MODIFIKASI PROSES PEMINTALAN BASAH (WET SPINNING) PEMBUATAN COMPOSITE BIOFIBER TEXTILE DENGAN MENGGUNAKAN BAHAN DASAR CHITOSAN DAN POLIVINIL ALKOHOL (PVA)
Oleh : Ikhwan Dimas Permana C34103037
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL PERIKANAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
RINGKASAN IKHWAN DIMAS PERMANA. C34103037. MODIFIKASI PROSES PEMINTALAN BASAH (WET SPINNING) PEMBUATAN COMPOSITE BIOFIBER TEXTILE DENGAN MENGGUNAKAN BAHAN DASAR CHITOSAN DAN POLIVINIL ALKOHOL (PVA). Dibimbing oleh BAMBANG RIYANTO dan RUDDY SUWANDI. Chitosan merupakan produk deasetilasi dari chitin yang memiliki kemampuan untuk dijadikan serat tekstil. Adanya pengaruh polielektrolit dan keberadaan grup amin bebas dari chitosan telah menyebabkan larutan yang ada memiliki viskositas yang tinggi, sehingga memberikan peluang yang besar sebagai bahan serat melalui metode pemintalan basah (wet spinning). Namun, serat yang terbuat dari chitosan masih memiliki kuat tarik yang lemah, sehingga dibutuhkan adanya bahan gabungan (composite), yang kemudian dikenal dengan composite biofiber. Kecenderungan perkembangan saat ini adalah adanya penggunaan polivinil alkohol (PVA) sebagai bahan komposit, karena polivinil alkohol memiliki karakteristik dapat membentuk serat (fiber). Tujuan penelitian ini adalah mempelajari modifikasi proses pemintalan basah (wet spinning) pada pembuatan composite biofiber textile berbahan dasar chitosan dan polivinil alkohol (PVA). Fokus kajian penelitian ini adalah pada terjadinya pembentukan composite biofiber dengan bahan dasar chitosan 10% dan polivinil alkohol yang dilakukan dengan metode pemintalan basah. Penambahan polivinil alkohol (b/v) terdiri dari 20%, 22%, 24%, dan 26%. Tahapan pembuatan composite biofiber ini meliputi pembuatan larutan pengkoagulan yaitu larutan NaOH 10 % dan etanol 95% dengan perbandingan 70:30 (v/v), pembuatan larutan pemintal (chitosan-acetic dan polivinil alkohol), pengujian viskositas larutan pemintal, proses pemintalan, dan terakhir adalah pengujian karakteristik mekanik dan kimia composite biofiber, seperti pengujian kuat tarik, persen perpanjangan putus, dan spektrofotometri infrared (FTIR). Berdasarkan perlakuan, composite biofiber memiliki bentuk seperti tali panjang, diameter 1,6 ± 0,0768 mm (sampel A), 1,5 ± 0,0981 mm (sampel B), 1,5 ± 0,1571 mm (sampel C), 1,6 ± 0,082 mm (sampel D), berwarna kuning pucat, dan mempunyai bau NaOH. Nilai viskositas larutan pemintal dengan penambahan konsentrasi polivinil alkohol 20%, 22%, 24%, dan 26% adalah 4,08 ± 0,0021 cP, 4,31 ± 0,0093 cP, 4,54 ± 0,0018 cP dan 5,43 ± 0,0019 cP; nilai kuat tarik adalah 16,23 ± 2,2289 cN, 17,5 ± 1,3244 cN, 20,63 ± 1,4101 cN, dan 24,05 ± 0,8682 cN; nilai persen perpanjangan putus adalah 15,08 ± 1,0372 %, 17,06 ± 1,4976 %, 18,49 ± 1,0915 %, dan 18,72 ± 0,9261 %. Peak yang menunjukkan interaksi antara gugus fungsional chitosan dan polivinil alkohol dilihat dari perubahan bilangan gelombang gugus –NH2 dari chitosan. Pada keadaan chitosan murni, gugus –NH2 berada pada bilangan gelombang 1.650,98 cm-1, dalam bentuk composite biofiber, bilangan gelombangnya bergeser menjadi 1.668,97 cm-1 untuk sampel C dan 1.689,85 cm-1 untuk sampel D. Hasil penelitian menunjukkan bahwa chitosan dan polivinil alkohol memiliki karakteristik dapat dijadikan sebagai bahan dasar pembuatan serat untuk tekstil. Adanya teknologi dan inovasi dari chitosan dan polivinil alkohol sebagai bahan dasar serat tekstil baru diharapkan mampu memenuhi aspek spinability, kuat, anti lapuk, dan anti bau yang baik, sehingga industri tekstil dan tenun rakyat Indonesia menjadi maju.
