Proposal Program Kreativitas Mahasiswa

PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWAJUDUL PROGRAM

SINTESIS DAN ANALISA HIDROGEL SUPERABSORBEN ASAM AKRILAT-KITOSAN YANG DI NETRALISASI PARSIAL DENGAN TEKNIK IRADIASI GAMMA

BIDANG KEGIATAN :PKM PENELITIAN

Diusulkan oleh :Shalina (FT/2012/3335122166)Taufik Rachman. S (FT/2012/3335121870)Meliana Rizki. S (FT/2013/3335132180)

UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASACILEGON2015HALAMAN PENGESAHAN

1. Judul Kegiatan: Sintesis dan Analisa Hidrogel Asam Akrilat Kitosan di Netralisasi parsial dengan Teknik Iradiasi Gamma2. Bidang Kegiatan: PKM-P3. Ketua Pelaksana Kegiatana. Nama Lengkap: Taufik Rachman Sb. NIM: 3335121870c. Jurusan: Teknik Kimiad. Universitas/Institut/Politeknik: Universitas Sultan Ageng Tirtayasae. Alamat Rumah dan No Tel./HP: Jl. Batara Wisnu blok B5 No.14 Benua Indah,Tangerang/085691909451 f. Alamat email: [email protected]. Anggota Pelaksana Kegiatan/Penulis: Tiga orang5. Dosen Pendampinga. Nama Lengkap dan Gelar: Dhena Ria Barleany, S.T.,M.Engb. NIDN: 0015038203c. Alamat Rumag dan No Tel./HP: Perum Bukit Palem, Jln. Alamanda V, Cilegon/0896789948986. Biaya Kegiatan Totala. Dikti : Rp. -b. Sumber lain: Rp.-7. Jangka Waktu Pelaksanaan: Enam bulan

Cilegon, 29 September 2015

Menyetujui, Ketua Pelaksana KegiatanKetua Jurusan Teknik Kimia

(Dr.-Ing. Anton Irawan, S.T.,M.T)(Taufik Rachman S) NIP. 197510012008011007NIM. 3335121870

Wakil Rektor Bidang KemahasiswaanDosen Pembimbing

(Dr. H. Hidayatullah Haila, MM)(Dhena Ria Barleany, S.T.,M.Eng)NIP. 195909151986031003NIP. 198203152005012002

DAFTAR ISIHalamanHALAMAN SAMPULiHALAMAN PENGESAHANiiDAFTAR ISIivDAFTAR TABELvDAFTAR GAMBARvRINGKASANviBAB 1. PENDAHULUAN1.1Latar Belakang11.2Rumusan Masalah21.3Tujuan Percobaan31.4Luaran yang Diharapkan 31.5Manfaat Penelitian3BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA2.1Hidrogel Superabsorbent32.2Sintesis Hidrogel42.3Asam Akrilat42.3Kitosan4BAB 3. METODE PERCOBAAN3.1 Tahapan Penelitian53.2 Prosedur Penelitian63.3 Alat dan Bahan8 3.3.1 Alat8 3.3.2 Bahan8 3.4 Variasi Penelitian93.5 Metode Pengumpulan dan Analisa Data9 BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN4.1 Anggaran Biaya94.2 Jadwal Kegiatan9DAFTAR PUSTAKALAMPIRAN-LAMPIRANLampiran 1. Biodata Ketua dan Anggota, Biodata Dosen PembimbingLampiran 2. Justifikasi Anggaran KegiatanLampiran 3. Susunan Organisasi Tim Peneliti dan Pembagian TugasLampiran 4. Surta Pernyataan Ketua PenelitiDAFTAR TABELHalamanTabel 1. Ringkasan Anggaran Biaya PKM-P ........................................ 9Tabel 2. Jadwal Pelaksanaan Penelitian ................................................ 9DAFTAR GAMBARHalamanGambar 1. Diagram Alir Tahapan Penelitian ........................................ 5

