Investigasi Pengaruh Pluronik 473 Pada Stabilitas Shellac

(1)

Investigasi Pengaruh Pluronik 473 Pada Stabilitas Shellac

Istiqomah1, Khairuddin2, Nanik Dwi Nurhayati3

1_{Jurusan Fisika FMIPA Universitas Sebelas Maret} 2_{Dosen Jurusan Fisika FMIPA Universitas Sebelas Maret} 3_{Dosen Jurusan Pendidikan Kimia FKIP Universitas Sebelas Maret}

Jl. Ir. Sutami No. 36A, Kentingan, Jebres, Surakarta

ABSTRACT

The effect of pluronic 473 on stability of had been investigated in this study. The films were prepared using solvent casting method. The shellac stability related to polymerization of shellac molecules could be identified through insoluble solid test. The polymerization was occured by humidity atmosphere or by heating.. The insoluble solid test was then performed after the samples were 1). placed in 85 % relative humidity, 2). heated at 1250_{C for 10, 30, 60, 90, and 180 minutes, a test called}

“life under heat”. The result showed that percentage of insoluble solid by both humidity and heating treatment increased with increasing of time from 2 % to 5 %, and from 20 to 82 %, respectively. The addition of pluronic reduced the amount of insulible solid of samples at 85 % RH after 1st and 2nd month, but no effect of the 3rd month. For the heated samples, the amount of insoluble solid increased significantly from 10 to 90 minutes, then increased steadly untill 180 minutes.The addition of pluronic also reduced the insoluble solid. These results suggested that pluronic 473 improved stability of shellac, altought could not stop the polymerization.

Keyword: Shellac, pluronic, insoluble solid testing, polymerization.

ABSTRAK

Telah dilakukan study untuk mengetahui pengaruh pluronic 473 pada stabilitas shellac. Lapisan shellac difabrikasi dengan metode solvent-casting. Stabilitas shellac dapat diindikasikan oleh polimerisasi rantai molekul shellac dan dapat diukur dengan uji padatan tidak terlarut. Proses polimerisasi dapat terjadi akibat kelembaban maupun pemanasan. Uji padatan tidak terlarut dilakukan dengan

penyimpanan pada suhu ruang dengan kelembaban 85% RH dan dengan “life under heat test” yang

dipanaskan pada suhu 1250_{C selama 10, 30, 60, 90, dan 180 menit. Hasil penelitian menunjukkan} bahwa persentase padatan tidak terlarut semakin meningkat seiring bertambahnya waktu penyimpanan akibat kelembaban maupun waktu pemanasan, secara berturut-turut dari 2 % hingga 5 %, dan dari 20 hingga 82 %. Pengaruh penambahan pluronik terlihat pada bulan ke-1 dan ke-2 waktu penyimpanan 85% RH untuk mengurangi polimerisasi shellac,namun, tidak berpengaruh pada bulan-ke-3. Kenaikan persentase padatan tidak terlarut akibat pengaruh waktu pemanasan suhu 1250_{C selama 10-90 menit} terjadi secara signifikan, kemudian mengalami sedikit peningkatan sampai 180 menit. Penambahan pluronik dapat mengurangi jumlah padatan tidak terlarut dan meningkatkan stabilitas shellac, namun tidak dapat menghentikan polimerisasi.

(2)

PENDAHULUAN

Shellac merupakan polimer alam yang dihasilkan di negara tropis seperti India, Thailand dan Indonesia. Pemanfaatan shellac telah menyebar luas dalam berbagai bidang, seperti pada obat-obatan, makanan, listrik, militer dan lain-lain[1]. Shellac merupakan bahan ramah lingkungan karena dapat diurai secara alami (biodegradable), ketersediaannya berlanjut (sustainable), bersifat tidak beracun ( non-toxic), aman untuk dikonsumsi (edible), dan dikategorikan sebagai GRAS (generally recognized as safe) oleh Food Drug Administration (FDA) dan Badan Pengawasan

Obat dan Makanan (BPOM) Republik Indonesia, serta dinyatakan halal oleh Majelis Ulama Indonesia (MUI)[2].

