Optimasi produksi hidrogel CTS-G-PAA/PVA sebagai adsorben menggunakan metode respon permukaan (RSM)

Abstract

Kitosan (poli-ß-1,4-glukosamin) merupakan polimer alami bersifat tidak larut dalam air dan pelarut organik, hidrofilik, biocompatible dan biodegradable. Gugus amino pada kitosan lebih mudah berubah menjadi kation dalam larutan asam sehingga sangat kuat menyerap anion dengan daya tarik elektrostatik. Dengan menambahkan dan mencampur polimer sintetik pada rasio yang tepat akan meningkatkan sifat-sifat kitosan sebagai biopolimer dalam menangani permasalahan lingkungan. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengkaji kapasitas penyerapan air dan pembentukan hidrogel pada berbagai variasi kitosan terhadap polimer sintetis. Percobaan dilaksanakan dengan metode respon permukaan menggunakan perangkat lunak Design Expert 6,06, 46 variasi percobaan, dan delapan center point dengan kapasitas penyerapan air (g/g) sebagai respon. Proses dilakukan pada sistem batch, inert atmosphere, skala reaktor 1 L dengan kondisi operasi adalah suhu 90°C dan waktu proses selama 4 jam. Variasi biopolimer dan polimer sintetis sebagai berikut: kitosan (CTS): (0,15-1,2) g, acrylic acid (AA): (2-4,5) g, polyvinylalcohol (PVA): (0,5-3) g, benzoylperoxide (BPO): (0,03-0,13) g, methylene bis-acrylamide (MBA): (0,01-0,21) g. Data dianalisis menggunakan ANOVA pada taraf signifikan 95%. Kapasitas penyerapan air (WAC) selama 24 jam diukur dengan teknik gravimetri. Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi campuran kitosan sebagai biopolimer dengan polimer sintetis mempengaruhi kapasitas penyerapan air dan pembentukan hidrogel. Kapasitas penyerapan air optimum adalah 18,6 (g/g) pada komposisi (g): CTS 0,67; AA 3,25; PVA 1,75; BPO 0,08 dan MBA 0,11. Terbentuknya hidrogel sangat dipengaruhi oleh rasio campuran antara polimer alam, monomer, polimer sintetis, inisiator dan agen ikatan silang.