Pembuatan Poly Lactic Acid (PLA) sebagai bahan plastik biodegradable dari kulit pisang

l$$l',

:

1i4'42-'**12

diperiksa kebenarannya dan sesuai dengan aslinya es this translotian to correspond to the original

LTA$' TT

}Td I

K

IJ I{ N1JT A$

TA$

l1,I U

HAlu MAN

ffAH

$U

RAKARTA

Ruang

SeminarPasca

Sarjana

U

MS,13

Desember

2007

ffi

s#ffi

ffi

ffi

ffi ffiffiruffiffiffi

Yffi

ffiffi

f,Itffi

ffi

E

1-

Y.,,,,,-./,,*,-'..-F*l

ili ll)

6.".&t){ t ,t 1\-'l',1 1l r\"y

WWWWffiWWWW*WWWWWWWMWWMWW;Wffi

,,/t

i

'!

q"$$s$Y

L&Y&ru&fft

$Sd&WS?'&&g Univrr:il;r l,1uhafl rradi,,,alr':'ri ei aila

ISSN

:

1412

-9612

I0dulll! .l0lr9l 0t5 itt05u,!i

LTAS

TE KN

I

K

U N

IVE RS

ITAS

]'Jl U

HAl|Jl

MAD

IYAH

S U

RAKARTA

RuangSeminarPascaSarjana

UMS,

1

3Desember2007

PII|G

EM

B[lrGAlr rH(lr

0

10G

I

Simposium Nasional

MPI

yI

2007

ISSN:1412-9612

SUSUNAN

PANITIA

SIMPOSIUM

NASIONAL

REKAYASA

APLIKASI

PERANCANGAN

DAN

INDUSTRI

Penanggung Jawab

Panitia Pengarah

Panitia Pelaksana

Ketua

Sekretaris

Konsumsi

Perlengkapan

(RAPr)

Yr2007

Ir. H.

Sri

Widodo,

MT.

1.

Ir.

Subroto,

M.T.

2.

Ir.

H.

Aliem

Sudjatmiko, MT.

3.

Drs. Sudjalwo, MKom.

Ir Agung

Setyo Darmawan,

MT.

1. Farida

Nur Cahyani,

ST,

MSc.

2.

Eko

Setiawan, ST,

MT.

3. Ashar

M. Akbar

Bendahara/Dana

1. Suryaning

Setyowati,

ST.,

MT.

2. Indah

Pratiwi,

ST,

MT.

Seksi-seksi

Publikasi

1.

Ir Dhani Mutiari, MT.

2.

Heru Supriyono,

ST, MSc.

Acara, dekorasi

&

dokumentasi

1.

Ir Indrawati, MT.

2.

Ir

Sartono Putro,

MT.

Naskah dan

Prosiding

1. Denny

Vitasari,

ST,

M.Eng.Sc.

2.

Umi Fadlilah,

ST.

Reviewer

1.

Marwan Effendy,

ST.,

MT.

2.

Ir H

Haryanto,

MS.

3.

Ir

Jatmiko,

MT.

4.

Munajat Tri Nugroho,

ST.,

MT.

5.

Wisnu

Setiawan, ST.,

M.Arch.

6. Muhammad

Ujianto,

ST..

MT.

1.

Ir

Renaningsih,

MT.

2. Siti Nandiroh,

ST.

1.

Anto Budi Listyawan,

ST,

MSc.

2.

Ir.

Sri

Wiji,

MT.

Simposium Nasional RAPI YI

2007

ISSN;1412-9612

DAF'TAR

MAKALAH

JURUSAN

TEKNIK

ARSITEKTUR

RAPI

A-OO1

TELAAH

ARSITEKTUR

LOKAL

DUSUN

KARANGKULON, IMOGIRI

Wisnu

Setiawan,

Natik

Maisiyah

_{Ai -}

_A8

RAPI

A.OO2

TEKTONIKA

ARSITEKTUR

GEREJA

MARIA

ASSUMPTA

KIATEN

SEBAGAI UNGKAPAN KEBERPIHAKAN PADA

POTENSI

LOKAL

Ummul Mustaqimah

...

_49-A16

RAPI

A-OO3

KEGIATAN

PEMBERDAYAAN

MASYARAKAT

DALAM

MENGUNGKAP

POTENSI

LOKAL

PADA PERENCANAAN

MASYARAKAT MISKIN

PERKOTAAN

Udjianto Pawitro

...

