peningkatan daya serap serat poliestermenggunakan …

Balai Besar Tekstil

Peningkatan Daya Serap Serat Poliester Menggunakan Selulosa Bakterial(Sri Gustiani, Rifaidaeriningsih) 38

PENINGKATAN DAYA SERAP SERAT POLIESTERMENGGUNAKANSELULOSA BAKTERIAL

IMPROVEMENT OF POLYESTER WATER ABSORPTION USINGBACTERIAL CELLULOSE

Sri Gustiani, Rifaida Eriningsih

Balai Besar TekstilJl. A. Yani No. 390 Bandung Telp. 7206214-5 Fax. 022.7271288

E-mail : [email protected], [email protected]

Tanggal diterima : 1 April 2013, direvisi : 2 Mei 2013, disetujui terbit : 3 Juni 2013

ABSTRAK

Poliester mempunyai beberapa keunggulan seperti tahan kusut, mudah pemeliharaannya dan relatif awet,namun kurang nyaman dipakai terutama pada kondisi tropis karena daya serapnya rendah dengan moisture regain(MR)0,4%. Tujuan penelitian ini adalah merubah sifat hidrofob kain poliester menjadi hidrofiluntukmeningkatkandaya serapnya. Proses dilakukan dengan cara melapisi selulosa bakterial melalui proses perendaman kain dalambakteri selulosa (Acetobacter xylinum) dalam medium air kelapa, selama 3 hari, 6 hari, 9 hari dan 12 hari.Selanjutnya dilakukan proses fiksasi dan pemurnian dengan NaOH 3 %. Produk yang dihasilkan kemudiandilakukan pencucian berulang dengan mesin lounder O-meter sebanyak 1, 2 dan 3 kali atau setara dengan 5, 10 dan15 kali pencucian dengan mesin cuci rumah tangga. Dari beberapa pengujian diketahui bahwa semakin lama waktuperendaman, MR dan daya serapnya semakin meningkat, namun kekuatan tarikmengalami sedikit penurunan. Darianalisa morfologi dengan Scanning Electron Microscope terlihat bahwa dengan perendaman selama 6 hari sudahjelas terlihat lapisan selulosa bakterial yang menyelubungi serat dengan rata yang juga dibuktikan pada serapangugus fungsinya pada Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) dan hasil pencelupan dengan zat warnareaktif. Kondisi optimum diperoleh pada perendaman 6 hari dan setelah pencucian berulang 2 kali dengan mesinlounder O-meter (setara dengan10 kali pencucian rumah tangga), yaitu MR meningkat dari 0,4 % menjadi 1,02 %dan waktu penyerapan dari 96,64 detik menjadi 4,22 detik.

Kata kunci : kain poliester, Acetobacter xylinum, moisture regain, daya serap, pencucian berulang

ABSTRACT

Polyester has several advantages such as wrinkle-resistant, easy to maintain and durable, but lesscomfortable to wear, especially in tropical conditions due to the low absorption rate of 0.4% moisture regain(MR).The aim of this study is to change the hydrophobic polyester fabric to hydrophilic for increasing itsabsorption. The process is done by immersion the fabric in bacterial cellulose (Acetobacter xylinum) in coconutwater medium to get coated cellulose fabric, for 3 days, 6 days, 9 days and 12 days. Further treated with 3% NaOHto get fixation and remove impurities of bacterial cellulose which coat on the fabric surface. The resulting product isthen repeated wash with lounder O-meter machine for 1, 2 and 3 times or equivalent with 5, 10 and 15 timeswashing with household washing machine. From some tests, it is known that the longer immersion time, theincreasing MR and water absorption occured, but its strength has decreased slightly. The analysis of ScanningElectron Microscope shows that for 6 days immersion has clearly visible layer of bacterial cellulose on fibers whichis also evidenced by functional group of Fourier Transform Infrared Spectroscopy test (FTIR) and dyeing withreactive dye. The optimum conditions obtained in 6 days immersion and after repeated washing for 2 times withlounder O-meter machine (equivalent with 10 home washings), theMRincreased from0.4% to 1.02% and thetime ofwater absorption of96.64seconds to4.22seconds.

