9/9/2025#NOPUBLISH# Sintesis dan karakterisasi membran komposit gelatin-hematit (α-Fe2O3) dengan variasi konsentrasi glutaraldehida

ABSTRAK:

Gelatin adalah polimer alami yang biokompatibel dan biodegradabel, namun memilikikelemahan berupa sifat mekanik rendah, degradasi cepat, dan ketidakstabilan termal. Untukmeningkatkan kualitasnya sebagai bahan membran dilakukan sintesis komposit denganpenambahan nanopartikel hematit (α-Fe₂O₃) yang memiliki sifat optik, magnetik, danmeningkatkan stabilitas struktur. Glutaraldehida digunakan sebagai agen crosslink untukmemperkuat membran. Penelitian ini menggunakan variasi konsentrasi glutaraldehida (1, 3,dan 5%) untuk melihat pengaruhnya terhadap struktur, morfologi, gugus fungsi, daya serapair, dan porositas melalui karakterisasi XRD, SEM-EDX, FTIR, uji swelling, dan porositas.Pembuatan membran dilakukan dengan metode inversi fasa. Hasil penelitian menunjukkanbahwa peningkatan konsentrasi glutaraldehida secara signifikan mempengaruhi sifatmembran. Karakterisasi menggunakan XRD menunjukkan puncak difraksi gelatin munculpada sudut 2θ = 22,5°, sedangkan puncak khas hematit berada pada sudut 2θ = 33 dan 35,36°menandakan keberhasilan pembentukan struktur kristalin komposit. Analisis FTIRmengonfirmasi keberhasilan reaksi ikatan silang melalui pembentukan gugus imina (C=N)yang muncul pada bilangan gelombang 1633–1627 cm-1 dan keberadaan gugus Fe–O dalammembran pada bilangan gelombang 526–529 cm-1 cm-1. Hasil SEM menunjukkan bahwasemua membran memiliki struktur asimetris, semakin meningkat konsentrasi glutaraldehidamenyebabkan morfologi membran menjadi lebih padat dan pori-pori lebih kecil. Seiringbertambahnya konsentrasi glutaraldehida, kemampuan penyerapan air (daya swelling) danporositas membran menurun secara signifikan, menunjukkan terbentuknya jaringan polimeryang lebih rapat dan hidrofobik.

ABSTRACT:

Gelatin is a natural polymer that is biocompatible and biodegradable; however, it hasweaknesses such as low mechanical strength, rapid degradation, and thermal instability. Toenhance its quality as a membrane material, composite synthesis was carried out byincorporating hematite (α-Fe₂O₃) nanoparticles, which possess optical and magneticproperties and can improve structural stability. Glutaraldehyde was used as a crosslinkingagent to reinforce the membrane. This study employed varying concentrations ofglutaraldehyde (1, 3, and 5%) to observe its effects on structure, morphology, functionalgroups, water absorption, and porosity through characterization using XRD, SEM-EDX, FTIR,swelling test, and porosity analysis. The membranes were fabricated using the phase inversionmethod. The results of the study show that increasing the concentration of glutaraldehydesignificantly affects the membrane properties. XRD characterization revealed a gelatindiffraction peak at 2θ = 22.5°, while the characteristic peaks of hematite appeared at 2θ = 33°and 35.36°, indicating the successful formation of a composite crystalline structure. FTIRanalysis confirmed the success of the crosslinking reaction through the formation of imine(C=N) groups at 1633–1627 cm-1 and the presence of Fe–O groups in the membrane at 526–529 cm-1. SEM analysis showed that all membranes exhibited an asymmetric structure, withhigher glutaraldehyde concentrations resulting in denser membrane morphology and smallerpore sizes. As the glutaraldehyde concentration increased, both water absorption capacity(swelling degree) and membrane porosity decreased significantly, indicating the formation ofa denser and more hydrophobic polymer network.

مستخلص البحث:

جليالتني هو بوليمر طبيعي متوافق حيواي وقابل للتحلل البيولوجي ، ولكن له عيوب اخلصائصامليكانيكية املنخفضةكب مع إضافة جزيئات اهليماتيتكمادة غشائية ، يتم إجراء التخليق املر والتدهور السريع وعدم االستقرار احلراري. لتحسني جودهتاالنانوية (α-Fe₂O₃)كعامل تشابك اليت هلا خصائص بصرية ومغناطيسية وحتسن االستقرار اهليكلي. يستخدم اجللواترالديهايدكيزات اجللواترالديهايد (لتقوية األغشية. استخدمت هذه الدراسة االختالفات يف تر١و٣و٥٪) ملعرفة أتثريه على اهليكل ،والتشكل ، واجملموعات الوظيفية ، وامتصاص املاء ، واملسامية من خالل توصيفXRDوSEM-EDXوFTIRواختبار التورم واملسامية. يتم تصنيع األغشية بطريقةانعكاس الطور.كيز اجللواترالديهايد يؤثر بشكلتظهر نتائج الدراسة أن زايدة تركشف توصيف كبري على خصائص الغشاء.XRDعن ذروة حيود اجليالتني عند2θ = 2٢٢.٥درجة،بينماظهرتالقمماملميزةللهيماتيتعند2θ = 3٣٣درجةو٣٥.٣٦درجة،ممايشريإلالتكوينالناجحلبنيةبلوريةكبة. أكد حتليلمرFTIRجناح تفاعل التشابك من خالل تكوين جمموعات إميني (C = N)عند١٦٣٣-١٦٢٧سم⁻¹ووجودجمموعاتFe-Oيفالغشاءعند٥٢٦-٥٢٩سم⁻¹.أظهرحتليلSEMأنمجيعاألغشيةأظهرتبنيةغريمتماثلة،معكيزاتترأعلىمناجللواترالديهايدمماأدىإلمورفولوجياأغشيةأكثركثافةوأحجاممسامأصغر.معزايدةكيزتراجللواترالديهايد،اخنفضت