Majari Magazine

Membran Polisulfon Sintetik

by Saepul Rohman on 14/05/09 at 9:57 am | No Comment | |

Semua jenis material sintetis dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan membran. Bahan material tersebut meliputi bahan anorganik yaitu keramik, kaca, logam. Selain bahan anorganik material sintesis yang digunakan sebagai bahan dasar pembuatan membran juga bisa berupa bahan organik seperti semua jenis polimer. Polimer adalah bahan dasar yang banyak digunakan di dalam industri pembuatan membran.

Metode pembuatan membran dengan phase inversion with immersion precipitation adalah metode yang paling banyak digunakan dalam pembuatan membran sintetis skala komersial. Pada metode ini polimer akan ditransformasi dari cairan menjadi padat atau yang biasa disebut proses solidifikasi. Proses solidifikasi ini biasanya diinisiasi dengan transisi dari suatu keadaan cair ke dalam dua cairan (liquid-liquid demixing). Selama proses demixing, salah satu fasa cairan (yakni fasa dengan konsentrasi polimer paling tinggi) akan berubah menjadi padatan (solid matrix). Immersion precipitation terjadi ketika lapisan membran disiapkan dengan terlebih dahulu membuat larutan polmer (berisi polimer dan pelarutnya) kemudian larutan tersebut dituangkan di atas permukaan kaca untuk membuat lembaran polimer proses ini disebut casting solution. Setelah itu, casting solution direndam di dalam bak koagulasi yang berisi anti pelarut (non-solvent) dari polimer tersebut. Di dalam bak koagulasi tersebut akan terjadi presipitasi yang disebabkan terjadinya pertukaran antara pelarut (solvent) dengan anti pelarut (non-solvent) pada casting solution. Solvent untuk polysulfone yang sering digunakan diantaranya adalah DMAC, NMP dan PVP. Sementara untuk anti-solvent biasanya digunakan aqua-dm.

Polisulfon adalah polimer yang banyak digunakan sebagai bahan dasar pembuatan membran. Hal ini dikarenakan memiliki ketahanan yang baik terhadap temperatur tinggi, rentang pH yang lebar 1 – 13, memiliki resistansi yang baik terhadap klorin, serta mudah dipabrikasi. Sama seperti membran pada umumnya, membran memiliki usia kerja tertentu, yakni jangka waktu pemanfaatan membran. Usia kerja membran sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti fouling (biofouling). Terjadinya biofouling menyebabkan kinerja membran menurun, serta usia kerja membran pun menurun. Kinerja membran dapat diketahui dari beberapa parameter seperti fluks membran, kemampuan rejeksi, kekuatan membran, dan antifouling.

Banyak cara dilakukan untuk meningkatkan kinerja membran polisulfon diantaranya dengan penambahan additive membrane yang ditambahkan saat proses pembuatan casting solution. Berdasarkan penelitian yang dipublis di jurnal internasional (journal of membrane science) telah ditemukan beberapa additive membrane yang dapat meningkatkan kinerja membran polysulfon adalah sebagai berikut:

1. TiO2 (Titanium dioxide)

Nano-TiO2 adalah bahan material aktif dengan ukuran nano yang memiliki beberapa keunggulan yakni resistensi terhadap bakteri yang tinggi dan bersifat sangat hidropilik.

Penambahan TiO2 dilakukan dalam bentuk bubuk TiO2. Komposisi yang terbaik untuk pembuatan casting solution adalah (18 %-wt) Polisulfon; (2 %-wt) TiO2 ; (64%-wt) DMAC; (16 %-wt) NMP.

Penambahan TiO2 tersebut meningkatkan kekuatan fisik membran sehingga membran tidak mudah terdekomposisi, meningkatkan hidropilitas sehingga fluks meningkat.

2. Nanosilver

Perak (silver) memiliki kemampuan anti-bakteria yang baik. Oleh sebab itu, banyak digunakan untuk perlindungan terhadap serangan bakteri salah satunya yang diaplikasikan dalam pembuatan membran polysulfon. Komposisi terbaik yang diperoleh adalah (15%-wt) PSf,( 10%-wt) PVP,( 75%-wt) NMP, and (0.22%-wt) nAg.

Penambahan nanosilver dapat meningkatkan ketahanan membran terhadap biofouling baik yang disebabkan oleh pertumbuhan bakteri di permukaan membran maupun akibat serangan bakteri dari bahan yang melewati membran.

3. Fe3O4

Ferrosoferric oxide (Fe3O4) baik digunakan sebagai additive membrane karena memiliki ketahanan terhadap temperatur tinggi, stabilitas kimia yang baik, kinerja magnetic yang baik, serta anti microbial yang baik pula.

Penambahan Fe3O4 sebanyak (58.3 %-wt) terbukti dapat meningkatkan fluks, kemampuan rejeksi, serta antifouling dari membran polisulfon.

Sumber :
1. M. Mulder, Basic Principles of Membrane Technology, 1996
2. http://www.sciencesdirect.com/polysulfone-membrane