TINJAUAN PUSTAKA
2.4 Tekstil Selulosa Antimikroba Permanen
Bahan tekstil antimikroba dewasa ini semakin diperlukan terutama untuk pakaian dalam dan kaus kaki yang sangat rentan terpapar dan bahkan menjadi media hidup mikroba, bakteri dan jamur (Gokarneshan dkk, 2017). Pengolahan bahan tekstil antimikroba yang sekarang umumnya menggunakan pengisi logam nanopartikel berbasis perak (Ag) maupun Ag/Cu (Filipowska dkk, 2011). Bahan pengisi nanopartikel antimikroba logam tersebut dicampurkan homogen dalam matriks rayon dan dibentuk menjadi benang dengan proses mikrospinning (Paszkiewicz dkk, 2016). Terdapat pula grafting serat kapas dengan menggunakan monomer (3-acrylamidopropyl trimethylammonium chloride) berupa kelompok ammonium kuartener yang dapat menurunkan 98 % perkembangan
Staphylococcus aureus dan 48,74% Escherichia coli dalam waktu 30 menit.
Setelah klorinasi menggunakan natrium hipoklorit, serat kapas yang telah digrafting tersebut yang berisi N-halamine dan ammonium kuartener dapat menonaktifkan perkembangan Staphylococcus aureus dan Escherichia coli sebanyak 100% dalam waktu 5 menit waktu kontak.
Hasan (2015) telah melapisi serat wool dengan senyawa antimikroba golongan ammonium kuarterner: [2-(akriloiloksi)etil] trimetilammonium klorida (AETAC) dan polimer bioaktif kitosan untuk menghasilkan serat tekstil antimikroba. Sifat antimikroba serat wool-terlapisi-polimer bioaktif tersebut diuji terhadap bakteri Gram-positif dan Gram-negatif, Staphylococcus aureus dan Klebsiella pneumoniae serta terhadap jamur Aspergillus fumigatus. Sifat antimikroba dari serat tekstil tersebut cukup efektif, namun bila dimanfaatkan dalam kontak dengan media ekstraktif, nanopartikel maupun pelapis antimikroba tersebut dapat tercuci dan bahkan dapat menyebabkan kontaminasi ke dalam media. Bahan tekstil selulosa antimikroba permanen adalah bahan tekstil selulosa termodifikasi kimia dengan senyawa antimikroba bergugus fungsi aktif atau terpolimerkan (Shaikh dkk, 2012).
Dalam penelitian ini serat selulosa kapas dimodifikasi kimia dengan senyawa antimikroba [2-(akriloiloksi)etil] trimetilammonium klorida (AETAC) dalam reaktor modifikasi pelarut toluen dan dengan bantuan anhidrida maleat dan ammonium persulfat sebagai komonomer dan inisiator.
2.5 Grafting
Modifikasi kimia pada selulosa dan turunannya dengan metode grafting kopolimerisasi menarik karena dalam prosesnya hanya mengubah sedikit sifat molekul komonomer dari sifat asli polimernya. Ada beberapa cara untuk memodifikasi sifat-sifat polimer, yaitu : blending, curing, drafting dan derivatisasi. Blending adalah campuran fisik dari dua atau lebih polimer untuk memperoleh sifat yang diperlukan. Dalam proses curing, polimerisasi campuran oligomer membentuk lapisan yang melekat pada substrat oleh kekuatan fisik dimana monomer terikat secara kovalen dan dipolimerisasi ke dalam rantai polimer. Proses pencangkokan dapat memakan waktu beberapa menit, beberapa
jam atau bahkan berhari-hari untuk diselesaikan, sedangkan proses curing sangat cepat dan terjadi dalam sepersekian detik. Dalam derivatisasi, molekul-molekul sederhana disubtitusi dengan gugus reaktif polimer (Tosh dkk, 2014).
