FABRIKASI NANOFIBER KOMPOSIT DARI NANOSELULOSA SISAL DENGAN POLYVINYL ALCOHOL MENGGUNAKAN METODE ELECTROSPINNING

MU MINUL MUHAIMIN, Dr. Kuwat Triyana, M.Si

2014 | Tesis | S2 Ilmu Fisika

Fabrikasi nanofiber komposit nanoselulosa/polyvinyl alcohol (PVA) dilakukan dengan metode electrospinning. Dalam hal ini, nanoselulosa digunakan sebagai bahan pengisi (fillers) pada bahan pengikat (matriks) PVA yang selanjutnya dibentuk menjadi nanofiber komposit. Nanoselulosa diperoleh dari ekstraksi serat sisal melalui tahap perlakuan kimia yang meliputi proses scouring, bleaching dan hidrolisa asam yang dilanjutkan dengan proses centrifuge dan ultrasonic. Proses centrifuge dilakukan untuk memisahkan nanoselulosa dengan sisa pelarutnya, sedangkan proses ultrasonic digunakan untuk mendispersi serat nanoselulosa. Hasil uji SEM menunjukkan bahwa perlakuan scouring, bleaching, dan hidrolisa secara berturut-turut pada serat mampu mereduksi komponen non-selulosa dan memperkecil diameter serat hingga mencapai ukuran < 50 nm secara bertahap. Sementara itu, pengaruh penambahan konsentrasi nanoselulosa pada nanofiber komposit nanoselulosa/PVA hasil electrospinning belum dapat teridentifikasi secara jelas dari uji SEM tersebut. Namun, berdasarkan hasil TEM nanofiber komposit nanoselulosa/PVA menunjukkan distribusi nanoselulosa di dalam nanofiber yang kurang merata dan cenderung terjadi aglomerasi. Di sisi lain, uji FTIR pada serat hasil perlakuan bleaching dan hidrolisa menunjukkan hilangnya ikatan C=O yang diidentifikasi sebagai komponen non-selulosa. Dapat disimpulkan juga bahwa perlakuan kimia tidak merusak kristalinitas selulosa dibuktikan dengan tetap munculnya puncak difraksi selulosa pada 16,2º, 22,5º, dan 34,2º dari uji XRD. Nanofiber komposit nanoselulosa/PVA yang dihasilkan diharapkan dapat dimanfaatkan untuk berbagai aplikasi seperti substrat fleksibel dan transparan.

A composite nanofiber of nanocellulose / polyvinyl alcohol (PVA) has been fabricated by electrospinning method. Nanocellulose can be used as fillers at PVA as matriks followed to be a composite nanofiber. In this case, nanocellulose was extracted from sisal fiber by a route chemical process; i.e. scouring, bleaching, and acid hydrolysis, followed by centrifuge and ultrasonic treatment. Centrifuge was treatment to separate nanocellulose from residual of solution, whereas ultrasonic treatment was subsequently to disperse the separated nanocellulose. SEM micrographs of the chemical treated fibers revealed the reducing fiber diameter to be < 50 nm (hydrolyzed fibers) and the absence of the non-cellulosic components. Meanwhile, the effect of concentration on the nanofiber composite nanoselulosa nanoselulosa / PVA electrospinning results can not be clearly identified from the SEM micrographs. However, TEM micrographs of nanofiber composite nanoselulosa / PVA showed distribution of nanoselulosa in nanofiber uneven and tends to occur agglomeration. On the other hand, the FTIR results on fibers after bleaching and hydrolysis eliminated C=O bond (non-cellulose). Can also be concluded that the chemical treatment does not damage the cellulose crystallinity was evidenced by the appearance diffraction peaks of cellulose remains at 16.2 º, 22.5 º, and 34.2 º from XRD test. The composite nanofibers resulted from this research will be useful various applications such as flexible and transparent substrates.

Kata Kunci : serat sisal, nanoselulosa, electrospinning, nanofiber komposit