Sintesa dan Karakterisasi Nanokomposit dari Selulosa Bambu Ampel (Bambusa vulgaris)

Abstract

Bambu Ampel (Bambusa vulgaris) merupakan salah satu serat alami yang berasal dari jenis rumput-rumputan yang dapat dimanfaatkan sebagai susbtitusi dalam penggunaan serat sintetis. Seiring perkembangan nanoteknologi memberikan dampak positif terhadap pemanfaatan serat bambu Ampel. Proses yang digunakan untuk menghasilkan nanofiber adalah proses kimia dengan alkali-bleaching dan proses mekanis disc refiner-ultrasonikasi. Nanofiber yang dihasilkan digunakan sebagai penguat film nanokomposit dengan polimer polivinil alkohol (PVA) sedangkan metode yang digunakan adalah film casting. X-ray diffraction (XRD) pada bambu Ampel menunjukkan intensitas selulosa (I) bagian pangkal bebas kulit lebih tinggi dibanding bagian kulit pangkal, ujung bebas kulit, dan kulit ujung yaitu berturut-turut 390 count, 200 count, 280 count, dan 120 count. Analisis ini digunakan sebagai acuan dalam pemanfaatan bagian pangkal untuk menghasilkan nanofiber selulosa. Proses kimia menyebabkan hidrolisis terhadap komponen amorf yaitu kandungan kimia bambu Ampel sebelum perlakuan yaitu selulosa 44.03%, hemiselulosa 30.50%, dan lignin 22.30%, perlakuan kimia alkali pada pulp belum terputihkan menghasilkan selulosa 65.21%, hemiselulosa 21.70%, dan lignin 9.80%, dan perlakuan kimia bleaching pada pulp terputihkan menghasilkan selulosa 85.62%, hemiselulosa 13.19%, dan lignin 0.19%. Hasil XRD menunjukkan derajat kristalinitas meningkat setelah perlakuan kimia yaitu bambu Ampel 45.4%, pulp belum terputihkan 49.83%, dan pulp terputihkan 64.34%. Proses pembentukan nanofiber dengan proses mekanis disc refiner-ultrasonikasi menunjukkan siklus disc refiner dan perlakuan kimia berpengaruh terhadap ukuran nanofiber yang dihasilkan. Analisis scanning electron microscopy (SEM) menunjukkan nanofiber paling kecil terdapat pada pulp terputihkan siklus disc refiner 30 yaitu 161 nm. Sintesa dan karakterisasi terhadap film nanokomposit yang dihasilkan, menunjukkan film nanokomposit pulp terputihkan disc refiner 30 kali memiliki kualitas lebih baik dari film nanokomposit pulp belum terputihkan dan film PVA, hal ini dibuktikan dari pengujian FTIR, densitas, sifat termal, optik, elektrik, dan mekanis. Pengujian FTIR terjadi streching OH pada bilangan gelombang 3016-3603 cm-1 dan hidrolisis komponen amorf pada bilangan gelombang 1211-1288 cm-1, nilai densitas yaitu 0.104 g/cm3, nilai sifat termal differential scanning calorimetry (DSC) menghasilkan suhu leleh yaitu 224.78 °C dan suhu kristalisasi yaitu 199.42 °C, sifat optik UV-VIS spektrofometri menunjukkan nilai transmitansi yaitu 85.6%, sifat elektrik LCR meter menghasilkan nilai konduktivitas listrik yaitu 1.01 x 10-7-9.91 x 10-10 mS, dan sifat mekanis uji elongation at break yaitu 296.48 ± 19%, young’s modulus yaitu 962.88 ± 73 Mpa, dan tensile strength yaitu 14.71 ± 1.