BAB II KAJIAN PUSTAKA Deskripsi Teori Serat Poliester Serat

BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A. Deskripsi Teori
1. Serat Poliester
Serat adalah material dengan perbandingan panjang dan diameter
100 : 1 serta mudah dibengkokkan. Serat yang baik memiliki luas
penampang nol, tidak memiliki ketahanan terhadap lenturan, puntiran,
dan tekanan dalam arah memanjang. Namun, serat memiliki tahanan
terhadap tarikan dan akan mempertahankan keadaan lurusnya (Hartanto
dan Watanabe, 1987)
Poliester ditemukan pertama oleh Whinfield dan Dickson dari
Calico Printers Association, Inggris. Serat poliester yang pertama kali
ditemukan disebut Teryleme dan pada tahun 1954 serat poliester sudah
diproduksi secara komersial. Di Amerika Serikat, Du Pont berhasil
memiliki paten polimer dan mulai dengan produksi serat poliester yang
diberi nama Dacrons.
Poliester tersusun atas senyawa ester sebagai unit ulang dan
memiliki koefisien elastisitas yang tinggi serta stabilitas dimensinya baik,
sehingga bahan ini sering dipakai sebagai bahan pakaian (Hartanto dan
Watanabe, 1987). Poliester seperti polietilen tereftalat (PET) terbentuk
dari reaksi antara etilen glikol dengan asam tereftalat atau etil ester
seperti pada Gambar 1. Reaksi ini dilakukan pada suhu tinggi
menggunakan autoclave selama lima sampai delapan jam. Kemudian
hasilnya didiamkan di dalam vakum untuk mendapatkan berat molekul
8
tinggi sehingga membentuk serat dengan kualitas yang bagus (Purohit,
Chawada, & Dholakiya, 2012).
Gambar 1. Reaksi Polimerisasi Polietilen Tereftalat
Ketahanan dari serat poliester sangat bagus, sehingga poliester
sering dicampur dengan serat alami lain yang bersifat mudah kusut (less
wrinkle-resistant) untuk memproduksi serat jenis baru yang mudah dicuci
dan mudah disetrika (easy-care fabric). Secara alami, serat poliester telah
memiliki sifat hidrob. Oleh karena itu selain sebagai bahan pakaian jadi,
serat poliester juga sering digunakan sebagai bahan pakaian olah raga,
pakaian dalam dan seperai (Hassan et al., 2011).
Berikut ini merupakan beberapa karakteristik dari poliester
(Tortora, 1982: 55-57):
a. Memiliki massa jenis berkisar antara 1,38 sampai 1,22 bergantung
dari jenis poliester.
9
b. Tingkat kelembaban dari serat ini cukup rendah berkisar antara 0,20,8 % sehingga serat ini memiliki daya serap terhadap cairan yang
rendah. Namun, serat ini memiliki kemampuan membawa uap air ke
permukaan serat tanpa adanya absorbsi. Kemampuan ini sering
disebut wicking ability.
c. Stabilitas dimensi poliester yang telah diberi perlakuan heat-setting
sangat bagus. Perlakuan ini dilakukan di bawah suhu termosetnya.
Poliester yang belum diberi perlakuan apapun biasanya akan
mengkerut bila dipanaskan pada suhu tinggi.
d. Titik leleh serat poliester berkisar antara 480-550oF.
e. Serat poliester juga memiliki sifat chemical resistance yang artinya
serat ini tahan terhadap bahan kimia seperti yang dipakai pada proses
dry-cleaning atau bahan pemutih pakaian. Poliester tahan terhadap
asam namun tidak tahan terhadap adanya basa kuat.
f. Poliester juga tahan terhadap bakteri, jamur, dan ngengat.
Serat poliester adalah material dengan perbandingan panjang dan
diameter 100 : 1 yang disintesis melalui reaksi antara etilen glikol dengan
asam tereftalat atau etil ester. Secara alami, serat poliester telah memiliki
sifat hidrofobb, wicking ability, less wrinkle-resistant, easy-care fabric
sehingga selain sebagai bahan pakaian sering digunakan sebagai bahan
pakaian olah raga, pakaian dalam dan sprai.
