Vol. 10,No. 1o2007 ISSN:1.410-7864
gulolofafr
POLIMER INDONESIA InfonesianAofymer! ournaf
u*t
ALAMAT REDAKSI PusatPenelitianFisika - LIPI Jalan Sangkuriang/CisituNo. 21l154DKompteksLIPI Bandung40135 Telepon(022)2503052,2504826,2504833.Fax (022)2503050 E-mail : wwwjurnal.lipi.go.id/situs/mpi
ISSN 1410-7864
MAJALAH POLIMER INDONESIA Indonesian PolymerJournal Vol. 10,No. l, 2007 DEWAN PENASEHAT NASIONAL NATIONAL ADVISORY BOARD prof. Dr. N. M. Surdia,M.Sc., Dr. Roestamsyah, Prof.Dr. Tjia May On, prof. Dr. SuminarS. Achmadi DEWAN PENASEHAT INTERNASIONAL INTERNATIONAL ADVISORY BOARD Prof.Hiroyuki Nishide,WasedaUniversity,Japan Prof. Dr. TakashiNishino,Facurtyof Engineering- Kibe (Jniversity, Japan Prof. JohnForsythe,MonashUniversity,Australia DEWAN PENGARAH STEERING BOARD Dr. Suharto,Dr. M. SugandiRatulangi,Dr. Ir. A.zainarAbidin, Dr. wiwik S. subowo, Dr. SunitHendrana, Dra. NursyamsuBahar,M.Sc.,Dr. Ilah Sailah,Dr. Rochmadi, Ir. Lies A. wisojodharmo,Dr. cynthia L. Radiman,prof. Basuki wirjosentono,ph.D PENANGGUNG JAWAB MANAGING EDITOR KetuaUmumHimpunanpolimerIndonesia(HpI)
KETUA
DEWAN REDAKSI EDITORIAL BOARD
CHAIRMAN Drs.Sudirman,M.Sc. ApU, BATAN
Dr. AsepRiswoko,BppZ Dr. Meri Suhartini,BATAN Dr. EniyaListianiDewt,BppT Dr. Sunit Hendrana,LIpI Drs. Jumina,Ph.D, UGM
WAKIL KETUA Co-CHAIRMAN Dr. AgusHaryono, LIpl
STAF EDITOR EDITORIALSTAFF Dr. JarnuziGunLazuardi.UI Dra. Ismariny,DEA, BppT Dr. Myrtha Kaina, LIpI Dr. Edy Giri Rachmanpttra, BATAN Dr. Sumarno.17S
Dr. Sudaryanto, BATAN Dr. Yani Sudiyani,Z1p1 Drs. WawasS. M.Sc,BppZ Drs. Aloma Karo Karo,M.Sc BA?] N Dr. YoharmusSyamsu,DE?TAN
REDAKTUR PELAKSANA EXECUTIVE EDITORIAL Dra' Sri Pujiastuti,Dra. Rina Ramayanti,Lesy Rochimi, yuarina Riastutiparriwi Penerbit..Himpunanpolimer Indonesia(HpI) Terbitpertamakari : Januari 799g.Frekuensiterbit.. Enam Bulanan Alamat Redaksi/EditorialAddress..pusatpenelitianFisika _LIpI Jl. Sangkuriang/Cisitu No. 2ll154D KompleksLIpI, Bandung40135 Telep on : (022) 2503052,2504826,250i833,F ax : (022) 25b3050. E-mail ; wwwjurnal.lipi.go.id/situs/mpi
I
Vol.10,No. I, 2007 ISSN:1410-7864
Maj alah Polimer Indonesia
sta
KATA PENGANTAR
