TUGAS
ILMU BAHAN REKAYASA
“DEGRADABLE POLYMERS”
Disusun oleh :
Ahmad Andika Himawan 21030112120021 Taufik Nuraziz 21030112140179 Alwi Medianto 21030112130103
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga tugas makalah ilmu bahan rekayasa ini dapat diselesaikan dengan baik. Shalawat berserta salam senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah Muhammad SAW, karena beliaulah yang telah membimbing kita dari zaman yang penuh dengan kebodohan sampai kepada zaman yang dipenuhi ilmu pengetahuan seperti sekarang ini.
Makalah yang berjudul “Degradable Polymers” ini disusun untuk memenuhi tugas dari mata kuliah ilmu bahan rekayasa yang diampu oleh Ibu Dr. Dyah Hesti Wardhani, S.T., M.T. Makalah ini akan mendeskripsikan lebih rinci terkait dengan permasalahan diseputar degradable polymers. Diharapkan makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah wawasan serta pengetahuan kita mengenai degradable polymers.
Ucapan terima kasih disampaikan kepada banyak pihak terutama keluarga dan teman-teman yang telah memberikan bantuan, baik materi maupun non materi demi kelancaran penyusunan tugas makalah ini.
Tiada hal yang sempurna di dunia ini, hanyalah Dia yang memiliki segala kesempurnaan. Perlu disadari bahwa makalah ini masih memiliki banyak kekurangan. Untuk itu diharapkan kritik dan saran yang membangun guna perbaikan di masa yang akan datang. Semoga makalah ini dapat memberikan sumbangsih bagi Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK) di Indonesia.
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... 1
KATA PENGANTAR ... 2
DAFTAR ISI ... 3
BAB I PENDAHULUAN... 4
Latar Belakang Masalah... 4
Tujuan Penulisan... 4
BAB II PEMBAHASAN... 5
Pengertian Degradasi... 5
Pengertian Degradasi Polimer... 5
Degradasi Kimia... 6
Biodegradasi... 7
Fotodegradasi... 7
Degradasi Mekanik... 7
Degradasi Thermal... 8
Conttoh Proses Degradable Polimer... 8
Keuntungan dan Kerugian Material Degradable Polimer... 9
BAB III PENUTUP... 10
Simpulan ... 10
Saran... 10
BAB I PENDAHULUAN
Latar Belakang Masalah
Meningkatnya kekhawatiran yang ada saat ini tentang pelestarian system ekologi kita telah menjadi tugas bersama untuk menyelesaikannya. Bagaimana tidak, sebagian besar polimer sintesis sekarang yang diproduksi oleh industri petrokimia tidaklah degradable. Ini akan menghasilkan dampak dalam pencemaran lingkungan dan membahayakan makhluk hidup yang tersebar di alam. Sebagai contoh, pembuangan kantong plastic non-degradable akan membawa kerugian bagi kehidupan laut. Hal ini dapat diterima secara luas bahwa penggunaan produk polimer yang tahan lama tidaklah cukup. Selain itu juga, pembakaran limbah plastic juga akan mencemari lingkungan karena menghasilkan emisi yang beracun (dioxin). Oleh karena itu, saat ini penelitian telah difokuskan untuk menemukan material yang dapat terdegradasi dengan baik tanpa mencemari lingkungan sehingga mampu menjaga kelestarian lingkungan (environtmental sustainability). Salah satu material yang dapat terdegradasi dengan baik adalah degradable polymers.
Berdasarkan masalah diatas, maka disusunlah makalah yang berjudul “Degradable Polymers” agar kita dapat memahami hal yang berkaitan dengan Degradable Polymers. Dan pada akhirnya, kita dapat mengerti bahwa dengan menggunakan degradable material, maka kita secara tidak langsung telah melestarikan lingkungan alam.
Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan dari makalah ini adalah :
1. Untuk memenuhi tugas ilmu bahan rekayasa yang telah diberikan.
BAB II PEMBAHASAN
II.1 Pengertian Degradasi
Degradasi adalah suatu raksi perubahan kimia atau peruraian suatu senyawa molekul menjadi senyawa atau molekul yang lebih sederhana secara bertahap. Misalnya, pengurangan panjang polimer makromolekul atau perubahan gula menjadi glukosa dan akhirnya membentuk alcohol.
