Optimasi Sintesis Polianilina Berfitur Nano dalam Medium Misel Terbalik Menggunakan Pelarut DLimonen dan Surfaktan Gliserol Monostearat

Abstract

Polianilina (PANI) merupakan salah satu polimer konduktif yang banyak dikembangkan karena sifat listriknya yang baik, stabilitas kimia yang tinggi, serta potensi aplikasinya dalam bidang sensor, pelapis antikorosi, dan perangkat elektronik. Salah satu metode efektif untuk menghasilkan PANI berfitur nano adalah polimerisasi emulsi berbasis misel terbalik, namun metode ini umumnya masih menggunakan pelarut dan surfaktan yang tidak ramah lingkungan. Oleh karena itu, penelitian ini mengusulkanpenggunaan D-limonen sebagai pelarut alami dan gliserol monostearat (GMS) sebagai surfaktan ramah lingkungan untuk membentuk sistem emulsi air dalam minyak atau water in oil (W/O) yang stabil. Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis kelarutan GMS dalam D-limonen, merancang formulasi emulsi dengan variasi konsentrasi GMS dan rasio air-minyak yang dinilai dari stabilitas fisik melalui pengukuran creaming index dan viskositasnya, serta menganalisis karakteristik struktur dan morfologi PANI yang diperoleh dari sintesis polimerisasi emulsi. Penelitian ini dilakukan dalam 5 tahap utama, yaitu uji kelarutan GMS dalam pelarut D-limonen, pembuatan emulsi, karakterisasi formulasi emulsi, sintesis polianilina, dan karakterisasi polianilina. Uji kelarutan dilakukan melalui pengamatan secara visual pada suhu 35, 45, 55, dan 65 °C dengan rentang konsentrasi GMS 4-12% yang diamati kelarutannya setiap 10 menit dalam waktu 30 menit. Formulasi emulasi dibuat dengan variasi konsentrasi GMS 4-12% dan rasio air-minyak 1:9, 2:8, dan 3:7 yang diperoleh total 15 sampel. Tipe emulsi yang terbentuk ditentukan melalui uji bakar dan uji pengenceran, sedangkan evaluasi sistem emulsi dilakukan dengan mengamati nilai creaming index pada suhu ruang (25±2°C) selama 60 menit. Sistem emulsi dipilih berdasarkan tingkat kestabilan dan viskositasnya untuk medium pembentukan PANI berfitur nano. Karakteristik struktur dan morfologi PANI dianalisis menggunakan metode Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) dan Scanning Electron Microscope (SEM). Hasil uji kelarutan menunjukkan bahwa GMS dapat larut sempurna dalam Dlimonen pada suhu 65 °C dalam waktu 10 menit untuk seluruh variasi konsentrasi yang diuji. Pada suhu yang lebih rendah, GMS belum sepenuhnya larut dan masih membentuk suspensi atau agregat semikristalin yang berpotensi mengganggu kestabilan emulsi. Suhu 65 °C ditetapkan sebagai kondisi optimum pelarutan surfaktan sebelum proses emulsifikasi dilakukan. Emulsi yang dihasilkan pada seluruh variasi formulasi terkonfirmasi sebagai emulsi tipe air dalam minyak (W/O) berdasarkan uji bakar dan uji pengenceran. Karakterisasi emulsi menunjukkan bahwa konsentrasi GMS berperan penting dalam mengendalikan ukuran dan distribusi tetesan. Peningkatan konsentrasi surfaktan menyebabkan penurunan diameter tetesan, distribusi ukuran yang lebih sempit, dan kestabilan emulsi. Namun, sistem emulsi mengalami peningkatan viskositas dan kecenderungan pembentukan emulsi berbuih pada konsentrasi GMS yang lebih tinggi. Hal ini dapat menghambat difusi reaktan selama proses polimerisasi. Variasi rasio air-minyak tidak memberikan pengaruh dominan terhadap ukuran tetesan tetapi berpengaruh terhadap stabilitas penyimpanan emulsi. Berdasarkan evaluasi kestabilan dan viskositas, formulasi dengan konsentrasi GMS 4-6% pada seluruh variasi rasio dan konsentrasi 8% pada rasio 3:7 dipilih sebagai kondisi untuk medium sintesis PANI. Sintesis PANI dalam sistem emulsi menghasilkan produk berwarna hijau yang mengindikasikan terbentuknya fasa emeraldine salt sebagai bentuk PANI konduktif. Analisis FTIR menunjukkan adanya pita serapan khas unit quinonoid dan benzenoid yang menegaskan bahwa struktur kimia PANI yang disintesis sesuai dengan karakteristik PANI konduktif. Perbandingan dengan PANI hasil sintesis konvensional menunjukkan bahwa tidak terdapat perbedaan signifikan pada struktur molekul dasar sehingga metode emulsi tidak mengubah struktur kimia PANI.