Pengembangan Kemasan Aktif Penyerap Oksigen Polylactic Acid(Pla) Butylatedhydroxy Toluene

P E N G E M B A N G A N K E M A S A N A K T IF P E N Y E R A P O K S IG E N
P O L Y L A C T I C A C I D ( P L A ) -B U T Y L A T E D H Y D R O X Y T O L U E N E (B H T )

K U R N IA W A N Y U N IA R T O

SEK O LA H PA SC A SA R JAN A
IN S T IT U T P E R T A N IA N B O G O R
BOGOR
2016

P E R N Y A T A A N M E N G E N A I D ISE R T A S I D A N S U M B E R
IN F O R M A S I S E R T A P E L IM P A H A N H A K C IPT A
D e n g a n in i s a y a m e n y a ta k a n b a h w a d is erta si b e rju d ul: P e n g e m b a n g a n K em a s a n
A k tif P e n y e r a p O k sig e n P o ly la ctic A c id (P L A )-B u ty late d H y d ro xy T o lu e n e
( B H T ) , a d a l a h b e n a r k a r y a s a y a d e n g a n a r a h a n d a ri k o m i s i p e m b i m b i n g b e l u m
d ia ju k a n d ala m b e n tu k a pa p u n k e p a d a p erg u ru a n tin g gi m a n a p u n . S u m b er
i n f o r m a s i y a n g b e r a s a l a t a u d i k u t i p d a r i k a r y a y a n g d i te r b it k a n m a u p u n ti d a k
d i t e r b i t k a n d a r i p e n u li s l a i n t e l a h d i s e b u t k a n d a l a m t e k s d a n d i c a n t u m k a n d a l a m
D a f t a r P u s ta k a d i b a g i a n a k h i r d is e r ta s i i n i .
D e n g a n i n i d a y a m e l im p a h k a n h a k c i p t a d a r i k a r y a t u l is s a y a i n i k e p a d a I n s ti t u t
P e rta n ian B o g o r.

B o g o r, A g u stu s 2 0 1 6

K u rn ia w a n Y u n ia rto
N IM F 1 6 4 1 1 0 0 3 1

R IN G K A S A N
K U R N I A W A N Y U N I A R T O . P e n g e m b a n g a n K e m a s a n A k t i f P e n y e ra p O k s i g e n
P o l y l a c ti c A c i d ( P L A ) - B u t y l a t e d H y d r o x y T o l u e n e ( B H T ) . D i b i m b i n g o l e h
Y O H A N E S A R IS P U R W A N T O , H A D I K A R IA P U R W A D A R IA , T IT I
C A N D R A SU N A R TI dan SET Y O P U R W A N T O .
P e n g e m a s a n a k ti f m e r u p a k a n b e n t u k p e n g e m b a n g a n t e k n o l o g i k e m a s a n
y a n g d i t u j u k a n u n t u k m e n g e n d a li k a n k e r u s a k a n p r o d u k y a n g d i k e m a s
m e n g g u n a k a n b a h a n a k t if y a n g d a p a t b e r e a k s i s e c a r a b e r k e l a n j u t a n d e n g a n a g e n
p e r u s a k . P e r a n c a n g a n k e m a s a n a k ti f b e r k e m b a n g d a r i p e n g g u n a a n b a h a n a k t if
y a n g d i k e m a s d a l a m b e n t u k s a c h e t t e r c a m p u r d i d a la m b a h a n p a n g a n s a m p a i
d e n g a n p e n y a t u a n b a h a n a k ti f d i d a l a m m a t r i k k e m a s a n . J e n i s k e m a s a n a k t if
d e n g a n t u j u a n m e n a n g k a p o k s i g e n d it u j u k a n u n t u k m e n g u r a n g i p r o s e s k e r u s a k a n
b a h a n p a n g a n a k i b a t o k s i d a s i . P r o s e s p e m b u a t a n n y a k e m a s a n a k t if p e n a n g k a p
o k s i g e n d a p a t d i la k u k a n m e l a l u i p r o s e s d i r e c t c a s ti n g , e x t r u d e r m a u p u n l a m i n a s i .
S e c a r a u m u m p e n e l it i a n i n i b e r t u j u a n u n t u k m e r a n c a n g k e m a s a n a k ti f

p e n a n g k a p o k s ig e n k om p o sit P L A te rpla stis as i-N a M M T -B H T m e n g g u n a k a n
m e t o d e c e t a k l a n g s u n g . T a h a p a n p e n e l it i a n t e r b a g i k e d a l a m ti g a t a h a p , y a i t u : 1 )
p e r a n c a n g a n m a t r i k f il m P L A t e r p l a s t i s a s i ; 2 ) p e n g e m b a n g a n m a tr i k k o m p o s it
f i lm P L A t e r p l a s t i s a s i; 3 ) p e n g u ji a n a k t i f i t a s p e r e d a m a n d a n k e m a m p u a n d a y a
h a l a n g o k s i g e n h a s i l r a n c a n g a n k e m a s a n a k ti f p e n a n g k a p o k s i g e n m a t r i k
k o m p o s it P L A t e r p l a s t is a s i- N a M M T - B H T .
P e n e n t u a n a w a l p r o s e s d i p e r o l e h k e c e p a t a n p e n g a d u k a n p e m b u a t a n m a tr i k
f i lm s e b e s a r 7 5 0 r p m d e n g a n a s p e k r a s i o s e b e s a r 7 . 1 x 1 0 - 5 . H a s i l p e m b u a t a n
m a t r i k f i lm P L A t e r p l a s ti s a s i m e n u n j u k k a n m o r f o l o g i p e r m u k a a n y a n g le b i h b a i k
d i m a n a r e ta k a n f i lm k h a s P L A d a p a t d i h il a n g k a n . P L A d e n g a n P E G 4 0 0 d a p a t
m e m b e n t u k i k a t a n h i d r o g e n y a n g d a p a t d ia n a li s a p e le b a r a n p u n c a k a b s o r b a n s i
i n f r a r e d p a d a b i l a n g a n g e l o m b a n g 3 0 0 0 - 3 5 0 0 c m -1 d a n i k a t a n k a r b o n i l p a d a
b i l a n g a n g e l o m b a n g 1 7 4 7 c m -1 . B e r d a s a r k a n p e n g a m a t a n m e n g g u n a k a n X R D
d a p a t d i p e r o l e h i n f o rm a s i b a h w a s e b a g i a n b e s a r P E G 4 0 0 t e r d i s p e r s i d i d a l a m
P L A m e s k i p u n s e b a g ia n k e c il m e n u n j u k k a n a d a n y a i n te r k a la s i d i d a l a m m a t r i k
P L A . S u d u t d i f r a k si P L A m e n g a l a m i p e r g e s e r a n d a r i 1 6 .9 5 o k e 1 6 .9 0 o .
H a s i l p e r h it u n g a n u k u r a n k r i s ta l m e n g g u n a k a n p e r s a m a a n D e b y e S c h e r r e r
s e b e s a r 1 9 . 0 0 n m d a n s t r u k t u r k r i s ta l d a l a m b e n t u k a l p h a . D e r a j a t k r i s ta li n i ta s
P L A t e r p l a s ti s a s i d a p a t m e n i n g k a t s e b e s a r d u a k a li d a r i 1 7 % m e n ja d i 3 5 % . S u h u
t r a n s i s i g e l a s m a t r i k f il m P L A t e r p l a s t is a s i t u r u n d a r i 5 8 . 5 o C m e n ja d i 5 3 . 2 o C ,

