Grafting Α-Selulosa Dari Tandanbuah Aren Dengan Sigma-Caprolactone
Bahan Sidang Meja Hijau
Departemen Kimia
GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN
SIGMA-CAPROLACTONE
OLEH
AHMAD FAUZI HARAHAP
110822024
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN
SIGMA-CAPROLACTONE
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
sarjana sains
OLEH
AHMAD FAUZI HARAHAP
110822024
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH
AREN DENGAN SIGMA-CAPROLACTONE
: SKRIPSI
: AHMAD FAUZI HARAHAP
: 110822024
: SARJANA (S1) KIMIA EKSTENSI
: KIMIA
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di
Medan, Maret 2014
Komisi Pembimbing
Pembimbing 2
Dr. Darwin Yunus Nasution, MS
NIP 195508101981031001
Pembimbing 1
Dr. Saharman Gea
NIP 196811101999031001
Diketahui/Disetujui oleh
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua,
Dr. Rumondang Bulan Nst, M.S
NIP 195408301985032001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN SIGMACAPROLACTONE
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan
ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Maret 2014
Ahmad Fauzi Harahap
110822024
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Segala puji dan syukur atas limpahan rezeki dan Rahmat Allah SWT, Karena jika
bukan karena-Nya, saya tidak akan mampu mengerjakan penelitian skripsi ini dengan
baik. Salawat dan salam untuk Rasulullah Muhamad SAW. Banyak hal sebagai
pembelajaran dan pembentukan dalam setiap waktu penulis rasakan sehingga semakin
melihat dan merasakan kebaikan dan kebesaran-Nya. Dalam pelaksanan penelitian
hingga penyelesaian skripsi ini, penulis menyadari banyak mendapat bantuan, motivasi
dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan
terimakasih kepada :
- Teristimewa kepada kedua orang tua saya, Bapak M. Arifin Harahap, SH dan Ibu
Duma Sari yang sangat penulis sayangi, yang telah banyak memberikan dukungan
moril, doa dan materi sepenuhnya kepada saya sehingga dapat menyelesaikan studi,
penelitian dan penulisan skripsi ini.
- Bapak Dr. Saharman Gea sebagai pembimbing I dan juga Bapak Dr. Darwin Yunus
Nasution sebagai pembimbing II, yang telah banyak membimbing dan mengarahkan
penulis dalam penyelesaian skripsi
- Ibu Dr. Rumondang Bulan, M.S dan Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc sebagai Ketua
dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU.
- Koordinator Kimia Ekstensi FMIPA USU Bapak Dr. Darwin Yunus Nasution, M.S
- Kepada Asisten Laboratorium Kimia Polimer terlebih lagi kepada Diana yang telah
banyak membantu dan memberikan saya semangat sehingga saya dapat menyelesaikan
studi, penelitian dan penulisan skripsi ini.
- Kepada semua teman, sahabat, dan semua pihak yang membantu terlaksananya dan
selesainya penelitian ini.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini dan isinya masih jauh dari sempurna,
penulis dengan kerendahan hati dalam hal ini sangat mengharapkan masukan, saran, dan
kritikan dari pembaca yang membangun.
Ahmad Fauzi Harahap
Universitas Sumatera Utara
GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN
SIGMA-CAPROLACTONE
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian grafting selulosa dengan ε-caprolactone dengan polimerisasi
pembukaan cincin (Ring Opening Polymerization), dimana menggunakan pelarut benzyl
alkohol dan tin octoate (Sn(oct) 2 ). Dalam hal ini diharapkan karakteristik dari permukaan
selulosa dimungkinkan untuk memperoleh suatu dispersi yang stabil dan meningkatkan
kompatibilitas bahan polimer. Tahapan-tahapan dalam pembuatan ini yaitu, penyiapan
bahan selulosa dari tandan aren, kemudian proses grafting dengan sigma caprolactone
dalam pelarut benzyl alkohol dan inisiator tin octoate. Karakteristik dilakukan
berdasarkan pengujian spektrofotometer inframerah (FT-IR) untuk mengetahui
perubahan gugus fungsi yang tergrafting. Hasil penelitian memperlihatkan adanya
bilangan gelombang pada daerah 1728,22 cm-1 menunjukkan vibrasi C=O streaching,
menandakan bahwa terjadi grafting selulosa dengan ε-caprolactone.