Terdapat beberapa jenis grafting dalam metode modifikasi polimer diantaranya : grafting ionik, grafting melalui polimerisasi hidup, polimerisasi dengan membuka cincin, grafting dengan teknik radiasi, grafting fotokimia dan grafting enzimatis. Jenis-jenis grafting tersebut akan dijabarkan pada poin-poin dibawah ini :
a. Grafting ionik
Grafting juga dapat dilakukan dengan metoda ionik. Sebagai salah satu contoh, suspensi logam alkali dalam cairan basa Lewis, senyawa organologam dan natrium naftalenida dapat berfungsi menjadi pemrakarsa dalam metoda ini. Alkil aluminium (R3Al) dan polimer backbone dalam bentuk halida (ACl) berinteraksi membentuk ion karbonium di sepanjang rantai polimer, yang mengarah pada kopolimerisasi. Reaksi berlangsung melalui mekanisme kationik.
BF3 juga dapat digunakan sebagai katalis kationik. Pada timah-bis (2-etil heksanoat) [Sn(Okt)2] sebagai inisiator, ε-kaprolakton dan metil metakrilat dapat digraftingkan ke selulosa dan selulosa asetat.
Mekanisme polimerisasi ketika timah-bis (2-etil heksanoat) digunakan sebagai inisiator masih diragukan. Mekanisme yang paling sesuai adalah mekanisme penyisipan koordinasi di mana kelompok hidroksil diperkirakan berkoordinasi dengan Sn(Okt)2, membentuk kompleks timah alkoksida.
b. Grafting melalui polimerisasi hidup
Dalam beberapa tahun terakhir, metode 'polimerisasi hidup' atau grafting through living polymerization telah dikembangkan untuk memberikan potensi reaksi grafting. Definisi polimer hidup adalah
‘yang mempertahankan kemampuan mereka untuk merambat dalam waktu yang lama dan tumbuh ke ukuran maksimum yang diinginkan sementara tingkat pemutusan atau transfer rantai masih dapat diabaikan. Polimerisasi radikal bebas terkontrol menggabungkan fitur
polimerisasi radikal bebas dan ionik konvensional. Polimerisasi radikal bebas konvensional memerlukan inisiasi terus-menerus, dengan penghentian radikal rantai yang tumbuh dalam reaksi penggandengan atau disproporsionasi, dan sebagai hasilnya mengarah pada polimer yang tidak reaktif ('mati') dan pada dasarnya derajat polimerisasi yang tidak berubah waktu dan distribusi berat molekul yang luas. Dalam hal polimerisasi hidup, akan dihasilkan polimer hidup dengan berat molekul yang diatur serta polydispersity rendah.
Polimerisasi radikal bebas yang terkontrol mungkin efektif melalui polimerisasi radikal transfer atom (ATRP). Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa penelitian telah muncul melaporkan grafting selulosa terkontrol menggunakan ATRP. Pertama, okulasi dapat dilakukan dalam sistem heterogen, yaitu pada permukaan serat selulosa atau partikel, menghasilkan selulosa yang dimodifikasi permukaannya, yang dapat digunakan, misalnya, sebagai pengisi dalam komposit polimer yang tepat. Dengan demikian serat selulosa (kertas saring) pada langkah pertama yang diasilasi dengan 2-bromoisoburyril bromida, memberikan serat yang terikat secara kimia, yang selanjutnya digunakan untuk grafting ATRP dari metil akrilat dengan merendam kertas saring yang dimodifikasi ke dalam campuran reaksi yang mengandung metil akrilat, Cu(I)Br, tris-2-(dimethyl amino) ethylamine (Me6-TREN), inisiator yang digunakan dan etil asetat. Selanjutnya, serat-serat ini dengan kuas poli metil akrilat (MA) digunakan sebagai makroinator dari ATRP 2-hidroksi etil metakrilat (HEMA. Juga dilaporkan bahwa, bubuk selulosa dapat terasilasi permukaannya dengan asam kloroasetat klorida dan gugus kloroasetil kemudian digunakan sebagai tempat awal untuk pencangkokan ATRP dari grafena stirena, MMA, metakrilamida atau 4-akrilloil morfolin.