RINGKASANAsam akrilat adalah salah satu jenis monomer hidrofilik yang dalam bentuk ioniknya (-C-OO) mempunyai afinitas yang besar terhadap air, dan paling popular dipakai sebagai bahan dasar superabsorben. Pada penelitian ini asam akrilat akan di netralisasi parsial dengan KOH setelah itu dicampurkan dengan kitosan. Kitosan merupakan material alami yang digunakan untuk meningkatkan daya serap dari hydrogel yang akan terbentuk nantinya. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan komposisi yang optimum dari hasil netralisasi parsial antara asam akrilat dengan KOH serta dengan penambahan kitosan dalam pembuatan hidrogel berdasarkan penggunaan material alami terhadap daya serapnya.Penelitian ini dilakukan dengan mencampurkan larutan asam akrilat yang telah di netralisasi parsial dengan KOH dan larutan kitosan kemudian di iradiasi dengan sinar gamma dengan dosis 15 kGy, 25 kGy, dan 35 kGy. Produk hidrogel superabsorbent yang didapat akan dilatkukan beberapa pengujian antara lain uji EDS, Fraksi gel, rasio swelling, uji homogenitas dan morfologi, serta uji spectrum IR.Kata Kunci : Asam Akrilat, Hidrogel, dan SwellingBAB 1. PENDAHULUAN1.1 Latar BelakangHidrogel superabsorben merupakan jaringan hidrofilik dengan kapasitas penyerapan terhadap air yang tinggi. Superabsorben mendapatkan perhatian dalam dekade terakhir ini oleh karena aplikasinya yang luas dalam berbagai bidang. Hidrogel digunakan dalam produk higienis, perkebunan, sistem pelepasan obat, pelepasan air dari batubara dan salju artifisial. [1]Salah satu aplikasi polimer superabsorben ialah pada popok bayi, Bagian popok bayi yang bisa menyerap urin terbuat dari bahan hidrogel superabsorben yaitu sodium poli akrilat (turunan dari asam akrilat) yang mempunyai struktur cross linked yang sering dikombinasikan dengan bahan berserat untuk menghasilkan daya serap yang paling efisien sehingga mampu menyerap air atau urin lebih banyak. Pemakaian bahan sintetis pada pembuatan popok bayi dapat menimbulkan dampak negatif pada bayi. Salah satunya ruam pada kulit bayi. Ruam ialah iritasi pada kulit bayi, ini bisa terjadi jika popok basahnya terlambat diganti, popoknya terlalu kasar dan tidak menyerap keringat. Ruam pada kulit bayi biasanya ditandai dengan timbulnya bercak-bercak merah pada kulit dan terjadi pada bayi yang memiliki kulit sensitif dan mudah terkena iritasi.Untuk meminimalisir dampak negatif tersebut maka akan dilakukan penambahan material yang alami dan aman yaitu kitosan. Kitosan adalah biomaterial yang mempunyai sifat biokompatibel, biodegradable, tidak beracun, antimikroba dan hydrating agent. Pada penelitian ini kitosan mampu menjadi antibakteri dalam pembuatan popok bayi karena kitosan memiliki gugus fungsional amina (-NH2) yang bermuatan positif sangat kuat, sehingga dapat berikatan dengan dinding sel bakteri yang relatif bermuatan negatif. Penelitian ini memfokuskan pembuatan hidrogel superabsorben poli (kalium akrilat) pati - kitosan hasil iradiasi gamma dengan dilakukan uji swelling, sehingga dapat diperoleh produk berupa hidrogel superabsorben yang memiliki sifat mekanik baik serta efisien dalam penyerapan air dan urin pada pembuatan popok bayi.1.2 Rumusan MasalahMaterial popok bayi umumnya dari bahan sintetis, pemakaian bahan sintetis pada pembuatan popok menimbulkan dampak negatif untuk bayi, salah satunya menyebabkan iritasi pada kulit bayi. Pembuatan popok perlu dimodifikasi dengan penambahan bahan alami. Poli (kalium akrilat) kitosan dapat meningkatkan daya serap terhadap air. Penambahan kitosan berfungsi sebagai bahan alami yang