_Al7-M3

RAPI

A-OO4

TOWN

HOUSE, STUDI

KASUS

:

RUMAH

CINA

DI

SURAKARTA

Dhani

Mutiari...

_A24-A29

RAPI

A-OO5

BLOK

TANAH LIAT MATERIAL LOKAL

SEBAGAI

BAHAN

BANGL]NAN DINDING

UNTUK

BANGI.INAN SEDERHANA

KASUS

BLOK

"PORITS"

DARI

LUMPUR LAPINDO

V.

Totok Noerwasito

_A30-A35

RAPI

,{.006

DIALEKTIKA

ARSITEKTUR

DI

PERMUKIMAN VERNAKULAR

KASUS:

KAMPUNG

BATIK LAWEYAN

SURAKARTA

Mohamad

Muqoffa

,

Happy Ratna Santosa

A'37-As0

RAPT

A-OO7

PELIBATAN

PERAN

MASYARAKAT

DALAM

PENGEMBANGAN

DAN

PENGELOLAAN

KAWASAN BUDAYA

DALAM

KERANGKA PENGEMBANGAN PARIWISATA

BUDAYA

Agus

S Sadana

_Asl-A57

RAPI

A-OO8

OPTIMALISASI

POTENSI

LOKAL UNTUK

RENOVASI RTIMAH

DENGAN

SKALA

PRIORITAS

MASA

PAKAI BAGIAN-BAGIAN BANGUNAN

SimPosium Nasional

MPI

VI

2007

ISSN:1412-9612

RAPI

I-016

PEMANFAATAN

PERANGKAT

LLINAK

ERP OPEN

SOURCE

Pada

USAHA MEUBEL

SKALA

Kecil

dan Menengah

Munajat

Tri

Nugroho, Hari

Prasetyo, Ratnanto

Fitriadi,

Sunu Purwa Hid ayat

...

...

...'...'..111+120

RAPI

I.017

SUATU

PENDEKATAN PENGEMBANGAN KOLABORASI DESAIN

BERBASIS WEBDAN

KANSEI

ENGINEENNG

Siti Nandiroh,

Alva

Edy

Ton1owi...'

112l-1126

JURUSAN

TEKNIK

KIMIA

RAPI

K.OOI

PENGGLTNAAN

BIOKATALISAT

OR SACCHAROMYCES

CEREruCEIE DENGAN

SUB

STRAT

LIMBAH

CAIR

ARTIFISIAL

I.JNTUK

MEMBANGKITKAN LISTRIK

DALAM

SISTEM

MICROBIAL

FUEL

CELL

(MFC)

Farida

Nur

Cahyani, Haryanto

AR

..'....'...'....'...

Kl -

K6

RAPI

K-OO2

PENGARUH

SUMBERDAN

KONSENTRASI RAGI

DALAM PEMBUATAN

INOSITOL

DARI

BIJI KECIPIR

Widayat

,

Petrus Kane

,

Widyas

Purwo

Nugroho

K7-K12

RAPI

K-OO3

PEMANFAATAN LIMBAH

BESI

DARI

INDUSTRI MESIN BUBUT

MENJADI

LARUTAN

FE-EDTA

SEBAGAI

ABSORBEN

PADA PEMURNIAN BIOGAS

DARI

KANDUNGAN I{,S

Endang

Kwartiningsih

dan

Adrian

Nur...'.'...'...

...'...'

Kl3-K19

RAPI

K-OO4

PROSES

BLEACHING

MINYAK

BIJI KAPOK MENGGTINAKAN CAMPURAN

BENTONITE

DAN

KARBON

AKTIF

Yohanes Sudaryanto,

Nani

Indraswati

...,

K20-M6

RAPI

K-OOs

ANALISIS

PENGURANGAN POLUTAN

GAS

BUANG

PEMBAKARAN BATU

KAPUR

MENGGUNAKAN

I|/ET SCRUBBER

Sarto,

Sigit Hemowo,

dan

Adi

Heru

Sutomo

K27-K33

RAPI

K.OO6

PURIFIKASI

CRUDE

BIODIESEL

MENGGUNAKAN

ACTIVATED

ALUMINA:

STUDI

PENURLTNAN

BILANGAN ASAM

Simposium Nasional

MPI

YI

2007

ISSN:1412-9612

RAPI

K-OO7

PENGAMBILAN ASAM LEMAK DALAM MINYAK

BIJI KARET DENGAN

HIDROLISIS MULTISTAGE

Dwi

Ardiana

Setyawardhani, Sperisa

DistantinaHary

Sulistyo,

Suprihastuti Sri

Rahayu

..

