18
Perjanjian No III/LPPM/2018-01/37-P LAPORAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN BERBASIS NATRIUM ALGINAT DENGAN KOMPOSIT BENTONIT Disusun Oleh: Angela Martina, S.T., M.T. Dr. Judy R. B. Witono, Ir., M.App.Sc. Y.I.P. Arry Miryanti, Ir., M.Si. Michelle F. Kezia Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat Universitas Katolik Parahyangan 2018

LAPORAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN …

  • Upload
    others

  • View
    11

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: LAPORAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN …

Perjanjian No III/LPPM/2018-01/37-P

LAPORAN

SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN BERBASIS

NATRIUM ALGINAT DENGAN KOMPOSIT BENTONIT

Disusun Oleh:

Angela Martina, S.T., M.T.

Dr. Judy R. B. Witono, Ir., M.App.Sc.

Y.I.P. Arry Miryanti, Ir., M.Si.

Michelle F. Kezia

Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat

Universitas Katolik Parahyangan

2018

Page 2: LAPORAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN …

2

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI .............................................................................................................................. 2

ABSTRAK ................................................................................................................................. 3

BAB I. PENDAHULUAN ......................................................................................................... 4

I.1 Latar belakang ............................................................................................................. 4

I.2 Perumusan masalah ..................................................................................................... 5

I.3 Tujuan penelitian ......................................................................................................... 5

I.4 Target luaran ............................................................................................................... 5

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................................. 6

II.1 Natrium alginat ............................................................................................................ 6

II.2 Superabsorben ............................................................................................................. 6

II.3 Metode pembuatan superabsorben .............................................................................. 7

BAB III. METODE PENELITIAN ........................................................................................... 9

BAB IV. JADWAL PELAKSANAAN ................................................................................... 12

BAB V. PEMBAHASAN ........................................................................................................ 13

V.1 Sintesis superabsorben .................................................................................................. 13

V.2 Pengaruh jenis monomer terhadap ES........................................................................... 13

V.3 Pengaruh perbandingan konsentrasi monomer terhadap ES ......................................... 15

V.4 Pengaruh pH terhadap ES.............................................................................................. 15

V.5 Analisis FTIR ................................................................................................................ 15

V.6 Analisis SEM ................................................................................................................. 16

DAFTAR PUSAKA................................................................................................................. 17

Page 3: LAPORAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN …

3

ABSTRAK

Natrium alginat merupakan salah satu produk turunan rumput laut yang dapat diolah menjadi

superabsorben yang lebih ramah lingkungan. Pada penelitian ini sintesis superabsorben

berbasis natrium alginate dilakukan dengan metode polimerisasi grafting-crosslinking dengan

variasi rasio mol asam akrilat (AA) : akrilamida (AAm) sebesar 0:1; 1:0; 1:1; 1:3; dan 3:1

dan variasi medium penyerapan pada pH 3, 7, dan 11. Natrium alginat dicampurkan dengan

bentonit, inisiator amonium persulfat (APS), monomer, dan crosslinker metilenbisakrilamida

(MBA) ke dalam reaktor berpengaduk 400 rpm selama 1 jam pada temperatur 70 oC dibawah

atmosfer nitrogen. Hasil penelitian menunjukkan superabsorben dengan rasio monomer

AA:AAm sebesar 1:1 tanpa penambahan bentonit memberikan daya serap (ES) paling besar,

yaitu 98,13 g/g. Hasil FTIR (Fourier-Transform Infrared Spectroscopy) menunjukkan adanya

gugus –OH, -NH, dan C=O yang menandakan terjadinya proses grafting-crosslinking. Hasil

SEM (Scanning Electron Microscope) menujukkan perubahan morfologi natrium alginat dan

superabsorben yang dihasilkan.

Kata kunci : superabsorben, natrium alginat, grafting, crosslinking, bentonit

Page 4: LAPORAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN …

4

BAB I. PENDAHULUAN

I.1 Latar belakang

Indonesia merupakan negara penghasil rumput laut kedua terbesar di dunia (dapat

dilihat pada Tabel 1.1). Sebagian besar hasil rumput laut ini hanya dimanfaatkan secara

langsung dalam industri pangan atau sebagai produk ekspor dalam bentuk mentah.