aman pada bayi dan memiliki sifat anti bakteri. Kombinasi antara bahan sintetis dan bahan alami menghasilkan produk hidrogel yang memiliki daya serap tinggi, untuk itu dilakukan optimalisasi komposisi pada netralisasi parsial asam akrilat sebagai bahan sintesis dengan penambahan bahan alami sehingga akan menghasilkan produk hidrogel dengan daya serap tinggi.1.3 Tujuan PenelitianTujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan komposisi yang optimum dari hasil netralisasi parsial antara asam akrilat dan KOH serta dengan penambahan kitosan dalam pembuatan hidrogel superabsorbent berdasarkan penggunaan material alami terhadap daya serapnya.1.4 Luaran Yang DiinginkanHasil dari penelitian ini berupa data-data yang dapat membuktikan bahwa pembuatan hydrogel yang dipadukan dengan bahan alami memiliki daya serap lebih tinggi dan ramah ingkungan.1.5 Manfaat PenelitianManfaat penelitian ini diharapkan dapat memberikan inovasi pada pembuatan pampers dengan penambahan bahan alami. Penelitian ini juga memberikan kontribusi ilmu pengetahuan nasional dan memajukan perkembangan kegiatan penelitian di Universitas Sultan Ageng Tirtayasa.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA2.1 Hidrogel SuperabsorbenHidrogel merupakan suatu jaringan rantai polimer hidrofilik yang saling terikat silang satu sama lain dan memiliki kemampuan absorbsi yang tinggi hingga 99,9% [2]. Gugus fungsi hidrofilik yang terdpat pada hidrogel diantaranya OH, -COOH, _CONH2, dan SO3H, yang dapat menyerap air tanpa larut [3]. Hal ini karena molekul-molekulnya terikat silang secara kimia maupun fisika dari rantai polimer hidrofilik [4]. Sedangkan sifat ketidaklarutannya dalam air dan kemampuannya mempertahankan bentuk dipengaruhi oleh struktur tiga dimensi dari hidrogel. Tujuan utama pengembangan hidrogel sebagai bahan biomaterial adalah untuk perbaikan kesehatan manusia melalui penggunaan biomaterial [5]. Biomaterial adalah material yang digunakan untuk memperbaiki kerusakan jaringan atau sebagai interface dengan lingkungan fisiologis. Biomaterial dapat berupa bahan alam seperti kolagen, serat protein (silk, wool, dan rambut), polisakarida (starch, selulosa dan kitosan) [6]. 2.2 Sintesis HidrogelPada metode iradiasi, hidrogel dapat dibuat melalui polimerisasi dan pembentukan ikatan silang dari monomer dengan menggunakan sinar gamma atau elektron. Dengan teknik ini tidak diperlukan adanya inisiator kimia atau agen pengikat silang, proses lebih mudah dan produk yang didapat lebih murni [7]. Pemakaian radiasi ionisasi yang banyak digunakan untuk pembuatan hidrogel adalah sinar gamma yang berasal dari sumber radioisotop cobalt-60 dan elektron cepat yang dihasilkan oleh akselerator elektron. Dengan teknik radiasi ini, hidrogel dapat dibuat dengan meradiasi monomer baik dalam bentuk larutan dalam air maupun dalam bentuk padat. 2.3 Asam AkrilatPolimer yang digunakan untuk pembuatan hidrogel superabsorben harus memenuhi persyaratan yaitu bersifat hidrofilik, tidak larut dalam air, mempunyai gugus fungsi yang bersifat ionik [8]. Sifat hidrofilik muncul karena adanya gugus polar, seperti non-ionik (-OH, -O-, -NH2 , -CONH-, -CHO) atau ion (- SO3H, - COOH, - COONa, - COONH4, - NR2HX, dan lain-lain [8]. Ikatan utama polimer superabsorben terdiri dari gugus asam karboksilat (-COOH) yang dapat diionisasi. Rantai polimer ini dapat diberi ikatan silang pada gugus OH [8].Asam akrilat merupakan bahan polimer superabsorbent yang banyak digunakan karena merupakan monomer hidrofilik yang dalam bentuk ioniknya (-C-OO-) mempunyai afinitas yang besar terhadap air.