K40-K44

RAPI

K-OO8

RANCANG

BANGTN BAK

ELEKTROPLATING SEBAGAI

USAHA

PENANGANAN TERHADAP

LINGKUNGAN YANG

KOROSIF:

Upaya Peningkatan Kapasitas dan

Effisiensi

Produksi pada

UKM METAL INDAH

ELEKTROPLATING,

Semarang, Jawa Tengah

Luqman Buchori,

Faleh Setia

Budi,

Didi

Dwi

Anggoro

...

K45-K50

RAPI

K-OO9

PEMBUATAN POLYLACTICACID (PLA) SEBAGAI

BAHAN

PLASTIK

BIODEGMDABLE

DARI KULIT

PISANG

Wenny Irawaty,

Ery

S.

Retnoningtyas,

Felycia Edi

S

...

K51-K56

RAPI

K-OIO

SINTESIS

KARBON NANOTUBE DENGAN METODE ALCOHOL

CATALYTIC

CHEMICAL VAPOR

DEPOSITION

(ACCVD)

Adrian Nur,

Paryanto,

Arif

Jumari, Endah Retno

Dyartanti

K57-K62

RAPI

K-011

PEMURNIAN ETANOL DENGAN

SILIKA DARI ABU

SEKAM

PADI

Adrian Nur,

M.

Kaavessina,

YC.

Danarto, Patris Selasih,

Silvia Sepiningrum

...

K63-K69

I

I

RAPI

K.012

PENGARUH

LAMA

PENYIMPANAN PASTA PADA PEMBUATAN

BUBUK

BUAH NANGKA

DENGAN METODE

FOAM-MAT DRYING

Fadilah, Endah R.

Dyarlanti,

Enny

K. Artati,

Dyah

Novikasari,

Mia Ayuk

Ika

Santi

...

K70-K75

RAPI

K.013

PEMBUATAN

BIOETANOLDARI

PATI GARUT

(Maranta

arundinaceae)

DENGAN

SI CTII

RO

MY

C E S C

E

RE VI C EA

E

F.ndah

RD,

Sperisa

D,

Adrian Nur,

Paryanto,

Ayu

NG'Fitriyah

R... K76-K80

RAPI

K-014

KINETIKA

REAKSI HIDROLISA

ENZIMATIS

PATI

SORGUM

(Sorghum

bicolor

L.)

TAHAP

SAKARIFIKASI KATALIS ENZIM GLUCOAMYLASE

(Aspergillus

Niger)

Enny

K

Artati,

Endah Retno

D,

Paryanto,

Atmono,

Rendra Sipahutar, Senjaning Tyas

Pu1ri...

K8l-K87

Simposium Nasional

MPI

YI

2007

ISSN : 1412-9612

PEMBUATAN

POLYLACTICACID (PLA)

SEBAGAI BAHAN

PLAS'TIKBIODEGRADABLE

DARI KULIT

PISANG

Wenny

Irawatyl, Ery

S.

Retnoningtvas2

_,

tr'elycia

Edi

S.3 r'2'3Jurusan _{Teknik Kimia,}

Fakultas Teknik, Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya Jl. Kalijudan 37 Surabaya 60174 Telp 0313891264

Email: wenny_i_s@yahoo.com; irawaty@mail.wima.ac.id

Abstrak

Biasanya pengolahan limbah

plastik

dilakukan dengan mendaur-ulqng

plastik

tersebut,

tetapi hqnya mencakup sekitar 30-35 94 sqja.

Plastik

terseb

tdak

bisa ditimbun dan didegradasi oleh mikroorganisme

di

dalqm tanah. Pengembangdn alternatif bahan baku

utamo

plastik

biodegradable menqaknn

salah satu

alternatif untuk

mengqtasi

permasalahan

ini.

Beberapa negora seperti Amerika,

Eropa

dan Jepang sudah mulai

mernproduksi dan menggunakan bahan plastik

yang

bersifat biodegradable, salah sstu

diqntaranya adalah

poly lactic acid

(PLA). Penelitiqn

ini

bertujuan untuk menentukan woklu

polimeisasi

asam laklat yang optimum berdqsarkqn

distibusi

berat molekulnya. Pembuatan PI-4 diawali _{dengan ferruentasi}

_filtrat

bubur kulit pisang pada j 5'C selama I 8

hari.

