POLIMERISASI PATI-POLIVINYL ALKOHOL-AKRILAMIDA-OLIGO KITOSAN SEBAGAI BAHAN PELAPIS LEPAS LAMBAT UNTUK PUPUK NPK DENGAN TEKNIK IRADIASI
Gatot Trimulyadi Rekso1, Saefumillah, A.2 Rabriella, N.2
1. Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi-BATAN
Jl. Lebak Bulus Raya No. 49, Jakarta-Selatan2. Departemen kimia, Fakultas matematika dan ilmu pengetahuan alam, Universitas Indonesia
Depok, IndonesiaE-mail : [email protected]
ABSTRAK POLIMERISASI PATI-POLIVINYL ALKOHOL-AKRILAMIDA-OLIGO KITOSAN SEBAGAI BAHAN PELAPIS LEPAS LAMBAT UNTUK PUPUK NPK DENGAN TEKNIK IRADIASI. Polimerisasi dibuat dengan jumlah pati tetap, serta variasi dari PVA 10% w/v dan akrilamida 3% w/v. Dosis iradiasi di variasikan 5, 10, 15, dan 20 kGy. Pada penelitian menunjukkan komposisi polimerisasi yang paling baik untuk digunakan sebagai bahan modifikasi pupuk NPK merupakan polimerisasi dengan komposisi 5 % pati, 40 % PVA 10% w/v, 50% Akrilamida 3% w/v dan 5 % oligo-kitosan 2 % dan pengukuran sifat pelepasan lambat dilakukan dengan metode absorbsi-desorbsi. Terjadinya polimerisasi pati-PVA-akrilamida ditunjukkan oleh hasil karakterisasi FTIR. Kestabilan termal dan terbentuknya pori pada polimerisasi di tunjukkan oleh hasil karakterisasi TGA dan SEM. Pengamatan dan pengujian terhadap nilai persen fraksi gel, rasio swelling, dan persen pelepasan fosfat pada diperoleh hasil sebesar 50,2%, 320.5 %, 18.3%. Pengukuran sifat pelepasan lambat dilakukan dengan metode absorbsi-desorbsi. Dalam penelitian ini terlihat bahwa sifat polimerisasi dipengaruhi oleh komposisi PVA dan akrilamida dan dosis iradiasi. Kata kunci : pati, polimerisasi, iradiasi, pupuk, lepas lambat
IRADIASI
Mixing
PROSEDUR
ɣ rays
FORMULASI : KITOSAN –PATI –PVA- AKRILAMIDA
PELAPISAN PADA NPK
PENDAHULUAN
Oleh karena itu dilakukan :
Upaya untuk meningkatkan efektivitas dan efisiensi pemupukan.
Memodifikasinya menjadi pupuk yang bersifat :
menyimpan air lepas lambat/ slow release fertilizer (SRF) dengan bahan dasar yang mendukung dan
ramah lingkungan.
Pada penelitian ini dilakukan pembuatan gel, sintesis suatu polimerisasi pati- polivinil alkohol (PVA, akrilamida (AAm), dan oligo kitosan sebagai sumber bahan alam.
Swelling
No Sampel
Pati (%)
Polivinil alcohol-10%
(%)
Akrilamida-3%(%)
Kitosan -2 %(%)
12345
55555
8070605040
1020304050
55555
HASIL DAN PEMBAHASANTabel 1 Variasi Komposisi Sampel Polimer
FRAKSI GEL Fraksi gel merupakan salah satu parameter untuk mengetahui fraksi
jumlah bahan awal (monomer atau polimer) yang berubah menjadi gel. Pada polimerisasi semi-gel dengan menggunakan teknik iradiasi,
besaran fraksi gel dapat menunjukkan nilai efisiensi proses dalam polimerisasi yang bergantung pada kepekaan bahan terhadap radiasi tersebut.
Dengan bertambah tingginya kepekaan bahan (monomer atau polimer) terhadap radiasi maka bertambah tinggi pula nilai efisiensinya.
Nilai fraksi gel dapat dijadikan sebagai parameter untuk menentukan jumlah ikatan silang dan polimer yang terbentuk pada polimerisasi semi-gel. Namun sebenarnya, dalam polimerisasi tersebut mungkin saja terjadi ikatan kovalen lain antara PVA dengan akrilamida atau juga terjadinya ikatan hidrogen diantara keduanya.
Formulasi yang nilai fraksi gel nya paling tinggi adalah formula no V dengan komposisi pati 5%, 40% polivinil alkohol (10%) , 50% akrilamida (3%) dan 5% oligo kitosan (2%).
Kapasitas Swelling
5 kGy
10 kGy15 kGy
Rasio swelling untuk sampel 5 dengan dosis radiasi 5 kGy cenderung lebih tinggi dibandingkan dengan 10, 15, dan 20 kGy.
Selain itu juga terlihat bahwa waktu yang dibutuhkan oleh seluruh variasi sampel 5 kGy untuk mencapati kapasitas pengembangan maksimum lebih cepat dibandingkan dengan seluruh variasi sampel 10, 15, dan 20 kGy.
Slow Release Fosfat pada NPKPada hasil pengujian untuk sampel V terlihat bahwa bertambah sedikitnya jumlah H+ dalam larutan maka jumlah fosfat yang terdesorbsi bertambah banyak. Hal ini diduga karena pada sampel V dengan kondisi jumlah H+ yang tinggi dalam larutan dan kemudian kontak dengan kopolimer, akan membuat kopolimer menjadi lebih elektropositif karena berinteraksi dengan gugus fungsi -NH2 dan -OH dalam kopolimer, membentuk -NH3
+ dan -OH2+.
Karakterisasi polimer
Spektra IR Formula VI pada a) 0 kGy dan b)pada 15 kGy
Adanya spektra yang menyempit dari 3400 - 3654 cm-1 yang diduga akibat berkurangnya gugus fungsi –OH bebas akibat terkopolimerisasi.
Dalam hal ini menunjukan adanya ikatan hidrogen yang terjadi antara N-H yang berasal dari akrilamida dengan –OH yang berasal dari pati dan juga PVA satu sama lain.
Selain itu dapat juga menunjukan –OH streching dari ikatan hidrogen intra dan intermolekular antara pati dengan PVA atau juga dari –NH bebas pada akrilamida dan –OH bebas pada PVA dan pati .
FTIR
SEM
KESIMPULAN Pada penelitian ini telah berhasil mensintesis suatu material polimer pati-polivinil alkohol-akrilamida oligo kitosan dengan menggunakan teknik iradiasi gamma.
Polimer yang paling baik untuk digunakan sebagai material pembuatan pupuk NPK slow release adalah sampel V dengan komposisi 5% pati, 40% PVA (10%) : 50% Aam (3%) dan 5% oligo kitosan (2%) dan dosis iradiasi yang digunakan adalah 15 kGy.
Hal ini didukung oleh hasil pengujian sifat pengembangan dan pelepasan lambatnya serta hasil karakterisasi menggunakan SEM dan FTIR.
Hasil Karakterisasi formula VI dengan SEM pada Perbesaran 500 kali a) Sebelum radiasi; b) Sesudah radiasi 15 kGy c) Sampel VI Kontak dengan Larutan Pupuk 20%
