Modifikasi selulosa dengan teknik pencankokan

PENDAHULUAN
Indonesia memiliki sumber daya hasil
hutan maupun hasil pertanian sebagai potensi
bahan selulosa yang sangat kaya. Potensi
selulosa alam yang melimpah ini merupakan
cadangan bahan baku bagi kepentingan
pembangunan.
Selulosa merupakan polimer alami yang
menyerupai serabut liat, tidak larut dalam air,
secara alami terdapat pada kayu, kapas, rami,
dan tumbuhan lainnya. Selulosa umum
digunakan sebagai bahan pakaian, serat
pembuatan kertas, bahan bangunan, tekstil,
sebagai sumber kimiawi untuk membuat
alkohol atau bahan kimia lainnya, serta
material alam yang dapat diperbaharui. Agar
selulosa lebih kompetitif sebagai bahan
fungsional
dalam
industri,
teknologi
pengolahannya terus disempurnakan. Selain
itu, perlu dilakukan modifikasi baik secara
fisik atau kimiawi dari selulosa.
Polimer alami dan polimer sintetik dapat
dimodifikasi agar diperoleh sifat-sifat yang
lebih baik. Salah satu cara yang digunakan
melalui teknik kopolimerisasi pencangkokan
dan
penautan
silang.
Kopolimerisasi
pencangkokan dan penautan silang dilakukan
dengan
cara
menumbuhkan
atau
menggabungkan polimer sintetik pada tulang
punggung polimer alami dan beberapa rantai
lurus atau bercabang dapat bergabung melalui
sambung silang dengan adanya agen penaut
silang membentuk polimer bertautan silang.
Kopolimerisasi pencangkokan merupakan
salah satu metode yang paling umum
digunakan untuk memodifikasi sifat-sifat
kimia dan fisika polimer alami dan sintetik
(Silvianita et al. 2004; Suka 2010). Modifikasi
polimer alami seperti pati, selulosa dan
kitosan telah banyak dipublikasikan dalam
literatur dan bermanfaat dalam industri karena
kombinasi dari sifat-sifat polimer alami dan
polimer sintetik. Modifikasi selulosa secara
kopolimerisasi pencangkokan dan penautan
silang secara luas digunakan sebagai bahan
penyerap air (Saikia & Ali 1999).
Penelitian ini bertujuan memodifikasi
selulosa menggunakan teknik pencangkokan
dan penautan silang sesuai dengan Doane et
al. (2009), Li et al. (2007), dan Liang et al.
(2009).
Penelitian
difokuskan
pada
kopolimerisasi
pencangkokan
monomer
akrilamida pada tulang punggung selulosa,
sehingga diperoleh senyawa baru yang
mempunyai sifat lebih baik. Keberhasilan
kopolimerisasi pencangkokan dan penautan
silang dipantau menggunakan analisis
inframerah transformasi Fourier (FTIR) serta
pengujian kadar nitrogen dan kapasitas
absorpsi air. Pembentukan polimer penautan
silang bertujuan memberikan sifat kaku dan
keras kepada polimer.
TINJAUAN PUSTAKA
Kereaktifan Selulosa
Selulosa ialah homopolisakarida yang
tersusun dari satuan anhidroglukopiranosa
yang berikatan dengan ikatan glikosida-β(1,4) membentuk rantai molekul linear
glukan. Selulosa secara empiris dapat ditulis
sebagai (C6H10O5)n dengan n adalah derajat
polimerisasinya yang menyatakan jumlah
satuan glukosa yang berikatan. Derajat
polimerisasi selulosa tumbuhan berada pada
kisaran 305–15300.
Perbandingan energi ikatan antara
berbagai atom menunjukkan bahwa ikatan
hidrogen sekitar 10 kali lebih lemah daripada
ikatan koordinasi, tetapi sekitar 100 kali lebih
kuat daripada gaya van der Waals. Energi
ikatan antara gugus-gugus –OH selulosa
hampir sama atau sedikit lebih besar daripada
energi ikatan gugus –OH dalam alkohol.
Menurut Chaplin (2004), residu glukosa ke(n+1) terorientasi 180° relatif terhadap residu
ke-n, sehingga satuan berulang dari rantai
selulosa ialah suatu dimer, yaitu selobiosa [4O-(β-D-glukopiranosil)-D-glukopiranosa], dan
bukan D-glukopiranosa (Gambar 1).
H
CH2OH
O
O
H
OH
OH
H
H
OH
H
H
OH
OH
H
H
H H
O
CH2OH
H
O
CH2OH
O
OH
H
H
OH
H
H
OH
OH
H
H
O
H
H
n
H
OH
O
CH2OH
Gambar 1 Rumus Haworth selulosa.
Berdasarkan Gambar 1, setiap residu
anhidroglukosa dari rantai selulosa memiliki 3
gugus –OH. Ketiganya tidak berada dalam
keadaan bebas, tetapi saling bertautan melalui
ikatan hidrogen. Gugus-gugus –OH pada
molekul selulosa dapat membentuk 2 macam
ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen antara
gugus-gugus –OH dari satuan glukosa yang
berdekatan dalam molekul selulosa yang sama
disebut ikatan intramolekul (O5’H-O3 dan
O2’-HO6) yang menyebabkan masingmasing rantai memiliki kekakuan tertentu.
Terdapat juga ikatan hidrogen antara gugusgugus –OH dari molekul-molekul selulosa
yang berdampingan atau disebut ikatan
1