sintesis dan karakterisasi hidrogel poll...

6
Sintesi.\" dan KarakterisasiHidrogel Poli(Akrilamida) Hasil lradiasi Gamma (Erizal) SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROGEL POLl (AKRILAMIDA) HASIL lRADIASI GAMMA Erizal , Dewi S.P. daD DarmawaD D. Puslitbang Teknologi Isotop danRadiasi(P3TIR)-BATAN Jl. Cinere Ps. Jumat PO BOX 7002,JKSKL,Jakarta Selatan 12070 ABSTRAK SINTESIS DAN KARAKTERISASI HmROGEL POLI(AKRILAMIDA) HASIL IRADIASI GAMMA. Dalam kerangka membuat bahan biomaterial baru, telah dilakukan sintesis hidrogel poli (akrilamida) dengan teknik iradiasi gamma. Larutan akrilamida dengan konsentrasi 2M dalam campuran pelarut aseton-air (45/55 v/v) diiradiasi dengan sinar gamma pada dosis 10; 15; 20; 25; 30 daD 40 kGy pada laju dosis 5 kGy/jam. Selanjutnya hidrogel basil iradiasi dikarakterisasi sitar tisika-kimianya yang meliputi traksi gel, pengaruh waktu dan suhu terhadap sitat penyerapan air (swelling), perubahan diameter hidrogel dan kestabilan hidrogel pada pemakaian ulang pada perubahan suhu. Dari basil evaluasi diperoleh basil dengan menaiknya dosis iradiasi hingga 40 kGy, traksi gel naik hingga 92,32 %. Pada pengujian suhu, hidrogel poli (akrilamida) dengan menaiknya suhu perendaman hingga 80 °C, swelling menaik dan mencapai suhu titik kritis atas pada suhu 60uC, disertai dengan menaiknya ukuran diameter hidrogel. Pada pengujian flemakai:tn ulang suhu 20 daD 60 uC diperoleh hasil bahwa hidrogel poli(akrilamida) iradiasi dosis < 25 kGy tidak menunjukan sitat yang reversible. Menaiknya dosis iradiasi hingga 25 kGy menyebabkan sitat swelling hidrogel menaik dengan waktu perendamall hingga 144 jam relatif menurun. Berdasarkan sitar reversible pada pemakaian ulang suhu 20 daD 60 U(; dalJ karakter UCST, salah satu kemungkinan aplika~i hidrogel poli (akrilamida) dapat digunakan untuk proses biosepara~i. Kala kunci: Hidrogel poli(akrilamida), iradiasi gamma, .\"we//ing, UCST ABSTRACT SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION HYDROGEL POLY(ACRYLAMIDE) PREPARED BY GAMMA IRRADIATION. In the propose of the preparation of a new biomaterial, the synthesis and characterization of poly(acrylamide) hydrogel prepared by gamma irradiation have been done. Acrylamide solutions with concentration 2 M in the !lolvent of acetone-water 45/55 w/w mixture were irradiated by gamma rays at the doses of 0; 10; 20; 30; 40 kGy with a single dose rate of 5 kay/h. The characteristic of physico-chemical poly(acrylamide) hydrogel consisted of gel traction, the effect of soaking time and temperature on the swelling hydrogel, diameter changes and stability hydrogel on repeating temperature changes were determined. After evaluation, it was found that with increasing irradiation dose up to 40 kay, the gel fraction increases up to 92.32 0/0.In the effect of temperature on the swelling of hydrogel in destilled water, with increasing temperature up to 80.C , the !lwelling hydrogel increa!les and showed a upper critical solution temperature at 60.C and was followed by increa!ling diameter hydrogel. Repeating used at temperature of 20 and 60.C , hydrogels prepared at the doses of < 25 kGy showed irreversible properties. With increasing irradiation dose up to 25 kay, swelling of hydrogel decreased, relatively. Based on the reversible and UCST characteristics showed by poIY(lIcrylamide), one of the possibilty applications of poly (acrylamide) hydrogel is liS a matrix tor bioseparation. Key word\" : Hydrogel poly(acrylamide), gamma irradiation, swelling, UCST PENDAHULUAN Hidrogel merupakan senyawa organik unik yang terbentuk daTi satuan unit monomer, polimer atau gabungan monomer-po Ii mer dengan beragam jenis ikatan kimia dalam struktur kerangkanya. Swelling atau menggembung adalah salah satu sifat fisika yang khas hidrogel, menggambarkan kemampuan hidrogel dalam menyerap air. Kemampuan hidrogel dalam menyerap air dipengaruhi oleh gugus-gugus fungsi bebas dalam jaringan struktur molekunya. Beberapa jenis gl1gUS fungsi yang berpengaruh pada sifat swelling adalah gugus -OH, -~, dan -SO;lH. Disamping gugus-gugus itu ada gugus fungsi lain yang dapat memberikan sifat unik pada hidrogel, yaitu menjadi peka terhadap perubahan suhu, pH, dan perubahanarus listrik. Hal tersebut menyebabkan pada beberapa tahun belakangan ini, sejumlah peneliti melakukan penelitian yang intensif untuk mengembangkan hidrogel ditujukan untuk dapat dipakai dalam berbagai bidang misalnya dalam bidang kesehatan,pertanian, daD farmasi [1-5]. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari sintesis hidrogel poli (akrilamida) denganteknik iradiasi 51

