Balai Besar Tekstil

DEGRADASI SERAT KELAPA DI LINGKUNGAN AIR LAUTHermawan Judawisastra*, Tofan Yatnakriana Hermansyah*, Dhyah Annur*

Dea Indriani Astuti**, Sinta Rismayani****Program Studi Teknik Material, Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara, Institut Teknologi Bandung

**Program Studi Mikrobiologi, Sekolah Ilmu Teknologi Hayati, Institut Teknologi BandungGanesa 10 Bandung 40132

*** Balai Besar Tekstil11.A. Yani 390 Bandung

Tulisan diterima: 4 Juni 2010, Selesai diperiksa: 4 September 2010

ABSTRAKKetahanan spesifik serat dibutuhkan dalam aplikasi geotekstil berbahan dasar serat kelapa di lingkungan air

laut. Mikroba (bakteri) di dalam air laut dapat mempercepat proses degradasi serat alam di lingkungan air laut. Olehsebab itu diperlukan kajian mengenai degradasi serat kelapa di lingkungan air laut serta metode modifikasi untukmeningkatkan ketahanan serat kelapa terhadap degradasi di lingkungan air laut.

Pada penelitian ini dilakukan proses modifikasi permukaan serat kelapa, yaitu degumming dan asetilasi.Pengujian Iingkungan dilakukan melalui perendaman dalam tiga media: air, air laut tanpa bakteri, dan air laut + bakteri.Degradasi serat kelapa dikarakterisasi melalui pengujian tarik, fraktografi dengan SEM, penghitungan spora, danpengujian kadar selulosa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa degradasi serat kelapa pad a lingkungan air lautdiakibatkan oleh air dan bakteri. Proses asetilasi pada serat kelapa hasil degumming terbukti meningkatkan ketahananserat di Iingkungan air laut (dari 50% penurunan kekuatan tarik menjadi 22%) p~da serat kelapa hasil degumming yangdirendam 28 hari dalam air laut+bakteri. Kerusakan struktur yang terjadi pada serat kelapa diakibatkan oleh pembesarandiameter dinding sel helical wound akibat penipisan secondary wall yang mengandung banyak lignin dan pada primarywall yang mengandung banyak selulosa.

Keyword: Serat Kelapa, degradasi, degumming, asetilasi, bakteri, dan air laut.

ABSTRACTA specific fiber resistance is required for the application of coir-fiber based geotextile in sea water

environment. However, biodegradation of coir fiber may be caused by microbes. In sea environment, the presence ofbacteria might accelerate fiber degradation. Therefore, degradation of coir fiber due to sea water environment needs tobe investigated.

In this research, surface modification processes by means of degumming and acetylation were carried out oncoir fibers. Afterwards, the fibers were environmentally tested in water, sea water and sea water + bacteria. Fiberdegradation was characterized by means of tensile test, Jractography using SEM, pH test, spore counting usinghemacytometer, and cellulose content test.

The result shows that sea water environment degrades coir fibers significantly due to the presence of waterand bacteria. Acetylation improves fiber performance in sea water environment. Tensile strength decrease on thedegummed coir fiber which was immersedfor 28 days in sea water + bacteria has been reducedJrom 50% to 22%. Seawater environment alters the structure of coir fiber. There has been cell wall diameter enlargement on helical woundstructure of coir fiber due to thinning of lignin rich- secondary wall and of cellulose rich-primary wall

Keyword: Coir fiber, degradation, degumming, acetylation, Bacillus sp., and sea water environment.

PENDAHULUANGeotekstil atau sering disebut geoteks

merupakan kain permeabel yang digunakan padaaplikasi yang berhubungan dengan tanah, salah satunyadigunakan sebagai penyetabil permukaan tanah yangberada di pesisir pantai.

Geoteks dapat dibuat dari polimer sintetik danjuga serat alam. Polimer sintetis pada umumnya dipilihkarena memiliki ketahanan terhadap proses kimia danbiologis. Sedangkan serat alam dipilih karena ramah

lingkungan serta kelimpahan yang cukup banyak dialam. Salah satu serat alam yang biasa digunakansebagai geotekstil adalah serat kelapa [1].Perbandingan sifat serat kelapa dengan serat lain yangbiasa digunakan sebagai geotekstil dapat dilihat padaTabell.

