Judul: Rekayasa Proses Fibrilasi Selulosa Untuk Penguat Dan Pengisi Komposit Polimer
Abstrak: Sifat mekanis selulosa yang kuat disebabkan oleh adanya struktur kristal dalam selulosa sehingga memungkinkan selulosa dimanfaatkan sebagai penguat dalam komposit polimer. Sumber selulosa non kayu yang tersedia dalam jumlah berlimpah di Indonesia diantaranya serat pelepah sawit (Elaeis guineensis Jacq.). Selain itu serat akar wangi (Vetiveria zizanioides Linn.), yang merupakan sumber selulosa yang berasal dari bagian akar tumbuhan, pemanfaatannya sebagai produk komposit polimer belum banyak dilakukan. Untuk mendapatkan pulp dengan kandungan selulosa tinggi, kandungan lignin rendah dan kristalinitas tinggi, diperlukan suatu tahap proses ekstraksi selulosa yang efektif. Polipropilena (PP) merupakan polimer yang banyak digunakan sebagai matriks dalam komposit polimer-serat alam untuk aplikasi dalam bidang otomotif. Secara umum selulosa atau serat alam yang digunakan sebagai pengisi dalam komposit PP perlu dikeringkan dan dikecilkan ukurannya sebelum dicampur dengan PP. Sampai saat ini, belum ada laporan mengenai penelitian yang membahas performa komposit PP-pulp soda atau pulp terputihkan pelepah sawit (oil palm frond/OPF) atau ampas akar wangi (distilled vetiver root/dVR), dalam bentuk pulp padat atau pulp terurai. Selain permasalahan ketidaksesuaian antara selulosa dan matriks polimer karena perbedaan polaritas, dispersi selulosa dalam matriks polimer masih menjadi kendala dalam menghasilkan komposit dengan sifat mekanis yang kuat. Aglomerasi selulosa yang dikeringkan menyebabkan homogenitas antara selulosa dan matriks sulit tercapai. Salah satu upaya untuk mempertahankan struktur selulosa yaitu dengan mendispersikan selulosa dalam larutan poli asam laktat (PLA) tanpa melalui proses pengeringan, sebelum mencampurkannya dengan PP. Aplikasi komposit polimer-serat alam dapat diterapkan dalam berbagai bidang, diantaranya bidang otomotif. Sebelum komposit polimer-serat alam diproduksi secara massal, diperlukan kajian mengenai potensi pengembangan industri komposit polimer-serat alam melalui analisis ketersediaan bahan baku, yaitu polipropilena dan serat pelepah sawit dan analisis permintaan pasar terhadap produk komposit polimer-serat alam untuk aplikasi di bidang otomotif. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membandingkan karakteristik morfologi, sifat kimia dan sifat mekanik serat OPF dan dVR, mengetahui kondisi pulping optimum serat OPF dan dVR, membandingkan perubahan morfologi, kristalinitas dan gugus fungsional pulp OPF dan dVR, menghasilkan komposit PP dengan sifat mekanis yang kuat melalui penambahan pulp soda atau pulp terputihkan OPF atau dVR dalam bentuk padat atau terurai, menghasilkan komposit PP/selulosa atau pulp OPF yang difibrilasi dan didispersikan dalam PLA, menganalisis potensi pengembangan industri komposit PP/serat OPF untuk aplikasi di bidang otomotif. Diameter serat OPF lebih kecil dibandingkan diameter serat dVR. Keteguhan tarik serat OPF (76,17 MPa), lebih tinggi dari serat dVR (30,12 MPa). Modulus tarik serat OPF juga lebih tinggi (19,18 GPa) dari serat dVR (4,88 GPa). Namun regangan maksimum serat OPF (0,64%) lebih rendah dari serat dVR (3,12%). Dengan demikian serat OPF lebih kuat, kaku tapi getas dibandingkan serat dVR. Kandungan selulosa dalam serat OPF dan serat dVR hampir sama yaitu sebesar 30,60% dan 30,33%, sehingga keduanya berpotensi dimanfaatkan sebagai penguat komposit polimer. Kondisi optimum proses pulping soda serat OPF adalah pada suhu 176C, selama 2 jam 46 menit dan alkali aktif 44,78%, menghasilkan pulp soda OPF dengan kadar selulosa, kadar lignin dan kristanilitas, masing-masing sebesar 71,50%, 6,05% dan 59,83%. Kondisi optimum proses pulping soda serat dVR adalah pada suhu 170C, selama 3 jam 35 menit dan alkali aktif 35,95%, menghasilkan pulp soda dVR dengan kadar selulosa, kadar lignin
Keyword: pelepah sawit, ampas akar wangi, pulping soda, kristalintas selulosa, komposit PP/PLA/selulosa, fibrilasi selulosa.