2. Nanopartikel Perak
Nanoteknologi pada abad ke-21 menjadi suatu tren penelitian di
kalangan peneliti dan industri sehingga banyak dihasilkan produk-produk
10
berbasis nanomaterial dan nanoteknologi dalam berbagai bidang
kehidupan. Industri tekstil telah menggunakan nanoteknologi sebagai
metode modifikasi
produk tekstil
untuk meningkatkan kualitas
produknya. Salah satu modifikasi pada serat kain adalah deposit
nanopartikel untuk memunculkan sifat antibakterinya (Jiang, Yuen, &
Kan, 2007).
Nanopartikel merupakan suatu partikel dengan ukuran kurang dari
100 nm. Salah satu nanopartikel yang banyak dan sering sekali diteliti
dan memiliki nilai manfaat serta nilai ekonomis tinggi adalah
nanopartikel perak. Nanopartikel perak memiliki sifat antibakteri dan
katalitik serta memiliki potensi aplikasi yang luas seperti untuk tekstil,
kosmetik, biosensor, dan katalis (Ristian, Wahyuni, dan Supardi, 2014).
Nanopartikel perak dapat disintesis menggunakan berbagai
macam
metode,
misalnya
menggunakan
senyawa
pengompleks
(Ghorashi & Kamali, 2011), metode magnetron sputtering (Jiang, Qin, &
Zhang, 2010), metode reduksi (Zhang et al., 2014), metode fotokimia
atau fotosintesis (Selvam & Slvakumar, 2015) dan metode elektrokimia
(Stefan et al., 2011).
Proses reduksi dilakukan pada alat atau ruangan yang kedap udara
sehingga uap air tidak mengganggu laju alir dari gas nitrogen. Waktu dan
temperatur reduksi sangat mempengaruhi hasil dari sintesis nanopartikel
perak ini. Terbentuknya partikel perak berukuran nano dapat dideteksi
secara visual dengan ditandai adanya perubahan warna pada koloid perak
11
menjadi kuning hingga kecokelatan. Warna koloid dipengaruhi oleh
ukuran nanopartikel perak yang terbentuk (Saputra, dkk, 2011). Reaksi
yang terjadi adalah sebagai berikut (Ariyanta, Wahyuni, dan Priatmoko,
2014) :
4Ag+(aq) + C6H5O7Na3(aq) + 2H2O(l)
4Ag0(s) + C6H5O7H3(aq) + 3Na+(aq) + H+(aq)+ O2(g)
(1)
Sintesis nanopartikel perak pada penelitian ini dilakukan
menggunakan metode reduksi larutan perak nitrat menggunakan natrium
sitrat sebagai agen pereduksi dan senyawa polivinil alkohol (PVA)
berfungsi sebagai agen penstabil. Menurut Haryono, dkk (2008) metode
reduksi ini sering digunakan dalam sintesis nanopartikel perak karena
selain mudah dilakukan metode ini juga ramah lingkungan. PVA mampu
mencegah terjadinya aglomerasi dari nanopartikel perak. Sehingga
senyawa ini dapat digunakan sebagai penstabil dalam sintesis
nanopartikel perak (Pimpang et al., 2008).
3. Senyawa HDTMS
Silan merupakan suatu monomer dari senyawa silikon yang
memiliki empat substituen yang terikat pada atom inti silikon. Keempat
substituen dapat berupa gugus non reaktif, gugus organik reaktif maupun
gugus anorganik reaktif dengan struktur dasar R’-Si(OR)3 seperti yang
ditunjukkan oleh Gambar 2. Gugus substituen R’ dapat berikatan dengan
senyawa anorganik dan pada gugus Si(OR)3 dapat mengikat senyawa
organik secara bersamaan (Goyal, 2006).