Upload: ledieu

Post on 12-Aug-2019

233 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROGEL POLl …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1411-2213-2002-1-051.pdfdiameter hidrogel dan kestabilan hidrogel pada pemakaian ulang pada perubahan

Sintesi.\" dan Karakterisasi Hidrogel Poli(Akrilamida) Hasil lradiasi Gamma (Erizal)

SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROGELPOLl (AKRILAMIDA) HASIL lRADIASI GAMMA

Erizal , Dewi S.P. daD DarmawaD D.Puslitbang Teknologi Isotop dan Radiasi (P3TIR)-BATAN

Jl. Cinere Ps. Jumat PO BOX 7002, JKSKL, Jakarta Selatan 12070

ABSTRAK

SINTESIS DAN KARAKTERISASI HmROGEL POLI(AKRILAMIDA) HASIL IRADIASI GAMMA. Dalamkerangka membuat bahan biomaterial baru, telah dilakukan sintesis hidrogel poli (akrilamida) dengan teknik iradiasi gamma.Larutan akrilamida dengan konsentrasi 2M dalam campuran pelarut aseton-air (45/55 v/v) diiradiasi dengan sinar gamma padadosis 10; 15; 20; 25; 30 daD 40 kGy pada laju dosis 5 kGy/jam. Selanjutnya hidrogel basil iradiasi dikarakterisasi sitar

tisika-kimianya yang meliputi traksi gel, pengaruh waktu dan suhu terhadap sitat penyerapan air (swelling), perubahandiameter hidrogel dan kestabilan hidrogel pada pemakaian ulang pada perubahan suhu. Dari basil evaluasi diperoleh basildengan menaiknya dosis iradiasi hingga 40 kGy, traksi gel naik hingga 92,32 %. Pada pengujian suhu, hidrogel poli (akrilamida)dengan menaiknya suhu perendaman hingga 80 °C, swelling menaik dan mencapai suhu titik kritis atas pada suhu 60uC, disertaidengan menaiknya ukuran diameter hidrogel. Pada pengujian flemakai:tn ulang suhu 20 daD 60 uC diperoleh hasil bahwa hidrogelpoli(akrilamida) iradiasi dosis < 25 kGy tidak menunjukan sitat yang reversible. Menaiknya dosis iradiasi hingga 25 kGy

menyebabkan sitat swelling hidrogel menaik dengan waktu perendamall hingga 144 jam relatif menurun. Berdasarkan sitarreversible pada pemakaian ulang suhu 20 daD 60 U(; dalJ karakter UCST, salah satu kemungkinan aplika~i hidrogel

poli (akrilamida) dapat digunakan untuk proses biosepara~i.

