universitas sebelas maret surakarta...

i

USULAN PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

JUDUL PROGRAM

SINTESIS DAN APLIKASI MATERIAL SUPERABSORBEN BERBASIS

SELULOSA LIMBAH SERBUK GERGAJI TERCANGKOK ASAM

AKRILAT PENGEMBAN UREA, PHONSKA, ZA DAN TSP

SEBAGAI PUPUK CERDAS DI INDONESIA

BIDANG KEGIATAN

PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA-PENELITIAN

(PKM-P)

Diusulkan oleh:

1 Heri Setyoko K3312034/2012 Pendidikan Kimia

2 Dimas Gilang Ramadhani K3312019/2012 Pendidikan Kimia

3 Ridho Rahmadji K3313058/2013 Pendidikan Kimia

4 Rizki Irsyadi K3313062/2013 Pendidikan Kimia

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2015

ii

PENGESAHAN PROPOSAL PKM-PENELITIAN

1. Judul Kegiatan : SINTESIS DAN APLIKASI

MATERIAL SUPERABSORBEN BERBASIS SELULOSA LIMBAH

SERBUK GERGAJI TERCANGKOK ASAM AKRILAT PENGEMBAN

UREA , PHONSKA, ZA DAN TSP SEBAGAI PUPUK CERDAS DI

INDONESIA.

2. Bidang Kegiatan : PKM-P

3. Ketua Pelaksana Kegiatan

a. Nama Lengkap : Heri Setyoko

b. NIM : K3312034

c. Jurusan : P.MIPA

d. Universitas : Sebelas Maret Surakarta (UNS)

e. Alamat Rumah dan No Telp : Wonogiri

f. Alamat Email : [email protected]

4. Anggota Pelaksana Kegiatan : 3 Orang

5. Dosen Pendamping

a. Nama Lengkap : Dr. Mohammad Masykuri, M.Si

b. NIDN : 0024116803

c. Alamat Rumah dan No Tel./HP : Surakarta.

6. Biaya Kegiatan Total

a. Dikti : Rp.12.500.000,00,-

7. Jangka Waktu Pelaksanaan : 4 (Empat) Bulan

Surakarta, 28 September 2015

Menyetujui,

WakilDekanBidangKemahasiswaan Ketua Pelaksana Kegiatan

dan Alumni

(Dr. Sapta Kunta Purnama, M.Pd) (HeriSetyoko)

NIP. 19680323 199303 1 012 NIM. K3312034

Wakil Rektor Bidang Kemahasiswaan Dosen Pembimbing

dan Alumni

mailto:[email protected]

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL. ................................................................................ i

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................... ii

DAFTAR ISI.. ........................................................................................... iii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................ iv

DAFTAR TABEL ..................................................................................... v

RINGKASAN............................................................................................ vi

BAB I. PENDAHULUAN ........................................................................ 1

a. Latar Belakang Masalah. ............................................................... 1

b. Rumusan Masalah.. ....................................................................... 3

c. Tujuan. ........................................................................................... 4

d. Manfaat .......................................................................................... 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA .............................................................. 4

a. Potensi Serbuk Gergaji.. ................................................................ 4

b. Pupuk Anorganik. .......................................................................... 4

c. Kemampuan Superabsorben dalam Menyerap Air ....................... 5

d. Pretreatment Selulosa..... .............................................................. 5

e. Polimer Superabsorben ................................................................. 6

BAB III. METODE PENELITIAN........................................................... 6

a. Sampel dan Variabel dalam Penelitian .......................................... 6

b. Bagan Penelitian ............................................................................ 7

c. Waktu dan Tempat Penelitian ....................................................... 7

d. Alat dan Bahan Penelitian ............................................................. 7

e. Preparasi Sampel.. ......................................................................... 8

f. Sintesis Polimer Superabsorben .................................................... 8

g. Pengujian Retensi Air.. .................................................................. 8

h. Uji Aquakeeper .............................................................................. 8

i. Pengumpulan dan Pengolahan Data.. ............................................ 9

BAB IV. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN. ..................................... 9

a. Anggaran Biaya. ............................................................................ 9

b. Jadwal Kegiatan ............................................................................ 9

DAFTAR PUSTAKA. .............................................................................. 10

LAMPIRAN. ............................................................................................. 11

1. Biodata Ketua, Anggota Pelaksana dan Dosen Pendamping . .............. 11

2. Justifikasi Anggaran Kegiatan.. ............................................................ 19

3. Susunan Organisasi Tim Penelitian dan Pembagian Tugas .................. 21

4. Surat Pernyataan Dari Ketua Peneliti. ................................................... 22

iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar Hal

1.1. Pemupukan Tidak Efektive .................................................................. 14

2.1. Mekanisme Hidrasi Polimer Superabsorben ........................................ 21

2.2. Polimer Super Absorben Pengemban Pupuk Anorganik ..................... 25

3.1. Bagan Alur Penelitian .......................................................................... 28

v

DAFTAR TABEL

Tabel Hal

1.1. Produksi Kayu Gergajian dan Perkiraan Jumlah Serbuk Gergaji ........ 3

4.1. Format Ringkasan Anggaran Biaya PKM-P ........................................ 9

4.1. Jadwal Kegiatan Program ..................................................................... 9

vi

RINGKASAN

Pertanian merupakan salah satu sektor industri yang mampu menyerap lebih

banyak pekerja bila dibandingkan dengan sektor lain. Sekitar 44,5% penduduk

indonesia bermata pencaharian sebagai petani, sehingga sector ini memberikan

kontribusi yang cukup besar dalam perolehan Produk Domestik Bruto (PDB).

