DAFTAR LAMPIRAN
3. BAHAN DAN METODE
4.3. Proses Produksi dan Karakteristik Compatibilizer LLDPE g MA dan HDPE g MA
4.4.7. Sifat permeabilitas bioplastik
4.4.7.1. Laju perpindahan uap air (WVTR)
Permeabilitas produk plastik menunjukkan tinggi barrier terhadap uap air dan gas. Semakin besar nilai permeabilitasnya, maka semakin kecil sifat barrier
terhadap uap air dan gas. Sifat barrier atau permebilitas dapat dihitung melalui laju perpindahan uap air atau water vapor transmission rate (WVTR). Nilai WVTR berkisar antara 3,90-12,30 g/m2.hari (Gambar 4.29) untuk bioplastik
TPS/LLDPE, sedangkan untuk bioplastik TPS/HDPE, nilai WVTR berkisar antara 0,40-1,59 g/m2.hari (Gambar 4.30). Nilai WVTR tertinggi didapat pada konsentrasi TPS/LLDPE (40/60) dan konsentrasi MA 2,5% pada compatibilizer
yaitu sebesar 12,30 g/m2.hari, sedangkan nilai terendah diperoleh pada konsentrasi
TPS/LLDPE (30/70) dan konsentrasi MA 5% pada compatibilizer yaitu sebesar 3,90 g/m2.hari. Untuk bioplastik berbahan baku TPS/HDPE, nilai WVTR tertinggi didapat pada konsentrasi TPS/HDPE (40/60) dan konsentrasi MA 5% pada
compatibilizer yaitu sebesar 1,59 g/m2.hari, sedangkan nilai terendah diperoleh pada konsentrasi TPS/HDPE (0/100) dan konsentrasi MA 7,5% pada
compatibilizer yaitu sebesar 0,40 g/m2.hari.
Peningkatan konsentrasi TPS tidak memberikan hasil yang berbeda terhadap nilai WVTR bioplastik TPS/LLDPE, namun pada bioplastik TPS/HDPE, penambahan TPS memberikan hasil yang berbeda terhadap nilai WVTR (Lampiran 5m dan 5n). Hasil pengukuran WVTR menunjukkan semakin tinggi kandungan TPS, maka nilai WVTR semakin tinggi pula. Hasil yang sama juga diperoleh Arvanitoyannis et al. (1998) yang mengatakan bahwa peningkatan konsentrasi pati kentang 5% menjadi 40% meningkatkan nilai WVTR dari 1,1 menjadi 167,6 g/m.s.Pa. Hal ini diduga karena sifat granula pati yang mudah menyerap air (hidrofilik).
Gambar 4.29 Pengaruh perbandingan TPS/LLDPE dan konsentrasiMA (%) terhadap nilai WVTR (g/m2.hari) bioplastik
Gambar 4.30 Pengaruh perbandingan TPS/HDPE dan konsentrasiMA (%) terhadap nilai WVTR (g/m2.hari) bioplastik
Menurut Aburto et al. (1997), pati alami mempunyai sifat hidrofilik dan mudah untuk menyerap air. Semakin tinggi campuran pati, plastik komposit cenderung memiliki lapisan yang tidak kompatibel dan porositas yang tinggi yang memudahkan perpindahan uap air. Pada pati, granula tidak cukup padat/keras bila dibandingkan dengan polimer sintetik yang bersifat semikristalin dimana molekul air agak sulit untuk masuk. Hal tersebut juga dikemukakan oleh Baillie (2004) yang mengemukan bahwa pati pada umumnya bersifat hidrofilik yang cenderung mudah untuk meyerap air. Sifat pati yang cenderung hidrofilik menyebabkan sifat fisik-mekanik pati rendah serta nilai WVTR cenderung meningkat. Selain TPS,
0 2 4 6 8 10 12 14 16 0/100 20/80 30/70 40/60 La ju T ra n sm is i U a p A ir (g /m 2.h a ri )
Perbandingan konsentrasi TPS/LLDPE
Konsentrasi MA 2,5% (DG 0,68%) Konsentrasi MA 7,5% (DG 6,44%) Konsentrasi MA 5% (DG 6,96%)
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 0/100 20/80 30/70 40/60 La ju T ra nsm isi U a p A ir (g /m 2.h a ri )
Perbandingan konsentrasi TPS/HDPE
nilai WVTR yang meningkat disebabkan adanya plasticizer (gliserol) dalam TPS. Gliserol merupakan komponen hidrofilik yang mudah menyerap air (Alves et al. 2007).
Ditinjau dari pengaruh penambahan MA pada compatibilizer dan derajat
grafting, pada bioplastik TPS/HDPE, nilai WVTR semakin meningkat dengan semakin meningkatnya derajat drafting. Hal tersebut disebabkan karena adanya penambahan gugus hidrofil dari maleat anhidrat yang bersifat polar, sehingga mudah untuk menyerap uap air yang berakibat laju perpindahan uap air meningkat. Hasil sebaliknya terjadi pada bioplastik TPS/LLDPE, nilai WVTR semakin menurun dengan semakin meningkatnya derajat drafting. Meningkatnya derajat grafting meningkat pula interaksi antara TPS dan matriks polimer berakibat penurunan densitas sehingga nilai WVTRnya menurun.
