HASIL DAN PEMBAHASAN
4.3 Daya Serap Air KMS Ikat silang
KMS Ikat silang yang telah dibuat di uji daya serap airnya terlebih dahulu untuk mendapatkan persentase pengikat silang yang paling banyak menyerap air, dengan penambahan agen pengikat silang ZnCl2 dengan persentase sebesar 2% , 4% , dan 6% (b/b). Pengujian daya serap terhadap KMS ikat silang dilakukan dengan metode WAC (Water Absorption Capasity) dimana sampel akan dimasukkan ke dalam kantung teh kemudian di rendam dalam air selama rentang waktu tertentu, kemudian ditimbang beratnya. Dari hasil penelitian didapat KMS Ikat silang yang memiliki daya serap air paling baik dapat dilihat pada tabel 4.2.
Tabel 4.2 Daya serap air CMC Ikat silang
Dari data, di ketahui bahwa persentase ZnCl2 sebesar 2% (b/b) memiliki daya serap air paling tinggi yaitu sebesar 1,93 gram pada waktu 25 menit. Hal ini dikarenakan ZnCl2 sebesar 2% memiliki kadar ikat silang yang cukup baik yang merupakan persentase optimum, dimana berdasarkan penelitian terdahulu (Braihi J.A. dkk, 2014) didapat konsentrasi optimum dari agen pengikat silang yang digunakan sebesar 2%. Berdasarkan teori floy’, meningkatnya pengikat silang akan meningkatkan pembengkakan dari jaringan dan massa agen pengikat silangnya, dimana hal ini cukup menguntungkan untuk superabsorben sebagai penyerap dan penahan cairan (Pourjavadi, dkk, 2006). Semakin besar rasio bahan ikat silang, maka struktur jaringan akan semakin rapat, sehingga molekul air sulit masuk ke dalam jarinagnnya (Yuniarti, 2012).
4.4 Pembuatan Superabsorben ZnKMSPati
Setelah didapat KMS ikat silang yang memiliki daya serap paling optimum, dilakukan penambahan pati sukun untuk lebih meningkatkan daya serap airnya.
ZnKMS yang digunakan ialah hasil KMS ikat silang dengan penambahan ZnCl2
konsentrasi sebesar 2%, yang memiliki daya serap air paling optimum. Variasi komposisi dari penambahan pati pada ZnCMC dapat dilihat pada tabel 4.3.
Tabel 4.3 Komposisi pembuatan superabsorben ZnKMSPati No ZnKMS (gram) Pati Sukun (gram)
1 1 0
2 0,5 0,5
3 0,5 1
4 0,5 2
ZnKMSPati kemudian diuji dengan spektroskopi FT-IR memberikan spektrum dengan puncak vibrasi pada daerah bilangan gelombang 3448 cm-1; 2924 cm-1; 1635 cm-1; 1026 cm-1; 933 cm-1. Bilangan gelombang 3448 cm-1 yang menunjukkan memiliki gugus –OH, serta didukung dengan munculnya puncak vibrasi pada gelombang 2924 cm-1 yang menunjukkan gugus C-H stretching dan 1026 cm-1 dan 933 cm-1 yang menunjukkan gugus karboksimetil eter grup (C-O-C).
(Gambar 4.3)
Gambar 4.3 Spektrum FT-IR ZnKMSPati
Perbandingan dari spektrum FT-IR NaKMS, Pati sukun dan ZnKMSPati ditampilkan pada gambar 4.4
Gambar 4.4 Perbandingan NaKMS, Pati sukun, ZnKMSPati
Spektrum NaKMS pada gambar 4.4 membuktikan bahwa sampel tersebut merupakan NaKMS, dimana dibuktikan dengan adanya gugus karboksimetil dan merupakan garam pada bilangan gelombang 1610 cm-1 dan 1450 cm-1, serta didukung dengan adanya spektrum pada bilangan gelombang 1100 cm-1 yang merupakan gugus karkoksimetil eter ( CH-O-CH2). Dimana gugus karboksil garam CMC mempunyai spektrum pada bilangan gelombang sekitar 1600-1640 cm-1 dan pada bilangan gelombang 1400-1450 cm-1 (Adinugraha, dkk. 2005).
Dari spektrum FT-IR perbandingan antara NaKMS dengan ZnKMSPati dapat diketahui bahwasanya terdapat perubahan serapan COONa dari NaKMS pada bilangan gelombang 1450 cm-1 dan 1600 cm-1 menjadi hilang atau berkurang intensitasnya pada vibrasi ZnKMSPati. Hal ini dikarenakan COONa telah tersubstitusi untuk membentuk ikatan silang.
Berikut ini adalah skema reaksi yang terjadi dimana ZnCl2 mula-mula akan bereaksi dengan NaKMS, dimana Na akan disubtitusi Zn akan membentuk Zn(CMC)2 dimana CMC terikat silang pada logam Zn. Kemudian Zn(CMC)2 akan
ditambahkan pati untuk meningkatkan daya derap airnya kemudian membentuk ZnKMSPati. Reaksi ini dapat di lihat pada gambar 4.5.