Alginat merupakan salah satu polisakarida yang terkandung dalam rumput laut coklat,

yang dapat diektraksi dalam bentuk asam alginat. Asam alginat ini kemudian dapat diolah

kembali untuk membentuk garam-garam alginat seperti kalsium alginat, dan natrium alginat.

Saat ini pemanfaatan alginat lebih didominasi oleh industri pangan, farmasi, dan kosmetik,

sebagai bahan pengental, emusifier, stabiliser, dan enkapsulasi.

Tabel 1.1 Lima negara penghasil rumput laut terbesar di dunia tahun 2015 (FAO, 2015)

No Negara Volume

Produksi (ton)

1 Republik Rakyat Cina 13,479,355

2 Indonesia 9,298,474

3 Filipina 1,558,378

4 Republik Korea 1,131,305

5 Jepang 418,365

Salah satu produk inovasi berbasis natrium alginat yang dapat dikembangkan adalah

superabsorben. Superabsorben merupakan polimer yang memiliki kemampuan menyerap air

1000-100,000 kali dari beratnya sendiri dan tetap dapat mempertahankan bentuknya (Elliot,

1997). Teknologi superabsorben ini dapat diaplikasikan untuk berbagai kebutuhan industri,

seperti pemisahan air-minyak pada pertambangan minyak, pengawetan makanan, dan

pengolahan limbah cair rumah sakit. Berbagai jenis produk komersial seperti popok bayi dan

dewasa, tissue basah, dan pembalut wanita pun memanfaatkan teknologi superabsoben ini.

(Province, 2008).

Saat ini, superabsorben umumnya dibuat dari polimer sintetik seperti poly-acrylic

acid, poly-vinyl alcohol dan poly-ethylene oxide (Elliot, 1997). Polimer sintetik ini tidak

dapat terbiodegradasi dengan baik dan dapat memicu pencemaran lingkungan, sehingga perlu

dikembangkan superabsorben berbasis biomassa yang dapat terbiodegradasi dengan baik di

lingkungan. Natrium alginat yang merupakan polisakarida dari biomassa rumput laut coklat

Page 5: LAPORAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN …

5

dapat dimanfaatkan dalam sintesis superabsorben. Selain lebih mudah terbiodegradasi,

superabsorben berbasis natrium alginat juga memiliki faktor keamanan penggunaan yang

lebih baik mengingat sebagian besar superabsorben digunakan dalam produk-produk sanitasi.

I.2 Perumusan masalah

Saat ini, sebagian besar produksi natrium alginat Indonesia hanya dimanfaatkan dalam

industri pangan, farmasi, dan kosmetik. Untuk pemanfaatan yang lebih luas, natrium alginat

dapat digunakan sebagai bahan baku superabsorben yang lebih ramah lingkungan.

I.3 Tujuan penelitian

Tujuan penelitian ini adalah :

1. Memanfaatkan natrium alginat sebagai produk turunan rumput laut untuk diproses

menjadi produk inovasi dengan nilai jual lebih tinggi, yaitu superabsorben.

2. Mengembangkan proses pembuatan superabsorben berbasis natrium alginat

menggunakan metode crosslinking grafting dengan dan tanpa komposit bentonit.

I.4 Target luaran

Hasil penelitian ini akan dipublikasikan melalui jurnal nasional tidak terakreditasi.

Page 6: LAPORAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN …

6

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Natrium alginat

Alginat merupakan polimer alami dengan berat molekular yang tinggi (Imeson, 2010).

Alginat tersedia dalam bentuk asam sebagai komponen amorf penyusun dinding sel rumput

laut coklat (Percival, 1979). Asam alginat secara struktural tersusun dari β-ᴅ-asam

mannuronik dan C5-epimer α-ʟ-asam guluronik yang terikat melalui ikatan β-(1,4)-gliosidik.

