SINTESIS DAN KARAKTERISASI POLY LACTIC ACID (PLA) BERDASARKAN VARIASI SUHU Repository - UNAIR REPOSITORY

(1)

SINTESIS DAN KARAKTERISASI POLY LACTIC ACID (PLA) BERDASARKAN VARIASI SUHU

SKRIPSI

ADYSTYA DEVINA PRAHASANTI

PROGRAM STUDI S-1 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA

2015

i

(2)

ii

ADLN - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

(3)

iii

(4)

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam

lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi

kepustakaan, tetapi pengutipan harus seijin penyusun dan harus menyebutkan

sumbernya sesuai dengan kebiasaan ilmiah.

Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga

iv

(5)

ABSTRAK

Poliasam laktat (PLA) merupakan polimer yang dapat diuraikan secara hayati sehingga penggunaannya sebagai plastik dapat mengurangi efek buruk dari plastik. PLA dibuat dengan katalis timah(II) oktoat (Sn(Oct)2) pada konsentrasi tertentu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu polimerisasi terhadap karakteristik PLA yang meliputi viskositas, massa molekul, dan titik leleh. Pada penelitian ini metode yang digunakan yaitu Viskositas PLA diukur menggunakan viskometer Ostwald sehingga didapatkan viskositas intrinsik yang dapat dihubungkan melalui persamaan Mark-Houwink-Sakurada untuk mendapatkan massa molekul PLA. Titik leleh PLA dianalisis dengan Diffrensial Scanning Calorimetry (DSC). Hasil penelitian menunjukkan bahwa suhu polimerisasi L-asam laktat berpengaruh terhadap viskositas, massa molekul dan titik leleh PLA. Viskositas, massa molekul dan titik leleh PLA meningkat seiring dengan suhu polimerisasi yang semakin besar hingga mencapai suhu polimerisasi optimum yaitu 180°C, kemudian terjadi penurunan pada suhu polimerisasi 200 °C. Viskositas, massa molekul dan titik leleh pada suhu optimum berturut-turut didapatkan sebesar 0,5940;65907,1972g/mol, dan 42,89 °C.

Kata Kunci: PLA, viskositas, massa molekul, titik leleh.

v

(6)

Adystya Devina Prahasanti 2015,

Thesis, under guidance Drs. Siswanto,M.Si. and Jan Ady S.Si M.Si physics. Physics Department, Faculty of Science and Technology,

Airlangga University.

ABSTRACT

Polylactic acid (PLA) is a polymer that can be degraded biologically so its application as plastic reduce the bad effect of plastic. PLA were synthesized with using stannous(II) octoate (Sn(Oct)2) catalyst at some concentration. The purpose of the research is to determine the effect of polymerization temperature on the characteristics of the PLA, including viscosity, molecular weight and melting point. This research method used is PLA viscosity was measured using Ostwald viscometer, so the intrinsic viscosity which obtained could be connected with the Mark-Houwink-Sakurada equation to obtain the molecular weight of PLA. The melting point of PLA were analyzed with Differential Scanning Calorimetry (DSC). The result showed that polymerization temperature of L-lactic acid influence to viscosity, molecular weight, and melting point of PLA. Viscosity, molecular weight and melting point of PLA increased by increasing polymerization temperature until reach the optimum polymerization temperature 180°C, then appear decreasing polymerization temperature at 200°C. Viscosity, molecular weight and melting point at the optimum temperature obtained respectively 0.5940 ; 65907.1972 g / mol, and 42.89 ° C.

Keywords: PLA, viscosity, molecular weight, melting point

vi

(7)

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirobbil’alamin. Puji dan syukur penulis haturkan kepada Allah SWT atas izin-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul “Sintesis dan Karakterisasi Poly Lactic Acid (PLA) Berdasarkan Variasi Suhu” dapat terselesaikan dengan baik. Skripsi ditulis sebagai salah satu

syarat untuk memperoleh gelar sarjana S1 di Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga.