Kemudion

lqrutqn

qsam _laktat

_yang

_{diperoleh dimumikan dengan}

_cqra

_diqlirkan

melalui kolom

yang

berisi resin, Lqrutqn asam laktat yang sudah

murni

tersebut

dipolimerisasi untuk menghasilkan

poli

asam laktat (PLA) dengan menggunaktn pelarut eter dqn katalis timah. Polimerisasi PLA dilakakan

pada

tekanan rendah 15-30 mmHg, temperatur

1j}-l5fC

danwakn

reaksi

24 l08jam.

Hasil percobaan menunjukkan bahwa PLA yang diperoleh dari penelitian

ini

mempunyai

berat molekul berkisar antara 93.704 sampai 181,805 g/mol dan

titik

lelehnya berkisar

132'C. Dengan knrakterktik PLA seperti tersebut menjanjikan kemungkinan aplikasi lebih

lanjut

sebagai bahan

plastik

biodegradabel,

Ditinjau

dari distibusi

berat molekul PLA yang diperoleh, dapat ditentukln bahwa waktu optimum polimerisasi asam laktat dari

kulil

pisang ini adalah 60 jam.

Katx

kunci: PLA; plastik biodegradabel; polikondensasi

Pendahuluan

Pengembangan altematif bahan baku utama plastik biodegradable merupakan salah satu altematif untuk mengatasi permasalahan limbah plastik. Industri plastik biodegradabel akan berkembang menjadi industri besar di masa yang akan datang.Beberapa negara seperti Amerika, Eropa dan Jepang sudah mulai

memproduksi dan menggunakan bahan-bahan yang bersifat biodegradable untuk menggantikan plastik

konvensional.

PLA

dibuat dari

polimerisasi asam

laktat. PLA

merupakan termoplastik biodegradabel yang hansparan dan mempunyai

titik

leleh sekitar l75oC dan mempunyai

sifafsifat

mekanik yang baik, yaitu kekuatan

tarik

dan

modulusnya sangat

tinggi. Oleh karena

itu

bidang aplikasi

PLA

lebih

luas dibandingkan poliester biodegradabel lainnya.

PLA

dapat digunakan sebagai pembungkus atau pelapis terutama di bidang medis yaitu pada obat berpelepasan lambat

(Vu

dkk, 2005; Pranamuda, 2001; Datta, 1995). Selain itu juga diaplikasikan untuk membuat botol, cangkir, rak, kantong sampah dan sebagainya

(Av6rous,2004).

Sebuah perusahaan elektronik raksasa telah menggunakan

plastik PLA

ini

sebagai bahan untuk membuat casing dari produk walkman.

Aplikasi

terbaru

dari

PLA

adalah dalam bidang medis sebagai

kulit

buatan, absorbable bone plates

_for

internal bone

_fxation

dar, tissue scaffolds

(Y't

dkk,2005).

PLA

ini

merupakan komponen yang paling potensial untuk dikembangkaa karena ketersediaan bahan bakunya yang dapat diambil

dari

sumber-sumber alam terbarui yang melimpah sehingga harga produknya dapat murah. Salah satu contoh industri yang telah memproduksi

PLA

adalah Cargill-Dow (USA) yang menggunakan bahan baku jagung. Cargill-Dow merupakan produsen poliester biodegradable terbesar saat

ini.

Pada tahun 2004 harga

PLA

adalah sekitar 3 euro untuk tiap kilogram

PLA

(Av6rous, 2004). Seiring dengan perbaikan proses pembuatan

PLA,

diperkirakan harga PLA pada tahun 2008 akan turun menjadi 1,75 euro untuk tiap kilogram PLA (Bogaert dan Philippe,2000).

Simposium Nasional RAPI YI

2007

ISSN:1412-9612

Ada

2

(dua) cara polimerisasi asam laktat, yaitu dengan cara polimerisasi kondensasi dan

ring-opening po lymerization.

l.

Polimerisasikondensasi

Polimerisasi kondensasi adalah proses pembentukan

polimer

dari

beberapa

monomer

dan

menghasilkan

produk

samping berupa

molekul

air

(Flory,

1967).

Pada proses

ini,

asam laktat dipolimerisasi langsung dengan bantuan katalis sehingga terbentuk PLA dan air. Berat molekul PLA akan meningkat seiring dengan meningkatnya waktu reaksi.