Umumnya asam alginat diolah terlebih dahulu menjadi garam alginat (seperti kalsium alginat

atau natrium alginat) untuk diaplikasikan pada industri pangan. Struktur molekul natrium

alginat dapat dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Struktur molekul natrium alginat (Wang, 2010)

II.2 Superabsorben

Superabsorben merupakan suatu material polimer yang mempunyai kemampuan

untuk menyerap air dan larutan dalam jumlah besar dan dapat mempertahankannya (Elliot,

1997). Polimer superabsorbent ini terdiri dari rantai panjang yang memiliki monomer

berulang (Amit Bhattacharya, 2009). Superabsorben dapat menyerap 10-1.000 gram air per

gram beratnya sendiri dan dapat mempertahankan air yang diserap tersebut. (Omidian,

Zohuriaan-Mehr, Kabiri, & Shah, 2004).

Polimer superabsorben dapat memiliki bentuk tiga dimensi yang berbeda-beda, seperti

bentuk gel (hydrogel), bubuk, fiber, membran, butiran-butiran kecil (microbeads), atau

cairan. Bentuk superabsorben yang berbeda-beda ini bergantung dari metode pembuatannya

(Deyu, Thomas, Heimann, & Struttgart, 2003). Umumnya, polimer superabsorben dibuat dari

pati yang dimodifikasi secara kimia, selulosa, dan polimer sintetis lain, seperti poly-vinyl

alcohol dan poly-ethylene oxide. Dengan proses crosslinking secara kimia maupun fisika,

polimer-polimer ini dapat menyerap air tetapi tidak larut dalam air (water-soluble). Seiring

berkembangnya penelitian dan teknologi, polimer superabsorben dibuat dari poly-acrylic acid

yang telah dicrosslink serta dinetralisasikan dan polimer superabsorben ini terbukti memiliki

Page 7: LAPORAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN …

7

rasio performa yang lebih baik (Elliot, 1997). Namun, dewasa ini superabsorben dari

polisakarida mulai banyak dikembangkan karena kemampuannya menggantikan pati atau

polimer sintetis untuk membentuk superabsorben (biocompatibility), bersifat biodegradable,

dan tidak beracun (Sadeghi, 2011).

Penyerapan air pada superabsorben dapat terjadi karena polimer tersebut memiliki

gugus hidrofilik seperti gugus karboksilat (–COO-) atau gugus ester sulfat (-OSO3

-) dimana

gugus-gugus tersebut dapat menarik molekul air. Kapasitas swelling superabsorben dapat

dihitung dengan besaran ES (Equilibrium Swelling) atau daya serap air. Equilibrium Swelling

suatu superabsorben dapat dipengaruhi oleh perubahan pH, kekuatan ionik larutan,

temperatur, photo-irradiation, dan medan listrik yang dapat mempengaruhi ukuran, bentuk,

kelarutan, dan derajat ionisasi dari polimer superabsorben tersebut (Elliot, 1997). Untuk

meningkatkan penyerapan air pada superabsorben, senyawa komposit dapat ditambahkan

dalam sintesis polimer superabsorben.

II.3 Metode pembuatan superabsorben

Metode yang paling umum digunakan untuk sintesis superabsorben adalah metode

polimerisasi grafting-crosslinking. Metode ini merupakan gabungan proses crosslinking dan

grafting pada polimer. Metode grafting merupakan proses menghubungkan suatu monomer

ke bagian backbone dari monomer lain dengan sifat kimia yang berbeda sehingga terbentuk

kopolimer (Amit Bhattacharya, 2009). Crosslinking merupakan penggabungan dua atau lebih

makromolekul dengan molekul yang lebih kecil. Crosslinker yang umum digunakan pada

pembuatan superabsorben adalah molekul organik yang memiliki 2 atau lebih ikatan rangkap

yang dapat dipolimerisasikan. Molekul-molekul tersebut akan digabungkan ke dalam

backbone dari rantai polimer bersamaan dengan reaksi pemanjangan atau pertumbuhan rantai

polimer (Elliot, 1997).

Dalam proses pembuatan superabsorben dengan metode crosslinking-graft

polymerization, monomer di-grafting secara simultan ke backbone natrium alginat dengan

bantuan crosslinker. Proses ini membutuhkan inisiator untuk membentuk senyawa radikal

yang dapat memisahkan hidrogen dari grup –OH yang berada pada backbone natrium alginat.