Kala kunci: Hidrogel poli(akrilamida), iradiasi gamma, .\"we//ing, UCST

ABSTRACT

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION HYDROGEL POLY(ACRYLAMIDE) PREPARED BY GAMMAIRRADIATION. In the propose of the preparation of a new biomaterial, the synthesis and characterization of poly(acrylamide)hydrogel prepared by gamma irradiation have been done. Acrylamide solutions with concentration 2 M in the !lolvent ofacetone-water 45/55 w/w mixture were irradiated by gamma rays at the doses of 0; 10; 20; 30; 40 kGy with a single dose rateof 5 kay/h. The characteristic of physico-chemical poly(acrylamide) hydrogel consisted of gel traction, the effect of soakingtime and temperature on the swelling hydrogel, diameter changes and stability hydrogel on repeating temperature changes weredetermined. After evaluation, it was found that with increasing irradiation dose up to 40 kay, the gel fraction increases up to92.32 0/0. In the effect of temperature on the swelling of hydrogel in destilled water, with increasing temperature up to 80.C ,the !lwelling hydrogel increa!les and showed a upper critical solution temperature at 60.C and was followed by increa!lingdiameter hydrogel. Repeating used at temperature of 20 and 60.C , hydrogels prepared at the doses of < 25 kGy showedirreversible properties. With increasing irradiation dose up to 25 kay, swelling of hydrogel decreased, relatively. Based on thereversible and UCST characteristics showed by poIY(lIcrylamide), one of the possibilty applications of poly (acrylamide)hydrogel is liS a matrix tor bioseparation.

Key word\" : Hydrogel poly(acrylamide), gamma irradiation, swelling, UCST

PENDAHULUAN

Hidrogel merupakan senyawa organik unik yangterbentuk daTi satuan unit monomer, polimer ataugabungan monomer-po Ii mer dengan beragam jenisikatan kimia dalam struktur kerangkanya. Swelling ataumenggembung adalah salah satu sifat fisika yang khashidrogel, menggambarkan kemampuan hidrogel dalammenyerap air. Kemampuan hidrogel dalam menyerapair dipengaruhi oleh gugus-gugus fungsi bebas dalamjaringan struktur molekunya. Beberapa jenis gl1gUSfungsi yang berpengaruh pada sifat swelling adalahgugus -OH, -~, dan -SO;lH.

Disamping gugus-gugus itu ada gugus fungsilain yang dapat memberikan sifat unik pada hidrogel,

yaitu menjadi peka terhadap perubahan suhu, pH, danperubahan arus listrik. Hal tersebut menyebabkan padabeberapa tahun belakangan ini, sejumlah penelitimelakukan penelitian yang intensif untukmengembangkan hidrogel ditujukan untuk dapatdipakai dalam berbagai bidang misalnya dalam bidangkesehatan, pertanian, daD farmasi [1-5].

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajarisintesis hidrogel poli (akrilamida) dengan teknik iradiasi

51

Page 2: SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROGEL POLl …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1411-2213-2002-1-051.pdfdiameter hidrogel dan kestabilan hidrogel pada pemakaian ulang pada perubahan

Prosiding Pertemuan I1miah I/mu Pengetahuan dan Teknologi Bahan 2002Serpong, 22 -23 Oktober 2002 ISSN 1411-2213

daD karakterisasinya.

BAHAN DAN METODA

Bahan

Akrilamida buatan Merck. Pereaksi lainnya adalahkualitas p.a, aseton.

Alat

air suling pacta suhu 20 °C selama 24 jam dalam beaker

yang ditutup dengan alumuniumfoil. Timbang berathidrogel setelah air dipermukaan dikeringkan dengankertas saling (berat basah). Kemudian rendam kembalidalam air suling pacta suhu 30 °C selama 24 jam dan

ditimbang lagi. Begitu seterusnya sampai dicapai suhu80 °c. Akhirnya hidrogel dikeringkan pacta suhu 60 °Chingga dicapai berat konstan ( berat kering ). Swellinghidrogel dihitungberdasarkan persamaan 2.

Pengujian SweUing Hidrogel pada Pemakaian UlangSuhu 20°C daD 60 °CIrradiator Sinar-gamma, oven, otokiaf

Hidrogel mula-mula direndam dalam air sulingpada suhu 20 °C selama 24 jam, lalu ditimbang beratbasahnya. Kemudian hidrogel direndam kembali dalamair suling pada suhu 60 °C selama 24 jam, dan ditimbangkembali. Proses pengujian .welling pada suhu 20 °Cdan 60 °C, disebut sebagai satu kali proses ulang.Pekerjaan proses ulang ini dilakukan selanjutnyahingga 8 kali ulangan. Akhimya hidrogel dikeringkanpada suhu 60 °C hingga berat konstan. Swellinghidrogel setiap suhu ulangan dihitung berdasarkan

persamaan2.

