PEMANFAATAN KITIN DAN KITOSAN UNTUK PEMBUATAN POLIMER YANG LEBIH RAMAH LINGKUNGAN DENGAN MEMPERTIMBANGKAN POTENSI DAN APLIKASI MATERIAL

Mariyan Maritza Ramadhan; Rahmat Hidayat; Thaha Yassin Ramadhan Utomo; Nick Holson Mangiring Silalahi

doi:10.51135/pxbkzh17

Authors

Mariyan Maritza Ramadhan Program Studi Teknik Mesin Universitas Pertahanan Republik Indonesia
Rahmat Hidayat Program Studi Teknik Mesin Universitas Pertahanan Republik Indonesia
Thaha Yassin Ramadhan Utomo Program Studi Teknik Mesin Universitas Pertahanan Republik Indonesia
Nick Holson Mangiring Silalahi Program Studi Teknik Metalurgi dan Material Universitas Indonesia

DOI:

https://doi.org/10.51135/pxbkzh17

Keywords:

Kitin, kitosan, polimer, komposit, kekuatan mekanis, biopolimer

Abstract

Kitin dan kitosan adalah biopolimer alami yang berasal dari eksoskeleton krustasea dan dinding sel beberapa organisme, seperti serangga dan jamur. Kedua bahan ini telah banyak menarik perhatian dalam bidang material sains karena sifatnya yang biodegradable dan ramah lingkungan. Dalam beberapa tahun terakhir, pemanfaatan kitin dan kitosan untuk memperkuat polimer sintetis seperti kevlar dan material komposit lainnya menunjukkan peningkatan yang signifikan pada sifat mekanik, termasuk kekuatan tarik, ketahanan terhadap keausan, serta ketahanan terhadap panas. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji potensi dan aplikasi kitin serta kitosan sebagai bahan penguat dalam pembuatan polimer yang lebih kuat. Penggunaan kedua biopolimer ini memberikan solusi inovatif yang tidak hanya meningkatkan performa teknis material, tetapi juga mendukung keberlanjutan industri karena memanfaatkan sumber daya alam yang dapat diperbarui. Hasil dari kajian ini menunjukkan bahwa integrasi kitin dan kitosan ke dalam matriks polimer mampu meningkatkan durabilitas dan kinerja material dalam kondisi ekstrem, seperti suhu tinggi dan tekanan mekanis. Dalam penelitian ini, dibahas pemanfaatan kitin dan kitosan sebagai bahan penguat dalam polimer untuk meningkatkan kekuatan mekanis, ketahanan terhadap aus, serta ketahanan terhadap suhu tinggi, terutama untuk aplikasi dalam industri tekstil, komposit pelindung seperti kevlar, dan material struktural lainnya. Penelitian lebih lanjut diharapkan dapat memaksimalkan potensi komersialisasi material komposit berbasis kitin dan kitosan, serta memperluas aplikasinya di berbagai industri, termasuk otomotif, dirgantara, dan militer.

Downloads

Download data is not yet available.

References

[1] W. Helbert and J. Sugiyama, “High-resolution electron microscopy on cellulose II and α-chitin single crystals,” Cellulose, vol. 5, no. 2, pp. 113–122, 1998.

[2] I. Aranaz et al., “Chitosan: An overview of its properties and applications,” Polymers (Basel)., vol. 13, no. 19, 2021.

[3] M. T. Ma’ruf, “FIKSASI TULANG DENGAN ALAT BERBAHAN DASAR POLIMER (Uji Biokompatibilitas),” Interdental J. Kedokt. Gigi, vol. 14, no. 2, pp. 27–31, 2018.

[4] I. Bustami, S. Pipih, and Prantommy, “PEMANFAATAN KITOSAN PADA PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI PERIKANAN,” vol. XII, 2009.

[5] S. Victor M., B. Andhika, and I. Syauqiah, “PEMANFAATAN KITOSAN DARI LIMBAH CANGKANG BEKICOT (Achatina fulica) SEBAGAI ADSORBEN LOGAM BERAT SENG (Zn),” Konversi, vol. 5, no. 1, p. 22, 2018.

[6] W. Iskawati, V. Hastuti, and Hunaidah, “The Effect Of Variations In The Concentration Of Chitosan On TheMechanical Properties Of Chitosan From Crab Shells,” Indones. J. Phys. its Appl., vol. 1, no. 2, pp. 51–57, 2021.

[7] N. Kakati, J. Maiti, G. Das, S. H. Lee, and Y. S. Yoon, “An approach of balancing the ionic conductivity and mechanical properties of PVA based nanocomposite membrane for DMFC by various crosslinking agents with ionic liquid,” Int. J. Hydrogen Energy, vol. 40, no. 22, pp. 7114–7123, 2015.

[8] P. Bradu et al., Recent advances in green technology and Industrial Revolution 4.0 for a sustainable future, vol. 30, no. 60. Springer Berlin Heidelberg, 2023.

[9] R. Al, I. Reshad, T. A. Jishan, and N. N. Chowdhury, “JOURNAL OF CLINICAL AND EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS Chitosan and its Broad Applications : A Brief Review,” vol. 12, no. 4, pp. 1–13, 2021.

