pengaruh penambahan senyawa hdtms terhadap gugus fungsi

Pengaruh Penambahan Senyawa… ( Yoga Prihatna ) 98
PENGARUH PENAMBAHAN SENYAWA HDTMS
TERHADAP GUGUS FUNGSI SPANDEX
Oleh: Yoga Prihatna dan Eli Rohaeti,
Jurusan Pendidikan Kimia, FMIPA, Universitas Negeri Yogyakarta,
[email protected] ; [email protected]
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik nanopartikel perak dan
perbedaan gugus fungsi kain spandex, kain spandex+Ag0, kain spandex+HDTMS, dan
kain spandex+Ag0+HDTMS. Nanopartikel perak dipreparasi menggunakan metode
reduksi kimia terhadap larutan perak nitrat dengan adanya trinatrium sitrat, dan PVA
sebagai penstabil. Nanopartikel perak yang diperoleh kemudian dikarakterisasi dengan
spektroskopi UV-VIS. Nanopartikel perak kemudian didepositkan pada kain spandex.
Senyawa kimia sebagai agen hidrofob pada kain spandex adalah larutan HDTMS 4%
dalam etanol. Karakterisasi ATR-FTIR terhadap kain spandex sebelum dan sesudah
modifikasi untuk mengetahui perbedaan gugus fungsi. Hasil penelitian menujukkan
bahwa terbentuk nanopartikel perak yang ditunjukkan dengan adanya absorbansi pada
panjang gelombang 429 nm. Penambahan HDTMS menyebabkan munculnya gugus
fungsi –CH3 sebagai bagian dari rantai alkil HDTMS.
Kata kunci: HDTMS, nanopartikel perak, spandex, sudut kontak,
Abstract
This research aimed to know the characteristic of silver nanoparticles and to
study the difference functional groups of spandex, spandex+Ag0, spandex+HDTMS, and
spandex+Ag0+HDTMS. Silver nanoparticles was prepared using chemical reduction
method towards silver nitrate solution with the trisodium citrate, and PVA as stabilizer.
The silver nanoparticles was characterized using UV-VIS spectroscopy. Then it deposited
on spandex. The chemical compound as hydrophobic agent on spandex was HDTMS 4%
solution in ethanol. Characterization using ATR-FTIR to know the difference functional
group of spandex sample before and after modification. The results of this research
showed that absorbance of silver nanoparticles was appeared at a wavelength 429 nm.
Additional of HDTMS causes the appearance of –CH3 functional groups as a part of
HDTMS’s alkyl chain.
Keywords: contac angle, HDTMS, silver nanoparticles, spandex,
99 Jurnal Kimia Dasar Volume 6 No 3 Tahun 2017
bergulir
PENDAHULUAN
Bahan
jatuh
jika
permukaan
tekstil
yang
sering
digunakan
sebagai
bahan
untuk
membuat
pakaian
adalah
serat
hidrofob pada bahan kain, dapat
sintetis, yang salah satunya adalah
dilakukan dengan cara pelapisan
spandex. Kementerian Perindustrian
menggunakan senyawa yang bersifat
melalui
hidrofob.
laman
websitenya
tersebut dimiringkan [5].
Untuk
memperoleh
Senyawa
sifat
yang
sering
menyatakan bahwa kebutuhan serat
digunakan untuk memperoleh sifat
sintetis dalam negeri pada tahun
hidrofob adalah senyawa silan dan
2012 mencapai lebih dari 600.000
turunannya. Salah satu senyawa silan
ton dan 500.000 di antaranya dipasok
yang
dari industri dalam negeri [1].
heksadsiltrimetoksisilan
Salah satu pengembangan
dan aplikasi nanoteknologi pada
dapat
digunakan
adalah
(HDTMS)
karena memiliki rantai alkil yang
yang panang [6].
bahan tekstil adalah penggunaan
Spandex atau Lycra merupakan
nanopartikel perak sebagai bahan
serat sintetis yang bersifat elastis
antibakteri pada kain. Hal tersebut
yang terbuat dari campuran antara
dikarenakan bakteri merupakan salah
80% poliuretan dan sisanya adalah
satu penyebab kerusakan pada kain
serat lain baik itu alami maupun
[2].
sintetis
[7].