Air

yang dihasilkan harus dikeluarkan dari sistem

karena akan mengurangi derajat polimerisasinya (Jacobsen

dkk,

1999;

K.

Enomoto,

1994). Prinsip polimerisasi kondensasi ini disajikan pada Gambar

I

(Ray dan Masami, 2003).

Y

I

&.olrEaic

tr r

or

D.hydrrtiy!

_=;o_

coid.;rrhon

_I

_l"

_.L\

_t

_*

.-

_-Tf

_{y t"-}

-tT-Itgh llor.cllr Wriglrt PLI

hi >l0n,m0

Gambar 1. Prinsip polimerisasi kondensasi

Untuk mendapatkan

PLA

dengan berat molekul yang

tinggi

dibutuhkan tingkat kevakuman dan temperatur yang

tinggi

dimana besamya temperatur yang digunakan tergantung pada tekanan operasi yang digunakan. Pada tempemtur yang tinggi beberapa masalah dapat tedadi diantaranya adalah polimer

yang terbentuk dapat terdekomposisi sehingga memungkinkan timbulnya wama pada polimer tersebut (K.

Enomoto,

1994).

Jenis polimerisasi

ini

masih

digunakan

oleh

Mitsui

Chemicals (Jepang) untuk

memproduksi

PLA

dengan berat

molekul

rendah sampai sedang

(Flieger dkk, 2003).

Keuntungan

polimerisasi

jenis

ini

adalah prosesnya mudah sehingga sangat mungkin

bila

diaplikasikan, sedangkan kerugiannya adalah dibutuhkan waktu polimerisasi yang lama, temperatur yang tinggi dan berat molekul

PLA

yang dihasilkan rendah

yaitu

sekitar 20.000 (Bogaert dan Philippe, 2000). Beberapa studi telah dilakukan untuk mendapatkan

PLA

dengan berai molekul yaag lebih tinggi yaitu dengan memanipulasi kesetimbangan antara asam laktat,

air

dan

PLA

dalam pelarut organik

(Ajioka

dalam Narayanan dkk, 2004).

2.

Ring-opening polymerization

Pada metode

ini

asam laktat diubah dulu menjadi laktida dan kemudian

diikuti

dengan tahapan ring-opening polymerizqtion dengan bantuan katalis untuk mendapatkan

PLA,

seperti disajikan dalam Gambar 2 (Ray dan Masami, 2003). Jenis polimerisasi

ini

digunakan di Cargill Dow (USA) (Flieger dkk, 2003).

{'

il

o*,*".ifff;.,,"

_----rro-

i' ,.\A",",--"

"-

_Yr

*".."-*\,"

"Y>4'lr--!o*

t

ldd* r,?rft

p.,fihfi..

_Lrc@c

Cr.1.0n0,!.00o

Gambar 2. Prinsip ing-opening polymerization

R'rle ring-opening

polryerirution

diawali dengan polikondensasi asam laktat yang

diikuti

dengan pembentukan dimer laktida dan

polimer

dengan berat molekul

tinggi.

Beberapa metode ring-opening

polymeizqtion yang

dapat dilakukan antara

lain

solution polymerization,

bulk

polryeization,

melt

polymerization dan suspsension polymerization (Narayanan dkk, 2004). Cara

ini

banyak diaplikasikan di industri-industri besar karena PLA yang dihasilkan mempunyai berat molekul yang lebih tinggi daripada cara polikondensasi, yaitu minimum 50.000 (Bogaert dan Philippe, 2000) dan dapat mencapai 700.000 (Narayanan dkk, 2004). Keuntungan cara

ini

adalah kualitas produk

PLA

lebih

baik

dan pengontrolan

ragrr lloi.lrrrr r.lgni FLI

lii rtoo/,q{l

tueqdhr

I

eEtyEnrbfi I I o.pEei.nrn,c^

- f-

-f

oJ^..\o--\o

U

K-52

I

Sinlposium Nasional

MPI

VI

2007

ISSN : 1412-9612

berat molekulnya lebih mudah. Sedangkan kerugiannya adalah tahapan prosesnya cukup rumit sehingga biaya operasinya mahal (Jacobsen dkk, 1999)'

;;;ffiltti;

i.ipLA

dibuat dengancara kondensasi karena prosesnya cukup sederhana.