Selulosa diasetat juga diasilasi dengan 2-bromoisobutyryl bromide atau dichloro acetyl chloride dengan adanya triethylamine dan 4- (dimethylamino) pyridine untuk grafting kopolimerisasi ATRP dari MMA, styrene dan butyl acrylate di bawah bubuk CuCl, CuCl, CuCl2,
katalis hexamethyl triethylene tetraamine, pentamethyl diethylene triamine.
c. Polimerisasi dengan membuka cincin atau ROP
Ring-opening polimerization (ROP) adalah teknik yang sudah cukup baik untuk mempolimerisasi monomer siklik seperti lakton dan laktida.
Alkohol (atau gugus hidroksil) umumnya digunakan sebagai inisiator untuk ROP yang membuatnya sangat menarik untuk memanfaatkan ROP monomer siklik untuk modifikasi polimer turunan selulosa atau selulosa. ROP terjadi melalui mekanisme yang berbeda tergantung pada monomer, inisiator dan sistem katalitik yang digunakan. Tin-bis- (2-ethyl hexanoate) [Sn(Oct)2] adalah katalis yang biasa digunakan untuk polimerisasi monomer seperti ε-kaprolakton, lacide dan p-dioxanone. Beberapa mekanisme yang berbeda telah dihipotesiskan untuk sistem ini, tetapi mekanisme yang paling umum diterima untuk inisiasi adalah bahwa, Sn(Oct)2 diubah menjadi timah alkoksida, inisiator yang sebenarnya, melalui reaksi dengan alkohol yaitu mekanisme “koordinasi-penyisipan”.
Sn(Oct)2 + R-OH Oct-Sn-OR + OctH Oct-Sn-OR + ROH Sn(OR)2 + OctH d. Grafting dengan teknik radiasi
Iradiasi makromolekul dapat menyebabkan pembelahan homolitik dan dengan demikian membentuk radikal bebas pada polimer. Dalam teknik radiasi, kehadiran inisiator tidak penting. Jika iradiasi dilakukan di udara, peroksida dapat dibentuk polimer. Jangka waktu adanya radikal bebas tergantung pada polimer backbone. Hasil grafting terbagi dalam tiga cara berbeda yaitu : (a) pra-iradiasi, (b) peroksidasi dan (c) teknik iradiasi bersama. Dalam teknik pra-iradiasi, backbone polimer pertama kali disinari dalam ruang hampa atau dengan adanya gas inert untuk membentuk radikal bebas. Substrat polimer iradiasi kemudian diperlakukan dengan monomer dalam bentuk uap cair atau sebagai larutan dalam pelarut yang sesuai. Dalam metode pencangkokan peroksidasi, polimer batang dikenakan iradiasi energi tinggi dengan
adanya udara atau oksigen untuk membentuk hidroperoksida atau diperoksida, tergantung pada sifat polimer backbone dan kondisi iradiasi. Produk peroksida yang stabil kemudian diperlakukan dengan monomer pada suhu tinggi, dimana peroksida mengalami dekomposisi menjadi radikal, yang kemudian memulai grafting. Keuntungan dari teknik ini adalah bahwa produk peroksi menengah dapat disimpan untuk waktu yang lama sebelum melakukan okulasi. Di sisi lain, dengan teknik iradiasi timbal balik, polimer dan monomer diiradiasi secara bersamaan, untuk membentuk radikal bebas dan penambahan selanjutnya. Karena monomer tidak diekspos dalam teknik pra-iradiasi, keuntungan yang jelas adalah metode ini relatif bebas dari pembentukan homopolimer yang terjadi dengan teknik simultan.
Namun, kelemahan yang diputuskan dari teknik pra-iradiasi adalah pemotongan polimer basa karena iradiasinya langsung, yang dapat mengakibatkan pembentukan kopolimer blok.
e. Grafting fotokimia
Ketika sebuah kromofor pada makromolekul menyerap cahaya, kromofor tersebut kembali ke keadaan tereksitasi, yang dapat berdisosiasi menjadi radikal bebas reaktif, di mana proses grafting dimulai. Jika penyerapan cahaya tidak mengarah pada pembentukan situs radikal bebas melalui pemutusan, proses ini dapat dipromosikan dengan penambahan fotosensitizer, misalnya pada benzoin etil eter, pewarna seperti Na-2,7-antrakuinon sulfonat atau akrilat azo, keton aromatik (seperti benzofenon, xanthone) atau ion logam UO22+. Itu berarti proses grafting dengan teknik fotokimia dapat dilanjutkan dalam dua cara: dengan atau tanpa sensitizer. Mekanisme tanpa sensitizer melibatkan pembentukan radikal bebas pada backbone, yang bereaksi dengan radikal bebas monomer untuk membentuk kopolimer yang digraftingkan. Di sisi lain, dalam mekanisme ‘dengan sensitizer’
sensitizer membentuk radikal bebas, yang dapat mengalami difusi sehingga mereka mengabstraksi atom hidrogen dari polimer dasar, menghasilkan situs radikal yang diperlukan untuk proses grafting.
