7/25/2019 Tugas KSK

1/14

CASSAVA BAGASE SELULOSE NANOFIBRIL REINFORCED

THERMOPLASTIC CASSAVA STARCH

(Review Jurnal

Ole!

Dewi Ania"ul Fa"i#a! $%$&'$$'$

Pu"ri Ra#a)!*na $%$&'$$'%

Ta+,i-a Nurun $%$&'$$'.$

Tiara Dewi A/"u"i $%$&'$$'.0

Tri Mari"al $%$&'$$'.1

JURUSAN 2IMIA

FA2ULTAS MATEMATI2A DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

%'$1

7/25/2019 Tugas KSK

2/14

REVIE3 JURNAL

CASSAVA BAGASE SELULOSE NANOFIBRIL REINFORCED

THERMOPLASTIC CASSAVA STARCH

(Nan*4i5ril /elul*/e bagasse/in6,*n6 #e#7er,ua" "!er#*7la/"i8 7a"i /in6,*n6

$9 Ma"erial :an6 )i6una,an9

Jurnal tersebut adalah salah satu contoh jurnal tentang aplikasi dari

nanoteknologi dalam bidang kimia organic. Pada jurnal tersebut digunakan

material berupa bagasse singkong yang berasal dari limbah industry

pembuatan pati singkong untuk dimanfaatkan menjadi material nano fibril

yang akan memperkuat thermoplastic dari pati singkong. Bagase adalah

limbah industri pembuatan pati singkong, bagasse singkong terdiri dari air

sebanyak 70-80% , residu pati dan serat selulosa. si serat selulosa berkisar

antara !"-"0% berat kering, dan sisanya pati sisa. #aterial ini sebelumnya

banyak digunakan sebagai pakan ternak. Padahal dengan adanya banyak pati

sisa dengan kuantitas serat yang cukup memungkinkan material ini digunakan

sebagai sumber selulosa yang baru yang dapat dibuat menjadi material

berskala nano. $elulosa yang berukuran nano dapat memperkuat sifat

thermoplasticpati.

%9 Man4aa" Nan*4i5ril Selul*/e Ba6a//e Sin6,*n6

Pembuatan nanofibril &' dapat menambah nilai dari singkong karena semua

komposisi yang ada pada singkoh dapat diolah.

09 Me"*)e Pe#5ua"an Nan*4i5ril /elul*/e )an 2ara,"eri/a/i

a. #aterial

Pembuatan nanocomposit dari bagase singkong dengan menggunakan

gliserol dan sorbitol sebagai plastili(er. )sam sulfat dan membran selulosa

*sigma-aldrich+ digunakan sebagai hidrolisis selulosa. )sam stearat

*oiteno+ sebagai agen proses dari nanokomposit.

b. Preparation of cassaa bagasse cellulose nanofibers *&'+

'anofiber selulosa dibuat dari ekstraksi bagase singkong. !0 gr bagase

singkong dilarutkan dalam 00 ml /," # asam sulfat dipanaskan /0 o dan

pengadukan 0 menit. $uspensi disentrifuga 8000 rpm !0 menit, didialisis

7/25/2019 Tugas KSK

3/14

dengan air membran selulosa sampai p1 /-7. 2emudian diultrasonik "

menit.

c. Preparation of nanocomposites reinforced 3ith &'

Pati singkong dicampur dengan gliserol 4 sorbitol *!4!+ sebagai plastili(er

untuk membuat nanokomposit *50 3t% dari sampel+. 2emudian dicampur

dengan polietilen sampai homogen, memasukkan asam stearat * 0," 3t %+.

'anokomposit dibuat dengan berbeda fraksi * 0, ", !0 dan 0 3t% dari

nanofiberselulosa, pati kering+. $uspensi matrik dengan perbandingan

pati6gliserol atau pati6gleserol6sorbitol di ultrasonik selama " menit.

$emua sampel dicampur air 0 3t% kemudian dicampur saat proses !0 -

!0o dalam 1aake heomi /00 batch dengan /0 rpm selama / menit.

d. #icroscopic analyses$9 $canning electron microscopy *$9#+

#orfologi dari bagase selulosa dan nanofiber bagase singkong

*suspensi yang dikeringkan "0o dengan film emas+ dan keretakan

bagian depan * dalam li:uid nitrogen+ dari nanokomposit dianalisis

;9< $9# *;9.