Dibandingkan dengan serat alam yang lain,serat kelapa memiliki keuletan yang tinggi dankekuatan yang lebih rendah [2]. Tidak hanya ituketahanan terhadap bakteri dari serat kelapa [3] relatif

Degradasi Serat Kelapa di Lingkungan Air Laut(Hermawan ]udawisastra, Tofan Yatnakriana Hermansyah, Dhyah Annur, Dea Indriani Astuti, Sinta Rismayani)

65

Balai Besar Tekstil

baik dibandingkan dengan serat alam lainnya (jute),meskipun lebih rendah dibandingkan dengan seratsintetis (polyester dan nylon 6,6). Aplikasi geotekstilserat kelapa di pesisir pantai memerlukan ketahanandegradasi yang salah satunya adalah akibatbiodegradasi. Mikroba - dalam hal ini bakteri -merupakan komponen utama pada proses biodegradasi[5]. Bakteri merupakan komponen yang dapatmempercepat proses degradasi serat kelapa di pesisirpantai, hal tersebut dapat menyebabkan ketahanan seratkelapa terhadap lingkungan pesisir pantai menurun.Untuk meningkatkan ketahanan serat kelapa dapatdilakukan proses modifikasi permukaan. Modifikasipermukaan yang umum dilakukan pada serat alamadalah degumming [6] dan asetilasi [7]. Serat kelapamerniliki kandungan lignin dan pectin yang relatiftinggi: pectin = 3-4% berat, lignin = 41-45% [2].Proses degumming akan menurunkan kadar pectin danlignin yang berakibat pada peningkatan kekuatan seratalam [6, 8]. Pengujian ketahanan serat kelapadilingkungan air laut telah dilakukan oleh Sinta dkk9

•

Tabel 1. Perbandingan sifat material yang biasadigunakan sebagai geotekstil [2,3, 4]

Poliester Nylon Serat SeratH.T 6,6 Kelapa Jute

Modulus Elastisitas 12,2 5 4,0-6 22-50(GPa)

Kekuatan tarik (GPa) 1 0,9 0,13-0,17 0,2-0,5

Elongasi (%) ID,S 13,5 15-40 2-3

Ketahanan Kimia Sangat Sangat Cukup Cukupbaik baik baik baik

Ketahanan Bakteri »3 tahun » 3 2-3 tahun 1-2 tahuntahun

Ramah Lingkungan tidak tidak ya ya

Pada penelitian ini dilakukan pengkajianterhadap tiga jenis degradasi yang dapat terjadi padaserat kelapa di lingkungan air laut, dan metodeperlakuan untuk meningkatkan ketahanan serat kelapaterhadap lingkungan air laut, serta kajian terhadapmodus kerusakan serat kelapa yang diakibatkan olehlingkungan air laut.

METODOLOGI PENELITIAN

Diagram alir penelitian dapat dilihat pada gambar I.

Modifikasi SeratDilakukan dua macam modifikasi permukaan

pada serat kelapa, yaitu degumming dan asetilasi.Degumming dilakukan dengan merendam serat kelapakedalam larutan NaOH 4% dalam keadaan mendidihselama ±2 jam kemudian dibilas dengan menggunakanair panas. Sedangkan asetilasi dilakukan dengan caramerendam serat kelapa hasil degumming ke dalam

larutan acetic anhydride ((CH3COhO) selama 10 menitpada temperatur 120°C (Jarutan telah mendidih selamasatu jam) kemudian dibilas dengan menggunakan airpanas.

Isolasi Bakteri Air LautProses isolasi bakteri dilakukan melalui

beberapa tahap, yaitu pengenceran, pemurnian kulturbakteri, dan proses perbanyakan inokulum bakteri.Medium pertumbuhan bakteri yang digunakan adalahmedium Nutrient Agar (selanjutnya akan disebutsebagai medium NA) air laut. Proses-proses tersebutsecara skematis dapat dilihat pada Gambar 2.

Karakterisasi :- Pengujian Tarik Serat

- SEM Fraktografi dan MorfologiPenampang

- Pengukuran Spora-Hemacytometer- Uji Kadar Selulosa

Gambar 1. Metodologi Penelitian

Gambar 2. Skema proses pemerolehan bakteri air laut

Proses isolasi bakteri dilakukan dengan prosespengenceran volume air hingga 1: 107 dilanjutkandengan proses plating. Hasil pengenceran volume air1: 103 s.d. 1:107 dipilih untuk digunakan pada proses

66 Arena Tekstil Volume 25 No.2 - Desember 2010: 57-712

rL

Balai Besar Tekstil

selanjutnya, yaitu proses plating. Proses platingmerupakan proses pernindahan sampel hasilpengeneeran ke eawan petri yang nantinya digunakansebagai tempat untuk menumbuhkan bakteri.