II.2 Pengertian Degradasi Polimer
Degradasi polimer dasarnya berkaitan dengan terjadinya perubahan sifat karena ikatan rantai utama makromolekul. Pada polimer linier, reaksi tersebut mengurangi massa molekul atau panjang rantainya. Sesuai dengan penyebabnya, kerusakan atau degradasi polimer ada beberapa macam, kerusakan termal (panas), fotodegradasi (cahaya), radiasi (energy tinggi), kimia, biologi (biodegradasi) dan mekanis. Dalam artian peningkatan berat ukuran molekul ikat silang dapa dianggap lawan degradasi. Pada kerusakan termal (termokimia) ada peluang aditif, katalis atau pengotor, turut bereaksi meskipun dari segi istilah seakan-akan tidak ada senyawa lain yang tidak terlibat. Fotodegradasi polimer lazim melibatkan kromofor yang menyerap daerah uv di bawah 400 nanometer. Radiasi energy tinggi misalnya sinar X, gamma, atau partikel, tidak khas serapan. Segenap bagian molekul dapat kena dampak, apabila didukung oleh factor oksigen, aditif, kristalin, atau pelarut tertentu. Degradasi mekanis dapat terjadi saat pemrosesan maupun ketika produk digunakan oleh gaya geser, dampak benturan dan sebagainya.
perusahaan seperti itu harus dicegah atau ditunda. Namun degradasi dapat berguna untuk daur ulang/penggunaan kembali limbah polimer untuk mencegah atau mengurangi lingkungan pencemaran. Degradasi juga dapat diinduksi dengan sengaja untuk membantu penentuan struktur.
Sesuai dengan penyebabnya, kerusakan atau degradasi polimer ada beberapa macam :
II.2.1 Degradasi Kimia
Degradasi kimia adalah suatu reaksi perubahan kimia atau peruraian komponen suatu polimer karena reaksi dengan polimer sekitarnya berupa tindakan atau proses penyederhanaan atau meruntuhkan sebuah molekul menjadi lebih sederhana (kecil) baik secara alami maupun buatan.
Degradasi atau penguraian kimia kerangka polimer-polimer vinil yang tersusun dari rantai-rantai karbon yang tidak mengandung gugus-gugus fungsional selain ikatan rangkap dua polimer-polimer diena pada prinsipnya terbatas pada reaksi oksidasi. Polimer-polimer terurai sangat lambat oleh oksigen dan reaksinya bersifat otokatalitik. Reaksi dapat dipercepat oleh penerapan panas atau sinar atau oleh hadirnya beberapa zat kotor yang mengkatalis proses oksidasi tersebut.
Polimer-polimer tak jenuh mengalami penguraian oksidatif jauh lebih cepat oleh proses-proses radikal bebas yang rumit, yang melibatkan zat antara peroksida dan hidroperoksida. Polimer-polimer tak jenuh juga sangat mudah menerima serangan ozon. Penguraian polimer melalui ozonolisis untuk memperbaiki ketahanan ozon dengan cara menempatkan sebagian alkena yang diperlukan untuk ikat silang sedemikian rupa sehingga pemutusan ikatan oksidatif tidak menyebabkan berkurangnya berat molekul.
Perubahan yang bersifat kimia yaitu terjadi perubahan rantai polimer dan ikatan polimer. Perubahan fisik terlihat pada terjadinya perubahan warna polimer, timbulnya retakan pada polimer, polimer bersifat lebih rapuh, dan timbulnya bau air mineral kemasan.
II.2.2 Biodegradasi
Biodegradasi polimer dapat terjadi akibat serangan secara mikrobiologis terhadap material tersebut. Mikroorganisme mempunyai kemampuan memproduksi bermacam-macam enzim yang dapat bereaksi dengan polimer. Fenomena biodegradasi polimer terlihat dari fakta bahwa dalam siklus makanan di alam, secara langsung atau tidak, cepat atau berangsur-angsur, material yang ada akan berkurang jumlahnya, artinya material tersebut sebagian atau seluruhnya digunakan sebagai sumber nutrisi oleh mikroorganisme.
II.2.3 Fotodegradasi
Paparan sinar matahari dan beberapa lampu bohlam yang kita gunakan dapat memiliki efek buruk pada masa timelife penggunaan produk plastik. Radiasi UV dapat menghancurkan ikatan kimia dalam polimer. Proses ini disebut fotodegradasi dan akhirnya menyebabkan retak, Meninggalkan jejak, perubahan warna dan hilangnya sifat fisik.
Fotodegradasi, sekalinya dimulai, pada dasarnya mengikuti skema yang sama seperti yang ditunjukkan pada skema degradasi pada artikel sebelumnya. Karena fotodegradasi umumnya melibatkan sinar matahari, oksidasi termal berlangsung secara paralel dengan fotooksidasi.
Fotodegradasi berbeda dari oksidasi termal karena fotodegradasi selalu dimulai dengan penyerapan sinar UV. Kebanyakan polimer murni secara teoritis mampu menyerap sinar UV secara langsung. Senyawa dalam jumlah yang kecil didalam polimer, seperti produk degradasi atau residual katalis sisa polimerisasi, dapat mempercepat proses penyerapan sinar UV. Untuk alasan ini, maka stabilisasi termal dan pengolahan yang efektif merupakan prasyarat untuk stabilisasi polimer terhadap cahaya yang efektif dalam jangka waktu yang panjang.