Keberadaan pupuk secara tepat baik jumlah, jenis, mutu, harga, tempat, dan waktu

akan menentukan kuantitas dan kualitas produk pertanian yang dihasilkan. Di satu

sisi, pengembangan pupuk anorganik berdampak positif terhadap peningkatan

produksi padi. Namun, di sisi lain penggunaan pupuk anorganik juga berdampak

negatif, seperti pencemaran lingkungan dan inefisiensi pemupukan di sebagian besar

daerah intensifikasi padi ditambah dengan kenyataannya permasalahan yang sering

dihadapi petani adalah kelangkaan pasokan pupuk dan harga yang tidak terjangkau di

tingkat petani. Permasalahan lahan yang rusak juga memperparah kondisi pertanian di

Indonesia, solusi yang biasa dilakukan pertani adalah dengan melebihi jumlah

pemupukan pada tanaman akan tetapi cara tersebut tidak efektive karena sifat

kepolaran tanah yang sudah tidak polar sehingga tidak bisa menahan pupuk. Disisi

lain, jumlah limbah serbuk gergaji yang mengandung selulosa dapat digunakan

menjadi superabsorben. Aquakeeper dari bahan polimer superabsorben adalah meteri

cerdas yang dapat menyerap air dan menyimpan air. Penggunaanya dapat digunakan

sebagai penangkap dan penyimpan air pada lahan pertanian. Superabsorben dapat

dibuat dengan mencangkok selulosa dari bahan alam dengan asam akrilat untuk

memaksimalkan penyerapan air dan lebih biodigredibel. Pembuatan superabsorben

dari selulosa serbuk gergaji tercangkok asam akrilat dengan mengemban urea,

phonska, ZA dan TSP dibuat dengan preparasi bahan dasar berupa selulosa dari

limbah serbuk gergaji kemudian dibuat superabsorben dengan mencangkok selulosa

dengan asam akrilat yang ditambah urea, phonska, ZA dan TSP. Uji FTIR dan UJI

XRD adalah uji gugus pada superabsorben. Uji retensi air digunakan untuk menguji

seberapa besar daya serap air dari bahan superabsorben tersebut, sebagai dasar untuk

mengukur keterserapan air oleh bahan superabsorben. Pengujian aquakeeper

digunakan sebagai uji penyerapan air oleh bahan superabsorben didalam media tanah

sehingga dapat menghitung keterserapan air dalam media tanah. Pengujian digunakan

sebagai uji kelayak bahan superabsorben dari selulosa serbuk gergaji tercangkok

asam akrilat pengemban urea, phonska, ZA dan TSP digunakan sebagai aquakeeper

untuk memperbaiki kelestarian lingkungan dengan memperbaiki kontur tanah

pertanian sehingga kelestarian pertanian di Indonesia dapat lebih terjaga. Dengan

mengaplikasikan superabsorben dari selulosa serbuk gergaji tercangkok asam akrilat

dengan pengemban urea, phonska, ZA dan TSP untuk pupuk yang cerdas di

Indonesia maka petanian akan semakin maju.

Kata kunci = Superabsorben, Pupuk, Aquakeeper.

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG MASALAH

Indonesia dikenal sebagai negara agraris, karena sekitar 70% penduduknya

tinggal di daerah pedesaan dimana kondisi seperti ini mengakibatkan peranan

dalam sektor pertanian menjadi andalan utama mata pencaharian penduduk

Indonesia. Pertanian merupakan salah satu sektor industri yang mampu menyerap

lebih banyak pekerja bila dibandingkan dengan sektor lain yaitu sekitar 44,5%

penduduk Indonesia bermata pencaharian sebagai petani (Pusat Data dan

Informasi Departemen Pertanian, 2006) sehingga sektor ini memberikan

kontribusi yang cukup besar dalam perolehan Produk Domestik Bruto (PDB).

Pupuk mempunyai peranan penting dalam meningkatkan produksi dan

produktifitas dalam pertanian. Dalam Konstruksi Kebijakan Subsidi Pupuk Tahun

2006, menyatakan bahwa salah satu faktor produksi penting dalam peningkatan

kapasitas produksi pangan utama seperti padi adalah pupuk. Keberadaan pupuk

secara tepat baik jumlah, jenis, mutu, harga, tempat, dan waktu akan menentukan

kuantitas dan kualitas produk pertanian yang dihasilkan.

Penggunaan pupuk anorganik seperti urea, Phonska, TSP, KCL, dan SP

36 merupakan sumber utama hara makro tanaman. Tetapi kecendurungan semakin

intensifnya penggunaan pupuk anorganik secara berlebihan oleh petani

mengakibatkan menurunnya kandungan bahan organik tanah dan kemampuan

tanah menyimpan dan melepaskan hara dan air bagi tanaman. Akibatnya,

efisiensi penggunaan pupuk dan air irigasi serta produktivitas lahan semakin

menurun, sehingga berdampak negatif terhadap kelestarian lingkungan,

terutama perairan. Disisi lain kadang tanah juga mengalami kerusakan sehingga

pupuk akan larut dan terbuang sia-sia.

Gambar 1.1 Pemupukan yang Tidak Efektive.

CO(NH2)2

Urea

NaCl

CO(NH2)2

Urea

NaCl

CO(NH2)2

Urea

ZA

NPK

CO(NH2)2

Urea

ZA

TSP

Pupuk larut bersama

air dan tidak terserap

tumbuhan

2

Penggunaan pupuk yang berlebih akan sia-sia karena tanah yang rusak dan

kadang petani memberikan pupuk yang berlebih dengan harapan akan

memperbaiki struktur tanah agar bisa kembali lagi, akan tetapi itu akan percuma

karena sifat tanah yang semakin lama semakin rusak, sehingga pupuk yang

diberikan akan larut bersama air dan pemupukan akan tidak efektive karena tidak

ada penyerap pupuk atau penahan pupuk agar tetap pada tanah karena tanah yang

sudah rusak untuk menahan pupuk.