Gambar 4.5 Skema Reaksi Pembentukan ZnKMSPati
4.5 Karakterisasi
4.5.1 Kapasitas Penyerapan Air (WAC)
Untuk melihat kemampuan daya serap air ZnKMSPati, kemampuan penyerapan air (WAC) juga dilakukan untuk melihat kemampuan daya serap air ZnKMSPati. Metode WAC dilakukan dengan cara sampel akan dimasukkan ke dalam kantung teh kemudian di rendam didalam air selama rentang waktu tertentu, kemudian akan ditimbang beratnya. Untuk WAC ZnKMSPati dilakukan perendaman selama 24 jam kemudian dihitung beratnya untuk mengetahui daya serap airnya.
Kadar daya serap air ZnKMSPati dapat dilihat pada tabel 4.2 : Tabel 4.4 Kadar daya serap air ZnKMSPati
No ZnKMS
Dari hasil analisa daya serap air diketahui bahwa variasi ZnKMS dengan Pati sukun 0,5 gram dan 0,5 gram memiliki daya serap air paling tinggi yaitu sebesar 3,23 gram (1694,4 %), sedangkan untuk variasi lainnya masing-masing sebesar 2,41 gram (1238,8 %) dan 2,92 gram (1522,2 %), serta menunjukkan dengan adanya penambahan pati meningkatkan daya serap superabsorben dari sebelum adanya penambahan pati (972,2%). Ini menunjukkan penambahan pati sukun mempengaruhi kenaikan penyerapan air pada superabsorben ZnKMSPati, dimana perbandingan yang sama dengan ZnKMS akan menghasilkan superabsorben yang memiliki daya serap air paling tinggi.
Dimana dengan adanya pati pada ZnKMS akan menyebabkan molekul semakin besar sehingga dapat meningkatkan kemampuan untuk menahan air lebih banyak. Hal ini dikarenakan semakin banyak gugus –OH yang tersedia akan membuat kemampuan untuk menyerap air dan menahannya lebih besar. Ketika dalam keadaan membengkak (swollen), rantai-rantai polimernya memisah seluas mungkin (Anah, L., dkk. 2015).
Wivanius (2015) menyatakan bahwa hal ini disebabkan bagian hidrofilik superabsorben mempengaruhi gaya antarmolekul yang bertanggung jawab untuk difusi dan swelling. Dengan meningkatnya hidrofilitas, interaksi antara air dan superabsorben akan meningkat juga, maka memudahkan difusi air dan mengarah ke pembengkakan yang lebih besar.
4.5.2 Uji Deswelling
Struktur gel yang dibentuk oleh ZnKMSPati yang menyerap air dapat mengalami kerusakan ketika kondisinya diubah secara ekstrim. Seperti diletakkan pada suhu yang cukup tinggi. Hal ini dapat terjadi karena perubahan suhu yang terjadi dapat merusak kondisi struktur zat yang telah menyerap air (Xue dkk., 2004).
Rasio deswelling pada ZnKMSPati pada tabel 4.3 pada kondisi perubahan suhu perbandingan ZnKMS:Pati 1:2 yaitu sebesar 783,33%. Sedangkan untuk penambahan 0,5 (1:1) dan 2 (1:4) gram pati masing-masing sebesar 783,33% dan 616,67%. Hal ini karena dalam keadaan dehidrasi atau deswollen, rantai-rantai polimernya menutup rapat dengan ruang sempit untuk difusi molekul (Anah, L., dkk.
2015).
4.5.3 Analisa Permukaan Dengan SEM
Untuk mengetahui morfologi permukaan dari Superabsorben, dilakukan menggunakan SEM dimana pada hakikatnya merupakan pemeriksaan dan analisa permukaan. Gambar tofografi diperoleh dari penangkapan elektron sekunder yang
dipancarkan spesimen. Sinyal elektron yang ditangkap oleh detektor kemudian akan diteruskan ke monitor (Negulescu, 2004).
Pada penelitian ini dilakukan analisa SEM pada Superabsorben ZnKMSPati sebelum ikat silang dan setelah ikat silang dapat dilihat pada gambar 4.3.
A B
Gambar 4.6 Penampakan morfologi permukaan pada (A) NaKMS sebelum ikat silang dan (B) ZnKMSPati yang telah di ikat silang
Dari gambar hasil morfologi secara SEM dapat diketahui bahwa pada CMC sebelum ikat silang masih memiliki permukaan yang kasar dan setalah di ikat silang memiliki permukaan yang cukup halus dan tampak homogen. Hal ini dikarenakan dengan adanya ikat silang dapat membuat morfologi permukaan menjadi lebih teratur dan campuran yang dihasilkan juga terlihat homogen setelah adanya ikat silang.
BAB 5