Sifat Kimia Selulosa
Selulosa pada serat tanaman memberikan sebuah keadaan amorf, tetapi juga terasosiasi dengan fase kristalin diantara inter dan intramolekular ikatan hidrogen yang mana selulosa tidak meleleh sebelum mencapai degradasi termal.
Selulosa tergabung pada serat yang mana paralel terhadap yang lainnya, di lingkupi dengan lignin dan hemiselulosa. Demikian Zugenmaier et al. (2008) menyatakan bahwa selulosa, hemiselulosa dan lignin akan membentuk kerangka utama pembentuk struktur tumbuhan. Maka untuk mendapatkan selulosa murni dari tumbuhan perlu dilakukan penghapusan hemiselulosa dan lignin.
Pengaruh Pulping terhadap Komponen Kimia Serat
Proses pulping dengan larutan NaOH menyebabkan lignin terdegradasi dengan baik. Serat yang mengalami perubahan bentuk menjadi halus dan pendek dikarenakan proses pulping yang sesuai. Hal ini sesuai dengan pernyataan Mohanty dan Mihsra (2001) bahwa tujuan utama dari proses kimia adalah mendegradasi dan melarutkan lignin tanpa menghilangkan selulosa dan hemiselululosa dalam pembuatan serat. Adanya proses pulping akan menghilangkan sejumlah lignin, lilin dan minyak pada permukaan serat dinding sehingga terjadi depolimerasi pada selulosa dan membuat serat lebih pendek.
Pulp yang dihasilkan berwarna coklat dan mempunyai kekuatan fisik yang tinggi.
Sesuai dengan pernyataan Casey (1980) bahwa pulp yang dihasilkan berwarna coklat memiliki kekuatan fisik yang tinggi sehingga biasa digunakan untuk
membuat kertas semen, kertas bungkus, kantong pupuk, kertas karbon tetapi mudah untuk diputihkan (bleaching).
Pengaruh Bleaching
`
Gambar 7 . Serat Eucalyptus pellita (a) Pulp (b) Pulp Bleaching
Sampel yang digunakan dalam pembuatan nanokristalin selulosa adalah serat E. pellita yang sudah mengalami proses purifikasi dimana pulp yang dihasilkan dari proses kimia yaitu pulping dengan larutan NaOH masih berwarna kecoklatan sehingga untuk mendapatkan pulp yang berwarna putih maka perlu dilakukan purifikasi (bleaching). Proses puifikasi biasa disebut juga dengan proses pemutihan serat. Peberian sodium hidroksida akan merubah warna serat menjadi putih, ini yang disebut dengan proses bleaching. Proses pemutihan (bleaching) bertujuan untuk menghilangkan lignin dan hemiselulosa yang terkandung dalam serat. Sesuai dengan pernyataan Fahma et al. (2010) bahwa dengan pemutihan serat dengan sodium hidroksida akan menyebabkan hemiselulosa terdegarasi.
b a
23
Pengaruh Hornifikasi
Gambar 8. Proses Hornifikasi Pulp Bleaching
Selulosa memiliki sifat higroskopis sehinga dapat menyebabkan rendahnya ikatan antara serat dengan matriks yang mempengaruhi sifat fisis dan mekanis suatu produk yang dihasilkan. Modifikasi kimia terhadap selulosa bertujuan untuk merubah sifat selulosa yang hidrofilik menjadi hidrofobik, yaitu dengan melakukan pengeringan dan perendaman pada serat secara berulang sebanyak 8 kali/siklus. Pengeringan pada serat dapat menyebabkan berkurangnya kemampuan suatu serat untuk mengembang ketika direndam kembali, sementara struktur kristalnya akan tetap utuh dan yang dapat memperkecil volume pori-pori pada serat selulosa (Minor, 1994 dalam Risnasari, 2015).