Selain itu, saat ini perkembangan harga pupuk anorganik mulai terjadi

kenaikan dari waktu ke waktu (setneg,2009), hal ini berdampak pada

kesejahteraan petani yang semakin jauh dari apa yang diharapkan oleh

pemerintah. Kelancaran dalam pemenuhan pupuk pada usaha pertanian,

seharusnya menjadikan usaha ini semakin berdaya saing, tetapi kenyataannya

permasalahan yang sering dihadapi petani adalah kelangkaan pasokan pupuk dan

harga yang tidak terjangkau di tingkat petani. Berdasar Peraturan Menteri

Pertanian Republik Indonesia Nomor130/Permentan/SR.130/11/2014menyatakan

bahwa Harga Eceran Teringgi (HET) untuk pupuk-pupuk di Indonesia sebagai

berikut :

a) Pupuk Urea = Rp. 1.800; per kg;

b) Pupuk SP-36 = Rp. 2.000; per kg;

c) Pupuk ZA = Rp. 1.400; per kg;

d) Pupuk NPK = Rp. 2.300; per kg;

e) Pupuk Organik = Rp. 500; per kg;

harga harga tersebut sebenarnya telah dipotong dengan subsidi yang diberikan

oleh pemerintah, sehingga bila mana subsidi dari pemerintah terkait dengan pupuk

menurun, maka akan berakibat naiknya harga harga pupuk tersebut. Kekurangan

pupuk dapat mengakibatkan pertumbuhan tanaman menjadi tidak normal sehingga

menurunkan hasil panen petani atau bahkan terjadi gagal panen. Gagal panen

inilah yang selanjutnya menjadi ancaman terhadap ketahanan pangan dan lebih

jauh lagi akan menurunkan tingkat pendapatan petani.

Solusi yang pernah ditawarkan yaitu dengan penggunaan pupuk organik yang

cenderung lebih ramah lingkungan dibandingkan dengan pupuk

anorganik.Namun, dalam pelaksanaannya terdapat beberapa kendala yaitu di

beberapa lokasi jumlah ternak masih relatif kurang dibandingkan dengan luas

lahan serta aplikasinya mahal karena membutuhkan biaya tenaga kerja yang lebih

tinggi dibandingkan pupuk anorganik. Sintesis superadsorben dianggap sebagai

salah satu upaya yang mampu diterapkan dalam penghematan pupuk anorganik

yang cenderung lebih mahal karena bahan baku pembuatan superadsorben berasal

dari limbah serbuk gergaji yang kurang dimanfaatkan dan untuk memperbaiki

kontur tanah lahan pertanian akibat penggunaan pupuk anorganik secara

berlebihan.

Masalah pupuk di Indonesia berbanding terbalik dengan masalah limbah

serbuk gergaji yang melimpah.

3

Tabel 1.1 Produksi Kayu Gergajian dan Perkiraan Jumlah Serbuk Gergaji.

Tahun Produksi

Kayu

Gergajian(m3)

Produksi

Limbah 50

% (m3)

Serbuk

Gergajian 15

% (m3)

Sebetan 25

% (m3)

Potongan

Ujung 10

% (m3)

2002 623.495 311.747,5 46.762,13 77.936,88 31.174,75

2003 762.602 381.302 57.195,30 95.325,50 38.130,20

2004 432.967 216.483 32.472,53 54.120,88 21.648,35

2005 1.471.614 735.807 110.371,05 183.951,75 73.580,70

2006 679.247 339.623,5 50,943,53 84.905,88 33.962,35

Sumber : Departemen Kehutanan (2006)

Selama ini, penanganan terhadap limbah serbuk gergaji hanya dibiarkan

membusuk , ditumpuk dan dibakar yang kesemuanya berdampak negatif terhadap

lingkungan. Meskipun limbah serbuk gergaji ini merupakan limbah yang

biodegradable, artinya bisa terurai secara alami oleh mikroba di alam. Namun,

jika limbah atau sampah padat tersebut keberadaannya dalam jumlah yang besar

tanpa dikelola dan dimanfaatkan, maka akan sulit juga bagi mikroba perombak

untuk menguraikannya di alam menjadi bahan-bahan anorganik dan

mengakibatkan pencemaran lingkungan disekitar lokasi pemupukan.

Penggunaan serbuk gergaji yang dibuat menjadi superabsorben pengemban

urea, phonska, ZA dan TSPmerupakan suatu langkah nyata dalam mengatasi

masalah tersebut karena pemanfaatan limbah serbuk gergaji dapat dioptimalkan

untuk membantu petani dalam mengatasi mahalnya harga pupuk anorganik akibat

kelangkaan yang terjadi dipasaran sehingga oleh karena itu peneliti melakukan

penelitian “SINTESIS DAN APLIKASI MATERIAL SUPERABSORBEN

BERBASIS SELULOSA LIMBAH SERBUK GERGAJI TERCANGKOK

ASAM AKRILAT PENGEMBAN UREA , PHONSKA, ZA DAN TSP

SEBAGAI PUPUK CERDAS DI INDONESIA”

B. Rumusan Masalah

Bedasarkan latar belakang di atas, dirumuskan beberapa masalah yakni:

1. Bagaimana teknik pembuatan superabsorben berbasis selulosa dari limbah

serbuk gergaji tercangkok asma akrilat pengemban urea, phonska, ZA dan

TSP?

2. Bagaimana kualitas produk material superabsorben berbasis selulosa dari

limbah serbuk gergaji tercangkok sama akrilatdalam mengemban urea,

phonska, ZA dan TSPsaat sebelum polimerisasi, saat polimerisasi, dan

sesudah polimerisasi?

3. Berapa kemampuan material superabsorben berbasis selulosa dari limbah

serbuk gergaji tercangkok sama akrilat pengemban urea, phonska, ZA dan

TSP dalam mengemban air ?