2.4 KitosanKitosan adalah senyawa biopolymer yang diturunkan dari kitin, yaitu senyawa dengan struktur homopolimer P-(1-4) Nacetyl-D-glucosamine. Kitosan adalah turunan kitin yang paling banyak kegunaannya. Kitosan yang diperoleh dari hasil deasetilasi kitin berbentuk serbuk putih yang tidak larut dalam air, tetapi dapat larut dan tidak terdegradasi dalam larutan asam asetat dan asam formiat yang encer dengan membentuk larutan viskos pada pH dibawah 6,5, tergantung pada degradasi selama proses deasetilasi, dan mempunyai titik lebur 134,5 C. Kitosan tidak beracun dan mudah terdegradasi. Dibawah ini struktur dari kitosan:Pemakaian kitosan salah satunya adalah sebagai bahan anti bakteri. Apabila bahan antibakteri diaplikasikan, bahan tersebut tidak akan membunuh semua sel bakteri pada saat yang sama, melainkan sel-sel itu akan terbunuh dalam suatu periode waktu dengan laju eksponensial yang konstan. Laju kematian ini hakekatnya merupakan kebalikan dari pola pertumbuhan eksponensial. Cara kerja zat-zat kimia dalam menghambat atau mematikan mikroorganisma itu berbeda-beda, beberapa diantaranya mengubah struktur dinding sel, menghambat sintesis komponen-komponen seluler maupun menghambat metabolisme sel. BAB 3. METODE PENELITIAN3.1 Tahap PenelitianTahap penelitian ini meliputi penyiapan sampel hidrogel, iradiasi sempel, dan uji karakteristik yang mencakup penetapan EDS, Fraksi Gel, FTIR, SEM, dan Swelling. Asam Akrilat KOH,AquadesPencampuran

