PEMANFAATAN LIMBAH KAYU EUKALIPTUS SEBAGAI …
Transcript of PEMANFAATAN LIMBAH KAYU EUKALIPTUS SEBAGAI …
PEMANFAATAN LIMBAH KAYU EUKALIPTUS SEBAGAI NANOSERAT SELULOSA UNTUK PENGUAT FILM
NANOKOMPOSIT DENGAN MATRIKS POLIVINIL ALKOHOL
SKRIPSI
Oleh :
PUTRI ADELINA 141201090
DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2019
Universitas Sumatera Utara
PEMANFAATAN LIMBAH KAYU EUKALIPTUS SEBAGAI NANOSERAT SELULOSA UNTUK PENGUAT FILM
NANOKOMPOSIT DENGAN MATRIKS POLIVINIL ALKOHOL
SKRIPSI
Oleh :
PUTRI ADELINA 141201090
DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2019
Universitas Sumatera Utara
PEMANFAATAN LIMBAH KAYU EUKALIPTUS SEBAGAI NANOSERAT SELULOSA UNTUK PENGUAT FILM
NANOKOMPOSIT DENGAN MATRIKS POLIVINIL ALKOHOL
SKRIPSI
Oleh :
PUTRI ADELINA 141201090
Skripsi sebagai satu diantara beberapa syarat untuk
memperoleh gelar sarjana di Fakultas Kehutanan
Universitas Sumatera Utara
DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL HUTAN FAKULTAS KEHUTANAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2019
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT PUTRI ADELINA. Utilization of Eucalyptus Wood Waste as Cellulose Nanofibers for Reinforced Nanocomposite Films with Polyvinyl Alcohol Matrix. Under the supervision of IWAN RISNASARI and RIDWANTI BATUBARA.
Nanotechnology is increasingly developing in the forestry sector, the development of nanocomposite materials from fibers such as palm oil bunches and pineapple leaves has been carried out. This study used cellulose nanocerate from Eucalyptus (Euchalyptus pellita) wood waste aimed to determine the characteristics of nanocomposite films produced. Manufacture of nanoserat cellulose using chemical methods (acid hydrolysis) and mechanical (centrifuge, autohydrolysis with autoclaf, fiber dialysis and ultrasonication). Nanocomposite film making is done by mixing cellulose nanocerate and PVA. Composite film analysis includes mechanical, physical, crystallinity and morphological analysis of fibers. The addition of cellulose nanoserat improved tensile strength, light transmission, thermal stability, and crystallinity. But it decreases the value of elongation and conductivity. Keywords: Nanocomposites, polivinil alcohol, eucalyptus fibers, cellulose nanofibers
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
PUTRI ADELINA: Pemanfaatan Limbah Kayu Eukaliptus sebagai Nanoserat Selulosa untuk Penguat Film Nanokomposit dengan Matriks Polivinil Alkohol, dibimbing oleh IWAN RISNASARI dan RIDWANTI BATUBARA.
Nanoteknologi semakin berkembang di bidang kehutanan, pengembangan
bahan nanokomposit dari serat seperti nanoserat tandan kelapa sawit maupun daun nenas sudah pernah dilakukan. Penelitian ini menggunakan nanoserat selulosa dari limbah kayu Eukaliptus (Euchalyptus pellita) bertujuan untuk mengetahui karakteristik film nanokomposit yang dihasilkan. Pembuatan nanoserat selulosa menggunakan metode kimia (hidrolisis asam) dan mekanis (sentrifuse, autohydrolysis dengan autoclaf, dialisis serat dan ultrasonikasi). Pembuatan film nanokomposit dilakukan dengan mencampurkan nanoserat selulosa dan PVA. Analisis film komposit terdiri dari analisis mekanik, fisik, kristalinitas dan morfologi serat. Penambahan nanoserat selulosa meningkatkan kekuatan tarik, transmisi cahaya, stabilitas termal dan kristalinitas. Namun menurunkan nilai elongasi dan konduktivitas. Kata Kunci: Nanokomposit, polivinil alkohol, serat eukaliptus, nanoserat selulosa
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Medan pada tanggal 26 Agustus 1996 dari Bapak
Darmansyah dan Ibu Cut Rohana. Penulis merupakan anak kedua dari tiga
bersaudara.
Tahun 2008 Penulis lulus dari SDN 060825 Medan, kemudian lulus pada
tahun 2011 dari SMPN 3 Medan. Kemudian Penulis melanjutkan studi ke
SMAN 5 Medan dan lulus pada tahun 2014. Pada tahun yang sama Penulis
diterima di Universitas Sumatera Utara melalui jalur Seleksi Bersama Masuk
Perguruan Tinggi Negeri (SBMPTN) sebagai mahasiswa di Fakultas Kehutanan
USU. Penulis memilih Departemen Teknologi Hasil Hutan. Selama mengikuti
perkuliahan, penulis aktif sebagai anggota Rain Forest, dan GORGA (Gerakan
Observasi Rimbawan Giat Alam).
Penulis melaksanakan Praktik Pengenalan Ekosistem Hutan (P2EH)
dikawasan Hutan Mangrove Sei Nagalawan pada tahun 2016. Penulis
melaksanakan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di Taman Nasional Bromo Tengger
Semeru, Kabupaten Lumajang, Jawa Timur dari tanggal 22 Januari sampai 22
Februari 2018.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, Tuhan Yang Maha
Kuasa, atas segala rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan
skripsi yang berjudul “Pemanfaatan Limbah Kayu Eukaliptus sebagai Nanoserat
Selulosa untuk Penguat Film Nanokomposit dengan Matriks Polivinil Alkohol”.
Pada kesempatan ini Penulis menghanturkan pernyataan terima
kasih sebesar-besarnya kepada kedua orang tua yang telah membesarkan
dan mendidik selama ini. Penulis mengucapkan terima kasih kepada
dosen pembimbing Dr. Iwan Risnasari S.Hut, M.Si selaku ketua komisi
pembimbing dan Ridwanti Batubara S.Hut., MP selaku anggota pembimbing juga
kepada kedua dosen penguji saya yaitu Onrizal, S. Hut, M. Si, Ph.D dan
Dr. Muhdi, S. Hut, M. Si yang telah membimbing dan memberikan berbagai
masukan berharga kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Sri Devi Pandiangan
sebagai rekan yang telah membantu penulis melakukan penelitian. Disamping itu,
penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua staf pengajar dan pegawai
di Fakultas Kehutanan USU, serta semua rekan mahasiswa yang tak dapat
disebutkan satu per satu di sini yang telah membantu penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat.
Medan, Januari 2019
Putri Adelina
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman ABSTRACT ............................................................................................... i
ABSTRAK ................................................................................................ ii
RIWAYAT HIDUP .................................................................................. iii
KATA PENGANTAR .............................................................................. iv
DAFTAR ISI ............................................................................................. v
DAFTAR TABEL .................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ vii
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................ viii
PENDAHULUAN Latar Belakang .................................................................................. 1 Tujuan Penelitian .............................................................................. 3 Manfaat penelitian ............................................................................ 3
TINJAUAN PUSTAKA Pemanfaatan Kayu Eukaliptus (Eucalyptus pellita) ......................... 4 Komposit dari Kayu Eukaliptus dan Polivinil Alkohol (PVA) ........ 5 Nanoserat Selulosa ........................................................................... 7 Film Komposit PVA ......................................................................... 10
METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat............................................................................ 11 Bahan dan Alat ................................................................................. 11 Metode Penelitian ............................................................................. 12
HASIL DAN PEMBAHASAN Serat Nanoselulosa dari Kayu Eukaliptus ........................................ 18 Karakteristik Mekanik Komposit ..................................................... 19 Karakteristik Fisik Komposit............................................................ 22 Analisis Gugus Fungsi dengan FTIR ............................................... 27 Analisis Kristalinitas Komposit ........................................................ 29 Analisis Morfologi Uji SEM ............................................................ 31
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ....................................................................................... 33 Saran ................................................................................................. 33
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................... 34
LAMPIRAN .............................................................................................. 37
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
No. Halaman
1. Formulasi Film Komposit PVA .......................................................... 14
2. Karakteristik Termal Komposit .......................................................... 25
3. Persentasi Kristalinitas ........................................................................ 30
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No. Halaman
1. Skema Prosedur Penelitian ................................................................. 12
2. Serat Kayu Eucalyptus pellita ............................................................. 18
3. Film Komposit PVA ........................................................................... 19
4. Proses Pengujian Mekanik Dengan UTM .......................................... 19
5. Kekuatan Tarik Nanokomposit ........................................................... 20
6. Modulus Tarik Nanokomposit ............................................................ 21
7. Persentasi Elongasi Nanokomposit ..................................................... 22
8. Grafik Konduktivitas Listrik pada Film Komposit PVA. ................... 23
9. Nilai Transmisi Cahaya Film Komposit PVA .................................... 24
10. Grafik TGA Komposit ........................................................................ 26
11. Spektrum FTIR Film Komposit .......................................................... 28
12. Difraksi X-Ray Film Komposit .......................................................... 29
13. Morfologi Film Komposit PVA Menggunakan SEM ......................... 31
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
No. Halaman
1. Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan nilai kekuatan tarik ......... 37
2. Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan nilai modulus tarik ......... 38
3. Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan nilai elongasi .................. 39
4. Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan nilai konduktivitas .......... 40
5. Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan nilai transmitasi .............. 41
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Nanoteknologi semakin berkembang karena memiliki keunggulan dapat
menghasilkan produk dengan kekuatan mekanis yang tinggi, hal ini disebabkan
oleh besarnya perbandingan nanoserat antara luas permukaan dengan volume
nanoserat sehingga molekul-molekul menjadi lebih reaktif. Kekuatan mekanis
seperti kekenyalan, fleksibilitas, daya tarik, dan porositas yang tinggi dapat
menghasilkan produk yang lebih berkualitas. Bidang ilmu yang sudah
menggunakan nanoteknologi diantaranya energi, biokimia dan elektronik. Industri
perkayuan di bidang kehutanan juga mulai mengaplikasikan ilmu ini untuk
pengembangan kebutuhan manusia (Nuryantini et al. 2014).
