PENGARUH PENAMBAHAN POLIETILEN GLIKOL DIAKRILAT TERHADAP KARAKTERISTIK HIDROGEL FILM UNTUK APLIKASI PEMBALUT LUKA

Transkripsi

1 PENGARUH PENAMBAHAN POLIETILEN GLIKOL DIAKRILAT TERHADAP KARAKTERISTIK HIDROGEL FILM UNTUK APLIKASI PEMBALUT LUKA SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Syarat Menyelesaikan Pendidikan Strata Satu Program Studi Teknik Kimia Oleh: ROYYAN IFANI DINI PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO 2017 i

2 ii

3 iii

4 iv

5 MOTTO DAN PERSEMBAHAN Maka sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Maka apabila engkau telah selesai (dari sesuatu urusan), tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang lain). Dan hanya kepada Tuhanmulah engkau berharap. (QS. Al-Insyirah,6-8) Belajar dari kemarin, hidup untuk sekarang, berharap untuk besok. Hal yang paling penting adalah jangan berhenti bertanya. (Albert Einstein) Orang-orang yang sukses telah belajar membuat diri mereka melakukan hal yang harus dikerjakan ketika hal itu memang harus dikerjakan, entah mereka menyukainya atau tidak. (Aldus Huxley) Musuh yang paling berbahaya di atas dunia ini adalah penakut dan bimbang. Teman yang paling setia, hanyalah keberanian dan keyakinan yang teguh. (Andrew Jackson) "Sesuatu yang belum dikerjakan, seringkali tampak mustahil; kita baru yakin kalau kita telah berhasil melakukannya dengan baik." (Evelyn Underhill) v

6 ABSTRAK Telah dilakukan penelitian untuk mengetahui pengaruh polietilen glikol diakrilat (PEGDA) pada proses crosslinking dan menganalisi sifat hidrogel film yang terbentuk sebagai aplikasi pembalut luka. Formulasi konsentrasi polietilen glikol diakrilat (PEGDA) yang digunakan adalah 0 sampai 30% (berat) dan diiradiasi untuk mendapatkan hidrogel silang dengan menggunakan radiasi electron beam dengan dosis 300 kgy. Karakteristik yang diukur meliputi fraksi gel, rasio swelling, laju transmisi uap air dan sifat mekanik. Struktur kimianya dianalisis menggunakan Spektrofotometer Fourier Transform-Infra Red (FT-IR). Hasil penelitian menunjukan bahwa nilai fraksi gel meningkat dengan bertambahnya kandungan PEGDA sedangkan nilai rasio swelling sebaliknya semakin menurun. Kekuatan hidrogel cenderung meningkat dilihat pada nilai kuat tarik dari 2.22 menjadi 5.66 N/m 2 dan modulus elastis mempunyai nilai tertinggi MPa. Hal ini disebabkan naiknya kandungan PEGDA akan meningkatkan crosslinking. Sedangkan nilai elongation hidrogel film menurun dengan nilai terendah sebesar %. Laju transmisi uap air mempunyai nilai tertinggi sebesar 3.02 g/m 2 h dengan kandungan PEGDA 10%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan kandungan PEGDA dapat meningkatkan karakteristik dalam kuat tarik, modulus elastis, dan transmisi uap air sehingga diharapkan hidrogel dapat yang digunakan untuk aplikasi pembalut luka. Kata kunci: hidrogel berikatan silang, berkas elektron, sifat mekanis, pembalut luka. vi

7 ABSTRACT A research has been conducted to determine the effect of Polyethylene Glycol Diacrylate (PEGDA) on the properties of crosslinked hydrogel film. The composition of Polyethylene Glycol Diacrylate (PEGDA)/Polyethylene Oxide (PEO) concentration was 0 to 30% (by weight). The hydrogel films were produce by electron beam irradiation process at 300 kgy dose to obtaining crosslinked. The measured characteristics included gel fraction, swelling ratio, vapor transmission rate, and mechanical properties. The chemical structure was analysed using Spektrofotometer Fourier Transform-Infra Red (FT-IR). The research result showed that the gel fraction value increased with increasing PEGDA content. Meanwhile, the swelling ratio value decreased with addition concentration PEGDA. The hydrogels strength tended to increase from 2.22 to 5.66 N/m 2 and its elastic modulus, having the highest value of MPa. Due to the high PEGDA content of hydrogel. The elongation of hydrogel decreased with increase PEGDA content with the lowest value of %. The rate of vapor transmission reached the highest value of 3.02 g / m2h with 10% PEGDA content. The result showed that the addition of PEGDA content can improve the tensile strength, elastic modulus, and vapor transmission demonstrate the possibility of mechanically robust and be expected can be used for wound dressing applications. Keywords: cross-linked hydrogel, electron beam, mechanical properties, wound dressing. vii

