Pemanfaatan limbah nilon sebagai membran komposit nilon-hematit (α-Fe₂O₃) dengan variasi konsentrasi hematit

INDONESIA:

Limbah nilon yang dihasilkan dari kegiatan industri konveksi dan tren thrifting berpotensi menimbulkan pencemaran lingkungan karena sifatnya yang sulit terurai secara alami. Salah satu alternatif pemanfaatan limbah tersebut adalah dengan mengolahnya menjadi membran komposit berbasis nilon-hematit (α-Fe₂O₃). Penelitian ini bertujuan untuk memfabrikasi membran komposit nilon-hematit melalui metode inversi fasa serta mengkaji pengaruh variasi konsentrasi hematit terhadap karakteristik membran yang dihasilkan. Bahan nilon yang digunakan merupakan kain nilon baru, sedangkan hematit disintesis dari limbah bubut besi dengan bantuan reduktor ekstrak daun jambu. Variasi konsentrasi hematit yang ditambahkan adalah 10 mg, 20 mg, dan 30 mg. Membran hasil sintesis selanjutnya dianalisis melalui uji sudut kontak, uji kuat tarik, uji daya swelling, uji porositas, serta dikarakterisasi menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM) dan Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Hasil karakterisasi SEM menunjukkan bahwa pada komposisi Nilon-Hematit (NH) 20 mg menghasilkan ukuran pori yang seragam sebesar 1,72 µm akibat distribusi partikel hematit yang lebih merata. Spektra FTIR mengidentifikasi gugus fungsi khas nilon seperti N-H (3295 cm-1), C-H2 (2934-2860 cm-1), C=O (1632 cm-1), N-H (1539 cm-1), dan C-O-C (1073 cm-1) yang menandakan bahwa kain nilon yang digunakan merupakan poliamida (nilon 6). Hasil kuat tarik terbaik ditunjukkan pada komposisi membran nilon-hematit (NH) 20 mg sebesar 16,475 MPa. Peningkatan konsentrasi hematit menurunkan sudut kontak yang meningkatkan sifat hidrofilisitas, dan meningkatkan porositas dan daya swelling, kecuali pada nilon-hematit (NH) 20 mg memiliki kemampuan penyerapan air lebih rendah karena ukuran pori yang lebih kecil dan terdistribusi merata.

ENGLISH:

Nylon waste generated from the garment industry and thrifting trends has the potential to cause environmental pollution due to its resistance to natural decomposition. One alternative use for this waste is to process it into a nylon-hematite (α-Fe₂O₃) composite membrane. This study aims to fabricate nylon-hematite composite membranes through the phase inversion method and to examine the effect of hematite concentration variations on the characteristics of the resulting membranes. The nylon material used is new nylon fabric, while hematite is synthesized from iron lathe waste with the help of guava leaf extract as a reducing agent. The hematite concentrations added varied between 10 mg, 20 mg, and 30 mg. The synthesized membranes were then analyzed through contact angle testing, tensile strength testing, swelling power testing, porosity testing, and characterized using Scanning Electron Microscopy (SEM) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). The SEM characterization results showed that the composition of nylon-hematite (NH) 20 mg produced a uniform pore size of 1.72 µm due to a more even distribution of hematite particles. FTIR spectra identify characteristic functional groups of nylon such as N-H (3295 cm-1), C-H2 (2934-2860 cm-1), C=O (1632 cm-1), N-H (1539 cm-1), and C-O-C (1073 cm-1), indicating that the nylon fabric used is polyamide (nylon 6). The best tensile strength was shown in the composition of the nylon-hematite (NH) 20 mg membrane at 16.475 MPa. Increasing the hematite concentration decreased the contact angle, which increased the hydrophilicity, porosity, and swelling capacity, except for nylon-hematite (NH) 20 mg, which had a lower water absorption capacity due to its smaller and evenly distributed pore size.

ARABIC:

تنطوي نفايات النايلون الناتجة عن صناعة الملابس واتجاهات التوفير على إمكانية التسبب في تلوث البيئة بسبب مقاومتها للتحلل الطبيعي. أحد الاستخدامات البديلة لهذه النفايات هو معالجتها لتحويلها إلى غشاء مركب من النايلون والهيماتيت (α-Fe₂O₃). تهدف هذه الدراسة إلى تصنيع أغشية مركبة من النايلون والهيماتيت من خلال طريقة انعكاس الطور ودراسة تأثير تغيرات تركيز الهيماتيت على خصائص الأغشية الناتجة. المواد المستخدمة من النايلون هي نسيج نايلون جديد، بينما يتم تصنيع الهيماتيت من نفايات تحويل الحديد بمساعدة مستخلص أوراق الجوافة كعامل مختزل. كانت التغيرات في تركيز الهيماتيت المضاف ١٠ ملغ و ٢٠ ملغ و ٣٠ ملغ. ثم تم تحليل الأغشية المركبة من خلال اختبار زاوية التلامس واختبار قوة الشد واختبار قوة الانتفاخ واختبار المسامية، وتم توصيفها باستخدام الميكروسكوب الإلكتروني الماسح (SEM) ومطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه .(FTIR) تظهر نتائج توصيف SEM أن تركيبة ٢٠ ملغ من النايلون-الهيماتيت (NH) تنتج حجم مسام موحد يبلغ ١٫٧٢ ميكرومتر بسبب التوزيع الأكثر توازناً لجزيئات الهيماتيت. حددت أطياف FTIR مجموعات وظيفية مميزة للنايلون مثل N-H (٣٢٩٥ سم⁻¹)، C-H₂ (٢٨٦٠-٢٩٣٤ سم⁻¹)، C=O (١٦٣٢ سم⁻¹)، N-H (١٥٣٩ سم⁻¹)، و C-O-C (١٠٧٣ سم⁻¹)، مما يشير إلى نسيج النايلون المستخدم كان فولي أميد (النايلون ٦). أظهرت تركيبة غشاء النايلون-الهيماتيت (NH) ٢٠ مجم أفضل قوة شد عند ١٦٫٤٧٥ ميجا باسكال. أدت زيادة تركيز الهيماتيت إلى انخفاض زاوية التلامس، مما أدى إلى تحسين قابلية الامتصاص المائي وزيادة المسامية والقدرة على الانتفاخ، باستثناء النايلون-الهيماتيت (NH) ٢٠ مجم، الذي كان له قدرة امتصاص ماء أقل بسبب أحجام المسام الأصغر والموزعة بالتساوي.