Nanoteknologi memungkinkan pengembangan industri kehutanan yang
memang masih jauh dari realisasi. Upaya pengembangan melalui penelitian
akademis harus dilakukan karena besarnya potensi dalam pembangunan dan
komersialisasi nanoteknologi dalam industri yang bersumber dari hutan. Aplikasi
nanoteknologi dalam pembuatan produk berbasis hutan menjanjikan nilai tambah
baru, peningkatan kinerja, berkurangnya intensitas energi, dan penggunaan yang
lebih efisien dari bahan terbarukan maupun tak terbarukan. Pengembangan
nanoselulosa dan penggunaannya dalam bahan komposit akan menghasilkan
bahan yang lebih ringan dari komposit saat ini dalam berbagai aplikasi. Seperti
misalnya produsen produk kemasan yang mencari cara untuk menjauhkan dari
bahan plastik, kaca dan kemasan logam dan mengganti dengan karton yang lebih
ramah lingkungan. Pengembangan nanoteknologi tergantung pada upaya yang
Universitas Sumatera Utara
nyata sehingga tercipta produk yang inovatif dan layak secara ekonomi
(Shatkin et al. 2014).
Nanoselulosa merupakan selulosa dengan ukuran diameter dalam
nanometer (2-20 nm) dan panjang hingga ribuan nanometer. Serat yang berasal
dari selulosa memiliki kelebihan lebih kuat, hal ini disebabkan oleh ikatan
hidrogen yang stabil dan memiliki rantai panjang yang tergabung dalam molekul-
molekul. Serat selulosa juga relatif murah, banyak terdapat di alam seperti serat
pada kayu dan non kayu lainnya. Ikatan yang stabil pada serat selulosa sehingga
dapat dibuat dalam bentuk nanoselulosa. Nanoselulosa memiliki berat yang ringan
dengan kekuatan besar dengan biaya yang cukup murah (Iriani et al. 2015).
Penggunaan serat nano sebagai nanokomposit sudah banyak dilakukan
seperti menggunakan nanoserat tandan kelapa sawit (Indriyani 2016), nanoserat
kenaf (Aminah 2017), nanoserat daun nanas (Wahyuningsih et al. 2016),
nanoserat pelepah pohon salak (Triyastiti dan Krisdiyanto 2017), nanokristal
selulosa dari serbuk kentang (Noshirvani et al. 2015), bahkan nanokristal selulosa
yang diproduksi dari bakteri Gluconacetobacter xylinu (George et al. 2010).
Penelitian ini menggunakan limbah kayu eukaliptus (Eucalyptus pellita) sebagai
komposit, hal ini karena bidang industri banyak menggunakan kayu tersebut
sebagai bahan baku pada industri pulp dan kertas.
Pengelolaan limbah kayu yang tidak tepat dapat merusak lingkungan dan
merugikan masyarakat sehingga dibutuhkan pengelolaan yang baik serta
pemanfaatan kembali limbah agar bernilai ekonomis (Utomo, 2017). Salah satu
pemanfaataan yang dapat dilakukan adalah pembuatan komposit dari limbah kayu
eukaliptus. Penggunaan limbah eukaliptus (E. pellita) dikarenakan banyaknya
Universitas Sumatera Utara
limbah di industri perkayuan, seperti yang dikatakan Gulo (2018) bahwa limbah
banyak dihasilkan akibat adanya faktor kesalahan penebangan secara teknis
sehingga dibutuhkan pengelolaan agar lebih bermanfaat dan bernilai ekonomis.
Limbah yang digunakan berupa serbuk kayu hasil gergajian yang masih kasar,
sehingga pada pembuatan nanoserat selulosa serat dihaluskan terlebih dahulu.
Nanoserat selulosa yang dihasilkan limbah industri tersebut kemudian digunakan
sebagai pengisi atau penguat film komposit dari polivinil alkohol (PVA) sebagai
matriks. Pada penelitian ini digunakan kayu eukaliptus (E. pellita) sebagai
filler/penguat dan polivinil alkohol (PVA) sebagai matriks.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah karakterisasi film komposit yang dihasilkan
dari campuran serat kayu eukaliptus (E. pellita) dan PVA dengan penambahan
nanoserat selulosa serat kayu eukaliptus.
Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah diharapkan dapat menjadi informasi
mengenai karakeristik film nanokomposit yang berbahan dasar kayu eukaliptus
(E. pellita).
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Pemanfaatan Kayu Eukaliptus (Eucalyptus pellita)
Tanaman eukaliptus termasuk dalam klasifikasi Kingdom: Plantae, Divisi:
Magnoliophyta, Kelas: Magnoliopsida, Ordo: Myrtales, Famili: Myrtaceae,
Genus: Eucalyptus, dan merupakan Species: Eucalyptus pellita. Jenis kayu
E. pellita merupakan tanaman yang banyak digunakan sebagai bahan baku kertas
pulp. Eukaliptus tergolong tanaman fast growing dengan tinggi mencapai 10 m
dan diameter pohon 10 cm. Pertumbuhan kayu eukaliptus relatif mudah, tidak
membutuhkan tanah yang subur dan termasuk tanaman yang membutuhkan
cahaya matahari sepanjang tahun. Pemanfaatan kayu eukaliptus ini sebagai kayu
gergajian, kontruksi bangunan, finir, plywood, furniture, dan bahan baku pulp
kertas.
Di Provinsi Sumatera Utara, tanaman eukaliptus banyak ditanam di daerah
Porsea yang digunakan pada industri pulp (bubur kertas). Industri kayu tersebut
diperkirakan menghasilkan limbah yang cukup banyak pertahun. Salah satu upaya
yang dapat dilakukan untuk menekan jumlah limbah industri adalah dengan
menggunakan limbah serbuk kayu sebagai bahan baku pembuatan komposit.
Penggunaan serbuk ini juga tergolong ramah lingkungan karena berasal dari
bahan yang mudah terdegradasi secara alami (Kooskurniasari, 2014).
Serbuk kayu merupakan limbah industri perkayuan berupa sisa serbuk
gergajian, sabetan atau sisa kupasan. Industri kayu yang banyak menggunakan
kayu sebagai bahan baku utama diantaranya adalah industri penggergajian, kayu
lapis, dan bahan baku pulp dan kertas. Penggunaan kayu tersebut tentunya
menghasilkan limbah industri yang apabila tidak diolah akan menumpuk dapat
Universitas Sumatera Utara
menimbulkan pencemaran lingkungan. Beberapa industri ada yang membuang ke
dalam sungai dan dibakar begitu saja, hal ini tentu berdampak langsung ke
lingkungan sehingga dapat merugikan masyarakat sekitar. Oleh sebab itu, limbah
industri seharusnya dapat diolah sedemikian rupa sehingga tidak menimbulkan
kerugian apa lagi merusak alam (Ndraha, 2009).
Limbah yang dihasilkan dari industri penggergajian dapat dikelola dengan
pembuatan komposit plastik berbahan dasar polivinil alkohol (PVA) yang ramah
lingkungan. Komposit plastik PVA memiliki keunggulan diantaranya peningkatan
kekakuan dan sifat fisik (tahan terhadap air dan rayap), dan mengurangi biaya
produksi melalui pemanfaatan limbah tersebut. Pengelolaan limbah dapat
dilakukan dengan penambahan bahan PVA sebagai matriks kemudian dibuat
menjadi komposit. Penggunaan bahan termoplastik seperti matriks PVA
dilakukan karena harganya yang murah dan banyak tersedia. Kombinasi antara
bahan limbah dan matriks PVA diharapkan dapat meningkatkan kekuatan produk
dibandingkan dengan PVA itu sendiri. Sifat mekanik yang dihasilkan dapat
dipengaruhi oleh sifat bahan limbah sebagai filler/penguat dan matriks PVA serta
kombinasi dari keduanya.
Komposit dari Kayu Eukaliptus dan Polivinil Alkohol (PVA)
Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau
lebih material dan menghasilkan material baru yang memiliki karakteristik yang
berbeda dari material pembentuknya. Komposit disusun dari minimal dua
komponen yaitu matriks atau resin dan penguat atau filler. Adapun filler
merupakan struktur, partikel atau serat yang berperan sebagai penguat sedangkan
bagian resin sebagai pengisi. Nanokomposit dapat diartikan sebagai material
Universitas Sumatera Utara
multifase, dimana setiap fase memiliki satu, dua, atau tiga dimensi yang kurang
dari 100 nanopartikel (Marpaung et al. 2015).
Termoplastik adalah jenis plastik yang menjadi lunak jika dipanaskan dan
akan mengeras jika didinginkan dan proses ini bisa dilakukan berulang kali.
Nama termoplastik diperoleh dari sifat plastik ini yang bisa dibentuk ulang
dengan proses pemanasan. PVA merupakan salah satu polimer yang mudah
didapat dan memiliki biaya produksi yang relatif rendah. Keunggulan sifat PVA
yaitu berupa polimer yang tidak beracun, larut air, biodegradable (dapat terurai
secara alami), dan biokompatibel (dapat menyesuaikan sehingga memiliki ikatan
kimia yang baik). Banyaknya gugus hidroksil yang dimiliki PVA dapat
membentuk film yang baik karena adanya ikatan hidrogen antar molekul
(Choo et al. 2016).
