KAJIAN FLUKS DAN SIFAT MEKANIK MEMBRAN SELULOSA ASETAT YANG DIDADAH TITANIUM DIOKSIDA
HERY SETYAWAN
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012
ABSTRAK HERY SETYAWAN. Kajian Fluks Dan Sifat Mekanik Membran Selulosa Asetat yang Didadah Titanium Dioksida. Dibimbing oleh JAJANG JUANSAH, M.Si dan MERSI KURNIATI, M.Si Membran selulosa asetat pada penelitian ini dibuat dengan penambahan variasi konsentrasi titanium dioksida (TiO2) dan dengan teknik inversi fasa. Konsentrasi yang digunakan yaitu : 0.5 %, 1 %, 3 %, 5 %, 7 %, dan selulosa asetat tanpa penambahan titanium dioksida sebagai kontrol. Membran yang dihasilkan kemudian dikarakterisasi sifat mekaniknya meliputi uji tarik, uji tekan, dan uji getar. Kemudian ditentukan nilai fluks air dengan metode crossflow dan dead-end, sedangkan morfologi membran diamati dengan scanning electron microscop (SEM). Hasil penelitian menunjukan bahwa dengan penambahan variasi konsentrasi TiO2, nilai fluks air membran selulosa asetat akan meningkat baik pada metode dead-end maupun crossflow. Sama halnya pada hasil uji mekanik membran, dimana penambahan TiO2 akan menambah kekuatan mekanik membran. Uji tarik dan uji tekan membran dilakukan pada kondisi kering dan basah. Nilai kuat tarik dan kuat tekan pada kondisi kering tertinggi pada membran selulosa asetat dengan penambahan TiO2 5 % dengan nilai masing-masing sebesar 3.433 N/mm2 dan 0.048 N/mm2. Pada kondisi basah, terjadi penurunan nilai kuat tekan dan tarik membran. Dan dari hasil uji getar, membran selulosa asetat yang ditambahkan TiO2 5 % memiliki daya tahan yang lebih baik terhadap getaran dibanding dengan membran yang lain. Dan menurut hasil SEM, membran selulosa asetat tanpa penambahan TiO2 memiliki permukaan yang lebih halus dibanding membran berpendadah TiO2. Kata kunci:
Selulosa asetat, TiO2, sifat mekanik, kuat tarik, cross-flow, dead-end, scanning electron microscopy (SEM).
KAJIAN FLUKS DAN SIFAT MEKANIK MEMBRAN SELULOSA ASETAT YANG DIDADAH TITANIUM DIOKSIDA
HERY SETYAWAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Fisika
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2012
Judul
:
Nama NIM
: :
Kajian Fluks dan Sifat Mekanik Membran Selulosa Asetat yang Didadah Titanuim Dioksida HerySetyawan G74070066
Disetujui :
Pembimbing 1
Pembimbing 2
Jajang Juansah, M.Si
Mersi Kurniati, M.Si
NIP. 19771020 200501 1 002
NIP. 19681117199802 2 001
Diketahui : Ketua Departemen Fisika FMIPA IPB
Dr. Akhiruddin Maddu NIP. 19660907 199802 1 006
Tanggal Lulus :
KATA PENGANTAR Alhamdulillahi Robbil ’Aalamin, puji syukur ke hadirat Allah SWTatas segala rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul ” Kajian Fluks dan Sifat Mekanik Membran Selulosa Asetat yang Didadah Titanium Dioksida”. Penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan pendidikan di IPB tercinta ini, diantaranya: 1. Ayahanda dan Ibunda yang walaupun telah tiada, tapi kenangan dan nasihatnasihat semasa berada disamping penulis selalu sangat berarti 2. Kakak-kakak terbaik : Mbak Ati, Mbak Nur, Mas Agus, Mbak Ni, Yuni. Terima kasih atas semuanya 3. Kementrian Agama RI, yang telah membiayai penulis selama menempuh perkuliahan di IPB. 4. Bapak Jajang Juansah, M.Si dan Ibu Mersi Kurniati, M.Si selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan motivasi kepada penulis. 5. Bapak M Nur Indro, M.Sc dan Bapak Sidikrubadi Pramudito, M.Si selaku penguji atas segala saran dan bimbingan kepada penulis 6. Dosen-dosen dan staf pegawai Departemen Fisika 7. Teman-teman seperjuangan CSS MoRA IPB tercinta, Chirzin, Qomar, Bidin, Iwan, Asep, Tachu, Yadi, Jo, Lukman, Puying, Linda, Rizki, Petri, Siti, Mita, Muna, Eko dll 8. Teman-teman membran: Vero, Ning, Ogt, Amboro, Irvan, Caul, Nice, Neneng, Ina 9. Teman-teman fisika : Adam, Lely, Ika, Dede yul,Caca, Uti, Dita, Yola, Marco, Subi, Ai, Balgis, Hilal dan yang tidak bisa disebut satu persatu 10. Keluarga Almizan, Ciuyah, Dukun
Februari, 2012
Penulis
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Rangkasbitung, Lebak, Banten pada 26 Oktober 1987.Penulis menyelesaikan masa studi di SDN MCT XIII Rangkasbitung pada tahun 2000, Tsanawiyah tahun 2003 dan Aliyah tahun 2006 di Pondok Pesantren Al-Mizan Rangkasbitung. Penulis masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur BUD. Selama menjalani studi di IPB, penulis aktif di organisasi ekstra kampus dan di berbagai jenis kepanitiaan intra kampus. Selain itu, penulis menjadi asisten praktikum Fisika TPB 2010-2011.
vi
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................... vii DAFTAR TABEL........................................................................................................... viii DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... ............. ix BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ......................................................................................................... 1.2. PerumusanMasalah .................................................................................................. 1.3. Hipotesis .................................................................................................................. 1.4. Tujuan ......................................................................................................................
1 1 1 1
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Membran .................................................................................................................. 2.2. Selulosa Asetat ......................................................................................................... 2.3. Titanium Dioksida (TiO2) ........................................................................................ 2.4. Teknik Pembuatan Membran ................................................................................... 2.5. Fluks Air .................................................................................................................. 2.6. Sifat Mekanik Membran .......................................................................................... 2.7. Scanning Electron Microscopy (SEM).....................................................................
1 2 2 2 3 3 4
BAB III. BAHAN DAN METODE PENELITIAN 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................................. 3.2. Bahan dan Alat Penelitian ....................................................................................... 3.3. Metode Penelitian ................................................................................................... 3.3.1. Pembuatan membran selulosa asetat yang didadah TiO2 ........................ 3.3.2. Uji fluks ................................................................................................... 3.3.3. Uji mekanik ............................................................................................. 3.3.4. Karakterisasi morfologi membran ..................................................................
4 4 4 4 5 5 5
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Membran Selulosa Asetat dengan Penambahan Berbagai Konsentrasi TiO2 ......................................................................................................................... 4.2. Nilai Fluks Air ......................................................................................................... 4.3. Sifat Mekanik Membran Selulosa Asetat dengan Penambahan Berbagai Konsentrasi TiO2 ............................................................................................................ 4.4. Morfologi Membran Selulosa Asetat dengan Berbagai Konsentrasi TiO2 ..............
