SINTESIS NANOPARTIKEL SERAT RAMI DENGAN METODE ULTRASONIKASI
DONI KURNIAWAN
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
ABSTRAK DONI KURNIAWAN. Sintesis Nanopartikel Serat Rami dengan Metode Ultrasonikasi. Dibimbing oleh SITI NIKMATIN dan AKHIRUDDIN MADDU. Nanomaterial adalah suatu materi yang memiliki sifat khas dan banyak diminati karena memiliki ukuran yang sangat kecil (10-9 m), sehingga luas permukaannya sangat tinggi. Telah dilakukan sintesis nanopartikel serat rami dengan metode ultrasonikasi, yaitu pembuatan nanopartikel serat rami dengan gelombang ultrasonik untuk aplikasi sebagai filler komposit dengan tujuan meningkatkan sifat fisiknya. Serat rami diultrasonikasi dengan variasi waktu dan dua variasi surfaktan tween 80 3% 10 sampel dan 0% 3 sampel. Semua sampel diuji dengan PSA (Particle size analyzer) untuk mengetahui ukurannya. Serat rami terkecil berukuran 229.04 nanometer didapat dari sonikasi 105 menit dan tween 80 3%. Ukuran serat rami dengan konsentrasi tween 80 3% lebih kecil dari konsentrasi tween 80 0%. Analisis kerapatan menunjukkan tren penurunan kerapatan seiring dengan penurunan ukuran partikel. Serat rami dengan ukuran 229.04 nanometer memiliki kerapatan 1.1727 g cm-3 lebih kecil dibandingkan serat rami ukuran 7500 nanometer dengan kerapatan 1.7083 g cm-3. Hasil XRD (X-ray diffraction), serat rami ukuran terkecil memperlihatkan serat rami masih berupa selulosa, dicirikan dengan fase kristal milik selulosa yang berada pada sudut difraksi 22.76 derajat dengan derajat kristalinitas 21.3727%. Hasil penelitian menunjukkan hipotesis telah dicapai meskipun ukuran serat rami terkecil yaitu 229.04 nm masih lebih besar dari 100 nm. Kata kunci : serat rami, ultrasonikasi, nanopartikel.
SINTESIS NANOPARTIKEL SERAT RAMI DENGAN METODE ULTRASONIKASI
DONI KURNIAWAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Departemen Fisika
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2013
JudulSkripsi Nama NIM
: Sintesis Nanopartikel Serat Rami dengan Metode Ultrasonikasi : Doni Kurniawan : G74080057
Disetujui,
Pembimbing I
Dr Siti Nikmatin M. Si NIP.19750819200012200
Pembimbing II
Dr Akhiruddin Maddu M. Si NIP. 196609071998021000
Diketahui, Ketua Departemen Fisika
Dr Akhiruddin Maddu M. Si NIP. 196609071998021000
Tanggal Lulus :
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan begitu banyak nikmat yang tak terhitung sehingga penulis bisa menyelesaikan skripsi yang berjudul Sintetis Nanopartikel Serat Rami dengan Metode Ultrasonikasi. Penelitian dilakukan sebagian besar bertempat di Laboratorium Departemen Fisika dan beberapa pengujian dilaksanakan di Litbang Kehutanan Bogor dan Laboraturium Departemen Kimia, dimulai bulan Januari 2011 dan berakhir pada bulan November 2012. Ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya juga penulis haturkan kepada : 1. Ibu, Bapak, Nenek dan seluruh keluarga atas doa, bimbingan, nasihat dan kasih sayangnya. 2. Ibu Siti Nikmatin selaku pembimbing I untuk bimbingan, motivasi, saran, kritik dan waktu luang yang telah diberikan untuk berdiskusi. 3. Bapak Akhiruddin Maddu selaku pembimbing II untuk bimbingan, motivasi, saran, kritik dan waktu luang yang telah diberikan untuk berdiskusi. 4. Bapak Faozan Ahmad selaku penguji atas bimbingan, kritik dan saran bagi penelitian saya. 5. Bapak Hanedi Darmasetiawan selaku editor atas saran dan kritiknya. 6. DIKTI yang telah memberikan hibah dana penelitian melalui program PKM. 7. Hemas Integrani untuk doa, motivasi, dukungan dan perhatiannya. 8. Ahmad Khakim, Zainal Muttaqin, Muhamar Kadapi, Rizki Adistya atas bantuan dan inspirasinya. 9. Muhammad Afif Faiz yang telah sering berdiskusi bersama penulis. 10. Ridwan Siskandar untuk bimbingan dan motivasinya. 11. Teman-teman Fisika 45 untuk kebersamaannya mengarungi kehidupan di Departemen Fisika (masa-masa yang takkan terlupakan). 12. Teman-teman OMDA Kuningan atas bantuan dan motivasinya. 13. Teman-teman Fisika 43, 44, 46, 47, 48 atas kebersamaannya. 14. Semua pihak yang telah membantu dan tidak bisa saya sebutkan satu persatu, terima kasih banyak atas dukungannya. Penulis juga menerima saran dan kritik apabila terdapat kekurangan untuk kemajuan penelitian ini. Semoga dengan itu, penulis bisa lebih baik lagi dan semoga Allah SWT senantiasa melimpahkan rahmat dan karunia-Nya untuk kita semua. Amiiiiiin. Bogor, 7 Februari 2013
Penulis
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir pada tanggal 9 April 1990 di Kabupaten Kuningan Jawa Barat sebagai anak pertama dari pasangan Madhari dan N. Eliah. Penulis mengenyam dunia pendidikan berawal dari Taman Kanak-kanak Gapura Desa Bojong, SDN 1 Bojong, SMPN 1 Cilimus dan dilanjutkan ke SMAN 1 Cilimus. Penulis menghabiskan waktu hingga SMA di Desa Bojong. Pada tahun 2008 penulis menyelesaikan pendidikan menengah atas dan diterima di IPB melalui jalur Undangan seleksi Masuk IPB (USMI). Pada tingkat kedua mulai memasuki Departemen Fisika FMIPA IPB. Selama menempuh pendidikan IPB, penulis sempat aktif di organisasi HIMPRO HIMAFI, kepanitiaan Pesta Sains divisi konsumsi (2009), dan selama satu semester menjadi Asisten Praktikum Fisika Dasar TPB dan pernah menjadi pengajar privat pada beberapa lembaga bimbingan belajar di Kota Bogor.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ vii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ viii PENDAHULUAN .................................................................................................. 1 Latar Belakang .................................................................................................... 1 Tujuan Penelitian ................................................................................................ 1 Perumusan Masalah ............................................................................................ 1 Hipotesis.............................................................................................................. 2 TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................... 2 Rami (Boehmeria nivea (L.) Gaud) .................................................................... 2 Surfaktan ............................................................................................................. 4 Nanoteknologi ..................................................................................................... 4 Ultrasonikasi ....................................................................................................... 5 PSA (Particle size analyzer) ............................................................................... 6 Kerapatan ............................................................................................................ 7 XRD (X-ray diffraction)...................................................................................... 7 METODE PENELITIAN ........................................................................................ 8 Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................................. 8 Bahan dan Alat .................................................................................................... 8 Prosedur Penelitian.............................................................................................. 8 a. Persiapan sampel .......................................................................................... 8 b. Sintesis dan karakterisasi nanopartikel serat rami ....................................... 8 Diagram Alir Penelitian ...................................................................................... 9 HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................... 9 Persiapan dan Sintesis Sampel ............................................................................ 9 Hasil Analisis PSA ............................................................................................ 10 Hasil Analisis Piknometer ................................................................................. 11 Hasil Analisis XRD ........................................................................................... 11 KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. 13 Kesimpulan ....................................................................................................... 13 Saran .................................................................................................................. 13 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 13 LAMPIRAN .......................................................................................................... 16
vi
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1 Komposisi kimia serat alam ...................................................................... 3 Tabel 2 Sifat mekanik serat alam ........................................................................... 3 Tabel 3 Spesifikasi surfaktan tween 80 .................................................................. 4 Tabel 4 Variasi waktu ultrasonikasi dan penambahan surfaktan ........................... 9
