PENDAHULUAN
Latar Belakang
Polimer merupakan makromolekul yang tersusun ata unit ulang kimia yang kecil, sederhana, dan terikat oleh ikatan kovalen (…). Percobaan kali ini menggunakan salah satu jenis polimer berupa nilon-6. Nilon adalah polimer jenis termoplastik bahan halus, yang termasuk senyawa poliamida karena memiliki gugs amida pada tiap unit ulangnya (…). Nilon dapat digolongkan menjadi nilon aromatik dan nilon linear. Nilon aromatik adalah nilon yang memiliki gugus aromatik pada unit ulangnya, misal nilon-6.6 dan nilon linear memiliki unit ulang yang tersusun dari rantai lurus, misalnya nilon-6 (…). Nilon memiliki sifat mekanik yang unggul dan daya tahan yang baik serta ketahanan tinggi terhadap pH yang ekstrim. Nilon-6 memiliki enam atom karbon pada setiap unit ulangnya (…).
Gambar 1 Struktur polimer nilon-6.
Nilon-6 adalah produk polimerisasi senyawa kaprolaktam yang diproduksi melalui dua tahap, dengan melibatkan zat-zat kimia yang sangat agresif, misal asam sulfat, oleum, dan hidroksilamun sulfat. Melalui urutan reaksi dengan metode tersebut, dihasilkan amoniumsulfat sebagai produk samping yang menimbulkan konsekuensi biaya tinggi untuk pengolahannya (…). Dari benang nilon-6 yang ada, dibentuk suatu membran. Membran adalah lapisan semipermeabel berupa padatan polimer tipis yang menahan pergerakan bahan tertentu (…). Kinerja membran yang baik pada umumnya ditentukan oleh besarnya permeabilitas dan selektivitas membran terhadap materi yang dipisahkan. Nilai fluks dan rejeksi membran dapat digunakan untuk mengukur besaran permeabilitas dan selektifitas membran (…).
Percobaan kali ini untuk membuat suatu membran dengan bahan dasar nilon-6. Membran yang terbentuk diukur kinerjanya berdasarkan nilai fluks. Fluks adalah aliran fluida yang melewati membran dan nilainya dipengaruhi oleh tekanan transmembran, kecepatan alir dan konsentrasi larutan (…). Semakin banyak volume umpan yang terjadi, maka menunjukkan nilai fluks yang besar karena volume permeat atau volume umpan sebanding dengan nilai fluks yang diperoleh (…). Nilai fluks dapar ditentukan berdasarkan persamaan Mulder (…).
Tujuan Percobaan
Percobaan ini bertujuan untuk membuat suatu membrane dari bahan nilon-6 dan menentukan nilai fluks dari membran yang diperoleh.
METODE PERCOBAAN
Alat dan Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan kali ini, antara lain beang nilon-6, HCl 22.5%, dan akuades. Sedangkan, alat-alat yang digunakan, yaitu pengaduk, pelat kaca, alat pengukur fluks listrik, dan bak plastik.
Prosedur Percobaan
Pembuatan membran nilon-6 dilakukan dilakukan menggunakan bahan dasar berupa benang nilon-6. Benang tersebut digunting lalu ditimbang sebanyak 1.5; 2.0; dan 2.5 gram dan dimasukkan ke gelas piala. Larutan HCl 22.5% dimasukkan ke dalam tiga gelas piala yang telah berisi benang nilon tersebut dan aduk hingga membentuk pasta. Setelah itu, pasta yang telah terbentuk, dituangkan ke pelat kaca dan diratakan menggunakan pengaduk, kemudian ditunggu hingga benar-benar mengering. Setelah kering, pelat kaca tersebut dimasukkan ke dalam gelas piala besar yang berisi air. Pelat kaca diletakkan dengan membentuk sudut sekitar 60˚ terhadap permukaan air, dan ditunggu hingga membran nilon terlepas dan mengambang di permukaan. Membran nilon yang telah terbentuk, dicucui dengan air mengalir dan direndam beberapa hari. Perlakuan tersebut dilakukan dua kali, yaitu untuk membuat membran satu lapisan dan dua lapisan.