Polivinil alkohol (PVA) memiliki rumus kimia [(C2H4O)x] dengan berat
molekul antara 26.300– 30.000, titik leleh 180-190oC, dan derajat hidrolisis 86,5-
89%. Proses pembuatan PVA dibagi menjadi 3 tahap yaitu persiapan bahan baku,
reaksi di dalam reaktor dan pemurnian produk. Pada tahap reaksi, reaktor
digunakan untuk mereaksikan methanol dan polivinil asetat menjadi polivinil
alkohol dengan menggunakan katalis asam sulfat (Sitompul, 2016). Hal yang
menyebabkan PVA banyak digunakan di industri plastik dan kemasan karena larut
dalam air, tahan terhadap minyak dan lemak, tidak berasa tidak berbau dan tidak
beracun (Tang dan Alavi 2011).
Matriks PVA merupakan jenis bahan termoplastik yang banyak
digunakan karena sifat fisik dan mekaniknya yang seimbang. Sehingga PVA
memiliki abilitas proses yang mudah dengan biaya yang relatif rendah sehingga
Universitas Sumatera Utara
menjadikannya bahan serbaguna. Pembuatan komposit polimer dari termoplastik
daur ulang dengan serat alami merupakan alternatif yang berkontribusi untuk
pelestarian sumber daya alam. Penggunaan limbah dapat menurunkan potensi
kerusakan alam seperti adanya peningkatan polutan akibat limbah industri yang
semakin meningkat. Penggunaan bahan daur ulang dengan serat alami juga dapat
menurunkan biaya produksi. Disisi lain, limbah kayu eukaliptus masih belum
diproduksi industri dalam sekala besar dan potensi daur ulangnya juga belum
terlalu dieksplorasi (Moreno dan Saron, 2017).
PVA memiliki kompatibilitas yang baik jika ditambahkan penguat berupa
nanoselulosa sehingga dapat menghasilkan produk nanokomposit yang ramah
lingkungan. Dengan demikian penambahan nanoserat selulosa pada film berbasis
PVA diharapkan mampu meningkatkan dan memperbaiki sifat mekanisnya.
Beberapa penelitian edible film telah dilakukan dengan penambahan nanoselulosa
yang berasal dari serat, ternyata dapat memperbaiki dan meningkatkan sifat
mekanis, sifat barrier, dan kemampuan agregasi dengan partikel lain yang lebih
baik (Iriani et al. 2015).
Nanoserat Selulosa
Nanoserat selulosa dapat diisolasi dari kayu, bambu, serat rami, gandum
dan tanaman berselulosa lainnya dengan teknik ultrasonikasi untuk mendapatkan
serat nanoserat secara individu. Perlakuan ultrasonikasi dapat memperluas bidang
luas permukaan serat sehingga memberikan efek pada kestabilan termal atau suhu
pada nanoserat selulosa. Proses kimia pada nanoserat menghasilkan serat yang
kehilangan hemiselulosa dan lignin, sehingga kadar selulosa meningkat dan
menghasilkan derajat kristalinitas lebih dari 60%. Serat yang memiliki kristalitas
Universitas Sumatera Utara
tinggi dapat digunakan sebagai penguat sejalan dengan tingginya modulus Young
pada daerah kristal searah longitudinal serat (Fortunati et al. 2012). Proses
pembuatan nanoserat selulosa diantaranya dengan proses pulping dan bleaching
untuk mendapatkan kadar selulosa yang tinggi dengan cara menghilangkan
komponen kimia lainnya. Selain itu, derajat kristalinitas yang tinggi diperoleh
dengan adanya perlakuan hidrolisis (alkali dan bleaching). Perlakuan mekanis
dilakukan untuk mendapatkan ukuran nanoserat optimal (Fakhruzy, 2014).
Menurut Risnasari (2015) komposit dengan tambahan bahan nanoselulosa
dapat meningkatkan kekuatan mekanis bahan penyusunnya. Penambahan
nanokristalin selulosa juga dapat meningkatkan stabilitas panas pada komposit
plastik. Nanoserat selulosa yang ditambahkan pada PVA dapat meningkatkan
kristalinitas film sehingga kuat tarik pada film akan ikut meningkat. Sifat ikatan
antar molekul yang kuat pada nanoserat selulosa menyebabkan struktur yang
kompak dan teratur dan meningkatkan kekuatan film komposit. Menurut
Frone et al. (2011) penambahan nanoserat selulosa akan meningkatkan kekuatan
tarik maupun sifat termal film PVA. Kestabilan suhu pada komposit plastik PVA
ini semakin meningkat seiring dengan bertambahnya konsentrasi nanoserat
selulosa. Nanoserat selulosa dapat menaikkan nilai kristalinitas matriks PVA.
Penggabungan serat okra dan matriks polimer PVA pada konsentrasi nanoserat
lebih tinggi menghasilkan kompabilitas yang baik antar keduanya.
Pada pengamatan dengan mikroskop antara film murni dan film dengan
tambahan nanoserat selulosa tampak sama, namun setelah dilakukan uji mekanis
didapat bahwa film dengan nanoserat selulosa 10% memiliki kekuatan yang lebih
tinggi dibandingkan film murni. Sehingga dapat disimpulkan bahwa nanoserat
Universitas Sumatera Utara
memiliki potensi sebagai penguat pada pembuatan komposit maupun kebutuhan
lain (Bhatnagar dan Sain, 2005).
Pembuatan nanoserat selulosa dimulai dengan proses hidrolisis serat
menggunakan asam sulfat 45% (perlakuan kimiawi). Menurut Aminah (2017)
bahwa perlakuan hidrolisis asam bertujuan untuk menghilangkan bagian amorf
pada rantai selulosa sehingga bagian kristalin serat lebih mudah terisolasi.
Penggunaan asam sulfat sebagai bahan juga dapat menimbulkan permasalahan
apabila terjadi degradasi selulosa berlebih. Konsentrasi asam sulfat yang tinggi
dapat merusak bagian permukaan serat sehingga dapat terjadi bahaya keracunan
bila digunakan sebagai bahan film nanokomposit yang aplikasinya berhubungan
langsung dengan manusia (Wicaksono, 2013).
Perlakuan mekanis pada pembuatan nanoserat selulosa, diantaranya proses
sentrifuse, autohidrolisis dengan autoklaf, dialisis serat dan ultrasonikasi. Dialisis
serat menggunakan membran yang diputar dengan stirrer hingga pH netral.
Perlakuan mekanis menggunakan gelombang ultrasonikasi bertujuan untuk
mendapatkan nanoserat selulosa yang lebih banyak. Pada metode dijelaskan
bahwa proses ultrasonikasi dilakukan selama 1 jam dan frekuensi 19,5 kHz, waktu
dan jumlah frekuensi berpengaruh pada nanoserat selulosa yang dihasilkan
(Aminah 2017).
Film Komposit PVA
Penggunaan plastik sebagai kemasan semakin banyak maka dari itu
dibutuhkan alternatif pencampuran bahan organik sehingga plastik yang
dihasilkan dapat lebih ramah lingkungan dan aman bagi tubuh. Perkembangan
penelitian tentang film komposit sedang banyak dilakukan, seperti dalam
Universitas Sumatera Utara
Triyastiti dan Krisdiyanto (2017) tentang pembuatan film komposit PVA
berbahan dasar pelepah pohon salak. Pembuatan film komposit PVA dengan
menggunakan limbah kayu eukaliptus diharapkan dapat menurunkan biaya dari
segi finansial. Namun, aplikasi penggunaan film komposit PVA tersebut sebagai
kemasan masih memiliki banyak kekurangan seperti kepekaan film terhadap
kelembaban sehingga apabila berada pada kelembaban tinggi kekuatan
mekanisnya akan menurun, oleh karena komposit memiliki stabilitas mekanis.
Pengembangan penelitian tentang serat berukuran nano sedang banyak dilakukan
karena dapat meningkatkan mobilitas molekuler akibat luasnya bidang interface
yang ada, sehingga menghasilkan komposit dengan fleksibilitas yang tinggi
(Triyastiti dan Krisdiyanto, 2017).
Di dalam Wahyuningsih et al. (2016) dikatakan bahwa film komposit yang
berasal dari serat nano mengalami peningkatan fisik, termal, dan sifat penghalang
sementara transparansi menurun. Penggunaan serat dapat menggantikan peran
plastik yang berasal dari minyak yang mahal dan meningkatkan sifat mekanik dari
produk yang dihasilkan. Inovasi baru mengenai penggunaan nanoselulosa pada
film komposit telah dikembangkan, Wahyuningsih et al. (2016) mengatakan
bahwa film komposit dari nanoserat memiliki sifat mekanik yang lebih tinggi dan
luas antarmuka yang besar dibandingkan dengan seluruh serat.
Universitas Sumatera Utara
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juli hingga September 2018.
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Biokimia, Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor dan Laboratorium Kimia Hasil
Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah serat kayu eukaliptus
(E. pellita) yang diperoleh dari PT. Toba Pulp Lestari (TPL), membran dialisis
dan air destilata. Bahan kimia yang digunakan yaitu asam sulfat (H2SO4) 45%,
natrium hidroksida (NaOH) 25%, hipoklorit dan polivinil alkohol (PVA).
Alat yang digunakan adalah sentrifuse, ultrasonik, dan autoclaf.
Instrumen pengujian yang digunakan untuk pengujian film komposit diantaranya
ASTM D882-75b (Standard Test Method for Tensile Properties of Thin Plastic
Sheeting) untuk uji sifat mekanis, Fourier Transform Infrared Spectroscopy
(FTIR) dan Scanning Electrone Microscope (SEM) untuk mengetahui struktur
mikro, X-Ray Difraction (XRD) untuk uji sifat kristalinitas, Differential Scanning
Calorimetry (DSC) untuk uji sifat termal, Testing Machine Setaram LabSys Evo
No. S60/58998 untuk uji degradasi termal (TGA), uv-vis spectrophotometer untuk
uji sifat optik dan LCR meter Hi-Tester 3522-50 untuk uji sifat elektrik. Alat
bantu lain yang digunakan adalah hotplate stirrer, oven, nampan plastik, beaker
glass, labu ukur, dan batang pengaduk.