Sintesis hidrogel

17,7 g akrilamida dirnasukkan ke dalam carnpUIanpelamt45 mL aseton daD 55 mL air suling. Selanjutnyacampuran diaduk hingga homogen, laID larutanakrilamida da1am botol vial ukuran 6 mL diiradiasi padadosis 0;10;15; 20 daD 25 kGy (Iaju dosis 5 kay/jam)dengan sinar gamma dalam iradiator IRPASENA.

Pengujian Fraksi Gel

BASIL DAN PEMBAHASAN

Fraksi gel

Dalam sintesis hidrogel baik cara kimiawimaupun iradiasi, pengujian parameter fraksi gelmerupakan salah satu parameter yang penting, karenafraksi gel mewakili jumlah gel (padatan) stabil yangterbentuk akibat reaksi yang terjadi dalam prosespembentukan hidrogel. Pada Tabell disajikan pengaruhdosis iradiasi terhadap fraksi gel daTi hidrogelpoli(akrilamida). Terlihat bahwa dengan menaiknyadosis iradiasi hingga 25 kGy, fraksi gel naik hingga88,90 %. Tidak terbentuknya hidrogel dengan fraksi gelhingga 100 %, hill ini menunjukkan bahwa dalam reaksipolimerisasi radiasi pembentukan hidrogel akrilamidatidak hanya terjadi reaksi ikatan silang, disamping ituterjadi pula reaksi degradasi. Terjadinya reaksi degradasi

Hidrogel basil iradiasi ( berat awal) selanjutnya

dimasukkan ke dalam kawat kasa daD direndam dalamair suling pacta suhu 120°C dalam otoklaf selama 1 jam.Kemudian fraksi padatan yang tersisa dalam kawat kasadikeringkan dalam oven pacta suhu 60°C hingga beratkonstan (berat kering). Fraksi gel dihitung berdasarkan

persamaan berikut;Berat gel kering

FraksiGel= XIOO% (l)Berat awal

Pengujian Swelling Hidrogel Pada PerubahanWaktu

Hidrogel basil iradiasi direndam dalam air sulingpada suhu kamar dengan waktu perendaman hingga144 jam, clan penimbangan berat hidrogel basah (W 0 )dilakukan setiap selang waktu I jam. Sebelumpenimbangan dilakukan, pengeringan air padapermukaan hidrogel dengan kertas saring. Setelahselang waktu 144 jam hidrogel dikeringkan dalam ovenpada suhu 60"C hingga dicapai berat konstan (berat

kering, WI), Selanjutnya .\Welling hidrogel dihitungberdasarkan persamaan berikut ;

WO -WI

Tabell. Fraksi gel hidrogel poli(akrilamida)basil iradiasi gamma pada beragam dosis.

I Dosis!!adiasi (kGy) I_Fraksi Gel C%),(2)Swelling=

0

10

15

20

25

30

40

WI 0

77,80

81,75

86,78

88,90

90,23

92,32

WO = Berat hidrogel basah (g)

WI = Berat hidrogel kering (g)

Pengujian Swelling Hidrogel Pada Perubahan Suhu

Swelling hidrogel dalam air suling jugaditentukan pacta rentang suhu 20-80 °C dengan intervalsuhu 10°C. Mula-mula hidrogel direndam dalam 50 mL

52

Page 3: SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROGEL POLl …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1411-2213-2002-1-051.pdfdiameter hidrogel dan kestabilan hidrogel pada pemakaian ulang pada perubahan

Sintesis dan Karakterisasi Hidrogel Poli(Akrilamida) Hasil lradiasi Gamma (Erizal)

ini disebabkan adanya oksigen yang membentuksenyawa peroksida yang lamt dalam air.

