia
1. Warna : Hitam
1. Rumus kimia : Fe3O4
2. Kilau : kusam
2. Unsur yang terkandung : Fe, O
3. Kristal magnetit tidak tembus
3. Unsur pengotor (impuritas) : Mn,
pandang (buram)
Mg, Zn, Ni, Cr, Ti, V dan Al
4. Struktur kristal spinel
5. Tingkat kekerasan 681-792
kg/mm2
6. Kepadatan : 5,2 g/cm3
7. Temperatur Curie (Tc) =
575ºC - 585ºC
Sumber: Clara Saragih, 2016
Fe3O4 berukuran nano memiliki sifat ferimagnetik dan memiliki peluang
aplikasi luas. Dalam pengaplikasiannya Fe3O4 yang berukuran parikel nano
merupakan alternatif yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan bahan baku
industri di bidang elektronik. Seperti aplikasi pada bidang industri berukuran
naopartikel adalah pada keramik, sebagai katalis, energy storage, magnetic data
storage, ferofluida, maupun dalam diagnosis medis. Agar dapat diaplikasikan dalam
berbagai bidang tersebut, sangatlah penting untuk mempertimbangkan ukuran
partikel, sifat magnetik, dan sifat permukaan dari partikel nano itu sendiri.
Rumus kimia magnetit (Fe3O4) sering ditulis dalam bentuk FeO.Fe2O3 di
mana satu bagian adalah wustite (FeO) dan bagian lainnya adalah hematit (Fe2O3).
Selain itu magnetit mempunyai struktur kristal spinel dengan sel unit kubik yang
terdiri dari 32 ion oksigen, di mana celah-celahnya ditempati oleh ion Fe2+ dan Fe3+.
Delapan ion Fe3+ dalam tiap sel berada pada bagian tetrahedral (A), karena
berlokasi di tengah sebuah tetrahedron yang keempat sudutnya ditempati ion
oksigen. Sisanya delapan ion Fe3+ dan delapan ion Fe2+ berada pada bagian
oktahedral, karena ion-ion oksigen disekitarnya menempati sudut-sudut oktahedron
yang sudut-sudutnya ditempati oleh enam atom oksigen. Tiap-tiap unit sel berisi
sejumlah ion, di mana secara kompleks sulit dibayangkan. Satu sel terbagi menjadi 8
Universitas Sumatera Utara
oktan (kubus spinel), masing-masing berukuran a/2, empat oktan yang berarsir
memiliki ukuran isi yang sama, begitu pula dengan cara yang sama, tetrahedral di
oktan terarsir dan oktahedral di oktan tidak terarsir.
2.3 Metode Kopresipitasi
Kopresipitasi merupakan proses kimia yang diawali dengan adanya zat
terlarut yang mengendap sehingga menghasilkan endapan yang diinginkan.
Pengendapan terjadi sebagai akibat pembentukan kristal campuran. Selain itu
endapan ini dapat pula terbentuk karena adanya absorbsi (penyerapan) ion-ion
selama proses pengendapan. Setelah endapan terbentuk, langkah selanjutnya adalah
meningkatkan kemurnian dari endapan dengan cara menyaring endapan ,
melarutkannya lagi dan mengendapkan lagi secara berulang-ulang. Hal ini dilakukan
agar terjadi dekomposisi ion-ion yang terikat oleh larutan pengikat (larutan basa)
sedangkan ion-ion yang tidak terikat oleh larutan pengikat akan bereaksi
membentuk produk/hasil reaksi. Kopresipitasi memiliki reaksi fisik dan kimia yang
dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Sifat Fisik dan Kimia dari Metode Kopresipitasi
Sifat Fisik
Sifat Kimia
1. Suhu reaksi yang diperlukan
7). Pada sintesis nano partikel magnetit
(Fe3O4), diperlukan garam-garam yang digunakan sebagai bahan dasar yang
selanjutnya dilarutkan dan diaduk bersama-sama di dalam media pelarut.
Universitas Sumatera Utara
Larutan yang telah diaduk sampai homogen perlu ditambahkan larutan
pengendap sedemikian rupa sehingga endapan yang didapatkan mempunyai
homogenitas yang tinggi (Negara, dkk. 2008).
2.4 PEG (Polyethylene Glycol)
PEG merupakan polimer yang banyak digunakan dalam industri pangan,
kosmetik dan farmasi. Secara kimiawi PEG disebut juga makrogol, merupakan
polimer sintetik dari oksietilen. PEG umumnya memiliki bobot molekul antara 200300000. Penamaan PEG umumnya ditentukan dengan bilangan yang menunjukkan
bobot molekul rata-rata.(Leuner and Dressman, 2000)
PEG adalah suatu polimer yang terdiri dari beberapa ikatan monomer.
Monomer ini adalah suatu senyawa yang dapat dipolimerisasi. PEG mempunyai sifat
stabil, mudah larut dalam air hangat, tidak beracun, nonkorosi, tidak berbau, tidak
berwarna dan memiliki titik lebur yang sangat tinggi (580ºF), tersebar merata,
higoskopik (mudah menguap) dan juga dapat mengikat pigmen.
Fungsi PEG dalam penelitian ini, dapat dipakai untuk membentuk dan
mengontrol ukuran dan struktur pori partikel yang dilapisi. Dalam hal ini PEG tidak
terbentuk agregat, hal ini dikarenakan PEG terjebak pada permukaan partikel dan
menutupi ion negatif pada besi, dan pada akhirnya akan diperoleh hasil partikel
dengan bentuk bulatan yang seragam. Akat tetapi jumlah PEG yang ditambahkan
jumlah cukup besar agar bekerja sesuai dengan fungsi.