Bahan dan Metode

Arnon-Uuhan yung digunakan dalam penelitian

ini

antara lain:

-

Pembuatan asam

laktat

,'fuil,

pitung

kepok,

Lactobacillus

plantarum; ndtrisi

KH2PO4'

irleid..iiro,

zrso4,

Fe2(so4)4. (NH4)rso4 dan cusoa;,resin Amberlite'

-

Po'iimerisasi asam laktat : timah' eter, molecular sieves' kloroform' metanol

Pada prinsipnya penelitian

ini

diawali dengan pembuatan asam laktat dari fermentasi

filtrat

bubur

tulit

pisang

ian

a^it*j,ltt

u,

dengan proses

pemu{1n

dan polimerisasi untuk menghasilkan

poli

asam

i"ti"itpiil

yung

utun

digunakan sebagai bahan baku utama dalam pembuatan plastik biodegradabel'

i"-i"i-

*"i""

f"ti*

diperoieh dari fermintasi

filtrat kulit

pisang sebelumnya, dimumikan dengan cara

Jro.prl .".ggtrakan

resin' Larutan

asam

laktat encei yang

diperoleh dipekatkan- dengan cara

,."tgilupLu,

l"andurgan aimya

dan

kemudian dipolimerisasi pada tekanan

rendah

Mula-mula

Iii"rit",'n-t".

O,ta g U"uUut

ti.uh

d*

direaksikan selama 2

jam

pada tempemtur 150'C dan -tekanan

I

inHs.

Kemudian ditambahkan 0,83 g bubuk timah dan 140

mL

eter ke dalamnya Destilasi dilanjutkan

Ji;"#l;;;;i".p"r"r,

r:b;cian

tekanan

konstan.

Dipasang

kolom

Iang

berisi

molecular

,i"*r

rc"aAj.

sistem destilasi

di

atas, larutan direaksikan pada temperatur l30oC dan tekanan

l,inHg

r"ia.u

Z+-1OA

jam.

Setelah selesai, clitambahkan

kloroform'

ciisaring dan larutan dltuang

ke

oalam

rn","r.f. nrOrpi,

yang terbentuk disaring dan dikeringkan dalam oven selama beberapa

jam'

Dilakukan analisa

titik

leleh dan berat molekulnya'

Hasil

_{---- -}

Percobaan

_-pror",

dan Pembahasan

polimerisasi

,n"-fukun

reaksi antara grup fungsional

OH

dan COOH

(Flory'

1967)' Salah satu lakror

yang."rp"ngil;i

reaksi

polimeriisi

adalah wakru oolimerisasi (Narayanan dkk,

2004). Dengan semakin

lamanya;il^;;ii#;;;i,

fotiln"'

utuln laldat'vang terbentuk akan semakin

;;;i

("[il;,]qS+).

n"uk.i

p"-bentukan potimei asam laktat mengikuti tahapan reaksi seperti yang disajikan pada Gambar 3.

()

()

!ll

Ct tri't

ta-rl O

+

ll:( )

CII.CI II O] I

krcroyllirctic acid (LA:)

I'to

t)

cr+,Lu[-o

o

{"a-.=

\ il

H-D

cHrcllLr-(j

()

c ll-rc

!!t'LlH

t.i1cn-lyl.lircrullliitrtic acid (,LArI | 0",

i

--'d/

H{]0

:

cn}'ullou

",*

o

crl

,ll l'

l

tc-cH-o]-Lrrtic Acid (Lr\r)

Hoo

Hq+

r

ulH[.ru

*

cr,L'rrt-o

o

ClllCtlfr)H

Gambar 3 Tahapan reaksi polimerisasi PLA Sumber: Vu dkk, 2005

Dengan semakin banyaknya polimer asam laktat (poly lactic.acid

=

PLA) yang terbentuk' maka

""rut

rnorctrinyu

akan bertambah.

Berat molekul

PLA

ying

dihasilkan dari percobaan

ini

ditentukan

,"r"rri

f,urif

p*grkuran

viskositas inhinsiknya dan dihitung dengun petsamaan empiris (Rosen' 1982):

Simposium Nasional RAPI Yl

2007

ISSN

:

1 4 1 2-96 1 2

-

tnl = k

(Mf

(1)

dimana

_[q]

:viskositas _{intrinsik [dI-/g]}

M

:berat molekul [g/moll

kdanc

:konstanta, k

=

l,12.lO-a

dana=0,142

Air

yang terbentuk selama proses polimerisasi dikeluarkan dari sistem untuk mendapatkan