4

C. Tujuan

Tujuan yang dicapai melalui penulisan karya tulis ilmiah ini adalah :

1. Mengetahui teknik pembuatan superabsorben berbasis selulosa dari limbah


TSP.

2. Mengetahui kualitas produk material superabsorben berbasis selulosa dari

limbah serbuk gergaji tercangkok sama akrilat dalam mengemban urea,

phonska, ZA dan TSP.

3. Berapa kemampuan material superabsorben berbasis selulosa dari limbah


TSP dalam mengemban air.

D. Manfaat

Manfaat yang diharapkan dari penulisan proposal PKM ini antara lain :

1. Menjadi ajang pengembangan kualitas diri di bidang IPTEKS untuk

memecahkan permasalahan mahalnya pupuk di Indonesia.

2. Memperoleh teknologi untuk menghasilkan superabsorben dari limbah yang

ada.

3. Meningkatkan nilai ekonomi dari superabsorben jadi referensi bagi peneliti

lain tentang manfaat dari superabsorben.

4. Sebagai kajian ilmu dalam mengatasi masalah pupuk di Indonesia.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Potensi Serbuk Gergaji

Komponen penyusun serbuk gergaji secara umum, limbah serbuk gergaji

setidaknya mengandung komposisi sebagai berikut: Serbuk gergaji kayu diambil

dari toko kayu gelondongan dan penggergajian kayu pada usaha mebel, dianalisis

kadar selulosanya, lignin, pentosan, air dan abu. Untuk kadar selulosa 48,89%,

kadar lignin 28,90%, kadar abu 2,09%, kadar air 6,02%, dan kadar pentosan

14,10%.

B. Pupuk Anorganik

Secara Harafiah Pupuk anorganik adalahpupuk hasil proses rekayasa secara

kimia, fisik dan atau biologis dan merupakan hasil industri atau pabrik pembuat

pupuk yang mengandung nutrisi nutrisi yang dibutuhkan oleh tanaman. Pupuk

anorganik dibagi menjadi dua jenis yaitu pupuk anorganik tunggal dan pupuk

anorganik majemuk.

5

Pupuk anorganik tunggal memiliki karakteristik mengandung satu nutrient

pokok yang dibutuhkan oleh tanaman seperti misalnya nitrogen (N), fosfor (P)

dan kalium (K).Pupuk anorganik majemuk atau pupuk campuran mengandung

lebih dari satu jenis nutrient pokok yang dibutuhkan oleh tanaman diantaranya

nitrogen, fosfor dan kalium contoh dari pupuk ini yaitu NPK, NP, PK, NK.

C. Kemampuan Superabsorben dalam Menyerap Air

Superabsorbent polymer hydrogel, yaitu polimer yang mempunyai

karakteristik hidrofilik (menyukai air) dan tidak larut dalam air. Sifat hidrofilik

disebabkan kehadiran dari gugus fungsi yang bersifat water-solubilizing, seperti

gugus CONH yang dimiliki akrilamida. Ketika dimasukkan ke dalam air atau

pelarut akan terjadi interaksi antara polimer dengan molekul air. Penggembungan

pada polimer terjadi dari keseimbangan antara gaya dispersif yang terjadi pada

rantai hidrasi dan gaya kohesif yang menyebabkan SAP lebih rapat sehingga

mengurangi penetrasi air ke dalam jaringan. Gaya kohesif ini disebabkan oleh

ikatan kovalen (crosslinking, 1997). Ikatan utama polimer superabsorben adalah

gugus hidrofilik karena terdiri dari gugus asam akrilat (-CONH) yang mudah

menyerap air. Ketika polimer superabsorben dimasukkan dalam air atau pelarut

akan terjadi interaksi antara polimer dengan molekul air. Interaksi yang terjadi

adalah hidrasi. Mekanisme hidrasi yang terjadi adalah ion dari zat terlarut dalam

polimer seperti COO- dan Na+ akan tertarik dengan molekul polar air seperti pada

Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Mekanisme Hidrasi Polimer Superabsorben. (Swantono dkk, 2008)

D. Pretreatment Selulosa

Memproduksi superabsorben dari biomassa lignoselulosa jauh lebih sulit

daripada dari gula atau pati-patian dikarenakan selulosa secara alami diikat oleh

hemiselulosa dan dilindungi oleh lignin, ini yang menyebabkan biomassa ini sulit

untuk dihidrolisis. Menghilangkan atau merusak pelindung lignin ini tidak mudah.

Untuk mengatasi kendala tersebut, cara yang sudah dikembangkan adalah

mengupayakan untuk mendapatkan struktur selulosa yang lebih susceptible untuk

reaksi selanjutnya yaitu melalui proses pretreatment. Selulosa yang mengalami

tahap pretreatment lebih cepat dalam proses selanjutnya daripada selulosa yang

tidak melalui pretreament.

6

Proses ini bertujuan memecah ikatan lignin, menghilangkan kandungan lignin

dan hemisellulosa, merusak struktur krital dari sellulosa serta meningkatkan

porositas bahan (Sun and Cheng, 2002).

E. Polimer Superabsorben

Superabsorben pada hakikatnya adalah polimer berikatan silang yang

mempunyai kemampuan mengabsorbsi air dan mineral mineral lain ratusan kali

dari berat keringnya, tetapi tidak larut dalam air dikarenakan adanya struktur 3

dimensi pada jaringan polimernya. Polimer ini hampir seluruh bagian bentuknya

terdiri dari air. Namun demikian, polimer superabsorben juga menunjukkan sifat

padatan disebabkan adanya jaringan yang terbentuk akibat reaksi ikatan

silang (Erizal, 2009). Oleh karena itu maka urea dan phonska dapat terikat dalam

polimer.