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1 Tanaman rami....................................................................................... 2 Gambar 2 Serat rami. ............................................................................................ 2 Gambar 3 Penampang melintang kulit rami ......................................................... 2 Gambar 4 Penampang batang rami. ...................................................................... 2 Gambar 5 Molekul surfaktan membentuk misel ................................................... 4 Gambar 6 Proses rapatan dan regangan osilasi kavitasi ....................................... 6 Gambar 7 Piknomerter .......................................................................................... 7 Gambar 8 Penampang melintang tabung sinar-X ................................................. 8 Gambar 9 Difraksi sinar-X. ................................................................................... 8 Gambar 10 Energi sonikasi. .................................................................................. 10 Gambar 11 Hubungan waktu sonikasi dan ukuran serat rami............................... 10 Gambar 12 Hubungan waktu sonikasi dan kerapatan serat rami. ......................... 11 Gambar 13 Hubungan intensitas (cps) dengan sudut difraksi (2θ) pada selulosa bagas tebu ........................................................................................... 12 Gambar 14 Hubungan intensitas (cps) dan sudut difraksi (2θ) pada selulosa corn stover. ................................................................................................. 12 Gambar 15 Hubungan intensitas (cps) dengan sudut difraksi (2θ) pada selulosa whiskers .............................................................................................. 12 Gambar 16 Hubungan intensitas (cps) dengan sudut difraksi (2θ) pada selulosa kulit rotan ........................................................................................... 12 Gambar 17 Pola XRD serat rami ukuran 229.04 nm. ........................................... 13
vii
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1 Alat dan bahan yang digunakan untuk sintesis nanopartikel serat rami. ................................................................................................. 17 Lampiran 2 Tahap pembuatan nanopartikel serat rami. ...................................... 18 Lampiran 3 Hasil PSA serat rami sampel 1. ....................................................... 19 Lampiran 4 Hasil PSA serat rami sampel 2. ....................................................... 20 Lampiran 5 Hasil PSA serat rami sampel 3. ....................................................... 21 Lampiran 6 Hasil PSA serat rami sampel 4. ....................................................... 22 Lampiran 7 Hasil PSA serat rami sampel 5. ....................................................... 23 Lampiran 8 Hasil PSA serat rami sampel 6. ....................................................... 24 Lampiran 9 Hasil PSA serat rami sampel 7. ....................................................... 25 Lampiran 10 Hasil PSA serat rami sampel 8. ....................................................... 26 Lampiran 11 Hasil PSA serat rami sampel 9. ....................................................... 27 Lampiran 12 Hasil PSA serat rami sampel 10. ..................................................... 28 Lampiran 13 Hasil PSA serat rami sampel 11. ..................................................... 29 Lampiran 14 Hasil PSA serat rami sampel 12. ..................................................... 30 Lampiran 15 Hasil PSA serat rami sampel 13. ..................................................... 31 Lampiran 16 Hasil pengujian kerapatan. .............................................................. 32 Lampiran 17 Data base JCPDS selulosa. ............................................................. 33 Lampiran 18 Derajat kristalinitas serat rami ukuran 229,04 nm. .......................... 33
viii
PENDAHULUAN Latar Belakang Bionanokomposit adalah suatu material gabungan dua bahan yang memiliki struktur berbeda dimana salah satu atau kedua bahan tersebut berasal dari bahan alami dan salah satunya memiliki ukuran berskala nanometer (10-9 meter). Teknologi ini berguna untuk meningkatkan sifat individu bahan dalam hal kekuatan, struktur dan stabilitas sehingga diharapkan material yang baru akan memiliki kualitas yang jauh lebih baik dari material penyusunnya. Akhir-akhir ini, tren penelitian komposit banyak menggunakan serat alam dalam teknologi pembuatan material komposit sebagai pengganti serat sintetis. Kelebihan dari serat alam antara lain ketersediaan bahan baku yang sangat melimpah, dapat didaur ulang, dapat diperbaharui, terbiodegradasi di lingkungan, dan memiliki sifat mekanik yang baik. Kelebihan lainnya dalam hal ekonomi, harga serat alam lebih murah sehingga menurunkan biaya bahan baku pembuatan komposit. Salah satu tanaman yang menghasilkan serat alam adalah rami (Boehmeria nivea (L.) Gaud). Sejak dahulu, serat dari tanaman rami telah digunakan dalam industri pakaian sebagai alternatif pengganti serat kapas. Serat rami juga mulai dikembangkan oleh para peneliti untuk membuat rompi anti peluru dan bahkan bahan tabung gas karena kekuatan seratnya yang baik. Dengan komposisi selulosa yang tinggi yaitu 80% sampai 85%, rami sangat potensial menggantikan serat sintetis sebagai filler pada komposit. Potensi pemanfaatan tanaman rami di Indonesia sangat menjanjikan karena didukung oleh bahan baku yang melimpah dan lahan yang luas tersebar di berbagai daerah. Produksi serat rami dimulai dari proses penanaman, perawatan, pemanenan dan pengolahan. Panen pertama dilakukan saat tanaman berumur 90 hari walaupun belum dapat diambil seratnya karena batangnya masih muda. Meskipun demikian, panen selanjutnya bisa dilakukan tiap 60 hari sekali. Suatu interval waktu yang relatif singkat bila dibandingkan tanaman serat yang lain. Pada tahun 2003 Pemerintah melalui Kementrian Usaha Kecil dan Menengah berusaha mengembangkan tanaman rami di berbagai daerah baik di pulau Jawa maupun pulau Sumatera antara lain Lampung 80 ha, Sumatera Selatan 100 ha, Bengkulu 20 ha, Sumatera Utara 20 ha dan Wonosobo 20
ha. Selain itu, rami juga mulai berkembang di daerah Garut dan daerah lainnya di Indonesia. Saat ini penelitian biokomposit serat sudah banyak dilakukan terutama serat rami sebagai bahan baku pengisi polimer oleh beberapa peneliti diantaranya Soemardia dkk (2009) dengan judul “Karakteristik mekanik komposit serat rami-epoksi sebagai bahan soket prostetis” dengan hasil penelitian karakteristik mekanik komposit lamina serat rami epoksi longitudinal pada fraksi volume serat 40% yaitu tegangan tarik 232 MPa dan modulus elastisitas 9.7 GPa, sedangkan pada fraksi volume serat 50% tegangan tarik 260 MPa dan modulus elastisitas 11.23 GPa. Suwanda dan Rahman (2010) dalam penelitian berjudul “Pengaruh alkali terhadap kekuatan bending komposit serat rami dengan matriks polyester” menghasilkan kesimpulan lama perlakuan alkali akan menurunkan tegangan bending. Tegangan bending tertinggi terjadi pada komposit tanpa perlakuan alkali sebesar 70.39 Mpa. Perlakuan alkali menaikkan sedikit modulus bending (modulus elastisitas bending tertinggi terjadi pada komposit dengan perlakuan alkali 6 jam, yaitu sebesar 4.13 Gpa) dan menurunkan regangan bendingnya. Regangan bending tertinggi terjadi pada komposit tanpa perlakuan alkali sebesar 1.85%. Penelitian Wambua dkk (2003) yang menyelidiki sifat mekanis dari komposit polipropilena yang diperkuat oleh serat rami, sisal dan jute dibandingkan dengan propilena dengan berpenguat serat glass menyimpulkan bahwa beberapa serat selulosa pada komposit polimer ternyata mempunyai sifat mekanik yang lebih baik dari serat glass. Penelitian ini dimaksudkan untuk mengembangkan potensi serat rami dalam bentuk nanopartikel dari serat rami dengan metode ultrasonikasi yang diharapkan dengan karakteristik nanopartikel serat rami yang dihasilkan, bisa diaplikasikan sebagai filler untuk pembuatan komposit dan dapat meningkatkan karakteristik komposit tersebut dibandingkan dengan ukuran bulk. Tujuan Penelitian 1. Sintesis nanopartikel serat rami dengan metode ultrasonikasi disertai penambahan surfaktan tween 80. 2. Analisis karakteristik serat rami hasil ultrasonikasi meliputi ukuran, kerapatan dan kristalografi. Perumusan Masalah Apakah metode ultrasonikasi dapat memperkecil ukuran partikel serat rami tanpa merusak karakteristik selulosanya?
Hipotesis Dengan metode ultrasonikasi disertai penggunaan surfaktan dapat menimbulkan proses kavitasi sehingga ukuran serat rami menjadi lebih kecil (dalam ukuran nanometer) namun tidak merusak karakteristik selulosa serat rami. TINJAUAN PUSTAKA Rami (Boehmeria nivea (L.) Gaud) Tanaman rami (Gambar 1) adalah tanaman semusim berumpun yang mudah tumbuh di kawasan tropis, tahan terhadap hama dan dapat mendukung pelestarian alam dan lingkungan. Adapun klasifikasi tanaman rami adalah : - Divisi : Magnoliophyta - Kelas : Magnoliopsida - Ordo : Urticales - Famili : Urticaceae - Genus : Boehmeria - Spesies : Nivea L.Gaud Serat rami (Gambar 2) terdapat dalam sel kulit yang terletak di antara kulit luar yang biasa disebut epidermis dan batang. Serat rami secara alami terikat menjadi satu oleh perekat yang disebut gom (gum). Pada Gambar 3a, terlihat penampang melintang kulit rami yang belum didekortikasi, bundelan serat rami terletak diantara parenkim dan xilem dan masih terikat oleh gum. Gambar 3b menunjukkan penampang melintang serat rami yang telah didekortikasi. Dekortikasi adalah pemisahan antara kulit rami dengan batangnya untuk mendapatkan serat. Sebagian kulit telah hilang namun serat masih terikat dalam satu bundelan6. Batang rami (Gambar 4) berbentuk silinder dengan diameter 12 sampai 20 mm. Tinggi batang berkisar 1 sampai 2 m, dan ada pula yang lebih dari 2 m. Batang tidak bercabang, tetapi apabila pucuk tanaman mati atau patah dapat tumbuh cabang yang keluar dari ketiak daun dan hal ini sebaiknya dihindari.
Gambar 1 Tanaman rami1.
