Studi Fisikokimia Kompleks Polielektrolit (PEC) Kitosan-Selulosa Batang Pisang (fusa paradisiaca L.) dengan Tripolifosfat (TPP) Sebagai Agen Taut Silang

Pengembangan material komposit berbasis biopolimer mengalami peningkatan
signifikan untuk aplikasi fungsional yang ramah lingkungan. Penelitian ini
bertujuan untuk mengkaji pengaruh konsentrasi sodium tripolifosfat 0,5% (TPP)
sebagai agen pengikat silang ionik terhadap karakteristik fisiko-kimia kompleks
polielektrolit (PEC) berbasis kitosan dan selulosa hasil isolasi limbah batang pisang
(Musa paradisiaca L.). Mekanisme pembentukan PEC diawali dengan protonasi
gugus amina kitosan menjadi -NH3* dalam larutan asam asetat. Selanjutnya, ion
tripolifosfat (TPP) berperan sebagai agen taut silang dengan membentuk ikatan
ionik pada gugus -NH3+ kitosan sehingga menghasilkan jaringan polielektrolit tiga
dimensi. Sementara itu, selulosa berinteraksi melalui ikatan hidrogen dengan gugus
hidroksil dan amina kitosan serta terdispersi dalam jaringan tersebut sebagai
penguat, sehingga terbentuk material PEC yang lebih kompak, stabil, dan memiliki
sifat mekanik yang lebih baik. Metode sintesis yang digunakan adalah solution
casting dan ionic gelation dengan variasi rasio massa kitosan dan selulosa sebesar
90:10, 80:20, dan 70:30. Karakterisasi material PEC dianalisis menggunakan FTIR,
SEM, uji mekanik (tensile strength dan elongation at break), uji kapasitas sorpsi,
serta uji biodegradabilitas (soil burial test). Karakterisasi SEM menunjukkan
bahwa pembentukan PEC berhasil meminimalisir pemisahan fase
(phaseseparation), menghasilkan struktur matriks film yang lebih kompak, padat,
dan homogen. Penambahan selulosa terbukti meningkatkan stabilitas mekanik
matriks kitosan melalui pembentukan ikatan hidrogen, di mana nilai kuat tarik
(tensile strength) optimal diperoleh sebesar 56,67 MPa pada variasi rasio 70:30.
Penautan silang dengan TPP secara signifikan meningkatkan densitas jaringan tiga
dimensi, sehingga mampu menurunkan derajat swelling (daya serap air). Selain itu,
uji soil burial mengonfirmasi bahwa material komposit PEC yang dihasilkan
bersifat sepenuhnya biodegradable. Oleh karena itu, penelitian ini membuktikan
bahwa penambahan konsentrasi TPP yang optimal memungkinkan pengembangan
material komposit baru yang ramah lingkungan dengan karakteristik fisiko-kimia
dan mekanik yang jauh lebih unggul dibandingkan dengan polimer tunggal
penyusunnya.
Kata Kunei: Kompleks Polielektrolit (PEC), Kitosan, Selulosa Batang Pisang,
Tripolifosfat (TPP), Casting, Fisikokimia.