Penulisan skripsi ini tidak lepas dari bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung. Maka dalam kesempatan ini penyusun ingin menyampaikan terima kasih kepada kedua orang tua dan keluarga besar yang selalu memberi doa dan dukungan, dan kepada Drs. Siswanto, M.Si selaku pembimbing I dan Jan Ady, S.Si, M.Si selaku pembimbing II yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan proposal rancangan skripsi serta pihak-pihak lain yang senantiasa memberi masukan dan dukungan.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih atas segala bantuan yang diberikan oleh berbagai pihak sehingga penulisan skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat

membangun sangat penulis harapkan. Penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak yang membaca.

Surabaya, 31 Januari 2015 Penulis

Adystya Devina Prahasanti

vii

(8)

UCAPAN TERIMA KASIH

Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan

rahmat, karunia, dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan

penulisan skripsi ini dengan baik.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini tak lepas dari

bantuan dan dukungan dari banyak pihak. Penulis menyampaikan terimakasih dan

penghargaan yang setinggi-tingginya kepada :

1. Puji dan syukur penulis haturkan kepada Allah SWT atas izin-Nya sehingga

penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi

2. Kedua orang tua tercinta, Ayah tersayang Kasiadi dan mama tercinta Tutik

Suhartini; serta adik tersayang Tresia Aulia Vidyanti serta nenek tercinta

mbah Karmi yang selalu mendoakan, memberi kasih sayang, motivasi,

suntikan dana dan perhatian setiap saat, serta Keluarga besar di Ponorogo dan

jombang yang tak lupa mengikatkan akan pentingnya do’a

3. Bapak Drs. Siswanto, M.Si dan bapak Jan Ady, S.Si, M.Si selaku dosen

pembimbing I dan II yang senantiasa mencurahkan segenap ilmu, waktu, dan

tenaga untuk memberikan bimbingan, arahan, masukan yang sangat berharga.

4. Dr. Prihartini Widiyanti, drg., M.kes dan bapak Drs. Bambang Suprijanto,

M.Si selaku dosen penguji I dan II atas segala saran dan masukan untuk

perbaikan penulisan skripsi ini.

5. Dosen-dosen Program Studi S1 Fisika yang telah memberikan dukungan dan

semangat selama penulisan skripsi ini.

viii

(9)

6. Teman seperjuangan Yuli Putri A.H. sebagai partner kerja dalam suka maupun

duka senantiasa selalu memberikan dukungan, semangat dan perhatian selama

ini.

7. Dian Afriansyah sebagai teman dekat yang selalu memberikan dukungan,

nasehat, semangat dan perhatian setiap saat.

8. Teman - teman Fisika, khususnya Lailatul Badriyah, Bandiyah S.A., Nomita

R., Rizky A.S., Pradianti Andrica, Hilyati N., Intan P., Mas Dianto , Sofwah,

Norienna yang selalu memberikan dukungan, semangat dan perhatian setiap

saat.

9. Mbak-mbak serta mas-mas laboran di ITS, UNESA maupun UM yang

senantiasa sabar menanggapi tiap pertanyaan dan membantu mencarikan

solusi untuk penyelesaian masalah dalam pelaksanaan penelitian.

10. Seluruh angkatan 2009, Fisika/Teknobiomedik/OSI atas bantuan dan do’anya.

Seluruh senior (2008), serta junior (2010, 2011, 2012 ) HIMAFI yang telah

membantu baik di laboratorium maupun do’anya.

11. Seluruh staf dan karyawan FST UNAIR yang telah memberikan banyak

didikan serta pengalaman dalam menjalani kehidupan.

12. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu saya haturkan

banyak terima kasih sehingga penulisan skripsi ini selesai tepat waktu.

ix

(10)

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR JUDUL ...i

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

PEDOMAN SKRIPSI ...iv

ABSTRAK ... v

ABSTRCT ...vi

KATA PENGANTAR ... vii

UCAPAN TERIMA KASIH ... viii

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiii

BAB I PENDAHULUAN

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1.Asam Laktat ... 6

x

(11)