Gambar 2 Serat rami.
a)
b)
Gambar 3 Penampang melintang kulit rami, sebelum proses dekortikasi2 (a) dan setelah dekortikasi (b).
a)
b)
Gambar 4 Penampang batang rami, membujur (a) dan melintang3 (b). Serat yang merupakan hasil utama tanaman rami seperti pada Gambar 2, terletak pada kulit batang adalah serat primer yang terbentuk pada kulit kayu. Serat rami panjangnya bervariasi dari 2.5 sampai 50 cm dengan rata-rata 12.5 sampai 15 cm, sedangkan diameter rata-rata 30 sampai 50 µm. Dalam hal tertentu serat rami mempunyai keunggulan dibanding serat-serat yang lain seperti kekuatan tarik dan kandungan selulosa (Tabel 1 dan Tabel 2), daya serap terhadap air, tahan terhadap kelembaban dan bakteri, tahan terhadap panas, lebih ringan dibanding serat sentetis dan ramah lingkungan4. Serat tanaman rami seperti kebanyakan serat alam lainnya tersusun atas selulosa, hemiselulosa dan lignin.
3
Diameter Panjang Kekuatan tarik Modulus elastisitas Massa jenis Regangan maksimum Spesifik kekuatan tarik Spesifik kekakuan
%
Tabel 1 Sifat mekanik serat alam6 Katun Flax Yute Kenaf 11-33 200 200 10-60 10-40 1-5 2-6 330345393930 585 1035 773 4.527.626.5 53.0 12.6 45.0 1.51.431.441.5 1.54 1.52 1.50 7.0-8.0 2.7-3.2 1.5-1.8 1.6
Km
39.2
73.8
52.5
63.2
73.4
71.4
43.2
Km
0.85
3.21
1.80
3.60
2.98
4.18
1.07
Satuan Mm Mm Mpa Gpa g/cm3
Tabel 2 Komposisi kimia serat alam5 Nama Sel* Hs** Lignin Ket Abaka 6-8 6-8 5-10 Pisang Coir 43 1 45 Sabut kelapa Kapas 90 6 Rambut biji Flax 70-72 14 4-5 Yute 61-63 13 3-13 Mesta 60 15 10 Palmirah 40-50 15 42-45 Nanas 80 12 Daun Rami 80-85 3-4 0.5-1 Kulit batang Sisal 60-67 10-15 8-12 Daun Straw 40 28 18 Ket : * (selulosa), **(hemiselulosa). Rumus molekul selulosa adalah (C6H10O5)n dimana n angka yang dapat mencapai ribuan. Selulosa dibangun oleh rangkaian glikosa yang tersambung melalui -β1.4. Selulosa bukan hanya tidak larut dalam air tetapi juga pada pelarut lainnya. Penyebabnya adalah kekuatan rantai dan tingginya gaya antar rantai akibat ikatan hidrogen antara gugus hidroksil pada rantai yang saling berdekatan. Faktor ini dipandang menjadi penyebab kekristalan yang tinggi dari serat selulosa. Jika ikatan hidrogen berkurang, gaya antar-aksi berkurang. Berdasarkan derajat polimerisasi (DP) dan kelarutan dalam senyawa natrium hidroksida (NaOH) 17.5%, selulosa dapat dibedakan atas tiga jenis yaitu : - Selulosa α (Alpha cellulose) adalah selulosa berantai panjang, tidak larut dalam larutan NaOH 17.5% atau larutan basa kuat dengan DP 600 sampai 1500. Selulosa α dipakai sebagai penduga dan
E-glass 5-25 1800
Rami 40-80 60-260 4001050 61.5
Sisal 50-200 1-5 511-635
1.5-1.6
1.16-1.5
2.5-3.0
3.6-3.8
2.0-2.5
69.073.0 2.5
9.4-15.8
atau penentu tingkat kemurnian selulosa. - Selulosa β (Betha cellulose) adalah selulosa berantai pendek, larut dalam larutan NaOH 17.5% atau basa kuat dengan DP 15 sampai 90, dapat mengendap bila dinetralkan. - Selulosa γ (Gamma cellulose) sama dengan selulosa β, tetapi DP-nya kurang dari 157. Hemiselulosa merupakan polimer semihablur, terdiri dari gula pentosa dan heksosa. Hemiselulosa bersifat heteropolisakarida sedangkan selulosa bersifat homopolisakarida. Hemiselulosa berhubungan erat dengan selulosa dan sebagai satu komponen struktur dalam tumbuh-tumbuhan. Selulosa dan hemiselulosa mempunyai fungsi yang sama sebagai penyokong dinding sel. Kebanyakan hemiselulosa mempunyai derajat polimer sekitar 200 saja, dapat dilarutkan dalam alkali dan mudah dihidrolisis oleh asam7. Lignin adalah molekul kompleks yang tersusun dari unit phenylphropane yang terikat di dalam struktur tiga dimensi. Karena kandungan karbon yang relatif tinggi dibandingkan dengan selulosa dan hemiselulosa, lignin memiliki kandungan energi yang tinggi. Lignin merupakan jaringan polimer amorfus tiga dimensi yang dibentuk dari unit-unit fenilpropana serta mempunyai derajat polimer yang tinggi. Lignin berfungsi sebagai bahan yang memberi dukungan terhadap kekuatan mekanik tumbuhan. Lignin bersama-sama holoselulosa (gabungan antara selulosa dan hemiselulosa) berfungsi membentuk jaringan tanaman, terutama memperkuat sel-sel kayu. Polimer lignin memiliki sifat keterlarutan yang rendah7.
4
Surfaktan Surfaktan adalah zat-zat yang molekul dan ionnya diabsorpsi pada antar muka yang akan mengurangi tegangan permukaan atau tegangan antar muka suatu bahan. Gambar 5 adalah ilustrasi dari bagian kepala dan ekor pada surfaktan. Bagian kepala bersifat hidrofilik (suka air) merupakan bagian yang sangat polar, sedangkan bagian ekor bersifat hidrofobik (benci air/suka minyak) merupakan bagian non-polar. Bagian kepala dapat berupa anion, kation atau non-ion sedangkan bagian ekor dapat berupa rantai linier atau cabang hidrokarbon. Berdasarkan gugus hidrofiliknya, molekul surfaktan dibedakan menjadi empat kelompok8 antara lain surfaktan anionik yaitu surfaktan yang bagian alkilnya terikat pada suatu anion. Surfaktan kationik yaitu surfaktan yang bagian alkilnya terikat pada suatu kation. Surfaktan non-ionik yaitu surfaktan yang bagian alkilnya tidak bermuatan. Surfaktan amfoter yaitu surfaktan yang bagian alkilnya mempunyai muatan positif dan negatif9. Penggunaan surfaktan terbagi atas tiga golongan, yaitu sebagai bahan pembasah (wetting agent), bahan pengemulsi (emulsifying agent) dan bahan pelarut (solubilizing agent). Penggunaan surfaktan bertujuan untuk meningkatkan kestabilan emulsi dengan cara menurunkan tegangan antarmuka, antara fase minyak dan fase air. Surfaktan dipergunakan baik berbentuk emulsi minyak dalam air maupun berbentuk emulsi air dalam minyak10. Polisorbat 80 (tween 80) memiliki sinonim seperti: Crillet 4, Crillet 50, Montanox 80, Polyoxyethyene 20 oleate, (Z)-sorbitan mono9-octadecenoate, dengan rumus formula C64H124O26. Tween 80 adalah cairan seperti minyak, jernih, berwarna kuning muda sampai coklat muda, bau khas lemah, rasa pahit dan hangat. Kelarutannya sangat mudah larut dalam air, larutan tidak berbau dan praktis tidak berwarna, larut dalam etanol dan etil asetat tapi tidak larut dalam minyak mineral.
Tween 80 digunakan sebagai agen pengemulsi (1-15% konsentrasi), agen pelarut (1-10% konsentrasi), agen wetting, dispersi/suspensi (0.1-3% konsentrasi) dan sebagai surfaktan non-ionik11. Spesifikasi tween 80 yang lebih lengkap tertera dalam Tabel 3. Nanoteknologi Nanomaterial adalah suatu materi yang memiliki sifat yang khas dan banyak diminati karena memiliki ukuran sangat kecil (10-9 m), sehingga luas permukaannya sangat tinggi. Di samping itu, dengan ukuran yang sangat halus, sifat-sifat khas unsur tersebut akan muncul dan dapat direkayasa misalnya sifat kemagnetan, optik, kelistrikan, termal, dan lain-lain. Pemanfaatannya pun telah merambah di berbagai bidang kehidupan manusia seperti kesehatan, elektronik, otomotif, industri peralatan rumah tangga, energi, dan lain-lain12. Nanoteknologi adalah teknologi untuk menciptakan, merekayasa dan mengubah material ataupun struktur fungsional ke dalam ukuran nanometer. Perbedaan nanopartikel dengan material sejenis yang lebih besar adalah ukurannya yang kecil sehingga memiliki perbandingan luas permukaan dan volume yang lebih besar. Ini membuat nanopartikel bersifat lebih reaktif. Reaktivitas material ditentukan oleh atom-atom di permukaan, karena hanya atom-atom tersebut yang bersentuhan langsung dengan material lain. Selain itu, hukum fisika yang berlaku didominasi hukum fisika kuantum13 14 . Sifat dan karakteristik yang meliputi sifat fisis, kimiawi maupun biologi dari partikel berukuran nano tidak sama dengan sifat dan karakteristik partikel dalam ukuran normal. Fenomena kuantum sebagai akibat keterbatasan ruang gerak elektron dan pembawa muatan lainnya dalam partikel akan Tabel 3 Spesifikasi surfaktan tween 80
No 1
3
Parameter Rumus molekuler Massa molar Warna
4
Kerapatan
5 6
Titik leleh Kelarutan
7
Viskositas
2
a)
b)
Gambar 5 Molekul surfaktan membentuk
misel (a) Gugus hidrofilik dan hidrofobik surfaktan dan (b) Misel atau agregat surfaktan.
