TUGAS TERSTRUKTUR MATA KULIAH DEGRADASI POLIMER “ PENGGUNAAN METODE PENCAMPURAN (BLENDING) DALAM PEMBUATAN PLASTIK BIODEGRADABEL Disusun Oleh TITI TRISNAWIDARTI H131 06 027 NOPIYANTI H131 06 040 KAHAR MUZAKAR H131 06 025 DOSEN PENGAMPUH : BERLIAN SITURUS, M.Si., M.Sc JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS TANJUNGPURA
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
TUGAS TERSTRUKTUR
MATA KULIAH DEGRADASI POLIMER
“ PENGGUNAAN METODE PENCAMPURAN (BLENDING) DALAM
PEMBUATAN PLASTIK BIODEGRADABEL
Disusun Oleh
TITI TRISNAWIDARTI H131 06 027
NOPIYANTI H131 06 040
KAHAR MUZAKAR H131 06 025
DOSEN PENGAMPUH : BERLIAN SITURUS, M.Si., M.Sc
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
PONTIANAK
2010
PENGGUNAAN METODE PENCAMPURAN (BLENDING) DALAM PEMBUATAN PLASTIK BIODEGRADABEL
Abstrak
Makalah ini dibuat untuk mengkaji permasalah yang berkaitan dengan penimbunan sampah plastik yang terdegradasi dalam waktu yang lama dan memberikan informasi pembuatan plastik yang dapat terdegradasi dalam waktu yang singkat dengan bantuan mikroorganisme (biodegradabel) dengan metode blending pati tapioka-polipropilene- maleic anhydride (MA). Jumlah keseluruhan sampel yang dibuat adalah 5 buah dengan spesifikasi PP (161 gram), Pati (69 gram) dan konsentrasi MA secara berturut-turut 0 %; 2%; 4%; 6% dan 8%, yang ditandai sebagai sampel A,B,C,D dan E. Pencampurannya menggunakan mixer dengan kecepatan 60 rpm selama 10 menit pada suhu 170 0C, kemudian dipotong mengunakan hot press hydrolaulic pada suhu 180 0C dengan ketebalan 2 mm dan gaya 200 kgf/cm2 selama 10 menit. Pemberian MA 8% dapat meningkatkan kuat tarik,elongasi dan kekuatan impak secara berturut-turut 81%, 779% dan 250% dibandingkan tanpa MA berdasarkan Standart ASTM-D-1822-L Jepang.
Kata kunci : polimer, plastik, biodegradasi
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Plastik merupakan komoditas perdagangan yang penting dan penggunaannya semakin
meningkat dari waktu ke waktu. Asia sebagai konsumen plastik terbesar di dunia, menyerap
sekitar 30 % konsumsi plastik dunia, diikuti oleh Amerika, Eropa, serta negara-negara lain.
Setiap tahun sekitar 100 juta ton plastik diproduksi dunia untuk digunakan dalam berbagai
sektor industri, artinya sebesar itu pula sampah plastik yang dihasilkan setiap tahun. Menurut
perkiraan Industri Plastik dan Olefin Indonesia (INA Plas), kebutuhan plastik masyarakat
Indonesia di tahun 2002 adalah sekitar 1,9 juta ton, kemudian meningkat menjadi 1,2 juta ton
di tahun 2003, dan pada tahun 2004 mencapai 2,3 juta ton.
Plastik yang digunakan saat ini adalah polimer sintetik berbahan dasar minyak bumi,
gas alam, atau batu bara yang tidak dapat didegradasi oleh mikroorganisme lingkungan.
Plastik yang tidak dapat terdegradasi itu menyebabkan polusi air bawah tanah maupun air
permukaan. Sampah plastik yang terbakar menghasilkan senyawa kimia dioksin yang
beracun, yang dapat mengganggu hormon reproduksi hewan dan manusia, bahkan dapat
menyebabkan kanker. Untuk menyelamatkan lingkungan dari bahaya plastik, saat ini telah
dikembangkan plastik yang dapat dibiodegradasi, yang terbuat dari senyawa-senyawa yang
berasal dari tanaman yang dapat dibiodegradasi seperti selulosa, maupun senyawa yang
berasal dari hewan seperti kolagen, kasein, protein, atau lipida.
Bahan biodegradable polymer termasuk salah satu produk baru yang dikembangkan
di Indonesia. Bahan itu lebih murah dibanding bahan plastik lainnya. Waktu hancurnya lebih
singkat. Bahan ini juga tidak beracun dan sangat aman untuk membungkus makanan. Bahan
biodegradable polymer termasuk salah satu produk baru yang dikembangkan di Indonesia.
Bahan itu lebih murah, fleksibel, transparan, tidak mudah pecah dan tidak korosif dibanding
bahan plastik lainnya serta waktu hancurnya lebih singkat. Bahan ini juga tidak beracun dan
lebih aman untuk membungkus makanan.