2.1.1. Aplikasi dan penggunaan Asam laktat ... 6

2.1.2. Karakteristik Asam Laktat ... 9

2.1.3. Proses Produksi Asam Laktat... 11

2.2.Laktida ... 14

2.3.Poly Lactic Acid (PLA) ... 18

2.4.Pembukaan cincin laktida ... 28

2.5.Viskositas dan Massa molekul ... 30

2.6. Differential Scanning Calorimetry (DSC) ... 34

2.7. Spektroskopi Inframerah Transformasi Fourier(FTIR) ... 36

BAB III METODE PENELITIAN 3.1.Waktu dan Tempat Penelitian... 38

3.2.Bahan dan Alat Penelitian ... 38

3.2.1. Bahan Penelitian ... 38

3.2.2. Alat Penelitian ... 38

3.3.Prosedur Penelitian ... 39

3.4.Diagram alir penelitian ... 42

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Viskositas Intrinsik PLA ... 45

4.2. Berat Molekul PLA... 51

4.3. Titik Leleh PLA ... 54

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.Kesimpulan ... 68

5.2.Saran ... 68

DAFTAR PUSTAKA ... 69

xi

(12)

Daftar Tabel

Tabel 2.1. Sifat fisik Asam laktat ... 11

Tabel 2.2. Sifat fisik laktida ... 15

Tabel 2.3. Sifat fisik dan mekanika PLA ... 23

Tabel 4.1. Waktu Alir Etil Asetat ... 46

Tabel 4.2. Waktu Alir PLA pada suhu 100o_{C ... 47}

Tabel 4.3. Viskositas (𝛈) PLA pada suhu 100o_{C ... 48}

Tabel 4.4. Viskositas intrinsik (𝛈) PLA dengan variasi suhu ... 50

Tabel 4.5. Berat molekul PLA pada berbagai variasi suhu polimerisasi ... 52

Tabel 4.6: Hasil Termogram differential scanning calorimetry (DSC) PLA ... 58

Tabel 4.7: Hasil spektrum FTIR L-asam laktat, laktida dan PLA ... 66

xii

(13)

Daftar Gambar

Gambar 2.1. Dua jenis isomer optikal asam laktat ... 10

Gambar 2.2. Tiga struktur diastereoisomer dari D-laktida dan L-laktida atau DL-laktida ... 14

Gambar 2.3. Skema dari pembuatan Laktida ... 16

Gambar 2.4. Struktur kimia PLA ... 18

Gambar 2.5. Sifat Kristal dan titik leleh struktur PLA hasil polimerisasi monomer bentuk D-,L-,Atau DL-laktat ... 25

Gambar 2.6. Struktur PLA hasil D-,L-,Atau DL-laktida ... 26

Gambar 2.7. Mekanisme inisiasi dan propagasi (pembukaan cincin laktida) ... 29

Gambar 2.8. Mekanisme pemasukan koordinasi dari Stannous Oktoat ... 30

Gambar 2.9. Skematik Kurva DSC untuk Polimer ... 36

Gambar 4.1 : Kurva viskositas reduksi terhadap konsentrasi PLA ... 49

Gambar 4.2 : Kurva viskositas reduksi terhadap konsentrasi PLA ... 50

Gambar 4.3 : Kurva berat molekul PLA terhadap variasi suhu. ... 53

Gambar 4.4 : Termogram PLA suhu polimerisasi 100o_{C ... 55}

Gambar 4.6 : Termogram PLA suhu polimerisasi 140oC ... 56

xiii

(14)

Gambar 4.9 : Termogram PLA suhu polimerisasi 200oC ... 57

Gambar 4.10: Kurva hubungan antara titik leleh hasil PLA dengan perlakuan berbagai variasi suhu ... 58

Gambar 4.11 : Hasil spektrum FTIR Asam Laktat ... 60

Gambar 4.12 : Hasil spektrum FTIR Laktida ... 60

Gambar 4.13 : Hasil spektrum FTIR PLA suhu 100o_{C ... 61}

Gambar 4.15 : Hasil spektrum FTIR PLA suhu 140oC ... 62

Gambar 4.17 : Hasil spektrum FTIR PLA suhu 180oC ... 63

Gambar 4.19: Kurva hubungan antara berat molekul dan titik leleh ... 67

xiv