SINTESIS DAN KARAKTERISASI SERAT NANOKOMPOSIT DARI POLIVINILIDEN DIFLUORIDA (PVDF) DENGAN OKSIDA LOGAM: Ag 2 O-CuO-ZnO

Transkripsi

1 SINTESIS DAN KARAKTERISASI SERAT NANOKOMPOSIT DARI POLIVINILIDEN DIFLUORIDA (PVDF) DENGAN OKSIDA LOGAM: Ag 2 O-CuO-ZnO SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF PVDF NANOCOMPOSITE FIBERS WITH METAL OXIDE : Ag 2 O-CuO-ZnO Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Analis Kimia Oleh : Haryanah Wijaya Hesty Amalia Poniman PROGRAM STUDI ANALIS KIMIA JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG Juli, 2012 i

2 ii

3 CURRICULUM VITAE Nama : Haryanah Wijaya NIM : Tempat, Tanggal Lahir : Bogor, 24 Oktober 1990 SD Lulus Tahun : 2003 SLTP Lulus Tahun : 2006 SLTA Lulus Tahun : 2009 Nama : Hesty Amalia Poniman NIM : Tempat, Tanggal Lahir : Bandung, 09 Nopember 1991 SD Lulus Tahun : 2003 SLTP Lulus Tahun : 2006 SLTA Lulus Tahun : 2009 iii

4 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadiran Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir beserta laporannya. Laporan Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu rangkaian tugas akademik pendidikan Program Studi Diploma III Analis Kimia 2011/2012 di Politeknik Negeri Bandung. Judul Tugas Akhir yang penulis pilih adalah Sintesis dan Karakterisasi Serat Nanokomposit dari Poliviniliden Diflourida (PVDF) dengan Oksida Logam : Ag 2 O-CuO-ZnO. Pada saat pelaksanaan Tugas Akhir dan penyusunan laporan Tugas Akhir ini penulis mendapatkan bimbingan dan bantuan baik secara moril dan materiil, untuk itu pada kesempatan ini penulis sampaikan rasa terima kasih kepada : 1. Ir. Dwi Nirwantoro Nur, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia. 2. Dra. Endang Widiastuti, M.Si selaku Ketua Program Studi Analis Kimia. 3. Riniati, S.Pd, M.Si selaku dosen pembimbing Tugas Akhir. 4. Dr. Eng. Muhammad Nasir selaku pembimbing lapangan I Tugas Akhir. 5. Bapak Chandra pembimbing lapangan II Tugas Akhir. 6. Bapak Dani, Bapak Syamsudin, Bapak Elan dan Ibu Hartini selaku staf LIPI. 7. Para staf Tata Usaha Teknik Kimia serta beberapa pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih terdapat banyak kekurangan. Tiada gading yang tak retak, begitu pula dengan laporan ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak untuk hasil yang lebih baik pada pembuatan laporan selanjutnya. Semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi semua pihak. Akhir kata penulis mengucapkan mohon maaf atas segala kekurangan yang terdapat dalam laporan Tugas Akhir ini. Bandung, Juli 2012 Penulis iv

5 ABSTRAK Dalam perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi muncul suatu teknologi baru yaitu nanoteknologi. Nanopartikel merupakan dasar dari aplikasi nanoteknologi. Dalam penelitian ini, telah dilakukan sintesis nanokomposit oksida logam : Ag 2 O CuO ZnO dengan metoda microwave refluks dan proses pelapisan serat nano polyvinilidene difluorida (PVDF) oleh nanokomposit oksida logam. Serat PVDF nanokomposit dikarakterisasi secara kualitatif menggunakan UV-Vis untuk mengetahui absorbansi dan panjang gelombang maksimum, antibakteri menggunakan metoda spektrofotometri, FTIR untuk mengetahui gugus fungsi, SEM-EDS untuk mengetahui morfologi dan komposisi nanokomposit serta XRD untuk mengetahui struktur kristal dari polimer dan nanokomposit. Masing masing hasil karakterisasi menunjukkan pada pengukuran UV- Vis nilai absorbansi dan panjang gelombang sebanding dengan banyaknya jumlah dan ukuran nanopartikel yang dihasilkan. Nanokomposit oksida logam memunyai daya hambat paling baik terhadap bakteri pada variasi volume Cu:Ag:Zn = 18:1:1, yaitu E.coli 87,57% dan S. aureus 68,25%. Dari hasil spektrum FTIR menunjukkan bahwa daerah bilangan gelombang β - fase PVDF berubah karena telah terjadi interaksi antara serat nano dengan nanokomposit oksida logam, pada pengujian SEM-EDS menunjukkan sebaran nanokomposit oksida logam tidak merata akibat pelapisan kurang sempurna dan hasil XRD memperlihatkan struktur nanokomposit berbentuk amorf. Hasil karakterisasi FTIR, SEM-EDS dan XRD membuktikan adanya kandungan nanokomposit oksida logam dalam serat nano. Kata kunci : nanoteknologi, nanopartikel, PVDF, serat nano, komposit oksida logam v