Keywords: polyester fabric, Acetobacter xylinum, moisture regain, absorption, repeated washing

PENDAHULUAN

Poliester merupakan salah satu jenis seratsintetik yang banyak digunakan untuktekstil sandangmaupun non sandang. Sifat poliester antara

lainmemiliki kekuatan yang tinggi, tahan terhadapgosokan, tahan kusut, tahan jamur, sabilitasdimensinya baik dan mudah pemeliharaannya.Poliester (polietilena tereftalat) mengandung gugusfungsi ester pada rantai utamanya, karena dibentuk

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

Balai Besar Tekstil

39 Jurnal Ilmiah Arena Tekstil Volume 28 No.1 – Juni 2013 : 1 - 46

dari esterifikasikondensasi darietilena glikol denganasam tereptalat.Polimer poliester terdiri atas cincin-cincin benzena dan gugus–CH2- serta –COO- yangtidak memiliki reaktivitas yang kuat terhadapmolekul air (hidrofob),sehinggamoisture regainnya(MR)dan daya serapnya terhadap air relatifrendah.1Oleh karena itu bila digunakan sebagaitekstil sandangkurang nyaman dipakai terutama didaerah tropis. Adapun serat alam atau serat selulosamempunyai gugus-gugus yang reaktif terhadapmolekul air atau bersifat hidrofil, sehingga mudahmenyerap dan mengeluarkan air (moisture). Hal inikarena selulosa merupakan polimer linier yaitupolisakarida yang tersusun dari monomer β-(1-4)-glukosa, yang mengandung 3 gugus hidroksil yaitu 1primer dan 2 sekunder pada tiap unit glukosa. Olehkarena itu serat selulosa mudah menarik molekul airmembentuk ikatan hidrogen. Berat molekul air (H2O)adalah 18 dan residu glukosa adalah 162, apabila 1molekul air terikat pada setiap gugus hidroksil, makamoisture regain (MR) serat selulosa menjadi 33,5 %.Akan tetapi tidak semua gugus hidroksil dapatmengikat molekul air, karena pengaruh morfologiserat seperti derajat kristalinitas, derajat orientasi,bentuk penampang serat, densitas dan lain-lain.1 PadaGambar 1 disajikan MR beberapa jenis serat danpengaruhnya terhadap kondisi ruang (RH).

Gambar 1. Pengaruh RH terhadap MR BeberapaJenis Serat.1

Serat alam seperti wol, sutera dan kapasmemiliki MR lebih tinggi dibandingkan serat sintetikseperti poliester (Dacron dan Terylene) danpoliamida (nilon), sedangkan rayon viskosamerupakan serat selulosa yang diregenerasimempunyai MR cukup tinggi dan serat asetat(selulosa yang diasetilasi) MRnya mendekati kapas.Serat kapas mempunyai MR relatif tinggi yaitu 7 %– 8 % dalam ruang dengan kondisi RH 65 % dan

suhu 20°C, untuk bahan baku tekstil sandang cukupnyaman dipakai, sedangkan serat poliester padaruang kondisi yang sama MRnya 0,4 % dan pada RH100 % hanya 0,6 % - 0,8 %.

Untuk memperoleh kenyamanan pada saatdipakai, maka serat poliester yang bersifat hidrofobdapat diubah menjadi hidrofil dengan memanfaatkankarakteristik hidrofil dari selulosa yang diproduksioleh bakteri Acetobacter xylinummelalui pelapisanpada substrat sintetik tersebut.2 Selulosa bakterialmerupakan jenis selulosa biopolisakarida yangdihasilkan oleh bakteri Acetobacter xylinum.Selulosatersebut terbentuk dari hasil proses fermentasi airkelapa menggunakan Acetobacterxylinum.3,4Mekanisme proses pelapisan selulosabakterial pada serat poliester terjadimelaluipembentukan polimerisasi dan kristalisasi.Polimerisasi terbentuk dari monomer-monomerselulosa hasil sekresi Acetobacter xylinum yang terusberikatan satu dengan lainnya membentuk lapisanyang terus menebal seiring dengan berlangsungnyametabolisme. Air kelapa sebagai nutrisi mengandungglukosa dan yang berperan dalam pembentukanselulosa adalah glukosa dalam bentuk β, sehinggasemua glukosa dalam bentuk alpha akan diubahmenjadi β melalui enzim isomerase yang dihasilkanbakteri Acetobacter xylinum. Selanjutnya glukosaberikatan dengan glukosa lain melalui ikatan β-(1-4)-glukosa membentuk polimerisasi selulosa.Apabila air dalam medium menguap, maka gugusOH dari rantai fibril akan membentuk kristalselulosa.Selulosa bakterial tersebut membentuk serat-serat dalam medium cair dan saling berikatan dalambentuk suspensi gelatin. Hal tersebut seperti padapembentukan molekul polimer selulosa alam(tanaman) satu dengan lainnya dihubungkan olehikatan hidrogen yang terangkai menjadi mikrofibrildan dalam mikrofibril ini tersusun rantai selulosayang menjadi penopang utama serat.5,6Dibandingkandengan selulosa tanaman, maka selulosa bakterial inimempunyai lebar seperseratus kalinya sehinggakemungkinan teradsorpsi kedalam fibril-fibril dariserat poliester dapat terjadi.7,8Beberapa keunggulanselulosa bakterial antara lain memiliki kemurniantinggi, derajat kristalinitas tinggi, mempunyaikerapatan (300-900) kg/m3, kekuatan tarik tinggi,bersifat elastis dan terbiodegradasi.5