Setelah diperoleh isolat murni dilakukanidentifikasi bakteri. Hasil identifikasi menunjukanbahwa bakteri yang diperoleh merupakan Bacillus sp.Kemudian Bacillus sp. dipelihara dalam medium NA.

Pengujian Lingkungan pad a Serat KelapaPengujian lingkungan dilakukan dengan

perendaman serat pada medium air (Aqua DM), air lauttanpa bakteri, dan air laut+ bakteri. Pernilihan mediumini untuk melihat pengaruh komponen penyusun airlaut (air, NaCI, dan bakteri) terhadap degradasi seratkelapa. Pengujian dilakukan pada tekanan dantemperatur ruangan selama 7, 13, 21, dan 28 hari. Padamedium air dan air laut . tanpa bakteri dilakukansterilisasi terlebih dahulu. Skema pengujian lingkunganpada serat kelapa dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Skema pengujian lingkungan seratkelapa

Karakterisasi Serat KelapaSerat kelapa di karakterisasi dengan

menggunakan pengujian tarik, fraktografi denganSEM, penghitungan spora dengan hemaeytometer, danuji kadar selulosa. Pengujian tarik dilakukan terhadapserat kelapa dengan panjang ± 150 mm sebanyak 15data per pengujian menggunakan mesin uji tarik serattexteehno statimat ME test dengan spesifikasi sepertipada Tabel3

Tabel 2. Spesifikasi uji tarik serat pada mesin ujitextechno statimat ME test

Spesiflkasi KeteranganLoad Cell IONGauge Length 50 mmTest Speed 50mmlrninPretension 0,5 eN/tex

Pengujian Kadar Selulosa pada Serat Kelapa

Pengujian kadar selulosa dilakukan sesuaidengan SNI. 01 - 1303 - 89. Pengujian kadar selulosadilakukan melalui 2 tahap, yaitu:

1. Penghilangan sari dengan ekstraksi menggunakanalkohol-benzena.

2. Penghilangan lignin dengan klorinasi kemudiandiekstraksi dengan monoetanolarnin.

Klorinasi merupakan suatu proses yang bertujuanuntuk menghilangkan kandungan lignin dari seratkelapa yaitu proses pelarutan lignin menggunakan klor.Hasil dari proses pelarutan tersebut berupa komplekskloro-lignat yang terlarut didalam larutan klorin.Setelah lignin dilarutkan dari serat kelapa, makakandungan dari serat kelapa hanya akan terdapatselulosa dan hemiselulosa saja'.

Penghitungan Jumlah Spora Bakteri denganIler.nacytor.neter

Penghitungan spora menggunakanhemacytometer dilakukan untuk mengetahui bahwabakteri benar-benar ada pada proses pendegradasianserat kelapa. Prosedur penghitungan spora denganmenggunakan hemacytometer [10] yaitu: pelarutanserat kelapa dalam larutan NaCI 10% kemudiandimasukkan ke dalam hemacytometer hingga sampelstagnan dilanjutkan dengan pemeriksaan mikroskopoptik.

DATA DAN ANALISIS

Hasil Karakterisasi Awal Serat KelapaSebelum dilakukan pengujian lingkungan

pada serat kelapa, dilakukan karakterisasi berupapengujian tarik,dan fraktografi permukaan denganSEM.

Kekuatan Tarik Karakteristik Awal Serat Kelapa

Kekuatan tarik karakteristik awal pada seratkelapa ditunjukkan pada Tabel 3.

Tabel 3. Perbandingan Kekuatan TarikKarakteristik Serat Kelapa

SeratSerat

Non Serat Degum

DegumDegum +

AsetilasiKekuatan Tarik

151 180 146Karakteristik (MPa)

Modulus Weibull (m) 6,86 4,32 6,92

Pada Tabel 3 dapat dilihat serat kelapa degummerniliki kekuatan karakteristik paling tinggidibandingkan dengan serat kelapa tanpa modifikasi danserat kelapa degum + asetilasi. Proses degumming akanmeningkatkan kekuatan tarik karakteristik dari seratkelapa, karena kandungan lignin dan pengotor dibagian terluar akan terbuang, sehingga fraksi volumeselulosa pada serat kelapa meningkat.