Keunggulan shellacantara lain adalah mempunyai sifat perekat yang kuat, tahan terhadap air dan kelembaban yang lebih baik dari pelapis sari pati (starch)[1] Selain itu, shellac memiliki efek kilau yang lebih tinggi dibandingkan dengan jenis pelapis lainnya meskipun fleksibilitasnya rendah[3].Kekurangan shellac yang lainadalah rendahnya stabilitas yang terjadi akibat polimerisasi dari shellac itu sendiri. Stabilitas merupakan sifat shellac yang berubah dalam fungsi waktu akibat pengaruh kelembaban lingkungan dan temperatur yang relatif tinggi[1].

Studi yang telah dilakukan Qussi dan Suess (2006)[4]untuk memperbaiki sifat shellacyaitu penurunan nilai modulus young dan temperatur glass transisi (Tg) dengan penambahan konsentrasi plastisizer, berupa diethyl phthalate (DEP), triacetin (TA), dan polyethylene glycol 400.Pluronik(polypropylene oxide) merupakan salah satu jenis plastisizeryang dapat memperlambat proses polimerisasi pada lapisan shellac. Sedangkan studi yang telah dilakukan Khairuddin, dkk (2016)[5] dijelaskan bahwa penambahan plastisizer berupa PEG 1000 dan PEG 2000 dapat memperlambat polimerisasi shellac sehingga meningkatkan stabilitas shellac, baik ketika diberikan perlakukan kelembaban relatif 85 % maupun dengan pemanasan pada suhu 125o_C.

(3)

polimerisasi shellac dapat dicirikan dengan meningkatknya porsi bagian keras serta menurunnya porsi bagian lunak dari resin shellac[8].Gambaran skematik polimerisasi ditunjukkan pada Gambar 1, dimana polimerisasi menghasilkan peningkatan gugus C=O dan penurunan pada gugus O-H[8].

polimerisasi

Gambar 1. Proses PolimerisasiShellac[9]

Pluronik(nama dagang poloxamer) jenis 473merupakan plastisizer dengan berat molekul sekitar 12.500 dalton danviskositas larutan yang menurun ketika suhu meningkat[10]. Plastisizer didefinisikan sebagai substansi non volatil, bertitik didih tinggi, yang pada saat ditambahkan pada material lain mengubah sifat fisik dari material tersebut[11]. Plastisizer merupakan bahan-bahan dengan berat molekul yang relatif rendah dan memiliki kemampuan untuk mengubah sifat fisik dari polimer sedemikian hingga polimer tersebut memiliki kualitas yang lebih baik[12]. Pada penelitian ini diharapkan penambahan pluronik kedalam larutan shellac mampu meningkatkan stabilitas shellacdengan adanya ikatan hidrogen antara grup O-H dari shellac dengan O-H atau H dari pluronik sehingga mencegah atau memperlambat polimerisasi pada shellac.

(4)

METODE

Pada penelitian ini, shellac yang digunakan berjenis Waxfree,pluronik 473,

dan etanol 96% sebagaipelarut.Pembuatan sampel yang dimulai dengan penumbukan seedlac menggunakan mortar.Seedlac halus sebanyak 1,125 gr dilarutkan pada 10 mL etanol 96% dan distirred pada kecepatan konstan selama 4 jam.Kemudian ditambahkan pluronik sebanyak 10% b/b dari larutan shellac yang sudah distirred

atau sebanyak 0,125 gr, dan distirred kembali selama 2 jam.Suspensi shellac-pluronik yang dihasilkan kemudian dituangkan ke dalamteflon dan diuapkan pelarutnya dengan oven pada suhu 50oC selama 14 jam sehingga didapatkan lapisanshellac-pluronik.Penyimpanan lapisan shellac-pluronikdilakukan di dalam Desikator dengan suhu 25˚C pada kondisi 85% RH untuk selanjutnya dilakukan uji karakterisasi sampel.Kelembaban relatif 85 % dicapai dengan larutan jenuh garam KCl.

