Pengaruh Variasi Konsentrasi Hidrolisis Asam Sulfat Terhadap Sifat Me-kanik Plastik Selulosa Teregenerasi dari Kapas Limbah Tekstil dengan Pelarut NaOH/Urea

Authors

  • Raden Reza Rizkiansyah Program Studi Teknik Material, Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara - ITB
  • Mardiyati Program Studi Teknik Material, Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara - ITB
  • Steven Program Studi Teknik Material, Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara - ITB

DOI:

https://doi.org/10.17146/jsmi.2018.19.3.4264

Keywords:

berat molekul, hidrolisis, kapas, selulosa teregenerasi, sifat mekanik

Abstract

Selulosa merupakan polimer alami dengan ketersediaan yang paling melimpah yang berpotensi untuk direkayasa menjadi suatu plastik biodegradable. Selulosa teregenerasi merupakan suatu material yang dibentuk dengan cara melarutkan selulosa dalam suatu palarut tertentu dan dicetak. Dalam penelitian ini, kapas limbah dari industri tekstil digunakan sebagai sumber selulosa. Kapas pada dasarnya memiliki kandungan selulosa yang sangat tinggi, yakni sekitar 86-98%. Selulosa diekstrak dari kapas limbah dengan hidrolisis asam sulfat dengan konsentrasi divariasikan pada 0,5; 1; 1,5; dan 0,5 M dengan temperatur 100°C selama 2 jam. Selulosa teregenerasi dibuat dengan melarutkan selulosa pada larutan NaOH 7%/Urea 12% dan dibentuk dengan metode solution casting. Berat molekul selulosa diukur dengan metode berat molekul rerata viskositas dengan viskometer Ubbelohde. Karakterisasi yang dilakukan menunjukkan peningkatan konsentrasi asam sulfat yang digunakan menyebabkan penurunan berat molekul selulosa yang terekstraksi. Berat molekul selulosa yang digunakan akan turut berpengaruh terhadap sifat mekanik dari plastik yang dihasilkan. Sifat optimum selulosa teregenerasi yang dihasilkan diperoleh dari selulosa dengan berat molekul 2.73 x 104 g/mol dari hasil hidrolisis 0,5 M, yang dimana memiliki kekuatan tarik, persen elongasi dan modulus masing-masing sebesar 49,24 MPa; 0.92 %; dan 11.39 GPa dengan densitas sebesar 1.53 g/cm3.

Downloads

Download data is not yet available.

References

S. Pilla. Handbook of Bioplastic and Biocomposites Engineering Application. Salem: Scrievener Publishing, pp. 349, 2011.

R. D. Harbison, M. M. Bourgeois, dan G. T. Johnson. Hamilton and Hardy’s Industrial Toxicology, Sixth Edition. Hoboken: John Wiley & Sons, Inc., pp. 792, 2015.

M. Pandey, M. M. Abeer, M. C. Iqbal, and M. Amin. “Dissolution Study of Bacterial Cellulose (Nata De Coco) From Local Food Industry: Solubility Behavior & Structural Changes.” Int J Pharm Pharm Sci, vol. 6, pp. 89-93, 2015.

X. Zhang. Fundamentals of Fiber Science. Pennsylvania: DeStech Publishing Inc., pp. 55, 2014.

N. Febrina. “Analisis Strategi PT Apac Inti Corpora Diindustri TPT.” Tugas Akhir Sarjana, Universitas Gajah Mada, Indonesia, 2013.

M. K. Ryszard. Handbook of Natural Fibres Volume 1: Types, Properties and Factors Affecting Breeding and Cultivation. Cambridge: Woodhead Publishing Limited, pp. 67, 2012.

N. Bujang, M. N. M. Rodhi, M. Musa, F. Subari, N. Idrisa, N. Shuhada M. Makhtar, K. H. K. Hamid. “Effect of Dilute Sulfuric Acid Hydrolysis of Coconut Dregs on Chemical and Thermal Properties.” Procedia Engineering, vol. 68, pp. 372-378, 2013.

Q. Wang, J. Cai, L. Zhang, M. Xu, H. Cheng, C. C. Han, S. Kuga, J. Xiao, and R. Xiao. “A Bioplastic with High Strength Constructed from a Cellulose Hydrogel by Changing The Aggregated Structure.” J. Mater. Chem. A, vol. 1, pp. 6678-6686, 2013.

S. Wang, A. Lu, and L. Zhang. “Recent Advances in Regenerated Cellulose Materials.” Progress in Polymer Science, vol. 53, pp. 169-206, 2015.

Mahyati, A. R. Patong, M. N. Djide, P. Taba. “Biodegradation of Lignin From Corn Cob By Using A Mixture Of Phanerochaete Chrysosporium, Lentinus Edodes And Pleurotus Ostreatus.” International Journal of Scientific & Technology Research, vol. 2, no. 11, pp. 79-82, 2013.

J. Zhou, L. Zhang and J. Cai. “Behavior of Cellulose in NaOH/Urea Aqueous Solution Characterized by Light Scattering and Viscometry.” Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics, vol. 42, pp. 347-353, Jul. 2003.

D. N. S. Hon dan N. Shiraishi. Wood and Cellulosic Chemistry, Second Edition, Revised, and Expanded. New York: Marcell Dekker, pp. 290, 2001.