Ciri C64H124O26 1310 g mol-1 Cairan kental berwarna amber 1.06-1.09 g mL-1, cairan minyak Tidak ada data Sangat larut dalam air, larut dalam etanol 300-500 centriskotes (pada suhu 250C)
5
berimbas pada perubahan warna yang dipancarkan, transparansi, kekuatan mekanik, konduktivitas listrik dan magnetisasi. Perubahan rasio jumlah atom yang menempati permukaan terhadap jumlah total atom berimbas pada perubahan titik didih, titik beku, dan reaktivitas kimia13 14. Sifat dan karakteristik dari suatu material bergantung pada ukuran, bentuk, kemurnian permukaan, maupun topologi material. Perbedaan struktur/susunan atom dapat mengubah sifat molekul yang dihasilkannya. Jika atom-atom yang sama disusun ulang membentuk stuktur yang berbeda, molekul atau materi akan membentuk sifat yang berbeda pula. Penyusunan ulang atom-atom dalam nanoteknologi mencapai tahap penyusunan ulang struktur atom individual, jadi bukan lagi tumpukan atom, sehingga ketepatannya semakin baik dan biaya produksi semakin murah. Satu aspek lain yang menarik dari nanoteknologi adalah self replication atau kemampuan untuk menduplikasi diri secara otomatis. Konsep ini memiliki kesamaan dengan kemampuan reproduksi mahluk hidup. Sel-sel dalam tubuh kita memiliki kemampuan memperbanyak diri sehingga sel yang rusak dan mati selalu digantikan dengan sel baru yang sehat15. Secara umum ada dua metode yang dapat digunakan dalam sintesis nanopartikel, yaitu secara top-down dan bottom-up. Top-down adalah sintesis partikel berukuran nano secara langsung dengan memperkecil material yang besar dengan cara penggerusan, misalnya dengan alat pen disk milling. Bottom-up adalah menyusun atom-atom atau molekul-molekul hingga membentuk partikel berukuran nanometer, menggunakan teknik sol-gel, presipitasi kimia dan aglomerasi fase gas16. Bionanokomposit merupakan material lanjut (advance material) yang salah satu atau semua komponennya terbuat dari bahan hayati21. Makna dari material komposit sendiri adalah kombinasi antara dua material atau lebih yang secara makroskopis berbeda bentuk, komposisi kimia dan tidak saling melarutkan dimana material yang satu berperan sebagai penguat dan yang lainnya sebagai pengikat, sehingga akan terbentuk material baru yang lebih baik dari material penyusunnya. Komponen komposit yang berfungsi sebagai pengikat atau disebut matriks biasanya berupa polimer, logam atau keramik dan komponen komposit yang berfungsi sebagai penguat (filler) biasanya berupa serat, baik serat alam yang berasal dari tumbuhan ataupun serat
sintetis (buatan). Penggunaan partikel nano pada filler untuk komposit dapat meningkatkan karakteristik dan kekuatan komposit itu sendiri. Namun dalam batas tertentu, kekuatan komposit justru berkurang. Ultrasonikasi Ultrasonikasi adalah teknik penggunaan gelombang ultrasonik terutama gelombang akustik dengan frekuensi lebih besar dari 20 kHz. Gelombang ultrasonik adalah rambat energi dan momentum mekanik sehingga membutuhkan medium untuk merambat sebagai interaksi dengan molekul17. Perambatan gelombang ultrasonik yang dihasilkan oleh peralatan ultrasonik dalam medium gas, cair, dan tubuh manusia disebabkan oleh getaran bolak-balik partikel melewati titik kesetimbangan searah dengan arah rambat gelombangnya18. Karakteristik gelombang ultrasonik yang melalui medium mengakibatkan getaran partikel dengan medium amplitudo sejajar dengan arah rambat secara longitudinal sehingga menyebabkan partikel medium membentuk rapatan (strain) dan regangan (stress). Proses kontinu yang menyebabkan terjadinya rapatan dan regangan di dalam medium disebabkan oleh getaran partikel secara periodik selama gelombang ultrasonik melaluinya19. Aplikasi gelombang ultrasonik yang terpenting adalah pemanfaatannya dalam menimbulkan efek kavitasi akustik. Efek ini akan digunakan dalam pembuatan bahan berukuran nano dengan metode emulsifikasi20. Ketika gelombang ultrasonik menjalar pada fluida, terjadi siklus rapatan dan regangan. Hal ini disebabkan oleh karakteristik gelombang ultrasonik yang melaui medium mengakibatkan getaran partikel secara periodik dengan medium amplitudo sejajar dengan arah rambat secara longitudinal sehingga menyebabkan partikel medium membentuk rapatan dan regangan. Tekanan negatif yang terjadi ketika regangan menyebabkan molekul dalam fluida tertarik dan terbentuk kehampaan, kemudian membentuk gelembung yang akan menyerap energi dari gelombang suara sehingga dapat memuai21. Gelembung berosilasi dalam siklus rapatan dan regangan seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 6. Selama osilasi, sejumlah energi berdifusi masuk atau keluar gelembung.
6
dengan penambahan sebagai penstabil.
Gambar 6 Proses rapatan dan regangan osilasi kavitasi21. Energi yang masuk terjadi ketika regangan dan keluar ketika rapatan dimana energi yang keluar lebih kecil daripada energi yang masuk, sehingga gelembung memuai sedikit demi sedikit selama regangan kemudian menyusut selama rapatan. Ukuran kritis gelembung ini disebut ukuran resonan yang tergantung pada fluida dan frekuensi suara. Dalam kondisi ini, gelembung tidak dapat lagi menyerap energi secara efisien. Tanpa energi input, gelembung tidak dapat mempertahankan dirinya, fluida di sekitarnya akan menekannya dan gelembung akan mengalami ledakan hebat yang menghasilkan tekanan sangat besar hingga dianalogikan dengan tekanan di dasar lautan dan suhu yang sangat tinggi dianalogikan dengan suhu pada permukaan matahari. Ledakan gelembung tersebut menaikkan temperatur lokal hingga 5000 K dan tekanan 1000 atm. Kondisi ekstrim tersebut menyebabkan terjadinya pemutusan ikatan kimia. Gelembung inilah yang disebut sebagai gelembung kavitasi21. Fenomena kavitasi ini terjadi pada satu titik dalam fluida. Tekanan dalam kavitasi diubah menjadi panas dengan sangat cepat, sedangkan fluida di sekitar kavitasi memiliki suhu yang jauh lebih rendah. Ketika panas dilepaskan saat kavitasi pecah, fluida di sekitarnya dengan sangat cepat mendingin dalam waktu kurang dari mikrosekon. Pemanasan dan pendinginan dalam waktu yang singkat ini memiliki kecepatan perubahan suhu 109 0C s-1. Aliran turbulen dan gelombang kejut akibat kavitasi menyebabkan terjadinya tumbukan antar partikel dan pemanasan lokal pada titik tumbukan22. Bentuk dan ukuran gelembung akan mempengaruhi bentuk dan ukuran nanopartikel yang terbentuk. Gelombang kejut dapat memisahkan penggumpalan partikel (agglomeration) dan terjadi dispersi sempurna
pengemulsi/surfaktan
PSA (Particle size analyzer) Terdapat pula pengujian dengan metode LAS (Laser diffaction) yang akhir-akhir ini sering digunakan karena dinilai lebih akurat dari metode analisa gambar dan metode ayakan terutama untuk partikel berukuran nano23. Contoh alat yang menggunakan metode LAS adalah PSA (Particle size analyzer). Alat ini menggunakan prinsip DLS (Dynamic light scattering). Metode LAS bisa dibagi dalam dua metode: - Metode basah, menggunakan media pendispersi untuk mendispersikan material uji. - Metode kering, memanfaatkan udara atau aliran udara untuk melarutkan partikel dan membawanya ke sensing zone. Metode ini baik digunakan untuk ukuran yang kasar, dimana hubungan antar partikel lemah dan kemungkinan untuk beraglomerasi kecil23. Gerak Brown adalah gerakan partikelpartikel koloid yang senantiasa bergerak lurus tapi tidak menentu (gerak acak/tidak beraturan). Jika kita amati koloid di bawah mikroskop ultra, maka kita akan melihat bahwa partikel-partikel tersebut akan bergerak membentuk zig-zag. Pergerakan zig-zag ini dinamakan gerak Brown24. Gerakan tersebut dapat bersifat acak seperti pada zat cair dan gas, atau hanya bervibrasi di tempat seperti pada zat padat. Untuk koloid dengan medium pendispersi zat cair atau gas, pergerakan partikel-partikel akan menghasilkan tumbukan dengan partikelpartikel koloid itu sendiri. Tumbukan tersebut berlangsung dari segala arah. Oleh karena ukuran partikel cukup kecil, maka tumbukan yang terjadi cenderung tidak seimbang. Sehingga terdapat suatu resultan tumbukan yang menyebabkan perubahan arah gerak partikel sehingga terjadi gerak zig-zag atau gerak Brown. Semakin kecil ukuran partikel koloid, semakin cepat gerak Brown terjadi. Demikian pula, semakin besar ukuran partikel koloid, semakin lambat gerak Brown yang terjadi. Hal ini menjelaskan mengapa gerak Brown sulit diamati dalam larutan dan tidak ditemukan dalam zat padat (suspensi). Gerak Brown juga dipengaruhi oleh suhu. Semakin tinggi suhu sistem koloid, maka semakin besar energi kinetik yang dimiliki partikel-partikel medium pendispersinya. Akibatnya, gerak Brown dari partikel-partikel fase terdispersinya semakin cepat. Demikian pula
7
sebaliknya, semakin rendah suhu sistem koloid, maka gerak Brown semakin lambat24. Kerapatan Kerapatan sering didefinisikan dengan perbandingan massa dengan volume dari bahan sampel. Pada material berbentuk serbuk seperti tepung, pasir, kapur, semen, dan sebagainya kurang akurat jika kerapatannya ditentukan dengan menimbang massa dan mengukur volume yang dibentuknya secara langsung. Karena kemungkinan ada celah-celah di antara butiran-butirannya yang ditempati udara. Pengukuran akan lebih akurat jika menggunakan piknometer. Piknometer (Gambar 7) adalah suatu alat yang dibuat dari kaca, bentuknya menyerupai botol parfum atau sejenisnya. Piknometer digunakan untuk mengukur massa jenis atau kerapatan fluida. Piknometer memiliki tiga bagian yaitu tutup piknometer untuk mempertahankan suhu di dalam piknometer, lubang dan gelas atau tabung ukur untuk mengukur volume cairan yang dimasukkan dalam piknometer. Besar kerapatannya ditentukan dengan rumus : (1) Keterangan : - m1 = massa piknometer kosong beserta tutupnya. - m2 = massa piknometer penuh akuades beserta tutupnya. - m3 = massa piknometer berisi pasir beserta tutupnya. - m4 = massa piknometer berisi pasir dan dipenuhi dengan akuades beserta tutupnya. XRD (X-ray diffraction) Sinar X ditemukan pertama kali oleh Wilhelm Conrad Rontgen pada tahun 1895. Aplikasi Sinar X yang paling umum digunakan dalam dunia kedokteran untuk pemeriksaan organ dalam tanpa merusak. Sinar X juga dapat digunakan untuk menghasilkan pola-pola difraksi tertentu yang bisa dipakai untuk menganalisis material baik secara kualitatif atau kuantitatif. Hal ini sangat berguna bagi berbagai macam bidang penelitian yang menyangkut analisis material dan alat yang biasa digunakan dalam aplikasi ini adalah XRD.
