PEMBUATAN DAN PENCIRIAN POLIPADUAN
POLIASAMLAKTAT-LILIN LEBAH
PRESTIANA RAHAYU NINGSIH
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ABSTRAK
PRESTIANA RAHAYU NINGSIH. Pembuatan dan Pencirian Polipaduan
Poliasamlaktat-Lilin Lebah. Dibimbing oleh TETTY KEMALA dan AHMAD
SJAHRIZA.
Sampah plastik nondegradabel menjadi masalah lingkungan sebab sulit
terdegradasi. Pengembangan plastik degradabel polipaduan poliasamlaktat
(PLA)-lilin lebah sangat dibutuhkan untuk mengganti plastik nondegradabel. Polipaduan
PLA-lilin lebah dihasilkan dengan mencampurkan larutan PLA dan larutan lilin
lebah dengan nisbah komposisi 40:60, 50:50, 60:40, 70:30, dan 80:20 berdasarkan
bobot. Polipaduan dianalisis dengan uji kuat tarik, bobot jenis, spektrofotometer
inframerah transformasi fourier (FTIR), dan mikroskop elektron payaran (SEM).
Polipaduan PLA-lilin lebah yang dihasilkan berwarna putih. Kuat tarik, elongasi,
dan bobot jenis meningkat seiring dengan meningkatnya nisbah PLA. Hasil
spektrum FTIR polipaduan PLA-lilin lebah 80:20 tidak memperlihatkan gugus
baru, artinya film merupakan hasil pencampuran secara fisik. Struktur permukaan
polipaduan yang dihasilkan memperlihatkan film memiliki homogenitas yang baik.
ABSTRACT
PRESTIANA RAHAYU NINGSIH. Preparation and Characterization of
Polylacticacid-Beeswax Polyblend. Under supervision of TETTY KEMALA and
AHMAD SJAHRIZA.
PEMBUATAN DAN PENCIRIAN POLIPADUAN
POLIASAMLAKTAT-LILIN LEBAH
PRESTIANA RAHAYU NINGSIH
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul skripsi : Pembuatan dan Pencirian Polipaduan Poliasamlaktat-Lilin Lebah
Nama
: Prestiana Rahayu Ningsih
NIM
: G44070084
Menyetujui
Pembimbing I
Dr. Tetty Kemala, S.Si, M.Si
NIP 19710407 199903 2 001
Pembimbing II
Drs. Ahmad Sjahriza
NIP 19620406 198903 1 002
Mengetahui,
Ketua Departemen Kimia
Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, MS
NIP 19501227 197603 2 002
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT. Atas berkat limpahan
rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah
dengan judul Pembuatan dan Pencirian Polipaduan Poliasamlaktat-Lilin Lebah.
Shalawat serta salam semoga selalu tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW.
beserta keluarga, sahabat, dan pengikutnya yang tetap berada di jalan-Nya hingga
akhir zaman.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr. Tetty Kemala, M. Si.
dan Bapak Drs. Achmad Sjahriza selaku pembimbing yang senantiasa
memberikan arahan, semangat, dan doa kepada penulis selama melaksanakan
penelitian. Ucapan terima kasih kepada Yayasan Karya Salemba Empat dan PT.
Indofood Sukses Makmur Tbk. yang telah memberikan beasiswa selama
perkuliahan dan penelitian. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada staf
laboran Laboratorium Anorganik atas bantuan serta masukan selama penelitian
berlangsung.
Terima kasih tak terhingga penulis ucapkan kepada bapak, ibu, adik-adik,
seluruh keluarga atas doa dan kasih sayangnya. Selain itu, penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada teman-teman, yaitu Devi, Mba Zumi, Randi,
Fachrurrazie, dan teman-teman Kimia 44 atas saran, kritik, serta semangat selama
penelitian.
Penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi perkembangan
ilmu pengetahuan.
Bogor, November 2011
Prestiana Rahayu Ningsih
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 17 Februari 1989 dari ayah
(alm) Sularno dan ibu Suwarni. Penulis adalah putri pertama dari tiga bersaudara.
