Grafting Α-Selulosa Dari Tandanbuah Aren Dengan Sigma-Caprolactone
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
(P 2 O 5 ) 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
monomer yang akan membentuk rantai utama (Rachmi, 2012). Contoh senyawa yang
Universitas Sumatera Utara
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 (εcaprolactone) 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
dan dikarakterisasi dengan menggunakan uji FT-IR.
Universitas Sumatera Utara
1.2. Permasalahan
Permasalahan dalam penelitian ini adalah:
1. Apakah selulosa yang diisolasi dari tandan buah aren dapat digrafting oleh εcaprolactone.
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.
Universitas Sumatera Utara
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 HNO 3
3,5% dan 10 mg NaNO 2 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 Na 2 SO 3 2% kemudian dipanaskan pada
suhu 50oC 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.
2. Tahap kedua adalah dilakukan proses pemurnian α-selulosa dari sampel dengan
500 mL NaOH 17,5% dan dipanaskan pada suhu 80oC selama 30 menit, disaring
dan ampas dicuci hingga netral, Selanjutnya dilakukan pemutihan dengan H 2 O 2
10% pada suhu 600C selama 15 menit, dicuci dan disaring selulosa yang terbentuk
hingga netral, lalu dilakukan pengeringan dengan oven pada suhu 50oC selama3
jam.
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.
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 FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy).
Universitas Sumatera Utara
1.7.Lokasi Penelitian
Penelitian dilakukan di Lab Kimia Polimer FMIPA USU, Medan dan analisa FT-IR
dilakukan di lab organik FMIPA UGM.
Universitas Sumatera Utara
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
(P 2 O 5 ) 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
monomer yang akan membentuk rantai utama (Rachmi, 2012). Contoh senyawa yang
Universitas Sumatera Utara
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 (εcaprolactone) 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
dan dikarakterisasi dengan menggunakan uji FT-IR.
Universitas Sumatera Utara
1.2. Permasalahan
Permasalahan dalam penelitian ini adalah:
1. Apakah selulosa yang diisolasi dari tandan buah aren dapat digrafting oleh εcaprolactone.
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.
Universitas Sumatera Utara
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 HNO 3
3,5% dan 10 mg NaNO 2 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 Na 2 SO 3 2% kemudian dipanaskan pada
suhu 50oC 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.
2. Tahap kedua adalah dilakukan proses pemurnian α-selulosa dari sampel dengan
500 mL NaOH 17,5% dan dipanaskan pada suhu 80oC selama 30 menit, disaring
dan ampas dicuci hingga netral, Selanjutnya dilakukan pemutihan dengan H 2 O 2
10% pada suhu 600C selama 15 menit, dicuci dan disaring selulosa yang terbentuk
hingga netral, lalu dilakukan pengeringan dengan oven pada suhu 50oC selama3
jam.
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.
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 FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy).
Universitas Sumatera Utara
1.7.Lokasi Penelitian
Penelitian dilakukan di Lab Kimia Polimer FMIPA USU, Medan dan analisa FT-IR
dilakukan di lab organik FMIPA UGM.
Universitas Sumatera Utara