Gambar 2.2 Polimer Super Absorben Pengemban Pupuk Anorganik

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Sampel dan Variabel dalam Penelitian

1. Sampel :Objek penelitian ini difokuskan pada serbuk gergaji yang di buat

superabsorben yang tercangkok asam akrilat. Superabsorben ini akan

dilihat seberapa jauh tingkat penyerapan air. Penelitian ini juga difokuskan

pada pengaplikasian superabsorben sebagai alternatif pengganti pupuk

ZA ZA TSP

CO(NH2)2

Urea CO(NH2)2

Urea

TSP

CO(NH2)2

Urea

TSP

NPK

NPK

NPK

7

urea dan pupuk phonska sehingga dapat mengurangi penggunaan pupuk

tersebut yang cenderung tidak ramah lingkungan dan tidak ekonomis.

2. Variabel : a. Variasi penambahan pupuk sebelum polimerisasi.

d. Variasi kombinasi penambahan pupuk saat polimerisasi.

e. Variasi penambahan pupuk setelah polimerisasi.

B. Bagan Penelitian

Gambar 3.1 Bagan Alur Penelitian

C. Waktu dan Tempat Penelitian

Adapun penelitian ini akan dilakukan selama 4 (empat) bulan di

Laboratorium pusat Kimia MIPA dan Laboratorium Program Studi Pendidikan

Kimia, Universitas Sebelas Maret (UNS), Surakarta.

D. Alat dan Bahan

Peralatan utama yang digunakan antaralain neraca Ohaus model E12140,

pengayak ukuran 60 mesh dan 170 mesh, oven merk Thermologic, peralatan

refluks, spektrofotometer inframerah dan difraktometer sinar X.

Persiapan Bahan

Serbuk Gergaji

UJI XRD Uji Retensi Air Uji FTIR

Preparasi Sampel

dengan Pretretment

Sintesis Polimer

Superabsorben

Penambahan Urea,

Phonska, ZA dan TSP

Variabel

Sebelum, saat dan

setelah polimerisasi

8

Bahan yang digunakan adalah serbuk gergaji, asam akrilat, ammonium

persulfat (APS) dan N,N′-metilenbisakrilamida (MBA) dari E.Merck, NaOH,

etanol 95% , urea, H2O2 dan NaCl.

E. Preparasi Sampel

Biomassa serbuk gergaji diambil dan dihaluskan dengan ukuran kecil-

kecil, dikeringkan kemudian dihancurkan dan diayak hingga lolos saringan 60

mesh. Serbuk halus kemudian direndam dalam 5 % larutan NaOH, dipanaskan

pada temperatur ± 85°C sambil diaduk selama 4 jam, kemudian suspensi ditambah

larutan H2O2 konsentrasi 5%, lalu di oven selama 20 jam pada suhu ± 85°C.

Suspensi disaring dan dinetralkan dengan akuades sampai pH 7 lalu dikeringkan

pada temperatur 80°C dan diayak hingga lolos 170 mesh.

F. Sintesis Polimer Superabsorben

Sintesis polimer poli (asam akrilat)-selulosa dilakukan dengan

memasukkan sejumlah tertentu selulosa hasil preparasi dengan persen berat

terhadap berat asam akrilat 10% pada labu leher tiga ukuran 250 mL dan

ditambahkan akuades. Suspensi kemudian diaduk dengan magnetic stirrer dan

dipanaskan pada temperatur 60°C selama 30 menit dengan dialiri gas nitrogen.

Sebanyak 80 mg ammonium persulfat sebagai inisiator ditambahkan pada saat

temperatur suspensi telah turun pada temperatur 60-65°C. Ditambah urea,

phonska, ZA dan TSP diaduk selama 15 menit sebelum polimerisasi, saat

polimerisasi, dan sesudah polimerisasi,sebanyak 8 gram asam akrilat dan 8 mg

N,N’-metilenbisakrilamida sebagai pengikat silang ditambahkan ke dalam

suspensi. Reaksi polimerisasi dilakukan pada temperatur 70°C dengan waktu

reaksi selama 3 jam. Produk hasil polimerisasi kemudian dicuci menggunakan

akuades dan direndam etanol 95% selama 3 jam. Kemudian dikeringkan pada

temperatur 70°C sampai berat konstan dan siap digunakan untuk karakterisasi

FTIR dan XRD.

G. Pengujian Retensi Air

Tiga buah cuplikan sampel 0% dan 5% dikeringkan dalam oven pada suhu

60ºC hinggaberat konstan dan ditimbang sebanyak 0,05 gram. Polimer

superabsorben kering direndam dalam 100 ml air selama 24 jam. Setelah itu

disaring dan ditimbang beratnya, kemudian dimasukkan ke dalam oven pada suhu

70ºC. Setiap jam dilakukan penimbangan terhadap sampel, penimbangan

dilakukan selama 6 jam.

H. Pengujian Superabsorben Pada Tanah (Uji Aquakeeper)

Superabsorben dari polimer poli (asam akrilat)-selulosa dicampur dengan

tanah kering perbandingan tanah dan superabsorben adalah 1:10 pada sebuah pot.

Campuran tanah dan superabsorben di tetesi air sedikit demi sedikit sebanyak 1

liter air. Dilakukan uji sinar matahari dengan menjemur di bawah terik sinar

9

matahari. Melakukan penimbang berat media setiap hari dengan membandingkan

dengan pot kedua yang berisi tanah ditetesi air dengan jumlah yang sama.

Membandingkan daya serap air dari kedua pot untuk melihat daya serap air

(aquakeeper)

I. Pengumpulan dan Pengolahan Data

Pengumpulana data diperoleh dari hasil analisis.

