Pembuatan Hybrid Biokomposit Dari Pati Biji Mangga (mangifera indica) Berpengisi Nanopartikel ZnO (Zinc Oxide) dan Mikropartikel Clay Dengan Plasticizer Gliserol

vi

ABSTRAK

Hybrid biokomposit merupakan penambahan dua bahan atau lebih partikel penguat yang berbeda sifat-sifat sehingga terjadi interaksi maupun proses penguatan yang lebih komplek baik terhadap matriks maupun pengisi serta salah satu penyusunnya terbuat dari bahan alam. Pengisi hybrid yang digunakan yaitu zinc oxide (ZnO) yang berukuran nanopartikel yang bersifat ramah lingkungan dan mudah disintesa dan clay dengan sifat kuat, kaku, melimpah di alam, murah serta kemampuannya yang tinggi dalam menginterkalasikan partikel ke dalam strukturnya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi biji mangga dan pengisi nanopartikel zinc oxide dan clay serta konsentrasi gliserol terhadap sifat mekanik (kekuatan tarik dan pemanjangan saat putus), sifat fisik (ketahanan terhadap air dan densitas), gugus fungsi (FTIR) dan morfologi permukaan (SEM). Pembuatan biokomposit merujuk pada metode melt intercalation, dimana tidak diperlukan penambahan pe larut dalam pembuatan hybrid biokomposit. Pada penelitian ini digunakan massa pati biji mangga sebesar 5 gram, dengan massa pengisi ZnO sebesar 0; 1; 3; dan 6 %wt dan clay sebesar 0; 3; 6; dan 9 %wt, sedangkan massa gliserol dengan variasi 0; 20; 25; 30; dan 35 %wt. Temperatur pemanasan larutan biokomposit yang digunakan adalah 80,53 0C. Biokomposit yang dihasilkan dianalisis sifat fisika dan kimianya, meliputi analisis FTIR, SEM, RVA, kekuatan tarik, pemanjangan pada saat putus, penyerapan air, dan densitas. Dari hasil analisis FTIR ditunjukkan adanya perluasan gugus OH dari 3599,17 cm-1 menjadi 3645,46 cm-1. Hasil analisa FTIR juga menunjukkan adanya gugus fungsi baru yang terbentuk yaitu gugus C=C (cincin aromatik). Hasil SEM menunjukkan morfologi biokomposit dimana pengisi hybrid terdispersi cukup baik yang secara tidak langsung mempengaruhi sifat mekanik biokomposit. Dari analisa pati biji mangga diperoleh kadar pati kadar pati 75,47%, kadar amilopektin 44,0%, kadar amilosa 14,82%, dan kadar air 12,65%, suhu gelatinisasi 80,53 0C dengan viskositas puncak yang sebesar 5303 cP, dan viskositas breakdown sebesar 1577 cP. Pada penelitian ini diperoleh biokomposit dengan kondisi terbaik pada penggunaan pengisi hybrid ZnO 3%, clay 6% dan gliserol 25%, dengan nilai kekuatan tarik 6,053 MPa, persen perpanjangan pada saat putus 58,148%, nilai densitas 1,338 gr/cm3 dan persen penyerapan air 27,845%. Kata kunci : biji mangga, biodegradable, biokomposit, clay, hybrid, zinc oxide

vii

ABSTRACT

Hybrid biocomposite is the addition of two materials or more of different reinforcing particles of the properties resulting in interaction as well as a more complex reinforcement process both to the matrix and filler and one of the constituents made of natural materials. Hybrid fillers used are zinc oxide (ZnO), a nanoparticle-sized, environmentally friendly and readily synthesized and clay with strong, rigid, abundant in nature, inexpensive and high in interconnecting particles into its structure. The aim of this research is to know the potency of mango seed and filler of zinc oxide and clay nanoparticles and glycerol concentration to mechanical properties (tensile strength and elongation at break), physical properties (resistance to water and density), functional groups (FTIR) and surface morphology (SEM). Biocomposite production refers to the method of melt intercalation, which does not require the addition of solvent in the manufacture of hybrid biocomposites. In this study used mango seed starch mass of 5 grams, with ZnO filler mass of 0; 1; 3; And 6% wt and clay of 0; 3; 6; And 9 wt%, while mass of glycerol with variation 0; 20; 25; 30; And 35% wt. The heating temperature of the biocomposite solution used was 80,53 0C. The resulting biocomposites were analyzed for their physical and chemical properties, including FTIR, SEM, RVA, tensile strength, elongation at break, water absorption, and density. From result of FTIR analysis showed the expansion of OH group from 3599,17 cm-1 to 3645,46 cm-1. FTIR analysis result also shows the existence of new functional group formed that is group C=C (aromatic ring). The SEM results show the biocomposite morphology in which the hybrid filler is dispersed well enough that indirectly affects the mechanical properties of the biocomposite. From manganese starch starch analys is, starch content of starch 75,47%, amylopectin content 44,0%, amylose 14,82% and water content 12,65%, gelatinization temperature 80,53 0C with peak viscosity 5303 cP , And a breakdown viscosity of 1577 cP. In this study obtained biocomposite with the best conditions on the use of ZnO 3% hybrid filler, 6% clay and 25% glycero l, with a tensile strength of 6,053 MPa, percent extension at break off 58,148%, density 1,338 gr / cm3 and moisture absorption percentage 27,845 %.

Key words: mango seed, biodegradable, biocomposite, clay, hybrid, zinc oxide