Gambar 7 Piknomerter25. Prinsip kerja XRD terdiri dari empat proses yaitu produksi, difraksi, deteksi dan interpretasi. Komponen yang terdapat dalam alat XRD antara lain tabung sinar-X, monokromator, detektor, dan lain-lain. Pada tahap produksi, elektron yang dihasilkan ketika filamen (katoda) dipanaskan akan dipercepat akibat adanya perbedaan tegangan antara filamen (katoda) dan logam target (anoda) sehingga terjadi tumbukan dengan logam target. Tumbukan antara elektron yang dipercepat dengan logam target akan menghasilkan radiasi sinar-X yang akan keluar dari tabung sinar-X dan akan berinteraksi dengan struktur ktistal dari material yang akan diuji. Pada Gambar 8 diperlihatkan tabung sinar-X yang memproduksi radiasi sinar-X13. Pada tahap difraksi, radiasi sinar-X yang telah dihasilkan pada tabung sinar-X akan berinteraksi dengan struktur kristal dari material yang akan diuji. Material yang dianalisis harus berada pada fase padat karena kondisi atom-atomnya berada pada susunan yang sangat teratur sehingga membentuk bidang-bidang kristal. Ketika suatu berkas sinar–X diarahkan pada bidang terutama kristal, maka akan timbul pola-pola difraksi saat sinar-X melewati celah-celah kecil diantara bidang-bidang kristal (kisi antar atom) tersebut. Gambar 9 menunjukkan proses difraksi yang terjadi pada bidang kristal. Pola-pola difraksi tersebut sebenarnya menyerupai pola gelap-terang. Pola gelap terbentuk ketika terjadi interferensi destruktif, sedangkan pola terang terbentuk ketika terjadi interferensi konstruktif dari pantulan gelombang sinar-X yang saling bertemu32. Interferensi konstruktif mengikuti hukum Bragg sebagai berikut :
8
METODE PENELITIAN
Gambar 8 Penampang melintang tabung sinar-
X13.
Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan bulan Januari November 2012 di beberapa tempat dan Laboratorium. Untuk proses milling dilaksanakan di PAU IPB, proses shaker dan ultrasonikasi dilaksanakan di Laboratorium Biofisika Material Departemen Fisika FMIPA IPB, pengujian PSA dilaksanakan di Laboratorium Analisis Bahan Departemen Fisika FMIPA IPB, pengukuran kerapatan dilaksanakan di Laboratorium Kimia Analitik Departemen kimia FMIPA IPB dan untuk pengujian XRD dilaksanakan di LITBANG Kehutanan Bogor. Bahan dan Alat Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serat rami, akuades dan tween 80. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah neraca analitik, gelas kimia, electromagnetic stirrer, electromagnetic shaker, hotplate, pipet volumetrik, sudip dan termokopel.
Gambar 9 Difraksi sinar-X26.
θ
(2)
Keterangan : - n = bilangan bulat yang disebut orde pembiasan (1,2,3...) - λ = panjang gelombang (Angstroms) - d = jarak antar bidang kristal (Angstroms) - θ = sudut difraksi Pada proses deteksi, interferensi konstruktif radiasi sinar-X hasil difraksi struktur kristal material yang diuji selanjutnya akan dideteksi oleh detektor. Agar detektor dapat mendeteksi interferensi konstruktif radiasi sinar-X hasil difraksi struktur kristal material yang diuji dengan tepat, posisinya harus berada pada tepat pada arah sudut pantul radiasi sinar-X tersebut13. Pada proses interpretasi, interferensi konstruktif sinar-X yang telah dideteksi oleh detektor selanjutnya akan diperkuat gelombangnya dengan menggunakan amplifier. Interferensi konstruktif radiasi sinarX terbaca secara spektroskopi sebagai puncakpuncak grafik yang ditampilkan oleh sebuah software komputer. Dengan menganalisis puncak-puncaknya, dapat diketahui struktur kristal suatu material13.
Prosedur Penelitian a. Persiapan sampel Penelitian ini diawali dengan menggiling serat rami yang telah didekortikasi dengan mesin pen disk milling. Ukuran yang dihasilkan dalam proses milling sekitar 40 mesh. Serat rami diayak (shaker) dengan electromagnetic shaker menghasilkan variasi ukuran dari yang paling besar hingga yang paling kecil berurut dari ayakan paling atas. Ukuran yang paling kecil (75 μm) digunakan ultrasonikasi untuk menghasilkan nanopartikel serat rami. b. Sintesis dan karakterisasi nanopartikel serat rami Serat rami yang telah diayak dengan ukuran 75 µm ditimbang sebanyak 5 g tiap sampel dan dibuat 13 sampel. Serat rami 5 g dicampur dengan akuades 40 ml ke dalam gelas ukur berukuran 100 ml dan dipanaskan 100 0C selama 2 jam dengan hotplate disertai penggunaan electromagnetic stirrer 400 rpm. Serat rami diultrasonikasi dengan 10 variasi waktu dengan waktu awal 15 menit dan seterusnya kelipatan 15 menit disertai penambahan surfaktan tween 80 3%. Tiga sampel lainnya diultrasonikasi tanpa penambahan surfaktan dengan variasi waktu mengikuti 3 ukuran terbaik hasil variasi waktu disertai penambahan surfaktan. Variasi waktu sonikasi yang digunakan digambarkan pada Tabel 4.