BAB IV

BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN PROGRAM

A. Tabel 4.1Format Ringkasan Anggaran Biaya PKM-P

B. Tabel 4.2 Jadwal Kegiatan Program

No Jenis Pengeluaran Biaya (Rp)

1 Peralatan Penunjang Rp. 600.000,00

2 Bahan Habis Pakai Rp. 5.685.000,00

3 Perjalanan Surakarta-Surabaya Rp. 600.000,00

4 Biaya Lain-lain Rp. 480.000,00

5 Jasa Analisa Rp. 4.700.000,00

Jumlah Rp.12.065.000,00

No Kegiatan Bulan Tahun Berjalan

1 2 3 4

1 Persiapan laboratorium dan survei bahan baku

2 Preparasi alat dan bahan

3 Proses penelitian (Sintesis polimer

superabsorben)

4 Uji Karakteristik Superabsorben

5 Pengumpulan data

6 Analisa data

7 Penyusunan Laporan

10

DAFTAR PUSTAKA

Ani Adiwinata Nawir, Murniati, Lukas Rumboko.2008. Rehabilitasi Hutan di

Indonesia: Akan kemanakah arahnya setelah lebih dari tiga dasawarsa?

Bogor, Indonesia: Center for International Forestry Research (CIFOR).

A, Zainal Abidin, G. Susanto, N.M.T. Sastra, T. Puspasari.2012. Sintesis Dan

Karakterisasi Polimer Superabsorban Dari Akrilamida.Kelompok Keahlian

Perancangan Dan Pengembangan Produk Teknik Kimia Program Studi

Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Bandung.

Bandung

Badan Penelitian Dan Pengembangan Pertanian. 2010. Peta Penghematan Pupuk

Anorganik Dan Pengembangan Pupuk Organik Pada Lahan Sawah

Indonesia.Bogor ; Kementrian Pertanian

Christopher Barr, Ahmad Dermawan, Herry Purnomo.2009. Tata Kelola

Keuangan dan Dana Reboisasi selamaPeriode Soeharto dan Pasca Soeharto,

1989-2009.Bogor Barat : CIFOR

Deni Swantomo, Kartini Megasari, Dan Rany Saptaaji,2008, Pembuatan

Komposit PolimerSuperabsorben Dengan Mesin BerkasElektron, Sdm

Teknologi Nuklir,Yogyakarta.

DR. Henry Bastaman, Deputi MENLH Bidang Pembinaan Sarana Teknis

Lingkungan dan Peningkatan Kapasitas, 2010. Status Lingkungan Hidup

Indonesia 2010.JAKARTA : Kementerian Lingkungan Hidup Republik

Indonesia

Erizal. 2009. Synthesis and Characterization of Crosslinked Polyacrylamide

(PAAM)-Carrageenan Hyrogels Superabsorbent Prepared By Gamma

Radiation. Indonesian Journal of Chemistry: 10 (1): 12-19.

Mark Elliot, 1997, ”Superabsorbent Polymers”, BASF Product Development

Scientist.

McCarthy, J., Barr, C., Resosudarmo, I.A.P. dan Dermawan, A. 2006 Origins and

scope of Indonesia’s decentralization laws. Dalam: Barr, C., Resosudarmo,

I.A.P., McCarthy, J. Dan Dermawan, A. (ed) Decentralization of forest

administration in Indonesia: implications for forest sustainability, community

livelihoods and economic development, 31–57. CIFOR, Bogor, Indonesia

Peraturan Menteri Pertanian Republik IndonesiaNomor

130/Permentan/SR.130/11/2014

Sun, Y., Cheng, J., 2002. Hydrolysis of lignocellulosic materials for ethanol

production: a review. Bioresource Technol., 83, 1-11.

Sunardi, Azidi Irwan, Wiwin Tyas Istikowati.2013.Sintesis Polimer

Superabsorben Berbasis Selulosa Dari Alang-Alang (Imperata Cylindrica)

Tercangkok Asam Akrilat.Prodi Kimia, Fakultas Matematika Dan Ilmu

Pengetahuan Alam,Universitas Lambung Mangkurat. Banjarbaru.

Wiwien Andriyanti, Suyanti, Ngasifudin. 2012. Pembuatan Dan Karakterisasi

Polimer Superabsorben Dari Ampas Tebu. Pusat Teknologi Akselerator Dan

Proses Bahan. Yogyakarta.

11

Lampiran 1

Biodata Ketua dan Anggota

Ketua Kelompok

A. Identitas Diri

1. Nama Lengkap Heri Setyoko

2. Jenis Kelamin Laki-laki

3. Program Studi Pendidikan Kimia

4. NIM K3312034

5 Tempat dan Tanggal Lahir Wonogiri, 16 April 1994

6 E-Mail [email protected]

7 Nomor Telepon /Hp 08977900067

B. Riwayat Pendidikan

SD SMP SMA

Nama Institusi SDN 1 Gondang SMPN 1 Purwantoro SMAN 1 Purwantoro

Jurusan - - IPA

Tahun Masuk-

Lulus

2000-2006 2006-2009 2009-2012

C. Pemakalah Seminar Ilmiah

No Nama Pertemuan

Ilmiah Judul Artikel

Waktu dan

Tempat

1 Conference

internasional

“The Utilization of Paper Waste as Raw

Material for Making Bioethanol to Reduce

the Use of Fossil-Based Fuel”