Spandex
biasa
Air merupakan tempat yang
dimanfaatkan sebagai jersey atau
baik untuk pertumbuhan bakteri [3].
juga pakaian renang. Ditinjau dari
Hal tersebut menjadi salah satu
struktur molekulnya, spandex terdiri
alasan pengembangan bahan tekstil
dari dua bagian yaitu bagian rubbery
yang bersifat hidrofob atau antikotor
(elastis) dan bagian rigid (kaku) [8].
[4].
Suatu
memiliki
permukaan dikatakan
sifat
hidrofob
Sifat
hidrofob
pada
kain
apabila
diperoleh sebagai hasil reaksi antara
permukaan tersebut ditetesi air maka
senyawa HDTMS dengan permukaan
akan terbentuk bulatan air pada
kain. Adanya reaksi kimia dapat
permukaan
menyebabkan
tersebut
dan
akan
perubahan
struktur
ataupun gugus fungsi dari kain. Oleh
Pengaruh Penambahan Senyawa… ( Yoga Prihatna )
100
karena itu dilakukan penelitian ini
oksidasi pada nanopartikel perak.
untuk
karakteristik
Refluks dihentikan ketika larutan
nanopartikel perak dan gugus fungsi
sudah berubah warna menjadi kuning
spandex
kecoklatan.
mengetahui
sebelum
modifikasi,
dan
serta
sesudah
mempelajari
kemudian
Nanopartikel
perak
dikarakterisasi
perbedaan gugus fungsi kain spandex
spektroskopi
sebelum dan sesudah modifikasi.
dilarutkan
dengan
UV-VIS.
dalam
HDTMS
etanol
dengan
konsentrasi 4% v/v.
Deposit
METODE PENELITIAN
nanopartikel
perak
Alat yang digunakan dalam
dilakukan dengan merendam kain
penelitian ini adalah set alat refluks
spandex dalam koloid nanopartikel
lengkap, neraca, shaker, tabung dan
perak dan di-shake dengan kecepatan
regulator gas nitrogen, serta ATR-
150 rpm selama 24 jam. Cara yang
FTIR. Bahan yang digunakan yaitu
sama
kain spandex, AgNO3, Na3C6 H5O7,
melapiskan HDTMS pada spandex
PVA, HDTMS, dan gas nitrogen.
namun dengan waktu 1 jam. Kain
Metode yang digunakan untuk
memperoleh
adalah
nanopartikel
dengan
reduksi
perak
kimia.
-3
juga
spandex
dilakukan
kemudian
untuk
dikeringkan
dengan di angin-anginkan. Sampel
kain
spandex
kemudian
Larutan AgNO3 10 M tereduksi
dikarakterisasi menggunakan ATR-
dengan adanya Na3C6 H5O7 10%, dan
FTIR.
penstabil PVA 0,5%. Larutan PVA
dan AgNO3 direfluks sambil ditetesi
reduktor C6H5O7Na3. Reaksi yang
tejadi:
+
4Ag (aq) + Na3C6H5O7 (aq) +
2H2O(l)  4Ag(s) + C6H5O7H3(aq)
+
+
+ 3Na (aq) + H (aq) + O2(g)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Nanopartikel
perak
dihasilkan
berwarna
kecoklatan.
Hasil
yang
kuning
karakterisasi
menggunakan UV-VIS menunjukkan
adanya
puncak
pada
panjang
Selama refluks, gas nitrogen
gelombang 429 nm. Berdasarkan
dialirkan untuk mencegah adanya
hasil tersebut, dapat diperkirakan
oksigen yang dapat menyebabkan
ukuran partikel antara 30-80 nm [9].
101 Jurnal Kimia Dasar Volume 6 No 3 Tahun 2017
Hasil karakterisasi ATR-FTIR
dapat dilihat pada Gambar 1 dan 2.
perbedaan terjadi pada besarnya %T
dimana sampel S.1 menunjukkan
serapan yang lebih besar dibanding
S.0
S.0. Hal ini dikarenakan adanya
S.1
nanopartikel
perak
yang
menyebabkan vibrasi pada ikatan CH yang ditunjukkan oleh serapan
Gambar 1. Hasil ATR S.0 dan S.1
pada 1339,70 cm-1 dan 1407,37 cm-1.