Universitas Sumatera Utara
Metode Penelitian
Pembuatan film nanokomposit dimulai dengan isolasi serat selulosa
melalui proses pulping dan bleaching. Kemudian dilanjutan dengan pembuatan
nanoserat selulosa, prosesnya terdiri atas hidrolisis asam, sentrifuse, proses
autohydrolysis dengan alat autoclaf, dialisis serat dan proses ultrasonikasi.
Gambar 1. Skema Prosedur Penelitian
Isolasi Serat Selulosa dari Serat Kayu Eukaliptus (E. pellita)
Isolasi serat dilakukan dengan proses pembuatan pulp menggunakan
larutan NaOH 25% pada suhu 160-170oC, 8 atm. Kemudian serat dicuci dengan
air sampai pH netral. Selanjutnya proses pemutihan atau bleaching dilakukan
dengan menggunakan hipoklorit solusi dalam 4 siklus.
Universitas Sumatera Utara
Pembuatan Nanoserat Selulosa
Nanoserat selulosa diekstrak dari serat selulosa yang berasal dari kayu
eukaliptus (E. pellita). Pembentukan nanoserat selulosa mengacu pada metode
Teixeira et al. (2009) dan Fahma et al. (2010) dengan modifikasi. Serat sebanyak
10 gram dihidrolisis asam dalam asam sulfat (H2SO4) dengan konsentrasi 45%.
Hidrolisis dilakukan pada suhu 45oC dibawah pengadukan yang kuat selama 60
menit. Proses hidrolisis diakhiri dengan penambahan 400 ml air dingin. Serat
disentrifuse pada 7000 rpm selama 15 menit untuk memperoleh endapan, proses
ini diulang hingga pH suspensi mencapai 5 untuk menghilangkan asam sulfat.
Kemudian dilanjutkan dengan proses autohydrolysis menggunakan alat
autoclaf dengan metode ledakan uap selama 1 jam. Setelah itu proses dialisis serat
menggunakan membran dialisis dengan stirrer selama 3 hari hingga pH konstan.
Selanjutnya, proses ultrasonikasi selama 1 jam untuk menyebarkan serat nano
dalam air pada 19,5 kHz dan daya output 300 W. Serat disimpan dalam lemari
pendingin untuk dikarakterisasi.
Proses Pembuatan Film Nanokomposit
Film nanokomposit dibuat dengan mencampurkan PVA, serat bleaching,
serat pulping, dan nanoserat selulosa. Formulasi film nanokomposit PVA dapat
dilihat pada Tabel 1.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 1. Formulasi Film Komposit PVA
No Sampel Perlakuan Jenis Serat Konsentrasi Serat (%)
1 PVAP1 P 1 2 PVAB1 B 1 3 PVANB1 NB 1 4 PVAP3 P 3 5 PVAB3 B 3 6 PVANB3 NB 3 7 PVAP5 P 5 8 PVAB5 B 5 9 PVANB5 NB 5
Keterangan: P : Serat Pulping B : Serat Bleaching NB : Nanoserat Selulosa
Proses pembuatan film nanokomposit menggunakan metode film casting.
Polivinil alkohol (PVA) 10% dilarutkan dalam 100 ml air destilata dengan
menggunakan hotplate stirrer pada suhu 80°C, kecepatan perputaran 25 rpm
selama 30 menit. Larutan PVA kemudian dicampur serat dan nanoserat selulosa
konsentrasi 1, 3, dan 5% berat (b/b) PVA dengan kecepatan perputaran 800 rpm
selama 5 menit (Frone et al. 2011). Proses cetakan dilakukan secara hand sheet
menggunakan wadah nampan plastik ukuran 15x20 cm2, lalu dikondisikan selama
24 jam dan dikeringkan dengan oven pada suhu 30 °C.
Karakterisasi Nanokomposit
a. Analisis Sifat Mekanik
Sifat mekanik film diukur menggunakan Universal Testing Machine
(UTM) Shimadzu 50 kN. Film selebar 2,5 cm dan panjang 10 cm diukur
ketebalannya dengan menggunakan jangka sorong kemudian dimasukkan ke grip
pengunci. Alat kemudian dijalankan dan dihentikan ketika film tepat putus dan
dapat diketahui gaya tarik ketika film putus. Nilai elongasi dapat dicari dengan
membagi panjang akhir dengan panjang awal lalu dikalikan 100%. Nilai kuat tarik
dapat dihitung dengan membagi nilai gaya tarik yang dihasilkan ketika nilai putus
dibagi dengan luas film.
Universitas Sumatera Utara
b. Analisis Sifat Fisik
Analisis sifat fisik film komposit terdiri dari uji transmisi cahaya, uji sifat
optik, sifat termal, dan degradasi termal TGA. Uji transmisi cahaya menggunakan
alat spektrofotometer UV-vis. Sampel uji berukuran 2,5x2,5 cm dipersiapkan
untuk setiap perlakuan masing-masing 3 kali ulangan, total sampel uji sebanyak
30 buah. Sampel film dipotong menyesuaikan kuffet. Kemudian diukur dengan
panjang gelombang antara 200-800 nm. Nilai transmisi cahaya dilihat pada output
program. Sifat optik film komposit dilakukan dengan UV-Vis pada bilangan
gelombang 250-850 nm.
Uji sifat optik digunakan untuk menentukan konduktivitas listrik film
komposit dengan menggunakan alat LCR Hi-Tester Hioki 3522-50. Sampel uji
berukuran 2,5x2,5 cm dipersiapkan untuk setiap perlakuan masing-masing 3 kali
ulangan, total sampel uji sebanyak 30 buah. Dilakukan pengukuran dengan 100
titik dan didapat data berupa frekuensi dan nilai konduktivitas. Sampel film
komposit ditempatkan antara pelat kapasitor, kemudian konduktansi (G) diukur.
Perhitungan konduktivitas menggunaan persamaan:
σ = lA
G
dimana σ adalah konduktivitas listrik (Scm-1), l adalah ketebalan sampel
(cm), A adalah luas permukaan sampel dan G adalah konduktansi (Siemen).
Pengujian untuk sifat termal dilakukan dengan uji DSC (Differential
Scanning Calorimetry). Sampel disiapkan sebanyak 5 mg terdiri atas film PVA
(kontrol), PVA dan bleaching 5%, PVA dan pulp 5%, serta PVA dan nanoserat
selulosa 5%. Sampel kemudian dipanaskan secara bertahap pada suhu
20 °C/menit sampai suhu maksimum 220 °C. Selama 5 menit di bawah kondisi
Universitas Sumatera Utara
atmosfer nitrogen untuk menghilangkan sisa pemanasan, lalu didinginkan dan
dipanaskan lagi (Othman et al. 2011).
Pengujian degradasi termal TGA (Thermogravimetric Analysis) dilakukan
untuk mengetahui sifat termal serat pulp, nanoserat selulosa, komposit dan
nanokomposit PVA berdasarkan metode Kasrawati et al. (2016). Sampel uji
disiapkan masing-masing sebanyak 20 mg. Pengujian ini menggunakan Testing
Machine Setaram LabSys Evo No. S60/58998. Sampel ditimbang dengan massa
12 mg, kemudian ditempatkan pada krusibel alumina (Al2O3). Sampel dipanaskan
pada suhu kamar sampai 6000C dengan laju pemanasan 100C/menit menggunakan
gas Argon. Analisis dilakukan dengan menaikkan suhu sampel secara bertahap
dan menentukan perubahan berat terhadap temperatur. Perubahan berat akibat
proses pemanasan dapat ditentukan langsung dari termogram yang diperoleh, lalu
dari data dapat ditentukan puncak dekomposisinya.
c. Analisis Kristanilitas dan Gugus Fungsi
Uji X-Ray difraction (XRD) dilakukan untuk mengetahui struktur kristalin
dan amorf film. Uji dilakukan menggunakan XRD Bruker D8 dengan radiasi Kα
Cu (λ=1.54060 Å). Sampel dengan diameter 5 cm diletakkan pada tempat sampel
dan analisis dilakukan pada kondisi operasional 40 kV dan 35 mA. Analisa gugus
fungsi dengan Fourier Transform Infrared (FTIR) bertujuan untuk identifikasi
gugus fungsi baru yang muncul pada film komposit. Sampel selulosa yang telah
dikeringkan diuji dengan jangkauan bilangan gelombang 4000-400 cm-1. KBr
selalu disertakan untuk menghilangkan serapan latar belakang.
Universitas Sumatera Utara
d. Analisis Struktur Morfologi
Analisis struktur morfologi dilakukan dengan menggunakan Scanning
Electrone Microscope (SEM) Zeiss EVO MA10. Sampel dipotong kecil
(5x10 mm2) dan dipasang pada penampang visualisasi perunggu dengan
menggunakan double-site tape. Permukaan sampel dilapisi dengan lapisan emas
tipis pada kondisi sputter time 60 detik dan sputter current 20 mA. Sampel
dimasukkan ke dalam alat SEM dan gambar permukaannya diambil menggunakan
detektor SE (Secondary Electron), working distance (WD) 11,5-12 mm dan
EHT 11,0 kV.
Analisis Data
Penelitian ini dirancang menggunakan rancangan acak lengkap faktorial
dengan tiga kali ulangan. Perlakuan yang diberikan yaitu jenis serat dan
konsentrasi serat. Jenis serat terdiri dari serat pulp, serat bleaching, dan nanoserat
selulosa. Konsentrasi serat memiliki tiga taraf yaitu 1%, 3% dan 5%. Data
dianalisis menggunakan analisis ragam (ANOVA) dengan taraf signifikansi 5%
dan uji lanjut Duncan.