s e d a n g k a n s u h u l e l e h ti d a k b e r u b a h , y a it u 1 6 7 o C .
S i f a t d a y a h a l a n g o k s i g e n a d a l a h k e m a m p u a n f i lm d a l a m m e n a h a n p r o s e s
d i f u s i o k s i g e n y a n g a k a n m e l e w a t i f i lm . N i l a i p e r m e a b il i ta s o k s i g e n r e n d a h
m e n u n j u k k a n k e m a m p u a n d a y a h a l a n g o k s i g e n y a n g b a i k . N il a i d a y a h a l a n g
o k s i g e n P L A t e r p l a s t i s a s i m e n i n g k a t s e b e s a r 2 0 % d a r i 7 . 0 2 x 1 0 -1 8 ( k g m / m 2 s P a )
m e n j a d i 5 . 0 1 x 1 0 -1 8 ( k g m / m 2 s P a ) p a d a s u h u 3 0 o C . E n e r g i a k t i v a s i P L A
t e r p l a s ti s a s i m e n i n g k a t d a r i 1 6 . 0 5 k J / m o l m e n j a d i 1 9 . 2 7 k J /m o l . H a l i n i
m e n u n j u k k a n b a h w a k e n a i k a n e n e r g i a k ti v a s i d i ik u t i d e n g a n p e n i n g k a t a n d a y a
h a la n g o k sige n .

K e m a m p u a n d a y a h a l a n g o k s i g e n a k a n t u r u n s e b e s a r 5 . 6 5 % s e ti a p k e n a i k a n
1 C d a la m re n ta n g s u h u 1 5 -3 0 oC . P e n a m b a h a n P E G 4 0 0 s e b e s a r 1 0 % ju stru a k a n
m e n u r u n k a n k e m a m p u a n d a y a h a l a n g o k s i g e n . K o r e l a s i a n t a r a d e r a j a t k r i s ta li n i ta s
t e r h a d a p d a y a h a l a n g o k s i g e n s e b e s a r 0 . 9 1 d i m a n a p e r s a m a a n u n t u k m e n g h it u n g
p e r m e a b i li t a s o k s i g e n P L A t e r p l a s t i s a s i t e r h a d a p d e r a j a t k r i s t a li n it a s a d a l a h y p e r =
0 .0 3 9 2 x + 4 .7 7 8 3 . F r a k s i P E G 4 0 0 s e b e s a r 5 % m e m b e ri k a n k e s e l u r u h a n si f a t
n o n m e k a n i s y a n g p a li n g b a i k d a l a m m e r a n c a n g m a t r i k f il m P L A t e r p l a s ti s a s i .
P e n g e m b a n g a n f il m k o m p o s i t P L A t e r p l a s t i s a s i m e n g g u n a k a n N a M M T
s e b a g a i b a h a n p e n g i s i m e n u n j u k k a n a d a n y a m o d i f i k a s i p e r m u k a a n m a t r i k f i lm
P L A t e r p l a st i s a s i m e n j a d i l e b i h r a t a a t a u h a l u s . P E G 4 0 0 d a p a t b e rf u n g s i s e b a g a i

p e n g i k a t te r ja d i n y a i k a t a n f i s i k a n t a r a P L A - N a M M T . H a s i l o b s e r v a s i m a t r i k
k o m p o s it t e r j a d i i n t e r k a l a s i N a M M T y a n g d i t u n j u k k a n d e n g a n k e n a i k a n n i l a i
B r a g g ’ s d a r i 1 . 2 7 n m m e n j a d i 1 . 7 9 n m d a n p e r g e s e r a n s u d u t p u n c a k d if r a k s i d a r i
1 6 .9 5 o m e n j a d i 1 6 .7 5 o . H a l i n i j u g a d i p e r k u a t d a r i h a si l p e n g u k u r a n g u g u s f u n g si
m e n g g u n a k a n F T i R t e r j a d i p e r g e s e r a n s p e k t r a g u g u s k a r b o n il d a r i 1 3 8 2 c m - 1
m e n j a d i 1 3 6 1 c m - 1 . S e b a g a i t a m b a h a n , g u g u s s il i k a t N a M M T j u g a m e n g a l a m i
p e r g e s e r a n y a n g c u k u p j a u h p a d a b i la n g a n g e l o m b a n g 1 1 8 2 d a n 1 0 7 9 c m - 1 .
A n a l i s a D S C d i p e r o l e h t e r m o g r a m k o m p o s it f i lm P L A t e r p l a s ti s a s i N a M M T d e n g a n n i l a i s u h u t r a n s i s i g e l a s s e b e s a r 5 6 - 5 7 o C , s u h u k r i s t a li s a s i 8 6 . 7 5 8 8 .3 6 o C d a n s u h u l e l e h 1 6 7 o C . N a M M T d a p a t b e r f u n g si m e n i n g k a t k a n
k r i s ta l i n i t a s d i m a n a d e r a j a t k r i s t a l i n i t a s k o m p o s it d a p a t m e n i n g k a t m e n j a d i
5 3 . 2 8 % . N i l a i a s p e k r a s i o u n t u k k o m p o s i t f i lm P L A t e r p l a s ti s a s i - N a M M T s e b e s a r
1 - 5 % a n t a r a 5 . 6 3 - 7 . 8 5 . H a l i n i m e n y e b a b k a n t e r j a d i n y a p e m b e n t u k a n j a l u r li k u
m a t ri k s e b e s a r 7 - 2 8 % s e h i n g g a k e m a m p u a n d a y a h a l a n g o k s i g e n m e n i n g k a t
s e b e s a r 8 0 - 8 5 % . P e n g u k u r a n p e r m e a b i li t a s o k s i g e n p a d a s u h u a n t a r a 1 5 - 3 0 o C
d i p e r o l e h k e n a i k a n n il a i p e r m e a b i li t a s s e b e s a r 0 . 0 2 k a li p a d a f r a k s i N a M M T
s e b e s a r 5 % . E n e r g i a k t i v a s i m a tr i k k o m p o s i t f il m P L A t e r p l a s t is a s i- N a M M T
m e n i n g k a t m e n j a d i 2 3 - 2 6 k J /m o l .
H a s i l r a n c a n g a n k o m p o s i t f il m a k t if P L A - B H T m e n u n j u k k a n o k s i d a s i
B H T o l e h o k s i g e n b e b a s m e n g i k u ti la j u r e a k s i o r d o 1 . B e r d a s a r k a n f r a k s i B H T
y a n g d i t a m b a h k a n , a n t i o k s i d a n a k t if y a n g t e r s i s a s e b e s a r 1 1 . 7 5 % , 3 8 . 9 0 % d a n
5 7 . 0 8 % u n t u k f r a k s i B H T 1 % , 5 % d a n 1 0 % s e t e l a h 1 5 h a r i p e n g u k u r a n . N i la i l a j u

o k s i d a s i B H T p a l i n g r e n d a h d i p e r o l e h p a d a fr a k si B H T 1 0 % y a i t u 0 .0 4 3 k a l i p e r
h a r i . P e r m e a b il it a s k o m p o s i t f i lm a k t if P L A t e r p l a s t i s a s i - N a M M T - B H T
m e m p e r b a i k i d a y a h a la n g o k s i g e n s e b e s a r 1 0 k a li t e r h a d a p f i lm P L A t e r p l a s ti s a s i
d a n s e b e s a r 2 k a li te r h a d a p k o m p o s i t f il m P L A t e r p l a s ti s a s i P L A - N a M M T .
P e n in g k a ta n fra k si B H T d a ri 1 % k e 1 0 % m e n in g ka tk a n da y a h ala n g o k sig e n
s e b e s a r 1 5 % . B H T d i d a l a m m a t r i k k o m p o s i t P L A t e r p l a s t is a s i- N a M M T d a p a t
t e r o k si d a s i s e c a r a s e m p u r n a s a m p a i d e n g a n h a ri k e - 3 7 , h a r i k e - 7 0 d a n h a r i k e
1 0 8 u n tu k b e s a ra n fra k si B H T y a n g d itam b a h k a n a d ala h 1 % , 5 % d a n 1 0% .
o