Dalam penelitian ini untuk mengubah sifathidrofob kain poliester menjadi hidrofil dilakukanpenggabungan biosintesis alam ke permukaanpolimer poliester dengan memanfaatkankemampuanbakteri Acetobacterxylinum, dengan melakukanpengembangan metode yaitu penambahan prosesfiksasi dan pemurnian.Proses fiksasi dimaksudkanuntuk meningkatkan daya tahan pakai danmenghilangkan ketidakmurnian dari proses pelapisanselulosa bakteri tersebut. Pemanfaatan bioproses inibersifat ramah lingkungan, biodegradabel, amanbagi operator yang mengerjakan dan konsumen yangmenggunakan serta non toksik.

Balai Besar Tekstil


METODA

Bahan dan alatAcetobacter xylinum, gula putih, ammonium

sulfat p.a., asam asetat p.a., air kelapa, kain poliester,air, NaOH p.a., kapas, kain kasa, alkohol, spiritus.

Autoclave, incubator untuk penyimpanan airkelapa pada saat proses fermentasi, kertas pH, bak,peralatan gelas lengkap dan bunsen.

Cara kerjaSecara garis besar, percobaan diawali dengan

pengayaan bakteri Acetobacter xylinum dalam mediacair. Selanjutnya dilakukan penanaman kulturAcetobacter xylinum ke dalam media cair. Sumberkarbon yang digunakan adalah D-glukosa. Penelitiandilakukan dalam skala laboratorium.

Persiapan Isolat BakteriPenelitian dimulai dengan pengayaan

Acetobacter xylinum yang diperoleh sebagai kulturmurni koleksi dari Laboratorium KPP BioteknologiITB. Pada penelitian ini dilakukan penumbuhanbakteri pada media dalam kultur cair. Media yangdigunakan terdiri dari air kelapa 1 lt, gula2%,Ammonium Sulfat 1,5 %, Asam asetat 0,17%.

Acetobacter xylinum murni sebanyak 30%volume media pengaya dipindahkan ke dalam mediapengaya secara aseptis. Proses perendaman kainpoliester dilakukan dalam media tersebut dandiinkubasi pada temperatur ruang 27°C dan kondisipH 4. Proses fermentasi berlangsung sampai dengan12 hari dan selama berlangsungnya prosesfermentasi, makaAcetobacter xylinumakanmemproduksi mikrofibril yang melapisi seratpada kain poliester.

Proses PercobaanKain poliester direndam (dalam posisi

dibentang) didalam bak perendam yang telah diisimedia air kelapa dan bakteri Acetobacter xylinumyang telah siap digunakan.Waktu perendaman kainpoliester adalah 3, 6, 9 dan 12 hari.Pada waktu yangtelah ditentukan kain poliester yang telah dilapisifibril dikeluarkan dari media cair kemudiandilakukan proses pemurnian dan fiksasimenggunakan NaOH 3% dan dicuci berulangmenggunakan air bersih sampai dengan pH netral.Selanjutnya dilakukan proses pencucian denganwaktu pencucian 1, 2 dan 3 kali menggunakan mesinlounder O-meter atau setara dengan 5, 10 dan 15 kalipencucian rumah tangan.