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN
Nanoserat Selulosa dari Kayu Eukaliptus
Perlakuan pulping dan bleaching dilakukan untuk menghilangkan
kandungan zat ekstraktif lignin dan hemiselulosa pada serat sehingga
meningkatkan selulosanya. Perbedaan bentuk antara serat pulp dan bleaching
dapat dilihat pada Gambar 2. Secara visual terlihat jelas perbedaan antara serat
pulp dan serat bleaching. Dari segi warna serat pulp lebih gelap dibandingkan
serat bleaching, sedangkan dari segi tekstur serat pulp lebih kering dan kasar
dibandingkan serat bleaching yang lebih halus.
Gambar 2. Serat Kayu E. pellita (a) Serat Pulp dan (b) Serat Bleaching
Setelah pembuatan nanoserat selulosa dilanjutkan pembuatan film
komposit PVA dengan cara mencampurkan antara serat dan PVA. Kemudian hasil
film komposit dapat dilihat pada Gambar 3. Karakteristik visual film PVA sebagai
kontrol terlihat lebih transparan dibandingkan film dengan penambahan serat yang
terlihat berwarna lebih gelap. Film dengan penambahan nanoserat selulosa lebih
homogen dibandingkan film dengan penambahan serat pulp dan bleaching karena
masih memiliki permukaan yang kasar.
a b
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3. Film Komposit (a) PVA (b) PVA+ Serat Bleaching (c) PVA+ Serat Pulping
(d) PVA+ Nanoserat Selulosa
Karakteristik Mekanik Komposit
Permukaan film nanokomposit secara visual memiliki tampilan yang lebih
homogen dan halus. Sedangkan film komposit masih banyak terlihat gumpalan
serat yang tidak merata sehingga menyebabkan permukaan tidak halus dan warna
yang lebih mencolok dibandingan film nanokomposit. Pengujian mekanis film
komposit dengan menggunakan UTM dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Proses Pengujian Mekanik dengan UTM
Film nanokomposit yang digunakan pada pengujian memiliki variasi
ketebalan berkisar antara 0,11-0,26 mm. Ketebalan yang dihasilkan pada film
nanokomposit berbeda jauh dibandingkan dengan film komposit dari serat pulp
b a c d
Universitas Sumatera Utara
dan bleaching yang berkisar antara 0,26-0,47 mm. Perbandingan kekuatan tarik
dari film PVA dan film nanokomposit PVA dapat dilihat pada Gambar 5.
Hasil kekuatan tarik film dengan penambahan nanoserat selulosa memiliki
kekuatan tarik yang paling baik, nanokomposit konsentrasi 1% memiliki nilai
tertinggi kemudian pada konsentrasi 3% mengalami penurunan. Penambahan
konsentrasi serat mengakibatkan penurunan kekuatan tarik. Menurut
Pudjiastuti et al. (2016) bahwa penambahan kitosan menurunkan kuat tarik
dimungkinkan pada saat pencampuran tidak homogen sehingga interaksi gugus
aktif pada PVA dan kitosan kurang maksimal. Menurut Triyastiti dan
Krisdiyanto (2017) penambahan nanoserat selulosa dapat menurunkan nilai kuat
tarik maupun elongasi karena dimungkinkan terjadinya agregasi dan
aglomerasi pada film yang dihasilkan. Agregasi adalah adanya pengendapan
serat, sedangkan aglomerasi adalah penggumpalan yang terjadi pada bagian
serat sehingga menurunkan nilai kekuatan tarik.
Gambar 5. Kekuatan Tarik Nanokomposit
0
20
40
60
80
100
120
1% 3% 5%
Kek
uata
n T
arik
(MPa
)
Konsentrasi Serat
PVA+Serat Bleaching
PVA+Serat Pulping
PVA+Nanoserat Selulosa
Universitas Sumatera Utara
Penambahan nanoserat selulosa dapat mempengaruhi interaksi antara
matriks dan filler/pengisi karena adanya peningkatan interaksi antar filler.
Perbandingan nilai kekuatan tarik yang tinggi pada film nanokomposit dari pada
film komposit karena nanoserat selulosa memiliki bentuk yang kecil dan luas
permukaan yang lebih tinggi sehingga dapat meningkatkan interaksi
antara matriks dan serat. Distribusi nanoserat selulosa pada film
menghasilkan mekanisme penguatan dari matriks ke serat. Serat yang berperan
sebagai filler atau penguat lebih aktif dalam menahan beban dan
menghasilkan kekuatan tarik yang tinggi.
Gambar 6. Modulus Tarik Nanokomposit
Hasil analisis ragam (Lampiran 1) menyatakan bahwa perbedaan jenis
serat dan konsentrasi serat berpengaruh nyata terhadap uji kekuatan tarik film
komposit PVA pada taraf nyata 5%. Uji lanjut Duncan kekuatan tarik dan
modulus tarik menyatakan bahwa perlakuan terbaik pada film nanokomposit
konsentrasi serat 1%. Pada Gambar 6, penambahan nanoserat selulosa juga
meningkatkan nilai modulus tarik yang dihasilkan. Hasil analisis ragam
(Lampiran 2) modulus tarik menyatakan bahwa perbedaan jenis serat berpengaruh
nyata, namun tidak berpengaruh nyata terhadap perbedaan konsentrasi serat
0
1
2
3
4
5
6
7
1% 3% 5%
Mod
ulus
Tar
ik (G
Pa)
Konsentrasi Serat
PVA+Serat Bleaching
PVA+Serat Pulping
PVA+Nanoserat Selulosa
Universitas Sumatera Utara
Persentasi elongasi komposit film yang dihasilkan pada Gambar 7 dapat
dilihat bahwa nilai elongasi tertinggi berada pada film komposit PVA dengan
serat pulping 1%. Film komposit PVA dengan nanoserat selulosa memiliki nilai
hampir mendakati 0%, hal ini diduga disebabkan oleh penyebaran nanoserat
selulosa sehingga membentuk ikatan antar molekul yang kuat sehingga sulit untuk
mengalami pemanjangan. Penambahan serat pada film komposit dapat
meningkatkan nilai kekuatan tarik dan modulus tarik, namun sebaliknya dapat
menurunkan persen perpanjangan (Lismeri et al. 2018). Hasil analisis ragam
(Lampiran 3) elongasi menyatakan bahwa jenis serat berpengaruh nyata terhadap
film komposit PVA, namun tidak berpengaruh nyata terhadap konsentrasi serat.
Sama halnya dengan nilai modulus tarik, sedikitnya perbedaan konsentrasi serat
belum memberikan pengaruh nyata terhadap nilai elongasi yang dihasilkan.
Gambar 7. Persentasi Elongasi Nanokomposit
Karakteristik Fisik Komposit
Sifat elektrik film komposit diuji dengan menggunakan alat LCR.
Perbandingan nilai konduktivitas film komposit PVA dapat dilihat pada grafik
Gambar 8. Nilai konduktivitas terendah pada film komposit PVA dengan
nanoserat selulosa konsentrasi 5%, sedangkan film komposit PVA dengan serat
0
50
100
150
200
250
1% 3% 5%
Elo
ngas
i (%
)
Konsentrasi Serat
PVA+Serat Bleaching
PVA+Serat Pulping
PVA+Nanoserat Selulosa
Universitas Sumatera Utara
pulping 1% memiliki nilai konduktivitas tertinggi diikuti dengan nilai film
komposit PVA sebagai kontrol.
Gambar 8. Grafik Konduktivitas Listrik pada Film Komposit PVA
Pada grafik dapat dilihat bahwa terjadi peningkatan nilai konduktivitas
pada film komposit PVA dengan serat pulping 1% dibanding dengan film
komposit lainnya. Menurut Yulianti et al. (2017) peningkatan konduktivitas ionik
dapat terjadi karena transisi fasa kompleks polimer dari fasa semikristalin menjadi
amorf, dengan kata lain bahan dengan sifat amorf tinggi memiliki nilai
konduktivitas yang tinggi pula. Film komposit PVA dengan serat pulping bersifat
lebih amorf dibandingkan film nanokomposit karena film nanokomposit
mengalami proses hidrolisis asam. Seperti yang dikatakan Aminah (2017)
bahwa perlakuan hidrolisis asam dapat menghilangkan bagian amorf pada rantai
selulosa sehingga serat lebih bersifat kristalin.
Hasil analisis ragam (Lampiran 4) menyatakan bahwa perbedaan jenis
serat berpengaruh nyata terhadap film komposit, namun belum berpengaruh nyata
pada konsentrasi serat. Dari beberapa pengujian seperti uji modulus tarik, elongasi
0.00.E+00
5.00.E-02
1.00.E-01
1.50.E-01
2.00.E-01
2.50.E-01
3.00.E-01
0 200 400 600 800 1,000
Kond
uktiv
itas
(S/c
m)
Frekuensi (KHz)
PVA
PVA+Bleaching 1%
PVA+Bleaching 3%
PVA+Bleaching 5%
PVA+Pulping 1%
PVA+Pulping 3%
PVA+Pulping 5%
PVA+Nanoserat Selulosa 1%
PVA+Nanoserat Selulosa 3%
PVA+Nanoserat Selulosao 5%
Universitas Sumatera Utara
dan uji konduktivitas perbedaan konsentrasi serat tidak berpengaruh nyata.
Hal ini menunjukkan bahwa konsentrasi 1%, 3% dan 5% masih belum
memberikan pengaruh terhadap hasil uji.
Hasil uji transparansi film komposit dapat dilihat pada Gambar 9. Nilai
transparansi tertinggi dengan nilai maksimal sebesar 100% yaitu pada film
komposit PVA sebagai kontrol, kemudian diikuti dengan film nanokomposit yang
memiliki nilai transparansi diatas 70%. Serat pulping memiliki nilai transparansi
antara 40% hingga 70% dan serat bleaching kurang dari 50%.