K a t a k u n c i : A k ti f , B H T , m o n t m o r i l l o n i t e , o k s i g e n , P E G - 4 0 0 , P L A

SU M M A R Y
K U R N I A W A N Y U N I A R T O . D e v e l o p m e n t O x y g e n S c a v e n g i n g A c t i v e F i lm o f
P o l y l a c ti c A c i d - B u t y l a t e d H y d r o x y T o l u e n e ( P L A - B H T ) . S u p e r v i s e d b y
Y O H A N E S A R IS P U R W A N T O , H A D I K A R IA P U R W A D A R IA , T IT I
C A N D R A SU N A R TI dan SET Y O P U R W A N T O .
A c t i v e p a c k a g i n g i s d e s i g n a t e d t o e n h a n c e p a c k a g e d f o o d f r o m s e r ia l
d e t e r i o r a ti o n b y a p p l y i n g a n a c ti v e a g e n t i n t o t h e p a c k a g i n g s y s t e m . P r e v i o u s l y , a
u n i v e r s a l a c ti v e p a c k a g i n g s y s t e m w a s a p p l i e d u s i n g a n a c t i v e a g e n t c o n t a i n e d i n

a s a c h e t . H o w e v e r , t h e d e v e l o p m e n t o f t h e p a c k a g i n g s y s t e m i m p r o v e s t h e a c ti v e
p a c k a g i n g c o n c e p t b y i n c o r p o r a ti n g a n a c ti v e a g e n t i n t o t h e p a c k a g i n g m a t e r i a l .
O x y g e n s c a v e n g e r is a p a r t o f a n a c t iv e p a c k a g i n g s y s te m w h i c h p l a y s a r o l e i n
s c a v e n g i n g f r e e o x y g e n w h i c h p a s s e s t h r o u g h i n t o t h e p a c k a g i n g s o p r e v e n ti n g
o x i d a t i v e d e t e r i o r a ti o n . O n a p r o d u c t i o n p r o c e s s li n e , o x y g e n s c a v e n g i n g a c ti v e
p a c k a g i n g c a n b e m a n u f a c t u r e d b y d i r e c t c a s t i n g , e x t r u s i o n a n d la m i n a t i o n .
G e n e r a l l y , t h i s r e s e a r c h w a s p u r p o s e d t o d e s i g n a n a c ti v e f i lm c o m p o s i t e t o
s c a v e n g e o x y g e n , w h i c h c o n s is t e d o f p l a s ti c i z e d p o l y la c ti c a c i d - n a t r i u m
m o n t m o r il l o n it e - b u t y l a t e d h y d r o x y t o l u e n e ( P L A - N a M M T - B H T ) u s i n g t h e d i r e c t
c a s t i n g m e t h o d . F u r t h e r m o re , t h i s r e s e a r c h w a s d i v i d e d i n t o t h r e e s t a g e s : ( 1 )
d e s i g n i n g p l a s ti c i z e d P L A f i l m m a t r i x ; ( 2 ) d e v e l o p i n g p l a s t i c i z e d P L A f i lm
c o m p o s it e m a tr i x ; a n d ( 3 ) m e a s u r i n g a n ti r a d i c a l a n d o x y g e n b a r r i e r p r o p e r t ie s o f
a c t i v e f il m c o m p o s it e .
N e a t P L A m a t r i x p r e p a r a ti o n w a s d e t e r m i n e d u n d e r a n a g it a ti o n s p e e d o f
7 5 0 r p m a n d 7 . 1 x 1 0 - 5 r a t i o a s p e c t . P l a s ti c i z e d P L A i m p r o v e d s u r f a c e f i lm
m o r p h o l o g y s i g n if i c a n t l y ; a n d i t c a n b e c o n f ir m e d t h a t n o c r a c k s o n t h e s tr u c t u r e
a p p e a r e d o n t h e p la s ti c i z e d P L A f il m . H y d r o g e n b o n d i n g P L A - P E G 4 0 0 o c c u r r e d
d u r i n g t h e b l e n d i n g p r o c e s s , w h i c h w a s d e m o n s tr a t e d b y b r o a d s p e k tr a a t 3 0 0 0 3 5 0 0 c m - 1 a n d c a r b o n y l i n t e r a c ti o n a t 1 7 4 7 c m - 1 . T h e X R D i n v e s t i g a t e d a l a r g e
P E G 4 0 0 d i s p e r s e d i n t h e P L A a lt h o u g h a s m a ll p o r t i o n c o n f i r m e d i n t e r c a l a t i o n i n
t h e P L A m a t r i x . I n a d d i t i o n , t h e d if f r a c ti o n a n g l e s h i f t e d f r o m 1 6 . 9 5 o t o 1 6 . 9 0 o .

A D e b y e S c h e r r e r e q u a t i o n w a s u s e d t o m e a s u r e t h e c r y s t a l li n e s i z e . T h e
a v e r a g e s i z e P L A c r y s t a l s i z e w a s 2 2 n m ; h o w e v e r , t h e p l a s ti c iz e d P L A c r y s t a l
s i z e re d u c e d t o 1 9 .0 0 n m . F u rt h e rm o r e , d i ff r a c t o g r a m p e a k s i n d i c a t e d c r y s t a l
s t r u c t u r e c a t e g o r is e d a s a n a l p h a s t r u c t u r e . P la s ti c i z e d P L A s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e d
c r y s t a l li n i ty d e g r e e f r o m 1 7 . 7 1 t o 3 4 . 6 4 % . A s e x p e c t e d , P E G 4 0 0 r e d u c e d t h e
g l a s s t r a n s i ti o n t e m p e r a t u r e o f t h e P L A f i l m b y a p p r o x im a t e l y 5 o C f r o m 5 8 . 5 o C
t o 5 3 . 2 o C a l t h o u g h t h e m e lt i n g te m p e r a t u r e r e m a i n e d c o n s t a n t a t 1 6 7 o C .
T h e o x y g e n b a r r i e r p r o p e r t y o f t h e f il m i s t h e f il m s a b i li t y t o p r o t e c t it s e l f
f r o m o x y g e n d i f f u s i o n p a s s i n g t h r o u g h t h e f i lm ( o u ts i d e t o i n s i d e t h e f i lm ) . T h e
o x y g e n p e r m e a b i l it y v a l u e b e c o m e s s m a ll e r i n d i c a t i n g t h a t t h e o x y g e n b a r r i e r
p r o p e r t y is i m p r o v i n g . W h e n t h e P L A f i l m i s a d d e d w i t h P E G o r 'p l a s ti c i z e d
f i lm ' i t im p r o v e s t h e o x y g e n b a r r i e r p r o p e r t y , w h i c h s h o w e d t h a t t h e o x y g e n
p e r m e a b i li t y v a l u e d e c r e a s e d . N e a t P L A f i l m h a s a n o x y g e n p e r m e a b il i t y v a l u e o f
7 . 0 2 ( k g m / m 2 s P a ) , w h e r e a s t h e p l a s ti c iz e d P L A f i l m h a s a n o x y g e n p e r m e a b il it y
v a l u e o f 5 .6 1 ( k g m / m 2 s P a ) . T h e r e f o r e , t h e o x y g e n b a r ri e r p r o p e rt y i m p r o v e m e n t