12
Gambar 2. Struktur Senyawa Isobutiltrimetoksisilan
Heksadesiltrimetoksisilan
(HDTMS)
merupakan
salah
satu
senyawa turunan dari silan yang memiliki gugus alkoksida dan rantai
panjang alkil dengan 16 atom karbon. Senyawa ini memiliki kemampuan
untuk menurunkan energi permukaan pada suatu material. Penurunan
energi permukaan akan mengakibatkan permukaan material akan
memiliki sudut kontak yang semakin besar (Shateri-Khalilabad &
Yazdanshenas, 2013). Struktur molekul dari senyawa HDTMS adalah
seperti Gambar 3. Menurut Goyal (2006) senyawa silan ini merupakan
senyawa serba guna yang digunakan pada berbagai bidang seperti adhesi
promoters, coupling agent, crosslinking agent, dispersing agents, dan
surface modifiers.
Gambar 3. Struktur Senyawa HDTMS
Sifat fisik dari Heksadesiltrimetoksisilan adalah sebagai berikut
(Fisk dan Disley, 2011):
Titik leleh
: -1oC
Titik didih
: 275oC
13
Titik nyala
: 165oC
Berat jenis
: 0,89 g/mL
Indeks bias : 1,4356
Senyawa Heksadesiltrimetoksisilan adalah salah satu turunan
senyawa silan dengan tiga gugus alkoksida dan rantai panjang alkil
dengan 16 atom karbon. HDTMS dapat digunakan sebagai bahan
pelapisan permukaan material untuk mendapatkan permukaan yang
hidrofob.
4. Bakteri
Bakteri adalah mikroorganisme bersel tunggal dengan panjang
beberapa mikrometer dan memiliki morfologi berupa tongkat (basil),
kokus sampai bentuk spiral. Bakteri hidup di tanah permukaan bumi, di
perairan air panas, air laut, di bawah permukaan tanah dan ada yang
dapat berkembang pada sampah zat radioaktif. Populasi bakteri dalam 1
gram tanah mencapai 40 juta sel bakteri dan pada 1 mL air jernih dapat
mengandung 1 juta bakteri (Subandi, 2010: 54).
Menurut Subandi (2010: 57-58) bakteri memiliki 4 klasifikasi
menurut bentuk ukuran dan strukturnya.
a. Coccus, bentuk bakteri seperti sperik (lensa) atau oval dengan
rangkaian yang didasarkan pada hasil pembelahan selnya. Rangkaian
dapat
berupa
diplococcus,
staphylococcus dan sarcina.
14
tetracoccus,
streptococcus,
b. Basil, bentuk bakteri seperti batang. Basilli semuanya dibagi dalam
satu belahan yang menghasilkan basil (tunggal), streptobasil
(rangkaian basil), dan kokobasil (oval dan serupa dengan coccus.
Ukuran basil memiliki lebar antara 0,5 – 1,0 μm dan panjang 1,0 –
4,0 μm.
c. Spiral, meliputi dari 3 bentuk, yaitu :

Vibrio
: lengkung atau batang yang berbentuk koma

Spirilium
: tebal, spiral, dan kaku

Spiroket
: tipis, spiral, dan fleksibel
d. Bentuk lainnya, dapat berupa trichome, lembaran, bertangkai,
filamen, persegi, bentuk bintang, bentuk berkas, berlobus dan
pleomorphic.
a. Escherichia coli
Bakteri Escherichia coli pertama kali ditemukan dan diisolasi oleh
Theodor Escherich dari tinja manusia pada tahun 1885. Habitat alami dari
spesies bakteri ini berada dalam saluran pencernaan manusia maupun
hewan. Morfologi bakteri ini berbentuk coccus atau batang dengan ukuran
0,4 – 0,7 μm x 1,0 – 3,0 μm. Escherichia coli termasuk ke dalam bakteri
gram negatif (Carter and Wise, 2004: 50).
Escherichia coli biasanya berkolonisasi di saluran pencernaan
dalam beberapa jam setelah masuk ke dalam tubuh dan membangun
hubungan mutualistik. Namun, strain non-patogenik dari Escherichia coli
15
dapat menjadi patogen, ketika adanya gangguan di dalam pencernaan serta
imunosupresi pada host (Sharma,Yngard, & Lin, 2009).
