Sifat Antimikroba [2-(Akriloiloksi)Etil] Trimetil Amonium Klorida dan Anhidrida Maleat yang Digrafting pada Permukaan Serat Kapas

Abstract

Antimicrobial compound of [2-(acryloyloxy)ethyl]-trimethyl ammonium chloride (AETAC) can be bound into polymer backbones to produce various antimicrobial polymeric materials. In this work, cotton cellulose (CCell) fibres was modified in a laboratory scale reflux-reactor for 2 hours in Toluene (TL) as solvent with addition of maleic anhydride (MA) and sufphuric acid (3N) as catalyst. DMF solution of antimicrobial compound of AETAC and ammoniumpersulphate (NH4)2S2O8) as initiator were added dropwise and the reflux was further continued for 2 hours. The reaction mixture with optimum weight ratio (CCell/MA/AETAC: 80/10/10) was then cooled down, filtered and wash thoroughly using distilled water and dried in oven vacum to constant weight at 80oC. The AETAC/MA-modified Cellulose (AETAC/MA-g-CCell) was then characterised using infrared spectorcopy (FTIR) for chemical structure identification of the reaction products. Antimicrobial properties of the modified cellulose was tested using: Aspergillus fumigatus fungi and Staphylococcus aureus bacteria. Results of FTIR spectra of the AETAC/MA-g-CCell after exhaustive Sokhlet extraction in n-hexane still showed stable absorption peak of AETAC/MA carbonyl group (>C=O) at 1717 cm- 1 and dissapearance of double bond absorption peak of acryloyl group (>C=C<) at 1645 cm-1. The AETAC/MA-modified cotton cellulose showed marginal antimicrobial activity against Aspergillus fumigatus, however the modified cellulose showed excellent antimicrobial activity against Staphylococcus aureus.

Komponen antimikroba dari [2-(akriloiloksi)etil]-trimetil ammonium klorida (AETAC) dapat terikat pada polimer untuk menghasilkan berbagai material polimer antimikroba. Dalam penelitian ini, serat selulosa kapas (CCell) telah dimodifikasi dalam skala laboratorium menggunakan reaktor refluks selama 2 jam dalam toluene (TL) dengan penambahan anhidridat maleat (AM). Larutan TL dari komponen antimikroba AETAC dan ammoniumpersulfat (NH4)2S2O8 sebagai inisiator telah ditambahkan setetes demi setetes dan refluks dilanjutkan selama 2 jam. Campuran reaksi dengan rasio berat optimum (CCell/AM/AETAC : 100/20/20) telah didinginkan, disaring dan dicuci menggunakan air suling dan dikeringkan menggunakan oven vakum pada berat konstan pada suhu 80 OC. Selulosa termodifikasi CCell-g-AM dan CCell-g-AM/AETAC dikarakterisasi menggunakan spektroskopi inframerah (FTIR) untuk identifikasi struktur kimia dari hasil reaksi. Sifat termal, morfologi dan kristalinitas diuji menggunakan DSC, SEM dan XRD. Sifat antimikroba dari selulosa termodifikasi diuji menggunakan Aspergillus niger dan Staphylococcus aureus. Hasil spektrum FTIR dari CCell/AM/AETAC menunjukkan puncak serapan yang stabil dari gugus karbonil AETAC/MA (>C=O) pada 1717 cm-1 dan menghilangnya puncak serapan ikatan gugus akriloil (>C=C<) pada 1645 cm-1. Permukaan CCell-g-AM/AETAC terlihat lebih luas dan mengembang dibandingkan selulosa murni yang cenderung lebih padat tanpa terjadi kerusakan pada permukaan serat. Kestabilan termal CCell-g- AM/AETAC lebih baik daripada selulosa kapas murni dengan suhu 407,30 OC pada CCell-g-AM/AETAC dan 370,69 OC pada selulosa kapas murni. Nilai kristalinitas CCell-g-AM/AETAC adalah 76,33 %. Selulosa kapas termodifikasi AETAC/MA menunjukkan marginal terhadap Aspergillus niger dengan rata-rata zona hambat sebesar 9,53 mm, namun selulosa yang dimodifikasi menunjukkan aktivitas antimikroba yang sangat baik terhadap Staphylococcus aureus dengan rata-rata zona hambat sebesar 12,30 mm.