Proses modifikasi juga mengubah nilaimodulus weibull serat kelapa. Nilai modulus Weibull

67Degradasi Serat KeJapa di Lingkungan Air Laut(Hermawan Judawisastra, Tojan Yatnakriana Hermansyah, Dhyah Annur, Dea Indriani Astuti, Sinta Rismayani)

Balai Besar Tekstil

Tabel 4. Hasil penghitungan spora denganmenggunakan hemacytometer

serat kelapa menurun dengan adanya degummingkemudian meningkat kembali setelah serat kelapadegum diasetilasi. Hal ini berarti nilai keberagamankekuatan tarik serat kelapa meningkat dengan prosesdegum, tetapi setelah diasetilasi kekuatan tarik seratmenjadi relatif lebih homogen kembali.

Morfologi Awal Serat Kelapa

Hasil pengujian SEM pada serat kelapa tanpamodifikasi, degumming ; dan degumming+asetilasisebelum pengujian lingkungan dapat dilihat padaGambar 4 dan Gambar 5.

(b)Serat Degum

(c)Serat Degum +

asetilasi

(a)Serat Non Degum

Gambar 4. Permukaan serat kelapa sebelumpengujian Iingkungan

(a)Serat Non Degum

(b)Serat Degum

(c)Serat Degum +

asetilasi

Gambar 5. Penampang Melintang Serat kelapadegum dan degum + asetilasi sebelum pengujian

IingkunganPada Gambar 4a, serat non degum terlihat

berkontur pada permukaan terluar di arah longitudinaldan transversal, berbeda dengan serat kelapa degumdan serat degum + asetilasi (gambar 4b dan 4e) yangtidak lagi berkontur pada arah transversal, hanyaterlihat garis-garis pada arah longitudinal saja.

Hasil fraktografi patahan serat ditunjukkanpada Gambar 5a, 5b, dan 5e. Penampang melintangserat kelapa non degum dan degum tidak mernilikibanyak poros sedangkan pada serat kelapa degum +asetilasi memiliki banyak poros. Hasil ini menjelaskanhasil pengujian tarik dimana serat degum+ asetilasimemiliki kekuatan tarik karakteristik yang palingrendah akibat dari tingkat porositas yang tinggi.

Penghitungan Spora Bakteri pada Serat KelapaPada medium perendaman air laut+ bakteri

dilakukan perhitungan spora bakteri denganmenggunakan Hemacytometer. Hasil penghitunganspora dengan hemacytometer dapat dilihat pada Tabel4.

Serat Lama KonsentrasiKelapa Perendaman set per mL

Degum 28 hari 2.20E+07

Degum + asetilasi 28 hari 3.65E+07

Diperoleh nilai konsentrasi spora bakteri yaitu2,2x 107 sel per rnillimeter untuk serat kelapa degumdan 3,65x 107 sel per rnillimeter pada serat kelapadegum+ asetilasi setelah perendaman selama 28 hari.Dari hasil pengujian dapat dilihat terdapat spora bakteripada medium pengujian lingkungan air laut+ bakteridengan dernikian benar terdapat bakteri pada saatdilakukan pengujian lingkungan air laut+ bakteri padaserat kelapa.

Ketahanan Serat Kelapa pada PengujianLingkungan

a. Ketahanan Degradasi Serat Kelapa Degum

Tabel 5, Tabel 6 serta Gambar 6menggambarkan kekuatan tarik serat kelapa akibatpengujian lingkungan pada medium air, air laut tanpabakteri dan air laut+ bakteri.

Tabel 5. Kekuatan Tarik Karakteristik seratkelapa degum akibat pengujian Iingkungan

Kekuatan Tarik Karaktetistik (MPa)

Medium(Modulus Weibull)

Pengujian . Waktu Perendaman

0 7 13 21 28Hari Hari Hari Hari Hari

Air 179,7 142,2 131,4 125,2 112,3(4,32) (1,64) (1,78) (2,19) (1,81)

Air Laut179,7 110,8 125,1 121,5 116,5

TanpaBakteti (4,32) (2,54) (1,78) (1,82) (3,15)

Air Laut+ 179,7 126,7 118,0 113,4 90,1Bakteri (4,32) (3,57) (3,15) (2,4) (2,91)

Tabel 6. Penurunan Kekuatan Tarik KarakteristikSerat Degum akibat Pengujian Lingkungan