Klasifikasi bakteri Escherichia coli menurut Songer and Post
(2005) adalah sebagai berikut:
Kingdom
: Bacteri
Phylum
: Proteobacteria
Class
: Gamma Proteobacteria
Ordo
: Enterobacteriales
Falimy
: Enterobacteriaceae
Genus
: Escherichia
Species
: Escherichia coli
Dinding sel bakteri gram negatif tersusun atas membran luar,
peptidoglikan, dan membran dalam. Peptidoglikan yang terkandung dalam
bakteri gram negatif memiliki struktur yang lebih kompleks dibandingkan
gram positif. Membran luarnya terdiri dari lipid, liposakarida dan protein.
Peptidoglikan berfungsi mencegah sel lisis, menyebabkan sel kaku dan
memberi bentuk kepada sel (Purwoko, 2007: 125).
Bakteri Escherichia coli merupakan salah satu jenis bakteri gram
negatif dengan bentuk coccus atau batang dengan ukuran 0,4 – 0,7 μm x
1,0 – 3,0 μm. Dinding sel bakteri Escherichia coli tersusun atas membran
luar, peptidoglikan, dan membran dalam.
16
b. Staphylococcus aureus
Bakteri berbentuk bulat ini termasuk kedalam bakteri gram positif.
Bakteri ini berdiameter sekitar 0,7 – 1,2 μm dan tersusun dalam
kelompok atau koloni yang tidak teratur seperti anggur. Bakteri ini
fakultatif anareob, tidak membentuk spora dan tidak bergerak. Suhu
optimum bakteri ini berkisar pada 37oC (Jawetz et al., 1995: 12)
Menurut Berley dalam Cappuccino dan Sherman (1998),
klasifikasi bakteri adalah sebagai berikut :
Kingdom
: Monera
Divisio
: Firmicutes
Class
: Bacilli
Order
: Bacillales
Family
: Staphylococcaceae
Genu
: Staphilococcus
Species
: Staphilococcus aureus
S. aureus merupakan bakteri tahan garam, mampu tumbuh pada
media mengandung 7,5 - 10% garam yang menyebabkan bakteri ini
toleran terhadap kondisi permukaan kulit manusia. Selain itu, S. aureus
tahan terhadap pengeringan, radiasi matahari, dan pemanasan dengan
suhu 60oC selama 60 menit (Talaro, 2009: 537).
Penularan bakteri S. aureus dapat melalui pakaian maupun
peralatan media yang terkontaminasi. Adapun beberapa penyakit yang
disebabkan bakteri S. aureus antara lain penyakit kulit (folikulitis dan
17
Staphylococcal scalded skin syndrome/sindrom kulit terbakar), impetigo,
Staphylococcal
toxic
shock
syndrome,
bacteremia,
endocarditis,
pneumonia, dan lain-lain. Banyaknya strain Staphylococcus aureus
resisten obat antimikrobial merupakan suatu permasalahan medis yang
kini menjadi sorotan. Strain ini resistan terhadap senyawa antibiotik
(Bauman, 2009: 554-555).
Bakteri Staphylococcus aureus merupakan bakteri anaerob dengan
bentuk bulat dengan diameter sekitar 0,7 – 1,2 μm. Bakteri gram positif
ini toleran terhadap kondisi permukaan kulit manusia dan dapat
menyebabkan beberapa jenis penyakit kulit, impetigo, dll.
5. Aktivitas Antibakteri
Zat antibakteri merupakan suatu senyawa-senyawa kimia alami
maupun sintetik yang dapat menghambat maupun menghentikan
pertumbuhan bakteri dalam kadar yang rendah. Antibakteri alami dapat
didapatkan dengan ekstraksi organisme yang mengandung senyawa
antibakteri di dalamnya. Adapun senyawa antibakteri sintetik dapat
dihasilkan dengan mensintesis senyawa yang sifatnya mirip senyawa
antibakteri alami dan diproduksi secara besar-besaran (Madigan, 2005:
254).