r e g a r d i n g p l a s t i c i z e d P L A i s 2 0 % m o r e t h a n t h e n e a t / p u r e P L A '. T h e e n e r g y
a c t i v a t i o n i n c r e a s e i n d i c a t e s t h a t t h e o x y g e n p a s s i n g t h r o u g h t h e f il m i s s l o w e r .
P l a s ti c i z e d P L A h a s h i g h e r a c ti v a t i o n e n e r g y t h a n n e a t P L A a n d t h e a c ti v a ti o n
e n e r g y i n c r e a s e d f r o m 1 6 . 0 5 t o 1 9 . 2 7 . H e n c e , it is a p p a r e n t t h a t t h e o x y g e n b a r r i e r

p ro p e rty of p la sticiz e d P L A im pro v e s d u e to th e in c re as in g a ctiv atio n e n erg y .
C o n v e r s e l y , t h e o x y g e n b a rr i e r p r o p e r t y r e d u c e d b y 5 .6 5 % , e v e r y 1 o C
i n c r e a se w h e n t h e t e m p e r a t u r e m e a s u re m e n t w a s a p p l i e d a t a b o u t 1 5 - 3 0 o C .
I n t e r e s t in g l y , a l a r g e P E G 4 0 0 a d d i t i o n r e d u c e d t h e p e r f o r m a n c e o f t h e o x y g e n
b a r r i e r p r o p e r t y . A d d it i o n a l l y , t h e c o r r e la t i o n b e t w e e n t h e d e g r e e o f c r y s ta l li n it y
a n d o x y g e n b a r r i e r p r o p e r t y s h o w e d a h i g h v a l u e a t 0 . 9 1 a n d h e n c e t h e f o ll o w i n g
e m p i r i c a l e q u a ti o n o f t h e o x y g e n p e r m e a b i li t y r a t e w a s d e t e r m i n e d y p e r = 0 . 0 3 9 2 x
+ 4 . 7 7 8 . P l a s t ic i z e d P L A u s i n g P E G 4 0 0 5 % r e s u l te d i n c o n s i s t e n tl y i m p r o v i n g
t h e n o n - m e c h a n i c a l p r o p e r ti e s o f t h e P L A f i lm .
A d d i n g N a M M T i n t o p l a s ti c i z e d P L A m o d i f i e d t h e f i lm s u r f a c e a p p e a r a n c e
a n d p r o d u c e d a s m o o t h a n d e v e n p l a s t i c i z e d P L A f i lm m a t r i x . A d d i ti o n a ll y , P L A
a n d N a M M T p h y s ic a l inte rac tio n w e re c o n d uc te d b y u sin g P E G 4 0 0 a s a
s u r f a c t a n t . X R D o b s e r v e d N a M M T i n t e r c a l a ti o n i n t h e p l a s ti c i z e d m a t r i x w h i c h
s h o w e d a n i n c r e a s i n g B r a g g n u m b e r f r o m 1 . 2 7 n m t o 1 . 7 9 n m , w h il e t h e p e a k
d i f f r a c ti o n a n g l e m o v e d f r o m 1 6 . 9 5 o t o 1 6 . 7 5 o . F T I R i n v e s ti g a te d c a r b o n y l
g r o u p s ’ s p e k t r a m o v e m e n t f r o m 1 3 8 2 c m - 1 t o 1 3 6 1 c m - 1 . I n a d d i ti o n , s i li c a
g r o u p s ’ s p e k t r a a l s o m o v e d s i g n if i c a n t l y f r o m t h e i n i ti a l w a v e n u m b e r a t 1 1 8 2 t o
1 0 7 9 c m -1 .
D S C a n a l y s i s N a M M T a d d e d t o p l a s t ic i z e d P L A p r o d u c e d t h e r m o g r a m
g r a p h s w h i c h r e s u lt e d i n g l a s s t r a n s it i o n i m p r o v e m e n t a t a b o u t 5 6 - 5 7 o C , a

c r y s t a l li s a ti o n t e m p e r a t u r e a t 8 6 . 7 5 - 8 8 . 3 6 o C , w h i l e t h e m e l ti n g t e m p e r a t u r e
r e m a i n e d c o n s ta n t a t 1 6 7 o C . N a M M T i s a c r y s ta l li s a t i o n a g e n t ; t h e r e f o r e t h e
d e g r e e o f c r y s t a ll i n it y p l a s ti c i z e d P L A - N a M M T f il m c o m p o s i t e i n c r e a s e d
d r a m a ti c a l l y b y 5 3 . 2 8 % . H e n c e , p r e s e n t i n g N a M M T r e s u lt e d i n a r a ti o a s p e c t o f
5 . 6 3 - 7 . 8 5 t h a t i m p l i e d t o r t u o u s p a t h f o r m a t i o n i n t h e f il m s t r u c t u r e o f
a p p r o x i m a t e l y 7 - 2 8 % . S u r p r is i n g l y , t h e o x y g e n b a r r i e r p r o p e r t y w a s e n h a n c e d b y
8 0 - 8 5 % a n d t h e a c ti v a ti o n e n e r g y i n c r e a s e d b y 2 3 - 2 6 k J /m o l . C o n v e r s e l y , t h e
o x y g e n b a r r i e r p r o p e rt y p e r f o r m a n c e d e c r e a s e d b y r o u g h l y 0 .0 2 e a c h c e l c i u s
d e g r e e w h e n m e a s u r e d fr o m 1 5 o C a n d 3 0 o C .
T h e B H T i n t h e a c ti v e f il m P L A - B H T w a s o x i d i s e d c o n ti n u o u s l y a n d t h e
B H T o x i d a t i o n t r e n d i n d i c a t e d t h e f i r s t o r d e r . T h e f i n a l a n ti r a d i c a l a c t i v i t ie s
r e m a i n e d a t a b o u t 1 1 . 7 5 % , 3 8 . 9 0 % a n d 5 7 . 0 8 % i n c o r p o r a t i n g B H T i n t o t h e f i lm
c o m p o s it e m a tr i x o f 1 % , 5 % a n d 1 0 % , r e s p e c t i v e l y d u r i n g 1 5 d a y s s t o r a g e a t
3 0 o C . M o r e o v e r , t h e B H T o x i d a ti o n r a t e w a s c a l c u l a t e d t o b e 0 . 0 4 2 8 t im e s p e r
d a y . T h e o x y g e n b a r r i e r p r o p e r t y a c t i v e f i l m c o m p o s i te im p r o v e d b y t e n t i m e s ,
w h e r e a s it i n c r e a s e d o n l y t w i c e i n t h e p a s s i v e f i lm c o m p o s it e . B H T o x i d a t i o n c a n
b e p r e d i c t e d u n t il a p p r o x im a t e l y 3 7 d a y s , 7 0 d a y s a n d 1 0 8 d a y s , w h e n t h e a c t i v e
f i lm c o m p o s i te c o n s is t s o f 1 % , 5 % a n d 1 0 % B H T , r e s p e c ti v e l y .