20 Oktober

2013

Bangkok

Thailand

D. Penghargaan 10 tahun Terakhir

No Tahun Prestasi Tingkat

1. 2012 Juara 2 LKTI Intern SIM UNS UNS

2. 2012 Lolos Pkm-k Dikti Nasional

3. 2013 10 besar LKTI se- Jawa Bali Jawa bali/IKIP PGRI

4. 2013 Juara 2 LKTI nasional Universitas

Muhammadiyah Makassar

Nasional/UNISMUH

5 2013 Lolos 2 Sub Tema dalam Karya tulis Mipa UI

Nasional Universitas Indonesia

Nasional/UI

6 2013 Juara Harapan 2 Young Reshecher Competition Nasional/UNP


12

Universitas Negeri Padang

7 2013 Conferensi Internasional in Bangkok Thailand Internasional/PPI

Thailand

8 2013 Juara 1 Lomba Karya Tulis Empat Pilar Majelis

Permusyawaratan Rakyat Republik Indonesia

Nasional/MPR RI

9 2014 Juara 3 Eco-Creative Nasional

Universitas Sriwijaya

Nasional/UNSRI

10 2014 10 Besar Karya Tulis Universitas Hasanuddin Nasional/UNHAS

11 2014 Delegasi UNS dalam Forum Bidik Misi

Nasional Kemetrian Kebudayaan dan

Pendidikan

Nasional

12 2014 Lolos Program JENESYS 2.0 Perwakilan

Indonesia, Jepang

Internasional/Ristek

13 2014 Delegasi Indonesia dalam event ILC-NLC 2014

Malaysia

Internasional/UI

Semua data yang saya diisikan dan tercamtum dalam biodata ini adalah bena dan

dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata

dijumpai ketidak sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.

Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu

pernyataan dalam pengajuan PKM-P ini.


Ketua

( Heri Setyoko )

13

Anggota 1

A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap Dimas Gilang Ramadhani

2 Jenis Kelamin Laki-Laki

3 Program Studi Pendidikan Kimia

4 NIM K3312019

5 Tempat dan Tanggal Lahir Banyumas,10 Maret 1993




SD SMP SMA

Nama Institusi SDN 3

kedungbanteng

SMPN 1

Kedungbanteng

SMAN 2 Purwokerto

Jurusan - - IPA

Tahun Masuk-Lulus 1999-2005 2005-2008 2009-2012

Semua data yang saya diisikan dan tercamtum dalam biodata ini adalah bena dan






Anggota 1,

(Dimas Gilang Ramadhani)


14

Anggota II

A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap Ridho Rahmadji



4 NIM K3313058

5 Tempat dan Tanggal Lahir Jakarta, 23 Juni 1993




SD SMP SMA

Nama Institusi SDN Manggarai

05 Jakarta

SMPN 3 Jakarta MA PPMI

ASSALAAM

Jurusan - - IPA

Tahun Masuk-

Lulus

1999-2005 2005-2008 2009-2012

Semua data yang saya diisikan dan tercamtum dalam biodata ini adalah benar dan






Anggota II,

(Ridho Rahmadji)



15

Anggota III

A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap Rizki Irsyadi



4 NIM K3313062

5 Tempat dan Tanggal Lahir Bengkalis, 27 Agustus 1995




SD SMP SMA

Nama Institusi SDN 1

Mayungan

SMPN 3 Klaten SMAN 1

Karanganom

Jurusan - - IPA

Tahun Masuk-

Lulus

2001-2007 2007-2010 2010-2013

Semua data yang saya diisikan dan tercamtum dalam biodata ini adalah benar dan






Anggota III,

(Rizki Irsyadi)



16

Biodata Dosen Pembimbing

A. Identitas Diri

1 Nama Lengkap Dr. Mohammad Masykuri, M.Si

2 Jenis Kelamin L

3 Program Studi Pendidikan Sains S2

4 NIDN 0024116803

5 Tempat dan Tanggal Lahir Kudus, 24 November 1968

6 E-mail [email protected]

7 Nomor HP 08121500634


SD SMP SMA

Nama Institusi SD Al Islam I

Kudus

SMP Negeri 1

Kudus

SMAN 1

Kudus

Jurusan - - Fisika (IPA)

Tahun Masuk-Lulus 1975 - 1981 1981 – 1984 1984 - 1987

C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)

No Nama Pertemuan

Ilmiah / Seminar Judul Artikel Ilmiah

Waktu dan

Tempat

1

Prosiding

Seminar Nasional

Kimia

Efektivitas Etilena Diamina

Sebagai Pemanjang Rantai

Dalam Transformasi

Kopolimer Poli(uretan-urea)

Tersegmentasi

17 Oktober

2009,

Universitas

Negeri

Yogyakarta

2

Prosiding

Seminar Nasional

Kluster Riset

Teknik Mesin

Sifat Mekanik Sebagai Fungsi

Nisbah Segmen Keras/Segmen

Lunak Pada Poli(uretan-urea)

dari Diol Turunan Oleat dan

4,4-Metilenbis(Fenil Isosianat)

2009,

Universitas

Sebelas Maret

17

Lampiran 2

Justifikasi Anggaran Kegiatan

a. Rancangan Biaya

1. Peralatan Penelitian

No Keterangan Justifikasi

Pemakaian

Kuantitas

Jumlah

Harga satuan

(Rp)

Harga total

(Rp)

1. Akses Lab Untuk Praktikum

dan sewa alat

4 150.000,00 600.000,00

JUMLAH SUB TOTAL 600.000,00

2. Bahan Habis Pakai

serbuk gergaji, asam asetat, ammonium persulfat (APS) dan N,N′-

metilenbisakrilamida (MBA) dari E.Merck, NaOH, etanol 95% , nitrogen, H2O2


Pemakaian

Kuantitas

Jumlah

Sayuan

Harga satuan

(Rp)

Harga total

(Rp)

1. Serbuk

gergaji

Bahan dasar

pembuat

superabsorben

7(Kg) 10.000,00 70.000,00

2. asam akrilat Sintesis polimer

poli(asam akrilat)-

serbuk gergaji

500 gram 5.000,00 2.500.000,00

3. Ammonium

persulfat

Inisiator 100 gram 5.000,00 500.000,00

3. NaOH Perendaman

serbuk gergaji

(Pensuspensian

Sampel)

200 gram 1.000,00 200.000,00

4. N,N′-

metilenbisa

krilamida

(MBA)