Pengamh Waktu Terhadap SweUing Hidrogel

Pengamh waktu perendaman dalam air suI ingpada suhu kamar sebagai fungsi dosis, terhadap.welling hidrogel yang dipakai pada penelitian inidisajikan pada Gambar 1. Terlihat bahwa swellinghidrogel dengan waktu perendaman meningkat hinggamencapai nilai .welling maksimum berkisar 30 hingga60 kali lebih besar dibandingkan berat keringnya.Selanjutnya, pencapaian nilai tertinggi swellingtergantung pada dosis radiasi yang dipakai. Hidrogelyang diperoleh dari iradiasi 20-25 kGy memberikankejenuhan yang lebih cepat dibanding dosis yang lebihrendah (10 daD 15 kGy), karena kerapatan ikatansilangnya terlalu tinggi ( fraksi gel tinggi). Ternyataukuran diameter hidrogel juga mengalarni perkembangandengan waktu selama perendaman pada suhu kamar(Tabe12 ). Pada dosis iradiasi yang relatif rendah dimanafraksi gelnya masih sekitar 80 % , diameter hidrogelmengalami peningkatan terns selama setelah 24 jamperendaman, sedangkan pada fraksi gel yang lebihtinggi dengan dosis diatas 15 kGy ukuran hidrogel tidaklagi meningkat setelah 24 jam. Hal ini mungkinmenunjukkan bahwa ukuran pori hidrogel tidak akan

1m"0

9)-

60-

40-

hidrogel pada dosis tinggi mungkin disebabkan struktur

jaringan hidrogel yang meliputi pori rnaupun makroporimengecil. Dengan demikian dengan air relatif sukarmasuk kedalamnya.

Pengamh Suhu Terhadap SweUing Hidrogel

Suhu merupakan salah satu parameter yangmemegang peranan penting dalam karakteristik hidrogelkhususnya pada aplikasi hidrogel sebagai bahanbiomaterial [14,15]. Pada Gambar 2 disajikan pengarnhsuhu terhadap swelling hidrogel basil iradiasi dengannilai fraksi gelnya. Terlihat bahwa pada rentang suhuperendaman dati 20 "C hingga 60"C ,swelling menaiksecara beraturan .Sedangkan pada rentang suhu60"C- 80°C, terjadi lonjakan kenaikan swelling, temtarnaantara suhu 70 hingga 80 °C dengan kisaran 100 hingga120. Perubahan suhu yang relatif besar yang dimulaipada suhu 60 °C pada poli(akrilamida) ini umumnyadisebut sebagai suhu kritis atas larutan (Upper('ritical Solution temperature. UCS7). Lower Critical.S'olution Temperature (LCST) didapat pada hidrogel

poli(NIPAAm) poli (N-isopropil akrilamida) yangmenlpakan turunan daTi poli(akrilamida), yaitu padasuhu 32 °C (7,8).

Terjadinya suhu kritis pada hidrogel hal inidisebabkan oleh terganggunya kesetimbangan gugushidrofilik dan hidrofobik dalam hidrogel [9]. Terjadinyasuhu kritis terendah larutan dati hidrogel disebabkanoleh dominasi gugus hidrofobik pada suhu kritisnya.Sedangkan sebaliknya suhu kritis atas larutandisebabkan dominasi gugus hidrofilik pada suhu kritistersebut. Dalam poli (akrilamida) penyebab suhu kritisatas larutan yang dimulai pada suhu 60 °C perlu ditelitilebih lanjut.

Selanjutnya dapat juga dilihat bahwa .\wellinghidrogel tergantung pada frnksi gel (FG). Gambar 2 jugamenunjukkan bahwa hidrogel dengan FG =88,9 yangdiperoleh daTi meradiasi dengan dosis25 kGy, memberikan .fWelling yang paling rendah. Hal

of, I 'I .I f I ' , I I ' I ' I

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Waktu~Gambar 1. Pengaruh waktu perendaman lerhadapswelling hidrogel diukur pada suhu kamar sebagai fungsidosis iradiasi

dapat membesar lagi jika kerapatan ikatan silangnyaterlalu tinggi.