Nilai WVTR bioplastik TPS/LLDPE cenderung lebih tinggi bila dibandingkan dengan bioplastik TPS/HDPE. Hal tersebut dikarenakan LLDPE mempunyai derajat kristalinitas yang lebih rendah bila dibandingkan dengan HDPE. Kristalinitas suatu molekul polimer akan menghambat laju perpindahan uap air. Mali et al. (2005) mengatakan bahwa nilai WVTR tergantung derajat kristalinitas. Semakin tinggi derajat kristalinitas suatu polimer, maka polimer tersebut memiliki nilai WVTR rendah. Menurut Yam (2007) kristalinitas yang tinggi akan menurunkan permeabilitas suatu polimer. Menurut Donhowe dan Fennema (1993), nilai WVTR menurun dengan meningkatnya deerah kristalin karena perpindahan uai air terjadi melalui daerah amorphous.
4.4.7.2. Laju perpindahan oksigen (O2TR)
Nilai laju perpindahan oksigen (O2TR) berkisar antara 92,30-171,45 cc/m2.hari (Gambar 4.31) untuk bioplastik TPS/LLDPE, sedangkan untuk bioplastik TPS/HDPE, nilai O2TR berkisar antara 104,61-226,21 cc/m2.hari (Gambar 4.32). Nilai O2TR tertinggi didapat pada konsentrasi TPS/LLDPE (30/70) dan konsentrasi MA 7,5% pada compatibilizer LLDPE-g-MA yaitu sebesar 295,92 cc/m2.hari, sedangkan nilai terendah diperoleh pada konsentrasi TPS/LLDPE (40/60) dan konsentrasi MA 7,5% yaitu sebesar 92,30 cc/m2.hari. Untuk bioplastik berbahan baku TPS/HDPE, nilai O2TR tertinggi didapat pada konsentrasi TPS/HDPE (20/80) dan konsentrasi MA 2,5% pada compatibilizer
HDPE-g-MA yaitu sebesar 226,21 cc/m2.hari, sedangkan nilai terendah diperoleh pada konsentrasi TPS/HDPE (40/60) dan konsentrasi MA 7,5% yaitu sebesar 104,61 cc/m2.hari.
Gambar 4.31 Pengaruh perbandingan TPS/LLDPE dan konsentrasiMA(%) terhadap nilai laju perpindahan oksigen (cc/m2.hari) bioplastik
Gambar 4.32 Pengaruh perbandingan TPS/HDPE dan konsentrasiMA (%) terhadap nilai laju perpindahan oksigen (cc/m2.hari) bioplastik
Penambahan TPS memberikan berpengaruh nyata terhadap nilai O2TR bioplastik TPS/LLDPE (Lampiran 5o). Nilai O2TR pada Gambar 4.31 dan 4.32 menunjukkan kecenderungan menurun dengan semakin meningkatnya konsentrasi TPS. Semakin meningkat konsentrasi TPS maka viskositas matriks polimer semakin tinggi akan menyebabkan matriks komposit tersebut semakin sulit ditembus oleh udara. Pada bioplastik TPS/HDPE, penambahan TPS tidak
60 80 100 120 140 160 180 200 0/100 20/80 30/70 40/60 O2 T R (c c/ m 2.d a y )
Perbandingan kosentrasi TPS-LLDPE
Konsentrasi MA 2,5% (DG 0,68%) Konsentrasi MA 7,5% (DG 6,44%) Konsentrasi MA 5% (DG 6,96%)
80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 0/100 20/80 30/70 40/60 O2 T R ( cc /m 2.h a ri )
Perbandingan kosentrasi TPS/HDPE
memberikan pengaruh yang berbeda terhadap nilai rata-rata O2TRnya (Lampiran 5p).
Peningkatan konsentrasi MA pada compatibilizer LLDPE-g-MA atau HDPE-g-MA dan derajat grafting cenderung menurunkan nilai laju perpindahan oksigen. Hal tersebut dikarenakan semakin meningkat derajat grafting semakin meningkat gugus anhidrat yang bersifat polar dan ikatan hidrogen yang terbentuk cukup besar sehingga gugus yang terbentuk cenderung lebih mengabsorpsi dan mengikat uap air dari pada oksigen. Menurut Krochta dan McHugh (1994) gugus yang bersifat polar dan banyaknya ikatan hidrogen menyebabkan susunan molekul sangat rapat sehingga oksigen sulit menembus jaringan rantai polimer. Sothornvit dan Pitak (2007) mengatakan bahwa umumnya biopolimer yang bersifat hidrofilik menunjukkan barrier yang baik terhadap oksigen.