daerah-daerah kristalin dengan berkas yang rapat dan ikatan antar rantai yang kuat mungkin tidak dapat dicapai sama sekali. Pembengkakan awal selulosa diperlukan
baik dalam eterifikasi alkali maupun dalam esterfikasi asam Eero Sj őstrőm,
1995.
2.3.2 Asetilasi Selulosa
Selulosa dapat dimodifikasi melalui reaksi esterifikasi, hal ini disebabkan karena gugus OH pada selulosa merupakan gugus-gugus polar yang dapat diganti
oleh gugus-gugus atau senyawa-senyawa nukleofil dalam larutan asam kuat. Secara teoritis pembentukan ester selulosa adalah mungkin dengan semua asam anorganik
maupun organik. Adanya tiga gugus OH pada setiap unit glukosa memungkinkan pembentukan mono, di, atau triester. Saling pengikatan gugus-gugus OH dengan
ikatan hidrogen didalam struktur supramolekul selulosa dipecah sebagian atau keseluruhan selama esterifikasi. Masuknya gugus ester menghancurkan rantai-rantai
selulosa, hingga strukturnya sangat berubah atau bahkan rusak. Pembentukan ester yang lebih cepat dan sama dapat diperoleh dengan cara
perlakuan awal selulosa menggunakan air atau asam asetat. Kecepatan asetilasi selulosa yang membengkak-awal kira-kira tiga kali lebih tinggi daripada selulosa
yang tidak membengkak. Pembengkakan awal jelas membuka jalan untuk media pengasetilasi mencapai daerah yang teratur dengan lebih mudah. Perlakuan awal
dengan H
2
SO
4
encer, larutan ammonia dan etilena diamin dapat mempercepat asetilasi. Pada umumnya anhidrida asetat digunakan sebagai media asetilasi. Reaksi
asetilasi juga membutuhkan adanya katalisator, asam sulfat dan asam perklorat telah terbukti paling efektif Dietrich Fengel dan Gerd Wegener,1995.
Universitas Sumatera Utara
Menurut Eero Sj őstrőm 1995 Asetilasi selulosa yang dikatalisis dengan
asam berlangsung menurut persamaan reaksi sebagai berikut:
Gambar 2.3 Asetilasi Selulosa yang Dikatalisis dengan Asam
Setelah protonasi anhidrida asetat ion karbonium elektrofil yang dibentuk ditambahkan pada atom oksigen hidroksil nukleofil selulosa. Zat antara ini kemudian
terurai kemudian menjadi selulosa asetat dan asam asetat dengan membebaskan proton.
2.3.3 Selulosa Asetat
Selulosa asetat merupakan ester yang paling penting yang berasal dari asam organik. Bila dibandingkan dengan selulosa nitrat, selulosa asetat tidak mudah
terbakar Dietrich Fengel dan Gerd Wegener,1995. Berdasarkan SNI 06-2115-1991 defenisi Selulosa asetat adalah selulosa yang berupa gugusan hidroksilnya digantikan
oleh gugusan asetil -OCCH
3
dengan rumus kimia: [C
6
H
7
O
2
COOCH
3 x
]
y
, berbentuk padatan putih tidak beracun, tak berasa, tak berbau, untuk pembuatan serat.
Selulosa asetat telah dipakai secara luas diantaranya sebagai material membran, filter rokok, tekstil, plastik dan industri makanan serta farmasi. Hingga saat ini selulosa
asetat diketahui mempunyai sifat yang sangat baik sebagai polimer alam didasarkan oleh dua alasan berikut yaitu:
Universitas Sumatera Utara
1. Mempunyai derajat polimerisasi yang tinggi dan orientasi molekulnya linear.
2. Kemampuannya membentuk ikatan hidrogen inter dan intrarantai yang stabil
dengan molekulnya sendiri maupun terhadap molekul tetangganya untuk membentuk mikrofibril Hinterstoisser, Akerholm dan salmean, 2003.
Menurut Ranby dan Rydholm 1956 dalam Eero Sj őstrőm 1995; Fengel dan
Wegener 1995 terdapat hubungan antara derajat substitusi terhadap pelarut maupun aplikasi dari selulosa asetat seperti pada table 2.2 berikut:
Table 2.2 Hubungan antara Derajat Substitusi terhadap Pelarut maupun Aplikasi
dari Selulosa
Asetat
No Derajat Substitusi
Pelarut Aplikasi
1 0,6-0,9 Air
- 2
1,2-1,8 2-metoksietanol
Pernis dan Plastik 3 1,8-1,9 Air-Propanol-Kloroform Tekstil,
Komposit 4
2,2-2,3 Aseton
Pernis dan Plastik 5 2,3-2,4
Aseton Rayon
asetat 6 2,5-2,6
Aseton Film
sinar-X 7
2,8-2,9 Metilena Klorida-Etanol
lembaran Penginsulasi 8 2,9-3,0
Metilena Klorida
Tekstil Shibata et al 2010 menyebutkan bahwa derajat substitusi juga berpengaruh
terhadap karakter fisik produk yang dihasilkan, selulosa asetat yang mempunyai derajat substitusi asetil yang tinggi menunjukkan kelarutan yang rendah dalam
pelarut, tetapi menghasilkan produk yang mempunyai karakter fisik yang sangat baik. Secara umum pembuatan selulosa asetat yaitu selulosa sebagai bahan dasar
direaksikan dengan pelarut asam asetat atau asetat anhidrat dengan adanya katalis untuk sintesis selulosa asetat. Dalam sintesis ini asam asetat berfungsi sebagai
pelarut, asam sulfat berfungsi sebagai katalis dan asetat anhidrat sebagai donor asetil. Reaksi umum sintesis selulosa asetat dapat dilihat pada gambar 2.4 sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4 Reaksi Sintesis Selulosa Asetat http:Wikipedia, diunduh Desember
2010
Berdasarkan derajat substitusinya selulosa asetat dapat dibagi menjadi tiga yaitu: 1.
Selulosa monoasetat dengan derajat substitusi DS 0 DS 2 larut dalam aseton dan mempunyai titik leleh 235
C. 2.
Selulosa diasetat dengan derajat substitusi DS 2,0 – 2,8 dengan kandungan asetilnya 35 – 43,5 dengan titik leleh 235
C 3.
Selulosa triasetat dengan derajat substitusi DS 2,8 – 3,0 mempunyai kandungan asetil 43,5 – 44,8 dengan titik leleh 265 – 295
C. Derajat substitusi selulosa asetat adalah 0 – 3 dan meningkatnya derajat substitusi
akan meningkatkan titik leleh dari selulosa asetat Misdawati, 2008.
Universitas Sumatera Utara
2.4 Komposit