KitosanIradiasi Gamma

Hidrogel hasil Iradiasi

Pengemasan

Pengeringan Pada Oven Vakum dengan T=60 C Selama 24 jam

Serbuk Hidrogel

Hidrogel Kering

Di Blender

Serbuk Hidrogel

Gambar 1. Diagram Alir Tahapan Penelitian 3.2 Prosedur Penelitian1. Pembuatan hidrogel poli (kalium akrilat)- kitosanPertama membuat kalium akrilat dengan memasukkan sejumlah 25 ml aquades dalam wadah beaker glass 250 ml, kemudian ditambahkan 15 ml asam akrilat yang dinetralisasi parsial dengan KOH dengan variasi 0%,25%,50%,75% dan 100% sehingga membentuk larutan kalium akrilat. Selanjutnya dalam beaker glass berisi kalium akrilat ditambahkan kitosan 0,5 gram kemudian dihomogenkan dengan stirrer. Campuran larutan tersebut dikemas dalam wadah plastik. Kemudian diiradiasi dengan sinar gamma pada setiap dosis 5 kGy. Hasil radiasi yang berupa gel kemudian dikeluarkan dari wadah plastik dan dikeringkan dengan menggunakan oven pada suhu 60C selama 24 jam.2. Uji Karakteristika. Equilibrium Degree of Swelling (EDS)Sebanyak 0,1 gr sampel hydrogel superabsorbent poli (kalium akrilat-ko-kitosan) dimasukkan ke dalam gelas beker yang berisi 100 ml aquades lalu didiamkan selama 24 jam. Pengujian dilakukan sebanyak 2 kali ulangan. EDS dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:EDS (g/g) = Keterangan :WS = berat hidrogel dalam keadaan pembengkakan optimum (g)W0 = berat hidrogel awal (g)b. Fraksi GelSerbuk hidrogel hasil iradiasi ditimbang dengan berat 0,01 gram (Wo), kemudian ditempatkan dalam kantong teh (tea bag) yang direndam dalam 100 ml aquades pada suhu ruang selama 24 jam. Kemudian dikeringkan dalam oven vacum 60C selama 24 jam hingga bobot konstan, lalu ditimbang (W1).Fraksi gel dihitung dengan persamaan berikut :Fraksi gel (% ) = . (1) Keterangan :W1 = Berat hidrogel setelah dikeringkan (g)Wo = Berat hidrogel sebelum dikeringkan (g)c. Rasio Swelling1.) HSA terhadap pengaruh waktu dalam Aquades, NaCl 0.15M dan ureaPada pengujian rasio swelling, hidrogel kering dalam bentuk serbuk dengan bobot 0,1 g dimasukan ke dalam beaker glass berisi 100 ml air. Kemudian distirer dengan kecepatan 400 rpm dalam waktu tertentu. Selanjutnya air dalam wadah yang mengandung hidrogel disaring dan hidrogel yang menyerap air didiamkan. Air yang keluar dari hidrogel ditampung dalam wadah dan ditimbang. Air yang terserap pada hidrogel dihitung dari hasil selisih volume awal terhadap volume air yang tidak terserap oleh hidrogel (Ws). Hal yang sama dilakukan untuk pengujian penyerapan liquid lain masing-masing dalam waktu 15,30,45,60,75,90,120,150,180 detik.Kemudian di ulangi untuk mengetahui pengaruh dari Nacl 0,15 M, dan Urea.Hasil pengujian dari masing masing waktu dapat dihitung : Swelling ratio = ............................................(2)Keterangan :W2= berat hidrogel dalam keadaan swellingW1= berat hidrogel keringd. Uji homogenitas dan morfolgiMorfologi hidrogel dapat dianalisa dengan menggunakan Scanning Electron Micrograph (SEM).e. Uji spektrum IR hidrogelSpektrum infra merah (IR) dari hidrogel diukur menggunakan spektrofotometer FT-IR Shimadzu Prestige-21. 3.3 Alat dan Bahan penelitian3.3.1 Alat Alat yang digunakan adalah Timbangan analitik, Oven, Iradiator Co60, Homogenaizer dan stirrer, Filter, Stopwatch, Gelas Beker 1L, Kaca Arloji, Spatula, Gelas ukur, dan Pengepres plastik.3.3.2 BahanBahan yang digunakan adalah Aquades, Asam akrilat (merck), KOH (merck), kitosan grade farmasi, NaCl 0,15 M, dan Urea.3.4 Variabel PenelitianPada percobaaan ini terdapat variabel tetap dan bebas, variabel tetap pada penelitian ini adalah komposisi poli ( kalium akrilat ) dan iradiasi gamma sedangkan variabel bebasnya adalah komposisi pati dan kitosan.3.5 Metode Pengumpulan dan Analisa DataAnalisis data pada penelitian ini dilakukan melalui 2 cara :1. Secara aktual Data yang dianalis meliputi fraksi gel dan swelling rasio pada HSA.2. Analisis gugus fungsiAnalisis perbedaan gugus fungsi dan bahan baku menjadi produk dilakukan dengan cara membaca dari spektrum dari spektofotometer.BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN4.1Anggaran BiayaTabel 1. Ringkasan Anggaran Biaya PKM-PNoJenis PengeluaranBiaya (Rp)