MODIFIKASI PROSES PEMINTALAN BASAH (WET SPINNING) PEMBUATAN COMPOSITE BIOFIBER TEXTILE DENGAN MENGGUNAKAN BAHAN DASAR CHITOSAN DAN POLIVINIL ALKOHOL (PVA)
Skripsi
sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor
Oleh :
Ikhwan Dimas Permana C34103037
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL PERIKANAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi Modifikasi proses pemintalan basah (wet spinning) pembuatan composite biofiber textile dengan menggunakan bahan dasar chitosan dan polivinil alkohol (PVA) adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau kutipan dari karya yang diterbitkan maupun yang tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Bogor, April 2008
Ikhwan Dimas Permana
KATA PENGANTAR Kecenderungan perkembangan bisnis dunia, telah menjadikan tekstil sebagai pilar industri utama yang dapat menghasilkan devisa negara. Cina adalah contoh negara yang telah menjadikan tekstil sebagai barometer kemajuan negara. Penelitian dan aplikasi bioteknologi seperti penggunaan enzim untuk tekstil, kini semakin marak di negara tersebut. Adanya potensi chitosan sebagai bahan dasar serat tekstil, merupakan terobosan baru industri ini. Hampir pada setiap segmen dari industri tekstil, chitosan dapat diaplikasikan dan memberikan kontribusi yang besar pada industri tekstil tersebut. Akhirnya pengembangan antara nilai seni budaya yang dibalut dengan teknologi chitosan serta kemudahan dan kepraktisan dari penggunaan serat chitosan, diharapkan akan dapat dihasilkan produk tekstil dan industri lainnya yang lebih baik, berkualitas, dan memiliki nilai jual tinggi. Beranjak dari hal tersebut, penulis melakukan kegiatan penelitian dengan mengambil judul; “Modifikasi proses pemintalan basah (wet spinning) pembuatan
composite biofiber textile dengan bahan dasar chitosan dan
polivinil alkohol (PVA)”. Penelitian ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana perikanan di Departemen Teknologi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Penulis menyadari, bahwa selesainya penelitian ini berkat bimbingan dan arahan berbagai pihak. Oleh karenanya dengan segala kerendahan hati, menyampaikan terima kasih kepada: 1. Bapak Bambang Riyanto, S.Pi, M.Si dan Dr.Ir. Ruddy Suwandi, M.S, M.Phil, selaku dosen pembimbing atas segala perhatian dan arahannya, sehingga skripsi ini menjadi terwujud. 2. Ibu Dra. Pipih Suptijah, MBA dan Ibu Dra. Ella Salamah, M.Si selaku dosen penguji atas arahan dan saran dalam perbaikan skripsi. 3. Ayahanda tercinta H. Edi Murpik dan ibunda tersayang Hj. Euis Suhartini, yang telah memberikan do’a dan inspirasi yang tak mungkin dapat terbalas dalam hidupku.