PengujianBeberapa pengujian dilakukan untuk

mengetahui sifat kimia dan fisik kain poliestersetelah dilapisi selulosa bakterial. Pengujian yangdilakukan meliputi uji Moisture Regain (MR), analisa

gugus fungsi dengan Fourier Transform InfraredSpectroscopy (FTIR) merek Shimadzu Prestige, dayaserap cara tetes, kekuatan tarik dengan alat ujitarikkain merek Autograft, analisa morfologi serat denganalat Scanning Electron Microscope (SEM) merekJEOL, JSM-6510/LV/A/LA dan proses pencelupanuntuk mengetahui daya serapnya terhadap zat warnareaktif dengan gugus fungsi monoklorotriazina.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Moisture Regain (MR)Perubahan sifat hidrofob menjadi hidrofil

dapat dibuktikan melalui uji MR. Pada Gambar 2terlihat adanya peningkatan MR dibandingkan kainblangko (tanpa perlakuan) dan kontrol (perlakuandengan NaOH saja).

Pada proses perendaman selama 3 hari, terjadipelapisan serat poliester dengan selulosa bakterialyang ditunjukkan dari meningkatnya MR. Hasil ujiMR tersebut meningkat terus seiring denganmeningkatnya waktu perendaman berturut-turut 6, 9dan 12 hari. Pencucian kain setelah proses pelapisantersebut dilakukan sebanyak 1, 2 dan 3 kalipencucian dengan mesin Lounder O-meter (setaradengan 5, 10 dan 15 kali pencucian dengan mesincuci rumah tangga), untuk melihat keawetanpelapisan. Perlakuan tersebut menyebabkanterjadinya penurunan MR. Hasil MR tertinggidiperoleh pada perendaman 12 hari sebesar 1,26 %dengan pencucian sebanyak 1 kali, sedangkan padapencucian 3 kali terjadi penurunan hasil uji menjadi1,10 %. Hal ini menunjukkan bahwa pengaruhpencucian hingga 15 kali pencucian rumah tanggatelah mempengaruhi pelapisan selulosa yangditunjukkan dengan MR yang mengalami penurunan,namun masih lebih tinggi dibandingkan kain blankodan kontrol.Pembentukan polimerisasi selulosabakterial mungkin dapat terjadi pada permukaankain, permukaan serat atau berdifusi secara osmosake dalam mikrofibril penyusun serat membentukagregat dari rantai glukosa linier. Apabilaterbentuknya polimer selulosa bakterial masuk kedalam mikrofibril dari serat poliester, makakemungkinan keluar atau terlepas lagi lebih sulitdibandingkan bila hanya terbentuk pada permukaanserat atau kain. Agregat berupa fibril-fibril dariselulosa bakterial terbentuk karena adanya ikatanhidrogen dan gaya van der wals yang menyebabkanterjadi interaksi antar fibril dan dipegang oleh lapisanair yang teradsorpsi.

Dengan adanya perlakuan lanjut yaitupencucian kain poliester dalam NaOH setelah prosesperendaman dalam medium Acetobacter xylinum,maka akan membantu fiksasi polimer selulosa yangterbentuk dan melapisi serat poliester atau bahkanmelapisi mikrofibril pembentuk serat dari kainpoliester yang direndam tersebut.

Balai Besar Tekstil


Gambar 2. Hasil Uji MR Kain Poliester

Hal ini disebabkan gel selulosa bakterial inimengandung komponen-komponen non selulosayaitu pektin, lignin, atau hemiselulosa seperti padaselulosa tanaman dan sisa bakteri yang masih adadapat terdegradasi oleh NaOH,7,9sehingga menambahkemurnian selulosa dan ikatan hidrogen yang terjadiantar molekul selulosa tidak terhalangi olehkomponen ketidakmurnian tersebut, selain itu dapatmeningkatkan kekuatan tariknya. Dengan adanyaagregat selulosa bakterial yang menyelubungipermukaan serat atau kain, maka permukaan seratatau mikrofibril pembentuk serat dari kain poliesterakan bersifat hidrofil atau mempunyai MR lebihtinggi dibanding tanpa perlakuan. Sebagaipembanding dari hasil penelitian sebelumnya telahdilakukan proses perendaman kain poliester dalammedia tanpa pencucian dengan NaOH. Perlakuan

tersebut memberikan MR yang tidak permanen yangditunjukkan dari hasil pencucian 1 kali, terjadipenurunan MR. Dengan proses fiksasi denganNaOH, maka terjadi peningkatan hasil uji MR dandaya serapnya.