5 6 8 9
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan .............................................................................................................. 10 5.2. Saran ........................................................................................................................ 10 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................... 10 LAMPIRAN................................................................................................................... 11
vii
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Struktur membran selulosa asetat................................................................. 1 Gambar 2. Struktur Kristal TiO2 a. kristal rutile b. kristal anatase c. Kristal brookite 2 Gambar 3. Skema modul aliran dead-end dan cross-flow ............................................. 3 Gambar 4. Skema kuat tekan membran ......................................................................... 3 Gambar 5. Skema uji tarik ............................................................................................. 3 Gambar 6. Skema uji getar membran............................................................................. 4 Gambar 7. Skema kerja dari SEM (Scanning Electron Microscopy) ............................ 4 Gambar 8. Membran Selulosa asetat.............................................................................. 6 Gambar 9. Hubungan antarafluks air dan waktu pada sistem Cross flow ...................... 7 Gambar 10. Hubungan antara fluks air dan waktu pada sistem dead end....................... 7 Gambar 11. Pengaruh penambahan TiO2 terhadap kuat tarik membran ......................... 8 Gambar 12. Pengaruh penambahan TiO2 terhadap kuat tarik membran ......................... 8 Gambar 13. Pengaruh penambahan TiO2 terhadap daya tahan membran ....................... 9 Gambar 14.Hasil SEM permukaan membran dengan perbesaran 10.000x (a) Tanpa TiO2 (b) dengan penambahan 5% TiO2...................................... 9 Gambar 14.Hasil SEM penampang melintang membran dengan perbesaran 10.000x (a) Tanpa TiO2 (b) penambahan 5% TiO2..................................................... 9
viii
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Perbandingan massa selulosa asetat, asan asetat, dan TiO2 .............................. 5 Tabel 2.Nilai fluks air dari membran selulosa asetat denganTiO2 menggunakan metode cross flow dan dead end ........................................................................ 6
ix
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Diagram tahap-tahappenelitian.............................................................. ..... 12 Lampiran 2. Diagram proses pembuatanmembranselulosaasetat/TiO2........................... 13 Lampiran 3. Alat dan bahan penelitian ........................................................................... 14 Lampiran 4. Skema sintesis membran selulosa asetat .................................................... 15 Lampiran 5. Skema karakterisasi membran selulosa asetat/TiO2 ................................... 16 Lampiran 6. Data fluks air pada sistem crossflow .......................................................... 17 Lampiran 7. Data fluks air pada sistem Dead-end .......................................................... 19 Lampiran 8. Data uji tarik membran selulosa asetat/TiO2 .............................................. 20 Lampiran 9.Data uji tekan membran selulosa asetat/TiO2 .............................................. 22 Lampiran 10. Data uji getar membran selulosa asetat/TiO2............................................ 24 Lampiran 11. Hubungan fluks dan waktu (crossflow) .................................................... 25 Lampiran 12. Hubungan fluks dan waktu (dead-end) .................................................... 27 Lampiran 13.Hubungan gaya dan waktu pada uji tarik membran dalam keadaan kering .............................................................................................................. 29 Lampiran 14.Hubungan gaya dan waktu pada uji tekan membran dalam keadaan kering .............................................................................................................. 31 Lampiran 15.Hubungan gaya dan waktu pada uji tarik membran dalam keadaan basah .......................................................................................... 33 Lampiran 16.Hubungan gaya dan waktu pada uji tarik membran dalam keadaan basah .......................................................................................... 35 Lampiran 17.Hasil foto SEM ......................................................................................... 37
1
BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Teknologi membran sangat berkembang pesat sejak beberapa dekade lalu, karena teknologi ini mempuyai beberapa keunggulan dibandingkan teknologi pemisahan lainnya. Membran lebih sederhana,lebih ramah lingkungan, dan hemat energi.1 Keberhasilan proses pemisahan membran bergantung pada kualitas membran itu sendiri. Beberapa parameter yang penting dalam menentukan kualitas suatu membran antara lain yaitu mempunyai permeabilitas yang tinggi, selektivitas yang tinggi, stabil pada rentang temperatur yang lebar, kestabilan mekanik dan tahan terhadap zat kimia yang akan dipisahkan.2Walaupun demikian, membran mempunyai keterbatasan seperti terjadinya fenomena polarisasi konsentrasi dan fouling (penyumbatan) yang menjadi pembatas bagi volum air terolah yang dihasilkan dan juga keterbatasan umur membran.3 Contoh membran sintesis yang sering digunakan yaitu selulosa asetat.Selulosa asetat adalah salah satu turunan selulosa yang dibuat dengan mengganti gugus hidroksil(OH) selulosa dengan gugus asetil.Salah satu aplikasi dari membran selulosa asetat yaitu sebagai media penyaringan pada pengolahan air dan limbah.Penambahan titanium dioksida (TiO2) pada membran selulosa asetat ini diharapkan dapat menghasilkan membran yang memiliki sifat fisik yang baik sehingga tidak mudah terdekomposisi saat digunakan.Selain itu penambahan TiO2juga dapat mempengaruhi fluks dari membran itu sendiri. Karakteristik membran sintetis meliputi sifat listrik, termal, mekanik, dan sebagainya.Dalam bidang fisika, karakteristik membran banyak ditinjau dari segi sifat kelistrikan dan mekaniknya. Dalam penelitian ini akan lebih difokuskan pada sintesis dan karakterisasi membran selulosa asetatyang didadah TiO2 meliputi uji getar, uji tarik, uji tekan, uji fluks dan uji morfologi membran menggunakan scanning electron microscopy (SEM). 1.2.Perumusan Masalah 1. Bagaimana struktur membran selulosa asetat yang didadah TiO2 dengan konsentrasi yang berbeda ? 2. Bagaimana fluks air membran selulosa asetat yang didadah TiO2 ?
1.3 Hipotesis Semakin tinggi konsentrasi TiO2 yang ditambahkan pada membran selulosa asetat, maka semakin rendah nilai fluksnya dan semakin keras struktur permukaannya 1.4. Tujuan Tujuan umum dari penelitian ini yaitu, untuk mengetahui kestabilan mekanik membran selulosa asetat apabila ditambahkan TiO2. Adapun tujuan khusus dari penelitian ini adalah : 1. Membuat membran selulosa asetat 2. Membuat membran selulosa asetat yang didadah TiO2 dengan konsentrasi yang berbeda 3. Menguji nilai fluks air dengan sistem dead-end dan crossflow 4. Menguji sifat mekanik membran selulosa asetat yang didadah TiO2, meliputi uji tarik, uji tekan, dan uji getar 5. Mengamati morfologi membran selulosa asetat menggunakan scanning electron microscopy(SEM)
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Membran Membran adalah selaput semi permeabel yang melewatkan molekul tertentu dan menahan molekul yang lain berdasarkan ukuran molekul yang akan dipisahkan. Molekul yang berukuran besar akan ditahan sedangkanyang lebih kecil akan dilewatkan.4 Berdasarkan strukturnya, membran terdiri atas membran simetri dan membran asimetri.Membran simetri memiliki struktur pori yang homogen dan relatif sama. Sedangkan membran asimetrik memiliki ukuran dan kerapatan pori yang heterogen. Membran jenis ini memiliki dua lapisan, yang pertama berupa lapisan tipis dan rapat (skin layer) dengan ketebalan sekitar 20,5μm serta yang kedua berupa lapisan pendukung yang berpori dengan ketebalan 50-200μm.5 Membran asimetri mempunyai keuntungan, yaitu daya tahannya terhadap tekanan maupun fouling membran lebih baik dari pada membran simetri. Pembuatan membran asimetri biasanya menggunakan metode pembalikan fasa.6 Berdasarkan bahan pembuatannya, membran dibagi menjadi dua golongan, yaitu membran organik dan anorganik. Membran organik terdiri atas membran alami dan membran sintesis. Membran alami adalah membran yang berada pada jaringan makhluk hidup.Sedangkan
2
membran sintesis dibuat sesuai dengan kebutuhan dan disesuaikan dengan sifat membran alami. Bahan yang dapat dijadikan sebagai pembuat membran organik sintetis antara lain yaitu polisulfon, selulosa asetat, polikarbonat, polipropilen, polietilen, poliamida, dan nilon.7 2.2. Selulosa Asetat Selulosa asetat merupakan salah satu turunan selulosa yang dibuat dengan mengganti gugus hidroksil (-OH) selulosa dengan gugus asetil berbentuk padatan putih, tak beracun, tak berasa, dan tak berbau.8Pembuatan selulosa asetat dapat dilakukan dengan mereaksikan selulosa dengan anhídrida asetat menggunakan katalis H2SO4.6 Selulosa dan turunannya dapat digunakan sebagai bahan baku pembuat membran mikrofiltrasi, ultrafiltrasi, reverse osmosis, gas separation dan dialisis. Selulosa asetat merupakan polimer penting sebagai pembuat membran. Membran selulosa asetat ini telah dikembangkan oleh Loeb-Sourirajan sekitar tahun 1950.9 Keunggulan membran selulosa asetat dibanding dengan membran sintesis lain adalah membran ini banyak tersedia, murah, dan tidak cenderung bermasalah terhadap penyerapan.10Namun membran selulosa asetat memiliki kuat tarik dan kuat tekan yang rendah. Untuk meningkatkan kuat tarik dan kuat tekan membran selulosa asetat diperlukan doping atau pelapisan dengan bahan lain.Struktur dari selulosa asetat terdapat pada Gambar 1.11
Gambar 1. Struktur Selulosa Asetat.11 2.3. Titanium dioksida(TiO2) TiO2 merupakan kristal yang berwarna putih yang indeks biasnya sangat tinggi, titik lebur 18550C dan tersusun atas ion Ti4+ dan O2dalam konfigurasi oktahedron.12Dalam bentuk kristal, TiO2 memiliki tiga struktur yaitu rutile, anatase, dan brookyte(Gambar 2).13Rutile dan anatase mempunyai struktur tetragonal dengan tetapan kisi kristal dan sifat fisika yang berbeda.