f. Grafting enzimatis
Pencangkokan enzimatik selulosa cukup baru dan hanya terdapat beberapa penelitian di mana enzim digunakan untuk mengkatalisasi polimerisasi pembukaan cincin dari permukaan selulosa. Lipase digunakan untuk ROP ε-kaprolakton di dekat serat selulosa dalam kertas saring. Pada langkah pertama, enzim diimobilisasi pada kertas saring yang digunakan sebagai substrat, dan pada langkah kedua polimerisasi dilakukan. Ini tidak membuat grafting yang terikat secara kovalen, tetapi polikaprolakton yang terbentuk dilapisi pada permukaan selulosa.
g. Grafting radikal bebas
Untuk mendorong reaksi grafting dan menghindari homo-polimerisasi monomer, inisiator radikal sebaiknya bereaksi dengan selulosa daripada langsung bereaksi dengan monomer. Inisiator radikal dapat menjalani dua jalur berbeda, selain monomer vinil atau abstraksi hidrogen dari situs C-H lemah pada selulosa. Radikal-radikal alkoksida lebih menyukai atom-atom hidrogen abstrak dari ikatan C-H yang lemah daripada penambahan pada monomer vinil, berbeda dari radikal inisiator lainnya.
Dalam proses kimia, radikal bebas diproduksi dari inisiator dan dipindahkan ke substrat untuk bereaksi dengan monomer untuk membentuk ko-polimer cangkok. Secara umum, seseorang dapat mempertimbangkan radikal bebas dengan metode tidak langsung atau langsung.
Contoh radikal bebas yang dihasilkan oleh metode tidak langsung adalah produksi melalui reaksi redoks, yaitu : Mn+/ H2O2, persulfat.
Dapat diamati bahwa, sisi aktif dalam dekomposisi H2O2 dan kalium persulfat yang diinduksi oleh Fe2+ adalah •OH dan SO4•-. Ada berbagai pandangan mengenai aktivitas SO4•-. Awalnya terbentuk SO4•- yang
akan bereaksi dengan air membentuk •OH, kemudian menghasilkan radikal bebas pada backbone polimer. Proses grafting metil metakrilat ke serat kayu juga dapat terjadi menggunakan pasangan natrium bisulfit/kalium persulfat sebagai inisiator. Radikal sulfat (SO4•-) dibentuk sesuai dengan reaksi berikut :
SO4•- yang terbentuk bereaksi langsung dengan backbone polimer (selulosa) untuk menghasilkan radikal yang diperlukan.
Namun selama grafting monomer vinil ke wol/selulosa, •OH lebih reaktif daripada SO4•-. Penurunan grafting juga disebabkan oleh peningkatan konsentrasi inisiator dan penonaktifan radikal bebas akibat reaksi samping ketika bisulfit digunakan seperti yang ditunjukkan dalam reaksi di bawah ini:
Pada suhu 60 - 80 °C kalium persulfat dapat menghasilkan radikal KSO4• yang dapat menginduksi reaksi grafting dari etil akrilat menjadi hidroksil propil metil selulosa, asam itakonat ke serat selulosa dan asam akrilik untuk serat selulosa menggunakan epoksida menurut reaksi berikut:
Hydroperoxides dan Fe2+ terdiri dari sistem redoks penting lainnya, dengan radikal bebas yang dihasilkan oleh interaksi di antara mereka melalui dekomposisi termal. Dengan pereaksi Fenton (Fe2+ - H2O2), aktivitas sistem tersier butil hidroperoksida -Fe2+ dikaitkan dengan pembentukan radikal t-butoksi yang timbul dari satu transfer elektron antara t-butil hidroperoksida (TBHP) dan Fe2+ :
Radikal t-BuO• yang dihasilkan dapat berpartisipasi dalam reaksi abstraksi hidrogen untuk menghasilkan HO• dan radikal makro pada backbone polimer.