(5)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Shellac merupakan polimer alam yang sifatnya tidak stabil terhadap waktu terutama dalam limgkungan kelembaban tinggi maupun pemanasan, sutau proses yang disebut polimeriasasi. Polimerisasi dapat diperlambat dengan menambahkan material lain pada shellac dimana pada penelitian digunakan pluronik 473. Polimerisasi ini dapat diukur dengan uji padatan tidak terlarut. Gambar 3 menunjukkan prosentasi padatan tidak terlarut pada shellac setelah disimpan pada kelembaban relatif 85 % selama 1, 2, dan 3 bulan. Terlihat padatan tidak terlarut dari

shellac semakin meningkat lamanya penyimpanan, yakni 2,89 % pada bulan ke 1, menjadi 4% pada bulan ke 2, dan 4,8% pada bulan ke 3. Dengan kata lain rata-rata peningkatan sekitar 47,5% per bulan.

Gambar 3. Grafik hasil uji ketidaklarutanpadatanvariasi waktu penyimpanan

Penambahan pluronik 473 dapat menaikkan stabilitas shellac seperti yang ditunjukkan oleh penurunan padatan tidak terlarut dari 2,89 % pada bulan ke-1 dan 4% pada bulan ke-2 berturut turut menjadi 0.73 % dan 1,93 %. Kenaikan nilai ketidaklarutan suatu material mununjukkan adanya polimerisasi akibat lapisan shellac

(6)

kehilangan plastisizer.[8]Hal ini kemungkinan lapisan shellac-pluronik telah mengalami kehilangan plastisizer akibat rendahnya berat molekul.Berkurangnya interaksi antara shellac dan plasticizer yang terjadi karena volatisasi atau lepasnya ikatan lapisan permukaan akibat kontak dengan udaradapat memicupolimeriasasi yang ditandai dengan meningkatnya padatan tidak terlarut.Namun pada bulan ke-3, efek pluronik tidak berpengaruh untuk mencegah polimerisasi pada shellac. Semakin bertambahnya waktu penyimpanan maka plastisizer bertambah cepat lepasnya ikatan lapisan permukaan (volatization) yang mencegah polimerisasi shellac. Akibatnya,

peran plastisizer untuk memeperlambat polimerisasi semakin berkurang seiring bertambahnya waktu penyimpanan karena pengaruh kelembaban.Hal ini dapat ditarik kesimpulan, bahwa penambahan pluronik tidak dapat menghilangkan polimerisasi shellac, namun dapat menguranginya.Sesuai dengan hasil studi yang dilakukan oleh Khairuddin, dkk, bahwa dengan penambahan PEG pada shellac dapat mengurangi polimerisasi shellac dan meningkatkan stabilitasnya[6].

(7)

Gambar 4. Grafik hasil uji padatan tidak terlarut variasi waktu pemanasan

Perubahan signifikan ditunjukkan pada pemanasan selama 10 sampai 90 menit, sedangkan pada menit 90 menuju 180 ditunjukkan bahwa persentase ketidaklarutan baik pada lapisan shellac maupun pada lapisan shellac-pluronic 473 mengalami peningkatan secara perlahan. Pengaruh pluronik paling tinggi ditunjukkan pada pemanasan selama 30 menit dan 60 menit.Pada pemanasan selama 90 dan 180 menit diperkirakan lapisan shellac-pluronik telah mengalami kehilangan plastisizer karena rendahnya titik didih.Sedangkan pada pemanasan 10 menit pluronik belum mengalami interaksi dengan rantai polimer shellac.Dapat disimpulkan bahwa semakin lama pemanasan, baik pada lapisan shellac maupun lapisan shellac-pluronic 473 mengalami perubahan stabilitas yang semakin menurun. Pada lapisan shellac-pluronic 473 lebih baik stabilitasnya dibandingkan dengan lapisan shellac murni.Padatan tidak terlarut dari shellac merupakan identifikasi terjadinya polimerisasi didalamnya. Polimerisasi terjadi akibat penggabungan gugus karbonil dan gugus hidroksil didalam