Struktur rutile lebih stabil pada suhu tinggi sedangkan anatase stabil pada suhu rendah.Brookite merupakan jenis Kristal yang paling sulit diamati karena sifatnya yang tidak mudah dimurnikan.14
(a) (b) (c) Gambar 2. Struktur kristal TiO2 a. kristal rutile b. kristal anatase.c. Kristal brookite.13 Penambahan TiO2 pada membran sintesis dapat meningkatkan sifat fisik membran sehingga membran tidak mudah terdekomposisi dan meningkatkan hidropilitas membran sehingga fluks meningkat.14 2.4. Teknik Pembuatan Membran Pembuatan membran dapat dilakukan dengan beberapa teknik, yaitu dengan teknik sintering, stretching, track-etching, pembalikan fasa, dan leaching.Pada pembalikan fasa, polimer diubah secara terkendali dari fasa cair ke fasa padat.Dengan mengendalikan tahap awal transisi fasa maka morfologi membran dapat diatur, begitu juga dengan porinya.Teknik pembalikan fasa meliputi pengendapan dengan penguapan pelarut, pengendapan dari fasa uap, pengendapan dengan penguapan terkontrol, pengendapan termal dan pengendapan dengan perendaman (pembalikan fasa rendamendap).15 Pada teknik pembalikan fasa rendamendap, membran dibuat dengancara melarutkan suatu polimer dalam pelarut yang sesuai sehingga diperoleh larutan yang homogen. Kemudian dilakukan sonikasi agar larutan menjadi lebih homogen. Selanjutnya dibuat lapisan tipis dari larutan tersebut kemudian dikoagulasikan di dalam aquades sehingga terbentuk membran. Pemilihan teknik pembuatan membran sanga tmenentukan struktur membran yang dihasilkan.15
3
2.5. Fluks Air Fluks merupakan jumlah volum permeat (hasil pemisahan) yang melewati satu satuan luas membran dalam satuan waktu tertentu.16 ………………… (1) J = fluks (ml/cm2menit) V = volume hasil pemisahan yang tertampung (ml) A = luas membran yang dilalui (cm2) t = selang waktu pengukuran(menit) Salah satu faktor yang menyebabkan keterbatasan penggunaan membran berpori adalah fouling. Fouling adalah perubahan yang bersifat irreversible yang disebabkan oleh interaksi secara fisik dan kimiawi antara membran dan partikel yang terdapat dalam proses pemisahan. foulingmengakibatkan penurunan fluks permeat dan perubahan selektivitas pada membran. Perubahan ini dapat berlangsung selama proses pemisahan dan membutuhkan penanganan yang serius, termasuk penggantian membran.17 Sistem pemisahan membran yang paling sederhana yaitu sistem dead-end dan crossflow. Pada sistem dead-end , arah aliran tegak lurus terhadap membran. Sistem ini mempunyai kelemahan yaitu cenderung mengakibatkan fouling yang sangat tinggi karena terbentuknya cake di permukaan membran pada sisi umpan.Pada sistem crossflow, umpan dialirkan dengan arah aksial (sejajar) dengan permukaan membran. Aliran seperti itu menyebabkan pembentukan cakesangat lambat karena tersapu oleh gaya geser yang disebabkan oleh aliran cross-flow umpan. Pada aplikasi bidang industri, operasi secaracross-flow lebih disukai.Kedua sistem tersebut dapat ditunjukkan pada Gambar 3.4
2.6. Sifat Mekanik Membran Uji tekan, uji tarik dan uji getar merupakan bagian dari uji mekanik dari suatu material. Uji mekanik suatu bahan harus diketahui khususnya bagi bahan yang dalam penggunaanya akan mengalami pergesekan.18 Uji tekan dilakukan untuk mengetahui kemampuan membran menahan beban. Kuat tekan (compression strength) adalah besarnya gaya tekan (newton) per satuan luas penampang benda (mm2) sampai membran putus.Pengukuran kuat tekandilakukan seperti Gambar 4. Membran dijepit pada kedua sisi dan ditekan tepat pada tengah-tengah membran dengan alat yang memiliki ujung yang tumpul.
Gambar 4. Skema kuat tekan membran Persamaan untuk kuat tekan adalah : KN = FNmax/ A0
………………… (2)
Keterangan : KN= Kuat tekan (N/ mm2) FNmax=Gaya maksimum yang tegakluruspermukaan (newton) A0= Luas penampang membran yang ditekan (mm2) Uji tarik (tensile test) digunakan untuk mengetahui elastisitas membran. Membran dijepit dan dihubungkan dengan sensor gaya yang terhubung dengan komputer. Skema uji tarik terlihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Skema uji tarik (a)
(b)
Gambar 3. Skema modul alirandead-end (a) dan cross-flow (b) pada proses filtrasi dengan membran.
Kuat tarik didefinisikan sebagai besarnya gaya tarik maksimum (newton) dalam satuan luas penampang benda (mm2). Persamaan untuk kuat tarik adalah : KT = FTmax/ A0 …………………..
(3)
4
Keterangan : KT = Kuat tarik (N/ mm2) FTmax = Gaya tarik maksimum (newton) A0= Luas penampang awal membran (mm2) Uji getar (vibration test) dilakukan untuk menentukan daya tahan membran terhadap getaran. Selain itu, uji getar bertujuan untuk menentukan jumlah getaran yang mampu ditahan membran dalam selang waktu tertentu sehingga membran mencapai batasnya. Skema uji getar sebagaimana Gambar 6.
Gambar 7. Skema kerja dari SEM (Scanning Electron Microscopy).18 Gambar 6. Skema uji getar membran Keterangan : 1. Tiang penyangga 2. Membran 3. string vibrator Cepat rambat gelombang (v) yaitu Jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam satu detik. Sedangkan Periode adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran penuh.Berikut adalah hubungan antara v, λ, dan T : λ =vT ………………………......... (4) n = t/T ………………………... (5) Keterangan: λ= Panjang gelombang (m) v= Kecepatan rambat gelombang (m/ s2) n=Jumlah getaran yang mampu ditahan membran sebelum putus t = waktu yang dibutuhkan sampai membran patah (s) T = Periode gelombang (s) 2.7. Scanning Electron Microscopy (SEM) Scanning Electron Microscopy (SEM) digunakan untuk mengamati morfologi suatu bahan.Prinsip kerja dari alat ini mirip dengan mikroskop optik, hanya saja memiliki perangkat yang berbeda.SEM memdeteksi elektron yang dipancarkan oleh suatu sampel ketika ditembakkan oleh berkas elektron berenergi tinggi secara kontinyu yang dipercepat didalamelektromagnetik koil yang dihubungkan dengan sinar katode sehingga dihasilkan suatu informasimengenai keadaan permukaan suatu sampel.18 Skema kerja dari SEM dapat dilihat berdasarkan Gambar 7.
BAB III. BAHAN DAN METODE 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian dilakukan di Laboraturium Biofisika, Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.Penelitiandilaksanakan selama 7 bulan yaitu pada bulan Oktober 2010- April 2011. 3.2. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain Selulosa Asetat, Asam asetat, TiO2 bubuk dan aquades. Alat yang digunakan terdiri dari neraca analitik, cawan petri, sudip, PASCO WA-9857 untuk percobaan Melde (string vibrator), PASCO C1-6746 untuk sensor gaya yang terhubung dengan komputer, ultrasonic processor,alumunium foil, spatula, tabung Erlenmeyer, pipet volumetri, pipet tetes, gelas ukur, gelas piala, hot plate stirrer,magnetic stirrer,plat kaca, nampan plastik, alat ujidan scanning electron microscopy (SEM). 3.3. Metode Penelitian Penelitian ini meliputi dua tahapan yaitu tahap sintesis membran selulosa asetattitanium dioksida (TiO2) dan tahap pengujian fluks membran, karakterisasi struktur permukaan dengan SEM dan uji mekanik.Uji mekanik meliputi uji tekan, getar dan tarik. 3.3.1. Pembuatan membran selulosaasetat yang didadah TiO2 Selulosa asetat dilarutkan dalam asam asetat kemudian ditambahkan titanium
5
dioksida dengan konsentrasi yang berbeda untuk masing-masing sampel.Teknik yang digunakan dalam pembuatan membran ini yaitu teknik pembalikan fasa rendam-endap. Komposisi perbandingan massa selulosa asetat, asam asetat, dan TiO2 yang digunakan pada pembuatan membran sesuai Tabel 1 . Tabel 1. Perbandingan massa selulosa asetat,asam asetat,TiO2 Sampel Selulosa Asam Ti02 asetat (%) asetat (%) (%) S1 12 88,0 0,0 S2 12 87,5 0,5 S3 12 87,0 1,0 S4 12 85,0 3,0 S5 12 83,0 5,0 S6 12 81,0 7,0 Larutan selulosa asetat/TiO2ditutup dengan alumunium foil dan diaduk menggunakan magnetic stirrer selama 2 jam supaya homogen dan dilakukan sonikasi selama 2 jam.Selanjutnya masuk dalam proses pencetakan membran. Larutan siap cetak dituang diatas plat kaca yang bersih, kemudian diratakan dengan batang silinder spatula agar menjadi lapisan tipis dan rata, proses ini disebut casting solution. Lapisan tipis tersebut selanjutnya dimasukkan selama 10-20 detik ke dalam nampan yang berisi aquades sebagai media koagulasi.Kemudian membran diangkat dan dicuci dengan air mengalir untuk menghilangkan sisa pelarut. 3.3.2. Uji fluks Uji fluks pada membran selulosa asetat yang didadah TiO2ini dilakukan dengan dua cara, yaitu : dead-end dan cross-flow. Pada sistem dead-end,larutan umpan dialirkan secara tegak lurus terhadap membran, akibatnya akumulasi konsentrasi komponenkomponen yang tertahan pada permukaan membran akan cepat terjadi sehingga terjadi fouling dan menyebabkan penurunan laju permeat(hasil pemisahan). Pada sistem crossflow, aliran umpan sejajar (tangensial) terhadap membran sehingga komponen yang tertahan di atas permukaan membran akan dibersihkan oleh aliran tangensial sehingga tidak cepat terakumulasi dan mengakibatkan fouling. Dari kedua pengujian didapatkan hubungan antara volum larutan yang melewati membran dan waktu yang dibutuhkan oleh larutan saat melewati