Dengan monomer :
Dengan polimer :
Dengan air
Ceric ammonium nitrate dengan adanya asam nitrat dapat digunakan sebagai inisiator yang efisien untuk kopolimerisasi graft dari monomer akrilik ke selulosa. Inisiasi ion ceric (IV) menawarkan keuntungan besar dari pembentukan radikal di backbone selulosa melalui proses transfer elektron tunggal untuk mempromosikan grafting monomer ke selulosa. Namun, grafting yang dimulai oleh ion ceric (IV) tergantung pada pH medium dan jenis asam yang digunakan untuk kopolimerisasi graft. Mekanisme yang diusulkan untuk proses tersebut telah dianggap berasal dari pembentukan antara kompleks logam-polimer ion celat, yaitu ion ceric diketahui membentuk kompleks dengan gugus hidroksil pada backbone polimer, yang dapat dipisahkan melalui transfer satu elektron untuk menghasilkan radikal bebas seperti pada reaksi dibawah:
Faktor-faktor yang mengendalikan reaksi grafting pada bahan selulosa meliputi sifat backbone, monomer, pelarut, inisiator, aditif, suhu dan lain-lain.
secara ringkas, faktor tersebut akan dijelaskan seperti dibawah ini : a. Sifat backbone
Karena grafting melibatkan ikatan kovalen dari monomer pada backbone polimer yang telah dibentuk sebelumnya, sifat backbone (sifat fisik dan
komposisi kimia) memainkan peran penting dalam proses. Dilaporkan bahwa, kristalinitas menurun dengan meningkatnya derajat substitusi turunan selulosa, yang mempengaruhi grafting akrilamida pada pulp kayu asetat. Ketika kristalinitas menurun, struktur kurang teratur dan memfasilitasi reaksi grafting. Ada berbagai laporan mengenai peran komposisi kimia pada proses grafting. Sebagai contoh, kehadiran lignin (fenolik -OH) dalam jerami, mempengaruhi okulasi 2-metil vinil piridin, karena lignin adalah pengikat radikal yang baik. Fenomena ini juga telah diamati pada etil akrilat yang dicangkokkan ke sistem serat sisal; serat sisal mengandung 8% lignin. Laju cangkok lebih tinggi ketika NaOH digunakan sebagai penghilang lignin, tetapi sebaliknya juga telah dilaporkan, yaitu keberadaan lignin meningkatkan hasil graft jika backbone dizonasi dan dicangkokkan menggunakan Fe2+ -H2O2 sebagai inisiator. Dalam hal itu, lignin dioksidasi dengan ozon, sebagai akibatnya gugus karboksilat terbentuk dalam struktur lignin, mendukung pembentukan radikal bebas yang mempengaruhi grafting. Fenomena ini juga telah diamati pada akrilonitril digrafting pada pulp dengan metode xantasi. Dalam kasus di mana lignin hadir dalam struktur selulosa, transfer rantai dapat terjadi ke lignin dari radikal •OH, sehingga menimbulkan radikal lignin yang kurang reaktif.
Kehadiran gugus fungsi di backbone juga mempengaruhi grafting. Styrene digrafting dengan efisiensi yang tinggi pada selulosa asetat-p-nitro benzoat. Hasil ini menunjukkan bahwa gugus nitro aromatik liontin lebih efektif dalam memperoleh kopolimer graft. Penggantian -OH oleh kelompok -SH dalam substrat selulosa meningkatkan tingkat grafting sebagai inisiasi oleh ion Ce4+ terjadi oleh abstraksi-H dari atom C yang memiliki gugus -OH.