Kata kunci: selulosa; tin octoate; grafting; benzyl alkohol; ε-caprolactone dan
karakteristik
Universitas Sumatera Utara
GRAFTING α-CELLULOSE FROM EMPTY BUNCH WITH ε-CAPROLACTONE
ABSTRACT
Grafting of cellulose with ε-caprolactone has been conducted by the ring opening
polymerization (ROP), which used solvent benzyl alcohol and tin octoate (Sn (oct) 2 ). In
this case the expected characteristics of cellulose surface is possibility to obtain a stable
dispersion and the improvement of compatibility of polymeric material. The stages in the
manufacture of which, preparation of empty cellulosic bunch materials, then the process
of grafting with ε-caprolactone in solvent benzyl alcohol and tin octoate initiator.
Characteristics based on testing performed infrared spectrophotometer (FT-IR) to assess
changes in functional groups grafting . The results showed the existence of wave
numbered at 1728.22 cm-1 region shows vibration C=O streaching, indicating that the
grafting
of
cellulose
occurs
with
ε-caprolactone.
Keywords : Cellulose; Tin octoate; Grafting; Benzyl Alcohol; ε-caprolactone and
characteristics
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
PERSETUJUAN
PERNYATAAN
PENGHARGAAN
ABSTRAK
ABSTRACT
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
DAFTAR SINGKATAN
i
ii
iii
iv
v
vi
ix
x
xi
xii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1
1
1.2. Permasalahan
3
1.3. Pembatasan Masalah
3
1.4. Tujuan penelitian
3
1.5. Manfaat Penelitian
3
1.6. Metodologi Penelitian
4
1.7. Lokasi Penelitian
5
BAB 2 TINJAUN PUSTAKA
6
2.1. Tanaman Aren
6
2.2. Pemanfaatan Tanaman Aren
7
2.3. Polimer
8
2.4. Selulosa
8
2.5. Nanokristal Selulosa
12
2.6. Karbohidrat
14
2.7. Penggolongan Karbohidrat
15
2.7.1. Monosakarida
15
2.7.2. Oligosakarida
17
2.7.3. Polisakarida
19
2.8. Grafting Selulosa
21
2.9. Metode Grafting
22
2.9.1. Mekanisme Radikal Bebas
22
Universitas Sumatera Utara
2.9.2. Mekanisme Ionik
23
2.9.3. Mekanisme Koordinasi
23
2.9.4. Mekanisme coupling
23
2.10. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR)
24
BAB 3 METODE PENELITIAN
26
3.1. Alat
26
3.2. Bahan
26
3.3. Prosedur Penelitian
27
3.3.1. Isolasi α-selulosa dari TandanAren
27
3.3.2. Grafting α-selulosa denganε-caprolactone
27
3.4. Flowsheet Penelitian
28
3.4.1. Flowsheetisolasi α-selulosa dari Tandan Aren
28
3.4.2. Flowsheet Grafting Selulosa dengan ε-caprolactone
29
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
30
4.1. HasilPenelitian
30 4.1.1.
Hasil Isolasi α-selulosa dari Tandan Aren
30
4.1.2. Hasil Grafting α-selulosa dengan ε-caprolactone
4.2. Pembahasan
30
31
4.2.1. Isolasi α-selulosa dari Tandan Aren
31
4.2.2. Grafting α-selulosa dengan ε-caprolactone
32
4.2.3. Analisa Gugus Fungsi dengan FT-IR
33
4.2.3.1. Analisa Gugus Fungsi dari Tandan Aren
33
4.2.3.2. Analisa Gugus Fungsi dari ε-caprolactone
34
4.2.3.3. Analisa Gugus Fungsi dari Selulosa-g-ε-caprolactone
35
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
37
5.1. Kesimpulan
37
5.2. Saran
37
DAFTAR PUSTAKA
38
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No
Judul
Halaman
4.1 Puncak FTIR pada selulosa tandan buah aren
34
4.2 Puncak FTIR pada ε-caprolactone
35
4.3 Puncak FTIR pada selulosa yang tergrafting pada ε-caprolactone
37
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No
Judul
Halaman
2.1.
