Menurut Knapczyk dan Simon (1992), pengujian yang penting dari suatu bahan polimer antara lain densitas, titik leleh (Tm), glass transition temperature (Tg), reologi, konduktivitas, kekuatan tarik, permeabilitas gas, ketahanan terhadap reaksi kimia, dan sebagainya.
1. Sifat Mekanik
Sifat mekanik suatu bahan berhubungan erat dengan struktur kimianya, terutama struktur molekulnya. Struktur molekul yang mempengaruhi sifat mekanik suatu bahan meliputi bentuk molekul, kekompakan molekul, kristalinitas, kekuatan ikatan molekul, dan gaya antarmolekul (Allcock dan Lampe, 1981).
Sifat mekanik sangat diperlukan peranannya dalam melindungi produk dari faktor-faktor mekanis seperti tekanan fisik (jatuh dan gesekan), adanya getaran, serta benturan antara bahan dengan alat atau wadah selama penyimpanan/distribusinya. Sifat mekanik ini tergantung pada jenis bahan pembentuknya, terutama sifat kohesinya. Sifat ini merupakan hasil kemampuan polimer untuk membentuk ikatan-ikatan molekul yang kuat dan kokoh (Gontard dan Guilbert, 1992).
Kuat tarik merupakan salah satu sifat mekanik dari bahan. Kekuatan tarik menggambarkan ketegangan maksimum spesimen untuk menahan gaya yang diberikan (Billmeyer, 1984). Stevens (2007) menambahkan bahwa kuat tarik merupakan ukuran besarnya beban atau gaya yang dapat ditahan sebelum suatu contoh rusak atau putus. Kekuatan tarik timbul sebagai reaksi dari ikatan polimer antara atom-atom atau ikatan sekunder antara rantai polimer terhadap gaya luar yang diberikan (Van, 1991). Kekuatan tarik diukur dengan menarik polimer pada dimensi yang seragam.
Pengujian kuat tarik akan menghasilkan kurva tegangan (stress-strain). Informasi yang diperoleh dari kurva tegangan polimer adalah kekuatan tarik saat putus (
saat putus (elongation at break
dapat dipengaruhi oleh bahan pemlastis yang ditambahkan dalam proses pembuatan film, sedangkan perpanjangan putus adalah perubahan panjang maksimum yang diala
Perpanjangan tarik (ε,
dihasilkan oleh ukuran tertentu panjang spesimen akibat gaya yang diberikan (Billmeyer, 1984). Suatu kurva tegangan
termoplastik memperlihatkan tegangan tarik dan perpanjangan putus, yaitu pada mulanya tinggi sampai mencapai
terdeformasi. Sebelum titik deformasi tersebut, perpanjangan masih dapat balik dan setelah sampai pada titik
selanjutnya sampel tersebut patah pada titik menyajikan kurva tegangan
(Gambar 8a), elastisitas akan terus meningkat dari titik no
suatu titik hingga plastik mengalami deformasi. Sebelum mencapai titik deformasi tersebut, plastik masih mempunyai kemampuan untuk kembal bentuk asalnya. Namun
Pengujian kuat tarik akan menghasilkan kurva tegangan ). Informasi yang diperoleh dari kurva
tegangan-polimer adalah kekuatan tarik saat putus (ultimate strength) dan perpanjangan elongation at break) dari bahan (Billmeyer, 1971). Kuat tarik dapat dipengaruhi oleh bahan pemlastis yang ditambahkan dalam proses pembuatan film, sedangkan perpanjangan putus adalah perubahan panjang maksimum yang dialami plastik pada saat pengujian kuat tarik.
Perpanjangan tarik (ε, elongation) adalah perubahan panjang contoh yang an oleh ukuran tertentu panjang spesimen akibat gaya yang diberikan (Billmeyer, 1984). Suatu kurva tegangan-regangan yang umum untuk bahan memperlihatkan tegangan tarik dan perpanjangan putus, yaitu pada mulanya tinggi sampai mencapai suatu titik hingga plastik tersebut terdeformasi. Sebelum titik deformasi tersebut, perpanjangan masih dapat balik dan setelah sampai pada titik yield, perpanjangan tidak dapat balik yang selanjutnya sampel tersebut patah pada titik break. Gambar 8 di bawa menyajikan kurva tegangan-regangan pada plastik dan empat tipe material
Gambar 8. a) Kurva tegangan-regangan (stress-strain) plastik stress-strain untuk empat tipe material polimer ( cnrc.gc.ca)
Berdasarkan Gambar 8 di atas, pada kurva tegangan-regangan
(Gambar 8a), elastisitas akan terus meningkat dari titik nol hingga mencapai suatu titik hingga plastik mengalami deformasi. Sebelum mencapai titik deformasi tersebut, plastik masih mempunyai kemampuan untuk kembal bentuk asalnya. Namun, apabila telah mencapai titik deformasi, maka plastik
Keras dan rapuh
Pengujian kuat tarik akan menghasilkan kurva tegangan-regangan -regangan untuk ) dan perpanjangan yer, 1971). Kuat tarik dapat dipengaruhi oleh bahan pemlastis yang ditambahkan dalam proses pembuatan film, sedangkan perpanjangan putus adalah perubahan panjang
mi plastik pada saat pengujian kuat tarik.