Pada penerbitankali ini, Majalah Polimer Indonesia(lndonesianPolymer Journa[) Vol. 10,No. 1, 2007,waktu periodeJanuarisampaidenganJuni menyajikan 7 (tujuh) makalah.Dari makalah-makalahtersebut,bahasanSrctesisdan Real<siPolimer menampilkan3 (tiga) makalahsedangkan4(empat)makalahtentangModifil<nsiPolimer. Polimer meliputi 3 (tiga) makalah Makalahdenganbahasan Sintesisdan Real<si sebagaiberikut Studi PembuatanPolyol dari Minyak Kelapa Sawit (CPO) dengan dan OksidatorKMnOo danHrO, FormulasiSintesisSelulosaSianobifeniloksiheksanoat KarakterisasiStruktur dan SintesisPati GarutAsetil danAplikasinya dalam Pembuatan Edible Fitm. IJnfiik4 (empat) makalah denganbahasanModifiknsi Polimer adalah PengamatanDoping SecaraIn Situ padaPoli(Heksil Tiofen) denganMenggunakan Spektrometer W-Ws, AdsorpsiIon LogamCr(III) Dalam Medium Air Menggunakan Kopolimer TempelMetil Metakrilat PadaSeratBatangEcengGondok(SBEG-g-PMMA), PengaruhOligoalginatkadiasiTerhadapPertumbuhanTanaman Bayam yang Ditanam BiokompositPolistirenDaurUlangTermodifikasiSecara SecaraHidroponik,Pembuatan ReaktifDenganBahanPengisiSeratAlam y angDegradable Komentar,kritik dan saranyangmembangunataspenerbitanmajalah ini, baik terhadapsubstansimaupunredaksi,sangatkami hargai.
Editor
u
1 I j
MAJALAH POLIMER INDONESIA
Vol.100No.1,2007 ISSN: 1410-7864 ISSN 1410-7864
InfonesianSofymer Infonesian Sofymer tourndf tourndf
Aaftar Isi I{ataQengantdr
..
ii
Aaftar Isi Pengamatan D oping Secara1n Sita pada Poli(Heksil Tiofen) dengan Men ggunakan Spektrometer W-Vrs YusiS. Syamsiar,WckaP. Lestari, YayahYuliah,RahmatHidayat dan Fitrilawati ......... Studi PembuatanPolyol dari MinyakKelapa Sawit (CPO) denganOksidatorKMnOn dan HrO danAmri Amin .......... SriAprilia, YanaSyamsuddin
i
1
..
6
Formulasi SintesisSelulosaSianobifeniloksiheksanoat dan Karakterisasi Struktur AsepRiswoko,Zulmanelis dan Ferliani
13
SintesisPati Garut Asetil dan Aplikasinya dalam PembuatanEdible Film Zulfiana Dewi, Haryadi dan Djagal W Marseno
20
Adsorpsi Ion Logam Cr(III) Dalam MediumAirMenggunakan KopolimerTempel Metil Metakrilat Pada Serat Batang Eceng Gondok (SB E G-g-PMMA) YusmaniarAdibahdan lJmiAmalia ..........
29
Pengaruh Oligoalginat Iradiasi Terhadap Pertumbuhan Tanaman Bayam yang Ditanam SecaraHidroponik TitaPuspitasaridan Diqn lramani .............
