Optimasi Proses Sintesis Nitroselulosa Berbahan Dasar Micro Fiber Kapuk (Ceiba Pentandra) Sebagai Upaya Peningkatan Kualitas Biomassa

Abstract

Kapuk (Ceiba pentandra) adalah jenis tanaman dan digunakan sebagai bahan pengisi bantal, guling, matras dan lain-lain. Kapuk mengandung selulosa 53-55% yang berpotensi untuk dikembangkan sebagai biomaterial yang fungsional dan mempunyai nilai jual lebih tinggi untuk dikembangkan menjadi nitroselulosa. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi pengaruh kosentrasi asam nitrat (15%, 20%, dan 25% v/v), suhu (50C, 10 0C, 15 0C, 20 0C, 25 0C, dan 30 0C) dan waktu reaksi (15, 30, 45, 60 menit) pada proses nitrasi selulosa kapuk berdasarkan konsentrasi nitrogen yang tersubstitusi. Mengkarakterisasi selulosa hasil proses nitrasi berupa struktur morpologi, gugus fungsional, struktur kristal dan ketahanan terhadap suhu. Isolasi micro fiber/selulosa dari kapuk dilakukan dengan dua langkah proses, yaitu proses delignifikasi dan bleaching. Delignifikasi dilakukan dengan metode alkali hydrothermal, kapuk (K) (2 g) dicampurkan dengan 5% NaOH (b/v) sebanyak 80 mL dan dimasukkan Teflon Stainless Autoclave dan reaksi berlangsung suhu 121 oC selama 2 jam. Kapuk dicuci hingga pH netral dan dikeringkan dalam oven 100 °C selama 4 jam. Proses bleaching dengan 2 g kapuk hasil delignifikasi ditambahkan 30% H2O2 dalam 108 mL dan dilakukan dalam autoclave pada 121 °C selama 1 jam. Selanjutnya dicuci dengan aquadest hingga pH netral dan dikeringkan pada suhu 100 °C selama 4 jam dalam oven sebagai selulosa kapuk (SK). 5% SK (b/b), 15% (v/v) asam nitrat, dan 15 % (v/v) asam fosfat dicampurkan dan diaduk dengan kecepatan 300 rpm suhu dan waktu reaksi yang telah divariasikan. Setelah reaksi dicuci dengan aquadest hingga pH netral. Padatan SK kemudian disaring serta dimasukkan ke dalam air panas selama 5 menit. Residu dibilas kembali dengan aquadest dan 10% (b/v) natrium bikarbonat sampai nilai pH netral dan dikeringkan dengan oven pada suhu 60 0C hingga berat konstan dan diperoleh nitroselulosa (NS). Berdasarkan hasil nitrasi terbaik pada konsentrasi 20% asam nitrat, reaksi selama 30 menit pada suhu 10 oC dengan nilai derajat substitusi (DS) 0,885, kadar air 4,94?n yield 52,21%. Material yang dihasilkan nantinya dapat diarahkan sebagai biomaterial yang fungsional.

Kata Kunci: hydrothermal, kapuk, nitrasi, nitroselulosa, selulosa.