Bionanokomposit Film Berbasis PVA dan Nanoselulosa dari Serat Kenaf (Hibiscus cannabinus L.)

Abstract

Salah satu jenis polimer ramah lingkungan yang semakin luas aplikasinya sebagai kemasan pangan ialah polyvinyl alcohol (PVA). PVA memiliki beberapa karakteristik unggul antara lain barrier yang bagus terhadap oksigen, kemampuan pembentuk film yang baik, dan kelarutan dalam air yang baik. Gugus hidroksil yang dominan terdapat pada PVA membuat film jenis ini memiliki barrier yang rendah terhadap uap air. Kenaf merupakan tanaman sumber selulosa alami yang memiliki potensi yang tinggi untuk ditambahkan dalam polimer. Penggunaan metode oksidasi TEMPO dipelajari untuk mengetahui efek yang dihasilkan terhadap karakteristik nanokomposit. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengkaji produksi nanoselulosa dari sumber tanaman kenaf, serta mempelajari karakteristik fisik, mekanik, dan struktur morfologi film nanokomposit dengan penambahan nanoselulosa kenaf dan penambahan gliserol sebagai plasticizer. Penelitian ini terdiri dari beberapa tahap : isolasi selulosa dari serat kenaf dan produksi nanoselulosa. Tahapan isolasi selulosa dari serat kenaf terdiri dari pengecilan ukuran serat, penghilangan lapisan lilin, pemutihan, dan penghilangan hemiselulosa. Produksi nanoselulosa terdiri dari oksidasi TEMPO, ultrafine grinding dan ultrasonikasi. Nanoselulosa digunakan sebagai nanoreinforging agent dalam film PVA. Selanjutnya dianalisis karakteristik fisik dan mekaniknya. Model percobaan yang digunakan ialah Rancangan Acak Lengkap (RAL) Faktorial. Faktor dalam penelitian ini adalah jumlah penambahan nanoselulosa (3% dan 5%), penambahan gliserol (0% dan 2%) dan jenis nanoselulosa yang digunakan (nanoselulosa TEMPO dan tanpa TEMPO). Nanoselulosa diproduksi dari serat tanaman kenaf dengan kombinasi antara metode kimia dan mekanik. Nanoselulosa yang dihasilkan memiliki diameter <100 nm dengan ukuran yang paling dominan antara 71-80 nm. Penambahan nanoselulosa tanaman kenaf dapat memperbaiki karakteristik fisik dan mekanik film PVA. Kuat tarik film PVA meningkat dengan penambahan nanoseulosa, sementara WVTR dan transmisi cahaya film PVA menurun. Film PVA dengan nanoselulosa TEMPO menghasikan kuat tarik yang lebih baik. Penggunaan gliserol berpengaruh positif pada nilai elongasi, tetapi berpengaruh negatif pada nilai WVTR dan kuat tarik. Hasil yang diharapkan dari penggunaan nanoselulosa untuk memperbaiki karakteristik kemasan fungsional tercapai.