Menurut Pelczar dan Chan (1998: 266), senyawa antibakteri dapat
dibedakan berdasarkan mekanisme kerjanya seperti berikut:
a. Menghambat sintesis dinding sel bakteri
Bakteri memiliki dinding sel untuk mempertahankan bentuk
bakteri dan melindungi bakteri dari tekanan osmotik internal yang
18
tinggi. Tekanan internal gram positif lebih besar tiga hingga lima kali
dibandingkan pada gram negatif. Trauma pada dinding sel akan
menimbulkan lisis pada sel bakteri.
b. Mengganggu permeabilitas membran sel bakteri
Membran sitoplasma pada bakteri berperan sebagai barrier
permeabilitas selektif dan berfungsi dalam transpor aktif serta
mengontrol komposisi internal sel. Bila fungsi integritas membran sel
dirusak akan terjadi lisis yang mengakibatkan kematian. Membran sel
bakteri memiliki struktur yang berbeda dibanding sel binatang
sehingga sangat mudah dikacaukan oleh senyawa tertentu.
c. Menghambat sintesis protein sel bakteri
Jenis ribosom bakteri berbeda dengan mammalia, ribosom
jenis 70S dimiliki oleh bakteri dan jenis 80S dimiliki oleh mamalia.
Sub unit masing-masing tipe ribosom memiliki komposisi kimia dan
fungsi yang berbeda. Hal in dapat menjelaskan mekanisme zat
antibakteri
dapat
menghambat
sintesis
protein
bakteri
tanpa
mempengaruhi ribosom pada mamalia.
d. Menghambat sintesis atau merusak asam nukleat bakteri
Terjadinya ikatan yang kuat antara antibakteri dan enzim DNA
Dependent RNA Polymerase bakteri menimbulkan penghambatan
sintesis RNA bakteri sehingga bakteri tidak mampu tumbuh dan
berkembang.
19
Mekanisme aktivitas antibakteri nanopartikel perak masih belum
dapat dijelaskan secara pasti hingga saat ini. Beberapa peneliti
mempercayai bahwa nanopartikel perak kembali menjadi ion perak
dalam larutan garam dan ion perak tersebut berinteraksi dengan dinding
sel bakteri sehingga mengakibatkan lisis. Menurut Chaloupka, Malam, &
Sheifalian (2010), beberapa penelitian mempercayai bahwa bactericidal
effect terjadi disebabkan oleh interaksi antara ion perak dengan 3 (tiga)
komponen penting dari sel bakteri yaitu: peptidoglikan pada dinding sel
dan membran plasma; DNA bakteri; dan protein bakteri khususnya enzim
yang bekerja pada proses vital sel seperti transpor elektron seperti yang
dijelaskan pada Gambar 4.
Gambar 4. Mekanisme Aktivitas Antibakteri Nanopartikel Perak
(Chaloupka, Malam, & Sheifalian, 2010)
Uji aktivitas antibakteri dilakukan berdasarkan standart EN ISO
20743: 2013. Penelitian ini menggunakan bakteri Escherichia coli
20
sebagai gram negatif dan Stephalococcus aureus sebagai gram positif
untuk mengetahui aktivitas antibakteri serat poliester, nanopartikel perak,
senyawa HDTMS dan perpaduan antara nanopartikel perak dengan
HDTMS. Metode yang digunakan adalah difusi menggunakan suatu disk
dan inkubasi dilakukan pada suhu 37oC selama 1 jam (Zhang et al.,
2016).
Diameter zona penghambatan atau zona bening diukur sebagai
indikator keefektifan aktivitas antibakteri. Semakin besar zona bening
maka semakin efektif aktivitas antibakteri. Semakin besar diameter zona
bening menunjukkan bahwa semakin banyak bakteri yang rusak dan mati
akibat berinteraksi dengan nanopartikel perak ( Shateri-Khalilabad and
Yahdanshenas, 2010).
Aktivitas antibakteri merupakan kemampuan suatu zat untuk
menghambat maupun menghentikan pertumbuhan bakteri. Diameter zona
penghambatan atau zona bening diukur sebagai indikator kekuatan
adanya aktivitas antibakteri. Semakin besar zona bening maka semakin
efektif aktivitas antibakteri suatu zat.
6. Sudut Kontak
Interaksi antara permukaan suatu material dengan cairan
dipengaruhi oleh berbagai hal seperti gaya van der Waals, interaksi dipol,
ikatan hidrogen dan pertukaran proton. Suatu permukaan dikatakan
antikotor atau hidrofobik apabila cairan yang diteteskan di atas
permukaan membentuk butiran air dengan sudut kontak cukup besar.
