Poliviniliden fluorida (PVDF) adalah polimer
organik yang banyak diaplikasikan dalam filtrasi zat warna. Akan tetapi,
membran PVDF rentan terhadap fouling karena sifat hidrofobiknya sehingga pada
penelitian ini dilakukan modifikasi menggunakan lignosulfonat termodifikasi 3
aminopropiltrietoksisilan (APTES) sebagai senyawa hidrofilik untuk meningkatkan
sifat anti-fouling membrane untuk aplikasi filtrasi zat warna methylene
blue (MB) dan reactive red (RR) sebagai larutan umpan. Membran PVDF/Lignosulfonat-APTES difabrikasi
melalui metode inversi fasa dengan variasi konsentrasi pengisi 0,25-1% b/b.
Membran yang dihasilkan dianalisis hidrofilisitas, sifat pori, dan gugus
fungsinya dengan FTIR, sementara XRD dan ATR-FTIR untuk mengetahui pola
difraksi dan perubahan struktur. Pengujian TGA dilakukan untuk mengetahui sifat
termal, serta uji aplikasi membran melalui filtrasi dead-end. Nilai
hidrofilisitas diuji menggunakan sudut kontak dengan nilai dibawah 90o yang
menandakan membran semakin bersifat hidrofil seiring penambahan filler PLSA.
Nilai porositas yang didapatkan menunjukkan semakin tinggi konsentrasi
porositas semakin besar pula yang mana hasil ini sejalan dengan nilai ukuran
pori. Nilai uji tarik menunjukkan paling tinggi pada variasi PLSA 0,5%, namun
nilai ini tidak terlalu jauh dengan variasi PLSA 0,75% maupun PLSA 1%, dan
semua variasi membran ini mampu untuk diuji kinerja dengan tekanan 2 bar.
Berdasarkan nilai hidrofilisitas, porositas, ukuran pori, dan uji tarik,
membran dengan variasi PLSA 1% menunjukkan nilai paling tinggi. Berdasarkan
difraktogram XRD, penambahan filler dapat meningkatkan fasa β pada 2θ=20,2°. Hal ini diperkuat data ATR-FTIR yang
menunjukkan penambahan filler dapat meningkatkan fasa β, dengan intensitas tertinggi pada penambahan
PLSA 1%. Data TGA menunjukkan bahwa penambahan filler menurunkan suhu
inisiasi degradasi membran PVDF. Kinerja membran juga dianalisis dengan pengukuran fluks, rejeksi, dan
FRR pada campuran zat warna. Nilai fluks air murni membran meningkat dari
29,69 Lm-2h-1 ke 54,25 Lm-2h-1 pada PLSA 1%. Kemampuan rejeksi zat
warna dari membran mencapai 94,74% untuk komponen MB dan 96,95% untuk RR pada
PLSA 1%. Nilai FRR maksimum pada PLSA 1%, yaitu sebesar 93,96% untuk RR dan
92,51% untuk MB. Hasil ini menunjukkan bahwa LS-APTES memiliki potensi untuk
digunakan sebagai pengisi membran PVDF dalam teknologi membran filtrasi zat warna anionik maupun
kationik.Polyvinylidene
fluoride (PVDF) is an organic polymer widely used in the filtration of colors.
However, PVDF membranes are susceptible to fouling due to their hydrophobic
nature, so in this study, modification was carried out using lignosulfonate modified
with 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) as a hydrophilic compound to enhance
the anti-fouling properties of the membrane for filtration applications of
methylene blue (MB) and reactive red (RR) as feed solutions. The PVDF/Lignosulfonate-APTES
membrane was fabricated using the phase inversion method with variations in
filler concentration ranging from 0.25 to 1% w/w. The resulting membrane were
analyzed for hydrophilicity, pore properties, and functional groups with FTIR,
while XRD and ATR-FTIR to determine diffraction patterns and structural
changes. TGA-DSC testing was conducted to determine thermal properties. Hydrophilicity
was tested using contact angle, with values below 90° indicating that the
membrane became more hydrophilic with the addition of PLSA filler. The porosity
value obtained shows that the higher the porosity concentration, the greater
the porosity, which is in line with the pore size value. The tensile test value
shows the highest in the 0.5% PLSA variation, but this value is not too far
from the 0.75% PLSA or 1% PLSA variation, and all variations of this membrane
are capable of being tested for performance with a pressure of 2 barr. Based on
the value of hydrophilicity, porosity, pore size, and tensile test, the
membrane with 1% PLSA variation shows the highest value. Based on the XRD
diffractogram, the addition of filler can increase the β phase at 2θ=20.2°.
This is also supported by ATR-FTIR data which shows the addition of fillers can
increase the β phase, with the highest intensity at the addition of 1% PLSA.
TGA-DSC data showed that the addition of filler decreased the initiation
temperature of PVDF membrane degradation. Membrane performance was analyzed by
measuring flux, rejection, and FRR on the dye mixture. The pure water flux
value of the membrane increased from 29.69 Lm-2h-1 to
54.25 Lm-2h-1 at 1% PLSA. The dye rejection ability of
the membrane reached 94.74% for MB component and 96.95% for RR at 1% PLSA. The
anti-fouling properties of the membrane indicated by the maximum FRR value at
1% PLSA, which amounted to 93.96% for RR and 92,51% for MB. These results
indicate that LS-APTES has the potential to be used as a PVDF membrane filler
in anionic and cationic dye filtration membrane technology.
