Serat Katun Anti UV Aplikasi Nanoteknolo
Serat Katun Anti-UV: Aplikasi Nanoteknologi Lapis Tipis dalam Fabrikasi Tekstil
Melalui Kombinasi Pemeka UV Nanosol Silika-Titania-Tinuvin 350
Canggih Setya B.*, Fenny Pangestu, Nur Abi P.P., Gratha Adhitya P.
Jurusan Kimia, F-MIPA, Universitas Gadjah Mada
Jl. Sekip Utara Sekip Utara 55281 Yogyakarta
*Email: [email protected]
ABSTRAK
Penurunan konsentrasi ozon di atmosfer mengakibatkan pemaparan
radiasi UV semakin meningkat sehingga dibutuhkan tekstil atau pakaian yang
dapat melindungi kulit secara langsung dari radiasi sinar UV. Penelitian ini
mengkaji pelapisan nanokomposit silika-titania-tinuvin 350 pada kain katun.
Nanokomposit dipreparasi melalui pencampuran nanosol silika dan titania yang
telah dipreparasi dari hidrolisis alkoksida logam dengan 20 ppm larutan tinuvin
350. Pelapisan serat kain katun dilakukan dengan metode celup kemudian
dikukus selama 30 menit untuk menghasilkan struktur kristalin pada
nanokomposit. Identifikasi terbentuknya titania maupun silika hasil sintesis
diamati melalui puncak pita serapan inframerah karakteristik. Karakterisasi XRD
terhadap lapis tipis nanokomposit setelah dikukus menunjukkan puncak tajam
pada 2θ sekitar 25o yang menandakan fasa anatase dari titania, yang memiliki
fotoaktivitas terbaik dibanding fasa kristal lainnya. Hasil uji absorbansi dan
reflektansi pada daerah UV menunjukkan komposisi nanokomposit silika: titania:
tinuvin (3:6:1) memiliki fotoaktivitas anti-UV terbaik (absorbansi 1,517 dan
reflektansi 5,68%). Analisa SEM dan EDXS menunjukkan morfologi serat kain
dengan lapis tipis nanokomposit dan memiliki ketahanan terhadap proses
pencucian, penjemuran, penyetrikaan, dan bleaching.
Kata kunci: anti-UV, nanokomposit, kain katun, silika-titania-tinuvin 350
PENDAHULUAN
Radiasi sinar UV (ultra violet) pada daerah panjang gelombang 280-400 nm
dapat menyebabkan berbagai masalah kesehatan seperti sunburn, alergi dan
bahkan kanker kulit (Lapidot et al, 2003). Beberapa tahun ini, pemaparan
radiasi UV terhadap kehidupan di bumi telah meningkat terkait dengan
penurunan konsentrasi ozon di atmosfer. Lapisan ozon yang berfungsi sebagai
filter radiasi sinar UV tidak lagi dapat melindungi kehidupan di permukaan bumi
karena telah banyak terbentuk lubang ozon pada lapisan tersebut. Oleh karena itu,
terdapat permintaan yang cukup besar terhadap piranti yang mampu
memberikan sistem proteksi terhadap radiasi UV. Terlebih lagi, produk
tersebut dapat secara langsung diaplikasikan pada kulit dimana tekstil atau
pakaian memiliki peranan penting dalam melindungi kulit dari radiasi sinar
UV.
Perkembangan permintaan pasar yang cukup tinggi pada industri tekstil
terjadi pada produk tekstil fungsional, sebagai contoh perkembangan pasar produk
tekstil fungsional di Jerman pada tahun 2002 mencapai penjualan 24,3% (Mahltig
1
dan Helfried, 2005). Fenomena ini disebabkan meningkatnya permintaan pasar
terhadap tekstil yang menghasilkan nilai tambah fungsional baru dengan adanya
proses penambahan menggunakan teknologi (Wong, 2006). Sebagai contoh,
dengan adanya penambahan bahan tertentu yang bersifat sebagai absorber UV,
penurunan kualitas tekstil akibat radiasi sinar UV yang mendegradasi
selulosa pada serat kain dapat dicegah.
