PENGARUH BERBAGAI PARAMETER PADA PROSES PEMINTALAN TERHADAP KARAKTERISTIK MEMBRAN SERAT BERONGGA DARI POLISULFON

PENGARUH BERBAGAI PARAMETER PADA PROSES PEMINTALAN TERHADAP KARAKTERISTIK MEMBRAN SERAT BERONGGA DARI POLISULFON

T 541.3 RAT

ABSTRAK Membran serat berongga.. dibuat dengan proses pemintalan kering-basah menggunakan teknik inversi fasa celup-endap. Larutan cetak terdiri Dari polisulfon (PSf), N,Ndimetilasetamida (DMAc), dan aditif polietilen glikol (PEG). Air digunakan baik sebagai koagulan internal maupun koagulan eksternal. Pengaruh parameter-parameter proses pemirntalan terhadap kinerja, morfologi, dan kekuatan mekanik membran dipelajari pada penelitian ini untuk mendakatkan karakteristik membran yang optimal. Parameterparameter tersebut meliputi : jarak spineret-koagulan yang divariasikan dari 2 cm sampai 25 cm, laju alir koagulan internal divariasikan dari 40 ml/menit sampai 100 ml/merit, tekanan larutan cetak divariasikan dari 0,2 atm sampai l atm, komposisi pelarut (DMAc) pada koagulan internal divariasikan dari 10% hingga 50%, temperatur larutan cetak divariasikan dari 29 C sampai 55 C, serta komposisi PSf dan PEG dengan variasi 17% hingga 19% w/w. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan jarak spineret-koagulan akan meningkatkan permselektivitas membran nariun menurunkan permeabilitasnya akibat semakin tebalnya lapisan kulit. Peningkatan kecepatan alir koagulan internal akan menghasilkan menibran yang iebih tipis dengan pori yang lebih terbuka sehingga meningkatkan permeabilitas membran. Peningkatan tekanan larutan cetak menghasilkan membran yang lebih tebal dengan nilai permeabilitas yang menurun dan permselektivitas yang meningkat. Adanya pelarut pada koagulan internal akan menghasilkan lapisan pendukung menyerupai spons dan kulit yang rapat sehingga permeabilitasnya menurun. Walaupun demikian, pada komposisi DMAc 50%, pelarut akan melarutkan polimer pada permukaan membran sehingga dihasilkan membran dengan permeabilitas yang meningkat sedangkan permselektivitasnya menurun. Peningkatan temperatur larutan cetak akan meningkatkan kecepatan penguapan pelarut dari larutan cetak. Konsentrasi PSf yang lebih besar akan meningkatkan viskositas membran sehingga meningkatkan permselektivitas membran namun permeabilitasnya menurun. Sebaliknya penambahan jumlah aditif menghasilkan peningkatan jumlah pori-pori membran namun permselektivitasnya cenderung tetap.

ABSTRACT Hollow fiber membranes were prepared by dry-wet spinning using phase inversion technique by immersionprecipitation. The casting solution consists of polysulfone ( PSf), N.N-dimethylacetamide (DMAc), and polyethylene glycol (PEG) as the additive. Water was used as internal and external coagulation agent as well. The effect of various spinning parameters on membrane performance, morphology, and mechanical strength have been studied in this research to obtain the optimum characteristics of the membranes. These parameters were as follows: air gap varied from 2 cm to 25 cm, internal coagulant flow rate increased from 40 ml/minute to 100 ml/minute, applied pressure to casting solution varied from 0.2 to 1 atm, composition of solvent (DMAc) in the internal coagulant varied from 10% to 50%, temperature of casting solution increased from 29 C to 55 C, and composition of PSf and PEG varied from 17% to 19% w/w. This work showed that longer air gap result in higher permselectivity but lower permeability due to the thicker skin layer of the membranes. The increase of internal coagulant f low rate tends to produce thinner membranes with larger pores, and hence, increase the permeability. The increase of applied prossure to casting solution tends to produce thicker membranes that leads to a decrease of permeability but an increase of permselectivity. The existence of solvent in the internal coagulant results in a sponge like sublayer and dense skin layer which causes a lower permability and a higher permselectivity of the membranes. However, using a composition of 50% DMAc in the internal coagulant dissolves the polymer on the membrane surface and produces higher permeability and lower permselectivity. Increasing the temperature of the casting solution increases the solvent evaporation rate from dope solution. PSf concentration in the casting solution tends to increase the viscosity of the solution leads to produce higher permselectivity but lower permeability. On the other hand, higher concentration of additives increases the number of pores but the permselectivity remains constant.