Keadaan ini disebabkan gaya interaksi antar molekul air (kohesif) lebih
21
besar dibandingkan gaya interaksi air dengan permukaan (adhesif).
Seperti pada Gambar 5, permukaan yang memiliki sudut kontak lebih
dari 90o dapat dikatakan sebagai permukaan yang hidrofobik. Secara
teori, sudut kontak maksimal untuk permukaan yang halus adalah 120o.
Permukaan dengan micro-texture atau micro-patterned dengan sifat
hidrophobik dapat memiliki sudut kontak hampir mencapai 150o dan
sering disebut dengan permukaan superhidrophobic yang mirip dengan
“lotus effect”(Arkles, 2006).
Tanaman teratai atau yang sering disebut lotus memiliki daun
yang memiliki mekanisme self-cleaning atau pembersihan diri sendiri
yang diakibatkan oleh sifat hidrofobisitas (water repellance) yang tinggi.
Peristiwa water repellence ini pertama kali ditemukan pada daun teratai
sehingga disebut sebagai “lotus effect”. Selain pada daun teratai, sifat
hidrofobisitas dan self-cleaning ini juga ditemukan pada tanaman lain
seperti tropaeolaceae (nasturtium), kaktus, Alchemilla, tebu, dan juga
pada sayap serangga tertentu.
Pengukuran sudut kontak biasanya dilakukan menggunakan
metode sessile drop. Tiap-tiap pengukuran sampel dilakukan dengan
meneteskan sejumlah tertentu air ke permukaan serat poliester yang telah
terdeposit nanopartikel perak dan HDTMS serta serat poliester murni
sebagai pembanding. Kemudian tetesan yang telah berada pada
permukaan serat difoto atau diambil video untuk menentukan sudut
kontaknya pada kedua bagian tepi. Besarnya sudut kontak permukaan
22
bahan terhadap tetesan air diukur menggunakan busur derajat. Rata-rata
besar sudut kontak dihitung menggunakan persamaan (2) (Darmawan
dan Nuraeni, 2011). Suatu permukaan memiliki sifat antiair apabila
memiliki tegangan permukaan kritis yang lebih kecil dibandingkan
tegangan permukaan kritis air 72 dyne/cm (Wahyudi dan Rismayani,
2008).
Gambar 5. Besar Sudut Kontak pada Permukaan Superhidrofilik,
Hidrofilik, Hidrofobik dan Superhidrofobik
Sudut kontak =
𝑠𝑢𝑑𝑢𝑡 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑎𝑘 𝑘𝑖𝑟𝑖+𝑠𝑢𝑑𝑢𝑡 𝑘𝑜𝑛𝑡𝑎𝑘 𝑘𝑎𝑛𝑎𝑛
2
(2)
Sudut kontak adalah sudut yang terbentuk antara permukaan materi
uji dengan cairan yang diteteskan dipermukaan materi. Besar sudut
kontak yang terbentuk merupakan parameter penentuan hidrofobisitas
suatu materi. Permukaan yang memiliki sudut kontak lebih dari 90o dapat
dikatakan sebagai permukaan yang hidrofobik. Penentuan sudut kontak
dilakukan menggunakan metode sessile drop.
7. Analisis UV-Vis
Pengukuran absorbansi atau transmitansi dalam spektroskopi UVVis digunakan untuk analisis kualitatif dan kuantitatif spesies kimia.
Prinsip kerja spektrofotometer UV-Vis adalah interaksi yang terjadi
23
antara energi yang berupa sinar monokromatis dari sumber sinar dengan
materi yang berupa molekul. Absorbsi dalam daerah ultraviolet dan
daerah tampak menyebabkan eksitasi elektron ikatan. Puncak absorbsi
dapat dihubungkan dengan jenis ikatan-ikatan yang ada dalam spesies.
(Khopkar, 2003: 211).