Selain memiliki beberapa keunggulan, material plastik yang berasal dari petrolium
seperti Polipropilena (PP) dan Polietilena (PE) memiliki kekurangan. Sampah plastik tidak
ramah lingkungan, bersifat pakai-buang (disposable), sulit pengelolaannya dan tidak mudah
hancur oleh cuaca (hujan dan sinar matahari) maupun mikroba yang hidup dalam tanah.
Dengan demikian, sampah plastik merupakan masalah yang serius. Sebagai contoh, di
Indonesia jenis produk plastik kantong (HDPE) kapasitas produksinya sekitar 50.000 ton per
tahun dan yang akan dibuang menjadi sampah sekitar 80 % Selain itu peningkatan jumlah
penduduk seiring dengan perubahan gaya hidup juga mengakibatkan tumpukan sampah
tersebut semakin menggunung.
Berbagai upaya telah dilakukan untuk mengatasi persoalan sampah plastik agar dapat
diuraikan mikroba (degradable). Misalnya, pembuatan plastik dari bahan tanaman melalui
proses fermentasi. Namun, karena biaya pembuatan plastik ini memerlukan biaya tinggi dan
bersaing dengan penyediaan bahan pangan bagi manusia, maka saat ini banyak dilakukan
penelitian tentang plastik biodegradable yang murah. Salah satu cara yang dilakukan adalah
pencampuran (blending) antara plastik sintetis (PP atau PE) dengan polimer alam yang
mudah diuraikan oleh mikroba, misalnya pati tapioka. Pencampuran polimer plastik dengan
pati banyak menjadi pilihan karena mudah didapat dan tersedia dalam jumlah yang banyak.
Pati merupakan polimer alam yang cocok sebagai bahan pengisi dalam polimer sintetik.
Penambahan pati ke dalam matriks polimer sintetik dapat menghasilkan hidrolisis enzimatis
secara cepat bila diberi perlakuan biotik, sehingga menghasilkan kekosongan kandungan
matriks (Mariana, 2007).
Makalah ini akan membahas tentang polimer yang dapat didegradasi secara biologi
(biodegradasi) yaitu polimer plastik. Penelitian yang membahas tentang ini adalah
penggunaan coupling agent Maleic Anhydride (MA) pada komposit PP(Polipropilen)/Pati
tapioka. Pemilihan MA dilakukan karena mudah didapat dan lebih efisien. Penambahan MA
ini dilakukan untuk memperbaiki sifat fisis dan mekanik dari blending polipropilen-pati
tapioka, sehingga dapat memiliki sifat plastik pada umumnya.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dari makalah ini adalah untuk menjelaskan mengenai pembuatan
plastik yang ramah lingkungan, dengan sifat mekanik dan tingkat degradabilitas yang baik.
1.3 Manfaat
Makalah ini diharapkan dapat memberikan informasi ilmiah tentang pembuatan
plastik yang ramah lingkungan, dengan sifat mekanik dan tingkat degradabilitas yang baik.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Polimer
2.1.1 Pengertian Polimer
Polimer merupakan molekul besar yang terbentuk dari unit-unit berulang sederhana.
Nama ini diturunkan dari bahasa Yunani poly, yang berarti “banyak” dan mer, yang berarti
“bagian. Makromolekul merupakan istilah yang sinonim dengan polimer . Polimer sintesis
dari molekul-molekul sederhana yang disebut monomer (Stevens, 2007). Suatu polimer akan
terbentuk bila seratus atau seribu unit molekul yang kecil yang disebut monomer, saling
berikatan dalam suatu rantai. Jenis-jenis monomer yang saling berikatan membentuk suatu
polimer terkadang sama atau berbeda (Utiyah, 2004).
Berikut gambar yang mengilustrasikan pembentukan polimer :
Gambar 1. Monomer akrilonitril membentuk polimer poliakrilonitril (PAN), yang dikenall
dengan nama orlon, dan digunakan sebagai karpet dan pakaian “rajutan”. Ikatan rangkap pada
karbon dalam monomer berubah menjadi ikatan tunggal, dan berikatan dengan atom karbon
lain membentuk polimer.
2.1.2 Klasifikasi Polimer
Polimer umumnya diklasifikasikan menjadi beberapa kelompok antara lain atas dasar
jenis monomer, asal, sifat termal, dan reaksi pembentukannya.
a. Klasifikasi Polimer Berdasarkan Jenis Monomernya
Berdasarkan jenis monomernya, polimer dibedakan atas:
1. Homopolimer
Homopolimer terbentuk dari sejenis monomer, sedangkan kopolimer terbentuk lebih dari
sejenis monomer. Homopolimer merupakan polimer yang terdiri dari satu macam monomer,
dengan struktur polimer. . . – A – A – A – A – A – A –. . .