36
PembuatanBiokomposit PolistirenDaur Ulang Termodifikasi SecaraReaktif Dengan Bahan PengisiSeratAlam yangDegradable Neng Sri Suharty dan Maulidan Firdaus
41
Pengamatan Doping Secara In Situpada Poli(Hel<sitTiofen) denganMenggunakanSpeklrometer (JV-Vis(YusiS. Syamsiar)
PENGAMATAN DOPING SECARA IN SITA PADA POLI(HEKSIL TIOFEI\DDENGAN MENGGUNAKAN SPEKTROMETER UV-Vis Yusi S. Syamsiarl,VickaP.Lestarir,YayahYuliahl,Rahmat Hidayat2dan Fitrilawatit IJurusan Fisika, FMIPA - (Jniversitas Padjadjaran Kampus Jatinangor Km 21, Sumedang45363 2JurusanFisika, FMIPA - ITB Jl. GaneshaNo. 10, Bandung 40132
ABSTRAK PENGAMATANDOPINGSECARArN^tlru PADAPOLI(HEKSIL TIOFEN) DENGAN MENGGLJNAKANSPEKTROMETERUV-Vis.Poli(heksil tiofen)merupakan salahsatuturunandari polimerterkonjugasipolitiofenyangmempunyai kelarutanyangbaikdanbanyakditeliti aplikasinya sebagaibahanaktifdivaisfotodiodadantransistororganik.Dalamaplikasitersebutdiperlukantingkat konduksitertentuyangdapatdicapaimelaluiprosesdoping.Padapenelitianini dilakukanpengamatan prosesdopingsecarainsitu denganmenggunakan spektroskopiUV-Vis.Film tipis polimer dibuat denganteir,niksolution castingdari poli(heksittiofen) yang dilarutkandalamtoluen. Spektrum UV'Visdiukurdiukursecarainsituyaitusaatdopingfiknpoli(heksiltiofen)denganFeCl,berlangsung. Untukmengikutiperubahan spektrumakibatpengaruh dopan,pengukuran dilakukansecaraperiodik dalamselangwaktu tertentu.Hasil pengukuran menunjukkan adanyaperubahanbentukspektrum akibatdari dopanyangdiberikan,yaitupergeseran I,*,, perubahan intensitaspadal*"1., timbulnya puncakbarudanpita energipadapanjanggelombang 730nm. Katqkunci: Polimerterkonjugasi, Poli(heksit tiofen),Doping,Spektroskopi lr sllr.r
ABSTRACT IN SITU OBSERVATION oF DOPING oN POLY(HEKSIL TIOPHENE) uv-Vis SPECTROMETER. Poly(heksiltiophene)is one ofpolyiophene conjugatedpolymer derivatehaving good solubility and its applicationis widely studiedas active material for photodiodeand organic transistordevice. In theseapplications,certainconductinglevel is required and could be obtained through doping process.In situ observation of doping processby using UV-Vis Spectrometerwas studied in this research.Polymer thin film was preparedby using solution casting technique from poly(heksiltiophene)which was dissolvedin toluene.The spectrumof UV-Vis was in situ measured when the dopping processof poly(heksiltiophene)filrn usingFeCl, was in progress.To follow the alteration of spectrumas the result of dopant effect, measurementwas carried out periodically within certain time interval. The result showedthe alterationof spectum form due to addeddopant,depicted &s I.u* shifting, alterationin intensity ofl.,*, occurationofnew peak and energyband in 730 nm wave length. Key words: Conjugatedpolymer,Poly(heksiltiophene),Dopping, In situ spectroscopy
PENDAHT]LUAN Polimer terkonjugasi adalah polimer yang memiliki alternasi ikatan rangkap tunggal yang dapatbersifat sebagaiinsulator, semikonduktor,dankonduktor.Keunikantersebut menyebabkanpolimer terkonjugasimenjadi objek penelitianyangsecaraintensif terusberkembang. Sifatkonduksipolimertersebutberkaitandengan
keberadaan sistemelekhon-nyangterdelokalisasi sepanjang rantaipolimer[1,2]. Politiofen adalah salah satu jenis polimer konduktif heterosiklikyangmemiliki sifat optik dan sifat listrik yang menarik serta memiliki kestabilanlingkunganyangbaik [3]. Polimerini memiliki berbagaipotensiaplikasi
Vol.10,No.1,2007,hal: I 5 ISSN:1410-7864 Maj alah P olimer Indonesia