8 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadiran Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan Skripsi dengan judul Pengaruh Penambahan Polietilen Glikol Diakrilat Terhadap Karakteristik Hidrogel Film Untuk Aplikasi Pembalut Luka. Penyusunan Skripsi ini merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan program studi Strata Satu (S1) dan memperoleh gelar Sarjana Teknik Kimia di Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Purwokerto. Skripsi ini tidak akan selesai tepat waktu tanpa bantuan berbagai pihak. Oleh sebab itu penulis sampaikan ucapan terima kasih yang setulus-tulusnya kepada: 1. Kedua orang tua serta kedua kakak aku yang tidak telah memberikan motivasi, doa dan semangat. 2. Bapak Taufiq Tamam, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik. 3. Bapak Haryanto, Ph.D., selaku Kaprodi Teknik Kimia. 4. Bapak Haryanto, Ph.D., selaku Dosen Pembimbing. 5. Bapak Anwar Ma ruf, S.T., MT., selaku Pembimbing Akademik. 6. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Purwokerto. 7. Tata Usaha dan Civitas Akademika Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Purwokerto. 8. Teman Teknik Kimia angkatan 2013 yang telah berjuang bersama-sama dari semester 1 hingga sekarang dan semoga kita semua sukses selalu. 9. Seseorang yang sudah saling memotivasi dalam pengerjaan skripsi masing-masing. Terima kasih juga sudah menemani dalam pengerjaan Skripsi ini dan menerima keluh kesahku selama ini. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam menyelesaikan Skripsi ini masih sangat jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun penulis akan menerima dengan senang hati. Semoga Skripsi ini dapat memberikan manfaat. Purwokerto, Juli 2017 Penulis viii

9 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii PERNYATAAN... iv MOTTO DAN PERSEMBAHAN... v ABSTRAK... vi ABSTRACT... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR LAMPIRAN... xii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penulisan... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Hidrogel Polietilen Oksida Polietilena Glikol Diakrilat Material dan Aplikasi Hidrogel Struktur dan Komposisi Hidrogel Hidrofilisitas dan Hidrofobisitas Hidrogel Sifat Fisiko-Kimia Hidrogel Biokompatibilitas Sifat Biologis Hidrogel BAB III METODE PENELITIAN Alat Penelitian ix

10 3.2 Bahan Penelitian Rancangan Penelitian Prosedur Penelitian Tahap Pengujian Karakteristi Film Hidrogel BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis spektra FTIR Pengaruh konsentrasi hidrogel PEO-PEGDA terhadap Fraksi Gel Pengaruh konsentrasi hidrogel PEO-PEGDA terhadap Rasio Swelling Pengaruh konsentrasi hidrogel PEO-PEGDA terhadap Transmisi uap air Pengaruh konsentrasi hidrogel PEO-PEGDA terhadap sifat mekanik BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Material dan aplikasi hidrogel Tabel 3.1. Komposisi pembuatan hidrogel film xi

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Struktur molekul Polietilen Oksida... 7 Gambar 2.2. Reaksi polimerisasi etilen glikol... 9 Gambar 2.3. Polietilena Glikol dan turunannya Gambar 2.4. Sruktur kerangka jaringan hidrogel Gambar 2.5. Struktur penampang hidrogel Gambar 3.1. Diagram alir pembuatan hidrogel Polietilen Oksida (PEO)/Polietilen Glikol Diakrilat (PEGDA) Gambar 3.2. Diagram alir pembuatan crosslinked hidrogel dengan radiasi electron beam Gambar 4.1. Grafik analisa FTIR hidrogel PEO-PEGDA sesudah crosslinking dengan konsentrasi PEGDA 0% dan 30% Gambar 4.2. Grafik pengaruh komposisi PEGDA terhadap fraksi gel Gambar 4.3. Grafik pengaruh komposisi PEGDA terhadap rasio swelling.. 32 Gambar 4.4. Grafik pengaruh komposisi PEGDA terhadap kecepatan transmisi uap air Gambar 4.5. Grafik pengaruh komposisi PEGDA terhadap elongasi Gambar 4.6. Grafik pengaruh komposisi PEGDA terhadap tensile strength 36 Gambar 4.7. Grafik pengaruh komposisi PEGDA terhadap young s modulus xii

13 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Data hasil gugus fungsi senyawa hidrogel PEO-PEGDA sesudah crosslinking dengan konsentrasi PEGDA 0% dan 30% menggunakan alat FTIR Lampiran 2 Data hasil fraksi gel dari sampel hidrogel PEO-PEGDA Lampiran 3 Data hasil rasio swelling dari sampel hidrogel PEO-PEGDA.. 89 Lampiran 4 Lampiran 5 Data hasil kecepatan transmisi uap air dari sampel hidrogel PEO-PEGDA Data hasil kuat tarik dari sampel hidrogel PEO-PEGDA meliputi elongation, tensile strength dan young s modulus Lampiran 6 Foto hasil hidrogel film PEO-PEGDA Lampiran 7 Foto alat pembuatan hidrogel PEO-PEGDA xiii