Inisiator yang umum digunakan adalah Ammonium Persulfate (APS). Ammonium Persulfate

(APS) akan membentuk anion sulfat radikal yang akan bergabung dengan hidrogen yang

telah dipisahkan dari grup -OH pada backbone natrium alginat. Mekanisme pengikatan

natrium alginat kepada senyawa radikal bebas yang dihasilkan oleh inisiator dimulai dengan

tahap inisiasi, yaitu pembentukkan anion sulfat radikal oleh disosisasi dari Ammonium

Page 8: LAPORAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN …

8

Persulfate (APS). Dilanjutkan dengan tahap propagasi, yaitu abstraksi hidrogen oleh anion

sulfat radikal (Hosseinzadeh, H., 2012). Selanjutnya berlangsung proses crosslinking-graft

dan kopolimerisasi antar monomer-monomer dan crosslinker, sehingga terbentuk kopolimer

dengan struktur tiga dimensi.

Senyawa komposit juga memiliki peranan penting dalam pembuatan superabsorben.

Komposit yang umum digunakan dalam pembuatan superabsorben adalah celite, kaolin, dan

bentonit. Menurut hasil penelitian Mohammad Sadeghi, penambahan komposit pada sintesis

superabsorben dapat menyebabkan penghambatan pemanjangan rantai polimer sehingga

polimer tidak dapat menyerap air dengan baik sehingga daya serap airnya menurun (Sadeghi,

2012). Penggunaan komposit dalam pembentukkan superabsorben diperkirakan tidak

ditujukan untuk peningkatan daya serap air melainkan untuk mempertahankan struktur dari

superabsorben itu sendiri. Berdasarkan uji Thermogravimetric Analysis/TGA, superabsorben-

komposit memiliki % weight retention yang lebih tinggi dibandingkan dengan superabsorben

tanpa komposit, atau dengan kata lain superabsorben-komposit memiliki stabilitas terhadap

pengaruh temperatur yang lebih baik dibandingkan dengan superabsorben tanpa komposit

(Sadeghi, 2012).

Page 9: LAPORAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN …

9

BAB III. METODE PENELITIAN

Penelitian dibagi menjadi 2 tahap, yaitu pembuatan superabsorben dan analisis produk

superabsorben. Parameter konstan dan parameter yang divariasikan dalam penelitian dapat

dilihat pada Tabel 3.1 dan Tabel 3.2. Prosedur pembuatan superabsorben dapat dilihat pada

Gambar 3.1. Identifikasi struktur produk superabsorben dilakukan menggunakan FTIR.

Morfologi superabsorben dapat dianalisis menggunakan SEM. Produk superabsorben

dianalisis kemampuan daya serapnya menggunakan larutan dengan pH berbeda, yaitu pH

netral (air), asam (HCl), dan basa (NaOH). Daya serap/equilibrium swelling (ES) dapat

dihitung dengan persamaan 3.1.

𝐸𝑆 (𝑔

𝑔) =

𝑊2− 𝑊1

𝑊1 (3.1)

W1 dan W2 adalah massa dari gel superabsorben kering dan gel superabsorben yang telah

mengalami swelling.

Tabel 3.1 Parameter konstan

No Parameter Konstan

1 Natrium alginat 5 % b/v dalam air

2 Konsentrasi monomer 0,5 mol/L

3 Rasio massa (komposit:natrium alginat) 1 : 2

4 Konsentrasi amonium persulfat (APS) 0,02 mol/L

5 Konsentrasi metilenbisakrilamida (MBA) 0,007 mol/L

6 Temperatur grafting 70 °C

7 Waktu grafting 1 jam

8 Temperatur dan waktu pengeringan 50 °C hingga konstan berat konstan

9 Kecepatan pengadukan 400 rpm

Page 10: LAPORAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN …

10

Tabel 3.2 Variasi Penelitian

Run

Monomer

Metode Pembuatan Ratio mol AA:AAm

1 0 : 1

Reaksi grafting + crosslinking

2 Grafting + crosslinking + komposit Bentonit

3 1 : 0

Reaksi grafting + crosslinking

4 Grafting + crosslinking + komposit Bentonit

5 1 : 1

Reaksi grafting + crosslinking

6 Grafting + crosslinking + komposit Bentonit

7 1 : 3

Reaksi grafting + crosslinking

8 Grafting + crosslinking + komposit Bentonit

9 3 : 1

Reaksi grafting + crosslinking

10 Grafting + crosslinking + komposit Bentonit

Page 11: LAPORAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN …

11

Gambar 3.1 Diagram proses superabsorben dengan grafting-crosslinking-composite

*tahap ini diabaikan untuk sistesis superabsorben tanpa bentonit

Aquades sebanyak 500 mL dimasukkan dalam reaktor 1 L dengan pengaduk propeller (three blade) dan diatur suhunya hingga 40˚C