Bahan pengikat

silang

140gr 10.000,00 1.400.000,00

5. etanol 95% , Mencuci produk

polimer

200 ml 10.000,00 200.000,00

7. Nitrogen Proses sintesis

polimer

5 liter 100.000,00 500.000,00

8. Larutan

H2O2

Campuran sampel 100 ml 5.000,00 500.000,00

18

11. Akuades Untuk Pembersih

alat

Mencuci bahan

100 liter 2.500,00 250.000,00

JUMLAH SUB TOTAL 6.120.000,00

3. Transportasi


Pemakaian

Kuantitas

Jumlah

Harga satuan

(Rp)

Harga total

(Rp)

1. Perjalanan

ke Surabaya

Perjalanan uji

XRD,FTIR

3 orang

2PP

200.000,00 600.000,00


4. Biaya Lain-lain


Pemakaian

Kuantitas

Jumlah

Harga satuan

(Rp)

Harga total

(Rp)

1. Proposal Pengajuan dana

dan seminar

6 30.000,00 180.000,00

2. Laporan

penelitian

Bukti realisasi

kegiatan

6 50.000,00 300.000,00


5. Jasa Analisa


Pemakaian

Kuantitas

Jumlah

Harga satuan (Rp) Harga total

(Rp)

1. Analisa

XRD

Jasa Analisa 10 kali 350.000,00 3.500.000,00

2. Analisa

FTIR

Jasa Analisa 10 kali 120.000,00 1.200.000,00

JUMLAH SUB TOTAL 4.700.000,00

TOTAL 12.065.000,00

Total biaya yang diperlukan :

1. Peralatan Penelitian Rp. 600.000,00

2. Bahan Penelitian Rp. 6.120.000,00

3. Transportasi Rp. 600.000,00

4. Biaya lain lain Rp. 480.000,00

5. Analisis Uji Rp. 4.700.000,00

TOTAL Rp. 12.500.000,00

19

Lampiran 3 : Susunan Organisasi Tim dan Pembagian Tugas

No Nama Program

Studi Bidang Ilmu

Alokasi

Waktu Uraian Tugas

1 Heri

Setyoko

S1

Pendidikan

Kimia

Keguruan dan

Ilmu

Kependidikan

6 jam /

minggu

1. Preparasi Sampel

a. Menghaluskan dan mengeringkan

serta menyaring serbuk gergaji.

b. Merandamnya dalam larutan NaOH

c. Pengovenan dan dinetralkan pH-nya

d. Suspensi dikeringkan dan disaring.

2 Dimas

Gilang

Ramadhan

S1

Pendidikan

Kimia

Keguruan dan

Ilmu

Kependidikan

6 jam /

minggu

1. Sintesis Superabsorben

a. Menyiapkan suspensi kemudian

dipanasi dengan suhu 60odan

ditambahkan gas N2

b. Melakkan reaksi polimerisasi denga

menambahkan ammonium persulfat

dan N,N’-metilenbisakrilamida

c. Hasil dicuci dan direndam dalam

etanol 95%

d. Melakukan karakterisasi FTIR dan

XRD.

3 Ridho

Rahmadji

S1

Pendidikan

Kimia

Keguruan dan

Ilmu

Kependidikan

6 jam /

minggu

1. Sintesis Superabsorben

a. Melakukan karakterisasi FTIR dan

XRD

2. Pengujian Retensi air

a. Mengambil cuplikan, merendamnya

dalam air selama 24 jam dan

mengeringkan dan menimbangnya

b. Mengoven sampel tersebut kemudian

dilakukan penimbangan

4 Rizki

Irsyadi

S1

Pendidikan

Kimia

Keguruan dan

Ilmu

Kependidikan

6 jam /

minggu

1. Uji aquakeeper

a. Mencampur superabsorben dengan air

dengan rasio 1:10

b. Menaruh sampel kedalam pot dan

diberi air sedikit demi sedikit hingga 1

liter.

c. Melakukan uji matahari

Menimbang beratnya dan dibandingkan

dengan 2 pot yang lain

2. Pengumpulan dan pengolahan data

Mengolah dan menganalisis data-data

yang telah diperoleh

20

Lampiran 4 : Surat Pernyataan Ketua Pelaksana

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

Jalan Ir. Sutami 36A kentingan Surakarta 57126 Telp. 0271-646994

SURAT PERNYATAAN KETUA PELAKSANA

Yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Heri Setyoko

NIM : K3312034

Program Studi : S1 Pendidikan Kimia

Fakultas : Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Dengan ini menyatakan bahwa usulan proposal PKM Penelitian saya dengan

judul : “SINTESIS DAN APLIKASI MATERIAL SUPERABSORBEN

BERBASIS SELULOSA LIMBAH SERBUK GERGAJI TERCANGKOK

ASAM AKRILAT PENGEMBAN UREA, PHONSKA, ZA DAN TSP

SEBAGAI PUPUK CERDAS DI INDONESIA” yang diusulkan untuk tahun

anggaran 2015 bersifat original dan belum pernah dibiayai oleh lembaga

atau sumber dana lain. Bilamana di kemudian hari ditemukan

ketidaksesuaian dengan pernyataan ini, maka saya bersedia dituntut dan

diproses sesuai dengan ketentuan yang berlaku dan mengembalikan seluruh

biaya penelitian yang sudah diterima ke kas negara. Demikian pernyataan ini

dibuat dengan sesungguhnya dan dengan sebenar-benarnya.


Mengetahui,

Wakil Rektor Bidang Yang Menyatakan,

Kemahasiswaan dan Alumni

(Prof. Dr. Ir. Darsono, M. Si) (Heri Setyoko)

NIP. 19660611 199103 1 002 NIM. K3312034

universitas sebelas maret surakarta...

Documents