GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN ...

12
Departemen Kimia Bahan Sidang Meja Hijau GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN SIGMA-CAPROLACTONE OLEH AHMAD FAUZI HARAHAP 110822024 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014 Universitas Sumatera Utara

Transcript of GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN ...

Page 1: GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN ...

Departemen Kimia

Bahan Sidang Meja Hijau

GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN SIGMA-CAPROLACTONE

OLEH

AHMAD FAUZI HARAHAP 110822024

DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2014

Universitas Sumatera Utara

Page 2: GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN ...

GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN

SIGMA-CAPROLACTONE

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar sarjana sains

OLEH

AHMAD FAUZI HARAHAP 110822024

DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2014

Universitas Sumatera Utara

Page 3: GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN ...

PERSETUJUAN Judul : GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH

AREN DENGAN SIGMA-CAPROLACTONE Kategori : SKRIPSI Nama : AHMAD FAUZI HARAHAP Nomor Induk Mahasiswa : 110822024 Program Studi : SARJANA (S1) KIMIA EKSTENSI Departemen : KIMIA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di Medan, Maret 2014

Komisi Pembimbing Pembimbing 2 Pembimbing 1 Dr. Darwin Yunus Nasution, MS NIP 195508101981031001 NIP 196811101999031001

Dr. Saharman Gea

Diketahui/Disetujui oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

NIP 195408301985032001 Dr. Rumondang Bulan Nst, M.S

Universitas Sumatera Utara

Page 4: GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN ...

PERNYATAAN

GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN SIGMA-CAPROLACTONE

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Maret 2014

Ahmad Fauzi Harahap

110822024

Universitas Sumatera Utara

Page 5: GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN ...

PENGHARGAAN

Segala puji dan syukur atas limpahan rezeki dan Rahmat Allah SWT, Karena jika

bukan karena-Nya, saya tidak akan mampu mengerjakan penelitian skripsi ini dengan

baik. Salawat dan salam untuk Rasulullah Muhamad SAW. Banyak hal sebagai

pembelajaran dan pembentukan dalam setiap waktu penulis rasakan sehingga semakin

melihat dan merasakan kebaikan dan kebesaran-Nya. Dalam pelaksanan penelitian

hingga penyelesaian skripsi ini, penulis menyadari banyak mendapat bantuan, motivasi

dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan

terimakasih kepada :

- Teristimewa kepada kedua orang tua saya, Bapak M. Arifin Harahap, SH dan Ibu

Duma Sari yang sangat penulis sayangi, yang telah banyak memberikan dukungan

moril, doa dan materi sepenuhnya kepada saya sehingga dapat menyelesaikan studi,

penelitian dan penulisan skripsi ini.

- Bapak Dr. Saharman Gea sebagai pembimbing I dan juga Bapak Dr. Darwin Yunus

Nasution sebagai pembimbing II, yang telah banyak membimbing dan mengarahkan

penulis dalam penyelesaian skripsi

- Ibu Dr. Rumondang Bulan, M.S dan Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc sebagai Ketua

dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU.

- Koordinator Kimia Ekstensi FMIPA USU Bapak Dr. Darwin Yunus Nasution, M.S

- Kepada Asisten Laboratorium Kimia Polimer terlebih lagi kepada Diana yang telah

banyak membantu dan memberikan saya semangat sehingga saya dapat menyelesaikan

studi, penelitian dan penulisan skripsi ini.

- Kepada semua teman, sahabat, dan semua pihak yang membantu terlaksananya dan

selesainya penelitian ini.

Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini dan isinya masih jauh dari sempurna,

penulis dengan kerendahan hati dalam hal ini sangat mengharapkan masukan, saran, dan

kritikan dari pembaca yang membangun.

Ahmad Fauzi Harahap

Universitas Sumatera Utara

Page 6: GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN ...

GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN SIGMA-CAPROLACTONE

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian grafting selulosa dengan ε-caprolactone dengan polimerisasi pembukaan cincin (Ring Opening Polymerization), dimana menggunakan pelarut benzyl alkohol dan tin octoate (Sn(oct)2). Dalam hal ini diharapkan karakteristik dari permukaan selulosa dimungkinkan untuk memperoleh suatu dispersi yang stabil dan meningkatkan kompatibilitas bahan polimer. Tahapan-tahapan dalam pembuatan ini yaitu, penyiapan bahan selulosa dari tandan aren, kemudian proses grafting dengan sigma caprolactone dalam pelarut benzyl alkohol dan inisiator tin octoate. Karakteristik dilakukan berdasarkan pengujian spektrofotometer inframerah (FT-IR) untuk mengetahui perubahan gugus fungsi yang tergrafting. Hasil penelitian memperlihatkan adanya bilangan gelombang pada daerah 1728,22 cm-1

menunjukkan vibrasi C=O streaching, menandakan bahwa terjadi grafting selulosa dengan ε-caprolactone.

Kata kunci: selulosa; tin octoate; grafting; benzyl alkohol; ε-caprolactone dan karakteristik

Universitas Sumatera Utara

Page 7: GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN ...