PEG ini banyak sekali manfaatnya dalam kehidupan sehari-hari, seperti
campuran cat, tinta, kosmetik, perlengkapan mandi, industri kertas, kulit karet dan
lain-lain. Tetapi untuk pembahasan kali ini kita fokuskan untuk mengontrol ukuran
suatu partikel.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3. Sifat Kelarutan Masing-Masing PEG
PEG 200
300
400
600
PEG 1000
1500
1540
4000
6000
BM rata-
Bobot
Viskositas
Suhu
rata
Jenis
cp
Beku
190-210
285-315
1,125
1,125
55-70
80-100
380-420
570-630
950-1050
1500-1600
1300-1700
3000-3700
6000-7500
1,125
1,125
1,151
1,150
1,204
105-140
135-175
45-8
110-210
>210
-50ºC
-16-12ºC
2-6ºC
17-22
35-40ºC
44-45ºC
53-58ºC
55-60ºC
Higropisitas
Kelarutan
gliserin=
ke dalam air
100
20ºC
70
60
Larut
Larut
55
40
30
-
Larut
Larut
70
73
70
62
50
PEG umumnya memiliki bobot molekul antara 200-300000, penamaan PEG
umumnya di tentukan dengan bilangan yang menunjukkan bobot molekul rata-rata.
Konsistensinya sangat dipengaruhi oleh bobot molekul. PEG dengan bobot molekul
200-600 berbentuk cairan, PEG 1500 semi padat dan PEG 3000-20000 atau lebih
berupa padatan semi kristalin, dan PEG yang lebih dari 100000 berbentuk seperti
resin pada suhu kamar. Umumnya PEG dengan bobot molekul 1500-20000 yang
digunakan untuk dispersi padat. Polimer ini mudah larut dalam berbagai pelarut, titik
leleh dan toksisitasnya rendah, berada dalam bentuk semikristalin. Kebanyakan PEG
yang digunakan memiliki bobot molekul antara 4000 dan 20000, khusunya PEG
4000 dan PEG 6000.
2.5. Sifat Kemagnetan Bahan
Bahan magnetik adalah suatu bahan yang memiliki sifat kemagnetan dalam
komponen pembentuknya. Menurut sifatnya terhadap adanya pengaruh kemagnetan,
bahan dapat digolongkan menjadi 5 yaitu:
2.5.1. Bahan Diamagnetik
Bahan Diamagnetik adalah bahan yang tidak memiliki momen dipol
magnet permanen. Jika bahan diamagnetik diberi medan magnet luar, maka
elektron-elektron dalam atom akan mengubah gerakannya sedemikian rupa
Universitas Sumatera Utara
sehingga menghasilkan resultan medan magnet atomis yang arahnya
berlawanan dengan medan magnet luar tersebut. Contoh bahan diamagnetik
yaitu bismut, perak, emas, tembaga dan seng.
2.5.2. Bahan Paramagnetik
Bahan Paramagnetik adalah bahan yang resultan medan magnet
atomis masing-masing molekulnya tidak nol, tetapi resultan medan magnet
atomis total seluruh atom/molekul dalam bahan nol. Bahan ini jika diberi
medan magnet luar, maka elektron-elektronnya akan berusaha sedemikian
rupa sehingga resultan medan magnet atomisnya searah dengan medan
magnet luar. Sifat ini ditimbulkan oleh momen magnetik spin yang menjadi
terarah oleh medan magnet luar. Pada bahan ini, efek diamagnetik (efek
timbulnya medan magnet yang melawan medan magnet penyebabnya) dapat
timbul, tetapi pengaruhnya sangat kecil.
2.5.3. Bahan Ferromagnetik
Bahan Ferromagnetik adalah bahan yang mempunyai resultan medan
atomis besar. Hal ini terutama disebabkan oleh momem magnetik spin
elektron. Pada bahan ferromagnetik banyak spin elektron yang tidak
berpasangan, misalnya pada atom besi terdapat empat buah spin elektron
yang tidak berpasangan. Masing-masing spin elektron yang tidak berpasangan
ini akan memberikan medan magnetik, sehingga total medan magnetik yang
dihasilkan oleh suatu atom lebih besar.
2.5.4. Bahan Superparamagnetik
Superparamagnetik adalah jenis magnetik yang terjadi pada
nanopartikel ferromagnetik atau ferrimagnetik yang kecil. Ukurannya
sekitar beberapa nanometer yaitu sekitar puluhan nanometer yang
tergantung pada materialnya. Selain itu, nanopartikel ini adalah partikel
single domain. Pendekatan yang sederhana, total momen magnetik pada
nanopartikel dapat dianggap sebagai salah satu momen magnetik raksasa,
yang terdiri dari semua momen magnetik pada atom-atom yang
membentuk partikel nano (Benz, 2012).
Partikel dengan satu domain magnetik memiliki momen magnetik
yang tidak stabil sehingga momen magnetik dalam partikel ini sangat
Universitas Sumatera Utara
mudah dipengaruhi oleh medan magnet eksternal maupun fluktuasi termal.
Dalam orde tertentu, nanopartikel magnetik juga menunjukkan keadaan
yang khas dimana koersivitas partikel tersebut sama dengan nol (Hc = 0)
atau
Hc