Sintesis Hidrogel Onggok – Poli(Asam Akrilat/Akrilamida) Menggunakan Crosslinking Secara Kimia dan Iradiasi Gamma

Abstract

Onggok adalah hasil sampingan dari proses produksi tapioka yang apabila tidak termanfaatkan dengan baik dapat menimbulkan masalah lingkungan. Kandungan karbohidrat yang terkandung pada onggok masih sangat tinggi, sekitar 82%. Karbohidrat terdiri dari amilosa dan amilopektin yang sepanjang rantainya tersusun atas gugus hidroksil, sehingga bersifat hidrofilik. Sifat onggok yang hidrofilik ini menyebabkan onggok dapat dimodifikasi menjadi material baru yang lebih berdaya guna melalui proses ikatan silang. Proses pengikatan silang menghasilkan polimer dengan kemampuan penyerapan superior yang dikenal sebagai hidrogel. Hidrogel komersil umumnya dihasilkan menggunakan polimer sintetik. Penggunaan polimer sintetik yang berlebihan tidak ramah lingkungan karena sulit terurai di alam sehingga dapat menimbulkan penumpukan sampah dan pencemaran lingkungan. Akan tetapi, penggunaan polimer alami secara keseluruhan belum mampu menghasilkan hidrogel dengan kemampuan penyerapan superior dan kestabilan mekanik yang baik. Oleh sebab itu, dilakukan penggabungan bahan sintetik dalam polimer alami untuk menghasilkan hidrogel dengan kemampuan penyerapan superior, sifat mekanik yang stabil, dan dapat terurai di alam. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh hidrogel dengan kemampuan swelling, fraksi gel, dan sifat mekanik yang stabil berbahan dasar onggok singkong yang dicangkokan dengan akrilamida dan asam akrilat menggunakan metode crosslinking secara kimia dan iradiasi sinar gamma. Modifikasi onggok pada penelitian ini dilakukan dengan penambahan monomer akrilamida dan asam akrilat. Selanjutnya, pengikatan silang secara kimia dengan penambahan Metilen-Bis- Akrilamida (MBA). Selain itu, penelitian ini juga melakukan ikat silang menggunakan iradiasi gamma. Penelitian ini dirancang menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dua faktor dengan faktor pertama adalah persentase asam akrilat. Faktor kedua pada penelitian ini terbagi menjadi dua metode, yaitu kimia dan iradiasi gamma. Faktor kedua untuk metode kimia adalah konsentrasi MBA, sementara faktor kedua untuk metode iradiasi gamma adalah dosis iradiasi. Setiap perlakuan dilakukan ulangan sebanyak tiga kali. Hasil penelitian menunjukkan persentase asam akrilat yang semakin tinggi pada kedua metode menghasilkan hidrogel dengan kemampuan swelling yang semakin meningkat dan koefisien difusi yang semakin tinggi, sebagai konsekuensinya fraksi gel dan sifat mekanik mengalami penurunan. Sementara itu, perlakuan ikat silang secara kimia dan iradiasi gamma mampu meningkatkan sifat mekanik dan fraksi gel hidrogel yang dihasilkan, namun menurunkan nilai sweling dan koefisien difusi. Hasil penelitian menunjukkan hidrogel yang dihasilkan menggunakan metode kimia mempunyai kemampuan swelling yang lebih tinggi dibandingkan dengan hidrogel metode iradiasi gamma, namun memiliki sifat mekanik yang lebih rendah. Hidrogel metode kimia paling optimum diperoleh dari persentase asam akrilat 25% dan konsentrasi MBA 0.5% dengan swelling 10576%, koefisien difusi 0.1108 m2h-1, fraksi gel 70.05%, dan hardness 6.46 mJ. Sedangkan hidrogel metode iradiasi gamma paling optimum saat persentase asam akrilat 25% dan dosis iradiasi 10 kGy dengan swelling 9423%, koefisien difusi 0.2393, fraksi gel 75.98%, dan hardness 8.53 mJ. Hasil citra SEM juga menunjukkan penambahan asam akrilat dan akrilamida sebagai monomer dan proses ikatan silang mempengaruhi morfologi permukaan hidrogel dan menghasilkan struktur berpori. Berdasarkan karakteristik – karakteristik yang telah dianalisis, hidrogel yang dihasilkan pada penelitian ini dapat diaplikasikan dalam bidang pertanian sebagai media tanam, pembawa air, dan pelindung pupuk. Selain itu, juga dapat diaplikasikan dalam bidang kesehatan sebagai pembalut wanita dan popok.