K e y w o r d s : B H T , m o n t m o r i l l o n it e , o x y g e n , P E G - 4 0 0 , P L A

D i l a r a n g m e n g u ti p s e b a g i a n a t a u s e l u r u h k a r y a t u li s i n i t a n p a
m e n c a n tu m k a n a ta u m e n y e b u tk a n su m b e rn y a . P e n g utip a n h a n y a u ntu k
k e p e n t i n g a n p e n d i d i k a n , p e n e l it i a n , p e n u li s a n k a r y a i l m i a h , p e n y u s u n a n l a p o r a n ,
p e n u l iDs ai lna r ka rnitgi k m, eant ga©u mHtuianmjkak auCna nipd astanu a mM
t ue milmpik
ae srabIlaPa nhBy; a ,kd Tasneabhpa ueg ninag nu2ti0apt1aa nu6 ts ee rl su er bu uh t k tia dr ya ak
tmu el isr u igni ik ad na l ka emp eb ne tin ntHug kaa nakpI aPCBpipu ntat a nd pi alini z idn uI nP Bg i U n d a n g - U n d a n g

P E N G E M B A N G A N K E M A S A N A K T IF P E N Y E R A P O K S IG E N
P O L Y L A C T I C A C I D ( P L A ) -B U T Y L H Y D R O X Y T O L U E N E ( B H T )

K U R N IA W A N Y U N IA R T O

D is e rta si
s e b a g a i s a l a h s a t u s y a r a t u n tu k m e m p e r o le h g e l a r
D o k to r
pada
P r o g r a m S t u d i I l m u K e t e k n i k a n P e r t a n ia n

SEK O LA H PA SC A SA R JAN A
IN S T IT U T P E R T A N IA N B O G O R
BOGOR
2016

P e n g u j i p a d a U ji a n T e r t u t u p : D r . N a n i k P u r w a n t i
D r. E n g . A g u s H ary o n o

P e n g u ji p a d a Sid a n g P ro m osi: D r. N a n ik P urw a n ti
D r. E n g . A g u s H ary o n o

J u d u l D i s e rt a si : P e n g e m b a n g a n K e m a sa n A k t i f P e n y e r a p O k s i g e n P o l y l a c t i c
A c id (P L A )- B u tyla te d H y d ro x y T olu e n e (B H T )
N am a
N IM

: K u r n i a w a n Y u n i a rt o
: F164110031
D ise tu jui o le h
K o m isi P em b im bin g

D r Ir Y . A ris P u rw a n to , M S c
K e tu a

D r I r T i ti C a n d r a S u n a r t i , M S i
A n g g o ta

P r o f D r I r H a d i K a ri a P u r w a d a ri a , M S c
A n g g o ta

D r S e ty o P u rw a n to , M E n g
A n g g o ta

D ik e ta h u i ole h

K e tu a P ro g ra m Stu d i
I l m u K e te k n i k a n P e r t a n ia n

D e k a n S e k o la h P a sc a sarja n a

D r Ir W aw an H erm aw an , M S

D r Ir D ah ru l S y ah , M S cA g r

T a n g g a l U j i a n T e r t u t u p : 1 8 J u li 2 0 1 6
T a n g g a l S id a n g P rom o si : 0 8 A g u stu s 2 0 1 6

T a n g g a l L u lu s:

PRAK ATA
P u j i d a n s y u k u r p e n u li s p a n ja t k a n k e p a d a A ll a h s u b h a n a h u w a t a ’ a l a a t a s
s e g a l a k a r u n i a - N y a s e h i n g g a k a r y a i l m i a h i n i b e r h a s i l d i s e le s a i k a n . T e m a y a n g
d i p i li h d a l a m p e n e li ti a n y a n g d i l a k s a n a k a n s e j a k t a h u n 2 0 1 3 - 2 0 1 5 i n i a d a l a h
P e n g e m b a n g a n K e m a s a n A k t if P e n y e r a p O k s i g e n P o l y l a c t i c a c i d ( P L A ) B u ty la te d hy d ro x y tolu e n e (B H T ).
P a d a k e s e m p a t a n i n i , p e n u l i s m e n g u c a p k a n t e r im a k a s i h d a n p e n g h a r g a a n
s e b e s a r- b e s a r n y a k e p a d a :
1.

2.
3.
4.
5.

6.
7.
8.
9.

Y th . B a p a k D r Ir Y . A ris P u rw a nto , M S c s e b a g a i k e tu a k o m isi
p e m b i m b i n g ; P r o f D r Ir H a d i K P u r w a d a ri a , M S c ; D r I r T i t i C S u n a rt i , M S i
d a n D r S e t y o P u r w a n t o , M E n g s e b a g a i a n g g o t a k o m i s i p e m b im b i n g y a n g
t e l a h b a n y a k m e m b e ri s a r a n , m a s u k a n , a ra h a n d a n b i m b i n g a n s e l a m a
p e n e l it i a n s a m p a i p e n u l is a n d i s e r t a s i s e h i n g g a p e n u l is d a p a t m e n y e l e s a i k a n
p e n e l it i a n d a n p e n y u s u n a n d i s e r ta s i i n i d e n g a n s e b a i k - b a i k n y a .
Y t h . B a p a k D r E n g A g u s H a r y o n o d a n D r . N a n i k P u r w a n t i y a n g b e rt i n d a k
s e b a g a i p e n g u ji l u a r k o m i s i b a i k d a la m u ji a n t e r t u t u p m a u p u n s i d a n g
p r o m o s i y a n g t e l a h m e m b e ri k a n m a s u k a n m a u p u n s a r a n n y a .
K e p a d a R e k t o r U n i v e r s it a s M a t a r a m d a n D e k a n F A T E P A y a n g
m e m b e r i k a n i j i n u n t u k m e n e m p u h p e r k u l ia h a n p a s c a s a r ja n a d i I P B .
Y t h . B a p a k D r I r D a h r u l S y a h , M S c A g r , s e l a k u D e k a n P a s c a s a rj a n a ; B a p a k
P ro f D r Ir K u d a n g B o ro S em in ar, M S c , sela k u D e k a n F a k ulta s T e k n olo gi
P e rta n ian .
Y t h . D r I r W a w a n H e r m a w a n M S i s e l a k u K e t u a P r o g r a m S t u d i S 3 Il m u
K e t e k n i k a n P e r t a n i a n y a n g s e la l u m e m b e r i k a n s e m a n g a t d a l a m p e r k u l i a h a n
m a u p u n p e n y e le s a i a n d i s e r t a s i . D i r e k t o r a t J e n d r a l P e n d i d i k a n T i n g g i a t a s
d u k u n g a n b e a sisw a B P P S se lam a m e ne m p u h p e n did ik a n .
P r o f B r u c e A W e l t , s e la k u s u p e r v is o r d a la m p e n e li ti a n y a n g m e m b a n tu
m e m b e r i k a n k e s e m p a t a n p e n e l it i a n d i F l o r i d a d a n m e m b a n t u d a l a m
m e n u l is a r t i k e l i n t e r n a s i o n a l .
T e m a n -tem a n seja w a t pro g ram D o k to r a n g ka ta n 2 0 1 1 ya n g tela h b erb a g ai
k e s e d i h a n d a n k e g e m b i r a a n u n t u k m e n ja d i k a n k it a d a l a m s a t u i k a t a n
p e rsa u d a raa n .
Y t h . I s t r i te r c i n t a y a n g s e l a l u m e m b e r i k a n s e g a l a k e s a b a r a n n y a ,
m e n d a m p i n g i , d o r o n g a n n y a d a n p e n g o r b a n a n n y a u n t u k c i t a - c it a s u a m i .
P ih a k -p ih a k lain y a n g tida k b ias sa y a se b utk a n satu p ersa tu y a n g te lah
m e n d u k u n g d a n m e m b a n t u p e n u l is m e n y e l e s a i k a n p e n d i d i k a n S 3 d i I P B .
S e m o g a A l la h S W T m e m b e r i k a n
k e ik la san n y a k e p a d a p e n ulis.