Setelah perendaman, dilakukan pengukuran nilai fluks dari membran yang telah dibuat tersebut. Langkah awal yang dilakukan adalah memotong membran nilon sebesar 17.5 × 3.5 cm. Potongan membran dimasukkan ke dalam modul dan dialiri air melalui selang pengalir umpan, rentetat, permeat, dan selang pengatur tekanan. Variasi tekanan yang digunakan adalah 0.3447 dan 0.4826 bar. Kemudian, nilai fluks setiap membrane dapat diukur dengan fungsi waktu hingga mencapai kondisi tunak.
HASIL DATA DAN PEMBAHASAN
Tabel 1 Data hasil pengukuran nilai fluks tiap membranlapisa
n bobot nilon permukaan Luas waktu volume fluks
(g) (cm2) (menit) (ml) (ml/cm 2 menit) 1 1.5 16 × 2.3 0.5 3.00 0.1630 1.5 16 × 2.3 1.0 3.00 0.0815 1.5 16 × 2.3 1.5 2.80 0.0507 1.5 16 × 2.3 2.0 2.40 0.0326 1.5 16 × 2.3 2.5 2.40 0.0261 1.5 16 × 2.3 3.0 2.40 0.0217 1.5 16 × 2.3 3.5 2.00 0.0155 1.5 16 × 2.3 4.0 2.25 0.0153 1.5 16 × 2.3 4.5 2.40 0.0145
Rerata nilai fluks 0.0468 1 2.0 16 × 2.3 0.5 1.20 0.0652 2.0 16 × 2.3 1.0 1.80 0.0489 2.0 16 × 2.3 1.5 2.60 0.0471 2.0 16 × 2.3 2.0 2.00 0.0272 2.0 16 × 2.3 2.5 1.40 0.0152 2.0 16 × 2.3 3.0 1.20 0.0109 2.0 16 × 2.3 3.5 1.10 0.0085 2.0 16 × 2.3 4.0 1.10 0.0075
Rerata nilai fluks 0.0288
2 2.0 16 × 2.3 0.5 6.60 0.3587 2.0 16 × 2.3 1.0 6.60 0.1793 2.0 16 × 2.3 1.5 5.90 0.1069 2.0 16 × 2.3 2.0 5.70 0.0774 2.0 16 × 2.3 2.5 5.00 0.0543 2.0 16 × 2.3 3.0 4.70 0.0426 2.0 16 × 2.3 3.5 5.00 0.0388 2.0 16 × 2.3 4.0 3.80 0.0258
Rerata nilai fluks 0.1105
1 2.5 16 × 2.3 0.5 43.00 2.3369 2.5 16 × 2.3 1.0 40.00 1.0869 2.5 16 × 2.3 1.5 38.00 0.6884 2.5 16 × 2.3 2.0 33.00 0.4485 2.5 16 × 2.3 2.5 34.00 0.3696 2.5 16 × 2.3 3.0 32.00 0.2898 2.5 16 × 2.3 3.5 31.00 0.2407 2.5 16 × 2.3 4.0 29.00 0.1970
Rerata nilai fluks 0.7072
Percobaan kali ini bertujuan untuk mengetahui cara pembuatan membran dari suatu polimer dan mengetahui kefektifan suatu membrane berdasarkan nilai fluksnya. Nilai fluks dapat dijadikan sebagai kemampuan membran untuk menahan adanya aliran, sehingga tidak banyak bahan yang menembus membran. Semakin sedikit bahan yang dapat menembus membran tersebut, maka semakin baik dan tinggi nilai kefektifannya (…). Salah satu faktor yang mempengaruhi kinerja membran adalah sifat hidrofilitas membran. Membran dengan permukaan yang bersifat hidrofil akan memiliki permeabilitas yang lebih baik (…). Perendaman membran dalam air suling, bertujuan untuk meningkatkan hidrofilitas dari membran. Selain itu, perendaman dilakukan juga untuk menghilangkan sisa pelarut yang masih terdapat pada membran. Pelarut yang digunakan dalam percobaan kali ini adalah HCl 22.5%. Hal lain yang mempengaruhi kekuatan mekanik suatu membran adalah adanya interaksi molekul melalui ikatan hidrogen antara gugus-gugus amida (…).