1Peralatan penunjang

2Bahan habis pakai

3Perjalanan/Transportasi

4Lain-lain : Analisa, sewa Laboratorium dan Laporan

Jumlah

4.2Jadwal KegiatanTabel 2. Jadwal Kegiatan PKM-PNO.KegiatanBulan ke-

123456

1.Persiapan alat + bahan

2.Pembuatan hidrogel superabsorben

3.Analisa sampel

4.Pengolahan data

4.Pembuatan laporan

5.Seminar hasil penelitian

DAFTAR PUSTAKA[1] Moritz, J. 2005. Superabsorbent polymers.[2]Erizal., & Redja, I Wayan. (200). Sintesis Hidrogel Superabsorben Polietilen Oksida-Alginat dengan Teknik Radiasi Gamma dan Karakteristiknya. Jurnal Ilmu Kefarmasian Indonesia,8, 11-17.[3]Bajpai, A. K. & Giri, A. (2002). Sweeling dynamics of a macromolecular hydrophilic network and evaluation of its potential for controlled release of agrochemicals. Reactive & Functional Polymers, 53, 125-141.[4]Schacht, E., Gevaert, A., Kenawy, ER., Molly, K., Verstraete, W., Adriaensens, P., Caleer, R., Gelan, J. (1996). Polymers for colon specific drug delivery. J Control Release, 39, 327-338.[5]Darwis, D., Hardiningsih, L., Erizal dan Chosdu, R., Daya Absorpsi Hidrogel Polivinilpirolidon (PVP) Hasil Iradiasi Gamma Terhadap Air dan Pelarut Organik, Risalah Pertemuan Ilmiah Aplikasi Isotop dan Radiasi, Jakarta, hal. 129-136.[6]Rosiak, J.M. and Yoshii,F., Hydrogels and Their Medical Applications, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 151, Lodz, 1999, hal 56-64. [7]Chapiro, A. 2009. Radiation Chemistry of Polymeric System, John Wiley and Sons, New York.[8]Swantomo,deni.,Megasari Kartini, Saptaaji,Rani. 2009. Pembuatan Komposit Polimer Superabsorben dengan Mesin Berkas Elektron. Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN. Jakarta. JFN, Vol 2 No 2.

Lampiran 1. Biodata Dosen Pembimbing, Ketua dan Anggota1.1 Dosen PembimbingA. Indentitas Diri1Nama Lengkap (dengan gelar)Dhena Ria Barleany, S.T.,M.Eng

2Jenis KelaminPerempuan

3Program StudiTeknik Kimia

4NIDN2005012002

5Tempat, Tanggal LahirBora, 15 Maret 1982

[email protected]

7Nomor Telepon/HP089678994898

B. Riwayat PendidikanNama Perguruan TinggiGelarTahun TamatBidang Studi

Universitas Pembangunan NasionalSTTeknik Kimia

Universitas Gajah MadaMTTeknik Kimia

C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentasi)NoNama Pertemuan Ilmiah/SeminarJudul Artikel IlmiahWaktu dan Tempat

1

2

3

4

5

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenernya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Hibah PKM-Penelitian.Cilegon, 29 September 2015Pengusul

(Dhena Ria Barleany, S.T.,M.Eng)1.2 Ketua PenelitiA. Identitas Diri1. Nama Lengkap (dengan gelar)Taufik Rachman S

2. Jenis KelaminLaki-laki

3. Program StudiTeknik Kimia

4. NIM3335121870

5. Tempat dan Tanggal LahirTangerang, 27 Juli 1994

6. [email protected]

7. Nomor Telepon/HP085691909451

B. Riwayat PendidikanSDSMPSMA

Nama InstitusiPasar Baru 3 TangerangSMPN 2 TangerangSMAN 15 Tangerang

Jurusan--IPA

Tahun Masuk-Lulus2000-20062006-20092009-2012


(Taufik Rachman S)

1.3 AnggotaA. Identitas Diri1. Nama Lengkap (dengan gelar)Shalina

2. Jenis KelaminPerempuan

3. Program StudiTeknik Kimia

4. NIM3335122166

5. Tempat dan Tanggal LahirSerang, 09 September 1994

6. [email protected]

7. Nomor Telepon/HP089664976709

B. Riwayat PendidikanSDSMPSMA

Nama InstitusiSDN Sukaraja 2SMPN 5 CilegonSMAN 3 Cilegon

Jurusan--IPA

Tahun Masuk-Lulus2000-20062006-20092009-2012


(Shalina)

Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan1. Peralatan Penunjang

Proposal Program Kreativitas Mahasiswa

Documents

Transcript of Proposal Program Kreativitas Mahasiswa