Swelling hidrogel dalam air, dikontrol olehgugus -gugus fungsi dari monomer/polimer baik yangbersifat hidrofilik maupun hidrofobik (10). Pada proses~elling, air mula-mula akan menghidrasi gugus fungsiyang polar dari akrilamida yaitu gugus -NH2, denganmembentuk ikatan hidrogen. Air jenis ini disebutsebagai air terikat. Selanjutnya hidrogel mengembangdaD gugus hidrofobik ( ikatan -C-C- ) mulai tereksposedan terjadi hidrnsi selanjutnya. Disamping itu air mengisipori -pori hidrogel sehingga dicapai kondisi jenuh. airjenis ini disebut sebagai air bebas. Rendahnya ~elling

Gambar 2. Hubungan swelling hirogel terhadap suhubasil iradiasi beragam dosis. (A) 10 kGy, FG=77,80(B) 15 kGy, FG= 81,75 (C) 20 kGy, FG=86,78(D) 25 kGy, FG= 88,90. KFG= ftaksi Gel dan .\"wellingdiukur setiap suhu selama 24 jam

53

Page 4: SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROGEL POLl …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1411-2213-2002-1-051.pdfdiameter hidrogel dan kestabilan hidrogel pada pemakaian ulang pada perubahan

Prosiding Pertemuan llmiah lbnu Pengetahuan dan Teknologi Bahan 2002Serpong, 22 -23 Oktober 2002 ISSN1411-2213

ini disebabkan bahwa kerapatan ikatan silangnya yang

tinggi.

Pengaruh Pemakaian ffiang Terhadap Swelling

Adanya struktur jaringan dari hidrogel yangmembentuk pori-pori merupakan salah satu sifat yangunik. daD dengan adanya pori-pori tersebut hidrogeldapat digunakan untuk imobilisasi zat bioaktif sertasebagai matriks untuk proses pemisahan campuransenyawadalam suatu sistem (10-12). Pori-pori hidrogeldapat bersifat tutup-buka yang tergantung padasenyawa pembentuknya daD dipengaruhi oleh kondisi

200-180-100

I 140---120-~

,§ 1~-~ 80-~ -cn

6()-4020

0

(A)

lingkungan. Untuk menguji karakter tutup-buka illdapat dilakukan uji pemakaian ulang hidrogel denganmengubah suhu pengujian. Uji pemakaian ulang hidrogelpoli(akrilamida) dilakukan pada suhu 60 °C (UCsn dan20°C untuk melihat karakter tutup-buka hidrogel yangreversible, daD basil pengujiannya disajikan padaGambar 3 a,b,c,d. Terlihat bahwa dengan pemakaianulang hingga 8 kali ulangan, hidrogel basil iradiasi padadosis 10, 15 daD 20 kGy ( Gambar 3a, b daD c)menunjukkan sifat yang tidak reversible, yaitu kenaikanswelling setelah berulang kali dipakai. Sedang hidrogelbasil iradiasi 25 kGy (Gambar3d) menunjukan sifatreversible, yaitu pada pemakaian berulang. Hal inimungkin disebabkan oleh struktur kerangkajaringanhidrogel relatiflebih kuat (fraksi gel tinggi) atau olehsebab lain yang perin diteliti lebih Ian jut.

Kemungkinan Aplikasi Hidrogel Poli (akrilamida)

Salah satu kemungkinan aplikasi hidrogelpoli(akrilamida) yang menunjukkan karak1er UCST, dansifat reversible pada pemakaian ulang adalah sebagaimatriks adsorpsi-desorpsi proses bioseparasi daD ultra

-0- 10 !tOy

;' ,. , ., .,0 2 4 6 8

Ulangan (kaJi)

~

2:001f!O .-

1&>--14\0-

1120mc 100

J ::4\0-

2!J-::()

fa)

"T<tar 0 0

~0

0 0 (C)

T>UCST (D)

~a;r

-.c.- 1$kGy (B) ~

T:.U~J I .f .I .I ---

() 2. ...e &t.R angan (1caI1)

".

" .0..-/0

.e8o O(A)

Gambar 4. Mekanisme adsorpsi-desorpsi senyawaorganik pada hidrogel

filtrasi ( 10,13 ). Mekanisma kerja hidrogel ini adalahsebagai berikut (Gambar 4).