seperti sebagai bahan luminisense, transistor organikdanfotodioda[4]' Namun kelarutanpolitiofen relatif kurang lanjut' baik sehinggasukaruntuk diproseslebih Untuk mendapatkanpolitiofen dengankelarutan yang baik, telah dilakukan modifikasi dengan menambahkangugussampng (side chain)berupa rantai alkil [1], yang dikenal sebagaipoli(alkil tiofen). Poli(heksil tiofen) yang strukturnya salah diperlihatkanpada Gambar 1 merupakan gugus satubentuk dari poli(alkil tiofen) dengan kelarutan sampingheksil (CuH,r)Vangmemplnyai polimer ini banyakditeliti' V*g U"if. [2], sehingga
metode menggunakan konduksinya mekanisme VRH(VariableRangeHopping)[6]' Berkaitan denganpemahamankonduksimuatandalam padamakalahini foU"m"ttonduktif tersebut, dipelajari mekanismekonduksipolimer in stitu piigt"t tit tiofen)melaluipengamatan paaa saat doping denganmenggunakan i UV-Ws l5)' spektroskoP
METODE PERCOBAAN yangdilakukan'qertama Padapercobaan film tipispoli(heks-il berupa sampel disiapkan !ofen)' dibuatdarilarutanpoli(heksil nnt,ipit tersebut teknikspir menggunakan tiofen0,5 yodengan siide coating' atat'soIuiion casti ng padasubstrat ,Q'HI: dan *it"oJtop y*g telatrdibenitrkandarikotoran o/o 0'5 lemak.f aruunpolimerdengankonsentrasi tiofen)yang beratdibuatdari0,0435g poli(heksil P3HT dilarutkandalam10 mL toluen'Film tersebut dikenakanprosesannealingdalam selanjutnya Gambar1. Strukturmolekulpoli(heksiltiofen) oC jam' H pada ovendengansuhu50 selama2 yangdimodifikasidenganmenggantikan ini prosesdopingdilal
,4. -t\s/h
ataubipolaron(dikation) [5]' Kehadiransoliton' polarorl,ataubipolaronpadarantaipolimertenebut HASIL DAN PEMBAHASAN mengubah struktur elektroniknya' Beberapa Larutanpoli(heksiltiofen)di dalamtoluen bahwapolaronterbentuk *elaporkan f"rrjitl* tampakberwarnaorangeterang,namunsetelah dengan rendah yang doping konsentrasi pada 'spin JiUr'rutfilm tipis warnanyaberubahmenjadi %sedangkanp adadopingkonsentrasidopan PadaGambar2 diperlihatkan denganspin0 [4] ' merahkecoktatan. bipolaron terbentuk tinggi yang ' antaraspektrumpoliQefsil fofen) perbandingan Namunfenomenatranspormuatanmasih film ialam bentut larutandan dalambentuk menimbulkan perdebatan'Beberapakelompok sampel maksimumuntuk ,ipit. ptt.ut absorbsi mempercayaimekanismetransporbersesuaian panjang berbentuklarutan beradapada dengan bahan amorf dengan penjelasan 1
Pengamatan Doping Secara In Situpada Poli(Hel<silTiofen) dengan MenggunakanSpektrometerUV-Vis (YusiS. Syamsiar)
gelombang,l^ok :442 nm danuntuk film tipis pada ),^oo,: 504 nm. Pada gambar tersebut tampak adanyapergesaran1^o^ yang dikenal sebagaiefekbetakromik. a Gambar 3 memperlihatkan spektrum I rn polifteksil tiofen) dalamkeadaanpristin,yaitudi dalam sel berisi aquadestsebelumdidoping v, denganFeClr.Spektum tersebutmemiliki puncak { o.s absorbsi(X^*) padapanjanggelombangsekitar 504 nm danshoulder padapanjanggelombang 600 nm. Spektum tersebutmemiliki karakteristik yangsesuaidenganspekfum filrn poli(heksiltiofen) yangdiukur di udarasepertipadaGambar2. al
SO4
'6 c
0.8
I
t
'a 0.6
600
700
800
PanjangGelombang(nm)
--5' -....10 _._. 15,
1.0 442
500
r.o
-__-__45, --* 65' 95,
L
o a o
o
{ o.s
E
8 o.+
.t
PanjangGelombang (nm)
0.0 L?nn
(nm) PanjangGelornbang Gumbsr 2. Perbandinganspektrum absorbsi poli(heksil tiofen) dalam bentuk laruran Q",^442wn) danfilrn tipis ( A,*:504nnt). 2.O
,IR
0
c 1.0 "8 L
a -o
{
o.s 0.0
500
600
700
800
900
PanjangGelombang 1nm) Gambar3. Spektrum absorbsi film poli(heksil tiofen) padasubsffatkacamikroskop di dalamsel berisi aquadest.
