Sintesis dan Karakterisasi Komposit Konduktif PANi/BC

Abstract

Polianilin merupakan salah satu jenis polimer konduktif yang banyak deiteliti karena mudah disintesis, memiliki kestabilan yang baik, dan tahan terhadap korosi. Polianilin perlu dilakukan kombinasi dengan material lain membentuk komposit untuk dapat memperbaiki sifat mekanika polianilin yang lemah. Pada penelitian ini, polianilin dikompositkan dengan matriks selulosa bakteri Nata de Coco karena kandungan serat selulosa yang banyak. Polianilin pada kondisi normal yang sudah bersifat konduktif namun dapat ditingkatkan konduktivitasnya dengan menambahkan senyawa dopan dalam rantai polimernya. Penelitian ini dilakukan sintesis komposit polianilin-selulosa (PANi/BC) menggunakan metode oksidasi kimia dengan variasi waktu perendaman oksidator dan dopan (2 jam, 4 jam, dan 6 jam) serta membandingkan kedua jenis dopan yaitu HCl dan H2SO4. Selain itu, dilakukan studi lebih lanjut mengenai perbandingan BC dengan inkubasi 3 hari dan 11 hari. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui perbandingan konduktivitas komposit PANi/BC yang menggunakan matriks BC dengan lama inkubasi yang berbeda (3 dan 11 hari). Kedua untuk mengetahui perbandingan konduktivitas komposit PANi/BC dengan dopan HCl dan H2SO4 serta pengaruh lama perendaman terhadap konduktivitas komposit PANi/BC. Hasil sintesis komposit PANi/BC pada penelitian ini berwarna hijau pekat cenderung hitam. Hasil konduktivitas pada matriks BC dengan inkubasi 11 hari diperoleh nilai yang tertinggi yaitu sebesar 200 × 10-5 S/cm, sedangkan pada penggunaan matriks BC inkubasi 3 hari diperoleh konduktivitas tertinggi sebesar 84,1×10-5 S/cm. hal ini diakibatkan karena pada BC inkubasi 11 hari, memiliki kadar serat selulosa yang lebih banyak sehingga terjadinya interaksi antara polianilin dengan serat selulosa juga banyak. Pada studi mengenai pengaruh waktu perendaman, diperoleh konduktivitas tertinggi pada perendaman 4 jam. Hal ini dibuktikan melalui analisis kuantitatif spektum IR pada puncak serapan benzoid dan quinoid. Berdasarkan hasil pengukuran puncak serapan, diperoleh fraksi mol benzoid yang lebih besar daripada fraksi mol quinoid. Pengaruh dari fraksi mol benzoid yang lebih besar, memungkinkan terjadinya penurunan densitas elektron pada rantai polianilin, sehingga diperoleh konduktivitas yang tinggi. Pada pengaruh jenis dopan yang digunakan menghasilkan nilai konduktivitas tertinggi pada penggunaan dopan H2SO4 . Hal ini diakibatkan adanya pengaruh afinitas elektron yang dimiliki oleh ion SO4 2- yang lebih kuat dari pada ion Cl- , sehingga pengaruh afinitas elektron cenderung untuk meningkatkan nilai konduktivitas. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, maka dapat diperoleh kesimpulan bahwa pengaruh dari nilai fraksi mol benzoid dan quinoid mengambil peranan penting pada konduktivitas komposit PANi/BC. Merujuk pada hasil perhitungan rasio quinoid dan benzoid pada konduktivitas tertinggi (dopan HCl), diperoleh fraksi mol quinoid 0,333 dan benzoid 0,667 dengan konduktivitas sebesar 6,36 ×10-6 S/cm. Pada dopan H2SO4 diperoleh fraksi mol quinoid 0,556 dan benzoid 0,444 dengan konduktivitas sebesar 200 ×10-5 S/cm. Selain itu, kondisi BC dengan waktu inkubasi berbeda juga mempengaruhi nilai konduktivitas karena semakin lama inkubasi mampu menghasilkan serat selulosa yang lebih banyak. Hal ini memungkinkan terbentuknya interaksi yang terjadi antara polianilin dan serat selulosa yang tinggi.