b. Monomer
Seperti sifat backbone, reaktivitas monomer juga penting dalam proses grafting. Reaktivitas monomer tergantung pada berbagai faktor, yaitu kepolaran dan sterik, pembengkakan backbone pada monomer dan konsentrasi monomer. Perbedaan grafting vinil asetat (2,6%) dan etil
akrilat (60,8%) pada wol dapat dijelaskan pada monomer ini. Karena vinil asetat bertindak sebagai monomer penyumbang elektron, ia sangat rentan terhadap konsentrasi monomer, sedangkan etil akrilat sangat reaktif terhadap radikal bebas. Dengan demikian, persentase grafting etil akrilat lebih tinggi karena kehilangan etil akrilat pada reaksi samping minimal. Di sisi lain, karena kurang reaktif terhadap radikal, vinil asetat berkurang dalam reaksi samping. Dalam kasus pencangkokan akrilonitril, etil akrilat dan metil metakrilat ke pati, diamati bahwa, reaktivitasnya dalam urutan;
akrilonitril > etil akrilat ≈ metil metakrilat. Dalam hal ini, polietilakrilat yang dicangkokkan membentuk gel di atas butiran pati, bertindak sebagai penghalang difusi monomer ke sekitar pati. Urutan pencangkokan akrilamida tersubstitusi ke dalam selulosa asetat adalah akrilamida >
metilakrilamida > N,N dimethylacrylamide. Gugus metil dalam metilakrilamida dapat mengurangi mobilitas monomer, sehingga menekan grafting. Rendahnya grafting dengan metilakrilamida juga dapat disebabkan oleh stabilitas radikal polimer yang tersier sedangkan radikal polimer dari akrilamida adalah sekunder. Radikal sekunder lebih reaktif daripada tersier. Dengan N,N-dimetil akrilamida, dua kelompok metil memainkan peran kunci pada tingkat grafting. Karena efek sterik dari kelompok dua gugus metil, pendekatan mudah monomer ke bakcbone secara maksimal terhalang, dan dengan demikian tingkat grafting adalah yang paling sedikit. Beberapa penelitian juga mengamati fenomena ini dalam kasus akrilat tersubstitusi. Urutan okulasi pada selulosa melalui inisiasi Ce4+ adalah metil akrilat > etil akrilat > butil akrilat > metil metakrilat. Reaktivitasnya dipengaruhi oleh efek sterik dan kepolaran.
Diusulkan pula bahwa grafting bergantung pada stabilitas radikal. Radikal polimer yang terbentuk dalam kasus metil metakrilat relatif stabil, sedangkan dalam kasus metil metakrilat, yang paling reaktif, radikal polimer yang sesuai mungkin stabil.
c. Pelarut
Dalam mekanisme grafting, pelarut adalah pembawa dimana monomer diangkut ke sekitar backbone. Pilihan pelarut tergantung pada beberapa
parameter, termasuk kelarutan monomer dalam pelarut, kelarutan atau sifat swelling dari backbone, kemampuan pelarut jika lebih dari satu pelarut, pembangkitan radikal bebas dengan adanya pelarut dan lain lain.
Kelarutan monomer tergantung pada sifat pelarut dan polimernya, sebagai contohnya adalah alkohol yang digunakan sebagai pelarut dalam proses grafting styrene ke selulosa atau selulosa asetat. Hal ini karena alkohol dapat membengkakkan backbone secara efektif dan dapat melarutkan styrene sehingga monomer dapat dengan mudah berdifusi dalam struktur selulosa. Namun, tingkat grafting menurun secara progresif ketika alkohol diubah dari metanol menjadi etanol menjadi isopropanol dan menjadi t-butanol, penurunan grafting ini disebabkan oleh penurunan sifat swelling alkohol secara bertahap, yang dikenal dikuatkan oleh kekakuan dari molekul alkohol. Grafting styrene ditekan oleh penambahan air ke alkohol dalam media grafting. Meskipun selulosa asetat memiliki afinitas yang lebih besar terhadap air daripada MeOH, grafting dari campuran alkohol-air dipengaruhi oleh penurunan kelarutan styrene dalam pelarut.
