PREPARASI FILM KOMPOSIT KITOSAN‐TiO2 DAN UJI BIODEGRADABILITASNYA

Tri Wahyuningsih, S.Pd.Si., Dr. Indriana Kartini, M.Si.

2011 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Pengaruh konsentrasi kitosan dan gliserol serta fase kristal TiO2 terhadap  sifat mekanik, ketahanan terhadap sinar UV dan biodegradabilitas film berbahan  dasar  kitosan  telah  dikaji.  Preparasi  dilakukan  dengan  teknik  solvent  casting.  Variasi konsentrasi kitosan yang dikaji adalah 0,5; 1 dan 2% (b/v) dengan variasi  gliserol  0,2;  0,4  dan  0,6  ml/g  sebagai  plastisizer.  Fase  kristal  TiO2  yang  dikaji  meliputi  fase  amorf  (Am),  anatas  (A),  dan  campuran  anatas‐rutil  (AR).  Hasil  karakterisasi  menggunakan  spektrofotometer  inframerah  (FTIR)  menyatakan  bahwa  penambahan  gliserol  dan  TiO2  tidak  merubah  struktur  molekul  kitosan.  Difraktogram  sinar‐X  (XRD)  menunjukkan  bahwa  penambahan  gliserol  dan  TiO2  meningkatkan  kristalinitas  film  kitosan  dan  teridentifikasinya  keberadaan  fase  kristalin  TiO2.  Semakin  tinggi  konsentrasi  kitosan,  TS  (tensile  strenght)  film  semakin meningkat dengan rentang 1,66 ‐ 18,75 MPa. Sifat kemuluran terbesar  diperoleh film kitosan 1% (b/v) yaitu 10,4%. Penambahan gliserol meningkatkan  TS  sampai  61,43  MPa  dan  kemuluran  mencapai  12,72%.  Penambahan  serbuk  TiO2 menurunkan TS dan kemuluran film dengan penurunan terbesar pada film  komposit kitosan‐TiO2 Am dari 50,11 MPa menjadi 0,21 MPa dan kemuluran dari  12,72% menjadi 5,4%. Komposit kitosan‐TiO2 AR mempunyai sifat mekanik yang  paling  baik  (TS  17,18  MPa,  kemuluran  13,5%)  dan  opasitas  paling  besar  yang  memberikan  indikasi  sifat  ketahanan  film  terhadap  sinar  UV  paling  tinggi.  Film  kitosan‐TiO2 AR bersifat biodegradable dengan waktu degradasi yang lebih lama  (28 hari) dibandingkan film kitosan‐gliserol (25 hari).  

The effect of chitosan concentration, glycerol and crystalline phases of TiO2  on  the  mechanical  properties,  UV  light  resistances  and  biodegradability  of  chitosan‐based  films  has  been  studied.  Film  preparation  was  done  by  solvent  casting.  Chitosan  concentrations  were  varied  at  0.5,  1  and  2%  (w/v)  with  variation of glycerol of 0.2; 0.4 and 0.6 ml/g chitosan as plasticizer. Amorphous  TiO2 (Am), anatase (A), and anatase‐rutile (AR) were used. Infrared spectra of the  resulted films indicated that the addition of glycerol and TiO2 did not alter the  molecular  structure  of  chitosan.  The  X‐ray  diffraction  (XRD)  patterns  indicated  that the addition of glycerol and TiO2 increased the crystallinity of chitosan films  and  identified  the  crystalline  phases  of  TiO2.  TS  (tensile  strenght)  of  chitosan  films increased as increasing chitosan concentrations from 1.66 to 18.75 MPa but  the elongation at break was optimum at 10.4% for 1% (w/v) chitosan films. The  addition of glycerol increased TS up to 61.43 MPa and elongation at break up to  12.72%. The addition of TiO2 decreased TS and elongation at break of the films  with  the  worst  decrement  for  film  composite  of  chitosan‐TiO2  Am  from  50.11  MPa  to  0.21  MPa  and  from  12.72%  to  5.4%,  respectively.  Among  the  film  composites, chitosan‐TiO2 AR has shown the highest mechanical properties (TS of  17.18 MPa, elongation at break of 13.5%) and the highest film opacity. The later  property  indicated  the  highest  UV  light  radiation  barrier.  Film  composite  of  chitosan‐TiO2  AR  was  biodegradable  with  longer  degradation  time  (28  days)  compared to chitosan‐glycerol films (25 days). 

Kata Kunci : film, komposit, kitosan, TiO2