9
Tabel 4 Variasi waktu ultrasonikasi dan penambahan surfaktan Variasi surfaktan Waktu sonikasi (menit) Surfaktan 3% 0 15 30 45 60 75 90 105 120 Surfaktan 0% - 75 105 -
Karakteristik PSA dilakukan untuk mengetahui sebaran ukuran dari serat rami yang telah diultrasonikasi. Pengujian kerapatan dilakukan dengan alat piknometer dilakukan untuk mengukur kerapatan dari sampel serat rami yang telah diultrasonikasi. Karakterisasi kristalografi dan struktur kristal serat rami dilakukan untuk mengetahui apakah sampel serat rami yang telah diultrasonikasi masih berupa selulosa, mengetahui kristalinitas dan bentuk kristalnya. Diagram Alir Penelitian Mulai
Alat dan bahan penelitian Tidak
Siap? Ya
Penggilingan menggunakan mesin pen disk milling Shaker menggunakan electromagnetic shaker
Pemanasan disertai pengadukan menggunakan electromagnetic stirrer (5 g serat rami, 40 ml akuades, 1000 C)
Ultrasonikasi disertai penggunaan surfaktan
Ultrasonikasi tanpa penggunaan surfaktan
Pemanasan Karakterisasi ukuran partikel dengan PSA Karakterisasi densitas dengan piknometer Karakterisasi kristalografi dengan XRD
Analisis
Penyusunan
Selesai
150 150
HASIL DAN PEMBAHASAN Persiapan dan Sintesis Sampel Serat alam, salah satunya rami menjadi komponen penting dalam komposit sebagai filler pengganti serat sintetis karena selain ramah lingkungan dan ketersediaan di alam melimpah, potensi lain serat alam juga akan terangkat sehingga nilai ekonominya bisa semakin tinggi. Untuk lebih meningkatkan kekuatannya, dilakukan modifikasi ukuran serat rami mendekati ukuran nanometer. Ukuran partikel filler yang kecil akan meningkatkan kekuatan polimer dibanding ukuran partikel yang besar. Ukuran partikel mempunyai hubungan langsung dengan permukaan per gram pengisi. Oleh sebab itu, ukuran partikel filler yang kecil akan memperluas permukaan (filler) sehingga interaksi filler dan matriks polimer meningkat. Interaksi tersebut mampu mereduksi mobilitas polimer sehingga meningkatkan kekuatan mekanik dari komposit. Semakin kecil ukuran partikel, semakin tinggi interaksi antara filler dan matriks27. Metode yang dipilih untuk memperkecil ukuran serat pada penelitian ini adalah metode ultrasonikasi. Untuk mencapai ukuran nanometer dengan ultrasonikasi, serat rami harus mencapai ukuran kurang lebih 75 µm agar ketika diultrasonikasi, partikel rami jadi lebih mudah terpecah dan ukuran yang didapatkan bisa lebih kecil. Untuk sampai pada ukuran tersebut, serat rami menjalani serangkaian proses. Serat rami yang didatangkan langsung dari kabupaten Garut dalam bentuk serat yang telah didekortikasi, digiling menggunakan mesin milling dengan ukuran 60 mesh. Hal ini bertujuan untuk memperkecil dan menyeragamkan ukuran serat. Menurut Gour (2010), pengurangan ukuran partikel melalui penggilingan dijelaskan melalui tiga mekanisme kunci yaitu: - Gesekan antar dua permukaan karena tekanan yang dihasilkan melampaui kekuatan inheren partikel sehingga mengakibatkan patahan (frakturasi). - Gaya gesek yang dihasilkan mengakibatkan pecahnya partikel menjadi beberapa bagian.
10
-
Hasil Analisis PSA Serat rami yang telah dihomogenisasi dan berbentuk cair diultrasonikasi dengan penambahan surfaktan tween 80 dengan konsentrasi 3% dan 0% dihitung dari volume larutan setelah dipanaskan dan distirring. Hal ini dimaksudkan untuk melihat efektifitas dari penggunaan surfaktan untuk mencegah partikel serat rami bergabung kembali menjadi partikel yang lebih besar dalam proses sonikasi serat. Metode ultrasonikasi dapat menimbulkan efek kavitasi untuk memperkecil ukuran serat rami. Semakin lama waktu sonikasi, ukuran serat rami makin mengecil hingga mencapai waktu optimum sonikasi dimana ikatan antar molekul serat rami yang telah diultrasonikasi melebihi waktu optimumnya, akan berada pada batas elastisitasnya. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 11. Untuk serat rami dengan penambahan surfaktan, pada Gambar 11 dengan garis berwarna biru, dari waktu sonikasi 15 menit hingga 150 menit, ukuran serat rami relatif mengalami penurunan dari 7500 nm ke 467.26 nm.
(a)
(b)
(c)
(d)
Gambar 10 Energi sonikasi. 8000 7000 ukuran partikel (nm)
Deagregasi terkait kolisi (tabrakan) antar agregat pada laju diferensial yang tinggi. Karena ukuran serat masih sangat besar, serat rami diayak kembali dengan electromagnetic shaker dan ukuran yang terkecil (75 µm), dipilih untuk dilakukan proses selanjutnya. Serat rami yang telah melewati proses penggilingan (milling) dan pengayakan (shaker), dicampurkan bersama akuades dengan komposisi 5 g serat dan 40 ml akuades untuk kemudian dipanaskan 100 0C selama dua jam disertai proses stirring 400 rpm. Tujuan dari proses ini adalah homogenisasi serat rami dan akuades untuk mempermudah proses kavitasi pada saat proses ultrasonikasi. Metode ultrasonikasi dipilih karena metode ini memiliki kelebihan dimana energi yang bersumber dari gelombang mekanik berfrekuensi 20 kHz sangat besar sehingga mampu memecah partikel rami menjadi orde nanometer sedangkan energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan gelombang ultrasonik relatif rendah jika dibandingkan dengan metode sintesis nanopartikel melalui proses pemanasan atau reaksi kimia (Gambar 10). Disamping itu, dengan metode ultrasonikasi, waktu yang dibutuhkan untuk memperkecil ukuran partikel serat relatif lebih singkat dibanding metode lainnya seperti HEM (High energy milling).
6000 5000 4000 3000 2000
467,26
1000 0 0
50
294,68 229,04 467,79 100
150
200
waktu sonikasi (menit) surfaktan
non-surfaktan
Gambar 11 Hubungan waktu sonikasi dan
ukuran serat rami. Hanya pada sonikasi 120 menit, ukuran serat rami kembali mengalami kenaikan. Ukuran serat rami yang terkecil didapat dari waktu sonikasi 105 menit yaitu sebesar 229.04 nm. Menurut Pinjari dan Panjit (2010), besarnya energi sebanding dengan banyaknya intensitas gelembung yang pecah saat kavitasi. Maka dari itu semakin lama material selulosa mengalami sonikasi, semakin besar destruksi yang ditimbulkan akibat besarnya energi yang dilepaskan. Itulah mengapa serat rami menjadi lebih kecil ukurannya seiring dengan pertambahan waktu sonikasi. Untuk serat rami tanpa disertai penambahan surfaktan, hanya menggunakan tiga sampel dengan variasi waktu ultrasonikasi diambil dari tiga waktu sonikasi yang menghasilkan ukuran serat terkecil disertai penambahan surfaktan. Hal ini sekaligus melihat fungsi surfaktan mempertahankan ukuran serat rami untuk tidak bergabung kembali menjadi lebih besar. Hasil ultrasonikasinya dapat dilihat pada Gambar 11 ditandai dengan titik merah. Ukuran terkecil berada pada waktu sonikasi 75 menit yaitu 294.68 nm sedangkan ukuran
11
Hasil Analisis Piknometer Uji kerapatan dilakukan untuk mengukur kerapatan serat rami. Benda yang memiliki kerapatan lebih rendah akan menempati volume yang lebih besar dengan jumlah massa tertentu. Konsekuensinya, komposit yang dihasilkan akan menjadi lebih ringan namun memiliki kekuatan yang lebih baik karena dengan massa yang lebih kecil, bisa menempati volume yang sama besar dengan massa yang lebih besar dengan kerapatan yang lebih tinggi. Hal ini tentunya lebih menguntungkan dari segi ekonomi dimana bahan yang dibutuhkan jadi lebih sedikit. Untuk mengukur kerapatan dari suatu zat dalam bentuk serbuk, diperlukan alat khusus
yaitu piknometer. Dengan menimbang beberapa parameter seperti massa piknometer kosong berserta tutup, massa piknometer diisi penuh akuades beserta tutup, massa piknometer berisi sampel beserta tutup dan masa piknometer diisi sampel dan akuades beserta tutup kemudian dihitung menggunakan persamaan 1 pada sub-bab kerapatan, maka diperoleh kerapatan dengan ketepatan yang baik. Hasil kerapatan yang diperoleh (Gambar 12) menunjukan kecenderungan penurunan kerapatan seiring dengan penurunan ukuran serat rami. Serat rami dengan ukuran terbesar (75 µm) tanpa sonikasi memiliki kerapatan terbesar yaitu 1.7083 g cm-3. Hasil tersebut berada di atas kerapatan serat rami hasil penelusuran literatur sebesar 1.5 g cm-3. Semakin kecil ukuran serat rami, semakin kecil pula kerapatannya. Hal ini terlihat dari kerapatan milik serat rami dengan ukuran terkecil 229.04 nm yaitu 1.1727 g cm-3 menjadi kerapatan yang terkecil dibandingkan kerapatan milik serat rami dengan ukuran yang lebih besar. Perbedaan cukup besar terlihat antara serat rami disertai surfaktan dan serat rami non-surfaktan. Kerapatan milik serat rami non-surfaktan juga mengalami penurunan kerapatan seiring dengan penurunan ukuran partikel. Serat rami dengan ukuran 294.68 nm memiliki kerapatan yang paling kecil yaitu 1.2455 g cm-3. Serat rami dengan ukuran terbesar yaitu 608.89 nm memiliki kerapatan terbesar yaitu 1.3341 g cm-3. Hasil Analisis XRD Serat rami hasil ultrasonikasi dengan ukuran terkecil yaitu 229.04 nm diuji kembali menggunakan XRD. Analisis XRD digunakan untuk mengetahui adanya kandungan
Kerapatan (g/cm3)
terbesar berada pada waktu sonikasi 150 menit yaitu 608.89 nm. Ada peningkatan ukuran seiring dengan waktu sonikasi. Ketika dibandingkan dengan serat rami disertai surfaktan, pada waktu sonikasi 75 menit serat rami non-surfaktan mengalami pengecilan ukuran dari 467.26 nm menjadi 294.68 nm. Waktu sonikasi 105 menit mengalami kenaikan ukuran dari 229.04 nm menjadi 510.52 nm. Begitu pula pada waktu sonikasi 150 menit, terjadi kenaikan ukuran dari 467.79 nm menjadi 608.89 nm. Hal ini disebabkan oleh penggunaan surfaktan pada proses ultrasonikasi. Karena ukuran partikel koloid biasanya akan terus bertambah selama masih ada sisa atom prekursor di dalam larutan tersebut, maka perlu dilakukan deaktivasi permukaan koloid yang telah dibuat salah satunya menggunakan surfaktan. Molekul surfaktan akan menempel pada permukaan koloid yang dibuat dan melindungi permukaan tersebut dari penambahan atom prekursor meskipun masih ada atom prekursor yang belum terisi. Hal inilah yang menyebabkan serat rami dengan penambahan surfaktan lebih kecil dari serat rami non-surfaktan14. Penggumpalan menjadi faktor yang sangat penting dalam proses pengukuran menggunakan metode PSA. Pada pengukuran PSA, diameter serbuk partikel diukur dalam media cair yang terdispersi dalam dispersan. Kondisi dispersi ini sangatlah mempengaruhi pembacaan PSA. Selain itu, proses pengeringan yang kurang sempurna menjadikan serat rami tidak terdispersi sempurna pada dispersan akuades sehingga terjadi penggumpalan15. Penggumpalan menyebabkan ukuran partikel menjadi tidak konsisten dan bisa berakibat partikel terbaca lebih besar pada pengujian PSA.