Tabel. 1. Nilai WRV Setelah Perlakuan Hornifikasi
Kondisi Serat Siklus Hornifikasi Nilai WRV (%)
Pulp 0 85.6
Pulp Hornifikasi 8 65.3
Pulp Bleaching 0 63.1
Pulp Bleaching Hornifikasi 8 52.0
Tabel 1 menunjukkan bahwa terjadi penurunan nilai WRV berdasarkan siklus pengeringan dan perendaman kembali yang dilakukan pada sampel pulp, dan pulp bleaching. Dapat dilihat bahwa nilai retensi air pada masing-masing serat mengalami penurunan, baik pada serat yang diberi perlakuan kimia maupun serat pulp yang tanpa perlakuan kimia. Siklus pengeringan dan perendaman kembali pada serat dapat menyebabkan adanya penyusutan yang di akibatkan terbentuknya ikatan hidrogen pada selulosa. Hornifikasi disebabkan oleh adanya peleburan pada mikrofibril-mikrofibril selulosa yang bersifat tetap. Ketika air dihilangkan dari serat, maka mikrofibril-mikrofibril yang berdampingan menjadi saling berdekatan dan ikatan-ikatan hidrogen terbentuk diantaranya. Perendaman kembali akan mengembalikan kadar air sebagian karena beberapa fibril-fibril tetap yang terikat (Luo dan Zhu, 2011).
Tabel 1 memperlihatkan, bahwa penurunan nilai WRV terbesar terjadinya pada pulp yang sudah mengalami proses pemutihan (bleaching). Hal ini dikarenakan oleh mekanisme interfase lignin dan hemiselulosa yang dapat mencegah pembentukan ikatan hidrogen diantara mikrofibril pada serat saat proses hornifikasi sehingga menyebabkan air lebih mudah untuk serap oleh serat.
Kemudian lignin dan hemiselulosa dihilangkan pada saat adanya perlakuan bleaching pada serat sehingga ikatan yang fleksibel antara selulosa dan hemiselulosa diganti dengan ikatan selulosa-selulosa yang lebih kaku dan mampu
25
menghambat aksebilitas air ke dalam serat. Demikian hal ini dinyatakan oleh Claramunt et al. (2010).
Pengaruh Hidrolisis Asam
Pengolahan nanoselulosa diawali dengan adanya proses bleaching. Serat yang sudah di bleaching akan dikenakan asam sulfat (H2SO4) 45% atau yang dinamakan dengan proses hidrolisis asam. Hidrolisis asam merupakan proses utama yang digunakan dalam memproduksi nanokristal selulosa, di mana susunan blok kecil dilepaskan dari serat selulosa. Perlakuan hidrolisis asam bertujuan untuk memecah bagian amorf dari selulosa sehingga mereduksi ukuran serat seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9.
Gambar 9. Serat E. pellita hasil hidrolisis asam (a) Serat E. pellita hasil autohidrolisis (b)
Ketika asam sulfat berdifusi ke dalam serat terjadi pemisahan ikatan glikosidik sehingga terjadi pemisahan fibril pada selulosa. Selulosa terdiri dari daerah amorf dan daerah kristal. Daerah amorf memiliki densitas lebih rendah dibandingkan daerah kristal, sehingga ketika selulosa diberikan perlakuan dengan menggunakan asam keras maka daerah amorf akan putus dan melepaskan daerah kristal. Perlakuan hidrolisis asam dengan putaran di stirer hotplate dengan lama waktu yang di tentukan bertujuan untuk memecah bagian amorf dari selulosa
b a
sehingga mereduksi ukuran serat dapat dilihat pada Gambar 10. Hal ini sesuai dengan pernyataan Lee et al. (2014) bahwa karakteristik nanoselulosa dari hidrolisis asam dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya sumber selulosa, jenis asam, konsentrasi asam, waktu reaksi, dan temperatur dari hidrolisis.
