Pengembangan Nanofiber Selulosa Asetat dari Selulosa Tandan Kosong Kelapa Sawit untuk Pembuatan Bioplastik

Abstract

Tujuan penelitian ini adalah (1) untuk menghasilkan selulosa dengan metode pulping dan karakterisasi selulosa yang dihasilkan, (2) untuk memproduksi selulosa asetat melalui perlakuan variasi waktu asetilasi sehingga menghasilkan kadar asetil yang sesuai untuk pembuatan bioplastik, (3) untuk memperoleh serat berukuran nanometer dengan metode electrospinning melalui perlakuan variasi konsentrasi larutan selulosa asetat dan jarak spinneret-kolektor, dan (4) menghasilkan bioplastik dengan sifat fisik dan mekanik terbaik dengan metode solution casting dari nanofiber selulosa asetat dan pemlastis dietilen glikol (DEG). Penelitian dilakukan dalam beberapa tahap, yaitu ekstraksi selulosa dari tandan kosong kelapa sawit, sintesis selulosa asetat, sintesis nanofiber selulosa asetat menggunakan metode electrospinning, dan produksi bioplastik. Sintesis selulosa asetat dilakukan melalui proses asetilasi asetat anhidrid dengan perlakuan variasi waktu asetilasi (15, 30, 45, dan 60 menit). Sintesis nanofiber selulosa asetat dilakukan menggunakan metode electrospinning dengan perlakuan konsentrasi selulosa asetat (5, 10, dan 15%) dan jarak spinneret-kolektor (6, 8, dan 10 cm). Produksi bioplastik dilakukan menggunakan metode solution casting dengan perlakuan ukuran serat selulosa asetat (mikrofiber dan nanofiber) dan penambahan pemlatis DEG (0, 10, 20, dan 30%). Tahap awal pada penelitian ini dilakukan ekstraksi selulosa tandan kosong kelapa sawit dan sintesis selulosa asetat. Selulosa tandan kosong kelapa sawit yang dihasilkan memiliki kadar α-selulosa 94.8% dan kadar air 4.8%. Sintesis selulosa asetat menghasilkan selulosa asetat terbaik sesuai SNI pada waktu asetilasi selama 30 menit dengan kadar asetil 40.108%, kadar air 4.528%, dan rendemen 156.202%. Sintesis nanofiber menggunakan electrospinning menghasilkan diameter nanofiber terkecil sebesar 134 nm pada konsentrasi larutan 10% dan jarak spinneret-kolektor 8 cm. Pada tahap terakhir, pembuatan bioplastik dengan metode solution casting menghasilkan bioplastik dengan sifat mekanik terbaik pada bioplastik nanofiber selulosa asetat dengan konsentrasi pemlastis 10%, yaitu kuat tarik 18.56 MPa, elongasi 3.953%, nilai modulus elastisitas 0.676 GPa, penyerapan air 16.772%, dan densitas 1.045 gcm-1. Bioplastik dari nanofiber memiliki kekuatan mekanik lebih baik daripada bioplastik mikrofiber selulosa asetat.