Hasil pengukuranmenunjukkan adanya perubahanspektrum poli(heksil tiofen) akibat adanyadopan sepertiterlihat pada Gambar4 . Berdasarkanspekfum di atas,dapatdilihat bahwa semakin lama proses doping maka panjanggelombangmaksimumsemakinkecil,
Gambar 4. Spektrum absorbsi filrn poli(heksil tiofen) yang didoping dengan FeCl, sebagai fungsiwaktu(a) 0,1 M Feclr, (b) 0,5 M Feclr.
sehinggaenergigap semakinbesar.Energigap lebihbesaruntuklarurandopandengankonsentasi yang lebih tinggi. Pada gambar dapat dilihat terjadi pergeseranspektrum ke arah kiri yaitu daerahpanjang gelombang sekitar 420 run. Semakin lama waktu doping maka muncul spektrumbarupadadaerahpanjanggelombang 7 15 nm. Hasil pengukuranmenwrjukk an adanya perubahanspektrum poli(heksil tiofen) akibat adanyadopan seperti terlihat pada Gambar 4. Dari spektrum absorbsi UV-Zls tersebut dapatditentukannilai panjang gelombangband edgeyang dapatdigunakanuntuk menghitung besamyaenergigap, sepertiterlihatpadaTabel1. Pada Gambar 4 dapat dilihat terjadi pergeseranspektrum ke arah kiri yaitu daerah panjanggelombangsekitar420nm. Dansemakin lamawaktu doping makamuncul spektrumbaru padadaerahpanjanggelombang715 nm. Dari spektrum baru ini, dapat memperkirakanluas speklrumnyadan menganggapluas spektrum
l'ol. 10, \'o. l, 2007,hal : I - 5 ISSN:1410-7864
Mai alah Pol i mer I ndonesia
85
Thbel1. Energigap frlm tipis poli(heksiltiofen) yang FeCL(0,1M FeCl,dan0,5M FeCl,) didopingdengan
\Yaktrr
80
'
75 7A
!'cClr 0,5 ilt
l.{Clr 0.I :\'l i hantl cdge
I
ala
I'ig (c\:) \1':rktu
I brnil edgc
BO
I,lgie\r)
{nm)
lnm)
50 4S
o
0
trf -\
1
fi-i j
t.1r9i I
0
646
Lq I 9505
l.89ll91tl
5
639
1.94{}532
3
J5
30
6itl
t.9{i574
1.90?692 l 5
619
1.910512
6.19
1 . 9 1 0 6 3 2 ?0
638
r.9,1.3574
(rJll
l.9 r35n
Al)
1.93r.16,f
t02
(r48
I.9l -i58
638
r.9,li5?4
152
(r,lll
I,9t 358
(il9
1,9,10.i"12
il
{r5I
1.9t4?(r2
tl
fi50
5l e')
li)
;15
90
40
lr
I I a
tersebutadalahbanyaknyacacat(iumlah cacat). Sehinggakita dapatmengetahuibatasmaksimum cacatyangdapatdiberikanpadafilrn poli@eksil tiofen). B erdasarkanhasil perhitutrgil, didapat luas sebagaifungsi waktu yang diperlihatkan pada Tabel2.
10 0
2c.