membran.Nilai fluks dihitung berdasarkan persaman 1. 3.3.3. Uji mekanik Membran diuji kekuatannya dengan uji mekanik yang meliputi uji tekan, getar dan uji tarik.Hal ini dilakukan pada seluruh membran yang telah didadah titanium dioksida dengan konsentrasi 0%, 0.5%, 1%, 3%, 5%, dan 7%. Pada uji tekan, dilakukan seperti skema pada Gambar 3. Membran dijepit pada kedua sisi dan ditekan tepat pada tengah-tengah membran. Alat penekan yang digunakan tumpul supaya luas penampangnya mudah diukur.Hal ini dilakukan sampai membran tepat patah. Untuk pengujian kuat tarik, membran dijepit kedua sisinya dan dihubungkan dengan sensor gayaseperti pada Gambar 4. Data yang didapat meliputi hubungan gaya terhadap waktu.Hal ini dilakukan sampai membran putus. Kuat getar dilakukan untuk menentukan daya tahan membran terhadap getaran. Selain itu, uji getar bertujuan untuk menentukan jumlah getaran yang masih bisa ditahan oleh membran dalam selang waktu tertentu.Pada pengujian kuat getar, frekuensi diatur sedemikian rupa sehingga menimbulkan getaran pada membran.Hal ini dilakukan sampai membran patah. 3.3.4. Karakterisasi morfologi membran Karakterisasi struktur membran menggunakan SEM dimaksudkan untuk mengamati permukaan membran selulosa asetat yang didadah TiO2. Sehingga dengan SEM ukuran pori dan serat membran dapat dilihat dan dapat diketahui perbedaan pengaruh penambahan TiO2 dengan konsentrasi yang berbeda terhadadap membran selulosa asetat. BAB IV.HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Membran Selulosa Asetat denganPenambahan Berbagai Konsentrasi TiO2 Membran yang dihasilkan berupa lembaran-lembaran tipis dengan ukuran masing-masing sekitar 8 cm x 25 cm dan ketebalan sekitar 0.06 mm. Dari segi warna dan kecerahan, membran yang dihasilkan tidak memiliki warna dan kecerahan yang begitu berbeda, hanya saja membran tanpa penambahan TiO2 lebih transfaran bila dibanding dengan membran berpendadah TiO2. Sedangkan pada membran selulosa asetat dengan penambahan TiO2 memiki
6
warna yang lebih putih dan tidak transfaran. Membran yang dihasilkan sebagaimana terlihat pada Gambar 8
Gambar 8. Membran selulosa asetat 4.2. Nilai Fluks Air Hasil uji fluks air dari membran selulosa asetat/TiO2 dapat terlihat pada tabel 2. Nilai fluks air membran selulosa asetat tanpa penambahan TiO2 pada metode cross flow yaitu sekitar 0.0014-0.0018 ml/cm2menit. Penambahan TiO2 pada selulosa asetat dapat mempengaruhi nilai fluks air membran yang dihasilkan. Dengan penambahan TiO2 nilai fluks air membran akan semakin meningkat, hal ini disebabkan pori-pori membran selulosa asetat bertambah banyak ataupun ukurannya bertambah besar sehingga TiO2 dapat meningkatkan porositas membran selulosa asetat.Setelah ditambahkan TiO20.5%, 1%, 3%, 5%, dan 7% nilai fluks air dari membran akan semakin meningkat, yaitu menjadi 0.0035-0.0042, 0.0079-0.0166, 0.2630-0.2920, 0.0170-0.0330, 0.05600.1250 ml/cm2menit. Selain pada Tabel 2, nilai fluks air dari membran selulosa asetat juga dapat ditampilkan pada Gambar 9 yangmerupakan hasil pengukuran fluks air
dari membran selulosa asetat dengan penambahan konsentrasi TiO2 yang berbeda menggunakan metode cross flow Nilai fluks tertinggi dihasilkan oleh membran selulosa asetat dengan penambahan TiO2 sebanyak 3 % diikutipenambahan TiO2 7 % dan 5 %. Sedangkan pada penambahan TiO2 1 % dan 0.5 % nilai fluks membran lebih besar dari nilai fluks membran selulosa asetat tanpa penambahan TiO2, tetapi penambahannya tidak begitu signifikan. Semakin besarnya nilai fluks membranselulosa asetat seiring dengan penambahan TiO2 menandakan adanya perubahan pori-pori membran.Kemungkinan pori-pori membran bertambah besar ataupun bertambah banyak jumlahnya. Nilai fluks membran selulosa asetat dengan penambahan TiO2 sebanyak 3 % lebih besar dibanding membran lainnya. Hal ini dapat disebabkan jumlah pori yang lebih banyak atau pun lebih besar dibanding pori membran yang lain. Hal ini dimungkinkan adanya ikatan antara TiO2, selulosa asetat dan asam asetat sebagai pelarut yang menyebabkan pori-pori bertambah besar ataupun bertambah banyak. Dari Gambar 9 terlihat bahwa nilai fluks membran menurun dengan bertambahnya waktu, hal ini terlihat pada membran selulosa asetat dengan penambahan TiO2 0.5 %,1 %, 5 %, dan 7 %, juga pada membran selulosa asetat tanpa penambahan TiO2. Tetapi pada penambahan TiO2 3 % nilai fluks membran tidak turun secara signifikan hal ini karena pada proses crossflow dapat mengurangi nilai fouling yang kemungkinan terjadi saat proses filtrasi atau memang tidak terjadi fouling
Tabel 2. Nilai fluks air dari mermbran selulosa asetat dengan penambahan TiO2 menggunakan metode cross flow dan dead end selama 15 menit Konsentrasi TiO2 (%)
Nilai Fluks Air (ml/cm2menit)
0,0
Cross flow 0,0014-0,0018
Dead end 0,0039-0,0041
0,5
0,0035-0,0042
0,0088-0,0125
1,0
0,0079-0,0166
0,0255-0,0500
3,0
0,2630-0,2920
0,3033-0,7500
5,0
0,0170-0,0330
0,0558-0,1500
7,0
0,0560-0,1250
0,2058-0,3750
7
Fluks (ml/cm2 menit)
0,3500 0,3000 0,2500 0,2000 0,1500 0,1000 0,0500 0,0000 0
5
10
15
20
Waktu (menit)
Gambar 9. Hubungan antarafluks air dan waktu pada sistem Cross flow ml/cm2menit. Sedangkan pada penambahan TiO2 0.5 % dan 1 % peningkatannya tidak terlalu sigifikan dibanding membran selulosa asetat tanpa penambahan TiO2. Hal ini sebagaimana terlihat pada Gambar 10. Penambahan TiO2 3%, 5%, dan 7% kemungkinan dapat menyebabkan pori membran jauh lebih besar ataupun lebih banyak dari penambahan TiO2 0.5 % dan 1 %. Penambahan nilai fluks ini kemungkinan terjadi karena adanya interaksi antara TiO2 dan selulosa asetat yang dapat menimbulkan rongga antara kedua bahan tersebut. Karena TiO2 tidak seluruhnya larut melainkan hanya tersuspensi dan berada dalam matriks selulosa asetat yang larut dalam asam asetat. Pada Gambar 10 terlihat bahwa nilai fluks akan menurun seiring bertambahnya waktu filtrasi, hal ini terjadi karena pada sistem Dead end akan terjadi fouling yang menyebabkan nilai fluks akan terus menurun seiring bertambahnya waktu filtrasi.
Fluks (ml/cm2 menit)
Tetapi pada membran yang lain, penurunan fluks dapat terjadi karena kemungkinan pada umpan yang berupa aquades masih terdapat partikel-partikel yang lain yang dapat menyumbat pori membran. Sebagaimana terjadi pada sistem cross flow, penambahan TiO2 pada sistem dead-end pun dapat meningkatkan nilai fluks membran. Penambahan nilai fluks ini terjadi karena bertambahnya jumlah pori membran atau bertambah besarnya pori membran. Sebelum penambahan TiO2, nilai fluks air dari membran selulosa asetat dengan metode dead end yaitu sekitar 0.0039-0.0041 ml/cm2menit. Setelah penambahan TiO2 pada membran selulosa asetat. Nilai fluks air akan msemakin meningkat. Peningkatan nilai fluks membran yang signifikan terjadi pada membran dengan penambahan TiO2 3 %, 7%, dan 5 % dengan kisaran nilai fluks berturutturut 0.3033-0.7500 ml/cm2menit, 0.20580.3750 ml/cm2menit, dan 0.0558-0.1500 0,8 0,6
0,4 0,2 0 0
5
10
15
20
Waktu (Menit) Gambar 10. Hubungan antara fluks air dan waktu pada sistem dead end
8
4 3 2
Kering
1
Basah
0 0 0,5 1
3
5
7
Konsentrasi TiO2 (%)
Gambar
11. Pengaruh TiO2terhadap membran
penambahan kuat tarik
konsentrasi 1%, 3%, 5%, dan 7%, nilai kuat tarik dalam kondisi basah akan turun dari nilai semula menjadi 0.575, 0.781, 0.822 dan 0.444 N/mm2. Penurunan nilai kuat tarik pada kondisi ini mungkin disebabkan adanya penetrasi molekul-molekul air ke dalam matrik polimer membran, sehingga menimbulkan penggelembungan (swelling) pada membran dan mengakibatkan terjadinya slip antar molekul-molekul selulosa pada saat membran ditarik. Pada uji tekan membran yang memiliki ketebalan 0.06 mm di potong dengan ukuran 20 x 40 mm , kemudian ditekan dalam keadaan kering dan basah dengan alat penekan yang mempunyai jari-jari sebesar 5.5 mm. Nilai kuat tekan dapat dilihat pada Gambar 12. Nilai kuat tekan dalam keadaan kering akan semakin meningkat seiring dengan bertambahnya konsentrasi TiO2 yang ditambahkan pada membran. Terlihat pada Gambar. 12 dimana nilai kuat tekan maksimum terjadi pada konsentrasi penambahan TiO2 5 % yaitu sebesar 0.048 N/mm2 Kuat Tekan (N/mm2)
Kuat Tarik (N/mm2)
4.3. Sifat Mekanik Membran Selulosa Asetat dengan Penambahan BerbagaiKonsentrasi TiO2 Sifat mekanik yang diuji pada membran selulosa asetat berupa uji tarik, tekan dan getar. Pada uji tarik, membran dipotong dengan ukuran 20 x 40 mm dan diuji dalam keadaan basah dan kering. Nilai kuat tarik membran selulosa setat dapat dilihat pada Gambar 11. Nilai kuat tarik membran dalam keadaan kering semakin tinggi dengan penambahan konsentrasi TiO2. Nilai kuat tarik membran selulosa asetat tanpa penambahan TiO2 yaitu sebesar 0.442 N/mm2. Setelah ditambahkan TiO2 dengan konsentrasi 0.5, 1, 3, 5 dan 7 % nilai kuat tarik membran meningkat menjadi 0.614 N/mm2, 0.808 N/mm2, 2.314 N/mm2, 3.433 N/mm2 dan 1.844 N/mm2.