ra hm a tN y a

a ta s

k e b aik a n

d an

B o g o r, A g u stu s2 0 1 6
K u rn ia w a n Y u n ia rto

D A F T A R IS I
P E R N Y A T A A N M E N G E N A I D IS E R T A S I D A N S U M B E R IN F O R M A S I
S E R T A P E L IM P A H A N H A K C IP T A

iii

R IN G K A S A N

iv

SUM M ARY

vi

PRAK ATA

xi

D A F T A R IS I

x ii

DAFT AR T ABEL

x iv

DAFT AR G AM BA R

x iv

D A F T A R L A M P IR A N
1 PEND AH ULU AN
L a ta r B e la k a n g
P e ru m u sa n M a sa la h
K e r a n g k a P e n e l it i a n
T u j u a n P e n e l it i a n
N o v e lty

xv
1
1
3
4
5
5

2 T IN JA U A N P U S T A K A
P o l y l a c ti c A c i d
P o ly e th yle n e G ly c o l
N a t r i u m M o n t m o r il l o n i t e ( N a M M T )
P l a s ti s a s i P L A - P E G
K o m p o s i t F il m K e m a s a n d e n g a n P e n g i s i N a M M T
K e m a sa n A k tif P e na n g k a p O k sig e n (B H T )

7
7
8
8
9
10
11

3 M ETODE UM UM
W a k t u d a n T e m p a t P e n e li ti a n
B a h a n d a n A la t
T a h a p a n P e n e l it i a n

13
13
13
13

4 F IL M P L A T E R P L A S T IS A S I P E G 4 0 0
R e o l o g i F i lm P L A M u r n i
P e r u b a h a n K i m i a , F i s i k , M o r f o l o g i , S t r u k t u r d a n K r is t a l it a s P L A
T e r p l a s ti s a s i P E G 4 0 0
D a y a H a la n g O k s ig e n P L A M u rn i d a n P L A T e rp la stis as i P E G 4 0 0

22
22
25
36

5 K O M P O S IT F IL M P L A T E R P L A S T IS A S I - N aM M T
40
M o r f o l o g i , S t r u k t u r d a n K r i s ta l i n i t a s K o m p o s it F il m P L A T e r p l a s t i s a s iN aM M T
40
D i n a m i k a S if a t P a n a s d a n H u b u n g a n n y a d e n g a n M o r f o l o g i S tr u k t u r M a t r i k
K o m p o s i t F il m P L A T e r p l a s ti s a s i - N a M M T
45
D a y a H a l a n g O k s i g e n K o m p o s it F i lm P L A T e r p l a s t i s a s i - N a M M T
50

6 K E M A S A N A K T IF P E N A N G K A P O K S IG E N
A k t i v i t a s A n t ir a d i k a l F i lm A k t if K o m p o s it P L A
P e r m e a b i l it a s O k s i g e n F i lm K o m p o s it K e m a s a n A k t i f P L A - B H T

56
56
60

7 PEM BAH ASA N UM UM
F ilm P L A -P E G 4 0 0
F ilm K o m p o sit P L A -P E G 4 0 0 -N a M M T
K e m a s a n A k tif P e na n g k a p O k s ig e n K o m p o sit P L A -B H T

65
65
68
69

8 S IM P U L A N D A N S A R A N
S im p u la n
S aran

72
72
73

DAFT AR PUSTA KA

74

L A M P IR A N

80

DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7

N i l a i p a r a m e t e r d i f r a k s i f i lm P L T a b e l 4 . 2 A t e r p l a s t i s a s i
N i l a i s if a t p a n a s m a t r i k f il m P L A d a n f i l m P L A t e r p l a s t is a s i
PEG 400.
B a n d A s s i g n m e n ts F T I R M M T / C l o is it e N a +
N i l a i K a r a k e t e r i s t i k p a n a s m a t r i k k o m p o s it P L A - P E G 4 0 0 5 % MMT
P e r u b a h a n n il a i j a l u r l i k u k o m p o s it f i lm P L A - P E G 4 0 0 5 % - M M T
P e r u b a h a n n il a i p e r m e a b i li t a s m a tr i k f i lm P L A d a n k o m p o s it .
N i l a i d a y a h a l a n g o k s i g e n ( O T R ) f il m P L A d a n P L A t e r p l a s t is a s i

33
35
44
47
53
53
67

DAFTAR G AM BAR
1
2
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22
23

P ro s e s p ro d u k si P L A d a ri a s am la kta t
M e k a n ism e o k s ida s i B H T m e lalu i d o n or h id ro ge n
S k e m a u m u m t a h a p a n p e n e l it ia n
B a g a n a l i r p e n e li t ia n t a h a p p e n e n t u a n k e c e p a t a n p e n g a d u k a n d a n
v o l u m e l a r u t a n f i lm p e m b u a ta n m a t r i k f i lm P L A m e n g g u n a k a n
m e t o d e d i r e c t c a s ti n g
B a g a n a l i r p e n e li ti a n t a h a p p e m b u a t a n m a t r i k f i lm P L A
t e r p l a s ti s a s i
B a g a n a l ir p e n e li ti a n t a h a p p e m b u a t a n m a t r i k k o m p o s i t f il m P L A
t e r p l a s ti s a s i
B a g a n a l ir p e n e l it i a n t a h a p p e n g u ji a n a k t i it a s a n ti r a d i k a l d a n
p e r m e a b i li t a s o k s i g e n f i lm a k ti f p e n a n g k a p o k s i g e n .
N i l a i k e k e n t a l a n l a r u t a n f i lm P L A f u n g s i k e c e p a t a n p e n g a d u k a n
N i l a i k e t e b a l a n d a n a s p e k r a s i o l a r u t a n f il m P L A
S p e k t r a m a t r i k f i l m P L A d a n P L A t e r p la s ti s a s i
S p e k t r a m a t r i k f i l m P L A d a n P L A t e r p la s ti s a s i
S p e k t r a m a t r i k f i l m P L A d a n P L A t e r p la s ti s a s i
C i t r a S E M f i lm P L A m u r n i ( a ) d a n P L A t e r p l a s t i s a s i P E G 4 0 0 ; ( b )
(P L A -P E G 4 0 0 1 % ), (c) (P L A -P E G 4 0 0 5 % ), (d ) (P L A -P E G 4 0 0
1 0 % ).
D i f r a k t o g r a m f i lm P L A m u r n i
D i f r a k s i f il m P L A d a n P L A t e r p l a s t is a s i P E G 4 0 0
T h e rm o g ram P L A m u rn i
N i l a i o x y g e n t r a n s m i s s i o n r a t e ( O T R ) f il m P L A p a d a b e r b a g a i
suhu
P e r m e a b i l it a s f i lm P L A m u r n i d a n P L A t e r p l a s t is a s i P E G 4 0 0
H u b u n g a n a n t a r a p e r m e a b i li t a s o k s i g e n d e n g a n d e r a j a t k r i s t a l i n i t a s
f i lm P L A t e r p l a s ti s a s i P E G 4 0 0 .
M a t r i k p o li m e r f i l m k o m p o s i t P L A - P E G 5 % , ( a ) N a M M T 1 % ; ( b )
N aM M T 3 % d an (c) N aM M T 5% .
D i f r a k t o g r a m k o m p o s it f i l m P L A t e r p l a s t is a s i- N a M M T .
D i f r a k t o g r a m k o m p o s it f i l m P L A p a d a s u d u t p u n c a k u t a m a .
P o l a d i f r a k s i k o m p o s i t f i lm P L A t e r p l a s t is a s i p a d a s u d u t 2 - 1 0 ° .