2 4 6

Ulnngan (kall)

80Keterangan ;( )zat yang hendak dipisahkan.zat bioaktifT = suhuUCST = Upper Critical Solution Temperature (Suhu

kritis alas larutan)Mula-mula hidrogel dimas\Jkkan ke dalam sistem

campuran yang terdiri dari senyawa dengan perbedaanberat molekul yang relatif besar pada suhu > UCST

hingga swelling maksimum (A). Pada suhu ini akanterjadi .welling (penggembungan) disertai pembukaanpori hidrogel, sehingga senyawa-senyawa bioaktif akandapat terdifusi masuk kedalam kerangka jaringanhidrogel (B). Selanjutnya suhu sistem diturunkandibawah suhu UCST (C). Pada suhu ini terjadi pemisahan

Gambar 3. Pengaruh pemakaian ulang swelling hidrogeldiukur pada suhu 20 .C dan 60 .C sebagai fungsi dosisiradiasi ; A) 10 kay, B) 15 kay, CO 20 kGy daD D 25 kGy

54

Page 5: SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROGEL POLl …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1411-2213-2002-1-051.pdfdiameter hidrogel dan kestabilan hidrogel pada pemakaian ulang pada perubahan

Sinte.\"is dan Karakterisasi Hidrogel Poli(Akrilamida) Hasillradia.\"i Ganuna (ErizaJ)

senyawa akibat perbedaan ukuran partikelnya. Senyawadengan ukuran partikellebih kecil dari ukuran porihidrogel masuk dalam kerangka jaringan hidrogel,sedangkan partikel yang berukuran lebih besar dari porihidrogel akan terdesorpsi dari kerangka jaringanhidrogel. Pada akhir dari proses ini (D) didapatkansenyawa murni yang telah terpisah dari senyawa

rekan lainnya yang telah banyak memberikan bantuanhingga penelitian ini selesai.

DAFTARPUSTAKA

Tabel 2. Diameter hidrogel poli(akrilamida) ha.~iliradiasi gamma setelah direndam dalam air sulingyang diukur pada beragam waktu pada suhu kamar."

DosisIradiasi(kGy) 2 3 4

-+10 2.5 I 4,S '

DosisIradiasi(kGy)

Waktu (jam)

[1). ZHA,M. HA,H., and WU, J.Radiation synthesisof water-soluble, temperature activatedcopolymers and applications in immobilization ofproteins, Radiat.Phys.Chem.42, (1993), 919.

[2). ARANlLLA, T., YOSlllI, F.. DE LA ROSA, A.M..and MAKUUCHII,K., Kappa carrageenan-polyethy lene oxide hydrogel blends prepared bygamma irradiation, Radiat.Phy.'i. Chern. 55, (1999),127-131.

[3). RELLEVE,L.S., YOSHII,F., and DE LA

ROSA,A.M., Radiation-modified hydrogelbased on poly(vinyl pyrrolidone) andcarrageenan, Die Angewandtemakromolekulare Chemie, (1999), 63-68.

[4). ERIZAL, dan RAHAYU C., Karakterisasi hidrogelpoli(vinil alkohol) (PVA) hasil polimerisasi Radiasi,Pro.'iiding Penelitian don Pengembangan.4plika.'ii I.s-otop don Radiasi, (1998), 137-144.

[5). ZAlNUDDIN, DARMAWAN,D., DEWI,S.P.,LELY, H., daD MIRZAN, T.R., Sintesis hidrogelPVA-PVP dengan sinar gamma daDkarakteristiknya, Prosiding Simposium NasionalHimpunan Polimer Indonesia, (1995), 12-17.

[6). HOFFMAN,A.S., Introduction to regiQnaltraining .s-eminar UNDPIRCA,l/AE4 regional.\"eminar on application of radiation technologyin medicine and biotechnology, Shanghai, (1994),12-16.

[7]. ERIZAL, SUNARKO, BASRIL,A.,DARMAWAN,D., CHOSDU, R, danHASAN,R.,Karkterisasi hidrogeI po1i(vini1 alcohol) yangdikopolimerisasi radiasi dengan N-isopropilakri1amida, Prosiding Aplikasi Iso top danRadiasi, (19%), 109-115.

[8]. ERIZAL, FEBRIDA, A., BASRIL, A.,DARMAWAN,D., daD MIRZAN, T.R., Hidrogelpeka suhu basil radiasi temple N-isopropilakri1mida pada po1i(vinil alcohol), ProsisdingSimposium Na.s-ional Himpunan PolimerIndonesia, (1995), 18-23.