0,06 0,04 Kering
0,02
Basah 0 0 0,5 1 3 5 7
Nilai kuat tarik membran akan naik seiring dengan penambahan TiO2 sampai konsentrasi 5%, kemudian turun pada konsentrasi 7 %. TiO2 yang merupakan bahan kristal mampu menambah nilai kuat tarik pada membran selulosa asetat yang bersifat amorf. Penambahan konsentrasi TiO2 7 % pada membran selulosa asetat sudah tidak lagi efektif, hal ini ditandakan dengan struktur membran yang lebih kaku dan mudah untuk patah. Uji tarik membran dilakukan juga dalam keadaan basah, dimana terjadi perbedaan nilai kuat tariknya dari kondisi awal membran. Nilai kuat tarik akan turun ketika diuji dalam keadaan basah, hal ini terjadi pada konsentrasi 1 %,3 %, 5 %, dan 7 %. Tetapi pada konsentrasi 0 % dan 0.5 % nilai kuat tarik menjadi naik. Pada konsentrasi 0 % dalam keadaan basah, nilai kuat tarik naik menjadi 0,617 N/mm2. Pada konsentrasi 0.5 % nilai kuat tarik pun naik menjadi 0,622 N/mm2. Sedangkan pada penambahan
Konsentrasi TiO2 (%)
Gambar 12. Pengaruh penambahan TiO2 terhadap kuat tekan membran Hal ini karena struktur TiO2 yang kristal yang menjadikan membran semakin kuat. Tetapi saat konsentrasi 7 % nilai kuat tekan akan turun menjadi 0.025 N/mm2, hal ini karena saat penambahan TiO2 sebesar 7 % sudah tidak optimum lagi, yang menyebabkan struktur membran kaku dan mudah patah. Dalam keaadaan basah, kuat tekan membran akan berubah dari nilai awal. Dimana nilai kuat tekan akan menurun. Pada membran selulosa asetat tanpa penambahan TiO2 dalam kondisi kering, memiliki nilai kuat tekan sebesar 0,009 N/mm2 tetapi dalam kondisi basah nilai nya akan menurun menjadi 0,003 N/mm2. Begitupun pada penambah TiO2 dengan konsentrasi 0,5%, 1%, 3%, 5%, dan 7% nilai kuat tekan akan turun dari nilai kuat
9
tekan awalnya menjadi 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, dan 0.011 dalam satuan N/mm2. Uji getar dilakukan untuk mengetahui banyaknya jumlah getaran sampai membran putus. Frekuensi yang digunakan yaitu sebesar 30 Hz. Hubungan antara penambahan konsentrasi TiO2 dan waktu sampai membran putus sebagaimana terlihat pada Gambar 13. Penambahan TiO2 pada membran selulosa asetat dapat meningkatkan daya tahan membran terhadap getaran, hal ini terlihat dari lamanya waktu yang dapat ditahan membran sampai membran putus. Pada konsentrasi 5% TiO2 memiliki daya tahan yang baik terhadap getaran dibanding dengan membran yang lain. Hal ini menandakan penambahan TiO2 yang optimum pada membran selulosa asetat terjadi pada konsentrasi 5 %. Dengan bertambahnya konsentrasi TiO2 pada membran, maka membran akan semakin elastis sehingga sulit untuk putus.
(a)
(b) Gambar 14. Hasil SEM permukaan membran dengan perbesaran 10.000x (a) Tanpa TiO2 (b) dengan penambahan 5%TiO2
800,000 Waktu (s)
akan ada gelembung udara yang terperangkap dalam lartutan yang akan dicetak sehingga proses pencetakan membran menjadi tidak rata.
600,000 400,000 200,000 0,000 0
0,5
1
3
5
7
Konsentrasi TiO2 (%)
Gambar 13. Pengaruh penambahan TiO2 terhadapdaya tahan membran 4.4. Morfologi Membran Selulosa Asetat dengan Berbagai Konsentrasi TiO2 Gambar 14 dan 15 merupakan hasil dari SEM permukaan dan penampang melintang membran selulosa asetat. Pada Gambar 14.a dapat terlihat bahwa membran selulosa asetat murni memiliki permukaan yang lebih halus dan pori yang kecil bila dibandingkan dengan membran selulosa asetat/TiO2 5%, sehingga nilai fluks membran pun lebih kecil dibandingkan dengan membran selulosa asetat dengan penambahan TiO2. Hasil SEM membran selulosa asetat dengan penambahan TiO2 5 % terlihat pada Gambar 14.b dimana permukaannya yang lebih kasar dari membran selulosa asetat tanpa penambahan TiO2. TiO2 yang ditambahkan pada membran selulosa asetat, tidak seluruhnya larut melainkan tersuspernsi dan berada dalam matriks selulosa asetat yang larut dalam asam asetat. Jika TiO2 tidak seluruhnya larut, maka
(a)
Gambar
15.
(b) Hasil SEM penampang melintang membran dengan perbesaran 10.000x (a) Tanpa TiO2 (b) dengan penambahan 5% TiO2
10
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Membran selulosa asetat dengan penambahan TiO2 memiliki nilai fluks air yang lebih besar dibanding dengan membran selulosa asetat tanpa penambahan TiO2. Penambahan 3% TiO2 memiliki nilai fluks air lebih besar dibanding dengan konsentrasi 0.5%, 1%, 3%, 5%, dan 7% baik dengan metode crossflow maupun dead end, yaitu sebesar 0.2630-0.2920 ml/cm2menit pada metode crossflow dan 0.3033-0.7500 ml/cm2menit pada metode dead end. Semakin besar nilai fluks air maka tingkat selektivitas membran semakin berkurang. Uji tarik dan tekan dilakukan pada membran dalam kondisi kering dan basah. Nilai kuat tarik dan tekan membran akan meningkat seiring dengan penambahan konsentrasi TiO2 pada selulosa asetat. Membran selulosa asetat dengan penambahan 5% TiO2 memiliki nilai kuat tarik dan tekan yang lebih tinggi dari konsentrasi 0%, 0.5%, 1%, 3% dan 7% yaitu sebesar 3.433 N/mm2 dan 0.048 N/mm2. Dalam keadaan basah, nilai kuat tarik dan tekan akan menurun bila dibandingkan dengan kondisi kering. Tetapi ada penyimpangan pada kuat tarik, yaitu pada konsentrasi 0% dan 5% nilai kuat tarik lebih besar dibanding pada kondisi kering. Pada uji getar, membran selulosa dengan konsentrasi 5 % TiO2 memiliki daya tahan yang baik terhadap getaran. Dengan meningkatnya sifat mekanik membran, maka membran akan semakin baik saat digunakan. Dari hasil SEM (Scanning electron microscopy) terlihat bahwa membran selulosa asetat dengan penambahan TiO2 memiliki permukaan yang lebih kasar dibanding permukaan membran selulosa asetat tanpa TiO2, karena TiO2 hanya tersuspensi pada matriks selulosa asetat, sehingga menyebabkan permukaan nya lebih kasar. 5.2 Saran Peneliti selanjutnya diharapkan untuk menguji morfologi membran selulosa asetat/TiO2 dengan scanning electron microscopy (SEM) pada semua konsentrasi agar terlihat jelas perbedaan masing–masing membran. Selain itu, perbesaran SEM yang digunakan lebih besar dibanding dengan perbesaran yang digunakan pada penelitian ini, agar terlihat pori membran dengan jelas. Pengujian sampel perlu diperbanyak untuk meninjau konsistensi sifat mekanik membran.
DAFTAR PUSTAKA 1.
2.
3.
4.
5. 6.
7.
8.