Gambar 10. Hidrolisis asam dapat menghilangkan bagian amorf
Hidrolisis asam yang dilakukan dengan asam sulfat akan mengalami sulfatasi. Sesuai dengan pernyataan Klemm et al. (2011) bahwa hidrolisis yang dilakukan dengan asam sulfat akan mengalami sulfatasi pada beberapa permukaan dan menghasilkan nanoselulosa yang bermuatan negatif pada permukaannya.
Mengisolasi selulosa berukuran nano dari serat dapat dicapai dengan hidrolisis asam yang mengakibatkan suspense koloid agregat. Pada Gambar 11, menunjukkan reaksi hidrolisis asam pada selulosa. Asam sulfat yang diencerkan dengan air akan membentuk ion H3O+ yang kemudian ion H+bereaksi dengan salah satu cincin selulosa seperti pada Gambar 11, dan terlihat membentuk ikatan O-H . Reaksi ini menghasilkan H2O yang kemudian H2O akan bereaksi dengan cincin selulosa yang satunya membentuk ikatan O-H dan menghasilkan ionH+.
27
Gambar 11. Reaksi Hidrolisis Asam pada Selulosa.
Analisis Morfologi dengan SEM-EDS
Analisa SEM bermanfaat untuk mengetahui mikrostruktur (termasuk porositas dan bentuk retakan) benda padat. Berkas sinar elektron dihasilkan dari filamen yang dipanaskan, disebut elektron gun. Elektron bergerak menuju anoda dan ion positif dengan energi yang tinggi bergerak menumbuk katoda emas. Hal ini menyebabkan partikel emas menghambur dan mengendap dipermukaan spesimen (Gunawan, 2010 dalam Hasibuan, 2015). Pengamatan dilakukan pada layar SEM-EDS dan dilakukan pemotretan setelah dilakukan pembesaran yang diinginkan, selanjutnya dicatat kandungan unsur yang terdapat dalam sampel (Yanuar et al. 2003).
Hasil pemotretan dapat dilihat pada Gambar 12 dan 13. Analisis morfologi dengan SEM dengan menggunakan alat ZEISS dengan perbesaran 20.000 & 40.000 kali dengan daya 10 kV pada autohidrolisis bleaching hornifikasi, atuhidrolisis bleaching, dan hidrolisis bleaching. Pada Gambar 12 dengan perbesaran 200 & 1000 kali pada sampel pulp bleaching hornifikasi, pulp bleaching, dan pulp. Analisa morfologi ini dilakukan untuk mengamati permukaan dari nanokristal selulosa dan pulp. Pada Gambar 11 menunjukkan nanokristal selulosa, dimana serat sudah terfibrilasi sehingga ukuran serat
mengecil menjadi ukuran skala nano. Gambar 12 (a dan b) menunjukan morfologi permukaan yang lebih merata dan homogen. Hal ini dikarenakan adanya penghancuran kombinasi hidrolisis asam, ultrasonikasi dan autoclaf pada sampel sehingga permukaan lebih halus dan homogen sehingga baik diaplikasikan dalam pembuatan film nanokomposit dengan matriks polovinil alkohol yang akan digunakan sebagai bahan pengisi komposit. Gambar 13 menunjukan adanya perbedaan permukaan morfologi pada sampel pulp dan setelah dilakukan perlakuan bleaching dan juga modifikasi kimia yaitu honifikasi. Pada permukaan morfologi pulp terlihat kotor dan adanya pengumpalan Gambar 13 (e dan f) namun setelah dilakukan perlakuan bleaching, pulp terlihat bersih dan setelah di lakukan modifikasi kimia yaitu hornifikasi permukaan morfologi serat terlihat lebih jelas karena tidak terjadi pengumpalan lagi dan tidak ada pengotor.
Pada Gambar 13 (a dan b).