[9]. KOTONO,H., SANUI,K., OGATA, T.. &SAKURAI, Y., Drug release off behaviour anddeswelling kinetics of thermo-responsive IPNscomposed of poly(arylmide-co-buthylmethacrylate) and poly(acrylate), Polymer

Joumal,23, (1991),10.[10]. ANONIM, Hydrogel.. Speciallity Pla.\"tic for

Biomedical and Pharmaceutical Applications

(1992)

10

--=:-t:,: --Keterangan:Diameter hidrogel merupakan harga rata-rata hasil3 kali pengukuran

lainnya. Pengulangan proses ini akan mengakibatkanmenaiknya kualitas proses pemisahan.

KESIMPULAN

Dari basil karakaterisasi fisika-kimia hidrogelpoli(akrilamida) basil iradiasi hingga 25 kGy yangmeliputi fraksi gel, pengamh waktu, suhu dan dosisiradiasi terbadap swellingnya dalam air soling dapatlahdisimpulkan hidrogel poli(akrilamida) basil iradiasihingga 25 kGy menunjukkan sifat .welling yang relatifbesar dalam air soling baik sebagai fungsi waktuperendaman dan suhu. Menaiknya dosis iradiasi hingga25 kGy menghasilkan hidrogel yang peka terhadappembahan suhu yang ditunjukkan naiknya .wellingyang relatif tajam dimulai pada suhu 60 "C ( suhu kritislamtan alas, UCST) dan iradiasi dapat menaikkankerapatan ikatan dalam stmktur jaringannya yangditunjukkan dengan suat rever.\'ible pada pemakaianulang suhu 20 dan 60 °C.

UCAPAN TERIMA KASm

Ucapan terima kasih disampaikan pada rekan-rekan di IRPASENA, IFI, P3TIR-BATAN yang telahbanyak memberikan bantuan dalam iradiasi bahan serta

55

Page 6: SINTESIS DAN KARAKTERISASI HIDROGEL POLl …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1411-2213-2002-1-051.pdfdiameter hidrogel dan kestabilan hidrogel pada pemakaian ulang pada perubahan

Pro,siding Pertemuan llmiah llmu Pengetahuan dan Teknol()gi Bahan 2002Serpong, 22 -23 Oktober 2002

ISSN 1411-2213

[II]. HOFFMAN,A.S., AFRASIABI,A., andDONG,L.L., Thernlally reversible hydrogels II :Delivery and selective removal of substances fromaqueous solutions, J. Controlled release, 4,(I986},213.

[12]. PARK, T.G., and HOFFMAN,A.S., Deswellingcharacteristic of poly(N-isopropil acrylamide),J. Appl.Polym.Sci. 52, (I994), 83.

[13]. HOFFMAN,A.S., Introduction to RegionalTraining Seminar, UNDP/RCA/IAEA RegionalSeminar on Application of radiation Technologyin Medicine and Biotechnology, Shanghai (1994).

(14]. CHARLESBY,A., Atomic Radiation andPolymers, Pergamon press, New York, (I960),135-150.

TANYAJAWAB

Nawi.S, P3TIR-BATANPertanyaan1. Berikan contoh aplikasi di bidang kesehatan daD

farmasi2. Apakah aplikasi yang tepat daTi bahan ini

Jawaban

1. Beberapa contoh hidrogel dalam bidang kesehatan,seperti lain: hidrogel untuk women dressing,immobi/isasi enzim, immobilisasi obat dankontaklensa.

2. Hidrogel jenis ini dapat dipakai untuk pemurnianair.

Dian I, P3TIR-BATANPertanyaan1. Apakah fungsi penggunaan suhu pada proses

.~welling (pemakaian ulang suhu 20 °C daD 60 Or)2. Dosis optimal.swelling.

Jawabmt

1. Fungsi suhu adalah untuk menguji sifat hidrogelterhadap perubahan suhu.

2. Sangat tergantung pacta kestabilan hidrogelterhadap perubahan suhu.

Neneng L. Ritonga, P3TIR-BATANPertanyaan1. Pada pengujian swelling terhadap suhu, berapa

suhu maksimum yang dicapai. Apakah pada suhu80 °C masih terjadi swelling?

Jawahmt

1. Suhu maksimum sebaiknya dalam pengukuran :a. Dalam air adalah pada suhu < 100 DC, karena jika

pengujian > 100 °C air akan mendidih.

b. Pada suhu T >80 °C .welling hidroge1 makinmembesar.

56