Daya SerapDaya serap air adalah pergerakan dan

penarikan air masuk ke dalam sel atau melintasilapisan tipis dengan cara difusi atau osmosis.1Dayaserap kain poliester yang telah mengalami pelapisandengan selulosa bakterial merupakan kemampuankain terhadap penyerapan air, yang dinyatakandengan lamanya waktu penyerapan air ke dalam seratdari permukaan kain, seperti disajikan padaGambar3.

Gambar 3.Hasil Uji Daya Serap (Cara Tetes)

Balai Besar Tekstil


Molekul air terabsorpsi pada gugus hidrofilserat dan molekul air yang lain saling berikatandengan molekul air yang telah terabsorpsi pada serat,sehingga membentuk suatu lapisan molekul air.Dengan adanya pelapisan selulosa bakterial padakain poliester, maka daya serap air akan meningkatseiring dengan meningkatnya waktu perendamandalam media Acetobacter xylinum. Semakin tinggidaya serap air, maka waktu penyerapan semakincepat.Waktu penyerapan air tercepat menunjukkandaya serap air tertinggi dan dari hasil pengujianditunjukkan pada kain dengan perendaman dalammedium Acetobacterxylinumselama 12 hari dansetelah pencucian sebanyak 1 kali pada mesinLounder O-Meter (setara 5 kali pencucian rumahtangga), yaitu 3,2 detik. Adapun daya serap kainpoliester tanpa perlakuan (blangko) yaitu 96,64 detikdan kain kontrol 120 detik. Semakin tebal lapisanselulosa bakterial dan berdifusi sampai mikrofibrilpenyusun serat, maka daya serap air akan semakintinggi. Dari data hasil uji daya serap menunjukkanbahwa pada umumnya waktu penyerapan padaberbagai variasi relatif singkat atau daya serapnyarelatif baik.

Kekuatan TarikHasil uji kekuatan tarik kain poliester setelah

dilapisi selulosa bakterial disajikan pada Gambar4.Kekuatan tarik kain poliester (blangko) adalah41,63 kg dan kain kontrol (setelah dicuci denganNaOH) menurun menjadi 39,82 kg, karena poliesterkurang tahan terhadap alkali kuat. Dengan perlakuanperendaman dalam medium Acetobacter xylinumyang dimaksudkan untuk memberikan sifat hidrofil,ternyata berpengaruh terhadap penurunan kekuatantarik. Pada perendaman selama 3 dan 6 hari

penurunan kekuatan tariknya relatif sama yaitusekitar 13,5 % terhadap kain blanko setelah kaindicuci 1 dan 2 kali dengan mesin LounderO-Meter (5dan 10 kali pencucian rumah tangga). Penurunankekuatan tarik tersebut meningkat pada pencucian 3kali mesin Lounder O-Meter (15 kali pencucianrumah tangga) yaitu 21.9 %. Sedangkan padaperendaman selama 9 dan 12 hari penurunankekuatan tarik semakin meningkat yaitu 34,8 % padapencucian 1 dan 2 kali. Selanjutnya pada pencucian 3kali penurunannya mencapai 45 %, yaitu sebesar23,24 kg, namun besarnya nilai tersebut masihmemenuhi syarat kekuatan tarik kain tenun untuksetelan (suiting) sesuai standar SNI 08-0056-2006,yaitu sebesar 23,0 kg. Penurunan kekuatan tariktersebut kemungkinan karena pengaruh perendamandan pencucian berulang, walaupun dalam prosesperendaman terjadi pelapisan agregat selulosabakterial. Pada saat air masuk ke dalam serat makaterjadi penggelembungan (swelling).Adanyapenggelembungan dapat menimbulkan keretakanyang sangat kecil (micro cracking) yang dapatmenurunkan sifat mekaniknya.Pada daerah nonkristalin pada lapisan selulosa bakterial terdapatikatan crosslink yang terbentuk antara molekul-molekul yang berdekatan.1,10Ikatan ini akanmengurangi jumlah air yang terabsorpi, namunapabila air dapat masuk karena pengaruh pencucianberulang, maka ikatan crosslink ini akan putus dandigantikan oleh molekul air. Selain itu pengaruhgerakan mekanik yangdikenakan pada kain dalammesin cuci dapat mempengaruhi sifat fisik kain.Lamanya perendaman dalam medium Acetobacterxylinum juga berpengaruh pada penurunan kekuatantarik seperti terlihat pada Gambar 4.

