Sintesis Hidrogel Berbasis Karagenan dan Asam Akrilat Akrilamida Sebagai Pembawa Pupuk

Abstract

Hidrogel berbasis polimer alam saat ini sedang dikembangkan dalam rangka untuk efisiensi pemupukan pada bidang pertanian, dengan cara memperkaya hidrogel dengan pupuk yang nantinya terlepas secara perlahan di dalam tanah. Karagenan dipilih karena pemanfaatannya sebagai polimer alami belum banyak dieksplorasi, khususnya pada bidang non pangan. Karagenan memiliki kemampuan yang baik dalam membentuk termoreversibel gel, sehingga sangat baik jika digunakan dalam aplikasinya sebagai hidrogel. Hidrogel dibuat dengan mensintesis larutan karagenan dengan larutan asam akrilat akrilamida. Proses sintesis dibantu dengan inisiator ammonium persulfat, dan menggunakan MBA sebagai agen pengikat silangnya. Hidrogel kering yang dihasilkan lalu dilakukan proses pengayaan pupuk ammonium nitrat dengan merendamnya dalam larutan pupuk dengan konsentrasi tertentu. Pengujian yang dilakukan pada hidrogel berbasis karagenan antara lain nilai swelling, fraksi gel, derajat grafting, mekanik, SEM, pemuatan dan pelepasan pupuk pada media air. Hasil penelitian menunjukkan nilai swelling rata-rata hidrogel berbasis karagenan terhadap larutan ammonium nitrat berkisar antara 651,39% - 2180,83%. Nilai tersebut tergolong rendah jika dibandingkan dengan nilai swelling nya terhadap air, yang mencapai 20.395% pada perbandingan karagenan:AAm - 1:1. Nilai fraksi gel yang didapat berkisar 74,06% hingga 89,33% dan derajat grafting berkisar 86,12% hingga 97,51%. Nilai-nilai tersebut menunjukkan tingkat kerapatan jaringan dan pencangkokan monomer akrilamida pada karagenan yang cukup tinggi. Kekuatan hidrogel dipengaruhi oleh MBA dan karagenan yang digunakan. Dari pengujian sifat mekanik hidrogel diketahui bahwa semakin banyak MBA dan karagenan yang digunakan maka kekerasan hidrogel meningkat. Dengan menambahkan karagenan sebanyak dua kali dari akrilamida dengan MBA 2%, kekerasan hidrogel dapat meningkat dari 0,4 N menjadi 4,6 N. Sedangkan kemampuan pelepasan sampel amonium nitrat dari hidrogel berbahan dasar karagenan memiliki nilai berkisar antara 8,86% hingga 60,39% dalam empat hari pengamatan. Dari hasil yang didapat, hidrogel berbasis karagenan belum mampu untuk diaplikasikan sebagai pupuk lepas lambat. Hal tersebut dikarenakan pada pengujian pelepasan di air, tingkat pelepasannya cukup tinggi mencapai 63% di satu jam pertama pengukuran. Pelepasan juga cukup cepat yang dapat dilihat dari nilai konstanta pelepasannya. Dari pengujian terhadap beberapa perlakuan, hidrogel berbasis karagenan ini memiliki potensi sebagai pupuk lepas lambat. Komposisi karagenan:AAm 1:2 memiliki nilai swelling yang baik dalam fungsinya sebagai hidrogel, dan dengan penambahan MBA 1% secara signifikan dapat menahan pelepasan pupuk. Komposisi tersebut bisa menahan pupuk yang terlepas yang mana perlu dilakukan pada pengujian pelepasan lebih lanjut pada media tanah.