Gambar 9. Nilai Transmisi Cahaya Film Komposit PVA
Penambahan nanoserat selulosa menyebabkan peningkatkan nilai
transparansi film. Menurut Wahyuningsih et al. (2016) mengatakan bahwa cahaya
yang masuk pada film nanokomposit tidak hanya dipantulkan namun juga diserap
oleh nanoserat selulosa ke dalam film sehingga nilai transparansi akan menurun.
Maka dari itu peningkatan nilai transparansi film nanokomposit mungkin akibat
konsentrasi nanoserat selulosa yang sedikit sehingga pencampuran tidak merata
keseluruh bagian film. Hasil analisis ragam (Lampiran 5) menyatakan bahwa
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
900750600450300
Tran
smis
i (%
)
Panjang Gelombang (Nm)
PVA
PVA+ Nanoserat Selulosa 5%
PVA+ Nanoserat Selulosa 3%
PVA+ Nanoserat Selulosa 1%
PVA+ Pulping 5%
PVA+ Pulping 3%
PVA+ Pulping 1%
PVA+ Bleaching 5%
PVA+ Bleaching 3%
PVA+ Bleaching 1%
Universitas Sumatera Utara
perbedaan jenis serat dan konsentrasi serat berpengaruh nyata terhadap film
komposit. Uji lanjut Duncan nilai transparansi menyatakan bahwa perlakuan
terbaik pada film dengan penambahan nanoserat selulosa konsentrasi 5%.
Pengujian DSC (differential scanning calorimetry) dilakukan untuk
mengetahui sifat termal dengan menentukan nilai endotermik (daya serap panas)
dan eksotermik (daya melepas panas). Nilai uji termal DSC dapat dilihat pada
Tabel 2. Karakteristik termal film komposit PVA terdiri dari nilai transisi gelas,
titik leleh dan ∆H. Puncak endoterm pertama yang menunjukkan proses transisi
gelas pada komposit PVA sebesar 281,55oC, kemudian menurun pada komposit
PVA dengan bleaching (254,82oC) sebagai nilai transisi gelas terendah. Komposit
PVA dengan serat pulp mengalami transisi gelas tertinggi sebesar 304,24oC,
sedangkan komposit PVA dengan nanoserat selulosa hampir sama dengan
komposit PVA (286,93oC). Puncak endoterm kedua menunjukkan proses
pelelehan komposit dengan nilai titik leleh hampir sama sebesar 321,06oC.
Tabel 2. Karakteristik Termal Komposit Sampel Transisi gelas (oC) Titik leleh (oC) ∆H (J/g)
PVA 281.55 320.56 253.8507 PVA+ bleaching 5% 254.82 321.08 197.9217 PVA+ pulping 5% 304.24 320.62 192.3646 PVA+ nanoserat selulosa 5% 286.93 321.97 163.3237
Nilai titik leleh terendah pada komposit PVA (320,56oC) dan titik leleh
tertinggi pada komposit PVA dengan nanoserat selulosa (321,97oC). Hal ini
karena ikatan yang kuat pada nanoserat selulosa sehingga semakin besar energi
yang diberikan untuk memutuskannya. Sesuai dengan Putri (2017) bahwa
penambahan asam sulfat dapat meningkatkan nilai titik leleh karena ikatan
molekul yang semakin kuat. Perubahan nilai titik leleh yang terjadi telah
meningkatkan stabilitas termal film komposit. Sedangkan perubahan kalor yang
Universitas Sumatera Utara
diberikan pada proses endoterm dan eksoterm dapat dilihat pada nilai ∆H dengan
nilai tertinggi film komposit PVA sebesar 253,85 (J/g) dan terendah film
nanokomposit sebesar 163,32 (J/g).
Analisa degradasi termal TGA dilakukan dengan memberi panas pada
komposit suhu 0oC sampai dengan 600oC hingga mencapai jumlah massa residu
akhir. Kurva perubahan massa komposit dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10. Grafik TGA Komposit (a) PVA (b) PVA+ Pulp 5% (c) PVA+
Bleaching 5% (d) PVA+ Nanoserat Selulosa 5% (e) Serat Pulp (f)
Nanoserat Selulosa
a b
c d
e f
Temperature (oC) Temperature (oC)
Temperature (oC) Temperature (oC)
Temperature (oC) Temperature (oC)
Penu
runa
n M
assa
(%)
Penu
runa
n M
assa
(%)
Penu
runa
n M
assa
(%)
dTG
(%/m
in)
dTG
(%/m
in)
dTG
(%/m
in)
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600
50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600
Universitas Sumatera Utara
Perubahan massa terjadi secara bertahap seiring dengan kenaikan suhu.
Pada film komposit PVA terjadi persamaan penurunan massa, diawali dengan
penguapan air pada suhu di bawah 100oC. Kemudian tahap dekomposisi utama
terjadi pada degradasi kedua dan ketiga. Degradasi kedua pada kurva komposit
PVA terjadi suhu puncak yang sama yaitu 325oC. Selanjutnya pada degradasi
ketiga penurunan maksimum terjadi pada nanokomposit PVA, sedangkan pada
komposit PVA dan komposit PVA dengan serat pulp 5% memiliki kurva
degradasi yang sama.
Analisis Gugus Fungsi dengan FTIR
Spektrum gelombang FTIR dari serat pulp, komposit, dan nanokomposit
berkisar pada 4000-500 cm-1. Bentuk gugus fungsi pada film yang dihasilkan
dapat dilihat pada Gambar 11. Pita serapan hidroksil (OH) dihasilkan karena
adanya ikatan hidrogen yang kuat dari ikatan intramolekul dan intermolekul
yang mengindikasikan adanya gugus hidroksil. Hal ini sesuai dengan
Fortunati et al. (2012) bahwa pita serapan OH dapat dilihat pada bilangan
gelombang 3200 hingga 3550 cm-1 dalam spektrum PVA yang berhubungan
dengan hidroksil. Pada gugus fungsi komposit PVA, pita serapan OH stretching
berada pada bilangan gelombang 3456 cm-1 sedangkan komposit PVA dengan
serat pulp, PVA dengan serat bleaching, dan PVA dengan nanoserat selulosa
konsentrasi 3% berada pada bilangan gelombang yang sama (3364 cm-1). Hal ini
menunjukkan bahwa penambahan serat pulp, bleaching, maupun nanoserat
selulosa pada komposit PVA cenderung sedikit mempengaruhi intensitas
peregangan OH. Penurunan bilangan gelombang tersebut akibat adanya
interaksi ikatan hidrogen antara serat dan PVA.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 11. Spektrum FTIR dari Serat Pulp, PVA, Komposit PVA dan Nanokomposit
PVA Konsentrasi 3%
Puncak serapan yang berasal dari C-H stretching komposit PVA, PVA
dengan serat pulp, PVA dengan serat bleaching, dan PVA dengan nanoserat
selulosa pada konsentrasi 3% berada pada bilangan gelombang yang sama yaitu
2932 cm-1. Dapat dilihat pada Gambar bahwa spektrum FTIR memiliki bentuk
pita serapan yang sama secara keseluruhan, perbedaan hanya pada intensitasnya.
Puncak gelombang baru banyak dihasilkan pada film nanokomposit PVA,
hal ini disebabkan karena adanya interaksi yang baik antara PVA dan nanoserat
selulosa. Namun, penambahan nanoserat selulosa sebanyak 5% puncak yang
dihasilkan tidak sebanyak puncak pada konsentrasi nanoserat selulosa 3%,
demikian pula pada komposit PVA serat pulp dan bleaching. Puncak film
nanokomposit konsentrasi 3% pada bilangan gelombang 1450 dan 1435 cm-1
berhubungan dengan peregangan asetat C=O dan pada bilangan gelombang
1096 cm-1 berhubungan dengan kelenturan asetat C-O, hal ini sesuai dengan jurnal
Fahma et al. (2017). Namun pada film nanokomposit konsentrasi 5%, puncak
yang dimungkinkan sebagai peregangan asetat C=O hanya terjadi pada bilangan
3550 3200
3364
2932
1450 1435 1096
1034
Wavenumber (cm-1)
Abs
orba
nce
Universitas Sumatera Utara
gelombang 1450 cm-1. Sedangkan kelenturan asetat C-O mengalami penurunan
intensitas puncak yaitu pada bilangan gelombang 1034 cm-1.
Analisis Kristalinitas Komposit PVA
Pengujian kristalinitas komposit PVA menggunakan alat X-Ray Difraction
(XRD). Sampel yang diuji yaitu komposit film PVA, PVA dengan serat pulp 5%,
PVA dengan serat bleaching 5%, PVA dengan nanoserat selulosa 5%, serat pulp
dan nanoserat selulosa. Pola difraksi sinar x komposit film PVA dan serat dapat
dilihat pada Gambar. Pada Gambar 12 dapat dilihat bahwa terdapat tiga puncak
utama, serat pulp yaitu pada sudut 2ϴ berada pada 15,2°, 15.7° dan 22,5°, dan
nanoserat selulosa berada pada 15,0°, 16.3° dan 22,4°. Hal ini sesuai dengan
Triyastiti dan Krisdiyanto (2017) bahwa berdasarkan data JCPDS 50-2241
difraksi milik selulosa berada pada sudut 2ϴ 15,0° dan 22,8°.
Gambar 12. Difraksi X-ray Film Komposit PVA+ Bleaching 5%, PVA+ Pulp
5%, PVA+ Nanoserat Selulosa 5%, Serat Bleaching dan Serat Pulp.