Secara umum, karakteristik nanomaterial sangat bergantung pada
ukuran partikel, bentuk partikel, interaksi dengan senyawa penstabil,
metode dan kondisi preparasi. Warna koloid nanopartikel perak hasil
sintesis dapat berbeda-beda bergantung pada ukuran nanopartikel perak
yang terbentuk. Mulai dari kuning, orange, abu-abu, dan ungu. Koloid
nanopartikel perak dapat menyerap gelombang pada panjang gelombang
tertentu sesuai dengan warna koloid masing-masing. Semakin besar
ukuran nanopartikel maka panjang gelombang yang diserap akan
semakin bergeser ke arah panjang gelombang yang lebih panjang (Rai,
Yadav, & Gade, 2009). Nanopartikel perak umunya memiliki nilai
absorbansi maksimal pada 400-500 nm (Solomon, et al., 2007).
Absorbansi nanopartikel perak dapat menentukan jumlah nanopartikel
yang terbentuk dan panjang gelombang maksimal tersebut menunjukkan
ukuran dari nanopartikel perak yang dihasilkan. (Bakir, 2011)
8. Analisis FTIR-ATR
Fourier Transform Infrared Attenuated Total Reflectance (FTIRATR) merupakan alat sampling yang sering digunakan untuk analisis
kualitatif dan kuantitatif. Berbeda dengan FTIR biasa, FTIR-ATR dapat
24
menganalisis secara cepat sampel dengan jumlah sedikit atau sampel
yang belum dipreparasi. FTIR-ATR sering digunakan untuk menganalisis
film polimer. Hanya dalam waktu 1 menit FTIR-ATR mampu
menganalisis
film
polimer
tebal.
FTIR-ATR
juga
mampu
mengkarakterisasi struktur kimia dari suatu permukaan polimer (Barbes,
Radulescu, & Shiti, 2013).
Spektrofotometri Fourier Transform Infrared Attenuated Total
Reflectance (FTIR-ATR) digunakan untuk menganalisis gugus-gugus
fungsi yang ada pada sampel poliester, seperti gugus fungsi hidroksi,
gugus C-H alifatik, dan gugus Si-O-Si yang muncul setelah permukaan
poliester dilapisi senyawa HDTMS. Gugus Si-O-Si dari HDTMS
memiliki absorbsi khas pada 1100-1000 cm-1 yang overlap dengan
serapan C-O sehingga agak sulit untuk dideteksi. Gugus Si-C
kemungkinan akan muncul di daerah panjang gelombang 800 cm-1.
Gugus metil (-CH3) akan menunjukkan serapan pada daerah 1300-1200
cm-1. Gugus C-H alifatik juga akan menunjukkan serapan pada daerah
sekitar 2900 cm-1 (Gao & Guo., 2009).
B. Penelitian yang Relevan
Penelitian tentang modifikasi serat poliester menggunakan
nanopartikel perak dan senyawa HDTMS ini dilakukan dengan mengacu
pada penelitian-penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Modifikasi
ini dilakukan untuk meningkatkan kualitas dari serat poliester.
Nanopartikel perak didepositkan pada serat poliester untuk meningkatkan
25
sifat antibakteri. Adapun senyawa HDTMS ditambahkan pada serat
poliester untuk meningkatkan hidrofobisitas permukaan serat.
Preparasi nanopartikel perak mengacu pada penelitian yang
dilakukan oleh Ariyanta, Wahyuni, dan Priatmoto (2014). Nanopartikel
perak dipreparasi menggunakan metode reduksi kimia dengan natrium
sitrat sebagai reduktor. Hal ini dilakukan karena metode ini dianggap
sebagai metode yang paling efektif untuk menghasilkan nanopartikel
perak. Metode reduksi kimia dapat dikerjakan dengan mudah cepat,
murah, dan menggunakan temperatur rendah. PVA sebagai stabilisator
dipilih karena memiliki kemampuan untuk
mencegah terjadinya
aglomerasi nanopartikel perak sehingga ukurannya dapat dipertahankan.
Hal ini telah dibuktikan pada penelitian yang dilakukan oleh Pimpang, et
al. (2008).