6 ABSTRACT In the development of science and technology, nanotechnology is technologies. Nanoparticles are the basis of the applications of nanotechnology. In this research, we have carried out the synthesis of nanocomposite of metal oxide (Ag 2 O - CuO - ZnO) by reflux microwave method and polyvinylidene difluoride (PVDF) nanofiber coated by the metal oxide nanocomposite. PVDF nanocomposite fibers were analyzed qualitatively using auv-vis to determine the wavelength and absorbance maximum, antibacterial by spectrophotometry method, FTIR to determine the functional group, SEM-EDS to determine the morphology and composition of the nanocomposite and also XRD to determine the crystal structure of the polymer and the nanocomposite. Each the measurenment result shows of the characterization of UV-Vis absorbance and wavelength value comparable with the number and size of the resulting nanoparticles. Metal oxide nanocomposite have the best inhibition of bacteria on the variation of volume Cu:Ag:Zn =18:1:1 with 87.57% E.coli and S.aureus 68.25%. On the FTIR spectra showed that the β - phase of PVDF transformed because there has been interaction between nanofibers with nanocomposite of metal oxide, the SEM-EDS testing showed uneven distribution of the nanocomposite due to imperfect coating and XRD results show the structure of amorphous shaped nanocomposite. The results of FTIR, SEM-EDS and XRD prove the content of the metal oxide nanocomposite nanofibers. Keyword : nanotechnology, nanoparticles,pvdf, nanofibers, metaloxide composite vi

7 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... ii CURRUCULUM VITAE... iii KATA PENGANTAR...iv ABSTRAK... v ABSTRACT...vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR TABEL...ix DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR LAMPIRAN...xi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Penelitian Rumusan Masalah Penelitian Tujuan Penelitian Sistematika Penulisan... 3 BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Nanosains dan Nanoteknologi Nanopartikel Nanopartikel Perak Nanopartikel Tembaga Nanopartikel Oksida Seng Nanokomposit Serat Nano Serat Nanokomposit Karakterisasi Serat Nanokomposit Spektrofotometer UltraViolet-Visible (UV-Vis) Spektrofotometer Infra Merah (IR) SEM-EDS XRD Antibakteri BAB III METODOLOGI 3.1 Peralatan dan Bahan Waktu dan Tempat Pelaksanaan BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1 Sintesis Nanokomposit Oksida Logam Pengaruh Variasi Volume pada Serapan UV-Vis Uji Antibakteri Pelapisan (coating) Nanokomposit terhadap Serat Nano Karakterisasi Serat Nanokomposit Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) Scanning Electron Microscope Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (SEM - EDS) X-Ray Diffraction (XRD) BAB V PENUTUP vii

8 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN viii

9 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Sumber Radiasi Spektrofotometer UV Vis... 7 Tabel 2.2 Daerah Radiasi Infrared... 9 Tabel 2.3 Perbedaan Gram Positif dan Gram Negatif Tabel 4.1 Data UV-Vis : Hubungan variasi volume (AgNO 3, CuSO 4, ZnCl 2 ) terhadap λ max dan Absorbansi Tabel 4.2 Variasi Volume Tabel 4.3 Persentase Daya Hambat (Inhibisi) ix

10 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Struktur Kimia PVDF... 6 Gambar 2.2 Skema Alat Scanning Electron Microscope (SEM) Gambar 2.3 Mekanisme Pembentukan Sinar-X Karakteristik Gambar 2.4 Alat SEM-EDS Gambar 2.5 Skema Produksi Difraksi Sinar-X Gambar 3.1 Skema Kerja Gambar 4.1 a) Ag-sitrat, b) Cu-askorbat, c) Campuran Ag-sitrat dan Cu-askorbat Gambar 4.2 Campuran Ag 2 O-CuO-ZnO sebelum Microwave Gambar 4.3 Campuran Ag 2 O-CuO-ZnO setelah Microwave Gambar 4.4 Spektra Absorpsi UV-Vis : Pembentukkan Nanokomposit Oksida Logam pada berbagai Variasi Volume [Cu] M, [Ag] M, [Zn] M Gambar 4.5 Kurva Hubungan Antara Panjang Gelombang Maksimum ( ) dan Absorbansi ( ) terhadap Variasi Volume Gambar 4.6 Pembentukkan Nanokomposit Oksida Logam (Ag 2 O-CuO-ZnO) dengan Variasi Volume. I 8:4:8 ; II 12:4:4 ; III 16:2:2 ; IV 17:2:1; V 15:4: Gambar 4.7 Diagram Batang Antibakteri Gambar 4.8 Struktur Kimia PVDF Gambar 4.9 Larutan Nanokomposit Oksida Logam Gambar 4.10 Serat Nano setelah Pelapisan Gambar 4.11 Spektra Absorpsi UV-Vis : Pelapisan Nanokomposit terhadap Serat Nano Gambar 4.12 Data Hasil FTIR Serat Nanokomposit Gambar 4.13 a) Data Hasil SEM Perbesaran 20µm b) Data Hasil SEM Perbesaran 1µm Gambar 4.14 Data Hasil EDS Gambar 4.15 Data Hasil Pengujian XRD dari ZnO Gambar 4.16 Data Hasil Pengujian XRD dari Ag 2 O Gambar 4.17 Data Hasil Pengujian XRD dari CuO x

11 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran A Prosedur Kerja... L-1 Lampiran B Pengolahan Data... L-2 Lampiran C Material Safety Data Sheet (MSDS)... L-3 Lampiran D Gambar Alat... L-4 Lampiran E Kartu Bimbingan Tugas Akhir... L-5 xi