Perlakuan hornifikasi tidak merusak struktur selulosa dan kristalinitas serat. Serat yang masih berukuran cukup besar sekitar 10-100 μm dikarenakan proses penghancuran yang sederhana. Perlakuan kimiawi dan mekanis yang diterapkan pada serat E. pellita menghasilkan ukuran yang lebih kecil yaitu sekitar 0,5-1 μm. Ukuran morfologi dalam skala mikro diduga karena terjadinya agregasi selama perlakuan fisik yang mempengaruhi morfologi nanoselulosa. Hal tersebut didukung oleh Jiang dan Hsieh (2013) yang menyatakan bahwa morfologi nanoselulosa yang diperoleh juga dipengaruhi proses freeze drying dimana pasta nanoselulosa didinginkan secara mendadak sehingga air yang terkandung di dalamnya akan mengkristal dan nanoselulosa akan menggumpal membentuk agregat. Agregasi tersebut yang menyebabkan secara morfologi kristal
29
nanoselulosa dalam penampang berukuran mikro. Jika dilihat dari morfologinya nanoselulosa yang diperoleh berbentuk nanoselulosa kristal.
Gambar 12. Autohidrolisis Bleaching Hornifikasi perbesaran 20.000 X (a) Autohidrolisis Bleaching Hornifikasi perbesaran 40.000 X (b) Autohidrolisis Bleaching perbesaran 20.000 X (c) Autohidrolisis Bleaching perbesaran 40.000 X (d) Hidrolisis Bleaching perbesaran 20.000 X (e) Hidrolisis Bleaching perbesaran 40.000 X (f)
a b
c d
e f
Gambar 13. Pulp Bleaching Hornifikasi perbesaran 100x (a) Pulp Bleaching Hornifikasi perbesaran 2000x (b) Pulp Bleaching perbesaran 100x (c) Pulp Bleaching perbesaran 2000x (d) Pulp perbesarran 100x (e) Pulp perbesaran 200x (f)
a b
c d
e f
31
Analisis EDS dilakukan pada sampel pulp, pulp bleaching, pulp bleaching hornifikasi, hidrolsis bleaching, autohidrolisis bleaching, dan autohidrolisis bleaching hornifikasi. Pengujian EDS ini bertujuan untuk mengetahui komposisi dasar dari serat. Serat mengandung bahan lignoselulosa, selulosa, hemiselulosa, lignin, ekstraktif, dan abu (Rattanachomsri et al. 2009). C dan O sebagai komponen elemen utama pada serat. Si dan K adalah komponen anorganik pada serat. Ca merupakan penyusun senyawa kalsium karbonat. Hal ini dinyatakan oleh Girones et al. (2010).
Pada Gambar 14 menunjukkan spektrokopis yang terjadi pada setiap sampel. Data komposisi menunjukkan bahwa adanya perbedaan persen atom C dan K pada pulp sebelum dan sesudah diberi perlakuan. Persen atom C dan K akan semakin menurun setelah pulp diberi perlakuan. Namun persen atom O dan K semakin tinggi pada pulp sebelum diberi perlakuan. Tidak terlihat unsur Si pada data yang dihasilkan. Hal ini menunjukan bahwa perlakuan bleaching, hornifikasi, hidrolisis, dan autohidrolisis mampu mengurangi komponen anorganik pada serat.
Gambar14. EDS (a) Pulp (b) Pulp Bleaching (c) Pulp Bleaching Hornifikasi (d) Hidrolisis Bleaching (e) Autohidrolisis Bleaching (f) Autohidrolisis Bleaching Hornifikasi
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 keV
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 keV
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 keV
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 keV
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 keV
0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 keV
33
Analisis Ukuran Partikel (Particle Size Analysis)
Pengujian Particle Size Analysis (PSA) dilakukan dengan menggunakan alat Nanoplus-3 dari Particulate System USA dan ukuran yang ditunjukkan dari hasil pengujian merupakan ukuran partikel secara hidrodinamik (hydrodynamic size). Ada pun hasil dari setelah dilakukan pengukuran partikel pada serat belaching hornifikasi yang sudah diberi perlakuan kombinasi hidrolisis asam, ultrasonikasi, dan autoclaf yaitu 82,7 nm, maka dapat dikategorikan sebagai nanoselulosa sesuai dengan pernyataan Subyakto et al. (2009) bahwa nanselulosa merupakan selulosa yang diameternya berukuran nano (1-100 nm). Hal ini dipengaruhi oleh adanya perlakuan hidrolisis asam pada serat yang mempengaruhi kehancuran struktur serat.