Shateri-Khalilabad dan Yazdanshenas (2010) telah berhasil
membuat serat katun dengan sifat superhidrofobik dan antibakteri. Hasil
ini diperoleh dengan mendepositkan nanopartikel perak pada jaringan
serat. Modifikasi double-layer dengan senyawa octyltriethoxysilan
membuat permukaan serat katun bersifat superhidrofobik dengan sudut
kontak sebesar 151o. Kedua modifikasi pada serat katun ini mampu
mematikan dan menghambat pertumbuhan bakteri gram negatif dan gram
positif.
Permukaan yang superhidrofobik dan antibakteri pada katun juga
berhasil dibuat oleh Xue et al. (2012) dengan modifikasi menggunakan
26
nanopartikel perak dan senyawa HDTMS. Nanopartikel perak pada
penelitian ini dipreparasi dengan cara mereduksi komplek [Ag(NH3)2]+
menggunakan glukosa. Modifikasi selanjutnya dilakukan dengan pelapisan
HDTMS yang menyebabkan permukaan katun bersifat superhidrofobik.
C. Kerangka Berpikir
Pakaian merupakan suatu kebutuhan penting bagi manusia beradab.
Kondisi lingkungan di Indonesia yang semakin hari semakin tercemar
mengakibatkan kebutuhan akan pakaian yang memiliki sifat antibakteri dan
antikotor semakin meningkat. Namun, Indonesia masih menggantungkan
pasokan tekstil impor khususnya tekstil antibakteri dan antikotor yang
harganya relatif mahal untuk memenuhi kebutuhan masyarakat. Permintaan
impor serat poliester paling tinggi di antara serat sintetik yang lain.
Nanoteknologi pada abad ke-21 menjadi suatu tren penelitian di
kalangan peneliti dan industri sehingga banyak dihasilkan produk-produk
berbasiskan nanomaterial dan nanoteknologi dalam berbagai bidang
kehidupan. Industri tekstil telah menggunakan nanoteknologi sebagai
metode modifikasi produk tekstil. Salah satunya modifikasi serat kain
menggunakan nanopartikel untuk memunculkan sifat antibakteri.
Hidrofobisitas dan hidrofilisitas merupakan suatu parameter penting
untuk menentukan karakteristik suatu permukaan benda. Senyawa silan dan
turunannya merupakan suatu senyawa yang dapat diaplikasikan pada suatu
permukaan untuk memunculkan sifat hidrofobik maupun sifat hidrofilik.
Senyawa HDTMS merupakan suatu senyawa turunan silan yang memiliki
27
fungsi sebagai coating agent sehingga permukaan material tersebut dapat
bersifat antikotor (hifrofob).
Serat poliester pada penelitian ini dimodifikasi menggunakan
nanopartikel perak dan senyawa HDTMS sebagai antibakteri dan antikotor
untuk membuat bahan tekstil dengan sifat fisik dan mekanik yang baru.
Nanopartikel perak disintesis menggunakan metode reduksi larutan
perak nitrat dengan natrium sitrat sebagai reduktor dan PVA sebagai
stabilisator. Deposit nanopartikel pada serat poliester dilakukan dengan
sentrifugasi pada kecepatan 600 rpm selama 24 jam. Senyawa HDTMS
ditambahkan setelah serat poliester terdeposit nanopartikel perak. Reaksi
curing dilakukan pada suhu 130oC selama 60 menit.
Serat poliester yang telah terdeposit nanopartikel perak dan HDTMS
dikarakterisasi serta dianalisis aktivitas antibakteri dan sudut kontaknya.
Karakterisasi menggunakan spektrofotometri UV-Vis dilakukan untuk
menentukan keberhasilan terbentuknya nanopartikel perak, karakterisasi
menggunakan FTIR-ATR dilakukan untuk mengetahui gugus fungsi pada
sampel. Uji aktivitas antibakteri sampel poliester dilakukan dengan
mengukur zona hambat atau zona bening yang terjadi terhadap bakteri
Escherichia coli ATCC 35218 dan Staphylococcus aureus ATCC 25923.
Adapun uji sudut kontak dilakukan dengan metode sessile drop untuk
mengetahui sifat hidrofobisitasnya. Analisis data aktivitas antibakteri
sampel poliester dilakukan dengan uji statistik Analisys of Variant
28
(ANOVA), Least Significant Different (LSD), Duncan, dan
Independent.
29
uji t-