Spektrum
FTIR
dari
S.2
menunjukkan adanya serapan dari
S.3
ikatan C-H pada 1465,40 cm-1 yang
S.2
diperkuat
dengan
serapan
pada
-1
2922,30 cm . Serapan ini tidak
Gambar 2. Hasil ATR S.2 dan S.3
Spektrum
FTIR
S.0
menunjukkan adanya gugus C=O
uretan pada daerah 1711,75 cm-1
yang diperkuat adanya serapan C-N
pada 1239,48 cm-1. Adanya serapan
tersebut menunjukka adanya gugus
uretan yang merupakan komposisi
utama pada kain spandex. Serapan
pada
cm-1
720,26
adanya
cincin
merupakan
menunjukkan
aromatis
bagian
dari
MDI/TDI.
Struktur
merupakan
bagian
yang
struktur
MDI/TDI
utama
dari
struktur molekul kain spandex [10].
Spektrum
menunjukkan
gugus
FTIR
adanya
S.1
sehingga dapat dipastikan serapan ini
merupakan serapan dari rantai alkil
pada
Namun
senyawa
HDTMS
yang
bereaksi dnegan permukaan kain
spandex [11].
Serapan
yang
sama
juga
muncul pada spektrum FTIR dari
sampel
S.3.
Hal
ini
semakin
memperkuat bahwa serapan tersebut
merupakan serapan dari rantai alkil
pada senyawa HDTMS. Hal ini
dikarenakan pada sampel S.0 dan S.1
tidak muncul serapan di daerah
tersebut.
tidak
perbedaan
fungsi dari S.0.
muncul pada sampel S.0 dan S.1,
Berdasarkan
dapat
diketahui
pelapisan
hasil
tersebut,
bahwa
metode
HDTMS
pada
kain
Pengaruh Penambahan Senyawa… ( Yoga Prihatna )
102
spandex tidak semata-mata hanya
bebas. Rantai alkil tersebut bersifat
menempel pada permukaan kain
non-polar sehingga dapat menjadi
spandex. Pelapisan HDTMS pada
penghalang agar molekul air tidak
kain spandex disertai dengan reaksi
terserap ke dalam kain spandex,
antara senyawa HDTMS dengan
sehingga kain spandex dapat bersifat
gugus
hidrofob.
isosianat
(-NCO)
pada
permukaan kain spandex.
Munculnya serabut tersebut
juga sebagai tanda bahwa reaksi
antara HDTMS dengan permukaan
kain
spandex,
munculnya
menyebabkan
gugus
fungsi
baru
sebagai akibat dari rekasi tersebut.
Gugus fungsi tersebut adalah gugus
NH NH
NH
NH
O C O C O C O C
O
O
O
O
Si
O
CH3O
Hidrolisis
Si
OCH3
H3 CO
HO
SiH
OH
Si
Si
O
O
Si
O
O
NH NH NH
NH
O C O C O C O C
O
O
O
O
OH
alkil
dari
rantai
alkil
senyawa
HDTMS.
HDTMS
Gambar 3. Mekanisme Reaksi
Hidrofobisasi Kain Spandex oleh
HDTMS
Gambar 3 menunjukkan
kain spandex ditambah nanopartikel
reaksi yang terjadi ketika HDTMS
perak tidak mempengaruhi gugus
dilapiskan pada permukaan kain
fungsi
spandex. Awalnya HDTMS akan
nanopartikel perak tidak bereaksi
terhidrolisis dan selanjutnya diikuti
dengan permukaan kain spandex
dengan pembentukan ikatan dengan
melainkan hanya menempel pada
nitrogen dari gugus isosianat pada
permukaan kain spandex.
permukaan kain spandex.
terbentuknya
serabut
pada
perak.