Tahun 2007, penulis lulus dari SMA Negeri 1 Bekasi dan pada tahun yang sama
penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Seleksi
Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) dan diterima di Departemen Kimia,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ... .ii
DAFTAR GAMBAR ... .ii
DAFTAR LAMPIRAN ... .ii
PENDAHULUAN ... 1
METODE ... 2
Bahan dan Alat... 2
Lingkup Kerja ... 2
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 3
Polipaduan PLA-lilin lebah ... 3
Sifat Mekanik (Kuat Tarik) ... 3
Bobot Jenis ... 4
Gugus Fungsi ... 4
Sifat Morfologi ... 7
SIMPULAN DAN SARAN ... 7
Simpulan ... 7
Saran ... 7
DAFTAR PUSTAKA ... 7
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1
Struktur kimia poliasamlaktat ... 1
2
Film tipis pada berbagai komposisi PLA-lilin lebah (a) 40:60 (b) 50:50
(c) 60:40 (d) 70:30 (e) 80:20 ... 3
3
Grafik hubungan antara komposisi PLA (%) dan kekuatan tarik (MPa) ... 4
4
Grafik hubungan antara komposisi PLA (%) dan bobot jenis (g/ml) ... 4
5
Grafik hubungan antara komposisi PLA (%) dan elongasi (%). ... .4
6
Spektrum FTIR (a) PLA, (b) lilin lebah, (c) polipaduan
PLA-
lilin lebah 80:20……….. 6
7
Foto SEM permukaan polipaduan PLA-lilin lebah 80:20
perbesaran 5000×. ... .7
DAFTAR TABEL
Halaman
1
Formulasi pembuatan polipaduan ... 2
2
Analisis gugus fungsi menggunakan FTIR ... 5
DAFTAR LAMPIRAN
O CH CH3 C O n
PENDAHULUAN
Maraknya penggunaan plastik pada berbagai aplikasi kehidupan dan industri menyebabkan timbul masalah lingkungan dan kesehatan. Plastik yang umumnya beredar di pasaran merupakan plastik sintetik nondegradabel, seperti polietilena, polipropilena, dan polistirena yang terbuat dari minyak bumi (Tokiwa et al. 2009). Plastik tersebut mempunyai keunggulan, diantaranya kuat, ringan, dan stabil. Sayangnya, kestabilan fisiko-kimiawi yang terlalu kuat mengakibatkan plastik sangat sukar terdegradasi secara alami dan limbahnya menimbulkan masalah lingkungan. Oleh karena itu, diperlukan upaya pencarian polimer degradabel alternatif untuk menggantikan plastik yang berbahan baku minyak bumi (Tharanathan 2003).
Polimer biodegradabel sintetik, seperti poliester alifatik saat ini mulai dikembangkan sebab mudah terdegradasi dengan mekanisme hidrolisis gugus ester. Poliester alifatik mempunyai kemampuan untuk menyesuaikan sifat mekanik dan kinetika degradasi untuk
digunakan dalam beberapa aplikasi
(Gunnatillake dan Adhikari 2003). Berbagai polimer telah dikembangkan menjadi plastik biodegradabel, seperti polikaprolakton (PCL) (Elzubair et al. 2006), polibutilenasuksinat
(PBS) (Koenig et al. 1995),
polihidroksibutirat (PHB) (Reis et al. 2008), dan poliasamlaktat (PLA) (Kaitian et al. 1996).
PLA telah menjadi fokus perhatian karena diproduksi dari sumber daya terbarukan dan biodegradabel (Yu et al. 2006). PLA merupakan poliester alifatik yang tersusun dari monomer asam laktat yang disatukan langsung dari asam laktat maupun secara tidak langsung melalui pembentukkan laktida (Paramawati et al. 2007). PLA bersifat termoplastis, transparan, dan sifat degradasinya dapat dikontrol dengan menyesuaikan terhadap komposisi dan berat molekulnya. Gambar 1 menunjukkan struktur PLA.
Gambar 1 Struktur kimia PLA.
Harga PLA yang beredar di pasaran relatif mahal (Aldrich 2003), sehingga dibutuhkan teknik modifikasi untuk mengurangi biaya produksi. Teknik modifikasi polimer yang
biasa dilakukan, seperti kopolimer atau polipaduan. Modifikasi bertujuan untuk mendapatkan polimer dengan karakteristik kombinasi dari polimer induknya. Kopolimer adalah pencampuran secara kimia antara dua atau lebih monomer atau polimer, sedangkan polipaduan adalah proses pencampuran secara fisika antara dua jenis polimer atau lebih yang memiliki struktur yang berbeda, tidak membentuk ikatan kovalen antar komponen-komponennya. Broz et al. (2003) melakukan penelitian membuat polipaduan PLA dengan PCL sebagai material plastik degradabel. Selain itu, penelitian yang melaporkan pembuatan polipaduan PLA, diantaranya dengan pati (Pranamuda 2001), polisakarida (Paramawati et al. 2007), pati-kitosan (Firdaus
et al. 2008), dan pati-polistirena (Kemala et
al. 2010).