Pada saat proses hidrolisis asam bagian amorf dari selulosa terputus dan melepaskan daerah kristal berbentuk nanopartikel. Demikian hal ini dikemukakan Fahma et al. (2010). Dan juga dipengaruhi dari adanya perlakuan hornfikasi yang dapat memperkecil volume pori-pori pada serat. Hal ini dinyatakan dalam penelitian Diniz et al. (2004). Kemudian pengujian PSA mikro dilakukan pada hidrolisis bleaching dan autohidrolisis bleaching dalam bentuk serbuk dengan menggunakan alat PSA-Mikro merk CILAS 1190 Liquid. Pengujian ini dilakukan untuk melihat hasil dari metode yang digunakan yang lebih signifikan untuk memperoleh nanoselulosa. Hasil yang didapat pada hidrolisis bleaching mikro adalah 48,36 μm dan pada autohidolisis bleaching mikro adalah 36,62 μm.
Analisis Fourier Transform Infra Red (FTIR)
Pembuatan nanoselulosa dari serat E. pellita dilakukan dengan perpaduan kombinasi perlakuan kimia dan mekanis. Serbuk nanoselulosa yang dihasilkan dikarakterisasi guna mengetahui gugus fungsional dari serat E. pellia dan nanoselulosa, serta perubahannya setelah perlakuan diberikan. Hasil pengamatan spektroskopi inframerah menggunakan FTIR dapat dilihat dalam Gambar 15.
Gambar 15. Spektrum FTIR Atohidrolisis Bleaching Hornifikasi, Atohidrolisis Bleaching, Hidrolisis Bleaching, Pulp Bleaching Hornifikasi, Pulp Bleaching, dan Pulp
35
Analisis dilakukan pada sampel pupl, pulp bleaching, bleaching hidrolisis, bleaching autohidrolisis, dan bleaching hornifikasi autohidrolisis.
Spektrofotometer inframerah dapat digunakan untuk mengidentifikasi gugus dari suatu senyawa. Parameter kuantitatif pada spektrofotometer inframerah adalah bilangan gelombang, dimana muncul akibat adanya serapan oleh gugus fungsi yang khas dari suatu senyawa. Setiap sampel yang dianalisis terlihat gugus fungsi kimia merupakan representasi dari gugus OH.
Pada puncak sekitar 3842-3394 cm-1yang terdapat pada semua sampel yang sudah diberi perlakuan hidrolisis asam merupakan representasi dari gugus OH dan pada puncak sekitar 2916-2901 cm-1 pada sampel autohidrolisis bleaching hornifikasi, autohidrolisis bleaching, dan hidrolisis bleaching menunjukkan representasi dari deformasi akibat H2O yang menyebabkan penyerapan air.
Kedua puncak tersebut menggambarkan adanya ikatan hidrogen dan bending gugus hidroksil pada struktur selulosa sebagai indikasi bahwa komponen
selulosa tidak hilang selama perlakuan kimia (Johar et al. 2012).
Perubahan puncak terlihat pada sampel autohidrolisis bleaching hornifikasi pada Gambar 15, ada dua gelombang yang berubah, adanya puncak gelombang yang sama pada sampel autohidrolisis bleaching dengan hidrolisis bleaching 2731 cm-1 namun pada autohidrolisis bleaching hornifikasi menghilngnya puncak gelombang tersebut dan terlihat penurunan puncak 1651 cm-1 menjadi 1636 cm-1 pada autohidrolisis bleaching hornifikasi. Terlihat senyawa murni pada gelombang yang berubah dikarenakan terjadinya pemurnian berulang pada autohidrolisis bleaching hornifikasi. Perlakuan hornifikasi yaitu pengeringan dan perendaman pada serat secara berulang. Demikian hal ini
dikemukakan (G. Jayme, 1958 dalam Minor , 1994) bahwa hornifikasi adalah perlakuan pengeringan dan perendaman terhadap selulosa secara berulang sehingga mengurangi tingkat kemampuan serat mengembang ketika direndam dengan air.