7
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36
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39

S p e k t r a m a t r i k k o m p o s i t f il m P L A t e r p l a s ti s a s i - N a M M T .
T h e r m o g r a m k o m p o s it f i lm P L A t e r p l a s t i s a s i d i p e r k u a t , ( a )
N a M M T 1 % ; ( b ) N a M M T 3 % ; (c ) N a M M T 5 %
D e r a j a t k r is t a l i n i t a s d a n s u h u t r a n s i s i g e l a s k o m p o s it f i lm P L A
t e r p l a s ti s a s i - N a M M T .
N i l a i d a y a h a la n g o k s i g e n k o m p o s i t f i lm P L A t e r p l a s t i s a s iN aM M T
P e n g h i t u n g a n l a j u p e r m e a b i li ta s o k s i g e n k o m p o s i t f i lm s e b a g a i
f u n g s i s u h u d a n k o n s e n tr a s i N a M M T .
P e r s a m a a n A r r h e n i u s p e r m e a b il it a s k o m p o s it f il m
PLA
t e r p l a s ti s a s i - N a M M T
P e n g a r u h k o n s e n tr a s i N a M M T t e r h a d a p p e r u b a h a n d e r a j a t
k r i s ta l i n i t a s d a n p e r m e a b il it a s o k s i g e n k o m p o s it f il m
P e n g a r u h k o n s e n tr a s i B H T t e r h a d a p a k t i v i t a s a n ti r a d i k a l f il m a k t if
PLA
P e n e n t u a n p e r s a m a a n k o n s t a n ta s u s u t k e m a m p u a n a k t i v i t a s
a n t i r a d i k a l f il m a k t if P L A - B H T
D i f r a k t o g r a m f i lm k o m p o s i t a k t if P L A - B H T
P e n g a r u h B H T t e r h a d a p p e r m e a b i li t a s f il m a k t i f p a d a b e r b a g a i
suhu
L a j u p e r m e a b i li t a s o k s i g e n f il m a k t if P L A - B H T
H u b u n g a n a k t i v i ta s a n ti r a d i k a l te r h a d a p p e r m e a b i li t a s o k s i g e n f i lm
a k tif P L A -B H T
S p e k tra F T IR P L A -P E G 4 0 0
A k t i v i t a s a n ti r a d i k a l f i lm k e m a s a n a k t i f
P e r m e a b i l it a s o k s i g e n f i l m k e m a s a n a k t if d e n g a n d a n t a n p a p e n g i s i
N aM M T

45
47
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65
70
70

D A F T A R L A M P IR A N
1
2
3
4
5

D a t a d i f r a k s i f i lm m e n g g u n a k a n X r a y D i f f r a c t i o n
D a t a s i f a t p a n a s f i lm m e n g g u n a k a n D if f e r e n ti a l S c a n n i n g
C a lo rim e try (D S C )
D a t a d a y a h a l a n g o k s i g e n m e n g g u n a k a n d y n a m i c a c c u m u la t i o n
m e t h o d d a n p e r m e a b i li t a s o k s i g e n
D a t a a k t if it a s a n ti o k s i d a n f il m a k t if
M e to d e a n alisa

81
82
83
86
87

1 PENDAH ULUAN
L a ta r B e la k a n g
P e n g e m a s a n m e r u p a k a n r a n t a i a k h i r d a r i s i s te m p r o d u k s i p a n g a n d a n
m e n j a d i k u n c i b a g i k o m p e t i s i p r o d u k k a r e n a m e m il i k i b e r a g a m f u n g s i b e r u p a :
f u n g s i p e n g a w e t a n , p e r li n d u n g a n f i s i k - m e k a n i s , p r o m o s i , k o m u n i k a s i , k e m u d a h a n
d a n l i n g k u n g a n . B e r d a s a r k a n p e n e ra p a n t e k n o l o g i y a n g d i g u n a k a n , k e m a s a n
t e r b a g i a t a s j e n i s k e m a s a n p a s if d a n k e m a s a n a k ti f . J e n i s k e m a s a n p a s i f b e r ti n d a k
m e m b e r i k a n f u n g s i p e r li n d u n g a n p r o d u k t a n p a m e m b e r i k a n t i n d a k a n b a li k
t e r h a d a p r e s p o n v a ri a b e l y a n g d a p a t m e m b a h a y a k a n p r o d u k s e p e rt i , v a r i a b e l
b i o l o g is , k i m i a , f i s i k , m e k a n is d a n m i k r o b i o l o g i s . S e d a n g k a n , k e m a s a n a k t if
m e r u p a k a n b e n t u k p e n g e m b a n g a n d a r i k e m a s a n p a si f d e n g a n t u j u a n m e m b e ri k a n
r e s p o n u n t u k m e n g o n tr o l v a r i a b e l p e r u s a k m e l a l u i k i n e r j a d a r i b a h a n a k ti f y a n g
d ita m ba h k a n d a lam k e m a sa n .
B e b e r a p a j e n i s k e m a s a n a k ti f y a n g t e l a h d i k e m b a n g k a n d a l a m s i s te m
p e n g e m a sa n a da la h p e n a ng k a p o k sige n , p e n y e ra p ka rb o n d io ksid a , k ele m ba b a n ,
e th y le n e , a rom a , p ele p a s a n k a rb o n dio k s id a , e th a n ol, a ntio k sid a n; p e n g e n d ali s u h u
d a n p e r u b a h a n s u h u ( K e r r y 2 0 0 8 ) . S e d a n g k a n , k h u s u s k e m a s a n a k ti f d e n g a n
t u j u a n m e n a n g k a p a t a u m e n y e r a p o k s i g e n b a n y a k m e n j a d i p e r h a ti a n d a l a m
p e n g e m b a n g a n k e m a s a n a k t if k a r e n a o k s i g e n m e r u p a k a n s a l a h s a t u p e m i c u d a l a m
r e a k s i e n z i m a t is d a n r e s p i r a s i p r o d u k y a n g d i k e m a s .
K e m a s a n a k ti f p e n a n g k a p o k s i g e n d a p a t b e k e r j a u n t u k m e n g e n d a li k a n
k o n s e n tra si o ks ig e n ya n g b e rdifu si m e le w ati ke m a s a n s e hin g g a b erm a nfa a t d a lam
m e n g u r a n g i t e r j a d i n y a k e r u s a k a n p a n g a n , s e p e rt i p e m b e n t u k a n a r o m a k u r a n g
b a ik , p e r u b a h a n w ar n a , s u s u t m u tu d a n k e am a n a n p r o d u k ( S a n je e v 2 0 0 6 ) .U p a y a
p e n c e g a h a n o k s ida s i ba h a n p a n g a n te rk em a s te la h d iujid e n g a n pe n y isip a n
b e r b a g a i b a h a n a n ti o k s i d a n b a i k s i n t e t i s m a u p u n a l a m i k e d a l a m s t r u k t u r f i lm
k e m a s a n s e b a g a i k e m a s a n a n t i o k s i d a n ( H a m i lt o n e t a l . 1 9 9 7 ) .
M e k a n i s m e p e n a n g k a p a n o k s i g e n a t a u a n ti r a d i k a l d i d a la m d e s a i n k e m a s a n
a k tif p e n a n g k a p o k sig e n a d ala h m e lalu i fu n g s i pe m o to ng a n jalu r difu si o k sig e n
d i m a n a s e b e l u m m e l e w a t i f il m k e m a s a n a k a n t e r j a d i d o n o r h i d r o g e n y a n g
d i l a k u k a n o le h b a h a n a n ti o k s i d a n s e b a g a i r e d u k t o r . S a a t i n i , p e m b u a t a n k e m a s a n
a k t i f p e n a n g k a p o k s i g e n d i la k u k a n d e n g a n c a r a m e n y i s i p k a n b a h a n a n ti o k s id a n k e
d a l a m b a h a n p o li m e r k e m a s a n m e la l u i m e t o d e d i r e c t c a s ti n g , m e l t i n g b l e n d e d d a n
c a s t e x t r u d e r . S e d a n g k a n , m e t o d e p e m b u a t a n k e m a s a n a k ti f p e n a n g k a p o k s i g e n
m e n g g u n a k a n m e t o d e d ir e c t c a s ti n g a d a l a h m e t o d e p a li n g s e d e r h a n a .
P e n g e m b a n g a n ri s e t p e r a n c a n g a n k e m a s a n a k t i f p e n a n g k a p o k si g e n
m e n g g u n a k a n m e t o d e d i r e c t c a s t i n g m e l i b a t k a n b e b e r a p a t a h a p a n s e b e l u m d i u ji
k e m a m p u a n n y a d a la m m e n g u r a n g i d i f u s i o k s i g e n . U m u m n y a , t a h a p a n a w a l
d a l a m p e n g e m b a n g a n k e m a s a n a k t if p e n a n g k a p o k s i g e n m e l i b a t k a n p e n e n t u a n
m a t r i k f i lm k e m a s a n d a n b a h a n a n t i o k s i d a n y a n g c o c o k d i g u n a k a n s e b a g a i b a h a n
a k t i f . F a k t o r s e p e r t i k e s a m a a n p o l a r it a s d a l a m p e l a r u t y a n g s a m a m e n j a d i h a l
y a n g s a n g a t p e n ti n g d a l a m p e m b u a t a n k e m a s a n a k ti f m e n g g u n a k a n m e t o d e d i r e c t
c a stin g .
P o l y l a c ti c a c i d ( P L A ) a d a l a h j e n i s b a h a n p la s ti k r a m a h l i n g k u n g a n y a n g
d a p a t d i g u n a k a n s e b a g a i b a h a n p e n g e m b a n g a n k e m a s a n a k ti f p e n a n g k a p o k s i g e n