Natrium alginat (5%b/v) dimasukkan kedalam reaktor, kemudian reaktor diatur pada 70˚C

Larutan diaduk selama 10 menit pada 400 rpm untuk mendapatkan larutan yang homogen

*Bubuk bentonit sesuai tabel 3.2 ditambahkan dan diaduk selama 10 menit

APS sesuai tabel 3.2 ditambahkan ke dalam campuran dan diaduk selama 10 menit

AA , AAm, dan MBA sesuai tabel 3.2 ditambahkan secara simultan ke dalam reaktor

Campuran diaduk selama 1 jam dengan kecepatan 400 rpm pada suhu 70˚C dengan atmosfer nitrogen

Produk dicuci dengan etanol 400 mL dan dibiarkan dewater selama 24 jam

Produk digunting hingga berukuran sama dan dicuci dengan 100 mL etanol lalu disaring

Produk dikeringkan dengan oven pada suhu 50˚C hingga berat konstan

Produk digerus dan disimpan jauh dari kelembaban, panas dan cahaya

Page 12: LAPORAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN …

12

BAB IV. JADWAL PELAKSANAAN

Rencana pelaksanaan penelitian dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Rencana Pelaksanaan Penelitian

No Kegiatan Bulan

ke-1

Bulan

ke-2

Bulan

ke-3

Bulan

ke-4

Bulan

ke-5

Bulan

ke-6

Bulan

ke-7

Bulan

ke-8

Bulan

ke-9

Bulan

ke-10

1 Studi

pustaka

2

Persiapan

bahan baku

dan alat

penelitian

3 Analisis

bahan baku

4

Pengolahan

data dan

hasil analisis

bahan baku

5

Proses

pemurnian

garam

6

Analisis

hasil

penelitian

7

Pengolahan

data dan

hasil

penelitian

8

Penyelesaian

akhir

laporan

Page 13: LAPORAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN …

13

BAB V. PEMBAHASAN

V.1 Sintesis superabsorben

Superabsorben disintesis dengan bahan baku berupa natrium alginat, inisiator

amonium persulfat (APS), monomer akril amida dan asam akrilat, serta crosslinker

metilenbisakrilamida (MBS) mengikuti tiga tahap reaksi sebagai berikut, yaitu : (1) disosiasi

amonium persulfat (APS), (2) abstraksi hidrogen saat anion sulfat radikal bereaksi dengan

natrium alginate, dan (3) pembentukan kopolimer saat radikal aktif mengikat gugus amida

pada akrilamida atau gugus karboksilat pada asam akrilat (grafting) sekaligus terjadi

crosslinking oleh metilenbisakrilamida (MBS).

Komposit berupa bentonit ditambahkan dengan tujuan untuk memperkuat struktur

superabsorben, dengan demikian superabsorben yang dihasilkan diharapkan akan lebih

mampu untuk menahan air yang sudah diserapnya. Penghentian reaksi dilakukan secara

mendadak dengan memasukkan hasil superabsorben ke dalam freezer bertemperatur ±-2,5oC.

Pencucian kemudian dilakukan menggunakan etanol untuk menghilangkan sisa homopolimer

yang tidak bereaksi. Analisis daya serap air/equilibrium swelling (ES) dilakukan pada

superabsorben kering dengan ukuran seragam -50+60 mesh pada media dengan pH 3 (larutan

HCl), pH 7 (air), dan pH 11 (larutan NaOH).

V.2 Pengaruh jenis monomer terhadap ES

Pada penelitian digunakan monomer sintetis berupa akril amida (AAm) dan asam

akrilat (AA) yang struktur molekulnya masing-masing dapat dilihat pada Gambar 5.1.