d. Inisiator
Seperti dibahas sebelumnya, terlepas dari teknik radiasi, semua reaksi grafting kimia memerlukan inisiator, dan sifat, konsentrasi, kelarutan serta fungsinya perlu dipertimbangkan. Persentase grafting dapat ditingkatkan baik dengan menambah jumlah grafting (frekuensi grafting) per rantai substrat atau dengan menambah berat molekul rantai grafting pada jumlah grafting yang konstan. Jelas bahwa konsentrasi inisiator mempengaruhi jumlah grafting per rantai selulosa dan berat molekul rantai grafting. Sisi radikal dapat dibuat pada selulosa oleh beberapa logam transisi seperti Ce4+, Co3+, dan Cr6+. Jumlah sisi aktif yang dibuat pada backbone selulosa tergantung pada konsentrasi inisiator, yaitu, rasio inisiator : selulosa. Hal ini diamati dalam pencangkokan N-vinyl pyrrolidone ke selulosa dengan Co(acac)3-HClO4 sebagai inisiator, jumlah N-vinyl pyrrolidone yang digrafting dan konversi selulosa menjadi kopolimer graft pertama meningkat dengan peningkatan konsentrasi inisiator dan kemudian menurun dengan meningkatnya konsentrasi inisiator.
Efek dari berbagai inisiator redoks, yaitu. APS, KPS, dan BPO, dalam pencangkokan AAm ke etil selulosa dalam larutan dimetilsulfoksida (DMSO) / toluena telah dipelajari. Ditentukan bahwa APS adalah inisiator yang cocok untuk okulasi AAm ke etil selulosa karena tidak menyebabkan degradasi dalam rantai etil selulosa. Sekali lagi, peningkatan konsentrasi APS menyebabkan penurunan parameter pencangkokan seperti persentase pencangkokan atau hasil pencangkokan karena penghentian radikal primer, tetapi penggunaan KPS dalam reaksi yang sama meningkatkan parameter pencangkokan yang sama. Efek sebaliknya dari konsentrasi redoks inisiator APS dan KPS pada okulasi disebabkan oleh perbedaan dalam tingkat dekomposisi inisiator. Juga ditentukan bahwa BPO (benzoil peroksida) bukan inisiator yang cocok karena mengarah pada degradasi etil selulosa, dan untuk alasan itu, BPO memberikan hasil grafting dan efisiensi yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan APS dan KPS.
e. Aditif
Hasil grafting atau luasnya ko-polimerisasi graft tergantung pada adanya aditif seperti ion logam, asam, dan garam anorganik. Jadi, reaksi antara monomer dan backbone harus bersaing dengan reaksi antara monomer dan aditif. Meskipun beberapa aditif dapat meningkatkan reaksi monomer/backbone untuk menambah efisiensi grafting, namun dapat mengurangi efisiensinya jika reaksi antara monomer dan aditif dominan.
Penambahan asam dan alkali dapat mempengaruhi sifat backbone, pelarut serta inisiator, sehingga dapat mempengaruhi grafting. Sebagai contoh, ketika etil akrilat dan styrene digabung bersama pada serat sisal, keberadaan asam sulfat atau alkali mengendalikan hasil grafting.
Peningkatan kristalinitas karena perlakuan alkali akan menghasilkan pengurangan kapasitas penyerapan serat. Akibatnya, jumlah larutan monomer yang diserap serat selama proses grafting akan berkurang. Ini menjelaskan penurunan efisiensi grafting untuk serat sisal yang mengalami perlakuan alkali. Sebaliknya, ketika serat dikenai perlakuan kombinasi, fibrilasi karena pembengkakan intra kristalin oleh asam memfasilitasi penetrasi larutan NaOH selanjutnya, menghasilkan grafting yang lebih
baik pada selulosa. Selain itu, perlakuan gabungan dapat menghasilkan peningkatan urutan serat selain peningkatan daerah kristal. Efek-efek ini direfleksikan dalam sedikit penurunan hasil cangkok serat yang dikenai perlakuan kombinasi, dibandingkan dengan serat yang dikenai perlakuan
baik pada selulosa. Selain itu, perlakuan gabungan dapat menghasilkan peningkatan urutan serat selain peningkatan daerah kristal. Efek-efek ini direfleksikan dalam sedikit penurunan hasil cangkok serat yang dikenai perlakuan kombinasi, dibandingkan dengan serat yang dikenai perlakuan