Struktur Selulosa
9
2.2.
Struktur Glukosa
16
2.3
Struktur Glaktosa
17
2.4.
Struktur Fruktosa
17
2.5.
Reaksi Pembentukan Disakarida
18
2.6.
Struktur Sukrosa
18
2.7.
Struktur Laktosa
18
2.8.
Struktur Maltosa
18
2.9.
Struktur Amilum
20
2.10.
Struktur Glikogen
20
2.11.
Polimerisasi Pembukaan cinncin dari ε-caprolactone oleh
Selulosa Menggunakan Benzyl Alkohol sebagai Co-inisiator 22
4.1.
α-selulosa yang Diisolasi dari Tandan Aren
30
4.2.
Grafting Selulosa dengan ε-caprolactone
31
4.3.
Spektrum FT-IR α-Selulosa
33
4.4.
Spektrum FT-IR ε-caprolactone
34
4.5.
Spektrum FT-IR selulosa yang Tergrafting pada
ε-caprolactone
4.6.
35
Puncak Vibrasi Streaching Grafting Selulosa dengan
ε-caprolactone dalam Spektrum FT-IR
36
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
ROP
= Ring Opening Polymerization
FT-IR
= Fourier Transform Infrared Spectroscopy
NMMO
= N-Metilmorfolin-N-Oksida
DMAc
= Dimetilasetamida
Licl
=
THF
= Tetrahydrofurane
DMSO
= Dimethyl Sulfoxide
BPO
= Benzoil Peroksida
AIBN
= Azobissisobutironitril
Litium Klorida
Universitas Sumatera Utara
Departemen Kimia
GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN
SIGMA-CAPROLACTONE
OLEH
AHMAD FAUZI HARAHAP
110822024
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN
SIGMA-CAPROLACTONE
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
sarjana sains
OLEH
AHMAD FAUZI HARAHAP
110822024
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH
AREN DENGAN SIGMA-CAPROLACTONE
: SKRIPSI
: AHMAD FAUZI HARAHAP
: 110822024
: SARJANA (S1) KIMIA EKSTENSI
: KIMIA
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di
Medan, Maret 2014
Komisi Pembimbing
Pembimbing 2
Dr. Darwin Yunus Nasution, MS
NIP 195508101981031001
Pembimbing 1
Dr. Saharman Gea
NIP 196811101999031001
Diketahui/Disetujui oleh
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua,
Dr. Rumondang Bulan Nst, M.S
NIP 195408301985032001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN SIGMACAPROLACTONE
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan
ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Maret 2014
Ahmad Fauzi Harahap
110822024
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Segala puji dan syukur atas limpahan rezeki dan Rahmat Allah SWT, Karena jika
bukan karena-Nya, saya tidak akan mampu mengerjakan penelitian skripsi ini dengan
baik. Salawat dan salam untuk Rasulullah Muhamad SAW. Banyak hal sebagai
pembelajaran dan pembentukan dalam setiap waktu penulis rasakan sehingga semakin
melihat dan merasakan kebaikan dan kebesaran-Nya. Dalam pelaksanan penelitian
hingga penyelesaian skripsi ini, penulis menyadari banyak mendapat bantuan, motivasi
dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan
terimakasih kepada :
- Teristimewa kepada kedua orang tua saya, Bapak M. Arifin Harahap, SH dan Ibu
Duma Sari yang sangat penulis sayangi, yang telah banyak memberikan dukungan
moril, doa dan materi sepenuhnya kepada saya sehingga dapat menyelesaikan studi,
penelitian dan penulisan skripsi ini.