Gambar 4.Hasil Uji Kekuatan tarik Kain

Balai Besar Tekstil


Gambar 5.Hasil Uji Mulur Kain Poliester

MulurHasil uji mulur kain poliester setelah dilapisi

selulosa bakterial disajikan pada Gambar 5.Pengaruhpencucian berulang dan gerakan mekanik yangdikenakan selama pencucian kemungkinan dapatmempengaruhi struktur serat dan stabilitas dimensikain, sehingga akan berpengaruh pada mulurnya.Masuknya air ke dalam serat dapat menganggustruktur yang ada dalam serat, sehinggamemungkinkan terjadi perubahan sifat polimer,terutama pada daerah non kristalin yang cenderungmemberikan ruang untuk masuknya

air.Penggelembungan serat terjadi karena molekulserat terdorong oleh molekul air yang terserap.Dengan adanya lapisan selulosa bakterial pada kainpoliester, serat menjadi bersifat higroskopis dandengan mudah dapat menyerap serta mengeluarkanair.Selain itu waktu perendaman dalam mediumAcetobacter xylinum juga berpengaruh pada mulurserat. Pada perendaman selama 3 hari dan 6 harimulur serat relatif sama, yaitu meningkat sekitar 2 %, sedangkan pada perendaman selama 9 dan 12 harimeningkat sekitar 9 % terhadap kain blangko.Namun peningkatan mulur tersebut relatif rendah.

A B C

D E F

Gambar 6.Hasil Foto SEM Poliester sebelum dan sesudah dilapisi Selulosa Bakterial Perbesaran 5000 xKeterangan :A : BlangkoB : Pelapisan dengan selulosa bakterial tanpa pencucian NaOHC : Pelapisan dengan selulosa bakterial (rendam 3 hari), dengan pencucian NaOHD : Pelapisan dengan selulosa bakterial (rendam 6 hari), dengan pencucian NaOHE : Pelapisan dengan selulosa bakterial (rendam 9 hari), dengan pencucian NaOHF : Pelapisan dengan selulosa bakterial (rendam 12 hari), dengan pencucian NaOH

Balai Besar Tekstil






A B C

D E F


Balai Besar Tekstil






A B C

D E F


Balai Besar Tekstil


MorfologiFoto SEM hasil percobaan pelapisan selulosa

bakterial pada kain poliester disajikan pada Gambar6.Pada Gambar 6.B. yaitu pelapisan kain poliesterdengan selulosa bakterial dalam mediumAcetobacter xylinum dan tanpa pencucian denganNaOH, terlihat adanya partikel-partikel yangmenempel pada permukaan serat dan seolah-olahmudah terlepas. Partikel tersebut kemungkinanadalah sisa bakteri dan komponen non selulosa yaituhemiselulosa, pektin atau lignin seperti telahdikemukaan di atas. Ketidakmurnian komponen nonselulosa dari hasil pembentukan selulosa bakterialtersebut masih menempel pada permukaan seratkarena belum dilakukan pencucian dengan NaOH.Proses alkalisasi mengakibatkan pektin danhemiselulosa terdegradasi yaitu melalui pemecahanikatan glukosida dari pektin dan aspektik oleh alkali,sehingga diperoleh pektin yang larut dalam air.Demikian pula rantai metil ester dari pektin akanputus menghasilkan asam pektik dan metanol.Sedangkan hemiselulosa yang merupakan polimerheterogen dari pentosa, heksosa dan gula dalambentuk rantai pendek yang terorientasi dalammolekul selulosa akan terdegradsi oleh alkali.9Selainpemurnian proses dengan alkali akan membantuselulosa bakterial dapat terdorong masuk ke dalamserat atau fibril serat. Dibandingkan dengan foto Ayaitu kain poliester tanpa perlakuan (blangko) terlihatpermukaan seratnya bersih dengan penampang bulat.

Pada Gambar 6.C yaitu kain poliester denganperendaman dalam medium Acetobacter

xylinumselama 3 hari dilanjutkan dengan pencuciandengan NaOH, terlihat adanya agregat selulosabakterial yang menyelubungi permukaan serat secaratidak merata. Hal ini kemungkinan pembentukanselulosa bakterial tidak masuk ke dalam mikrofibrilpenyusun serat poliester karena waktu perendamankurang lama, sehingga sebagian hanya menumpukpada permukaan serat.