Pemanfaatan lilin dan lemak telah banyak dikembangkan dalam pembuatan pengemas lapis tipis biodegradabel. Beberapa penelitian telah menggunakan lilin lebah sebagai penyusun pengemas lapis tipis, diantaranya dengan protein bungkil kedelai (Rahmy 1998), karaginan-tepung tapioka (Irianto et al. 2006), tepung gandum (Fransisca 2008), serta hidroksipropil metilselulosa (Tarazaga et al.
2008 dan Sothornvit 2009).
Lilin lebah mempunyai rumus molekul C25-27H51-55CO2C30-32H61-65 dan komposisinya
terdiri dari 71% ester, 15% hidrokarbon, 8% asam lemak, serta 6% substansi tidak teridentifikasi. Lilin lebah memiliki kristalinitas yang tinggi (Ranjha et al. 2010). Penggunaan lilin lebah sebagai penyusun plastik memiliki beberapa keuntungan, diantaranya melindungi produk dari penguapan air atau sebagai bahan pelapis, sedangkan kekurangannya, yaitu kegunaan dalam bentuk murni sebagai film terbatas karena integritas dan ketahanan yang rendah (Francisca 2008).
Pencampuran PLA dan lilin lebah diharapkan menghasilkan polimer kompatibel dan dapat mengurangi biaya produksi karena lilin lebah yang relatif lebih murah dibandingkan PLA. Polipaduan lilin lebah dan PLA diperoleh dengan menguapkan pelarut diklorometana dalam larutan polipaduan.
DI Da
Da W W W W W WD
) ( )
( 3 0 2 1
0 1
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan adalah poliasamlaktat (PLA) (BM 100 000 g/mol), lilin lebah, aseton, diklorometana, dan akuades. Alat-alat yang digunakan adalah peralatan gelas, pengaduk magnetik, neraca analitik, Tenso lab-MEY, spektrofotometer inframerah transformasi Fourier (FTIR) shimadzu 8400, mikroskop elektron payaran (SEM) Jeol JSM-8360LA, dan piknometer.
Lingkup Kerja
Penelitian ini terbagi menjadi dua tahapan (Lampiran 1). Tahap pertama adalah pembuatan polipaduan PLA-lilin lebah dan tahap kedua adalah analisis, meliputi analisis mekanik (kuat tarik), analisis gugus fungsi (FTIR), dan analisis morfologi (SEM). Dilakukan juga penentuan bobot jenis polipaduan untuk mengetahui keteraturan molekul dalam menempati ruang.
Preparasi Polipaduan Lilin Lebah- PLA
Lilin lebah yang akan digunakan terlebih dahulu dibersihkan dengan memanaskannya di penangas air pada suhu di bawah 60 ºC. Lilin lebah dan PLA ditimbang berdasarkan ragam yang telah ditentukan (Tabel 1), lalu
masing-masing dilarutkan dalam
diklorometana dan diaduk hingga homogen dengan pengaduk magnet, sehingga dihasilkan larutan lilin lebah dan larutan PLA. Selanjutnya, kedua larutan dicampurkan selama 1 jam dengan kecepatan 350 rpm. Setelah homogen, polipaduan yang terbentuk didiamkan selama 10 menit agar terbebas dari gelembung udara. Selanjutnya, dicetak dalam cetakan kaca dan diuapkan pada suhu ruang. Setelah itu, dioven pada suhu 50 °C selama 30 menit. Film yang dihasilkan dipindahkan untuk dianalisis kuat tarik, gugus fungsi, morfologi, dan bobot jenis.