[10] W. Iskawati et al., “Indonesian Journal of Physics and its Applications The Effect Of Variations In The Concentration Of Chitosan On The Mechanical Properties Of Chitosan From Crab Shells (Efek Variasi Konsentrasi Kitosan Terhadap Sifat Mekanik Kitosan dari Cangkang Rajungan),” pp. 51–57, 2010.

[11] H. Budiman, “Analisis Pengujian Tarik (Tensile Test) Pada Baja St37 Dengan Alat Bantu Ukur Load Cell,” J-Ensitec, vol. 3, no. 01, pp. 9–13, 2016.

[12] Y. D. Hartatik, L. Nuriyah, and Iswarin, “Effect of Chitosan Composition on Mechanical Properties and Biodegradable Bioplastics,” Brawijaya Phys. Student J., vol. 2, no. 1, pp. 1–4, 2014.

[13] N. K. Mathur and C. K. Narang, “Chitin and chitosan, versatile polysaccharides from marine animals,” J. Chem. Educ., vol. 67, no. 11, pp. 938–942, 1990.

[14] K. Piekarska, M. Sikora, M. Owczarek, J. Jóźwik-Pruska, and M. Wiśniewska-Wrona, “Chitin and Chitosan as Polymers of the Future—Obtaining, Modification, Life Cycle Assessment and Main Directions of Application,” Polymers (Basel)., vol. 15, no. 4, 2023.

[15] M. Rinaudo, “Chitin and chitosan: Properties and applications,” Prog. Polym. Sci., vol. 31, no. 7, pp. 603–632, 2006.

[16] K. Wu et al., “Recent Advances in the Preparation , Antibacterial Mechanisms , and Applications of Chitosan,” 2024.

[17] B. Ozgen, “Physical properties of Kevlar and Nomex plied and covered yarns,” Text. Res. J., vol. 83, no. 7, pp. 752–760, 2013.

[18] S. A. Miwazuki, P. Anisa, R. Z. Rustama, A. Christina, and S. Aritonang, “Review Komprehensif : Studi Perbandingan Antara Material Logam dan Komposit untuk Pembuatan Helm Anti Balistik,” J. Rekayasa Mater. Manufaktur dan Energi, vol. 7, no. 1, pp. 120–126, 2024.

[19] S. T. Mergelsberg, R. N. Ulrich, S. Xiao, and P. M. Dove, “Composition systematics in the exoskeleton of the american lobster, Homarus americanus and implications for malacostraca,” Front. Earth Sci., vol. 7, no. April, pp. 1–11, 2019.

[20] C. Casadidio, D. V. Peregrina, M. R. Gigliobianco, S. Deng, R. Censi, and P. Di Martino, “Chitin and chitosans: Characteristics, eco-friendly processes, and applications in cosmetic science,” Mar. Drugs, vol. 17, no. 6, 2019.

[21] V. M. Pathak and Navneet, “Review on the current status of polymer degradation: a microbial approach,” Bioresour. Bioprocess., vol. 4, no. 1, 2017.

[22] J. Shojaeiarani, D. S. Bajwa, C. Rehovsky, S. G. Bajwa, and G. Vahidi, “Deterioration in the physico-mechanical and thermal properties of biopolymers due to reprocessing,” Polymers (Basel)., vol. 11, no. 1, 2019.

[23] N. Sazali, H. Ibrahim, A. S. Jamaludin, M. A. Mohamed, W. N. W. Salleh, and M. N. Z. Abidin, “Degradation and stability of polymer: A mini review,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., vol. 788, no. 1, 2020.

[24] R. R. A. Silva, C. S. Marques, T. R. Arruda, S. C. Teixeira, and T. V. de Oliveira, “Biodegradation of Polymers: Stages, Measurement, Standards and Prospects,” Macromol, vol. 3, no. 2, pp. 371–399, 2023.

[25] M. Kozma, B. Acharya, and R. Bissessur, “Chitin, Chitosan, and Nanochitin: Extraction, Synthesis, and Applications,” pp. 1–28, 2022.

[26] P. Methacanon, M. Prasitsilp, T. Pothsree, and J. Pattaraarchachai, “Heterogeneous N-deacetylation of squid chitin in alkaline solution,” Carbohydr. Polym., vol. 52, no. 2, pp. 119–123, 2003.

[27] P. J. do Amaral Sobral et al., “Rheological and Viscoelastic Properties of Chitosan Solutions Prepared with Different Chitosan or Acetic Acid Concentrations,” Foods, vol. 11, no. 17, 2022.

[28] Y. V. Zhuikova, V. A. Zhuikov, D. D. Khaydapova, A. P. Lunkov, G. A. Bonartseva, and V. P. Varlamov, “Evaluation of Chemical and Biological Properties of Biodegradable Composites Based on Poly(3-hydroxybutyrate) and Chitosan,” Polymers (Basel)., vol. 16, no. 8, 2024.

[29] S. Hejazi et al., “Physicochemical Characterization of Chitosan/Poly-γ-Glutamic Acid Glass-like Materials,” Int. J. Mol. Sci., vol. 24, no. 15, 2023.

[30] A. Yarahmadi, B. Dousti, M. Karami-Khorramabadi, and H. Afkhami, “Materials based on biodegradable polymers chitosan/gelatin: a review of potential applications,” Front. Bioeng. Biotechnol., vol. 12, no. August, pp. 1–22, 2024.