4. Kanda, Ir. Agnes Braga Agustaf, dan Adikku tercinta, Putri Permatasari, yang telah memberikan dukungan, semangat dan do’a yang tak pernah padam. 5. Keluarga besar Malingping dan Gunung Anten. Kakek, Nenek, Bi Ratu, Mang Ence, Om Subhan, Bi Susi, Te Devi, Bi Lilis, Bi Tati, Bi Entang, Bi Etin, Aden, dan Wahyu. Terima kasih atas dukungannya selama ini. 6. Neli Agustin atas cinta, kasih sayang, kenyamanan dan doa yang telah diberikan selama ini. Serta keluarga besar Neli atas kepercayaan dan dukungan yang telah diberikan. 7. Terimakasih kepada Bapak Drs. Gunawan, Bapak Erwin, Bapak Wisnu (Balai Pengujian Mutu Barang Ekspor dan Impor Departemen Perindustrian dan Perdagangan, Jakarta Timur) dan Ibu Prita (Universitas Islam Nasional, Jakarta Selatan) atas perhatiannya yang tulus dan bimbingannya selama penelitian ini. 8. Terima kasih kepada Muhammad Fikri, Indra Gunawan, Aditya Putra Mahardika, Ricci Ronaldo, Mundakir, dan Indra Kurniawan (Chayut) atas persahabatan dan kerjasamanya selama ini. 9. Terima kasih kepada keluarga besar XUMBER MAXMUR STUDIO. Mamah Siti Aminah, atas doa dan perhatiannya. Daeng, Ka Nina, Teh Yanti, Inoy, Dindon, Ratih, Ina, A Didi, A Odoy, A Oet, A Radit dan Cuple. 10. Terima kasih kepada keluarga besar CYNERA BAND. Rio, Yoga dan Johan atas persaudaraan dan kerjasamanya selama ini. 11. Teman-teman THP 40, Bangun, Juhli, Udin, Caca, Pho, Ira, Lianny, Angling, Rama, Topik, Andri, Merry, Wida, Yunita, Anggin, serta semua teman-teman THP 40 dan THP 38, 39,41 dan 42. Bang Mail, Bang Zacky, Bang Ipul, dan Citra. Semoga penelitian dan buah karya Penulis ini dapat menjadi bukti pengabdian sebagai seorang hamba kepada Illahi, Dzat yang Maha Rakhman dan Rakhim, dan dapat bermanfaat bagi sesama. Bogor, April 2008
Ikhwan Dimas Permana
RIWAYAT HIDUP Ikhwan Dimas Permana, dilahirkan di Rangkasbitung pada tanggal 20 Desember 1984 sebagai anak kedua dari tiga bersaudara, putra dari pasangan Bapak H. Edi Murpik dan Ibu Hj. Euis Suhartini. Penulis mengawali pendidikan di SD Negeri 1 Kejaksaan Rangkasbitung pada tahun 1991 sampai dengan 1997. Pada tahun 1997, penulis diterima di SLTP Negeri 4 Rangkasbitung dan menyelesaikan pendidikannya pada tahun 2000. Setelah itu, penulis diterima di SMU Negeri 1 Rangkasbitung
dan lulus pada tahun 2003. Pada tahun yang sama, penulis
diterima menjadi mahasiswa Institut Pertanian Bogor melalui Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) di Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Program Studi Teknologi Hasil Perikanan. Selama masa perkuliahan penulis aktif menjadi asisten praktikum mata kuliah Statistika Dasar dan Mikrobiologi Hasil Perairan. Penulis juga aktif dalam kegiatan kampus, yaitu menjadi anggota Unit Kegiatan Mahasiswa Barracuda Music Club (BMC) periode 2004-2005. Selain itu juga pernah menduduki posisi anggota Himpunan Mahasiswa Teknologi Hasil Perikanan (HIMASILKAN) pada bidang pengembangan sumberdaya masyarakat. Penulis juga aktif dalam kegiatan perlombaan karya tulis ilmiah, diantaranya meraih juara setara perak pada Pekan Ilmiah Mahasiswa Nasional (PIMNAS) ke-XIX di Malang dalam bidang PKM-Pengabdian Masyrakat, meraih juara satu dalam ASTRA STUDENT INNOVATION COMPETITION (ASIC) tingkat nasional dalam rangka HUT ASTRA ke-50, dan Finalis Lomba Penulisan Ilmiah (PKMI) 2007. Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, penulis melakukan penelitian dengan judul ”Modifikasi proses pemintalan basah (wet spinning) pembuatan composite biofiber textile dengan menggunakan bahan dasar chitosan dan polivinil alkohol (PVA)” dibawah bimbingan Bambang Riyanto S.Pi., M.Si dan Dr.Ir. Ruddy Suwandi, M.S, M. Phil.