Tabel 1 Formulasi pembuatan polipaduan Komposisi Bobot sampel (g) PLA: lilin lebah Lilin PLA
(%) Lebah
40:60 0.2000 0.3000
50:50 0.2500 0.2500
60:40 0.3000 0.2000
70:30 0.3500 0.1500
80:20 0.4000 0.1000
Analisis Kuat Tarik
Pengujian dilakukan dengan menggunakan mesin instron ASTM D882. Film yang telah dikeringkan dipotong dengan ukuran panjang 50 mm dan lebar 20 mm. Pengujian dilakukan menggunakan seperangkat alat uji tarik dengan cara kedua ujung sampel dijepit mesin penguji. Selanjutnya, panjang awal dicatat dan ujung tinta pencatat diletakkan pada posisi 0 pada grafik. Tombol start dinyalakan dan alat akan menarik contoh uji sampai putus. Pengukuran elongasi dilakukan dengan cara yang sama dengan pengujian kekuatan tarik.
Analisis Bobot Jenis
Sampel dipotong dengan ukuran yang
seragam, kemudian dimasukkan ke
piknometer yang telah diketahui bobot kosongnya (W0). Bobot piknometer dan
sampel dicatat sebagai W1. Ke dalam
piknometer yang berisi potongan sampel ditambahkan akuades hingga tidak terdapat gelembung udara, kemudian ditimbang bobotnya (W2). Bobot piknometer berisi air
juga ditimbang dan bobotnya dicatat sebagai W3. Suhu air dan udara dicatat untuk
menentukan faktor konversi suhu. Berat jenis sampel dihitung menggunakan Persamaan 1.
...1
Keterangan:
D : bobot jenis contoh (g/ml) DI : bobot jenis air (g/ml)
Da : bobot jenis udara (g/ml)
Analisis Gugus Fungsi dengan Spektrofoto-meter Inframerah Transformasi Fourier (FTIR)
Sampel yang berupa film, ditempatkan ke dalam sel holder, kemudian dicari spektrum yang sesuai. Hasilnya didapat berupa spektogram hubungan antara bilangan gelombang dengan intensitas. Spektrum FTIR dari polipaduan direkam menggunakan spektrometer pada suhu ruang.
Analisis Morfologi dengan Mikroskop Elek-tron Payaran (SEM)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Polipaduan PLA-Lilin Lebah
Polipaduan PLA-lilin lebah dibuat dengan metode pelarutan, yaitu mencampurkan PLA dan lilin lebah dengan komposisi yang berbeda (Tabel 1) dalam diklorometana. Menurut Bastioli (2005), PLA tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik, seperti kloroform dan diklorometana. Pemilihan diklorometana sebagai pelarut disebabkan kelarutan PLA yang tinggi dan waktu penguapan yang cepat. Diklorometana menguap pada suhu 39 °C, sedangkan kloroform menguap pada suhu 61 °C.
Kompatibilitas polipaduan menggam-barkan kekuatan interaksi yang terjadi antara rantai-rantai polimer, sehingga membentuk campuran yang homogen atau mendekati
homogen. Semakin kompatibel suatu
polipaduan, maka bahan tersebut akan
semakin homogen (Kemala 2010).
Pengamatan kompatibilitas polipaduan dilakukan secara kualitatif dengan cara pengamatan visual dari film yang dihasilkan.
(a) (b)
(c) (d)
(e)
Gambar 2 Film tipis pada berbagai komposisi PLA-lilin lebah (a) 40:60 (b) 50:50 (c) 60:40 (d) 70:30 (e) 80:20.
Hasil penampakan visual film polipaduan PLA-lilin lebah dapat dilihat pada Gambar 2. Foto film dilakukan dengan menggunakan kamera digital. Hasil pembuatan film polipaduan menunjukkan ciri film berwarna putih dan cukup rapuh. Tidak ada perbedaan yang mencolok pada warna film yang dihasilkan pada setiap perlakuan. Film dengan
komposisi PLA-lilin lebah 80:20 terlihat lebih transparan dibandingkan dengan komposisi lainnya. Selain itu, dapat diamati bahwa film yang terbentuk dengan komposisi PLA-lilin lebah 40:60 lebih terasa kasar.
Film polipaduan PLA-lilin lebah yang dihasilkan berwarna putih tetapi tampak homogen. Hal ini disebabkan semua komponen polipaduan telah tercampur sempurna. Film dikatakan homogen jika tidak terlihat lagi perbedaan antar komponen-komponen penyusunnya, baik dalam bentuk, ukuran, maupun warna karena semua komponennya telah tercampur secara merata (Rosida 2007). Hal ini menunjukkan bahwa lilin lebah dapat dijadikan bahan baku pembuatan film.