- Bapak Dr. Saharman Gea sebagai pembimbing I dan juga Bapak Dr. Darwin Yunus
Nasution sebagai pembimbing II, yang telah banyak membimbing dan mengarahkan
penulis dalam penyelesaian skripsi
- Ibu Dr. Rumondang Bulan, M.S dan Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc sebagai Ketua
dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU.
- Koordinator Kimia Ekstensi FMIPA USU Bapak Dr. Darwin Yunus Nasution, M.S
- Kepada Asisten Laboratorium Kimia Polimer terlebih lagi kepada Diana yang telah
banyak membantu dan memberikan saya semangat sehingga saya dapat menyelesaikan
studi, penelitian dan penulisan skripsi ini.
- Kepada semua teman, sahabat, dan semua pihak yang membantu terlaksananya dan
selesainya penelitian ini.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini dan isinya masih jauh dari sempurna,
penulis dengan kerendahan hati dalam hal ini sangat mengharapkan masukan, saran, dan
kritikan dari pembaca yang membangun.
Ahmad Fauzi Harahap
Universitas Sumatera Utara
GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN
SIGMA-CAPROLACTONE
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian grafting selulosa dengan ε-caprolactone dengan polimerisasi
pembukaan cincin (Ring Opening Polymerization), dimana menggunakan pelarut benzyl
alkohol dan tin octoate (Sn(oct) 2 ). Dalam hal ini diharapkan karakteristik dari permukaan
selulosa dimungkinkan untuk memperoleh suatu dispersi yang stabil dan meningkatkan
kompatibilitas bahan polimer. Tahapan-tahapan dalam pembuatan ini yaitu, penyiapan
bahan selulosa dari tandan aren, kemudian proses grafting dengan sigma caprolactone
dalam pelarut benzyl alkohol dan inisiator tin octoate. Karakteristik dilakukan
berdasarkan pengujian spektrofotometer inframerah (FT-IR) untuk mengetahui
perubahan gugus fungsi yang tergrafting. Hasil penelitian memperlihatkan adanya
bilangan gelombang pada daerah 1728,22 cm-1 menunjukkan vibrasi C=O streaching,
menandakan bahwa terjadi grafting selulosa dengan ε-caprolactone.
Kata kunci: selulosa; tin octoate; grafting; benzyl alkohol; ε-caprolactone dan
karakteristik
Universitas Sumatera Utara
GRAFTING α-CELLULOSE FROM EMPTY BUNCH WITH ε-CAPROLACTONE
ABSTRACT
Grafting of cellulose with ε-caprolactone has been conducted by the ring opening
polymerization (ROP), which used solvent benzyl alcohol and tin octoate (Sn (oct) 2 ). In
this case the expected characteristics of cellulose surface is possibility to obtain a stable
dispersion and the improvement of compatibility of polymeric material. The stages in the
manufacture of which, preparation of empty cellulosic bunch materials, then the process
of grafting with ε-caprolactone in solvent benzyl alcohol and tin octoate initiator.
Characteristics based on testing performed infrared spectrophotometer (FT-IR) to assess
changes in functional groups grafting . The results showed the existence of wave
numbered at 1728.22 cm-1 region shows vibration C=O streaching, indicating that the
grafting
of
cellulose
occurs
with
ε-caprolactone.
