Komposit Polimer-Selulosa Rekayasa Proses Fibrilasi Selulosa Untuk Penguat Dan Pengisi Komposit Polimer

10 struktur selulosa dengan mengubah kristalin selulosa menjadi amorf. Perlakuan HCW serupa dengan perlakuan uap, namun dapat melarutkan lebih banyak komponen larut air pada konsentrasi yang lebih rendah karena menggunakan air dalam jumlah yang lebih banyak. Ketika suhu dan tekanan air ditingkatkan hampir mendekati titik kritis, air berubah menjadi pelarut ionik karena terbentuknya ion hydronium dan pH turun menjadi sekitar 4 Brunner 2009 diacu dalam Chun et al. 2012, karena di dalam air panas, hemiselulosa terurai menjadi asam asetat dan asam format. Pada pH yang rendah tersebut, komponen lignin cenderung untuk terurai, namun masih dapat mempertahankan keberadaan selulosa. Serat pelepah sawit telah dimanfaatkan sebagai pengisi dalam matriks PP daur ulang Abdul-Khalil et al. 2010 atau PP homopolimer Jasmi et al. 2014. Serat pelepah sawit dalam bentuk bundle fibers sepanjang 1 cm digunakan sebagai pengisi matriks PP daur ulang 10 fiber loading. Keteguhan tarik dan modulus tarik komposit PP daur ulangserat pelepah sawit sebesar 27,0 MPa dan 1,5 GPa Abdul-Khalil et al. 2010. Partikel pelepah sawit dengan ukuran 425 µm digunakan sebagai pengisi matriks PP homopolimer 10 fiber loading. Nilai keteguhan lentur, modulus lentur, keteguhan tarik dan modulus tarik komposit PP homopolimerpartikel pelepah sawit, berturut-turut adalah 43,53 MPa, 2.251 MPa, 22,14 MPa dan 2.472 MPa Jasmi et al. 2014. Telah disebutkan sebelumnya, disintegrasi atau fibrilasi serat mempengaruhi sifat mekanis serat. Fibrilasi serat TKS menjadi serat berukuran nano dengan high pressure homogenizer diteliti oleh Jonoobi et al. 2011. Pada tahap awal, serat TKS direaksikan dengan campuran NaOH 12 dan anthraquinone 1 pada suhu 160 C selama 105 menit. Tahap pemutihan serat dilakukan pada suhu 70 C dengan 3 tahap: tahap 1 dengan campuran sodium chlorite 2 dan asam asetat 3 selama 180 menit, tahap 2 dengan campuran NaOH 1,5 dan H 2 O 2 1 selama 90 menit, tahap 3 dengan campuran sodium chlorite 1,25 dan asam asetat 3 selama 90 menit. Setelah pulp terputihkan dikering-udarakan, tahap fibrilasi dilanjutkan secara mekanis dengan grinder, disintegrator 3000 rpm selama 20 menit, mechanical blender selama 15 menit dan high pressure homogenizer konsistensi pulp 0,3. Tahap pemutihan serat meningkatkan kandungan selulosa menjadi sekitar 90 kadar selulosa serat TKS tanpa pemutihan sebesar 40 dan berhasil mengurai serat TKS hingga diameter serat berukuran antara 8 sampai 14 µm diameter serat TKS tanpa pemutihan antara 100 sampai 150 µm. Fibrilasi mekanis telah berhasil mendapatkan serat TKS berukuran antara 5 sampai 40 nm. Dari literatur yang diuraikan di atas, pemanfaatan pelepah sawit sebagai pengisi dalam matriks polimer, terbatas dalam bentuk bundle fibers atau partikel. Belum ada laporan mengenai pemanfaatan selulosa pelepah sawit yang difibrilasi sebagai pengisi atau penguat dalam matriks polimer.

2.5 Akar wangi

Vetiveria zizanioides Linn. sebagai Sumber Selulosa Serat berukuran mikro dan nano dari batang dan daun tanaman akar wangi dihasilkan dengan proses ultrasonifikasi dan digunakan untuk memodifikasi resin melamin formaldehida. Melamine formaldehida yang dimodifikasi dengan serat nano akar wangi kemudian di-impregnasi pada permukaan kertas untuk meningkatkan ketahanan kertas terhadap abrasi Wang et al. 2011. 11 Daun tanaman akar wangi dikeringkan dan digiling menjadi tepung kemudian dimanfaatkan sebagai bahan baku untuk pembuatan papan menggunakan polipropilena sebagai perekat. Selain memanfaatkan daun, serat daun akar wangi dihasilkan dengan cara merendam daun dalam larutan NaOH 1 bv selama 5 hari kemudian disikat untuk menghilangkan bagian selain serat. Perlakuan NaOH 5 bv dan silane 2 bv terhadap serat daun akar wangi dilakukan untuk meningkatkan kesesuaian antara serat daun akar wangi yang bersifat polar dengan polipropilena PP yang bersifat non polar Ruksakulpiwat et al. 2007. Penelaahan mendalam mengenai serat akar wangi sebelum dan setelah mendapatkan perlakuan NaOH telah dilakukan oleh Sutapun et al. 2010. Selain dengan perlakuan kimia, upaya untuk meningkatkan kesesuaian antara serat akar wangi dengan PP telah dilakukan dengan perlakuan panas pada suhu 170 C Sutapun et al. 2012. Pengembangan komposit daun akar wangi dan PP terus dikembangkan di Thailand untuk menghasilkan komposit dengan karakteristik dengan sifat fisik dan mekanik yang baik. Penambahan karet alam dan karet EPDM ethylene propylene diene monomer dimaksudkan untuk meningkatkan kekuatan impact dari komposit serat daun akar wangi dan PP Ruksakulpiwat et al. 2008 dan Ruksakulpiwat et al. 2009. Komposit serat daun akar wangi dan PP pada akhir penggunaannya biasanya dihancurkan dengan cara dibakar. Untuk mendapatkan desain kilang pembakaran yang efisiensi, kinetika pirolisis komposit telah dipelajari oleh Hirunpraditkoon dan Gracia 2009. Selain menggunakan PP, komposit dari akar wangi dikembangkan dengan menggunakan campuran antara poli asam laktat PLA dan karet alam Juntuek et al. 2010. Proses kristalisasi antara PLA dan serat akar wangi merupakan mekanisme penting untuk menghasilkan komposit dengan sifat mekanis yang baik Boonying et al. 2012.