Persentase Penurunan Kekuatan TatikKaraktetistik (%)

MediumWaktu PerendamanPengujian

0 7 13 21 28Hari Hari Hari Hari Hari

Air 0 21 27 30 38

Air lauttanpa 0 38 30 32 35

baktetiAir laut +

0 29 34 37 50bakteri

68 Arena Tekstil Volume 25 No.2 - Desember 2010: 57-112

Balai Besar Tekstil

200 ~----------~18:~~.~----------- 160 '~,-------- _~ 140 "~§ 120 "" A---.-----~ +----.~'-"--~.~~--~~=------.~ 100~ 80 +- .-_.'._..'w-...:»~ 60+------------------g 40+------------------~ 20+------------------'"~ 0 +---r--~--~---~

+air

11air laut tanpabakteri

A air laut- bakteri

14 28

Lama Pe.endaman (ha.l)

Gambar 6. Ketahanan serat kelapa degumterhadap pengujian lingkungan

Terjadi penurunan kekuatan tarik karakteristikdengan perendaman pada medium air, air laut tanpabakteri, dan air laut+ bakteri. Pada medium air laut+bakteri terjadi penurunan kekuatan serat kelapa degummaksimum hingga mencapai 50%, sedangkan padamedium air dan air laut penurunan kekuatan seratkelapa degum adalah 38% dan 35%.

Saat direndam dalam air, gugus -OH(hidrofil) pada serat berinteraksi dengan H20 sehinggaketika serat kelapa direndam kedalam air, gugus iniakan menyerap air. Penyerapan air yang berlebih akanmengakibatkan lepasnya ikatan antar muka lignin danselulosa [11]. Hal ini dapat menyebabkan penurunankekuatan tarik serat kelapa.

Berbeda dengan air, kandungan NaCl pada airlaut tidak terlihat memberikan pengaruh yangsignifikan pada degradasi serat ke1apa. Hal iniditunjukkan dengan penurunan kekuatan tarik seratyang tidak jauh berbeda antara serat ke1apa degumpada medium air dengan serat ke1apa degum padamedium air laut tanpa bakteri (TabeJ 6). Sedangkanpada serat ke1apa degum di medium air laut+ bakteri,terlihat penurunan kekuatan yang lebih tinggi. Hal inmenunjukkan adanya bakteri Bacillus sp.mempertinggi tingkat degradasi serat kelapa.

h. Ketahanan Degradasi Serat Kelapa Degum +Asetilasi

Kekuatan tarik serat kelapa degum + asetilasidengan pengujian lingkungan dapat dilihat pada Tabel7, Tabel 8, dan Gambar 7.

Berdasarkan Gambar 7 dapat dilihat bahwaperendaman serat kelapa degum+ asetilasi padamedium air dan air laut tanpa bakteri tidakmenyebabkan penurunan kekuatan yang signifikan.Sedangkan pada medium air laut+ bakteri, terjadipenurunan kekuatan yang cukup tinggi bahkanmencapai 22% dengan perendaman selama 28 hari.

Dengan demikian dapat disimpulkan bahwadegradasi yang terjadi pada serat kelapa degum+asetilasi diakibatkan adanya bakteri. Kadar air danNaCI tidak memberikan pengaruh yang signifikan.

Tabel7. Kekuatan Tarik Karakteristik SeratKelapa Degum + asetilasi akibat Pengujian

Lingkungan

Kekuatan Tarik Karakteristik (MPa)

Medium(Modulus Weibull)Waktu PerendamanPengujian

0 7 13 21 28Hari Hari Hari Hari Hari

Air 146,0 147,9 142,1 135,1 146,9(6,91) (2,40) (1,59) (3,20) (2,53)

Air Laut 146,0 152,4 107,3 116,7 138,4tanpa (6,91) (1,81 ) (2,73) (2,67) (2,41)

BakteriAir Laut+ 146,0 130,7 125,8 121,3 1l3,8Bakteri (6,91) (2,60) (2,47) (3,32) (2,98)

Tabel 8. Penurunan Kekuatan Tarik KarakteristikSerat Degum+ asetilasi akibat Pengujian

Lingkungan

Persentase PenurunanKekuatan Karakteristik (%)

Medium Pengujian Waktu Perendarnan

0 7 14 21 28Hari Hari Hari Hari Hari

Air 0 -1 3 7 -1Air Laut tanpa Bakteri 0 -4 27 20 5

Air Laut + Bakteri 0 10 14 17 22

160l 150!i 140..~ 130:;:!'! 120'"'"~ 110••...I:: 100i;,t, 90Cl

'"

III

~...•.---- + -.

