Modifikasi Karakteristik, Mekanik, Permeabilitas dan Termal Film Poli Vinil Pirolidon Melalui Pembentukan Komposit Dengan Karbon Dot.
View/ Open
Date
2017Author
Sjahriza, Ahmad
Masúd, Zainal Alim
Sutriah, Komar
Metadata
Show full item recordAbstract
Material komposit banyak digunakan diberbagai bidang : kedokteran,
teknik, oleh raga otomotif, penerbangan dan lain-lain. Hal ini menimbulkan
dorongan kuat pada pengembangan karakteristik dan tampilan material komposit.
Kombinasi matrik dan pengisi (filler) juga semakin luas dikaji agar diperoleh sifat
material yang unggul.Komposit antara polimer dengan nano partikel memperbaiki
sifat intrinsik yang dimiliki polimer.
Teknologi nano partikel memberikan informasi baru perihal sifat bahan
yang bergantung pada ukuran dan kisaran ukuran yang termasuk dalam katagori
partikel nano adalah 1- 100 nm. Karbon sebagai unsur alotropik juga memiliki
berbagai bentuk nanoalotropik, antara lain fullerene, dot, nano intan, tabung nano,
serat nano, grafen, pita nano, dan grafen berlapis. Untuk menghasilkan karbon
nano bisa dipilih antara teknik top-down atau bottom-up dan setiap teknik
memiliki keunggulan dan kelemahan yang terkait dengan keseragaman ukuran
partikel, quantum yield, dan kondisi proses. Reduksi ukuran karbon pada teknik
top-down dilakukan dengan arc discharge, ablasi laser, dan plasma, sedangkan
proses bottom-up membangun partikel nano dimulai dari ukuran atomik atau
molekuler dengan metoda elektrokimia, pembakaran, hidrothermal dan
gelombang mikro.
Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh karbon dot dan karakteristiknya
dengan teknik sistesis bottom-up menggunakan prekursor asam sitrat dan urea.
Serta nanokomposit PVP dan karbon dot dengan karakteristik mekanik,
permeabilitas dan termal yang lebih dibanding PVP tunggal.
Komposit antara karbon dot dan polimer memberikan nanomaterial
fungsional yang lebih baik dan film transparan dibuat dengan metode
pengecetakan. Karbon nanodot disintesa dari asam sitrat dan urea dengan
gelombang mikro untuk membuat film nanokomposit dengan PVP dengan sifat
mekanik yang lebih baik dan permeabilitas. Film komposit yang dengan
karakteristik yang baik akan dianlisa selanjutnya melalui spektroskopi, stabilitas
termal dan permukaan.
Penelitian ini akan memberikan keterbaruan karakteristik film
nanokomposit antara karbon dot dan PVP yang belum pernah dilaporkan sebelum
ini. Film nanokomposit transparan dengan karbon dot ini dapat dimanfaatkan luas
sebagai film sensor (sensor patch) ), katalisis dan optronic.
Sintesis karbon dot yang mampu berfuoresensi berhasil diperoleh dari reaksi
satu tahap antara asam sitrat dan urea menggunakan gelombang mikro dengan
daya 300 W. Karakteristik spektrum absorpsi UV-Vis karbon dot sebagai partikel
nano terdapat pada 340 nm, sedangkan spektrum emisi yang memperlihatkan
kemampuan fluoresensi terdapat pada 535 nm dengan warna hijau. Diameter ratarata
karbon dot hasil pengukuran hamburan cahaya laser sebesar 96,01 nm yang
memenuhi katagori sebagai partikel nano dan memiliki indek polidistersitas 0,396.
Material komposit yang dihasilkan dalam bentuk film dengan variasi
kandungan karbon dot 0,1% - 1% yang dapat berpendar dibawah cahaya
ultraviolet. Sifat mekanik dari film PVP-karbon dot meningkat signifikan dengan
penambahan karbon dot 0,1% - 0,7% dibanding dengan kontrol (PVP). Pada kadar
karbon dot 0,7% diperoleh kenaikan kuat tarik sebesar 60% , modulus Young
47% dan elongasi 8,6%.
Laju transmisi uap air menunjukan kombinasi afinitas PVP terhadap air dan sifat
higroskopis karbon dot mempercepat transport uap air. Sementara itu,
permeabilitas uap air mengalami perlambatan pada konsentrasi karbon dot yang
tinggi. Termogram film PVP dan komposit PVP-karbon dot 0,7% memberikan
satu puncak endotermik akibat pelepasan air yang terikat dan ini membuktikan
bahwa campuran pada film adalah bersifat homogen. Tidak ditemukan perubahan
karater termal yang signifikan antara PVP dan komposit PVP-karbon dot. Seperti
ditunjukkan oleh nilai Tg dari kedua bahan tersebut. Morfologi permukaan
menggunakan SEM dengan perbesaran 500 x dan 2000 x pada film PVP dan film
nanokomposit PVP-karbon dot 0,7% memperlihatkan permukaan yang seragam
tanpa ada noda atau pola ini menandakan bahwa karbon dot terdispersi dengan
homogen. Spektrum vibrasi film menampilkan beberapa puncak utama yaitu -
CH2, -C = O, -CN dan -OH yang sesuai dengan monomer vinil pirolidon.