Radiman, Eka. (2001). Pengaruh Jenis dan Temperatur Koagulan Terhadap Morfologi dan Karakteristik Membran Selulosa Asetat. Makara, Sains 11(2) : 80-84. Piluharto, B. (2003).Kajian Sifat Fisik Film Tipis Nata de Coco sebagaiMembran Ultrafiltrasi (Study of Physical Properties of Nata de Coco Thin Filmas Ultrafiltration Membrane).Jurnal Ilmu Dasar 4(1):52-57. Wardhani, L.Y. (2010). Kajian Sifat Listrik Membran Polisulfon Hasil sonokasi Pada Frekuensi Rendah. [Skripsi]. Bogor: Departemen Fisika FakultasMatematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor. Mulder, M. (1996). Basic and Principles of Membrane Technology. London: Kluwer. Rakhmanudin, M. (2005). Karakteristik Kelistrikan Rachmadetin, J. (2007). Pencirian Membran Komposit Selulosa Asetat Berbahan Dasar Limbah Tahu Menggunakan Polistirena. [skripsi]. Bogor. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Petanian Bogor. Sembiring, R.S. (2005). Preparasi dan Karakterisasi Membran Berbahan Dasar Polisulfon Menggunakan Pelarut Dimetilacetamid (DMAc) [skripsi]. Bogor. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Petanian Bogor [SNI] Standar Nasional Indonesia.(1991). Selulosa
11
9.
10.
11.
12.
13.
asetat. SNI 06-2115-1991. Jakarta: Dewan Standardisasi Nasional Widiastuti N, loc.it Baker, Richard W. (2004). Membrane Technology and Applications Second Edition.Menlo Park, California :Membrane Technologi and Research, Inc. Azizah, F. (2008).Kajian Sifat Listrik Membran Selulosa Asetat yang Direndam dalam Larutan Asam Klorida dan Kalium Hidroksida [skripsi]. Bogor. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Petanian Bogor. Somantri, R.U. (2003). Pengaruh Penambahan Formamide Dan Lama Penguapan Pelarut (Aseton) Terhadap Membran Selulosa Asetat [Skripsi]. Bogor. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Petanian Bogor. Gunlazuardi, J et al. (2009). Pengembangan Metode Baru Penentuan Chemical Oxygen Demand (COD) Berbasis Sel Fotoelektrokimia : Karakterisai Elektroda Kerja Lapis Tipis TiO2 /ITO. Makara, Sains 13(1) : 1-8. Marlupi, I. (2003). Desinfeksi Escherichia coli Melalui FotokatalisisTitanium Dioksida (TiO2) Bubuk Fase Rutile.Skripsi. Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB, Bogor.
14.
15.
16.
17.
18.
Rohman, Saepul.(2009). Membran Polisulfon Sintetik. http://majarimagazine.com/20 09/05/membran-polisulfonsintetik/. [27 November 2010] Widiastuti, N. (1998). Pengaruh ZnCl2 sebagai Aditif terhadap Karakteristik Membran Polisulfon untuk Proses Ultrafiltasi [tesis]. Bandung. Fakultas Pasca Sarjana, Institut Teknologi Bandung Pratomo, H. (2003). Pembuatan dan Karakterisasi Membran Komposit Polisulfon Selulosa Asetat Untuk Proses Ultrafiltrasi.(Preparation and Characterisation of Polysulfone-Cellulose Acetat Composite Membrans Used In Ultrafiltration). Jurnal pendidikan matematika dan sains 3(4) Siburian, M.P. (2006). Kajian Efektifitas Membran Polisulfon untuk Desinfeksi Air [skripsi].Bogor. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Petanian Bogor. Samsiah, R. (2009). Karakterisasi Biokomposit Apatit-Kitosan dengan XRD (X-Ray Diffraction), FTIR (Fourier Transform Infrared), SEM (Scanning Electron Microscop), dan Uji Mekanik. [skripsi]. Bogor. Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Petanian Bogor.
12
LAMPIRAN Lampiran 1. Diagram tahap-tahap penelitian Mulai
Penelusuran Literatur dan pembuatan proposal
Penyediaan alat dan bahan
Proses pembuatan membran
Uji Fluks : crossflow dan deadend
Uji mekanik : tarik, getar dan tekan
Pengolahan data
Pembuatan skripsi
Laporan skripsi
Selesai
Karakterisasi struktur membran
13
Lampiran 2. Diagram proses pembuatan membran selulosa asetat-TiO2 Selulosa asetat
Asam asetat
TiO2
Larutan
Stirring1 jam
sonikasi2 jam
Larutandituang ke plat kaca dan siap untuk dicetak
Dimasukkan ke media koagulasi 5-10 detik
Penghilangan sisa pelarut dengam air yang mengalir
Membran
Keterangan : Perbandingan persen massa selulosa asetat : asan asetat : TiO2 masing-masing sampel : 1. S1 = 12 : 88 : 0 4. S4 = 12 : 85 : 3 2. S2 = 12 : 87.5 : 0.5 5. S5 = 12 : 83 : 5 3. S3 = 12 : 87: 1 6. S6 = 12 : 81 : 7
14
Lampiran 3. Alat dan bahan penelitian
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(i) Keterangan: (a) TiO2serbuk, asam asetat, selulosa asetat serbuk(b) alumunium foil, kaca pencetak,pipet, gelas ukur, tisu, nampan (c) hot plate(d) neraca analitik (e) ultrasonic prosessor(f) alat uji tekan dan getar (g) alat uji dead end(h) alat cross-flow(i) signal generator(alat uji getar).
15
Lampiran 4. Skema sintesis membran selulosa asetat
Penimbangan TiO2/Selulosa asetat
Penuangan pada gelas
Pencampuran dengan asam asetat
Membran
Pelepasan membran dalam aquades
Pencelupan membran dalam aquades
strirring 2 jam
Sonikasi 2 jam
16
Lampiran 5. Skema karakterisasi membran selulosa asetat/TiO2
Uji tarik
Uji tekan
Menbran
Uji fluks crossflow
Uji fluks deadend
Uji getar
17
Lampiran 6. Data fluks air dengan sistem crossflow
Menit Ke0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 15
Menit ke 2,3 3,52 5,59 8,24 11,04 14,16 17,46 21,13 24,29 26,43 28,4 31,1 36,27 38,36
7% 0,125 0,104 0,111 0,104 0,100 0,097 0,089 0,094 0,088 0,083 0,080 0,080 0,077 0,077 0,075 0,073 0,074 0,072 0,072 0,071 0,069 0,067 0,067 0,065 0,064 0,062 0,060 0,058 0,057 0,056
Fluks (ml.cm-2.menit-1) 5% 3% 0,033 0,292 0,033 0,271 0,033 0,264 0,031 0,302 0,032 0,283 0,031 0,264 0,030 0,256 0,028 0,245 0,027 0,245 0,028 0,263 0,027 0,273 0,025 0,271 0,025 0,272 0,024 0,271 0,023 0,267 0,022 0,268 0,022 0,267 0,021 0,273 0,021 0,274 0,020 0,273 0,020 0,270 0,019 0,269 0,019 0,268 0,018 0,269 0,018 0,272 0,018 0,269 0,018 0,269 0,018 0,266 0,017 0,266 0,017 0,263
Fluks (ml.cm-2.menit-1) 0% 0,0018 0,0024 0,0022 0,0020 0,0019 0,0018 0,0017 0,0016 0,0015 0,0016 0,0016 0,0016 0,0015 0,0015 0,0014
1% 0,01667 0,01250 0,01111 0,01042 0,01000 0,00972 0,00952 0,00938 0,00926 0,00917 0,00871 0,00903 0,00897 0,00863 0,00833 0,00833 0,00833 0,00810 0,00789 0,00792 0,00794 0,00795 0,00797 0,00799 0,00800 0,00785 0,00787 0,00789 0,00790 0,00792
18
44,36 45,37 48,17 50,41 52,05 53,22 54,43 56,06 59,48 Menit ke1,5 2 3 4 5 6,5 8 9 10,5 11,5 12,5 14 15