A ""-7''''''-III A

11

+air

IIIair lauttaopabilkterl

• air laut+ bakterl80

o 7 14 21 28

Waktu Perendaman (hari)

Gambar 7. Ketahanan serat kelapa degum +asetilasi terhadap pengujian lingkungan

Pengaruh Modifikasi Permukaan Serat (Degumdengan Degum + Asetilasi) Terhadap KetahananDegradasi Serat Kelapa

a. Modifikasi Permukaan Serat Pada Medium Airdan Air Laut tanpa Bakteri

Perubahan nilai kekuatan tarik dari seratkelapa degum dan serat kelapa degum + asetilasisetelah pengujian lingkungan dapat dilihat padaGambar 8.

Degradasi Serat Kelapa di Lingkungan Air Laut(Hermawan ]udawisastra, To/an Yatnakriana Hermansyah, Dhyah Annur, Dea Indriani Astuti, Sinta Rismayani)

69

Balai Besar Tekstil

lama Perendaman (Hali)

14 21 18

dapat meningkatkan ketahanan serat terhadap degradasiakibat bakteri.~~100~~====~----1'"i 90..

~ 80:te~...70...

"':! .degum+asetilasie_ 60~• ~fumJ Sll...•'" 40

Gambar 9.. Perubahan Kekuatan Tarik SeratDegum Pada Pengujian Lingkungan

Morfologi Patahan Serat Kelapa Hasil PengujianLingkungan

Serat Kelapa Degum

Perbandingan morfologi patahan serat kelapadegum yang direndam selama 28 hari dalam air, airlaut tanpa bakteri, dan air laut+ bakteri dapat dilihatpada Gambar 10, Gambar 11, dan Gambar 12.

penampang melintang serat rongga pada penampang melintang

Gambar 10. Permukaan patahan serat kelapaDegum/air setelah perendaman 28 hari

...N_'

penampang melintang serat rongga pada penampang melintang

Gambar 11. Permukaan patahan serat kelapadegum/air laut tanpa bakteri setelah perendaman

28 hari

penampang melintang serat rongga pada penampang rnelintang

Gambar 12. Permukaan patahan serat kelapadegum/air laut+bakterl setelah perendaman 28 hari

a. Perbandingan ketahanan serat kelapa dengan medium air

so \,

".'0t-_---''''-''''-tt·ili7l~As...,.~~60 t---'-'" '""'-'»" __ "_..""'" _iiZ_'2._

9--. 64:l~Uln.dSd;lJloi

.",,"~"'t---------14 21 :::S

b. Perbandingan ketahanan serat kelapa dengan medium air lauttanpa bakteri

Gambar 8. Ketahanan Serat Kelapa HasilModifikasi Permukaan

Berdasarkan Gambar 8 dapat dilihat bahwaserat kelapa degum masih mengalarni penurunankekuatan yang cukup signifikan yaitu mencapai 38%pada medium air dan 35% pada medium air laut tanpabakteri. Hal yang berbeda terlihat pada serat kelapadegum+ asetilasi dimana perendaman pada medium airdan air laut tanpa bakteri tidak mengakibatkanpenurunan kekuatan yang signifikan.

Proses asetilasi dapat meningkatkan ketahanandegradasi karena gugus -OH baik pada lignin maupunselulosa sudah bereaksi dengan acetic anhydridemembentuk ester pada proses asetilasi sehingga gugus-gugus yang terdapat pada lignin dan selulosa relatiflebih hidrofob. Dengan dernikian air sulit bereaksidengan serat dan degradasi serat akibat air tidak lagisignifikan.

b. Modifikasi Permukaan pada Medium Air Laut+Bakteri

Gambar 9 menunjukkan ketahanan seratkelapa pada medium air laut+ bakteri. Denganperendaman pada medium air laut+ bakteri, baik seratkelapa degum maupun serat kelapa degum+ asetilasimengalarni degradasi yang cukup tinggi dibandingkandengan perendaman pada medium air dan air laut tanpabakteri. Untuk serat kelapa degum, penurunan kekuatanmencapai 50% (pada air dan air laut tanpa bakteri 35-38%). Adapun pada serat kelapa degum+ asetilasi,penurunan kekuatan mencapai 22% (pada air dan airlaut tanpa bakteri 0-7%). Dengan dernikian, modifikasiserat kelapa dengan degum dan degum+ asetilasi belum

70 Arena Tekstil Volume 25 No.2 - Desember 2010: 57-112

Balai Besar Tekstil

Berdasarkan Gambar 10, Gambar 11, danGambar 12 terlihat rongga pada dinding sel seratkelapa degum yang direndam pada air, air laut tanpabakteri, dan air laut+ bakteri. Rongga paling banyakdengan diameter yang paling besar terlihat pada seratkelapa degum di medium air laut+ bakteri.

