Text

Pengaruh Variasi Komposisi Natrium Silikat-Polidimetilsiloksan (Na2SiO3/PDMS) Terhadap Sifat Hidrofobik Pada Sintesis Dan Karakterisasi Lapis Tipis Silika

---

RINGKASAN
Penelitian tentang penggunaan silika untuk membran anorganik atau lapis tipis dalam beberapa tahun terakhir mengalami peningkatan. Silika dipilih karena mudah untuk dimodifikasi bagian permukaan, pori-pori, dan strukturnya. Salah satu sumber silika adalah natrium silikat yang cenderung bersifat hidrofilik yang akan menghasilkan polimer silika yang bersifat hidrofilik juga. Salah satu cara meningkatkan kekuatan polimer silika dalam aplikasinya sebagai membran atau lapis tipis adalah dengan membuatnya menjadi lebih hidrofobik. Salah satu agen pemodifikasi yang baik untuk mengurangi sifat hidrofilisitas atau meningkatkan sifat hidrofobik polimer silika adalah dengan penambahan polidimetilsiloksan (PDMS). Polidimetilsiloksan dipilih karena memiliki gugus dimetil sebagai pengarah sifat hidrofobik. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh lapis tipis silika hidrofobik yang dilapiskan pada alumina tube dan xerogel dari perkursor silika natrium silikat-PDMS dan mengkaji pengaruh komposisi natrium silikat-PDMS terhadap karakter silika yang dihasilkan.
Pada penelitian ini dilakukan sintesis lapis tipis natrium silikat-PDMS menggunakan metode sol-gel. Pencampuran dilakukan antara natrium silikat yang telah dilarutkan dalam aquades 30 mL dengan PDMS yang telah dilarutkan dalam pelarut aseton 45 mL. Perbandingan antara natrium silikat dengan PDMS disesuaikan dengan variasi rasio mol yaitu 100:0, 90:10, 75:25, 60:40, 50:50, 25:75, 10:90. Modifikasi lapis tipis dilakukan pada pelapisan permukaan alumina tube dengan metode dip-coating dan dilanjutkan dengan kalsinasi pada suhu 400°C selama 1 jam dengan kenaikan temperatur 5°C/menit. Kemudian dilanjutkan uji hidrofobisitas dengan pengukuran sudut kontak air dan Scanning Electron Microscope (SEM). Sedangkan pada xerogel silika diperoleh dari sol silika yang dikeringkan dalam oven pada suhu 60°C selama 2 jam, kemudian dibagi menjadi dua yaitu sebagian tidak dikalsinasi untuk selanjutnya dianalisis Thermogravimetric Analysis (TGA)/ Differential scanning calorimetry (DSC) dan sebagian lain dikalsinasi untuk dikarakterisasi dengan Fourier Transform Infrared (FTIR), dan Gas Sorption Analysis (GSA).
Dari penelitian ini diperoleh bahwa lapis tipis silika hidrofobik dapat terbentuk dari campuran antara natrium silikat (Na2SiO3) dan polidimetilsiloksan (PDMS). Hasil menunjukkan bahwa dengan meningkatnya kandungan PDMS, sudut kontak meningkat yang menandakan hidrofobisitas meningkat. Data FTIR mengindikasikan bahwa dengan meningkatnya kandungan PDMS, jumlah gugus Si-CH3 dan Si-O-Si juga meningkat. Data TGA-DSC mengindikasikan bahwa silika dapat mempertahankan sifat hidrofobik hingga suhu sekitar 400°C. Data GSA menunjukkan isoterm adsorpsi yang dihasilkan adalah tipe IV yang mengindikasikan bahwa material bersifat mesopori. Ukuran pori dan volume pori menurun seiring dengan meningkatnya kandungan PDMS. Hasil SEM menunjukkan bahwa meningkatnya kandungan PDMS menghasilkan permukaan yang lebih rapat. 
SUMMARY
Research on the use of silica for inorganic or thin-layer membranes in recent years has increased. Silica was chosen because it is easy to modify the surface, pores, and structure. One of the sources of silica is sodium silicate which tends to be hydrophilic which will produce silica polymers which are also hydrophilic. One way to increase the strength of the silica polymer in its application as a membrane or film is to make it more hydrophobic. One of the good modifying agents to reduce the hydrophilicity properties or to increase the hydrophobic properties of silica polymers is the addition of polydimethylsiloxane (PDMS). Polidimethylsiloxane was chosen because it has a dimethyl group as a hydrophobic characteristic. This study aims to obtain a thin layer of hydrophobic silica superimposed on an alumina tube and xerogel from the sodium silica silica-PDMS percursor and to study the composition effect of sodium silicate-PDMS on the resulting hydrophobic character.
In this research, a thin layer of sodium silicate-PDMS was synthesized using the sol-gel method. The mixing was carried out between sodium silicate which had been dissolved in 30 mL distilled water with PDMS which had been dissolved in 45 mL acetone solvent. The comparison between sodium silicate and PDMS was adjusted to the variation of the mole ratio, namely 100: 0, 90:10, 75:25, 60:40, 50:50, 25:75, 10:90. Modification of the thin layer was carried out on the surface coating of the alumina tube by using the dip-coating method and followed by calcination at a temperature of 400 ° C for 1 hour with an increase in temperature of 5 ° C/minute. Then proceed with the hydrophobicity test by measuring the contact angle of the water and Scanning Electron Microscope (SEM). Whereas in xerogel silica is obtained from silica sol which is dried in an oven at 60 ° C for 2 hours, then divided into two, namely partially not calcined for further analysis Thermogravimetric Analysis (TGA)/Differential scanning calorimetry (DSC) and partly calcined for characterization. with Fourier Transform Infrared (FTIR), and Gas Sorption Analysis (GSA).
From this research, it was found that a thin layer of hydrophobic silica can be formed from a mixture of sodium silicate (Na2SiO3) and polydimethylsiloxane (PDMS). The results show that as the PDMS content increases, the contact angle increases, indicating increased hydrophobicity. FTIR data suggest that as the PDMS content increases, the number of Si-CH3 and Si-O-Si groups increases. The TGA-DSC data means that silica can maintain hydrophobic properties up to a temperature of about 400°C. GSA data shows the resulting adsorption isotherm is type IV, which indicates that the material is mesoporous. Pore size and pore volume decrease with increasing PDMS content. SEM results show that increasing PDMS content results in a denser surface

---

Ketersediaan

1747C20IV

1747 C 20-iv

Perpustakaan FSM Undip (Referensi)

Tersedia

Informasi Detail

Judul Seri

KIMIA

No. Panggil

1747 C 20-iv

Penerbit

: ., 2020

Deskripsi Fisik

-

Bahasa

Indonesia

ISBN/ISSN

-

Klasifikasi

NONE

Tipe Isi

-

Tipe Media

-

Tipe Pembawa

-

Edisi

-

Subjek

-

Info Detail Spesifik

-

Pernyataan Tanggungjawab

Iin ‘Ainun Inayah

Versi lain/terkait

Lampiran Berkas

Komentar

---

Anda harus masuk sebelum memberikan komentar