1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0
1,2455 1,1727
0
50
100
150
waktu sonikasi (menit) surfaktan
non-surfaktan
Gambar 12 Hubungan waktu sonikasi dan
kerapatan serat rami.
200
12
selulosa pada sampel. Hasil XRD dapat digunakan untuk mendeteksi secara kualitatif senyawa yang terkandung dalam suatu material. Setiap senyawa pasti memiliki sudut difraksi 2θ yang berbeda. Data yang diperoleh dari analisis XRD berupa grafik hubungan antara sudut difraksi sinar-X pada sampel dengan intensitas sinar yang didifraksikan oleh sampel dimana sumbu x adalah 2θ dan sumbu y adalah intensitas. Berdasarkan hasil XRD selulosa dari penelitian Orchidea Rachmaniah et al. (2009), yang mengambil sampel selulosa bagas tebu (Gambar 13), adanya selulosa ditandai dengan puncak tertinggi pada sudut 2θ = 22.4 derajat yang berfase kristal sedangkan puncak pertama pada sudut 2θ = 18.7 derajat yang berfase amorf yang dimiliki oleh senyawa lain selain selulosa (hemiselulosa dan lignin)28. Pada penelitian Li Lui et al. (2009), dengan hasil citra XRD selulosa corn stover pada Gambar 14, menyebutkan bahwa selulosa bersifat kristal sedangkan hemiselulosa dan lignin bersifat amorf. Kandungan zat amorf pada sampel dapat mempengaruhi besar kecilnya kristalinitas. Hemiselulosa dan lignin yang telah dihilangkan, dapat meningkatkan kristalinitas dari sampel tersebut30. Penelitian Qian Li (2009) memberikan gambaran tentang selulosa whiskers dan CMC, BC, dimana ketiganya memiliki struktur kristal pada sudut difraksi 22 derajat dan hkl 002 (Gambar 15) 29. Siti Nikmatin (2012) dalam penelitiannya menyimpulkan bahwa serat kulit rotan berfasa β-selulosa (Gambar 16)15. Selulosa whiskers sendiri memiliki fasa yang sama dengan serat kulit rotan (β-selulosa). Kesamaan puncak grafik, hkl serta struktur kristal monoklinik serat kulit rotan dan serat rami, memberi kesimpulan bahwa serat rami memiliki fase
yang sama dengan serat kulit rotan (βselulosa). Fase α-selulosa sendiri berstruktur triklinik. Dari grafik difraksi sinar-X dengan panjang gelombang 15.4060 nm (Gambar 17), dapat dilihat terbentuknya dua puncak pada sudut 2θ antara 10 derajat hingga 80 derajat. Satu puncak yang paling tinggi menandakan fase kristal yang dimiliki oleh selulosa pada sudut difraksi 22.76 derajat. Sedangkan puncak pertama di sudut difraksi 15.06 derajat adalah amorf milik hemiselulosa dan lignin.
Gambar 14 Hubungan intensitas (cps) dan
sudut difraksi (2θ) pada selulosa corn stover30.
Gambar 15 Hubungan intensitas (cps) dengan
sudut difraksi (2θ) pada selulosa whiskers29.
Gambar 13 Hubungan intensitas (cps) dengan
sudut difraksi (2θ) pada selulosa bagas tebu28.
Gambar 16 Hubungan intensitas (cps) dengan
sudut difraksi (2θ) pada selulosa kulit rotan15.
13
350
22.76;(0 0 2) kristal
300
intensitas (cps)
250 200 150 100 50 10
20
30
40
50
60
70
80
2θ (deg)
Gambar 17 Pola XRD serat rami ukuran 229.04
nm. Hal tersebut tidak jauh berbeda dengan hasil XRD dari selulosa bagas tebu pada penelitian Orchidea Rachmaniah et al. (2009). Selain itu, dari hasil pencocokan dengan data JCPDS puncak-puncak yang muncul pada pola difraksi serat rami ukuran 229.04 nm yaitu pada 2θ = 22.76 derajat menunjukan adanya fase kristal milik selulosa. Dari perbandingan tersebut, dapat diklaim bahwa hasil XRD serat rami yang telah dilakukan membuktikan adanya selulosa (Lampiran 17). Nilai derajat kristalinitas yang diperoleh untuk sampel serat rami adalah 21.37% (Lampiran 18). Derajat kristalinitas merupakan tingkat keteraturan struktur suatu material. Sifat kristalinitas yang tinggi menyebabkan tegangan yang tinggi dan kaku. Derajat kristalinitas yang rendah disebabkan karena sampel masih berupa lignoselulosa dimana masih terkandung lignin dan hemiselulosa yang berfase amorf selain selulosa. Kandungan lignin dan selulosa berpengaruh pada derajat kristalinitas dari serat rami. Seperti diketahui pada penelitian Li Lui et al. (2009), jika kandungan zat amorf dihilangkan dari sampel akan meningkatkan derajat kristalinitasnya. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Ultrasonikasi adalah salah satu metode yang terbukti bisa memperkecil ukuran partikel serat rami ke dalam orde nanometer. Hasil PSA menunjukkan ukuran terkecil serat rami didapat pada waktu ultrasonikasi 105 menit dengan penambahan surfaktan tween 80 dengan konsentrasi 3% yaitu 229.04 nm. Hasil analisis kerapatan menunjukkan penurunan kerapatan serat rami seiring dengan
penurunan ukuran partikel. Serat rami dengan ukuran terkecil 229.04 nm memiliki kerapatan terkecil yaitu 1.1727 g cm-3. Jauh menurun dibanding kerapatan serat rami sebelum diultrasonikasi yaitu 1.7083 g cm-3. Hasil XRD memperlihatkan bahwa serat rami yang telah mengalami pengecilan ukuran dengan proses ultrasonikasi merupakan selulosa berfase β-selulosa. Hal ini dicirikan oleh fase kristal milik selulosa pada puncak grafik dengan sudut difraksi 22.76 derajatdan fase amorf milik hemiselulosa dan lignin pada puncak grafik dengan sudut difraksi 15.06 derajat dengan derajat kristalinitas 21.3727%. Saran Diperlukan penggunaan suhu di atas 100 0C pada hotplate dan pengadukan yang intensif saat pengeringan serat rami agar penggumpalan (aglomerasi) pada serat rami dapat diminimalkan. Pengujian ukuran serat rami dengan PSA dapat diganti dengan TEM guna memperoleh hasil yang lebih akurat karena tidak dipengaruhi penggumpalan. DAFTAR PUSTAKA 1 Sudjindro. Pemuliaan tanaman rami (Boehmeria nivea [L.] Gaud). J Balittas 2005; 8. 2 Jarman CG, Canning AJ, Mykoluk S. 1978. Cultivation, extraction, and processing of ramie fibre: a review. Trop Sci 1978; 20(1):91-116. 3 Budi US, et al. Biologi tanaman rami (Boehmeria nivea [L.] Gaud). J Balittas 2005; 8. 4 Kementrian Pertahanan, Badan Penelitian dan Pengembangan. 2011. Rami tanaman asli Indonesia untuk meningkatkan kemandirian Kebutuhan alat pertahanan [terhubung berkala]. http://www.balitbang.kemhan.go.id/?q =content/rami-tanaman-asli-indonesiauntuk-meningkatkan-kemandiriankebutuhan-alat-pertahanan. [16 Jun 2012]. 5 Kementrian Pertahanan, Badan Penelitian dan Pengembangan. 2011. Pemanfaatan serat rami untuk pembuatan selulosa [terhubung berkala]. http://www.balitbang.kemhan .go.id/?q=content/pemanfaatan-seratrami-untuk-pembuatan-selulosa. [16 Jun 2012]. 6 Mueler, Dieter H. New discovery in the properties of composites reinforced
14
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16 17
with natural fibers. J Industrial Textiles. 2003; 33:2. Daulay, Risnawati L. Adhesi penguat serbuk pulp tandan kosong sawit teresterifikasi dengan matriks komposit polietilena [disertasi]. Medan: Sekolah Pascasarjana, Universitas Sumatera Utara; 2009. Rieger M. Surfactans in Cosmetics. Surfactans Science Series, Marcel Dekker, Inc. New York: 1985. Pardede N. Pembuatan lateks polistirena menggunakan pengemulsi deterjen komersil [skripsi]. Medan: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Departemen Kimia, Universitas Sumatera Utara; 2011. Masyithah Z. Optimasi sintesis surfaktan alkanolamida dari asam laurat dengan dietanolamina dan N-metil glukamina secara enzimatik [disertasi]. Medan: Sekolah Pascasarjana, Universitas Sumatera Utara; 2010. Tarirai C. Cross-linked chitosan matrix systems for sustained drug release [tesis]. Tshwane: Faculty of Health Sciences, Tshwane University of Technology; 2005. Arryanto, et al. Iptek nano di indonesia. Kementrian Negara Riset dan Teknologi, Deputi Bidang Riptek. 2007. Rahman R. Pengaruh proses pengeringan, anil dan hidrotermal terhadap kristalinitas nanopartikel TiO2 hasil proses sol-gel. [skripsi]. Depok: Fakultas Teknik Departemen Metalurgi dan Material, Universitas Indonesia; 2008. Mikrajuddin A, Virgus Y, Nirmin, Khairurrijal. Review : Sintesis nanomaterial. J Nanosains & Nanoteknologi 2008; 3:2. Nikmatin S. Bionanokomposit filler nanopartikel serat kulit rotan sebagai material pengganti komposit sintetis fiber glass pada komponen kendaraan bermotor. [disertasi]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian Departemen Teknik Pertanian; 2012. Dutta J, Hofmann H. Nanomaterials. Ebook. 2003. hlm 37-39. Tipler PA. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik. Ed ke-3. Vol ke-2. Soegiyono B, penerjemah; Jakarta: Erlangga; 2001. Terjemahan dari: Physics for Scientistand Engineers Vol 2 3rd Ed.
