OPTIMASI PARAMETER LARUTAN DAN PARAMETER PROSES PEMINTALAN ELEKTRIK PADA PEMBUATAN SERAT NANO BERBAHAN DASAR KITOSAN/PEO

Rizka Yulina, Wiwin Winiati, Irene Bonadies, Paola Laurienzo, Giovanni Dal Poggetto

Abstract


Serat nano kitosan telah berhasil dibuat dengan penambahan polietilen oksida (PEO) sebagai polimer sekunder pada kondisi larutan dan parameter proses pemintalan elektrik yang optimum. Pada penelitian ini, larutan polimer kitosan/PEO pada berbagai konsentrasi (3,2, 3,6, dan 4 wt%) dan rasio (3:2 dan 1:1) dipintal secara elektrik (electrospinning) untuk memperoleh serat dengan morfologi paling baik. Selain kondisi larutan, parameter proses pintal elektrik yang penting seperti tegangan, laju alir umpan, dan jarak antara jarum dengan kolektor juga disesuaikan untuk mendapatkan proses dengan kondisi jet polimer yang stabil. Serat nano yang terbaik yakni tanpa butiran polimer (polymer microspheres) dan minim jumlah manik-manik (beads) berhasil diperoleh pada konsentrasi kitosan/PEO 4 wt% dan rasio 3:2. Parameter proses yang digunakan untuk mendapatkan serat ini yaitu tegangan 30 kV, laju alir umpan 0,3 ml/jam, dan jarak antara jarum dan kolektor 30 cm. Karakterisasi morfologi serat dari setiap eksperimen dilakukan dengan menggunakan mikroskop Phenom. Selanjutnya, serat nano terbaik yang diperoleh dikarakterisasi dengan menggunakan SEM dan diameter rata-rata serat diukur dengan aplikasi ImageJ. Hasil menunjukkan bahwa serat nano yang dihasilkan pada kondisi optimum memiliki diameter rata-rata 68 nm dan distribusi ukuran diameter serat tersebar cukup lebar mulai dari 30-150 nm. 


Keywords


serat nano, pemintalan elektrik, kitosan, polietilen oksida (PEO), optimasi parameter

Full Text:

PDF

References


Dwivedi, C., Pandey, H., Pandey, A.C., and Ramteke, P.W. Nanofibre Based Smart Pharmaceutical Scaffolds For Wound Repair And Regenerations. Current Pharmaceutical Design 22, 1460-1471 (2016).

Kriegel, C., Kit, K. M., McClements, D. J. & Weiss, J. Electrospinning of chitosan–poly(ethylene oxide) blend nanofibers in the presence of micellar surfactant solutions. Polymer 50, 189-200, doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2008.09.041 (2009).

Haider, A., Haider, S. & Kang, I.-K. A comprehensive review summarizing the effect of electrospinning parameters and potential applications of nanofibers in biomedical and biotechnology. Arabian Journal of Chemistry, doi:http://doi.org/10.1016/j.arabjc.2015.11.015 (2015).

Homayoni, H., Ravandi, S. A. H. & Valizadeh, M. Electrospinning of chitosan nanofibers: Processing optimization. Carbohydrate Polymers 77, 656-661, doi:https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2009.02.008 (2009).

Li, L. & Hsieh, Y.-L. Chitosan bicomponent nanofibers and nanoporous fibers. Carbohydrate Research 341, 374-381, doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.carres.2005.11.028 (2006).

Pakravan, M., Heuzey, M.-C. & Ajji, A. A fundamental study of chitosan/PEO electrospinning. Polymer 52, 4813-4824, doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2011.08.034 (2011).

Wang, X., Cheng, F., Gao, J., and Wang, L. Antibacterial wound dressing from chitosan/polyethylene oxide nanofibers mats embedded with silver nanoparticles. Biomaterials Applications 29, 1086-1095 (2015).

Jalvandi, J. et al. Polyvinyl alcohol composite nanofibres containing conjugated levofloxacin-chitosan for controlled drug release. Materials Science and Engineering: C 73, 440-446, doi:http://doi.org/10.1016/j.msec.2016.12.112 (2017).

Song, J. et al. Antibacterial effects of electrospun chitosan/poly(ethylene oxide) nanofibrous membranes loaded with chlorhexidine and silver. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine 12, 1357-1364, doi:https://doi.org/10.1016/j.nano.2016.02.005 (2016).

Zupančič, Š., Potrč, T., Baumgartner, S., Kocbek, P. & Kristl, J. Formulation and evaluation of chitosan/polyethylene oxide nanofibers loaded with metronidazole for local infections. Eur. J. Pharm. Sci. 95, 152-160, doi:10.1016/j.ejps.2016.10.030 (2016).

Fazli, Y., Shariatinia, Z., Kohsari, I., Azadmehr, A. & Pourmortazavi, S. M. A novel chitosan-polyethylene oxide nanofibrous mat designed for controlled co-release of hydrocortisone and imipenem/cilastatin drugs. International Journal of Pharmaceutics 513, 636-647, doi:10.1016/j.ijpharm.2016.09.078 (2016).

Kriegel, C., Kit, K. M., McClements, D. J. & Weiss, J. Influence of Surfactant Type and Concentration on Electrospinning of Chitosan–Poly(Ethylene Oxide) Blend Nanofibers. Food Biophysics 4, 213-228, doi:10.1007/s11483-009-9119-6 (2009).

Stanger, J., Tucker, N. & Staiger, M. Electrospinning. Rapra Review Report 16, 1-218 (2005).

Lemma, S. M., Bossard, F. & Rinaudo, M. Preparation of pure and stable chitosan nanofibers by electrospinning in the presence of poly(ethylene oxide). Int. J. Mol. Sci. 17, doi:10.3390/ijms17111790 (2016).

Judawisastra, H., Winiati, W., Ramadhianti, P.A. Preparing chitosan nanofiber without beads by means of PVA and HDA addition Jurnal Arena Tekstil 27, 55-101 (2012).

Brown, P. J., Stevensi, K. 96-98 (Woodhead Publishing Limited, Cambridge, England, 2007).

Lin, T., Wang, H., Wang, H. & Wang, X. The charge effect of cationic surfactants on the elimination of fibre beads in the electrospinning of polystyrene. Nanotechnology 15, 1375 (2004).




DOI: http://dx.doi.org/10.31266/at.v33i1.3537

Refbacks

  • There are currently no refbacks.