Salah satu contoh pembentukan homopolimer dari polivinil klorida adalah sebagai berikut :
Gambar 2. Contoh pembentukan homopolimer
2. Kopolimer
Kopolimer merupakan polimer yang tersusun dari dua macam atau lebih monomer. Contoh:
polimer SBS (polimer stirena-butadiena-stirena)
Gambar 3. Polimer SBS
b. Polimer Berdasarkan Asalnya
Berdasarkan asalnya, polimer dibedakan atas polimer alam dan polimer buatan.
1. Polimer Sintetis
Polimer sintetis adalah polimer yang dibuat dari molekul sederhana (monomer) dalam
pabrik. Polimer sintetis yang pertama kali yang dikenal adalah bakelit yaitu hasil kondensasi
fenol dengan formaldehida, yang ditemukan oleh kimiawan kelahiran Belgia Leo Baekeland
pada tahun 1907. Beberapa contoh polimer yang dibuat oleh pabrik adalah nylon dan
poliester, kantong plastik dan botol, pita karet.
Gambar 4. Stuktur Bakelit
Contoh lain dari polimer sintetik adalah poliisoprena (polimer dari isoprena; 2-metil-
1,3-butadiena), suatu zat yang memiliki sifat seperti karet alam. Selain itu masih ada contoh
karet sintetik yang dewasa ini banyak dimanfaatkan seperti neoprena (polimer dari
kloroprena) yang digunakan untuk insulator kawat dan kabel yaitu butadiena stirena
(kopolimer dari 1,3-butadiena (75%) dan sirena (25%)) yang banyak digunakan oleh industri
ban kendaraan bermotor.
Gambar 5. Reaksi pembentukan SBR
Contoh lain dari polimer alam yang mulai diganti penggunaannya adalah serat untuk
keperluan tekstil. Serat seperti kapas, wol, dan sutera meskipun sampai sekarang masih
digunakan sebagai bahan baku dalam industri tekstil, tetapi karena keterbatasan ketersediaan
dan memiliki kelemahan dalam hal ketahanan terhadap regangan dan kerutan serta serangan
ngengat (sejenis serangga), mulai digantikan oleh polimer sintetik seperti poliakrilonitril
(Orlon, Acrilan, Creslan), poliester (dacron), dan poliamida (nylon). Selain itu, manusia juga
telah mengembangkan polimer sintetik untuk industri tekstil yang terbuat dari bahan yang
tahan api seperti tris [tris (2,3-dibromopropil)] fosfat.
Gambar 7. Struktur nilon
2. Polimer alam
Polimer alam adalah polimer yang terdapat di alam. Contoh polimer alam diantaranya
amilum, selulosa, kapas, karet, wol, dan sutra. Polimer buatan dapat berupa polimer
regenerasi dan polimer sintetis. Polimer regenerasi adalah polimer alam yang dimodifikasi.
Contohnya rayon, yaitu serat sintetis yang dibuat dari kayu (selulosa).
2.2 Sifat-sifat dari polimer
Sifat dari polimer yaitu (Ratna, dkk., 2010) :
a. Sifat Thermal
Sifat polimer terhadap panas ada yang menjadi lunak jika dipanaskan dan keras jika
didinginkan, polimer seperti ini disebut termoplas. Contohnya : plastik yang digunakan
untuk kantong dan botol plastik. Sedangkan polimer yang menjadi keras jika dipanaskan
disebut termoset, contohnya melamin.
b. Sifat kelenturan
Polimer akan mempunyai kelenturan yang berbeda dengan polimer sintetis.
Umumnya polimer alam agak sukar untuk dicetak sesuai keinginan,sedangkan polimer
sintetis lebih mudah dibuat cetakan untuk menghasilkan bentuk tertentu. Karet akan lebih
mudah mengembangdan kehilangan kekenyalannya setelah terlalu lama kena bensin atau
minyak.
c. Ketahanan terhadap mikroorganisme
Polimer alam seperti wool, sutra, atau selulosa tidak tahan terhadap mikroorganisme
atau ulat (rayap). Sedangkan polimer sintetis lebih tahan terhadap mikroorganisme atau
ulat.
d. Sifat lainnya
Sifat polimer yang lainnya bergantung pemakainnnya untuk kemasan atau alat-alat
industri. Untuk tujuan pengemasan harus diperhatikan :
Toksisitasnya
Daya tahan terhadap air, minyak atau panas
Daya tembus udara (oksigen)
Kelenturan
Transparan
2.3.1 Plastik
Sejak ditemukan oleh seorang peneliti dari Amerika Serikat pada tahun 1968 yang
bernama John Wesley Hyatt, plastik menjadi primadona bagi dunia industri. Produksinya di
seluruh negara lebih dari 100 juta ton per tahunnya. Contoh plastik yang banyak digunakan
dalam kehidupan kita adalah polietilena (bahan pembungkus, kantong plastik, mainan anak,