GRAFTING α-CELLULOSE FROM EMPTY BUNCH WITH ε-CAPROLACTONE

ABSTRACT

Grafting of cellulose with ε-caprolactone has been conducted by the ring opening polymerization (ROP), which used solvent benzyl alcohol and tin octoate (Sn (oct)2). In this case the expected characteristics of cellulose surface is possibility to obtain a stable dispersion and the improvement of compatibility of polymeric material. The stages in the manufacture of which, preparation of empty cellulosic bunch materials, then the process of grafting with ε-caprolactone in solvent benzyl alcohol and tin octoate initiator. Characteristics based on testing performed infrared spectrophotometer (FT-IR) to assess changes in functional groups grafting . The results showed the existence of wave numbered at 1728.22 cm-1

Keywords : Cellulose; Tin octoate; Grafting; Benzyl Alcohol; ε-caprolactone and characteristics

region shows vibration C=O streaching, indicating that the grafting of cellulose occurs with ε-caprolactone.

Universitas Sumatera Utara

Page 8: GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN ...

DAFTAR ISI

PERSETUJUAN i PERNYATAAN ii PENGHARGAAN iii ABSTRAK iv ABSTRACT v DAFTAR ISI vi DAFTAR TABEL ix DAFTAR GAMBAR x DAFTAR LAMPIRAN xi DAFTAR SINGKATAN xii BAB 1 PENDAHULUAN 1

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Permasalahan 3

1.3. Pembatasan Masalah 3

1.4. Tujuan penelitian 3

1.5. Manfaat Penelitian 3

1.6. Metodologi Penelitian 4

1.7. Lokasi Penelitian 5

BAB 2 TINJAUN PUSTAKA 6

2.1. Tanaman Aren 6

2.2. Pemanfaatan Tanaman Aren 7

2.3. Polimer 8

2.4. Selulosa 8

2.5. Nanokristal Selulosa 12

2.6. Karbohidrat 14

2.7. Penggolongan Karbohidrat 15

2.7.1. Monosakarida 15

2.7.2. Oligosakarida 17

2.7.3. Polisakarida 19

2.8. Grafting Selulosa 21

2.9. Metode Grafting 22

2.9.1. Mekanisme Radikal Bebas 22

Universitas Sumatera Utara

Page 9: GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN ...

2.9.2. Mekanisme Ionik 23

2.9.3. Mekanisme Koordinasi 23

2.9.4. Mekanisme coupling 23

2.10. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) 24

BAB 3 METODE PENELITIAN 26

3.1. Alat 26

3.2. Bahan 26

3.3. Prosedur Penelitian 27

3.3.1. Isolasi α-selulosa dari TandanAren 27

3.3.2. Grafting α-selulosa denganε-caprolactone 27

3.4. Flowsheet Penelitian 28

3.4.1. Flowsheetisolasi α-selulosa dari Tandan Aren 28

3.4.2. Flowsheet Grafting Selulosa dengan ε-caprolactone 29

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 30

4.1. HasilPenelitian 30 4.1.1.

Hasil Isolasi α-selulosa dari Tandan Aren 30

4.1.2. Hasil Grafting α-selulosa dengan ε-caprolactone 30

4.2. Pembahasan 31

4.2.1. Isolasi α-selulosa dari Tandan Aren 31

4.2.2. Grafting α-selulosa dengan ε-caprolactone 32

4.2.3. Analisa Gugus Fungsi dengan FT-IR 33

4.2.3.1. Analisa Gugus Fungsi dari Tandan Aren 33

4.2.3.2. Analisa Gugus Fungsi dari ε-caprolactone 34

4.2.3.3. Analisa Gugus Fungsi dari Selulosa-g-ε-caprolactone 35

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 37

5.1. Kesimpulan 37

5.2. Saran 37

DAFTAR PUSTAKA 38

Universitas Sumatera Utara

Page 10: GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN ...

DAFTAR TABEL

No Judul Halaman

4.1 Puncak FTIR pada selulosa tandan buah aren 34

4.2 Puncak FTIR pada ε-caprolactone 35

4.3 Puncak FTIR pada selulosa yang tergrafting pada ε-caprolactone 37

Universitas Sumatera Utara

Page 11: GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN ...

DAFTAR GAMBAR

No Judul Halaman

2.1. Struktur Selulosa 9

2.2. Struktur Glukosa 16

2.3 Struktur Glaktosa 17

2.4. Struktur Fruktosa 17

2.5. Reaksi Pembentukan Disakarida 18

2.6. Struktur Sukrosa 18

2.7. Struktur Laktosa 18

2.8. Struktur Maltosa 18

2.9. Struktur Amilum 20

2.10. Struktur Glikogen 20

2.11. Polimerisasi Pembukaan cinncin dari ε-caprolactone oleh

Selulosa Menggunakan Benzyl Alkohol sebagai Co-inisiator 22

4.1. α-selulosa yang Diisolasi dari Tandan Aren 30

4.2. Grafting Selulosa dengan ε-caprolactone 31

4.3. Spektrum FT-IR α-Selulosa 33

4.4. Spektrum FT-IR ε-caprolactone 34

4.5. Spektrum FT-IR selulosa yang Tergrafting pada

ε-caprolactone 35

4.6. Puncak Vibrasi Streaching Grafting Selulosa dengan

ε-caprolactone dalam Spektrum FT-IR 36

Universitas Sumatera Utara

Page 12: GRAFTING α-SELULOSA DARI TANDAN BUAH AREN DENGAN ...

DAFTAR SINGKATAN

ROP = Ring Opening Polymerization

FT-IR = Fourier Transform Infrared Spectroscopy

NMMO = N-Metilmorfolin-N-Oksida

DMAc = Dimetilasetamida

Licl = Litium Klorida

THF = Tetrahydrofurane

DMSO = Dimethyl Sulfoxide

BPO = Benzoil Peroksida

AIBN = Azobissisobutironitril

Universitas Sumatera Utara