Gambar 5.1. Struktur molekul asam akrilat (a) dan akril amida (b)

AAm mempunyai gugus amida (-CONH2) yang bersifat mampu membentuk jaringan

rapat dan bersifat kompak. sedangkan AA mempunyai gugus karboksilat (-COOH) yang

bersifat mampu menyerap air dan menahan air didalamnya. Dengan mengabungkan kedua

sifat monomer tersebut diharapkan superabsorben yang terbentuk akan bersifat kompak dan

(a) (b)

Page 14: LAPORAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN …

14

mampu menyerap air lebih banyak. Berdasarkan hasil yang dapat dilihat pada Gambar 5.2

dan 5.3, superabsoben yang hanya mengandung monomer AA (rasio mol AA/AAm = 1:0)

memiliki nilai ES yang lebih besar dibandingkan superabsorben yang hanya mengandung

AAm (rasio mol AA/AAm = 0:1). Monomer AA yang memiliki gugus -COOH lebih bersifat

hidrofilik. Gugus -COOH cenderung dapat melepas ion H+ sehingga terbentuk ion

COO- yang menyebabkan gaya tolak-menolak pada polimer yang membuat polimer menjadi

bersifat lebih fleksibel dan mampu menyerap air. (Seddiki Nesrinne dan Aliouche Djamel,

2013). Sebaliknya monomer AAm yang mempunyai struktur jaringan lebih rapat dan kompak

akan cenderung lebih sulit untuk menyerap air (A. K. Bajpai, 2002).

Gambar 5.2. ES superabsorben tanpa komposit

Gambar 5.3. ES superabsorben dengan komposit bentonit

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1:0 0:1 1:1 1:3 3:1

ES (

g/g)

AA/AAm mol ratio

pH = 3

pH = 7

pH = 11

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1:0 0:1 1:1 1:3 3:1

ES (

g/g)

AA/AAm mol ratio

pH = 3

pH = 7

pH = 11

Page 15: LAPORAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN …

15

V.3 Pengaruh perbandingan konsentrasi monomer terhadap ES

Berdasarkan hasil penelitian yang dapat dilihat pada Gambar 5.2 dan 5.3,

superabsorben dengan kandungan monomer AA yang semakin banyak (rasio mol AA/AAm =

3:1) memiliki nilai ES yang cenderung lebih besar dibandingan dengan hasil ES pada

superabsorben dengan rasio mol AA/AAm = 1:3. Hal ini berikaitan dengan sifat monomer

AA seperti yang sudah dijelaskan pada sub bab 5.2 dimana AA memiliki sifat yang mampu

menyerap air, sehingga semakin banyak kandungan monomer AA akan membuat

superabsorben memiliki kemampuan menyerap air yang lebih besar pula.

Namun, superabsorben dengan rasio mol AA/AAm = 1:1 memiliki nilai ES paling

besar. AAm yang bersifat kompak dan rapat membuat superabsorben dapat mempertahankan

strukturnya saat AA dapat menyerap lebih banyak air, dengan demikian akan semakin banyak

air yang dapat diserap dan dipertahankan oleh superabsorben tersebut.

V.4 Pengaruh pH terhadap ES

Analisis ES dilalukan pada media dengan pH 3, 7, dan 11. Hasil percobaan pada

Gambar 5.2 dan 5.3 menunjukkan bahwa superabsorben mampu menyerap larutan pada pH

netral (7) lebih banyak dibandingkan pada pH asam atau basa. Hal ini ditunjukkan dengan

nilai ES pada pH 7 lebih besar dibandingkan pada pH 3 dan 11. Adanya ion Na+ pada larutan

basa menyebabkan melemahnya gaya tarik-menarik antara gugus anion, sehingga penyerapan

air menjadi lebih sedikit (Mirdarikvande, 2014).

Adanya fenomena charge screening effect, dimana ion Cl- dari larutan asam akan

menghalangi ion ammonium dari gugus amida sehingga dapat menghalangi penyerapan air

juga mengakibatkan nilai ES pada pH 3 lebih kecil dibandingkan pH 7 (Mirdarikvande, 2014)

(Sadeghi, 2012).