Pada puncak 895, 725, 710, 663, 509, 540 cm-1 pada sampel yang tidak diberi perlakuan hidrolisis asam, perubahan tersebut terjadi karena terdegradasinya kandungan lignin, dan hemiselulosa pada serat E. pellita dengan setiap perlakuan. Sebelum diberi perlakuan bleaching dan hornifikasi besarnya absorbansi gugus karbon (C-H) pada titik 1599 cm-1 dan setelah proses bleaching dan hornifikasi menjadi 1636 cm-1. Pertambahan gugus karbon tersebut menunjukkan bahwa nanoselulosa mengalami degradasi karena pengaruh proses bleaching dan hornifikasi. Perubahan dari setiap puncak gugus karbon dipengaruhi oleh perubahan yang terjadi pada kandungan lignin, selulosa dan hemiselulosa. Demikian hal ini disampaikan pada penelitian Solikhin et al. (2016) bahwa perubahan puncak pada setiap perlakuan serat disebabkan terjadinya peregangan getaran selulosa, hemiselulosa dan lignin serta terjadinya deformasi C-H dari selulosa dan lignin.
Analisis X-RAY DIFFRACTOMETER
Karakterisasi selulosa juga dilakukan dengan menggunakan analisis XRD.
Analisis XRD bertujuan untuk mengetahui kristalinitas dari nanokristal selulosa.
Proses analisis dilakukan dengan memasukan sampel ke dalam holder almunium yang kemudian diletakan pada XRD-7000 X-RAY DIFFRACTOMETER Maxima-X Shimadzu seperti pada Gambar 16.
37
Gambar 16. Proses Analisis XRD
Sampel yang sudah di dalam holder almunium akan ditembus dengan sudut Mikro Fibril Angel (MFA) dan kemudian ICR (daerah kristalinitas) akan terlihat pada data yang dihasilkan. Analisis ini akan memberikan hasil puncak-puncak dengan intensitas hamburan sinar-x untuk sudut tertentu dan memberi jarak antar bidang hamburan dan fasa kristal (Frida et al. 2013).
Tabel 2. Ukuran Kristalinitas Nanokristal Selulosa
Sampel Kristanilitas (%)
Pulp 58.13
Pulp Bleaching 59.84
Pulp Bleaching Hornifikasi 59.12
Hidrolisis Bleaching 52.94
Autohidrolisis Bleaching 48.57
Autohidrolisis Bleaching Hornifikasi 46.96
Adanya perubahan puncak kristal pada saat pengujian dilakukan menunjukkan nilai kristanilitas dari nanoselulosa serat E. pellita dapat dilihat pada
Gambar 17. Bila ukuran atom kristal semakin kecil menyatakan bahwa struktur semakin kristal demikian ditunjukkan oleh tingginya nilai kristalinitasnya.
Hasil yang didapat pada pengujian ukuran kristanilitasnya terlihat cenderung berkurang sedikit dari sampel yang telah diberi perlakuan hidrolisis asam dengan yang tidak dihidrolisis asam (Tabel 2).
Gambar 17. Difaktogram XRD
Penurunan nilai kristanilitas diduga karena penggunaan waktu yang lama pada saat proses hidrolisis asam sehingga dapat merusak bagian kristal selulosa juga. Perlakuan hidrolisis asam dapat menembus kebagian daerah amorf selulosa sehingga menyebabkan terjadinya pembelahan hidrolitik ikatan glikosidik dan melepaskan kristal (Li et al. 2009). Namun waktu dari hidrolisis asam dapat mempengaruhi bagian kristal selulosa sehingga menyebabkan penurunan
nilai kristalinitasnya. Demikian hal ini dinyatakan pada penelitian (Fahma et al. 2010 ; Neto et al. 2013).