09 )tomic ?orce #icroscopy *)?#+

)?# diukur dengan @imensi > )?#. $ampel akan di scan denga

kecepatan ! 1( pada radius ! nm dan kemiringan !o*>-shape+ dari

mekanisme yang konstan pada 'm-!e. 1igh performance li:uid chromatography *1P;+ from nanofibers

$uspension

$akarida dari nanofiber bagase singkong akan dianalisis dengan 1P;

$9P P)2 !8 dan $1#)@AB dengan detektor !0-/) dan kolom

amine 1PC 871 *500 mm C 7,8 mm+. 9luen asam sulfat 0,00" mol6;.

@ua campuran dari beberapa kombinasi gula dan )sam asetat hermeticdan

asam format sebagai standar.f. C-ay @iffraction *C@+

7/25/2019 Tugas KSK

4/14

&agase singkong dan nanofiber bagase singkong kering di analisis dengan

C@ denga radiasi u 2D 0 2 dan 50 #a.

g. =hermograimetric analisis *=E)+

$ampel dianalisis =E) $1#)@AB model =E)-"0=) *suspensi ali:uot

dikeringkan pada aliran udara oen "0 o+. $ampel *F,0 -!,0 mg+

dipanasakan dari suhu kamar menjadi suhu F00o diba3ah atmosfer udara

dengan kecepatan 0 ml6min dan kecepatan pemanasan 0o6min.

h. 'anocomposite conditioning and 3ater uptake

$ampel dikeringkan pada suhu 70o sampei berat konstan kemudian

dianalisis dengan kondidi tertutup " G H dan dalam atmosfer "5% 1

dalam persamaan pembuatan dari #g*'

7/25/2019 Tugas KSK

5/14

Eambar. !. #ikrograf $9# dari *a+ & dan *b+ &' kering.

Eambar . #enunjukkan penampakan fisik dari larutan &' dan

mikrograf =9# dari larutan hasil pengencerannya. &agian yang kosong

berasal dari uranil asetat. ;arutan yang mengandung bagian selulosa

terdiri dari nanopartikel berbentuk panjang dan bengkok. &entuk yang

seperti ini mengindikasikan bah3a hidrolisis dari selulosa belum selesai.

#orfologinya mirip dengan mikrofibril selulosa *PIIkko et al., 007+

dengan ukuran cukup panjang *skala mikrometer+ dan diameter pendek

*!"0 nm+. 2emungkinan ketika dilakukan sonikasi, membentuk

seperti gel. 1al ini disebabkan oleh pemisahan dari nanopartikel tetapi

dapat juga diakibatkan adanya selulosa skala nano yang berbentuk

panjang dan tidak teratur. Panjang dan diameter dari &' diketahuisekitar !! dan 5/0!700 nm.

7/25/2019 Tugas KSK

6/14

Eambar . Penampakan fisik dan mikrograf =9# dari larutan &'.

Eambar dari )?# *gambar. 5+ menunjukkan &' dalam bentuk

selulosa skala nano yang tidak teratur. @iameter diketahui sebesar " G

7 nm dibanding dengan penentuan berdasarkan pengamatan =9#.

2ien, =anem, dan

7/25/2019 Tugas KSK

7/14

Eambar. 5. Eambar )?# dari &'.

Eambar menunjukkan kromatogram standar dan sampel &' dari

analisis 1P; dan =abel komponen yang mungkin dari larutan

sekalipun nanoselulosa. Jadi, keberadaan gula *lihat =abel + di dalam

larutan &' dapat dipastikan. 2omponen padat akhir dalam larutan

tersebut adalah sekitar 7." G !.0 3t%. 2omponen ini akan disebut

sebagai &' bahkan jika residu padat ini mengandung komponen

selain struktur nano selulosa. 2ehadiran kotoran ini dalam suspensi

bisa menjelaskan penampakan lapisan &' yang diamati oleh $9#

*Eambar. !+. Porositas yang diharapkan dari film dapat terisi dengan

pengotor tersebut.

7/25/2019 Tugas KSK

8/14

Eambar . 2romatogram standar dan sampel &' pada analisis 1P;.2emungkinan komponen Probable 4 a, maltoseK b, maltose, cellobiose dan6atau

sucroseK c, glucose dan6atau sucroseK d, sucroseK e, fructose dan yloseK f, arabinoseK

g, n.i. *L+ K h, n.i. *L+ K i, formic acidK j, asam asetat, k, n.i. *L+

*L+, tidak diketahui.