Sifat Mekanik (Uji Tarik)
Uji tarik memberikan informasi tentang sifat mekanik dari suatu bahan polimer yaitu kekuatan tarik dan perpanjangan putus (elongasi). Pengujian dilakukan dengan mengunakan standar ASTM D-882 tentang pengukuran kuat tarik film plastik yang sangat tipis dengan ketebalan kurang dari 0.1 mm. Ketebalan polipaduan PLA-lilin lebah yang dihasilkan berada pada kisaran 0.05 mm hingga 0.07 mm.
Kekuatan tarik adalah tegangan maksimum spesimen untuk menahan gaya yang diberikan
sebelum putus, sedangkan elongasi
merupakan perubahan panjang maksimum yang dialami spesimen pada saat ditarik sampai putus (Billmayer 1984). Uji tarik ini
bertujuan untuk melihat pengaruh
penambahan lilin lebah pada polipaduan. Data hasil uji tarik pada polipaduan dapat dilihat pada Lampiran 2. Hubungan antara komposisi lilin lebah dengan kekuatan tarik dapat dilihat pada Gambar 3.
Nilai kuat tarik terendah pada komposisi 40% PLA sebesar 6.89 MPa, sedangkan tertinggi terdapat pada komposisi 80% PLA sebesar 36.69 MPa. Berdasarkan hasil analisis uji tarik, peningkatan nilai kuat tarik terjadi seiring dengan meningkatnya PLA. Tambahan
lilin lebah yang semakin banyak
menyebabkan polipaduan semakin rapuh dan memiliki kuat tarik yang rendah. Hal ini juga sesuai dengan laporan Rahmy (1998) yang mengamati pengaruh tambahan lilin lebah pada polipaduan bungkil kedelai.
Faktor yang dapat menyebabkan
pada kekuatan mekanik suatu polimer. Polimer dengan bobot molekul yang rendah akan memiliki kekuatan mekanik yang rendah pula. Selain itu, lilin lebah juga memiliki efek antiplastisasi karena bersifat hidrofobik. Hal ini dapat mengurangi jumlah air yang terikat pada film, sehingga menyebabkan film kurang plastis.
Gambar 3 Grafik hubungan antara komposisi PLA (%) dan kekuatan tarik (MPa).
Gambar 4 Grafik hubungan antara komposisi PLA (%) dan elongasi (%).
Hubungan antara komposisi lilin lebah dengan elongasi dapat dilihat pada Gambar 4. Polipaduan yang dihasilkan memiliki elongasi antara 0.04-2.19%. Persentase elongasi tertinggi terjadi pada komposisi 80% PLA, sedangkan terendah pada komposisi 40% PLA. Peningkatan konsentrasi PLA cenderung meningkatkan elongasi. Dengan demikian, pemanfaatan polipaduan PLA-lilin lebah kurang cocok untuk dijadikan sebagai produk berupa lembaran atau film, melainkan produk yang memiliki ketebalan yang cukup untuk menutupi sifatnya yang rapuh.
Bobot Jenis
Analisis bobot jenis dilakukan untuk melihat keteraturan molekul dalam menempati ruang. Jika suatu molekul memiliki tingkat keteraturan yang tinggi, maka bobot jenis polimer tersebut akan meningkat. Oleh karena itu, penentuan bobot jenis polimer merupakan cara yang tepat untuk memprediksi sifat
mekanik dari polimer. Analisis dilakukan dengan menggunakan piknometer dengan metode penentuan berat jenis padatan. Data yang didapatkan dari pengukuran dihitung dengan menggunakan Persamaan 1. Data rincian analisis bobot jenis polipaduan ditunjukkan pada Lampiran 3.
Gambar 5 menunjukkan hubungan antara komposisi PLA dan bobot jenis polipaduan. Pencirian bobot jenis pada polipaduan menunjukkan bahwa adanya kecenderungan peningkatan bobot jenis dengan meningkatnya komposisi PLA. Bobot jenis polipaduan yang dihasilkan berkisar pada 1.1260 hingga 1.2273 g/ml. Bobot jenis tertinggi pada komposisi 80% PLA dan terendah pada 40% PLA.
Gambar 5 Grafik hubungan antara komposisi PLA (%) dan bobot jenis (g/ml).