Perlindungan serat pada jalinan tekstil dapat dilakukan melalui pelapisan serat
menggunakan lapisan nanokomposit oksida logam (TiO2, ZnO, dan SiO2). Bahan
aktif ini dapat berperan sebagai pelindung tekstil serat katun dari sengatan radiasi
sinar UV. Perlindungan tekstil terhadap radiasi sinar UV tergantung pada
karakteristik fisiknya, seperti ketebalan tekstil, porositas dan warna tekstil tersebut
(Mahltig dan Helfried, 2005). Oleh karena itu, treatment tekstil hingga didapatkan
sifat yang memiliki sistem proteksi terhadap radiasi sinar UV sangatlah
berprospek untuk dikembangkan. Berbagai cara dapat dilakukan untuk
menjadikan material tekstil dengan kemampuan melindungi radiasi sinar UV,
seperti pigmentasi menggunakan UV absorber organik (fenilakrilat atau
bentriazol) dan pelapisan menggunakan UV absorber anorganik (TiO2, ZnO dan
SiO2). Dalam penelitian ini, telah dilakukan penggabungan dua absorber UV,
yaitu absorber organik dan anorganik untuk mendapatkan sifat
perlindungan UV yang lebih optimal. Absorber organik yang digunakan pada
penelitian ini adalah zat warna tinuvin 350, dan absorber anorganiknya adalah
nanokomposit SiO2-TiO2 (silika-titania). Teknik lapis tipis yang menerapkan
nanoteknologi ini diharapkan dapat memberikan properti baru pada tekstil serat
katun yakni tekstil anti-UV, sehingga diharapkan memiliki ketahanan yang cukup
baik terhadap kerusakan yang disebabkan oleh radiasi sinar UV.
TUJUAN PENELITIAN
Tujuan yang ingin dicapai melalui program ini adalah sebagai berikut: (i)
Dapat dihasilkan kain katun anti-UV yang dapat digunakan sebagai bahan dasar
pembuatan pakaian anti-UV; (ii) Menerapkan metode baru dalam pelapisan antiUV sehingga diharapkan dapat meningkatkan kemandirian bangsa dalam
teknologi tekstil.
KEGUNAAN PROGRAM
Adapun kegunaan program ini antara lain :
a. Memberikan suatu teknik baru dalam pelapisan serat katun sebagai bahan
dasar tekstil anti-UV.
b. Penelitian ini juga dapat dikembangkan dan dimanfaatkan oleh produsen
tekstil baik skala industri maupun manufaktur, agar didapatkan tekstil
anti-UV secara efisien dan efektif.
2
BAGAN PROSEDUR KERJA
3
Kain sebelum (kiri) dan sesudah
pelapisan (kanan)
4
Secara umum, serat kain dengan pelapisan komposit organik,
anorganik, maupun kombinasi keduanya memiliki absorbansi di daerah UV
yang lebih tinggi dibandingkan blanko. Sementara, Gambar menunjukkan
bahwa nilai reflektansi dengan harga
Melalui Kombinasi Pemeka UV Nanosol Silika-Titania-Tinuvin 350
Canggih Setya B.*, Fenny Pangestu, Nur Abi P.P., Gratha Adhitya P.
Jurusan Kimia, F-MIPA, Universitas Gadjah Mada
Jl. Sekip Utara Sekip Utara 55281 Yogyakarta
*Email: [email protected]
ABSTRAK
Penurunan konsentrasi ozon di atmosfer mengakibatkan pemaparan
radiasi UV semakin meningkat sehingga dibutuhkan tekstil atau pakaian yang
dapat melindungi kulit secara langsung dari radiasi sinar UV. Penelitian ini
mengkaji pelapisan nanokomposit silika-titania-tinuvin 350 pada kain katun.
Nanokomposit dipreparasi melalui pencampuran nanosol silika dan titania yang
telah dipreparasi dari hidrolisis alkoksida logam dengan 20 ppm larutan tinuvin
350. Pelapisan serat kain katun dilakukan dengan metode celup kemudian
dikukus selama 30 menit untuk menghasilkan struktur kristalin pada
nanokomposit. Identifikasi terbentuknya titania maupun silika hasil sintesis
diamati melalui puncak pita serapan inframerah karakteristik. Karakterisasi XRD
terhadap lapis tipis nanokomposit setelah dikukus menunjukkan puncak tajam
pada 2θ sekitar 25o yang menandakan fasa anatase dari titania, yang memiliki
fotoaktivitas terbaik dibanding fasa kristal lainnya. Hasil uji absorbansi dan
reflektansi pada daerah UV menunjukkan komposisi nanokomposit silika: titania:
tinuvin (3:6:1) memiliki fotoaktivitas anti-UV terbaik (absorbansi 1,517 dan
reflektansi 5,68%). Analisa SEM dan EDXS menunjukkan morfologi serat kain
dengan lapis tipis nanokomposit dan memiliki ketahanan terhadap proses
pencucian, penjemuran, penyetrikaan, dan bleaching.