40
60
80
100
1N
1'lO
160
t/tlaktu (menit)
luasspektrum Gumbar5. Grafikperbandingan yang didoping poli(heksil tiofen) tipis barufilm M FeClr). 0,5 (0,1 dan M FeCl, FeCl, dengan denganlamanyaproses doping yaitu semakin lama waktu doping maka semakin besar luas spektrumnya.Dan untuk larutan dopan dengan konsentrasiyang lebih tinggi, luas spekfumnya lebihbesar.
tiofen) KESIMPULAN barufilmtipispoli(heksil 2.Luasspektrum Thbet yang didoping denganFeCl, (0,1 M FeCl, dan 0,5 M) fcClr 0.5 1l{
Irrt:l:0.1 \t lVnktu
L.uas
1\':thtu
{}
| 7 . ?I t 0 5
0
l,uas
2?,3102,1 ?2.535?2
1
2r.91054
ll
3l,40931
l0
76,1:6:6
2l
32.501i9
t)
I ??.4305
52
3?.r | 924
l0
77.89665
sl
39.3i059
45
77.e)22V
tCIz
|? 40,333
65
78.17775
t52
4l,3 7{}9
90
8r.6136i
Dari hasil percobaanyang dilakukan tampak bahwa pengaruh doping merupakan fungsi waktu. Selain itu, konsentrasidopan mempengaruhikarakteristikspektrumabsorbansi poli(heksiltiofen), berikut besarenergi gapnya. Semakintinggi konsentrasidopan makaenergi gapnya semakin besar pula. Hal tersebut bersesuaiandengansifat listrik poliQreksiltiofen) yaitu berperilakusepertibahansemikonduktor. UCAPANTERIMAKASIH
Penelitian yang dibiayai oleh Research Grant Proyek TPSDP Tahun Anggaran2006 Datapada TabeI2diplot dandidapatgrafik berdasarkansuratperjanjianNo. 055/SPMUperbandinganluas spektrum baru film tipis I-INPAD/RG2006.TerimakasihkepadaProf.R.E. poli(reksil tiofen) yangdidoping denganlarutan Siregar,Prof. M.O. liia, dan Dr Herman atas dopan 0,1 M FeCl, dan larutan dopan 0,5 M diskusiyangdilakukan. FeCl,sepertiyangterlihatpadaGambar5. FeCl, berdasarkan grafik dan tabel DAFTARPUSTAKA perhitungandi atas,dapatdilihat bahwa semakin lama prosesdoping maka panjanggelombang tll. sHI JIN, SHUXIN CONG, GIXUE, Adv. Matter,(2002) maksimum semakinkecil, sehingga energigap gap lebihbesarunttrklarutan [2]. KAERIYAMA K., Handbook of Organic semakinbesar.EnergS Conductive Molecules andP olymers,2,Ed dopan dengankonsentasiyanglebihtinggi. Selain H S NALWA, ChichesterWileY,(1977) itu semakin lama waktu doping maka muncul spektrumbaru dimanaluas spektrumsebanding 4
Pengamatan Doping Secara In Situpada Poli(Hel<silTiofen)denganMenggunakan SpektrometerUV-Vis (YusiS. Syansiar)
t3l. KEIBOOMSR, MENONR andLEE K., Handbookof AdvancedElectronicand PhotonicMaterialsand Devices,8, New (2001) YorkAcademik, t4l.JANUSZ KOWALIK. LAREN M. TOLBERT,SUJATHANARAYAN,A.S ABHIRAMAN,Mauomolecules, (200I) t5l.MCCULLOGH,R. D., Departmentof ChemisbyCamegie MellonUniversity, USA. t6l. PANDEYTAKASHIMA,NAGAMAISU, KANETO,IEICE TransElectron,(2000) t7J ERIKJOHANSSON,SVENLARSSON, SyntheticMetals144,183[8] BUSSAC, M. N. ZUPPIROLI,L,(1994).Phys.Rev. 8.,49 (9)(2004)s876 t8l.MOTT N F and DAVIS E A, Elektronic Processesin NoncrystallineMaterials, 2 Eds.,OxfordUniversityPress,London,
(re7e)