Bobot jenis pada komposisi 80% PLA memiliki bobot jenis tertinggi. Hal ini dapat disebabkan meningkatnya keteraturan molekul dalam polipaduan. Komposisi PLA yang semakin meningkat mengakibatkan molekul semakin teratur menempati ruang. Struktur PLA diduga dalam bentuk semikristalin, yaitu polimer yang memiliki strukturnya berada antara amorf dan kristalin. Amorf merupakan struktur polimer yang tidak teratur, sedangkan kristalin merupakan struktur polimer yang teratur (Stuart 2003). Oleh karena itu, peningkatan nisbah PLA menyebabkan peningkatan bobot jenis polipaduan.
Analisis Gugus Fungsi dengan Spektrofotometer Inframerah Transformasi
Fourier (FTIR)
dapat digunakan untuk mengetahui gugus pada senyawa organik maupun polimer. Teknik ini memudahkan penelitian reaksi-reaksi polimer. FTIR juga bermanfaat dalam meneliti paduan-paduan polimer (Stevens 2001).
Analisis film polipaduan dengan FTIR
bertujuan untuk mengetahui dan
membandingkan gugus fungsi komponen polipaduan dengan gugus fungsi film polipaduan yang dihasilkan. Hasil analisis FTIR dapat juga digunakan untuk mengetahui interaksi yang terjadi pada proses pencampuran secara fisika dan kimia. Proses pencampuran secara fisika ditunjukkan dari analisis FTIR yang menghasilkan gabungan gugus fungsi dari komponen-komponen polipaduan, sedangkan proses pencampuran secara kimia ditunjukkan dengan munculnya gugus fungsi yang baru. Polipaduan antara PLA dan PCL bercampur secara fisika (Kemala 2010).
Hasil FTIR dapat dilihat pada Gambar 6 secara berurutan menujukkan pola spektrum FTIR dari PLA, lilin lebah, dan polipaduan PLA-lilin lebah 80:20. Gugus fungsi film polipaduan dan komponennya dapat dilihat pada Tabel 2. Berdasarkan tabel tersebut dapat diketahui bahwa gugus fungsi yang terlihat pada PLA dan lilin lebah muncul kembali pada spektrum polipaduan dengan puncak yang hampir sama. Selain itu, spektrum polipaduan tidak terlihat adanya puncak-puncak baru.
Tidak adanya perbedaan yang signifikan menandakan bahwa film yang dihasilkan tidak
memiliki gugus fungsi yang baru.
Pencampuran yang terjadi antara PLA dan lilin lebah terjadi secara fisika. Hal ini dapat terlihat dari spektrum FTIR yang dihasilkan antara polipaduan dengan komponen masing-masing penyusun polipaduan, yaitu PLA dan lilin lebah. Spektrum polipaduan yang teramati merupakan gabungan antara PLA dan lilin lebah.
Tabel 2 Analisis gugus fungsi menggunakan FTIR
Sampel Bilangan gelombang
(cm-1) Gugus fungsi
Pustaka
(Lambert et al. 1998)
PLA 3506 & 3649
2946 & 2997
O-H
uluran C-H (-CH3)
3100-3700 2800-3000 1784 1461 C=O karbonil Tekukan C-O-H 1650-1850 1280-1430
1042 Uluran C-O ester jenuh 1000-1300
Lilin lebah 2849 & 2918 Uluran C-H (-CH2) 2800-3000
1736 C=O karbonil 1650-1850
1013-1290 Uluran C-O ester jenuh 1000-1300
Polipaduan
80:20
3506 & 3653
2996
2917
O-H
uluran C-H (-CH3)
Uluran C-H (-CH2)
3100-3700 2800-3000 2800-3000 1740 1456 C=O karbonil Tekukan C-O-H 1650-1850 1280-1430
(a)
(b)
(c)
Analisis Morfologi dengan Mikroskop Elektron Payaran (SEM)
SEM adalah mikroskop yang
menggunakan pancaran sinar akibat eksitasi elektron untuk melihat partikel berukuran mikron. SEM telah banyak digunakan oleh peneliti untuk menguji dan menemukan berbagai spesimen. Dibandingkan dengan
mikroskop konvensional, SEM dapat
menunjukkan gambar spesimen lebih jelas dan memiliki tingkat resolusi yang lebih tinggi. Prinsip kerja SEM adalah permukaan contoh dibombardir oleh elektron berenergi tinggi dengan energi kinetik 1-25 kV. Elektron yang berenergi rendah dilepaskan dari atom-atom yang ada pada permukaan contoh dan akan menentukan bentuk contoh.