Pada rongga dinding sel serat kelapa degumyang direndam dalam air laut + bakteri (Gambar 12)terlihat garis-garis rongga yang tegas. Garis tegas inimerepresentasikan helical wound selulosa sesuaidengan literatur" dan juga menunjukkan adanyapengikisan lignin pada secondary wall serat kelapa

a. Struktur Serat Kelapa[l3] h. Struktur Helical WoundSelulosa'"

Gambar 13. Penampang Melintang Serat KeJapa

Besamya rongga pada serat kelapa (Gambar12) menunjukkan terjadinya pengikisan terhadaplapisan lignin yang melingkupi selulosa. Adanyarongga yang besar dan banyak ini sesuai denganpenurunan kekuatan tarik se rat yang paling tinggi padaperendaman dalam air laut+ bakteri(mencapai 50%).

Serat Kelapa Degum +Asetilo.siMorfologi patahan serat kelapa degum +

asetilasi yang direndam se!ama 28 hari pada air, air lauttanpa bakteri, dan air laut + bakteri dapat dilihat padaGambar 14, Gambar 15 dan Gambar 16.

Pada permukaan patah dari serat kelapadegum + asetilasi / air (Gambar 14) sedikit sekaliterlihat rongga dinding se! sedangkan pada serat kelapadegum + asetilasi yang direndam pada air laut tanpabakteri (Gambar 15) dan air laut + bakteri (Gambar 16)terlihat rongga dinding sel yang lebih ban yak.

Serat kelapa degum+ asetilasi pada mediumair laut+ bakteri merniliki rongga dinding sel yangpaling banyak. Dengan banyaknya rongga pada dindingsel se rat kelapa akan mengakibatkan terjadinyapenurunan kekuatan tarik serat kelapa. Hal inimenjelaskan adanya penurunan kekuatan tarik yangsignifikan pada serat ke!apa dalam medium air laut+bakteri seperti terlihat pada tabel 8 (mencapai 22%sedangkan pada medium air dan air laut tanpa bakterihanyalah 0-5%).

Morfologi Patahan Serat Kelapa Degum }-'S Degum +Asetilasi pada Perendaman di Medium Air Laut +Bakteri

Dari Gambar 12 dan Gambar 16 dapatdilihat penipisan secondary waLL serat kelapa terjadipada serat kelapa degum dan serat kelapa degum+asetilasi. Hal ini menunjukkan terjadinya kerusakanpada lapisan lignin. Serat kelapa degum memilikirongga dinding sel yang lebih banyak dan lebih besardibandingkan dengan serat kelapa degum + asetilasi.Hal ini sejaJan dengan nilai kekuatan tarik dari keduaserat tersebut yaitu kekuatan tarik dari serat kelapadegum turun sebesar 50% sedangkan serat kelapadegum + asetilasi hanya mengalami penurunan sebesar22%.

penampang melintang serat rongga pada penampangmelintang

Gambar 14. Serat kelapa degum+asetilasi/airsetelah perendaman 28 hari

penampang melintang serat rongga pada penampangmelintang

Gambar 15. Permukaan patahan serat kelapadegum+asetilasi/air laut tanpa bakteri setelah

perendaman 28 hari

,penampang melintang serat

'.rongga pada penampang

melintang

-..~. Gambar 16. Permukaan patahan serat kelapadegum+asetilasi/air Iauts-bakterl setelah

perendaman 28 hari

Hasil Pengujiau Kadar Selulosa

Hasil pengujian kadar selulosa pada seratkelapadegum / air laut + bakteri dapat dilihat padaTabel9.