0,0015 0,0015 0,0014 0,0014 0,0014 0,0015 0,0014 0,0014 Fluks (ml.cm-2.menit-1) 0,5 % 0,00278 0,00417 0,00417 0,00417 0,00417 0,00385 0,00365 0,00370 0,00357 0,00362 0,00350 0,00357 0,00347
19
Lampiran 7. Data fluks air dengan sistem dead-end
Menit Ke0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 15
Menit ke1 2 3 4 6 7,5 8,5 10 11 12 13 14 15
7% 0,3750 0,3625 0,3667 0,3563 0,3600 0,3417 0,3286 0,3188 0,3111 0,3050 0,3000 0,2917 0,3038 0,2964 0,2883 0,2813 0,2735 0,2653 0,2566 0,2500 0,2440 0,2386 0,2326 0,2271 0,2230 0,2202 0,2157 0,2134 0,2103 0,2058
Fluks (ml.cm-2.menit-1) 0,5 % 0,0125 0,0125 0,0083 0,0094 0,0083 0,0083 0,0088 0,0088 0,0091 0,0094 0,0091 0,0089 0,0088
Fluks (ml.cm-2.menit-1) 5% 3% 0,1500 0,7500 0,1250 0,6875 0,1083 0,6667 0,1125 0,6563 0,1100 0,6250 0,1042 0,6042 0,1000 0,5893 0,0969 0,5781 0,0944 0,5694 0,0925 0,5500 0,0909 0,5341 0,0896 0,5313 0,0865 0,5288 0,0839 0,5179 0,0817 0,5083 0,0797 0,5000 0,0779 0,4926 0,0764 0,4861 0,0737 0,4776 0,0713 0,4700 0,0690 0,4631 0,0670 0,4568 0,0652 0,4478 0,0635 0,4448 0,0620 0,4420 0,0606 0,4327 0,0593 0,4213 0,0580 0,3196 0,0569 0,3112 0,0558 0,3033
Menit ke 3,02 4,53 6,35 9,25 12,04 15,15 18,23 22,13 25,36 27,42 29,1 32,17 37,21 39,28 45,54
1% 0,0500 0,0375 0,0333 0,0313 0,0300 0,0292 0,0286 0,0281 0,0278 0,0263 0,0250 0,0240 0,0240 0,0241 0,0242 0,0242 0,0243 0,0243 0,0243 0,0244 0,0244 0,0244 0,0245 0,0245 0,0245 0,0240 0,0236 0,0232 0,0228 0,0225
Fluks (ml.cm-2.menit-1) 0% 0,004139 0,005519 0,005906 0,005405 0,005191 0,00495 0,0048 0,004519 0,004436 0,004559 0,004725 0,004663 0,004367 0,004455 0,004117
20
46,12 49,2 51,54 53,45 54,3 55,32 57,2 60
0,004337 0,004319 0,004002 0,003976 0,004029 0,004067 0,004043 0,003958
21
Lampiran 8. Data uji tarik membran selulosa asetat/TiO2 (a) Hubungan gaya dan konsentrasi TiO2 Waktu (s) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3
U1 0 0,18 0,42 0,52 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Waktu (s) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3 2,4
U1 0 0,01 0,2 0,42 0,43 0,52 0,89 0,96 0,99 1,05 1,08 1,28 1,29 1,5 1,66 1,77 1,79 1,83 2,24 2,3 2,35 2,53 2,74 0 0
0% U2 0 0,21 0,35 0,57 0,68 0 0 0 0 0 0 0 0 0
3% U2 0 0,24 0,32 0,53 0,71 0,79 0,83 1,01 1,16 1,24 1,29 1,43 1,56 1,6 1,75 1,82 1,91 1,97 2,07 2,23 2,32 2,56 2,67 2,89 3,03
U3 0 0,15 0,27 0,39 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Gaya (N) 0,5 % U1 U2 0 0 0,19 0,25 0,44 0,46 0,71 0,67 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
U3 0 0,17 0,35 0,58 0,75 0,83 0 0 0 0 0 0 0 0
U1 0 0,15 0,27 0,42 0,45 0,5 0,73 0,95 0 0 0 0 0 0
1% U2 0 0,12 0,19 0,28 0,35 0,57 0,78 0,84 0 0 0 0 0 0
U3 0 0,04 0,19 0,43 0,54 0,66 0,76 0,91 0,97 1,12 0 0 0 0
U3 0 0,13 0,29 0,47 0,65 0,73 0,78 0,94 1,29 1,35 1,38 1,46 1,49 1,52 1,58 1,65 1,86 2,14 2,37 2,56 0 0 0 0 0
Gaya (N) 5% U2 0 0,35 0,57 0,82 1,06 1,09 1,09 1,29 1,32 1,46 1,71 1,98 2,2 2,38 2,53 2,76 2,91 3,16 3,27 3,38 3,44 3,54 3,75 3,9 4,03
U3 0 0,22 0,52 0,76 1,03 1,07 1,07 1,16 1,26 1,58 1,9 2,14 2,19 2,32 2,56 2,81 2,88 3,12 3,18 3,3 3,36 3,42 3,47 3,79 3,85
U1 0 0,15 0,49 0,55 0,86 0,95 1,14 1,31 1,32 1,38 1,56 1,69 1,71 1,92 2,08 2,11 2,27 0 0 0 0 0 0 0 0
7% U2 0 0,25 0,47 0,56 0,66 0,83 1,03 1,15 1,32 1,45 1,6 1,65 1,79 1,9 2,19 2,32 0 0 0 0 0 0 0 0 0
U3 0 0,17 0,24 0,35 0,54 0,65 0,78 0,99 1,23 1,38 1,58 1,74 1,85 1,96 2,05 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
U1 0 0,77 1,1 1,16 1,33 1,54 1,59 1,7 2 2,12 2,52 2,59 2,72 2,93 3,28 3,28 3,68 3,86 3,95 3,96 4,03 4,15 4,18 4,39 0
22
2,5 2,6 2,7 2,8 2,9
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0
4,12 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
0 0 0 0 0
(b) Gaya tarik maksimum membran selulosa asetat/TiO2 Konsentrasi TiO2 (%) 0 0,5 1 3 5 7
U1 0,52 0,71 0,95 2,74 4,39 2,27
Gaya Maksimum (N) U2 0,68 0,67 0,84 3,03 4,12 2,32
U3 0,39 0,83 1,12 2,56 3,85 2,05
(c) kuat tarik membran selulosa asetat/TiO2 dalam keadaan kering dan basah Konsentrasi TiO2 (%) 0 0,5 1 3 5 7
Kuat Tarik (N/mm2) Kering U1 U2 U3 0,433 0,567 0,325 0,592 0,558 0,692 0,792 0,7 0,933 2,283 2,525 2,133 3,658 3,433 3,208 1,892 1,933 1,708
Keterangan : U1 : ulangan I U2 : ulangan II U3 : ulangan III
Rataan 0,442 0,614 0,808 2,314 3,433 1,844
Basah U1 1,083 0,592 0,792 0,983 1,083 0,375
U2 0,333 0,350 0,408 0,817 0,708 0,517
U3 0,433 0,925 0,525 0,542 0,675 0,442
Rataan 0,617 0,622 0,575 0,781 0,822 0,444
23
Lampiran 9. Data uji tekan membran selulosa asetat/TiO2 (a) Hubungan gaya dan konsentrasi TiO2 Waktu (s) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7
U1 0 0,21 0,46 0,58 0,76 0,95 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0% U2 0 0,19 0,37 0,49 0,74 0,89 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
U1 0 0,61 0,77 0,77 1 1,38 1,87 1,93 2,06 2,19 2,41 3,09 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
3% U2 0 0,57 0,64 0,73 0,95 1,02 1,27 1,38 1,54 1,86 2,35 2,54 2,69 2,88 3,03 3,25 0 0 0 0 0 0 0 0
Waktu (s) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1 2,2 2,3
U3 0 0,25 0,54 0,67 0,69 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
U3 0 0,32 0,47 0,58 0,74 0,83 1,06 1,19 1,37 1,62 2,17 2,39 2,47 2,64 2,82 0 0 0 0 0 0 0 0 0
U1 0 0,21 0,37 0,61 0,81 0,93 1,13 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Gaya (N) 0,5 % U2 0 0,16 0,43 0,55 0,61 1,04 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
U3 0 0,18 0,37 0,65 0,94 1,14 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
U1 0 0,29 0,41 0,87 0,97 1,05 1,15 1,36 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1% U2 0 0,23 0,27 0,36 0,4 0,46 0,47 0,52 0,53 0,53 0,67 0,73 0,85 1,07 1,36 0 0 0
U3 0 0,07 0,11 0,22 0,37 0,49 0,62 0,8 0,83 0,83 0,95 1,02 0 0 0 0 0 0
U1 0 0,07 0,13 0,19 0,31 0,35 0,37 0,58 0,76 0,94 1,19 1,32 1,32 1,6 1,73 1,93 1,96 1,96 2,11 2,26 2,4 2,6 2,97 2,97
Gaya (N) 5% U2 0 0,1 0,07 0,2 0,41 0,99 1,3 1,28 1,53 1,65 1,49 1,72 2,23 2,26 2,6 2,58 3,21 3,54 4,07 4,29 4,5 5,16 0 0
U3 0 0,05 0,13 0,1 0,35 0,48 0,54 0,62 0,95 1,25 1,31 1,56 1,72 1,89 2,23 2,63 2,99 3,21 3,21 3,37 3,78 4,28 0 0
U1 0 0,18 0,39 0,48 0,76 1,15 1,64 1,92 2,13 2,32 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
7% U2 0 0,5 0,55 0,66 1,08 1,47 1,89 2,05 2,2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