Pada Gambar 6.D yaitu kain poliester denganperendaman dalam medium selama 6 haridilanjutkan dengan pencucian dengan NaOH,menunjukkan permukaan serat rata dan sedikit/tidakterdapat agregat yang menggumpal pada permukaanserat. Dengan waktu perendaman yang dilakukanlebih lama akan memberikan kesempatan agregatselulosa yang terbentuk dapat berdifusi ke dalammikrofibril dan menyelubungi serat secara lebihmerata.

Pada Gambar 6.E yaitu kain poliester denganperendaman dalam medium selama 9 haridilanjutkan dengan pencucian dengan NaOH, terlihatpermukaan serat lebih rata dibandingkan Gambar 6.DDengan waktu perendaman yang lebih lamamemungkinkan selulosa bakterial lebih sempurnamenyelubungi serat dan mikrofibril penyusun serat.Demikian juga halnya dengan waktu perendamanyang lebih ditingkatkan lagi yaitu 12 hari sepertiterlihat pada Gambar 6.F, terlihat permukan seratyang sangat rata dan hampir tanpa adanya gumpalan-gumpalan agregat.

Gambar 7.Kurva FTIR Kain Poliester sebelum dan setelah Pelapisan dengan Selulosa Bakterial

Keterangan :Blanko : Kain poliester tanpa perlakuan (grafik atas)Contoh : Kain poliester dengan pelapisan selulosa bakterial (grafik bawah)

50075010001250150017502000250030003500400045001/cm

0

15

30

45

60

75

90

%T

3423

.65

3387

.00

3331

.07

3269

.34

2966

.52

2372

.44

2096

.62

1951

.96

1724

.36

1577

.77

1504

.48

1408

.04

1340

.53

1240

.23

1101

.35

1016

.49

873.

7584

4.82

790.

8172

7.16

617.

22

501.

49

433.

98

3431

.36

2964

.59

2906

.73

2374

.37

2106

.27

1953

.89

1718

.58

1577

.77

1504

.48

1452

.40

1409

.96

1373

.32

1342

.46

1242

.16

1095

.57

1014

.56

970.

19

873.

7584

4.82

792.

7472

7.16

501.

49 432.

05

SmoothMultipoint Baselinecorrection

Bl

Balai Besar Tekstil


Analisa gugus fungsiUntuk mengetahui selulosa telah melapisi kain

poliester setelah proses perendaman, maka dilakukanuji FTIR yang disajikan pada Gambar 7.Gugus fungsiyang terdapat didalam poliester dan selulosa bakterialdapat diidentifikasi menggunakan spektroskopi inframerah.Prinsip kerja dari metode ini adalahpenyerapan radiasi infra merah oleh sampel agarmengalami perpindahan ke tingkat vibrasi tereksitasipertama.Seperti diketahui bahwa struktur poliestermengandung cincin benzena dari gugus –CH2 dan –CO.O. Puncak serapan terjadi pada poliester yangbelum dilapisi selulosa bakterial adalah OH yangterjadi pada bilangan gelombang 3431,36 cm-1,CH3pada 2964,59 cm-1, CH2 pada 2906,73 cm-1, C-Opada 1718,58cm-1, ester pada 1373,32 cm-1 serta CHpada 617,22 cm-1. Setelah mengalami pelapisandengan selulosa bakterial terjadi perubahanserapanpada daerah puncak serapan OH mengalamipelebaran yaitu pada bilangan gelombang3423,65cm-1 – 3469,34 cm-1, karena adanyapenambahan ikatan hidrogen pada pembentukanselulosa saat pelapisan kain. Puncak serapan CH2,CH3, ester dan CH pada kain yang telah dilapisiselulosa tidak tampak pada hasil analisa.Dapatdibuktikan bahwa setelah proses perendaman, kainpoliester telah dilapisi oleh selulosa bakterial.

Pencelupan kain poliesterSalah satu cara yang dapat membuktikan

selulosa bakterial melapisi kain poliester adalahdengan cara melakukan pencelupan. Pencelupandilakukan dengan menggunakan zat warna yangsesuai untuk selulosa yaitu zat warna tekstil jenisreaktif panas dengan gugus reaktifmonoklorotriazin.Sebagai pembanding dilakukanpula pencelupan pada kain kapas 100 %.Hasilpencelupan menunjukkan bahwa kain kapasmemberikan warna merah tua, karena gugus fungsipada zat warna reaktif mengadakan ikatan kovalendengan gugus OH dan COOH pada selulosa (kapas).