lapisan shellac, sehingga sulit diurai/terlarut. Semakin lama proses pemanasan yang diberikan terhadap shellac maka semakin tinggi polimerisasi yang terjadi didalamnya. Polimerisasi dapat diminimalisir dengan penambahan pluronik dikarenakan adanya

(8)

gugus C=O dibanding shellac murni.[13]. Penambahan pluronik tidak dapat menghilangkan polimerisasi shellac yang terjadi akibat pengaruh kelembaban dan perlakuan suhu yang relative tinggi, namun dapat menguranginya.

KESIMPULAN

Pluronik mampu memperlambat polimerisasi pada shellac akibat kelembaban relatif 85 % untuk penyimpanan selama 2 bulan maupun pemanasan pada suhu 1250_C.

DAFTAR PUSTAKA

[1]_Xia, _et.al_{. (2006). Present Research on The Composition and Application of}

Lac.For. Stud. China, 8(1), 65–69.

[2]_{Taskirawati, I. (2006). Peluang Investasi dan Strategi Pengembangan Usaha}

Budidaya Kutu Lak (Laccifer Lacca Kerr).Thesis, Program Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.

[3]_{Heigenmeyer & Philip E. (1992). Gas Permeability of Fruit Coating Waxes.}_U.S. Department of Agriculture,117(1):105-109.

[4]_{Qussi,B., & Suess,W.G.(2006). The Influence of Different Plasticizers and}

Polymers on the Mechanical and Thermal Properties, Porosity and Drug Permeability of Free Shellac Films. Drug Development & Industrial Pharmacy, 31, 99-108.

[5]_Khairuddin,_et,al_{. (2016).The effect of polyethylene glycol on shellac stability.}_IOP

Conf. Series: Materials Science and Engineering, 107, 012066.

[6]_Khairuddin,_et,al_{. (2016).}_{The effect of polyethylene glycol Mw 400 and 600 on}

stability of Shellac Waxfree. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 776, 012054.

[7]_Derry, _{J.Investigating} _{Shellac:Documenting} _the _{Process,Defining} _the

Product.ThesisThe Institute of Archeology,Conservation and HistoryFaculty of HumanitiesUniversity of Oslo

[8]_{Limmatvapirat, S., Limmatvapirat C., Puttipipatkhachorn S.,Nuntanid J.,}

Luangtana-anan M. (2007). Enhanced enteric properties and stability of

shellac films through composite salts formation.European Journal of PHarmaceutics and BiopHarmaceutics,67, 690–698.

[9]_{Farag, Y. (2010). Characterization of Different}_Shellac_{Types and Development of}

(9)

[10]_Rathore, _K. _(2010). _In-Situ _Gelling _Ophtimalic _Drug _Delivery

System.International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences,

2, 4.

[11]_{Chavez, Jose Juan, David Quintanar, danAdriana Ganem. (2005). In Vivo Skin}

Permetion of Sodium Naproxen Formulated in Pluronic F-127 Gels.Drug Development and Industrial pharmacy, 31, 447-454.

[12]_{Raymond, C.Rowe, P.J.S., Marian, E.Q., ed. (2009).}_{Handbook of Pharmaceutical}

Excipients. 6th ed. London: Pharmaceutical Press.

[13]_{Nurcahyani, N. (2015).Karakterisasi}_{Shellac-Montmorillonite}_{Nanokomposit yang}