V.5 Analisis FTIR

Berdasarkan Gambar 5.4 dapat dilihat adanya puncak-puncak pada rentang panjang

gelombang 3100-3500 cm-1

yang menunjukkan adanya gugus -OH dan –NH. Adanya ikatan

O-H dan N-H ini menandakan bahwa monomer asam akrilat dan akrilamida ini telah ter-

crosslink pada backbone k-karaginan. Selain itu, terbentuk pula puncak pada panjang

gelombang 1650 cm-1

yang menunjukkan adanya gugus C=O yang mungkin terbentuk saat

proses polimerisasi grafting (Hosseinzadeh, 2012) (Cresswell, Runquist, & Campbell, 2005).

Page 16: LAPORAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN …

16

Gambar 5.4 Analisa FTIR superabsorben

V.6 Analisis SEM

Hasil analisis SEM yang dapat dilihat pada Gambar 5.5a menunjukkan permukaan

superabsorben pada perbesaran 500x. Dibandingkan dengan morfologi natrium alginat

sebelum mengalami proses (Gambar 5.5b) dimana morfologinya lebih halus dan tidak terlihat

adanya pori, superabsorben yang dihasilkan memiliki morfologi berpori. Struktur berpori

dengan ukuran pori yang cukup kecil inilah yang memberikan keuntungan untuk menyerap

molekul air ataupun senyawa lain yang lebih kecil.

Gambar 5.5 Morfologi natrium alginat (a) dan superabsorben (b)

(a) (b)

Page 17: LAPORAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN …

17

DAFTAR PUSAKA

Amit Bhattacharya, J. R., 2009, Polymer Grafting and Crosslinking, John Wiley & Sons, Inc.

Bajpai, A.K. dan Mudita S., 2002, Swelling kinetics of a hydrogel of poly(ethylene glycol)

and poly(acrylamide-co-styrene), J Appl Polym Sci 85, 1419–1428

Deyu, G., Thomas, B., Heimann, R., & Struttgart, P.,2003, Superabsorbent Polymer

Composite (SAPC) Materials and Their Industrial and High-Tech Application,

Dissertation, Technischen Universitat Bergakademie Freiberg Genehmigte

Elliot , M., 1997, Superabsorbent Polymers, BASF Aktiengesellschaft

FAO, 2015, Global Aquaculture Production statistics database updated to 2013 Summary

Information, Fisheries and Aquaculture Department

Hosseinzadeh, H., 2012, Full-Polysaccharide Superabsorbent Hydrogels Based on

Carrageenan and Sodium Alginate, Middle-East Journal of Scientific Research 12,

1521-1527

Imeson, A., 2010, Food Stabilisers, Thickeners, and Gelling Agents, Oxford: Blackwell

Publishing.

Mirdarikvande, S., Mansouri, L., Alahyari, M., Sadeghi, H., Shasavari, H., and Khani, F.,

Synhtesis of a New Drug Delivery System Based on Alginate via Graft

Copolymerization, Biosciences Biotechnology Research Asia, 11(1), 67-72

Omidian, H., Zohuriaan-Mehr, M., Kabiri, K., & Shah, K., 2004, Polymer chemistry

attractiveness: Synthesis and swelling studies of gluttonous hydrogels in the advanced

academic laboratory, Journal of Polymer Materials, 21(3), 281-292

Percival, E., 1979, The polysaccharides of green, red, and brown seaweeds: Their basic

structure, biosynthesis and function, British Phycological Journal, 14(2), 103-117

Province, P. G., 2008, 30 Thousand Ton/Year Super Absorbent Polymer Project of Jilin City.

Sadeghi, M., 2012, Synthesis of a Biocopolymer Carrageenan-g-Poly(AAm-co-

IA)/Montmorilonite Superabsorbent Hydrogel Composite, Braz. J. Chem. Eng., 29(2),

295-296.

Page 18: LAPORAN SINTESIS DAN KARAKTERISASI SUPERABSORBEN …

18

Sadeghi, M and Soleimani, F., 2011, Synthesis of Novel Polysaccharide-Based

Superabsorbent Hydrogels Via Graft Copolymerization of Vinylic Monomers onto

Kappa-Carrageenan. International Journal of Chemical Engineering and

Applications, 2(5), 304-306.

Wenbo Wang, A. W., 2010, Synthesis and swelling properties of pH-sensitive semi-IPN

superabsorbent hydrogels based on sodium alginate-g-poly(sodium acrylate) and

polyvinylpyrrolidone, Carbohydrate Polymers , 80, 1028 - 1036