Gambar 8. Hasil Pencelupan Kain Selulosa (Kiri)dan Kain Poliester yang DilapisiSelulosa Bakterial (Kanan)

Adapun zat warna reaktif tidakdapatmewarnaikain poliester, namun hasil pencelupanpada kain poliester yang telah dilapisi selulosabakterial memberikan warna merah muda secaramerata pada kain. Hal ini menunjukkan bahwa terjadiikatan antara gugus reaktif pada zat warna reaktifdengan gugus OH pada selulosa bakterial yangmelapisi serat poliester dan lapisan selulosa bakterialpada serat atau mikrofibril serat dan berhasil meratapada kain poliester.

KESIMPULAN DAN SARAN

KesimpulanDari hasil penelitian ini dapat disimpulkan

hal-hal sebagai berikut :- Perlakuan dengan selulosa bakterial pada kain

poliester dengan cara perendaman dalam mediumAcetobecter xylinum dapat merubah sifat hidrofobmenjadi hidrofil, dengan ditunjukkan terjadinyapeningkatan MR dan daya serapnya terhadap air.

- Perlakuan dengan NaOH 3 % setelah prosesperendaman dapat menghilangkanketidakmurnian selulosa bakterial yang melapisikain dan meningkatkan fiksasi selulosa ke dalamserat poliester seperti ditunjukkan pada hasil ujiSEM dan hasil pencelupan dengan zat warnareaktif.

- Proses pencucian berulang pada kain poliesteryang telah dilapisi selulosa bakterial untukmengetahui keawetannya/bersifat permanen.Hasil optimum didapat pada kain poliester denganperendaman 6 hari dalam medium Acetobacterxylinum dan setelah pencucian 2 kali denganmesin Lounder-O Meter (10 kali pencucianrumah tangga), dengan hasil uji MR 1,02 %, dayaserap 4,22 detik, kekuatan tarik 36,8 kg danmulur 39,7 %, sedangkan blangko menunjukkannilai MR 0,4% daya serap air 96,64 detik,kekuatan tarik 41,63 kg dan mulur 39,4 %.

SaranPerlu peningkatan konsentrasi bakteri selulosa

misalnya dengan pemberian variasi nutrisi dll., ataupemilihan jenis bakteri selulosa yang spesifik, agarwaktu perendaman dapat dikurangi dan lapisanselulosa bakterial pada serat lebih tebal, pencucianberulang yang dikenakan dapat bertambah, sehinggaMR dan daya serap dapat ditingkatkan.

PUSTAKA

1 Morton, WE and J.W.S. Hearle (1993), PhysicalProperties of Textile Fibers, The TextileInstitute, Woodhead Publishing Limited,London.

2 BrownElvie E. dan Richard M.S.(2007), Bacterialcellulose/ThermoplasticPolymerNanocomposite, Theses, Washington StateUniversity

Balai Besar Tekstil


3SasithornKongruang(2008), Bacterial CelluloseProduction by Acetobacter xylinum Strainsfrom Agricultural Waste Product, ApplBiochem Biotechnology, 148: 245 - 256

4 Byrom, D. (1991), Microbiol cellulose,Journal ofBiomaterials, pp. 263-284, Stockton Press,New York, N.Y., USA

5 Bielecki S, A. Krystynowicz, M. Turkiewicz, H.Kalinowska, (2005),Bacterial Cellulose In:Polysaccharaides and Polyamides in the FoodIndustry, A. Steinbuchel, S.K. Rhee (Eds.),Wiley-VCH Verlag, Weinhein, Germany pp.31-85

6 Köhler, L. (2001), “Natural Cellulose Fibers :Properties, Encyclopedia Material : Scienceand Technology”, Elsevier Science Ltd.

7 Bambang Piluharto, (2008), “Kajian Sifat FisikFilm Tipis Nata de Coco sebagai MembranUltrafiltrasi”, Universitas Jember

8 Shibazaki H., 1993, “Bacterial Cellulose MembraneAs Separation Medium”, Journal of AppliedPolymer Science, 50.

9 Saha B. C, et all, 2001, Hemicellulosebioconversion , Fermentation BiotechnologyResearch Unit, National CenterforAgricultural Utilization Research,Agricultural Research Service, U.S.Department of Agriculture, 1815 NorthUniversity Street.

10 Iguchi M., 2000, Review Bacterial Cellulose-AMaterpiece of Nature’s Arts”,JournalMaterial Science, 35.

peningkatan daya serap serat poliestermenggunakan …

Documents