PLA

dengan berat molekul yang tinggi. Pengaruh waktu polimerisasi terhadap berat molekul PLA yang dihasilkan dari percobaan

ini

disajikan pada Tabel 1. Pada penelitian

ini

ditetapkan waktu polimerisasi adalah waktu reaksi polimerisasi PLA pada tahap akhir yang menggunakan molecular sieve sebagai drying qgent-tya.

molekul

Tabel

I

waktu berat PLA

No

Waktu

Polimerisasi

(iam)

Berat

Molekul. Mv

(e/mol)

I

3

Rata-rata

I 100.633 89.527 90.953 93.704 2 48 135.652 140.121 r21.959 132.577 3 60 1s0.245 r43.478 163.189 1s2.304 4 84 153.463 185.124 159.369 r 6s_985 5 108 201.015 179.154 165.247 181.805

Dari

Tabel

I

terlihat bahwa kenaikan waktu polimerisasi menyebabkan berat molekul

PLA

yang dihasilkan dari percobaan ini meningkat. Hal ini disebabkan dengan semakin lamanya waktu polimerisasi, reaksi kondensasi

PLA

berjalan terus dan pada waktu yang bersamaan air

yang

terbentuk dikeluarkan

dari sistem. Hal

ini

menyebabkan reaksi polimerisasi

PLA

berjalan dengan

lebih

cepat da:r sebagai akibatnya dapat dihasilkan

PLA

yang mempunyai berat molekul

tinggi

atau dengan kata

lain

derajat

polimerisasinya

tinggi.

Pengaruh

waktu

polimerisasi terhadap berat

molekul

PLA juga

diteliti

oleh Proikakis dkk (2002). Dengan menaikkan waktu post-curing (menghilangkan air dan oligomer dari

PLA)

dari

1 menjadi 3

jam,

temyata dapat menaikkan berat molekul

PLA dari

1.300 menjadi berhlrut-turut

l

480 dan 1.870 g/mol.

Kenaikan berat molekul akibat lamanya waktu polimerisasi dapat juga diamati secara visual. Hal

ini

nampak dari viskositas larutan PLA yang telah dipolimerisasi dalam waktu berbeda, yaitu 48 dan 60

jam sepefii yang disajikan pada Gambar 4.

Gambar 4. Larutan PL-{ hasil polimerisasi asam Iaktat dalam waktu reaksi yang berbeda

Dari

Gambar

4

terlihat bahwa semakin Iama

waktu

polimerisasi, larutan

PLA

yang diperoleh semakin pekat. Laruian

PL.\

_.vang diperoleh

dari

hasil polimerisasi selama 60

jam lebih sulit

diaduk daripada larutan

PLA hasil

reaksi

48 jam. Hal

ini

disebabkan seiring dengan bertambahnya waktu

polimerisasi, PLA yang terbentuk semakin panjang sehingga berat molekulnya bertambah. Pertambahan berat molekul ini ditunjukkan dengan naiknya viskositas larutan.

Selain dari viskositas larutan, pertambahan berat molekul

PLA

akibat semakin lamanya waktu polimerisasi

juga

dapat

dilihat dari

proses pengendapannya. Pengendapan

PLA

yang dihasilkan dari waktu polimerisasi selama 48 dan 60 jam disajikan pada Gambar 5.

(a) .+8 jam (b) 60

jam

K-54

II

Simposium Nasional RAPI VI

2007

ISSN: 1412-9612

Gambar 5. PengendaPan PLA

Dari

Gambar

5

terlihat bahwa

PLA

hasil polimerisasi

selama

60

jam

lebih dahulu

mengendap dibandingkan

PLA

yang direaksikan selama 48 jam. Kecepatan pengendapan

ini

dipengaruhi oleh berat molekuln--ya. Dengan deinikian jelas bahwa asam laktat yang dipolimerisasi selama 60 jam menghasilkan berat moiekul

yaig

lebih besar dibandingkan dengan 48

jam

sehingga kecepatan pengendapannya lebih besar.

Dari data-data berat molekul

PLA

yang diperoleh dari percobaan

ini,

seperti yang disajikan pada

Tabel 1, dapat ketahui bahwa distribusi berat molekul

PLA

yang diperoleh tidak seragam untuk setiap

variasi waktu

polimerisasi.