Penambahan
kain
nanopartikel
spandex,
karena
Atas dasar hasil tersebut,
Akibat dari reaksi tersebut
adalah
Hal yang berbeda terjadi jika
semacam
permukaan
maka dapat diketahui bahwa kain
spandex
mengalami
penambahan
kain
gugus fungsi sebagai akibat dari
spandex. Serabut tersebut merupakan
reaksi antara kain spandex dengan
bagian ekor atatu rantai alkil dari
HDTMS.
senyawa HDTMS yang menjuntai
103 Jurnal Kimia Dasar Volume 6 No 3 Tahun 2017
[2] Agus Haryono, & Sri Budi
SIMPULAN
Karakterisasi
menunjukkan
yang
UV-VIS
Nanopartikel
terbentuk
perak
menghasilkan
Harmami.
(2010).
Aplikasi
Nanopartikel Perak pada Serat
Katun
sebagai
Produk
absorbansi pada panjang gelombang
Tekstil
429
Kimia Indonesia, Vol. 5(1): 1-6
nm.
Penambahan
HDTMS
menyebabkan munculnya
serapan
dari rantai alkil HDTMS.
Antimikroba.
Jadi
Jurna
[3] Jain, P. & Pradeep, T. (2005).
Potential of silver nanoparticlecoated polyurethane foam as an
antibacterial
UCAPAN TERIMAKASIH
Puji syukur kepada Allah SWT
atas limpahan karunia-Nya sehingga
penulis
filter.
Biotechnol Bioeng, Vol. 90(1):
59-63.
menyelesaikan
[4] Wahyudi, T., & Rismayani, S.
penelitian ini. Terimakasih kepada
(2008). Aplikasi Nanoteknologi
Dr.
pada
Eli
dapat
water
Rohaeti
selaku
dosen
pembimbing, Eny Kurniawati, Arini
Wulandari, dan Nurul Puji Astuti
Bidang
Tekstil.
Arena
Tekstil, 23(2): 52-109.
[5] Latthe,
S.S.,
Gurav,
A.B.,
selaku anggota tim penelitian ini,
Maruti, C. S., & Vhatkar, R.S.
serta pihak yang telah membantu
(2012).
dalam penelitian ini.
Preparation
Recent
Progress
in
of
Superhydrophobic Surface: A
Review.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Kementerian
Republik
Permintaan
Perindustrian
Indonesia.
Serat
Journal
Enginered
of
Materials
Surace
and
(2014).
Advanced Technology, 2(2): 76-
Sintetis
94.
Stagnan.
[6] de Ferri, L., Lottici, P., Lorenzi,
http://www.kemenperin
A., Montenero, A., & Vezzalini,
.go.id/artikel/5926/Permintaan-
G.
Serat-Sintetis-Stagnan. Diakses
Protective
pada 14 Mei 2016.
Historical
(2013).
Hybrid
Coatings
Window
Sol-Gel
For
Glasses.
Pengaruh Penambahan Senyawa… ( Yoga Prihatna )
104
Journal of Sol-Gel Science and
Technology, 66(2): 253-263.
[7] Mourad,
M.H.,
M.,
&
S.
D.
(2007).
Synthesis and Study of Silver
Elshakankery,
Almetwally,
[9] Solomon,
Nanoparticles.
Journal
of
A.A.
Chemical Education, 84(2): 322.
(2012). Physical and Strecth
[10] Li, D., Jin, Z., Zhou, Q., Chen,
properties of Woven Cotton
J., Lei, Y., & Sun, S. (2010).
Fabrics
Different
Discrimination of Sive Species
Rates of Spandex. Journal pf
of Fritillaria and Its Extract by
American Science. 8(4): 567-
FT-IR and 2D-IR. Journal of
572.
Molecular Structure, 974(1-2):
Containing
[8] Singha, K. (2012). Analysis of
Spandex/Cotton
Properties:
Aplications.
Elastomeric
Spinning
[11] Stevens,
M.
(2007).
Kimia
and
Polimer. Cetakan 2. Terjemahan
Internatioanl
L. Sopyan, Pradnya Pranita.
Journal of Composite Materials,
2(2): 11-16.
68-72.
Jakarta:
xxi.