71Degradasi Serat KeJapa di Llngkungan Air Laut(Hermawan Ludawisastra, Tofan Yatnakriana Hermansyah, Dhyab Annur, Dea Indriani Astuti, Sinta Rismayani)

Balai Besar Tekstil

Tabel 9. Hasil pengujian kadar selulosa

Berdasarkan Tabel 9, dapat dilihat bahwaserat kelapa degum pada medium air laut+ bakterimengalami penurunan kadar selulosa dan juga kadarlignin (ditunjukkan dengan penurunan tahap klorinasiyang berarti kandungan lignin telah berkurang).

Hal ini sesuai dengan hasil pemeriksaan SEM(rongga pada penampang melintang serat) yangmenunjukkan adanya kerusakan lignin akibat degradasiyang disebabkan oleh air dan bakteri. Dengandemikian, dapat disimpulkan bahwa degradasi seratkelapa di medium air laut+ bakteri diakibatkanterutama oleh adanya kerusakan lignin serta kerusakanselulosa meskipun tidak signifikan.

KESIMPULAN1. Serat kelapa akan mengalami degradasi pada

lingkungan air laut. Degradasi paling besar terjadipad a serat kelapa degum pada medium perendamanair laut+ bakteri yaitu mencapai 50% penurunankekuatan tarik dengan perendaman selama 28 hari(dari 179,7 MPa menjadi 90,1 MPa). Kerusakanterjadi terutama akibat air dan juga adanyadegradasi oleh bakteri. Kandungan NaCl pada airlaut tidak menurunkan kekuatan tarik serat kelapasecara signifikan,

2. Perlakuan asetilasi pada serat degum dapatmeningkatkan ketahanan serat kelapa terhadaplingkungan air laut. Pada perendaman medium airlaut+ bakteri selama 28 hari, perlakuan asetilasimeningkatkan ketahanan serat kelapa degum hinggadua kali lipat (hanya 22% penurunan kekuatan tarikdibandingkan dengan serat kelapa degum yangmencapai 50%). Dalam aplikasi geotekstil dengankebutuhan jumlah serat yang besar, modifikasi seratuntuk meningkatkan ketahanan serat kelapa perludipertimbangkan dengan memperhatikan biayadegumming dan asetilasi cukup mahal.

3. Kerusakan serat kelapa pada lingkungan air lautdiakibatkan oleh pembesaran diameter dinding selakibat penipisan secondary wall yang mengandungbanyak lignin. Kerusakan pada primary wall yangmengandung banyak selulosa juga terjadi walaupuntidak signifikan.

DAFTAR PUSTAKA

1. ftp://ftp.fao.org/docrep/fao/O 111i070ge/i07 0ge09. pdf -

2. Silva, G.G., De Souza, D.A., Machado, r.c.,Hourston, D. J. 2000. Mechanical and ThermalCharacterization of Native Brazilian Coir Fiber.Jounal of Applied Polymer Science. Vol. 76. pp.1197-1206.

3. Judawisastra, H. 2007. MT-253i Teknologi Serat4. Anonim. 2009. Textile Related to Earth:

Geotextile. Fiber2Fashion.com.5. Bastioli, C. 2005. Handbook of Biodegradable

Polymers. United Kingdom: Rapra6. Judawisastra, H., Kusumastuti, R. 2006. influence

of Alkalization and combination dilute polyesteron interfacial properties of ramie fiber - polyesterresin. Proceedings of the 7th Field-Wise Seminar:Materials Processing and Performances,AUNSEED-NET, Bandung, Indonesia, January25th - 26th pp. 196-203.

7. Lewin, M. 2007. Handbook of Fiber Chemistry 3rd

Edition. Boca Raton: CRC Press8. Dhyah Annur, Hermawan Judawisastra, A. H.

Dawam Abdullah. 2009. Optimasi WaktuAlkalisasi Terhadap Peningkatan Sifat TarikKomposit Poliester Berpenguat Tekstil SeratKetiaf. Arena Tekstil, Balai Besar Tekstil, ISSN:0815-4010, vol.24.

9. Sinta Rismayani, Dikdik Natawijaya, HermawanJudawisastra. 2010. Modifikasi serat kelapa secarakimia dan ketahanannya terhadap lingkungan airdan air laut. Arena Tekstil, Balai Besar Tekstilvo1.25.

10. http://www .vivo.colostate.edulhbooks/pathphys/reprod/semenevallhemacytometer.html

11. Iriani, P. 2003. Delignifikasi Sabut Kelapa (Cocosnucifera L.) oleh Jamur Phanerochaete. Bandung:Jurusan Mikrobiologi ITB.

72 Arena Tekstil Volume 25 No. 2 - Desember 2010: 57-112