II.2.4 Degradasi mekanik
efektivitas pada berat molekul. Karena polimer rantai panjang yang memiliki berat molekul yang berbeda akan menunjukkan waktu yang berbeda tergantung resistensi. Dengan kata lain, molekul yang lebih panjang lebih rentan terhadap degradasi mekanik, sehingga degradasi lebih cepat.
II.2.5 Degradasi Thermal
Degradasi termal dari polimer adalah 'kerusakan molekul sebagai akibat dari overheating'. Pada suhu tinggi komponen rantai panjang polimer dapat mulai memisahkan (pemotongan molekul) dan bereaksi dengan satu sama lain untuk mengubah sifat polimer.
Reaksi kimia yang terlibat dalam degradasi termal menyebabkan perubahan relative pada sifat fisik dan optic terhadap sifat awal. Degradasi termal umumnya melibatkan perubahan pada berat molekul (dan distribusi berat molekul) polimer dan perubahan sifat yang khas meliputi:
Mengurangi ductility dan embrittlement
Chalking
Perubahan warna
Cracking
Pengurangan sifat fisik yang diinginkan
II.3 Contoh Proses Degradable Polimer
a. Hidrolisis
Nilon peka terhadap degradasi oleh asam, proses yang dikenal sebagai hidrolisis, dan nilon cetakan akan retak ketika diserang oleh asam kuat. Sebagai contoh, permukaan fraktur konektor bahan bakar menunjukkan pertumbuhan progresif retak dari serangan asam (Ch) ke titik puncak terakhir (C) dari polimer. Masalah ini dikenal sebagai stres korosi retak, dan dalam hal ini disebabkan oleh hidrolisis dari polimer. Itu adalah reaksi sebaliknya sintesis polimer.
b. Degradasi Poli Vinil Chloride (PVC)
(Peacock). Solvolysis terjadi bila ikatan Karbon-X, dengan X mewakili halogen, rusak. Ini terjadi pada PVC di keberadaan asam spesies. Atom Hidrogen aktif akan menghapus atom Klor dari polimer molekul, membentuk asam klorida (HCl). HCl dihasilkan dapat mengakibatkan dechlorination atom Karbon yang berdekatan. The dechlorinated Karbon atom kemudian cenderung untuk membentuk ikatan ganda, yang dapat diserang dan dirusak oleh ozon, seperti karet degradasi dijelaskan di atas. c. Biodegradasi Karbohidrat
Molekul KH terdiri dari atom-atom C, H dan O. KH terdiri dari senyawa-senyawa, yaitu: monosakarida, oligosakarida dan polisakaridaDalam pemecahannya KH akan dirombak menjadi senyawa sederhana atau monosakarida (Gula), dimana selanjutnya akan dipecah menjadi energi. Degradasi pati/KH, menyebabkan pencairan pati, sehingga mengakibatkan perubahan struktur dan cita rasa makanan.MO yang bersifa Amilolitik terutama beberapa jenis kapang dan beberapa jenis bakteri.Contoh bakteri pemecah pati: Bacillus subtilisContoh kapang pemecah pati Aspergillus niger.
II.4 Keuntungan dan Kerugian Material Degradable Polimer a. Keuntungan
Mudah didaur ulang
Ramah lingkungan
b. Kerugian
Mudah berubah bentuk
Mudah berubah ikatan kimia
Mudah berkurangnya sifat aditif suatu polimer
BAB III PENUTUP
III.1 Simpulan
Degradasi polimer dasarnya berkaitan dengan terjadinya perubahan sifat karena ikatan rantai utama makromolekul. Perubahan tersebut dapat disebabkan oleh beberapa factor yaitu : degradasi kimia, biodegradasi, degradasi mekanik, fotodegradasi, degradasi termal. Bahan polimer yang mudah terdegrasi memiliki keuntungan mudah didaur ulang dan ramah lingkungan sedangkan kerugiannya mudah berubah bentuk, ikatan kimia, berkurangnya sifat aditif dan berkurangnya sifat optic.
III.3 Saran
DAFTAR PUSTAKA
Fitriadi, Yoza.2009. http://yoza-fitriadi.blogspot.com/2011/01/tugas-kimia-polimer-degradasi-kimia.html (Diakses pada Selasa, 10
Desember 2013 pk 14.00)
Rohaeti, Eli.2009. Karakterisasi Biodegradasi Polimer.Jurdik Kimia FMIPA UNY:Yogyakarta
Shansool, Jabil, et al. 2011. The Influence of Mechanical Effects on Degradation of Polyisobutylenes as Drag Reducing Agents. Petroleum and Coal: Baghdad.