Keywords : Cellulose; Tin octoate; Grafting; Benzyl Alcohol; ε-caprolactone and
characteristics
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
PERSETUJUAN
PERNYATAAN
PENGHARGAAN
ABSTRAK
ABSTRACT
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
DAFTAR SINGKATAN
i
ii
iii
iv
v
vi
ix
x
xi
xii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1
1
1.2. Permasalahan
3
1.3. Pembatasan Masalah
3
1.4. Tujuan penelitian
3
1.5. Manfaat Penelitian
3
1.6. Metodologi Penelitian
4
1.7. Lokasi Penelitian
5
BAB 2 TINJAUN PUSTAKA
6
2.1. Tanaman Aren
6
2.2. Pemanfaatan Tanaman Aren
7
2.3. Polimer
8
2.4. Selulosa
8
2.5. Nanokristal Selulosa
12
2.6. Karbohidrat
14
2.7. Penggolongan Karbohidrat
15
2.7.1. Monosakarida
15
2.7.2. Oligosakarida
17
2.7.3. Polisakarida
19
2.8. Grafting Selulosa
21
2.9. Metode Grafting
22
2.9.1. Mekanisme Radikal Bebas
22
Universitas Sumatera Utara
2.9.2. Mekanisme Ionik
23
2.9.3. Mekanisme Koordinasi
23
2.9.4. Mekanisme coupling
23
2.10. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR)
24
BAB 3 METODE PENELITIAN
26
3.1. Alat
26
3.2. Bahan
26
3.3. Prosedur Penelitian
27
3.3.1. Isolasi α-selulosa dari TandanAren
27
3.3.2. Grafting α-selulosa denganε-caprolactone
27
3.4. Flowsheet Penelitian
28
3.4.1. Flowsheetisolasi α-selulosa dari Tandan Aren
28
3.4.2. Flowsheet Grafting Selulosa dengan ε-caprolactone
29
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
30
4.1. HasilPenelitian
30 4.1.1.
Hasil Isolasi α-selulosa dari Tandan Aren
30
4.1.2. Hasil Grafting α-selulosa dengan ε-caprolactone
4.2. Pembahasan
30
31
4.2.1. Isolasi α-selulosa dari Tandan Aren
31
4.2.2. Grafting α-selulosa dengan ε-caprolactone
32
4.2.3. Analisa Gugus Fungsi dengan FT-IR
33
4.2.3.1. Analisa Gugus Fungsi dari Tandan Aren
33
4.2.3.2. Analisa Gugus Fungsi dari ε-caprolactone
34
4.2.3.3. Analisa Gugus Fungsi dari Selulosa-g-ε-caprolactone
35
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
37
5.1. Kesimpulan
37
5.2. Saran
37
DAFTAR PUSTAKA
38
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No
Judul
Halaman
4.1 Puncak FTIR pada selulosa tandan buah aren
34
4.2 Puncak FTIR pada ε-caprolactone
35
4.3 Puncak FTIR pada selulosa yang tergrafting pada ε-caprolactone
37
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No
Judul
Halaman
2.1.
Struktur Selulosa
9
2.2.
Struktur Glukosa
16
2.3
Struktur Glaktosa
17
2.4.
Struktur Fruktosa
17
2.5.
Reaksi Pembentukan Disakarida
18
2.6.
Struktur Sukrosa
18
2.7.
Struktur Laktosa
18
2.8.
Struktur Maltosa
18
2.9.
Struktur Amilum
20
2.10.
Struktur Glikogen
20
2.11.
Polimerisasi Pembukaan cinncin dari ε-caprolactone oleh
Selulosa Menggunakan Benzyl Alkohol sebagai Co-inisiator 22
4.1.
α-selulosa yang Diisolasi dari Tandan Aren
30
4.2.
Grafting Selulosa dengan ε-caprolactone
31
4.3.
Spektrum FT-IR α-Selulosa
33
4.4.
Spektrum FT-IR ε-caprolactone
34
4.5.
Spektrum FT-IR selulosa yang Tergrafting pada
ε-caprolactone
4.6.
35
Puncak Vibrasi Streaching Grafting Selulosa dengan
ε-caprolactone dalam Spektrum FT-IR
36
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
ROP
= Ring Opening Polymerization
FT-IR
= Fourier Transform Infrared Spectroscopy
NMMO
= N-Metilmorfolin-N-Oksida
DMAc
= Dimetilasetamida
Licl
=
THF
= Tetrahydrofurane
DMSO
= Dimethyl Sulfoxide
BPO
= Benzoil Peroksida
AIBN
= Azobissisobutironitril
Litium Klorida
Universitas Sumatera Utara