Seperti yang diketahui bahwa kristalinitas berhubungan dengan sifat amorf
serat, nilai kristalinitas dapat meningkat dengan memotong bagian amorf pada
10 20 30 40Inte
nsity
(Cou
nts)
2ϴ (degree)
PVA+ Nanoserat Selulosa PVA+ Pulping
PVA+ Nanoserat Selulosa Nanoserat Selulosa
Serat Pulp
15.2o 15.7o
22.5o
22.4o
Universitas Sumatera Utara
rantai selulosa serat. Proses hidrolisis asam yang dilakukan sekitar 60 menit
mengakibatkan kerusakan pada bagian amof dan kristalin, dimungkinkan menjadi
penyebab menurunnya kristalinitas pada nanoserat selulosa. Persentasi
kristalinitas dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Persentasi Kristalinitas Sampel Kristalinitas (%)
Serat Pulp 58.13 Serat Bleaching 59.84 Nanoserat Selulosa 48.57 PVA 40.64 PVA+ bleaching 5% 45.88 PVA+ pulping 5% 44.99 PVA+ nanoserat selulosa 5% 51.08
Kristalinitas serat pulp maupun serat bleaching lebih tinggi dari pada
nanoserat selulosa yaitu masing-masing sebesar 58,13% dan 48,57% karena
adanya kerusakan pada bagian amorf dan kristalin. Namun, persentasi kristalinitas
film komposit meningkat dengan penambahan nanoserat selulosa. Hal ini sesuai
dengan Iriani et al. (2015) bahwa film komposit dengan penambahan nanoserat
selulosa memiliki intensitas puncak yang lebih tinggi karena adanya keteraturan
rantai molekul selulosa sehingga meningkatkan derajat kristalinitas yang
dihasilkan. Nilai kristalinitas terendah pada film komposit PVA sebagai kontrol
sebesar 40,64%, sedangkan nilai tertinggi pada nanokomposit PVA dari nanoserat
selulosa autohydrolysis sebesar 51,08%. Hal ini menunjukkan bahwa komposit
dengan nanoserat seulosa dapat berperan sebagai penguat sehingga dapat
meningkatkan nilai kristalinitas komposit.
Analisis Morfologi Uji SEM
Hasil analisis morfologi uji SEM dapat dilihat pada Gambar 13. Pengujian
dilakukan dengan perbesaran permukaan film 10000 dan 60000 kali. Sampel yang
digunakan terdiri dari komposit PVA ditambahkan serat pulp, serat bleaching
Universitas Sumatera Utara
dan nanoserat selulosa pada konsentrasi 5% dan PVA tanpa penambahan
serat sebagai kontrol.
Gambar 13. Morfologi Film Komposit PVA Menggunakan SEM dengan Perbesaran Permukaan Film 10.000 dan 60.000 Kali (a) Kontrol (b) Serat Pulp (c) Serat Bleaching (d) Nanoserat Selulosa
a
b
c
d
Universitas Sumatera Utara
Pada Gambar 13 dapat dilihat bahwa komposit PVA dengan
penambahan serat tidak dapat terdispersi secara baik. Pada komposit
PVA dengan penambahan serat, bagian matriks PVA dan bagian serat sebagai
penguat tidak dapat tercampur secara homogen sehingga muncul tektur
permukaan film komposit. Komposit PVA dengan penambahan serat pulp
memiliki permukaan yang paling kasar, hal ini disebabkan serat pulp
pada saat dicampurkan dengan PVA masih berupa serat kasar
sehingga film komposit PVA yang dihasilkan memiliki banyak retakan
yang jelas.
Pada komposit dengan penambahan nanoserat selulosa, nanoserat
selulosa dapat terdispersi dengan baik dengan adanya ikatan antar molekul
yang dihasilkan. Menurut Riyanto et al. (2014) bahwa pembentukan
yang homogen disebabkan oleh interaksi antara serat dan PVA, serta
ikatan hidrogen antar keduanya menghasilkan film komposit yang bercampur
baik dan menghasilkan homogenitas pada permukaan film.
Universitas Sumatera Utara
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Karakteristik mekanik film komposit dengan penambahan nanoserat
selulosa meningkatkan kekuatan tarik dan modulus tarik, sedangkan nilai elongasi
menurun. Karakteristik fisik film komposit dengan penambahan nanoserat
selulosa menunjukkan peningkatan nilai transmisi cahaya dan stabilitas termal,
namun menurunkan nilai konduktivitas. Hasil analisis morfologi permukaan film
komposit dengan penambahan nanoserat selulosa terdispersi dengan baik.
Karakteristik kimia film komposit dengan penambahan nanoserat selulosa
menunjukkan peningkatan nilai kristalinitas dan menurunkan intensitas
peregangan OH.
Saran
Penambahan konsentrasi nanoserat selulosa yang rendah belum dapat
menunjukkan secara sifat fisik film nanokomposit dengan jelas, sehingga
penelitian selanjutnya dapat dilakukan peningkatan konsentrasi penambahan
nanoserat selulosa.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR PUSTAKA
Aminah S. 2017. Bionanokomposit film berbasis pva dan nanoselulosa dari serat kenaf (Hibiscus cannabinus L.)[tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Choo K, Ching YC, Chuah CH, Julai S, Liou N. 2016. Preparation and characterization of polyvinyl alcohol-chitosan composite films reinforced with cellulose nanofiber. Materials, 9:644-660. doi: 10.3390/ma9080644. Bhatnagar A, Sain M. 2005. Processing of cellulose nanofiber-reinforced composites. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 24:1259 1268. doi: 10.1177/0731684405049864. Fahma F, Hori N, Iwata T, Takemura A. 2017. PVA nanocomposites reinforced
with cellulose nanofibers from oil palm empty fruit bunches (OPEFBs). Emirates Journal of Food and Agriculture, 29:323-329. doi: 10.9755/ejfa.2016-02-215.
Fakhruzy. 2014. Sintesa dan karakterisasi nanokomposit dari selulosa bambu ampel (Bambusa vulgaris)[tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Fortunati E, Puglia D, Monti M, Santulli C, Maniruzzaman M, Kenny JM. 2012. Cellulose nanocrystals extracted from okra fibers in PVA nanocomposites. Journal of Apply Polimer Science, 10:1002-1012. doi: 10.1002/app.38524. Frone AN, Panaitescu DM, Donescu A, Spataru CI, Radovici C, Trusca R, Somoghi R. 2011. Preparation and characterization of PVA composites with cellulose nanofibers obtained by ultrasonication. Bio Resources, 6:487-512. George J, Bawa AS, Siddaramaiah. 2010. Synthesis and characterization of bacterial cellulose nanocrystals and their PVA nanocomposites. Advanced Materials Research 123:383-386. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR. 123-125.383 Gulo, SIG. 2018. Identifikasi potensi limbah hasil pemanenan kayu Eucalyptus hybrid (Ind-47) pada petak tebang HTI, Toba Pulp Lestari, Tbk, Sektor Aek Nauli, Sumatera Utara[skripsi]. Medan (ID): Universitas Sumatera Utara. Indriyani SM. 2016. Aplikasi nanofiber selulosa tandan kosong kelapa sawit (TKKS) sebagai reinforcement agent pada komposit thermoplastic starch polivinil alkohol (TPS-PVA)[skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Universitas Sumatera Utara
Iriani ES, Wahyuningsih K, Sunarti TC, Permana AW. 2015. Sintesis nanoselulosa dari serat nanas dan aplikasinya sebagai nanofiller pada film berbasis polivinil alkohol. Jurnal Penelitian Pascapanen Pertanian, 12:11-19. Irwanto. 2006. Penilaian kesehatan hutan tegakan jati (Tectona grandis) dan eucalyptus (Eucalyptus pellita) pada kawasan hutan Wanagama I[tesis]. Yogyakarta (ID): Universitas Gajah Mada. Kooskurniasari W. 2014. Pemanfaatan serbuk gergaji kayu sengon (Albizia chinensis) sebagai sorben minyak mentah dengan aktivasi kombinasi fisik[skripsi]. Jakarta (ID): Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah. Lismeri L, Irmalinda G, Darni Y, Herdiana N. 2018. Aplikasi Fiber Selulosa dari Limbah Batang Ubi Kayu sebagai Film Komposit Berbasis Low Density Polyethylene (LDPE). Seminar Nasional Kulit, Karet dan Plastik ke-7. Yogyakarta. Marpaung M, Ahmad U, Edhi N. 2015. Pelapis nanokomposit untuk pengawetan salak pondoh terolah minimal. Jurnal Keteknikan Pertanian, 3:73-80. Moreno DD, Saron C. 2017. Low-density polyethylene waste/recycled wood
composites. Composite Structures 176:1152-1157. doi: 10.1016/j.compstruct.2017.05.076.
Ndraha N. 2009. Uji komposisi bahan pembuat briket bioarang tempurung kelapa dan serbuk kayu terhadap mutu yang dihasilkan[skripsi]. Medan (ID): Universitas Sumatera Utara. Noshirvani N, Hong W, Ghanbarzadeh B, Fasihi H, Montazami R. 2017. Study of cellulose nanocrystal doped starch-polyvinyl alcohol bionanocomposite films. International Journal of Biological Macromolecules 107: 2065- 2074. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2017.10.083. Nuryantini A, Ekaputra M, Munir M, Suciati T, Khairurrijal. 2014. Sintesis nanoserat polivinil alkohol dalam bentuk lembaran dengan pemintal elektrik multi nozel dan kolektor drum. Jurnal Pendidikan Fisika Indonesia, 10:186-193. doi: 10.15294/jpfi.v10i2.3356. Othman N, Azahari NA dan Ismail H. 2011. Thermal properties of polyvinyl alcohol (PVOH)/corn starch blend film. Malaysian Polymer Journal 6:147-154. Pudjiastuti W, Listyarini A, Arianita, Supeni G. 2016. Sifat Mekanik dan Sifat Barrier Campuran Polivinil Alkohol dan Kitosan. Jurnal Sains Materi Indonesia 17:97-101.