18 Yatarif N W. Karakterisasi sinyal akustik untuk mendeteksi keabnormalan jaringan tubuh menggunakan ultrasonik [skripsi]. Depok: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Departemen Fisika, Universitas Indonesia; 2008. 19 Halliday D, Resnick R. Fisika. Ed ke-5. Silaban Pantur, penerjemah; Jakarta: Erlangga; 1985. Terjemahan dari: Physics 5th Ed. 20 Nakahira A, Nakamura S, Horimoto M. Synthesis of modified hydroxyapatite (HAP) substituted with Fe ion for DDS application. Osaka: IEEE Transactions on Magnetic 43(6); 2007: 2465-2467. 21 Hapsari B W. Sintesis nanosfer berbasis ferrofluid dan poly lactic acid (PLA) dengan metode sonikasi [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Departemen Kimia, Institut Pertanian Bogor; 2009. 22 Suslick KS. The Chemistry of Ultrasound from The Yearbook of Science and The Future. Chicago : Encyclopedia Britannica; 1994: 138-155. 23 [Anonim]. 2011. Cara mengetahui ukuran suatu partikel [terhubung berkala] http://nanotech.co.id/index.php?option =com_content&view=article&id=120 &catid=46&Itemid=67%E2%8C%A9= in. [16 Jun 2012]. 24 [Anonim]. 2012. Sistem koloid [terhubung berkala]. http://id.wikipedia.org/wiki/ Sistem_koloid. [16 Jun 2012]. 25 [Anonim]. 2012. Alat laboratorium [terhubung berkala]. http://rismaper.wordpress.com/tag/alatlaboratorium. [16 Jun 2012]. 26 [Anonim]. 2012. X-ray diffraction [terhubung berkala]. http://fys. kuleuven.be/iks/nvsf/experimentalfacilities/x-ray-diffraction-2013bruker-d8-discover. [11 Aug 2012]. 27 Hadiyawarman, et al. Fabrikasi material nanokomposit superkuat, ringan dan transparan menggunakan metode simple mixing. J Nanosains & Nanoteknologi 2008; 1:1. 28 Rachmaniah O, Febriyanti LS, Lazuardi K. Pengaruh liquid hot water terhadap perubahan struktur sel bagas. Prosiding Seminar Nasional XIV - FTI-ITS. Surabaya: 2009. 29 Qian L, Zhou J, Zhang L. 2009. Structure and properties of the nanocomposite films of chitosan reinforced with
15
cellulose whiskers. J of Polymer Sciences. 2009; 47:1069-1077. 30 Lui L, et al. Enhanced enzymatic hydrolysis and structural features of corn stover by FeCl3 pretreatment. Sciencedirect 2009 [terhubung berkala]. http://www.sciencedirect.com /science/article/pii/S096085240900701 9. [17 Jul 2012]. 31 Wahyono, D. Ciri nanopartikel kitosan dan pengaruhnya pada ukuran partikel dan efisiensi penyalutan ketoprofen. [tesis]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Departemen Kimia, Institut Pertanian Bogor; 2010. 32 Soemardi T P, Kusumaningsih W, Irawan AP. Karakteristik mekanik komposit lamina serat rami epoksi sebagai bahan alternatif soket prostetis. J Makara Teknologi 2009; Vol 13-2:96-101.
33 Suwandi T, Rahman MBN. Pengaruh perlakuan alkali terhadap kekuatan bending komposit berpenguat serat rami dengan matrik polyester. J Ilmiah Semesta Teknika 2010; Vol 13-2:165170. 34 Wanmbua P, Ivens J, Verpoest I. Natural fibres : can they replace glass in fibre reinforced plastic?. J Composites Science and Technology 2003; Vol.63 pp. 1259-1264. 32 Siqueira G, Menezes A J de, Bras J, Dufresne A. Ramie and Luffa cylindrica nanowhiskers as reinforced phase in polycaprolactone. Proceedings of the International Convention of Society of Wood Science and Technology and United Nations Economic Commission for EuropeTimber Committee. Geneva, Switzerland: 2010.
16
LAMPIRAN
17
Lampiran 1 Alat dan bahan yang digunakan untuk sintesis nanopartikel serat rami.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
Keterangan : (a) (b) (c) (d)
Peralatan ultrasonikasi Hotplate Gelas ukur Neraca analitik
(e) Serat rami (f) Akuades (g) Tween 80
18
Lampiran 2 Tahap pembuatan nanopartikel serat rami.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Keterangan : (a) Serat rami yang telah diayak dengan ukuran 75 µm. (b) Serat rami dipanaskan 1000 C selama dua jam disertai penggunaan electromagnetic stirrer 400 rpm. (c) Serat rami diultrasonikasi dengan variasi waktu sonikasi dan konsentrasi surfaktan. (d) Serat rami yang telah diultrasonikasi dengan konsentrasi tween 80 3%. (e) Serat rami yang telah diultrasonikasi dengan tanpa penggunaan tween 80.
19
Lampiran 3 Hasil PSA serat rami sampel 1.
20
Lampiran 4 Hasil PSA serat rami sampel 2.
21
Lampiran 5 Hasil PSA serat rami sampel 3.
22
Lampiran 6 Hasil PSA serat rami sampel 4.
23
Lampiran 7 Hasil PSA serat rami sampel 5.
24
Lampiran 8 Hasil PSA serat rami sampel 6.
25
Lampiran 9 Hasil PSA serat rami sampel 7.
26
Lampiran 10 Hasil PSA serat rami sampel 8.
27
Lampiran 11 Hasil PSA serat rami sampel 9.
28
Lampiran 12 Hasil PSA serat rami sampel 10.
29
Lampiran 13 Hasil PSA serat rami sampel 11.
30
Lampiran 14 Hasil PSA serat rami sampel 12.
31
Lampiran 15 Hasil PSA serat rami sampel 13.
32
Lampiran 16 Hasil pengujian kerapatan.
Keterangan : -
m1 = massa piknometer kosong beserta tutupnya (15.1807 g). m2 = massa piknometer penuh akuades beserta tutupnya (25.4122 g). m3 = massa piknometer berisi pasir beserta tutupnya. m4 = massa piknometer berisi pasir dan dipenuhi dengan akuades beserta tutupnya. Surfaktan
No Sampel
Waktu Sonikasi (menit)
Ukuran (nm)
m3 (gram)
m4 (gram)
Kerapatan (g cm-3)
1
0
7500
15.5830
25.5340
1.7083
2
15
1114.83
15.5484
25.4956
1.2933
3
30
1055.28
15.5849
25.5073
1.2458
4
45
888.48
15.5849
25.4889
1.2342
5
60
778.58
15.4833
25.4693
1.2325
6
75
467.26
15.5018
25.4639
1.1919
7
90
711.77
15.5913
25.4833
1.2094
8
105
229.04
15.5848
25.4717
1.1727
9
120
680.74
15.6044
25.5129
1.3118
10
150
467.79
15.4887
25.4751
1.2566
Non-surfaktan 11
75
294.68
15.6463
25.5288
1.2455
12
105
510.52
15.5518
25.4998
1.3090
13
150
608.89
15.5267
25.4804
1.3341
33
Lampiran 17 Data base JCPDS selulosa.
Lampiran 18 Derajat kristalinitas serat rami ukuran 229,04 nm.