Kata kunci: anti-UV, nanokomposit, kain katun, silika-titania-tinuvin 350
PENDAHULUAN
Radiasi sinar UV (ultra violet) pada daerah panjang gelombang 280-400 nm
dapat menyebabkan berbagai masalah kesehatan seperti sunburn, alergi dan
bahkan kanker kulit (Lapidot et al, 2003). Beberapa tahun ini, pemaparan
radiasi UV terhadap kehidupan di bumi telah meningkat terkait dengan
penurunan konsentrasi ozon di atmosfer. Lapisan ozon yang berfungsi sebagai
filter radiasi sinar UV tidak lagi dapat melindungi kehidupan di permukaan bumi
karena telah banyak terbentuk lubang ozon pada lapisan tersebut. Oleh karena itu,
terdapat permintaan yang cukup besar terhadap piranti yang mampu
memberikan sistem proteksi terhadap radiasi UV. Terlebih lagi, produk
tersebut dapat secara langsung diaplikasikan pada kulit dimana tekstil atau
pakaian memiliki peranan penting dalam melindungi kulit dari radiasi sinar
UV.
Perkembangan permintaan pasar yang cukup tinggi pada industri tekstil
terjadi pada produk tekstil fungsional, sebagai contoh perkembangan pasar produk
tekstil fungsional di Jerman pada tahun 2002 mencapai penjualan 24,3% (Mahltig
1
dan Helfried, 2005). Fenomena ini disebabkan meningkatnya permintaan pasar
terhadap tekstil yang menghasilkan nilai tambah fungsional baru dengan adanya
proses penambahan menggunakan teknologi (Wong, 2006). Sebagai contoh,
dengan adanya penambahan bahan tertentu yang bersifat sebagai absorber UV,
penurunan kualitas tekstil akibat radiasi sinar UV yang mendegradasi
selulosa pada serat kain dapat dicegah.
Perlindungan serat pada jalinan tekstil dapat dilakukan melalui pelapisan serat
menggunakan lapisan nanokomposit oksida logam (TiO2, ZnO, dan SiO2). Bahan
aktif ini dapat berperan sebagai pelindung tekstil serat katun dari sengatan radiasi
sinar UV. Perlindungan tekstil terhadap radiasi sinar UV tergantung pada
karakteristik fisiknya, seperti ketebalan tekstil, porositas dan warna tekstil tersebut
(Mahltig dan Helfried, 2005). Oleh karena itu, treatment tekstil hingga didapatkan
sifat yang memiliki sistem proteksi terhadap radiasi sinar UV sangatlah
berprospek untuk dikembangkan. Berbagai cara dapat dilakukan untuk
menjadikan material tekstil dengan kemampuan melindungi radiasi sinar UV,
seperti pigmentasi menggunakan UV absorber organik (fenilakrilat atau
bentriazol) dan pelapisan menggunakan UV absorber anorganik (TiO2, ZnO dan
SiO2). Dalam penelitian ini, telah dilakukan penggabungan dua absorber UV,
yaitu absorber organik dan anorganik untuk mendapatkan sifat
perlindungan UV yang lebih optimal. Absorber organik yang digunakan pada
penelitian ini adalah zat warna tinuvin 350, dan absorber anorganiknya adalah
nanokomposit SiO2-TiO2 (silika-titania). Teknik lapis tipis yang menerapkan
nanoteknologi ini diharapkan dapat memberikan properti baru pada tekstil serat
katun yakni tekstil anti-UV, sehingga diharapkan memiliki ketahanan yang cukup
baik terhadap kerusakan yang disebabkan oleh radiasi sinar UV.
TUJUAN PENELITIAN
Tujuan yang ingin dicapai melalui program ini adalah sebagai berikut: (i)
Dapat dihasilkan kain katun anti-UV yang dapat digunakan sebagai bahan dasar
pembuatan pakaian anti-UV; (ii) Menerapkan metode baru dalam pelapisan antiUV sehingga diharapkan dapat meningkatkan kemandirian bangsa dalam
teknologi tekstil.
KEGUNAAN PROGRAM
Adapun kegunaan program ini antara lain :
a. Memberikan suatu teknik baru dalam pelapisan serat katun sebagai bahan
dasar tekstil anti-UV.
b. Penelitian ini juga dapat dikembangkan dan dimanfaatkan oleh produsen
tekstil baik skala industri maupun manufaktur, agar didapatkan tekstil
anti-UV secara efisien dan efektif.
2
BAGAN PROSEDUR KERJA
3
Kain sebelum (kiri) dan sesudah
pelapisan (kanan)
4
Secara umum, serat kain dengan pelapisan komposit organik,
anorganik, maupun kombinasi keduanya memiliki absorbansi di daerah UV
yang lebih tinggi dibandingkan blanko. Sementara, Gambar menunjukkan
bahwa nilai reflektansi dengan harga