Analisis Differential Scanning Calorimetry (DSC)
Teknik thermoanalitycal digunakan untuk mengetahui perbedaan jumlah panas yang diperlukan untuk meningkatkan suhu sampel dan referensi diukur
10 20 30 40
Intensity (counts)
Sudut pindai 2 Ө
autohidrolisis bleaching hornifikasi autohidrolisis bleaching hidrolisis bleaching pulp bleaching hornifikasi
pulp bleaching pulp
39
sebagai fungsi temperatur. Fatah et al. (2014) menyatakan bahwa DSC merupakan suatu teknik yang digunakan untuk menentukan temperatur dari transformasi material dengan mengkuantisasi panasnya. Data yang dihasilkan menunjukkan aliran panas ke sampel minus aliran panas ke reference terhadap waktu atau temperatur. Pengujian ini dapat mengetahui data karakteristik termal nanokristal selulosa yang terdiri dari nilai transisi gelas (0C) , titik leleh (0C) dan juga delta H (J/g) (Tabel 3).
Tabel 3. Karakteristik Termal Nanokristal Selulosa
Sampel Transisi Gelas
Pulp Bleaching Hornifikasi 117.00 70.14 160.7570
Hidrolisis Bleaching 120.78 75.93 180.9111
Autohidrolisis Bleaching 126.89 72.68 124.9397
Autohidrolisis Bleaching Hornifikasi 345.84 69.93 23.4397
Tabel 3 memperlihatkan, bahwa pada puncak endoterm pertama pada pulp yang belum diberi perlakuan hidrolisis asam adalah 97,87 0C dan meningkat pada nilai transisi gelas pulp bleaching 111,42 0C dan semakin meningkat dikarenakan adanya transisi pada setiap sampel yang diuji. Delta H menunjukkan perubahan kalor yang terjadi selama proses penerimaan dan pelepasan kalor.
Dengan adanya perlakuan hornifikasi pada sampel nanokristal selulosa yang menggunakan metode kombinasi hidrolisis asam, ultrasonikasi dan autoclaf perubahan kalor yang terjadi semakin kecil.
Analisa Degradasi Termal
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui penurunan massa dan berat dikarenakan adanya peningkatan suhu pada sampel. Dari Gambar 18, menunjukkan termogram TGA nanokristalin selulosa E. pellita. Proses pemanasan yang dilakukan pada metode ini mengakibatkan terjadinya perubahan struktur sehingga ada perubahan dalam kapasitas termal. Terlihat perbedaan grafik pada temogram TGA autohidrolisis bleaching hornifikasi dengan yang lainnya.
Perubahan berat awal yang menandakan nanokristal selulosa mulai terdekomposisi pada suhu sekitar 50-160 0C.
Penghilangan berat merupakan fungsi temperatur. Serat mulai mengalami kerusakan pada suhu 200 0C yang mengakibatkan terjadinya perubahan berat.
Pada tahap ini terjadi proses kehancuran, komponen didalam serat mengalami pemecahan rantai karbon yang diikuti dengan keluarnya zat volatil seperti karbondioksida, hidrokarbon dan gas hidrogen. Demikian hal ini dikemukakan Onggo et al. (2005). Serat terdegradasi diawal oleh komponen hemiselulosa, lignin kemudian selulosa. Komponen yang memiliki berat lebih rendah lebih mudah terdegradasi terlebih dahulu.
Gambar 18. Termogram TGA Pulp Bleaching Hornifikasi
Autohidrolisis Bleaching
Gambar 18. Termogram TGA Pulp
Pulp Bleaching Hornifikasi
Autohidrolisis Bleaching
41
Pulp Bleaching
Hidrolisis Bleaching
Autohidrolisis Bleaching Hornifikasi