Hal

ini

disebabkan reaksi polimerisasi merupakan reaksi acak sehingga

kesulitan

dalam pengontrolan reaksinya

yang

berpengaruh telhadap

delajat

polimerisasi

_

dan

_b-erat

molekulnya.

oari rauet

I

dapat diamati bahwa semakin lama waktu polimerisasinya, berat molekul

PLA-nyu

"".Jkin

besar dan rlistribusinya makin tidak mta. Hal

ini

disebabkan

seiriag dengan naiknya

terat

molekul

PLA,

viskositas

larutan PLA

juga

semakin

tinggi

sehingga mengalami kesulitan--dalam pengadukan larutan selama reaksi polimerisasi berlangsung.

Hal

ini

menyebabkan distribusi

PLA

di

setiip

titik

menjadi

tidak

merata

atiu

seragam. Tentu saja

hal ini

akan menyebabkan kesulitan dalam aplikasi pembuatan plastiknya. Distribusi

birat

molekul dari suatu bahan plastik yang tidak merata akan mempengaruhi kualitas produk plastiknya.

_'

BJrdasarkan penjelasan

ii

atas, ditetapkan bahwa waktu optimum polimerisasi

PlA,dalam

pelarut eter, tekanan

t

inFig

ian

temperatur

130"C

adalah 60

jam.

Karakteristik

PLA

yang dihasilkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

-

Bentuk:padatan,serbuk

-

Wama : putih, sedikit kuning

-

Berat molekul : 152.304 glmol

-

Titik

leleh : 132'C

Kesimpulan

Dari hasil percobaan dapat dibuat kesimpulan sebagai berikut:

l.

pLA

_{dapat dibuat} dengan cara polimerisasi kondensasi melalui beberapa tahap polimerisasi dalam

pelarut eter dan katalis iimah pada tekanan vakum

(l

inHg) dan tempemtur tinggi Gekitar 130"C).

2.

Waktu polimerisasi PLA yang optimum ditinjau dari berat molekul dan distribusinya adalah 60 jam.

3.

Karaktedstik produk PLA yang dihasilkan adalah sebagai berikut: - Bentuk : padatan, serbuk

- Wama : putih, sedikit kuning

- Berat molekul : 152,304 glmol

-

Titik

leleh : 132'C

Ucapan

Terimakasih

Penilitian ini didanai oleh

DIKTI

melalui Penelitian Hibah Bersaing periode 2007'

,

Simposium Nasional

MPI

VI

2007

lSSi/ r 1412-9612

Daftar

Pustaka

Av6rous,

L.,

(2004), "Biodegradable multiphase systems based

on

plasticized starch:

a review",

-{

Mauomol.

Scl.,

Vol44

(3),

pp.23l-274.

Bogaert, J.C. dan Philippe C., (2000), "Poly(lactic acids) : A potential solution to plastic waste dilemma",

Mauomol.

Symp., Y ol. I 53, pp. 287-303.

Datta, (1995), "Technological and Economic Potential ofPoly(Lactic Acid) and Lactic Acid Derivatives",

FEMS

Microbiolog

Review, Y o1. 16, pp. 221-231.

Enomoto,

K.,

(1994), "Polyhydroxycarboxylic

acid

and preparation process

thereof',

US Patent No. 5310865.

Flieger dkk, (2003), "Biodegradable plastics from renewable sources", Folio _{Microbiol. ,} Y ol. 48

(l),

pp. 27-44.

Flory, P.J., (1967), "Principles ofPolymer Chemistry", Comell University Press,pp.37-45.

Jacobsen

dkk,

(1999), "Polylactide

(PLA)

_-

A

new way

of

production", Polymer Engineering and

Science,Yol.39 (7 _), pp. 131 1- 1319.

Narayanan dkk, (2004), "L(+)lactic acid fermentation and its product polymerizalion", Electronic Journal

of Biotechnologt, Y oL 7 (2), pp.167 -17 4.

Pranamuda,

H.,

(2001), "Pengembangan Bahan

Plastik

Biodegradabel Berbahan

baku Pati

Tropis",

Seminar on-Air Bioteknologi untuk Indonesia Abad 21, pp. 1-14 Februari, Sinergy Forum

_-

PPI Tokyo Institute of Technology.

Ray, S.S. dan Masami O., (2003), "Biodegradable Polylactide and Its Nanocomposites: Opening a New

Dimension for Plastics and Composites", Macromolecular Rapid Communications,Yol.24 (14), pp. 815-840.

Vu dkk,

(2005), "Oligomer distribution

in

concentrated lactic acid solutions",

Fluid

Phase

Equilibria,

Vol. 236, pp.l25-135.