Analisis sifat permukaan dilakukan dengan
menggunakan SEM untuk mengetahui
struktur permukaan film hasil polipaduan. Film yang dianalisis dengan SEM adalah film dengan homogenitas yang paling tinggi, yaitu film PLA-lilin lebah dengan komposisi 80:20 dengan tegangan 15 kV. Foto SEM pada permukaan polipaduan (Gambar 6) dilakukan pada perbesaran 5000×. Berdasarkan hasil foto SEM (Gambar 6) dapat terlihat bahwa hasil polipaduan menunjukkan permukaan
yang halus. Permukaan yang halus
mengindikasikan bahwa film yang dihasilkan sudah homogen.
Gambar 7 Foto SEM permukaan polipaduan PLA-lilin lebah 80:20 perbesaran 5000×.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Polipaduan PLA-lilin lebah berhasil dibuat. Film yang dihasilkan putih. Penurunan nisbah lilin lebah seiring dengan peningkatan kuat tarik, elongasi, dan bobot jenis dengan komposisi PLA-lilin lebah terbaik 80:20. Spektrum inframerah polipaduan tidak memperlihatkan gugus baru, sehingga hasil
polipaduan PLA-lilin lebah merupakan pencampuran secara fisika. Mikrostruktur permukaan film PLA-lilin lebah 80:20 memperlihatkan film memiliki homogenitas yang lebih baik.
Saran
Penelitian lebih lanjut dapat dilakukan dengan analisis Differential Scanning
Calorimetri (DSC) untuk mengetahui
kompatibilitas polipaduan, meliputi suhu transisi gelas (Tg), titik leleh (Tm) dari polipaduan yang dihasilkan serta dilakukan penambahan pemlastis untuk meningkatkan sifat mekanik polipaduan.
DAFTAR PUSTAKA
Aldrich S. 2003. Catalog Handbook of Fine
Chemicals. USA: Aldrich Chemical
Company.
[ASTM] American Society for Testing and Material. 1991. Annual Book of ASTM
Standards. Volume ke-8. Philadelphia:
American Society for Testing and Material.
Bastioli C. 2005. Handbook of Biodegradable
Polymers. Shawbury: Rapra Technology.
Billmeyer FW. 1984. Textbook of Polymer
Science. Ed ke-3. New York: J wiley.
Broz ME, Vanderhart DL, Washbur NR. 2003. Structure and mechanical properties of poly(D,L-lactid acid)/poly(ɛ-caprolactone) blends. Biomaterials 24: 4181-2190.
Carraher CE. 2003. Polymer Chemistry: An
Introduction. New York: Marcel Dekker.
Elzubair A, Elias CN, Suarez JCM, Lopes HP, Vieira MVB. 2006. The physical characterization of thermoplastic polymer for endodontic obturation. Dentistry
34:784-789.
Firdaus F, Mulyaningsih S, Anshory H. 2008. Sintesis film kemasan ramah lingkungan dari komposit pati, khitosan, dan asam polilaktat dengan pemlastik gliserol: studi morfologi dan karakteristik mekanik.
Jurnal Logika 5: 1-14.
Francisca D. 2008. Aplikasi karaginan untuk
pembuatan pengemas lapis tipis
gluten dan lilin lebah. Di dalam: Seminar Nasional Tahunan V Hasil Penelitian
Perikanan dan Kelautan; Yogyakarta, 26
Jul 2008. Yogyakarta: Semnaskan UGM; 2008. hlm 1-7.
Gunatillake PA, Adhikari R. 2003. Biodegradable synthetic polymers for tissue engineering. Eur Cells and
Materials 5:1-16.
Irianto HE, Darmawan M, Mindarwati E. 2006. Pembuatan edible film dari komposit karaginan, tepung tapioka, dan lilin lebah (beeswax). J Pascapanen dan Bioteknologi
Kelautan dan Perikanan (1): 93-101.
Kaitian X, Kozluca A, Denkbas EB, Piskin E. 1996. Poly(D,L-lacticacid) homopolimers: Synthesis and characterisation. Tr. J. of
Chemistry 20:43-53.
Kemala T. 2010. Mikrosfer polipaduan poli(asam laktat) dengan poli( -kaprolakton) sebagai pelepasan terkendali ibuprofen secara in vitro[disertasi]. Jakarta: Program Pascasarjana, Universitas Indonesia.
Koenig MF, Huang SJ. 1995. Biodegradable blends and composites of poly( -caprolacton) and strarch derivites. Polymer
36: 1877-1882.