U3 0 0,22 0,45 0,52 0,83 1,39 1,57 1,86 2,04 2,24 2,37 2,48 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
24
2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
3,32 3,99 4,11 4,16 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
(b) Gaya tekan maksimum membran selulosa asetat/TiO2 Konsentrasi TiO2 (%) 0 0,5 1 3 5 7
U1 0,95 1,13 1,36 3,09 4,16 2,32
Gaya Maksimum (N) U2 0,89 1,04 1,36 3,25 5,16 2,2
U3 0,69 1,13 1,02 2,28 4,28 2,48
(c) kuat tekan membran selulosa asetat/TiO2 Kuat Tarik (N/mm2) Konsentrasi TiO2 (%)
Kering
Basah
U1
U2
U3
Rataan
U1
U2
U3
Rataan
0
0,01
0,009
0,007
0,009
0,003
0,002
0,005
0,003
0,5
0,012
0,011
0,012
0,012
0,008
0,008
0,007
0,008
1
0,014
0,014
0,011
0,013
0,006
0,011
0,010
0,009
3
0,033
0,034
0,024
0,03
0,008
0,010
0,013
0,010
5
0,044
0,054
0,045
0,048
0,012
0,010
0,014
0,012
7
0,024
0,023
0,026
0,025
0,012
0,011
0,009
0,011
25
Lampiran 10. Data uji getar membran selulosa asetat/TiO2 Konsentrasi TiO2 (%)
Jumlah Getaran
Rata-rata
U1
U2
U3
0
1290
2040
1680
1670
0,5
2010
2580
2160
2250
1
2910
3450
4020
3460
3
12990
13740
14100
13610
5
20640
24780
21390
22270
7
7830
8610
7110
7850
Konsentrasi TiO2 (%)
Waktu sampai membran putus (s)
Rata-rata
U1
U2
U3
0
43
68
56
55,667
0,5
67
86
72
75,000
1
97
115
134
115,333
3
433
458
470
453,667
5
688
826
713
742,333
7
261
287
237
261,667
26
Lampiran 11. Hubungan fluks air dan waktu (cross flow)
Fluks (ml/cm2 menit)
7% 0,150 0,100 0,050 0,000 0
2
4
6
8
10
12
14
16
Waktu (menit)
5% Fluks (ml/cm2 menit)
0,040 0,030 0,020 0,010 0,000 0
2
4
6
8
10
12
14
16
10
12
14
16
10
12
14
16
Waktu (menit)
Fluks (ml/cm2 menit)
3% 0,350 0,300 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,000 0
2
4
6
8 Waktu (Menit)
1%
Fluks (ml/cm2 menit)
0,02000 0,01500 0,01000 0,00500 0,00000 0
2
4
6
8 Waktu (menit)
27
0,5 %
Fluks (ml/cm2 menit)
0,00500 0,00400 0,00300 0,00200 0,00100 0,00000 0
2
4
6
8
10
12
14
16
Waktu (menit)
0%
Fluks (ml/cm2 menit)
0,0025 0,0020 0,0015 0,0010 0,0005 0,0000 0
10
20
30
40
50
60
70
Fluks (ml/cm2 menit)
Waktu (menit)
0,3500 0,3000 0,2500 0,2000 0,1500 0,1000 0,0500 0,0000
TiO2 0 % TiO2 1 % TiO2 3 % TiO2 5 % TiO 2 7 % 0
2
4
6
8
10
Waktu (menit)
12
14
16
TiO2 0,5 %
28
Lampiran 12. Hubungan fluks dan waktu (dead- end) 7%
Fluks (ml/cm2 menit)
0,4000 0,3000 0,2000 0,1000 0,0000 0
2
4
6
8
10
12
14
16
10
12
14
16
10
12
14
16
Waktu (menit)
5%
Fluks (ml/cm2 menit)
0,2000 0,1500 0,1000 0,0500 0,0000 0
2
4
6
8 Waktu (menit)
Fluks (ml/cm2 menit)
3% 0,8000 0,6000 0,4000 0,2000 0,0000 0
2
4
6
8 Waktu (menit)
29
1%
0,5 % Fluks (ml/cm2 menit)
0,0140 0,0120 0,0100 0,0080 0,0060 0,0040 0,0020 0,0000 0
2
4
6
8
10
12
14
16
Waktu (menit)
Fluks (ml/cm2 menit)
0% 0,007 0,006 0,005 0,004 0,003 0,002 0,001 0 0
10
20
30
40
50
60
70
Fluks (ml/cm2 menit)
Waktu (menit)
0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
TiO2 0 % TiO2 0,5 % TiO2 1 % TiO2 3 % TiO2 5 % 0
2
4
6
8 Waktu (Menit)
10
12
14
16
TiO2 7 %
30
Lampiran 13. Hubungan gaya dan waktu pada uji tarik membran dalam keadaan kering Tanpa penambahan TiO2
Gaya (N)
1 0,5
ulangan 1 ulangan 2
0 0
0,2
-0,5
0,4
0,6
ulangan 3
0,8
waktu (s)
Selulosa asetat / TiO2 0,5 %
Gaya (N)
1 0,5
ulangan 1 ulangan 2
0 0
0,2
0,4
-0,5
0,6
0,8
ulangan 3
1
waktu (s)
Selulosa asetat/TiO2 1 % 1,5
Gaya (N)
1 ulangan 1 0,5
ulangan 2
0
ulangan 3 0
0,5
-0,5
1
1,5
waktu (s)
Selulosa asetat/TiO2 3 % 4 Gaya (N)
3 2
ulangan 1
1
ulangan 2 ulangan 3
0 -1
0
1
2 waktu (s)
3
4
31
Selulosa asetat/TiO2 5 %
Gaya (N)
6 4 ulangan 1 2
ulangan 2
0 -2
ulangan 3 0
1
2
3
4
waktu (s)
Selulosa asetat/TiO2 7 % 3
Gaya (N)
2 ulangan 1 1
ulangan 2
0
ulangan 3 0
-1
0,5
1
1,5
waktu (s)
2
2,5
32
Lampiran 14. Hubungan gaya terhadap waktu pada uji tekan membran dalam keadaan kering Selulosa asetat tanpa TiO2
Gaya (N)
1,5 1 ulangan 1 0,5
ulangan 2
0 -0,5
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
ulangan 3
waktu (s)
Selulosa asetat/TiO2 0,5 % 1,5
Gaya (N)
1 ulangan 1 0,5
ulangan 2
0
ulangan 3 0
0,2
0,4
-0,5
0,6
0,8
1
1,2
waktu (s)
Selulosa asetat / TiO2 1 %
Gaya (N)
1,5 1 ulangan 1 0,5
ulangan 2
0 -0,5
0
0,5
1
1,5
ulangan 3
2
waktu (s)
Selulosa asetat/TiO2 3 % 4 Gaya (N)
3 2
ulangan 1
1
ulangan 2 ulangan 3
0 -1
0
0,5
1 waktu (s)
1,5
2
33
Selulosa asetat/TiO2 5 % 6 Gaya (N)
4 ulangan 1 2
ulangan 2
0
ulangan 3 0
1
-2
2
3
4
waktu (s)
Selulosa asetat/TiO2 7 % 3
Gaya (N)
2 ulangan 1 1
ulangan 2
0
ulangan 3 0
-1
0,5
1 waktu (s)
1,5
2
34
Lampiran 15. Hubungan gaya terhadap waktu pada uji tarik membran dalam keadaan basah Tanpa penambahan TiO2 1,5 Gaya (N)
1 ulangan 1 0,5
ulangan 2
0 -0,5
ulangan 3 0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
waktu (s)
Selulosa asetat / TiO2 0,5 % 1,5 Gaya (N)
1 ulangan 1 0,5
ulangan 2
0
ulangan 3 0
0,2
0,4
-0,5
0,6
0,8
1
waktu (s)
Selulosa asetat/TiO2 1 %
Gaya (N)
1,5 1 ulangan 1 0,5
ulangan 2
0 -0,5
0
0,5
1
1,5
ulangan 3
waktu (s)
Selulosa asetat/TiO2 3 % 1,5
Gaya (N)
1 ulangan 1 0,5
ulangan 2
0
ulangan 3 0
-0,5
0,5
1 waktu (s)
1,5
35
Selulosa asetat/TiO2 5 % 1,5
Gaya (N)
1 ulangan 1 0,5
ulangan 2
0
ulangan 3 0
0,5
-0,5
1
1,5
waktu (s)
Selulosa asetat/TiO2 7 % 0,8
Gaya (N)
0,6 0,4
ulangan 1
0,2
ulangan 2
0
ulangan 3
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
waktu (s)
0,8
1
36
Lampiran 16. Hubungan gaya terhadap waktu pada uji tekan membran dalam keadaan basah Selulosa asetat tanpa TiO2
Gaya (N)
1 0,5
ulangan 1 ulangan 2
0 0
0,5
1
-0,5
1,5
ilangan 3
waktu (s)
Selulosa asetat/TiO2 0,5 % 1 Gaya (N)
0,8 0,6
ulangan 1
0,4
ulangan 2
0,2
ulangan 3
0 -0,2 0
0,5
1
1,5
waktu (s)
Selulosa asetat / TiO2 1 % 1,5
Gaya (N)
1 ulangan 1 0,5
ulangan 2
0
ulangan 3 0
0,2
0,4
-0,5
0,6
0,8
waktu (s)
Selulosa asetat/TiO2 3 %
Gaya (N)
1,5 1 ulangan 1 0,5
ulangan 2
0 -0,5
ulangan 3 0
0,2
0,4
0,6 waktu (s)
0,8
1
1,2
37
Selulosa asetat/TiO2 5 % 1,5
Gaya (N)
1 ulangan 1 0,5
ulangan 2
0
ulangan 3 0
0,5
1
-0,5
1,5
2
waktu (s)
Selulosa asetat/TiO2 7 % 1,2 1 Gaya (N)
0,8 0,6
ulangan 1
0,4
ulangan 2
0,2
ulangan 3
0 -0,2 0
0,5
1 waktu (s)
1,5
38
Lampiran 17. Hasil foto SEM 1. permukaan membran selulosa asetat murni dengan perbesaran 2500x (a) dan 10.000x (b) serta penampang melintang dengan perbesaran 10.000x (c)
(a)
(b)
(c) 2. Permukaan membran selulosa asetat/TiO2 5% dengan perbesaran 2500x (a) dan 10.000x (b) serta penampang melintang perbesaran 10.000x (c)
(a)
(c)
(b)