DAFTAR ISI
Halaman DAFTAR TABEL .....................................................................................
iv
DAFTAR GAMBAR .................................................................................
v
DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................
vii
1.
2.
PENDAHULUAN .............................................................................
1
1.1
Latar Belakang .........................................................................
1
1.2
Tujuan .......................................................................................
4
TINJAUAN PUSTAKA....................................................................
5
2.1
Serat Tekstil...............................................................................
5
2.2
Definisi Serat (fiber)..................................................................
7
2.3
Chitosan ....................................................................................
9
2.3.1 Karakteristik kimia chitosan ........................................... 2.3.2 Chitosan sebagai serat .....................................................
10 12
Polivinil Alkohol (PVA) ...........................................................
14
METODOLOGI................................................................................
15
3.1. Waktu dan Tempat ....................................................................
15
3.2. Bahan dan Alat Penelitian.........................................................
15
3.3. Prosedur Kerja...........................................................................
16
3.3.1 Proses pembuatan larutan koagulan ................................ 3.3.2 Pembuatan larutan pemintal (chitosan acetic dan polivinil alkohol.............................................................. 3.3.3 Proses pemintalan ...........................................................
16 17 18
Prosedur Pengujian ....................................................................
20
2.4 3.
3.4
3.4.1 Uji viskositas larutan pemintal (chitosan-polivinil alkohol) (Abu-Aiad et al. 2005) ..................................... 3.4.2 Uji kuat tarik dan persen perpanjangan putus composite biofiber (SNI 08-0768-1989).......................................... 3.4.3 Pengujian spektrofotometri (Chen et al. 2007). .............. 3.5 4.
20 20 21
Rancangan Percobaan (Steel dan Torrie 1993) .........................
22
HASIL DAN PEMBAHASAN.........................................................
23
4.1 Pengaruh Proses Pemintalan dan Larutan Koagulan Terhadap Karakteristik Composite Biofiber..............................................
23
4.2 Viskositas Larutan Pemintal (Chitosan-Polivinil alkohol).........
26
4.3 Karakterisasi Mekanik dan Kimia Composite Biofiber ..............
28
4.3.1 Kuat tarik (tensile strenght) composite biofiber ............... 4.3.2 Persen perpanjangan putus (elongation at break) composite biofiber............................................................ 4.3.3 Hubungan kuat tarik dan persen perpanjangan putus pada composite biofiber ................................................... 4.3.4 Analisis spektrofotometri-IR composite biofiber .............
28
34 39
KESIMPULAN DAN SARAN .........................................................
42
5.1 Kesimpulan.................................................................................
42
5.2 Saran ..........................................................................................
42
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................
44
LAMPIRAN................................................................................................
47
5.
31
DAFTAR TABEL
Nomor
Teks
Halaman
1.
Perbedaan karakteristik serat alami dan serat sintetik ........................
7
2.
Spesifikasi chitosan menurut Fu Zhou Corona Science and Technology Development Co., Ltd ....................................................
9
3.
Formulasi dalam pembuatan larutan polivinil alkohol .......................
17
4.
Perbandingan konsentrasi antara chitosan dan polivinil alkohol .......
18
5.
Spesifikasi mutu benang karet menurut SNI 06-2231-1991...............
38
6.
Standar nilai dari kuat tarik (tensile strenght), persen perpanjangan putus (elongation), dan nilai modulus untuk pakaian olahraga .......... 39