Berdasarkan percobaan, dapat diketahui bahwa membran dibuat dengan memvariasikan bobot nilon-6 yang digunakan, yaitu sebesar 1.5, 2.0, dan 2.5 gram. Pembuatan membran, juga dilakukan dengan perlakuan yang berbeda, yaitu dengan memvariasikan lapisan yang dibuat
dengan bobot nilon yang sama. Pengukuran nilai fluks pada bobot nilon 1.5 gram dengan menggunakan satu lapis membran, diperoleh rerata fluks sebesar 0.0468 ml/cm2 menit.
Pengukuran nilai fluks dilakukan hingga mencapai keadaan tunak atau steady state yaitu hingga volume permeat atau volume air yang melewati membrannya konstan. Nilai fluks sebesar 0.0468 ml/cm2 menit menyatakan bahwa terdapat air sebanyal 0.0468 ml yang meresap di tiap 1 cm2
permukaan membran selama 1 detik.
Selain itu, rerata nilai fluks membran yang diperoleh dari bobot nilon sebesar 2.0 g adalah 0.0288 ml/cm2 menit untuk yang satu lapis, dan untuk membran yang dibuat dengan dua lapis
yaitu sebesar 0.1105 ml/cm2 menit. Nilai fluks berhubungan dengan konsentrasi dari bahan yang
digunakan. Makin besar konsentrasi maka akan terjadi penurunan niali fluks (…). Konsentrasi dapat pula ditinjau dari bobot bahan yang digunakan. Seharusnya, makin besar bobot nilon yang digunakan sebagai bahan dasar pembuatan membran, maka akan terjadi penurunan nilai fluks yang besar pula. Pada membran dengan bobot nilon yang besar, terlebih bila dibuat menjadi dua lapis maka membrane tersebut seharusnya memiliki daya serap yang lebih maksimal. Namun berdasarkan hasil percobaan terjadi kesalahan karena pada bobot nilon 2.0 g dan dibuat menjadi 1 dan 2 lapisan membrane, maka membrane dengan 2 lapisan memiliki nilai fluks lebih tinggi dibandingkan membrane dengan 1 lapisan.
SIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA
Agusnar H. 2004. Penentuan derajat kristalinitas larutan kitin dengan variasi waktu penyimpanan menggunakan difraksi sinar-X(XRD). [skripsi]. Medan : USU.
Azizah U. 2004. Polimer. Sukarmin, editor. Jakarta: Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan. Hosier IL, Vaughan AS, Mitchell GR, Siripitayananon J, Davis FJ. 2004. Polymer Chemistry.
Harwood, Moody, editor. New York : Oxford University Press
Ratna. 2010. Definisi plastik [terhubung berkala] http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_xi/definisi-plastik/ [ 20 Apr 2011].
Richard WB. 1996. Membrane Technology and Application. 2nd Ed. John Willey & Sons. Siswono. 2001. Residu Styrofoam Semakin Berbahaya bagi Kesehatan. Jakarta: Kompas.
Siregar AS. 2009. Pencirian dan biodegradasi polipaduan (styrofoam-pati)dengan poliasamlaktat sebagai bahan kompatimbel. [skripsi]. Bogor : IPB
Stevens MP. 2001. Kimia Polimer. Sopyan I, penerjemah. Jakarta: PT Pradnya Paramita. Terjemahan dari: Polymer Chemistry: An Introduction.
Thole. 2010. Styrofoam membantu apa merusak [terhubung berkala] http://xteknologi.blogspot.com/2010/08/styrofoam-membantu-atau-merusak.html [20 Apr 2011].