=able #ain probable components of the &' suspension determined by 1P;.

Pola difraksi sinar-C direkam untuk & dan &' *diperoleh setelah

penguapan air+ ditunjukkan pada Eambar ". 2edua @ifraktogram

menunjukkan dua puncak sekitar h M !,"N dan h M ,"N karakteristik

selulosa *2lemm, 1eublein, ?ink, O &ohn, 00"+. @ari Eambar. " dapat

diamati bah3a hasil perlakuan dengan asam dalam penyempitan dan

peningkatan besarnya kedua puncak yang paling mungkin karena

tingkat kristalinitas yang lebih tinggi dari selulosa terhidrolisis

7/25/2019 Tugas KSK

9/14

dibandingkan dengan serat-serat asli &. ndeks kristalinitas dihitung

dan diketahui sebesar 5,7% dan ",!% masing-masing untuk & dan

&'. =ingkat kristalinitas yang relatif rendah dari residu terhidrolisis

menyatakan keberadaan senya3a selain nanocellulose dan juga

menunjukkan bah3a domain selulosa amorf tetap. ni sesuai dengan

pengamatan =9# dan menunjukkan bah3a tidak benar-benar berbentuk

nanocrystals melainkan selulosa berserat terhidrolisis sebagian dengan

diameter nano diperoleh setelah perlakuan asam.

Eambar. ". Pola difraksi C-ray & dan &' kering.

9% S"a5ili"a/ Ter#al

$tabilitas termal dari kedua & dan &' ditandai menggunakan analisis

termograimetri. @alam eksperimen ini, berat materi yang hilang itu

diplot sebagai fungsi temperatur di ba3ah udara mengalir pada

pemanasan 0N min-!. *Eambar. /+ 2ura =E menunjukkan penurunan

a3al antara "0 dan !"0N yang sesuai dengan kehilangan massa uap air

yang diserap sekitar !%. $uhu dekomposisi a3al adalah 80 dan

0N untuk masing-masing & dan &', dan itu dapat dikaitkan

dengan depolimerisasi pati dan selulosa. Pada langkah ini, dekomposisi

&' terjadi pada suhu yang lebih rendah daripada &. #enurut oman

dan inter *00+, hidrolisis asam sulfat diketahui mengurangi

termostabilitas kristal selulosa bakteri dalam perjanjian dengan hasil.

7/25/2019 Tugas KSK

10/14

Eambar. /. Perhitungan kura =E) dalam aliran udara 0N min

-!

untuk & dan&'.

90 Pen-eli)i,an M*r4*l*6i Nan*,*#7*/i"

Eambar . 7 menunjukkan pengamatan $9# pada permukaan patahan

dari matriks plastici(ed yang kosong dengan gliserol *panel )+ atau

dengan campuran gliserol dan sorbitol *panel +, dan nanocomposites

terkait diperkuat dengan 0% berat dari &' *panel & dan @+. #atriks

menampilkan permukaan relatif mulus seperti yang ditunjukkan pada

Eambar. 7) dan , sedangkan untuk nanocomposites permukaan kasardan lebih terstruktur. 'anopartikel selulosa terlihat sebagai titik putih

pada Eambar. 7& dan @ dan tampak terdistribusikan secara merata.

7/25/2019 Tugas KSK

11/14

Eambar 7. #ikrograf $9# dari permukaan patah =P$E *)+, =P$E0 *&+, =P$E$

*+, dan =P$E$0 *@+.

. rystallinity and 3ater uptake of nanocomposites

2arakteristik 2ristal nanofibril selulose diamati dengan menggunakan

C-ray difraksi pada hari ke !0 terlihat pada gambar diba3ah ini

Eambar 4 pola difraksi sinar C

7/25/2019 Tugas KSK

12/14

Pola difraksi yang muncul tersebut terlihat berbeda-beda. $ampel

nanokomposit menampilkan puncak difraksi sekitar QM!/,8N puncak

difraksi yang sesuai untuk selulosa *&' + adalah QM!,"N dan

QM."N tidak jelas teramati pada pola difraksi nanokomposit. =idak

terlihat puncak yang signifikan setelah penambahan &' . 1asil

penambahan &' menyebabkan penurunan dari serapan air dan

perbedaan antara dua matriks menaungi off. ni berarti bah3a

pengurangan sifat hidrofilik karena &' dikenal lebih efektif untuk

sampel =P$E. Pengurangan serapan air di sekitar 5-57% untuk =P$E

dan !"-!8% untuk =P$E$. ?enomena ini berasal pembentukan selulosa

nanopartikel, yang mencegah pembengkakan pati dan karenapenyerapan air tersebut.