han panjang contoh yang an oleh ukuran tertentu panjang spesimen akibat gaya yang diberikan g umum untuk bahan memperlihatkan tegangan tarik dan perpanjangan putus, yaitu suatu titik hingga plastik tersebut terdeformasi. Sebelum titik deformasi tersebut, perpanjangan masih dapat , perpanjangan tidak dapat balik yang Gambar 8 di bawah ini regangan pada plastik dan empat tipe material
) plastik dan b) Kurva strain untuk empat tipe material polimer
(http://www.nrc-regangan plastik l hingga mencapai suatu titik hingga plastik mengalami deformasi. Sebelum mencapai titik deformasi tersebut, plastik masih mempunyai kemampuan untuk kembali ke , apabila telah mencapai titik deformasi, maka plastik
Keras dan rapuh Keras dan kuat
Lunak dan liat Keras dan liat
tersebut telah mencapai kondisi yield (maksimum) perpanjangan hingga pada akhirnya plastik akan patah pada titik break. Titik awal dimulainya grafik elastisitas hingga mencapai titik break dinamakan sebagai perpanjangan pada patah. Gambar 8b menunjukkan grafik tegangan-regangan untuk empat tipe material polimer. Karakteristik sifat stress-strain beberapa polimer disajikan pada Tabel 11 berikut.
Tabel 11. Karakteristik Sifat Stress-Strain Beberapa Polimer
Contoh dan
Analisis termal mengacu pada ASTM D-3418 yang menyediakan metode untuk mengukur transisi dari morfologi atau perubahan kimia dalam suatu polimer pada saat dipanaskan atau didinginkan melalui perubahan suhu yang spesifik. Perubahan dalam kapasitas panas, aliran panas, dan suhu menentukan transisi tersebut. Differential Scanning Calorimetry (DSC) digunakan untuk membantu mengidentifikasikan polimer tertentu yang spesifik, polimer alloys, dan polimer yang telah diberi aditif tertentu yang ketiganya mempunyai transisi termal. Reaksi kimia yang disebabkan oleh transisi tertentu telah diukur dengan teknik utama ini, seperti reaksi oksidasi,
resin termoseting yang dibarukan, dan dekomposisi termal. Metode ini dapat diaplikasikan pada polimer dalam bentuk granula atau bentuk lainnya di mana dapat dilakukan preparasi pemotongan pada spesimen tersebut.
Sifat termal yang dianalisis adalah suhu pelelehan (melting point, Tm) dan suhu transisi gelas (glass transition temperature, Tg). Tg dan Tm
merupakan sifat termal yang penting untuk dianalisis guna mengetahui kemampuan proses suatu polimer. Menurut Allcock dan Lampe (1981), Tg
merupakan suhu peralihan dari bentuk kaca ke karet (rubber) untuk polimer amorf atau pealihan dari kaca ke termoplastik untuk polimer kristalin, sedangkan Tm merupakan suhu dimana polimer berubah bentuk menjadi cair (liquid). DSC mengukur sejumlah energi (panas) yang diserap atau dilepaskan oleh suatu sampel ketika dipanaskan, didinginkan, atau didiamkan pada suhu konstan.
3. Biodegradabilitas
Biodegradasi adalah penurunan sifat-sifat dikarenakan aksi mikroorganisme alam seperti bakteri dan fungi. Biasanya disebabkan adanya serangan kimia oleh enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme sehingga dapat menyebabkan pemutusan rantai polimer (Alger, 1990). Menurut ASTM D-5488-84d, biodegradable berarti mampu diurai menjadi gas karbondioksida, metana, air, inorganic compounds atau biomassa dimana mekanisme yang utama adalah karena aktivitas enzim yang dihasilkan oleh suatu organisme.
Di dalam tanah terdapat berbagai macam komponen organik, anorganik, dan mikroorganisme. Mikroorganisme memiliki peranan penting dalam penguraian semua material organik termasuk biopolimer. Mikroorganisme yang mempunyai peranan dalam perombakan bahan-bahan organik kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana antara lain bakteri, fungi, dan aktinomisetes (Schnabel, 1981).
Biodegradabilitas plastik tergantung pada struktur kimia materialnya dan konstitusi dari produk akhirnya, bukan hanya bahan baku untuk pembuatannya. Oleh karena itu plastik biodegradabel dapat berbasis bahan
alami maupun resin sintetis. Plastik biodegradabel alami terutama berasal dari sumber daya terbarukan (misalnya pati). Plastik biodegradabel sintetis berasal dari sumber daya tak terbarukan, yaitu minyak bumi (NIRR, 2006).
Pengujian biodegradasi dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan metode penguburan tanah dan degradasi mikrobial dengan mikroorganisme.
Biodegradasi dalam lingkungan dapat dideskripsikan dengan persamaan kimia seperti berikut (Mark, 1985) :
Polimer + O2 CO2 + H2O + biomassa + residu