Universitas Sumatera Utara
Putri TN. 2017. Pengaruh penambahan asam maleat sebagai agen pengikat silang terhadap sifat termal dan sifat fisik dari film polivinil alkohol (PVA)[skripsi]. Medan (ID): Universitas Sumatera Utara. Risnasari I, 2015. Nanokristalin selulosa dari sludge primer untuk penguat dan pengisi komposit plastik[disertasi]. Bogor (ID): Institut Pertanian. Bogor. Riyanto B, Maddu A, Fadhallah EG. 2014. Material kemasan penyerap gelombang mikro dari komposit polimer kitosan-polivinil alkohol. Jurnal Pengolahan Hasil Perikanan Indonesia 17:1-11. Shatkin J, Wegner T, Bilek EM, Cowie J. 2014. Market projections of cellulose nanomaterial-enabled products. Tappi Journal, 13:9-16. Sitompul H. 2016. Prarancangan pabrik polivinil alkohol dari polivinil asetat dan metanol kapasitas 40.000 ton/tahun[skripsi]. Lampung(ID): Universitas Lampung. Tang X, Alavi S. 2011. Recent advances in starch, polyvinyl alcohol based polymer blends, nanocomposites and their biodegradability. Carbohydrate Polymers. 85:7-16. doi: 10.1016/j.carbpol..2011.01.030. Teixeira EM, Pasquini P, Curvelo AAS, Corradini E, Belgacem MN, Dufresne A. 2009. Cassava bagasse cellulose nanofibrils reinforced thermoplastic cassava starch. Journal Elsevier Carbohydrate Polymers, 78:422-431. doi: 10.1016/j.carbpol.2009.04.034. Triyastiti L, Krisdiyanto D. 2017. Isolasi nanoselulosa dari pelepah pohon salak sebagai filler pada film berbasis polivinil alkohol (PVA). Seminar Nasional Kulit, Karet dan Plastik ke-7. Yogyakarta. Utomo SB. 2017. Pengaruh penambahan nanoselulosa dari serat tandan kosong kelapa sawit pada komposit poliuretan untuk insulasi termal dan absorbs suara pada interior mobil[tesis]. Surabaya(ID): Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Wahyuningsih K, Iriani ES, Fahma F. 2016. Utilization of cellulose from pineapple leaf fibers as nanofiller in polyvinyl alcohol-based film. Indones. J. Chem, 16:181-189. Wicaksono R. 2013. Isolasi nanoserat selulosa dari ampas tapioka dan aplikasinya sebagai bahan pengisi film tapioca[disertasi]. Bogor(ID): Institut Pertanian Bogor.
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 1 Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan pada nilai kekuatan tarik
Tests of Between-Subjects Effects
Dependent Variable:
Source
Type III Sum of Squares df
Mean Square F Sig.
Corrected Model 17450,768a 8 2181,346 62,110 ,000
Intercept 34187,399 1 34187,399 973,422 ,000 FAKTOR_A
15272,449 2 7636,225 217,427 ,000
FAKTOR_B 641,689 2 320,844 9,135 ,002
FAKTOR_A * FAKTOR_B
1536,629 4 384,157 10,938 ,000
Error 632,175 18 35,121 Total 52270,342 27 Corrected Total
18082,943 26
a. R Squared = ,965 (Adjusted R Squared = ,950)
Descriptive Statistics
Dependent Variable:
JENIS SERAT Mean Std. Deviation N PULP 1% 18,5467 4,03391 3 3% 19,6600 2,07885 3 5% 17,5633 1,24500 3 Total 18,5900 2,52217 9 BLEACHING 1% 18,3833 4,15717 3 3% 20,6633 1,49296 3 5% 17,7833 ,95469 3 Total 18,9433 2,61480 9 NANOBLEACHING 1% 90,2533 8,19528 3 3% 53,4300 13,94723 3 5% 63,9700 3,43996 3 Total 69,2178 18,38785 9 Total 1% 42,3944 36,24328 9 3% 31,2511 18,08738 9 5% 33,1056 23,22559 9 Total 35,5837 26,37229 27
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 2 Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan pada nilai modulus tarik
Tests of Between-Subjects Effects
Dependent Variable:
Source Type III Sum of Squares df
Mean Square F Sig.
Corrected Model 84,512a 8 10,564 31,596 ,000
Intercept 61,502 1 61,502 183,949 ,000 FAKTOR_A
82,126 2 41,063 122,816 ,000
FAKTOR_B ,399 2 ,200 ,597 ,561
FAKTOR_A * FAKTOR_B 1,987 4 ,497 1,486 ,248
Error 6,018 18 ,334 Total 152,033 27 Corrected Total 90,530 26
a. R Squared = ,934 (Adjusted R Squared = ,904)
Descriptive Statistics Dependent Variable:
JENIS SERAT Mean Std.
Deviation N PULP 1% ,1733 ,09074 3 3% ,3500 ,09539 3 5% ,3767 ,15308 3 Total ,3000 ,13910 9 BLEACHING 1% ,1733 ,04619 3 3% ,3267 ,10599 3 5% ,2567 ,02309 3 Total ,2522 ,08885 9 NANOBLEACHING 1% 4,6300 1,25742 3 3% 3,4067 1,09208 3 5% 3,8900 ,42509 3 Total 3,9756 1,01160 9 Total 1% 1,6589 2,31589 9 3% 1,3611 1,63003 9 5% 1,5078 1,80168 9 Total 1,5093 1,86599 27
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 3 Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan pada nilai elongasi
Tests of Between-Subjects Effects
Dependent Variable:
Source Type III Sum of Squares df Mean Square F Sig.
Corrected Model 88111.098a 8 11013,887 7,219 ,000 Intercept 145691,161 1 145691,161 95,494 ,000 FAKTOR_A 67060,652 2 33530,326 21,978 ,000 FAKTOR_B 10902,905 2 5451,453 3,573 ,049 FAKTOR_A * FAKTOR_B 10147,540 4 2536,885 1,663 ,202
Error 27461,802 18 1525,656 Total 261264,061 27 Corrected Total 115572,900 26 a. R Squared = .762 (Adjusted R Squared = .657)
Descriptive Statistics
Dependent Variable:
JENIS SERAT Mean Std. Deviation N PULP 1% 153,0893 29,72848 3 3% 104,1630 65,67216 3 5% 40,6677 12,28558 3 Total 99,3067 60,99096 9 BLEACHING 1% 129,9310 28,94027 3 3% 125,5600 74,82859 3 5% 96,4593 44,11375 3 Total 117,3168 48,41496 9 NANOBLEACHING 1% 3,8320 ,34174 3 3% 3,6330 ,45621 3 5% 3,7800 ,38288 3 Total 3,7483 ,35478 9 Total 1% 95,6174 72,59295 9 3% 77,7853 75,21222 9 5% 46,9690 46,44496 9 Total 73,4573 66,67167 27
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 4 Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan pada nilai konduktivitas
Tests of Between-Subjects Effects
Dependent Variable:
Source
Type III Sum of
Squares df Mean
Square F Sig. Corrected Model
.269a 8 ,034 2,605 ,044
Intercept 1,064 1 1,064 82,438 ,000 FAKTOR_A
,152 2 ,076 5,872 ,011
FAKTOR_B ,070 2 ,035 2,708 ,094
FAKTOR_A * FAKTOR_B
,048 4 ,012 ,921 ,474
Error ,232 18 ,013 Total 1,565 27 Corrected Total
,501 26
a. R Squared = .537 (Adjusted R Squared = .331)
Descriptive Statistics
Dependent Variable:
JENIS SERAT Mean Std.
Deviation N PULP 1% ,3967 ,26312 3 3% ,2567 ,06506 3 5% ,1333 ,07506 3 Total ,2622 ,18109 9 BLEACHING 1% ,2900 ,10817 3 3% ,2100 ,10817 3 5% ,2200 ,11269 3 Total ,2400 ,10223 9 NANOBLEACHING 1% ,1133 ,01155 3 3% ,0867 ,01155 3 5% ,0800 ,02646 3 Total ,0933 ,02179 9 Total 1% ,2667 ,18875 9 3% ,1844 ,09901 9 5% ,1444 ,09221 9 Total ,1985 ,13886 27
Universitas Sumatera Utara
Lampiran 5 Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan pada nilai transmitasi
Tests of Between-Subjects Effects
Dependent Variable:
Source
Type III Sum of
Squares df Mean
Square F Sig. Corrected Model
,306a 8 ,038 9,403 ,000
Intercept 4,638 1 4,638 1139,364 ,000 FAKTOR_A
,128 2 ,064 15,693 ,000
FAKTOR_B ,138 2 ,069 16,987 ,000
FAKTOR_A * FAKTOR_B
,040 4 ,010 2,466 ,082
Error ,073 18 ,004 Total 5,017 27 Corrected Total
,379 26
a. R Squared = ,807 (Adjusted R Squared = ,721)
Descriptive Statistics
Dependent Variable:
JENIS SERAT Mean Std.
Deviation N PULP 1% ,3033 ,02309 3 3% ,5100 ,03000 3 5% ,5467 ,03786 3 Total ,4533 ,11673 9 BLEACHING 1% ,3567 ,08737 3 3% ,5600 ,02000 3 5% ,5000 ,13000 3 Total ,4722 ,12008 9 NANOBLEACHING 1% ,2800 ,02646 3 3% ,3133 ,06658 3 5% ,3600 ,06083 3 Total ,3178 ,05848 9 Total 1% ,3133 ,05809 9 3% ,4611 ,11911 9 5% ,4689 ,11219 9 Total ,4144 ,12081 27
Universitas Sumatera Utara