19 A7li,a/i

&eberapa aplikasi dari nanoselulosa diantaranya sebagai berikut 4!. ?ilm =apioka

'anoserat selulosa yang dihasilkan diaplikasikan sebagai bahan pengisi

film tapioka dengan tujuan untuk memperbaiki sifat mekanis film yang

dihasilkan. Penambahan ampas tapioka dan nanoserat selulosa

menunjukkan pengaruh yang sangat nyata berdasarkan analisis sidikragam. #ekanisme penguatan terkait kemampuan serat dalam membentuk

struktur jaringan penguat dalam matriks film, sehingga memungkinkan

terjadi peralihan beban dari matriks ke serat, apabila film terkena gaya

mekanis. $ifat penguatan tersebut dipengaruhi oleh sifat distribusi dan

kristalinitas serat yang digunakan. 'anoserat selulosa yang jauh lebih

kecil dibandingkan serat ampas tapioka, Peningkatan kontak permukaan

memungkinkan peningkatan ikatan hidrogen antara matriks dan serat,

sehingga memudahkan peralihan beban dari matriks ke serat .2uat tarik

yang lebih rendah pada ampas tapioka juga disebabkan oleh sifatnya yang

lebih mudah mengalami aglomerasi dibandingkan dalam bentuk nanoserat

selulosa, sehingga mengurangi keefektifan penguatan. Pencampuran bahan

7/25/2019 Tugas KSK

13/14

pengisi yang tidak rata dapat menghasilkan matriks film yang tidak

sinambung, sehingga menurunkan sifat mekanisnya atau mengurangi

keefektifan penguatannya. @istribusi nanoserat selulosa diduga lebih baik

daripada serat dalam ampas tapioka. @istribusi serat yang baik

menyebabkan peralihan beban dari matriks ke serat berlangsung efektif.

2emudahan dalam distribusi serat dipengaruhi pula oleh sifat adhesinya.

2emiripan struktur kimia antara serat selulosa dan matriks dari pati

menghasilkan sifat adhesi yang baik dan berpengaruh positif terhadap sifat

mekanis film .Penghilangan bahan non-selulosa dapat meningkatkan

adhesi antara serat dan matriks film. ;ignin merupakan bahan yang relatif

hidrofob. Penghilangan lignin dapat meningkatkan interaksi antara seratdan matriks film berbasis pati. nteraksi yang baik antara serat selulosa

dan matriks film dari pati, memungkinkan serat untuk terdistribusi dengan

baik dalam matriks film. $ifat kristal film turut meningkat dengan

penambahan nanoserat selulosa, menghasilkan matriks film yang lebih

kaku dan keras . Penghilangan bahan non-selulosa pada serat ampas

tapioka dan pengecilan ukuran serat dapat meningkatkan kristalinitasnya.

2ristalinitas ampas tapioka tampak lebih rendah dibandingkan kristalinitas

nanoserat selulosa, Penambahan serat pada umumnya meningkatkan kuat

tarik, namun menurunkan kapasitas pemanjangan , akibat penghalangan

mobilitas rantai molekul polimer sejalan dengan penambahan serat.. 'anokomposit dg polyinyl alcohol dan polyinyl acetate.

membuat nanokomposit dari bahan gabungan antara nanoselulosa hasil

sintesis dari serat katun menggunakan metode hidrolisis dengan asam kuat

digabungkan dengan kopolimer jenis polyinyl alcohol dan polyinyl

acetate. Bkuran nanoselulosa yang dihasilkan berkisar !7 !" nm. 1asil

karakterisasi menunjukkan bah3a semakin banyaknya filler atau bahan

pengisi *nanoselulosa+ dalam lembaran polimer maka dapat meningkatkan

sifat termal dan derajat kristalinitas dari polimer dalam keadaan kering.

5. 'anokomposit dg kitosan

7/25/2019 Tugas KSK

14/14