Lambert JB, Shurvell HF, Ligthner DA, Cooks
RG. 1998. Organic Structural
Spectroscopy. New Jersey: Prentice Hall.
Paramawati R, Wijaya CH, Acmadi SA, Suliantari. 2007. Evaluasi ciri mekaniis dan fisis bioplastik dari campuran poliasamlaktat dengan polisakarida. Jurnal
Ilmu Pertanian Indonesia 12: 75-83.
Pranamuda H. 2001. Pengembangan bahan plastik biodegradabel berbahan baku pati tropis. Di dalam: Seminar Bioteknologi
untuk Indonesia Abad 21; Jakarta, 1-14
Feb 2001. Jakarta: Sinergy Forum-PPI Tokyo Institute of Technology; 2001. hlm 1-6.
Ranjha NM, Khan H, Naseem S. 2010. Encapsulation and characterization of controlled release flurbiprofen loaded microspheres using beeswax as an
encapsulating agent. J. Mater
Sci.:Mater Med. 21:1621–1630.
Rahmy RR. 1998. Pengaruh penambahan lilin lebah dan polietilen glikol terhadap karakteristik film edibel dari protein bungkil kedelai, karboksimetilselulosa, dan metilselulosa. [skripsi]. Bogor: Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Reis KC, Pereira J, Smith AC, Carvalho CWP, Wellner N, Yakimets I. 2008. Characterization of polyhydroxybutyrate-hydrovalerate (PHB-HV)/maize starch blend films. J Food Engineering (89): 361-369.
Rosida A. 2007. Pencirian poliblend poliasamlaktat dengan polikaprolakton. [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Sothornvit R. 2009. Effect of hydroxypropyl methylcellulose and lipid on mechanical properties and water vapor permeability of coated paper. Food Research International
42: 307-311.
Stevens MP. 2001. Kimia Polimer. Sopyan I,
penerjemah. Jakarta: Erlangga.
Terjemahan dari: Polymer Chemistry: An
Introduction.
Stuart BH. 2003. Polymer Analysis. England: John Wiley & Sons, LTD.
Tarazaga ML, Sothornvit R, Gago MB. 2008. Effect of plasticizer type and amount on hydroxypropyl methylcellulose-beeswax edible film properties and postharvest quality of coated plums. J Agricultural
Food Chemistry 56: 9502-9509.
Tharanathan RN. 2003. Biodegradable film and composite coatings: past, present, and future. Trends in Food Science &
Technology 14: 71-78.
Tokiwa Y, Calabia BP, Ugwu CU, Aiba S. 2009. Biodegradability of plastic. Int. J.
Mol. Sci (10): 3722-3742.
Yu L, Dean K, Li L. 2006. Polymer blends and composites from renewable resources.
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
PLA dilarutkan
dalam
diklorometana
Polipaduan
Lilin lebah
dilarutkan dalam
diklorometana
film
Analisis
bobot jenis
Analisis kuat
tarik
Analisis
gugus fungsi
Lampiran 2 Data kuat tarik
Panjang spesimen awal = 50 mm Lebar spesimen awal = 20 mm
Komposisi
Tebal
Elongasi
Kuat tarik
Lilin lebah: PLA
(mm)
(%)
(Mpa)
(%)
20:80
0.06
2.19
36.70
30:70
0.06
2.11
26.20
40:60
0.07
1.72
12.90
50:50
0.06
1.36
10.55
Lampiran 3 Data bobot jenis
Suhu pada saat percobaan 28 °C W0= 19,0248 g
DI = 0,99623 g/ml
Da = 0,00125 g/ml
Komposisi W1 W2 W3 D
Lilin lebah: PLA
(%) (g) (g) (g) (g/ml)
20:80 19.0299 44.5486 44.5478 1.1813 30:70 19.0394 44.5328 44.5306 1.1728 40:60 19.0552 44.5409 44.5367 1.1557 50:50 19.0688 44.5438 44.5387 1.1267 60:40 19.0763 44.5339 44.5325 1.0240
Contoh perhitungan: 3 1 2 0 3 0 1
/
1813
.
1
00125
.
0
]
00125
.
0
99623
.
0
[
)
0299
.
19
5478
.
44
(
)
0248
.
19
5478
.
44
(
0248
.
19
0299
.
19
]
[
)
(
)
(
cm
g
D
D
D
D
D
W
W
W
W
W
W
D
I a a