S. Zhang, W. C. Wang, F. X. Li and J. Y. Yu. “Swelling and Dissolution of Cellulose in NaOH Aqueous Solvent Systems.” Cellulose Chem. Technol., vol. 47, pp. 671-679, Oct. 2012.

S. J. Eichhorn, J. W. S. Hearle, M. Jaffe, T. Kikutani. Handbook of Textile Fibre Structure Volume 2: Natural, Regenerated, Inorganic and Specialist Fibres. Boca Raton: CRC Press, pp. 64, 2009.

D. Fengel, G. Wegener. Wood: Chemistry, Ultrastructure, Reactions. New York: De Gruyter, pp. 74, 1989.

L. Kupiainen. “Dilute Acid Catalysed Hydrolysis of Cellulose-Extension to Formic Acid.” Disertasi Doktor, University of Oulu, Amerika Serikat, 2012.

P. Lu and Y. L. Hsieh. “Preparation and Properties of Cellulose Nanocrystals: Rods, Spheres, and Network.” Carbohydrate Polymers, vol. 82, pp. 329-336, 2010.

L. Du, J. Wang, Y. Zhang, C. Qi, M. P. Wolcott and Z. Yu. “Preparation and Characterization of Cellulose Nanocrystals from the Bio-ethanol Residuals.” Nanomaterials, vol. 7, pp. 51, 2017.

L. C. Yeng, M. U. Wahit, and N. Othma. “Thermal And Flexural Properties Of Regenerated Cellulose (RC)/Poly(3-Hydroxybutyrate)(PHB) Biocomposites.” Jurnal Teknologi (Sciences & Engineering), vol. 75, pp. 107-112, 2015.

N. Lin and A. Dufresne. “Surface Chemistry, Morphological Analysis and Properties of Cellulose Nanocrystals with Gradiented Sulfation Degrees.” Nanoscale, vol. 6, pp. 5384-5393, 2014.

M. A. Martins, E. M. Teixeira, A. C. Correa, M. Ferreira, and L. H. C. Mattoso. “Extraction and Characterization of Cellulose Whiskers from Commercial Cotton Fibers.” vol. 46, pp. 7858-7864, Dec. 2011.

D. Ciolacu, F. Ciolacu and V. I. Popa. “Amorphous Cellulose – Structure And Characterization.” Cellulose Chem. Technol., vol. 45, pp. 13-21, 2011.

Silvio Vaz Jr. Analytical Techniques and Methods for Biomass. Cham: Springer International Publishing, pp. 67, 2016.

Z. Fang. Pretreatment Techniques for Biofuels and Biorefineries. Berlin: Springer-Verlag, pp. 450, 2013.

M. Ueland, J. M. Howes, S. L. Forbes, and B. H. Stuart. “Degradation Patterns of Natural and Synthetic Textiles on a Soil Surface During Summer and Winter Seasons Studied Using ATR-FTIR Spectroscopy.” Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, vol. 185, pp. 69-76, 2017.

Y. Gao, Q. Li, Y. Shi, and R. Cha. “Preparation and Application of Cationic Modified Cellulose Fibrils as a Papermaking Additive.” International Journal of Polymer Science, pp. 1-8, 2016.

R. R. Rizkiansyah. “Ekstraksi Mikrokristalin Selulosa dari Bambu Apus (Gigantochloa apus) dan Pemanfaatannya Sebagai Penguat pada Biokomposit Pati Tapioka/MCC.” Tugas Akhir Sarjana, Institut Teknologi dan Sains Bandung, Indonesia, 2014.

L. Zhong, S. Fu, X. Peng, H. Zhan, dan R. Sun. “Colloidal Stability of Negatively Charged Cellulose Nanocrystalline in Aqueous Systems.” Carbohydrate Polymers, vol. 90, pp. 644-649, 2012.

P. J. Shull. Nondestructive Evaluation: Theory, Techniques, and Applications. New York: CRC Press, pp. 690, 2002.

Z. A. Tariq. “Physical and Chemical Investigations of Starch Based Bio-Plastics.” Disertasi Doktoral, University of Leicester, Kerajaan Britania Raya, 2015.

D. Grewell, S. T. Carolan, and G. Srinivasan. “Development of Soy Protein Plastics Using Functional Chemistry for Short-Life Biodegradable Applications.” J. Renew. Mater., vol. 1, pp. 231-241, 2013.

M. Felix, V. Carpintero, A. Romero and A. Guerrero. “Influence of Sorbitol on Mechanical and Physico-Chemical Properties of Soy Protein-Based Bioplastics Processed by Injection Molding.” Polímeros, vol. 26, no. 4, pp. 277-281, 2016.

A. C. Souza, R. Benze, E. S. Ferrão, C. Ditchfield, A. C. V. Coelho, dan C. C. Tadini. “Cassava Starch Biodegradable Films: Influence of Glycerol and Clay Nanoparticles Content on Tensile and Barrier Properties and Glass Transition Temperature.” LWT - Food Science and Technology, vol. 46, pp. 110-117, 2012.

Downloads

Published

30-04-2018

How to Cite

Raden Reza Rizkiansyah, Mardiyati, & Steven. (2018). Pengaruh Variasi Konsentrasi Hidrolisis Asam Sulfat Terhadap Sifat Me-kanik Plastik Selulosa Teregenerasi dari Kapas Limbah Tekstil dengan Pelarut NaOH/Urea. Jurnal Sains Materi Indonesia, 19(3), 105–112. https://doi.org/10.17146/jsmi.2018.19.3.4264