2

k a r e n a m e m il i k i i s u li n g k u n g a n y a n g b a i k d a n d a y a h a la n g o k s i g e n c u k u p b a g u s .
S e d a n g k a n , k a n d i d a t b a h a n a k t if p e n a n g k a p o k s i g e n j e n i s a n t i o k s i d a n b u t y l a t e d
h y d ro x y tolu e n e (B H T ) c o c o k k are n a tin g k at k ela ruta n y a n g b a ik d i d a lam
k l o r o f o m s e p e r t i h a l n y a P L A . B H T p e r n a h d i t e l i ti m a n f a a t n y a s e b a g a i b a h a n a k t if
u n t u k k e m a s a n h i g h d e n s it y p o l y e t h y le n e ( H D P E ) d i m a n a t e l a h te r b u k ti
m e n i n g k a t k a n u m u r s im p a n o a t m e a l .A k t i v i t a s p e n a n g k a p a n o k s i g e n o l e h B H T
y a n g d i t u n j u k k a n d e n g a n m e n i n g k a t n y a a k t i v i t a s a n t ir a d i k a l d a r i h a s il
p e n g u k u ra n D P P H se lam a p e n yim p a n a n d a p at d a p at m e n c e g a h ke te n gik a n
m i n y a k b a b i p a d a k e m a s a n b e r b a h a n k u li t i k a n - B H T ( J o n g j a r e o n r a k e t a l . 2 0 0 8 ) .
N a m u n , p e m i li h a n P L A s e b a g a i b a h a n m a t r i k k e m a s a n a k t if b u k a n s e s u a t u
y a n g s e d e r h a n a k a r e n a s if a t a l a m i P L A h a r u s d i p e r b a i k i s e p e r t i m o r f o l o g i
s t r u k t u r n y a d i m a n a ju g a a k a n b e r h u b u n g a n d e n g a n k e m a m p u a n n y a d a l a m
m e m p e r b a i k i d a y a h a la n g o k s i g e n . S i f a t d a s a r d a r i P L A y a n g k a k u d a n m u d a h
p a ta h m e m ba ta si d a lam p e n g g u n a a n P L A le b ih lu a s s e hin g g a p e n a m ba h a n b a h a n
p e m l a s t i s k e d a l a m P L A u m u m d il a k u k a n ( K u l i n s k i 2 0 0 5 ; P i ll i n e t a l . 2 0 0 6 ;
T h e l l e n e t a l . 2 0 0 5 ) . B a h a n p e m l a s ti s p o l y e t h y l e n e g l y c o l ( P E G ) m e r u p a k a n s a l a h
s a t u b a h a n p e l a s t is y a n g m e m i li k i k o m p a t i b i li t a s t e r h a d a p P L A u n t u k p e m b u a t a n
P L A t e r p l a s ti s a s i . S e b a g a i b a h a n p e m la s ti s , P E G t e l a h b a n y a k d i l a p o r k a n d a l a m
p e m b u a t a n f il m P L A t e r p l a s ti s a s i u n t u k t u j u a n m e m p e r b a i k i s if a t m e k a n i s ( B y u n
e t a l. 2 0 1 0 ; S e b a stie n e t a l. 2 0 0 6; S u n g s a nit e t a l. 2 0 1 2 ). B a h k a n , p e n a m ba h a n
P E G s e b e s a r 1 6 .6 % t e l a h d i l a p o r k a n m e m b e r i k a n k o m b i n a s i y a n g b a i k u n t u k
m e n d a p a t k a n k e s e i m b a n g a n s i f a t m e k a n i s d a n p e r m e a b i li t a s o k s i g e n ( S e b a s t ie n e t
a l. 2 0 0 6 ).
S e b a g a i b a h a n p e m l a s t is , P E G d e n g a n b e r a t m o l e k u l ti n g g i s a n g a t b a i k
m e m p e r b a i k i s if a t m e k a n i s n a m u n h a s il f i l m P L A t e r p l a s ti s a s i r e n t a n t e r h a d a p
p e m i s a h a n f a s a d a n f i lm y a n g d i h a s i l k a n t i d a k m e r a t a ( M a r ti n e t a l . 2 0 0 1 ) .
P e n g g u n a a n P E G ra n ta i p e n d e k d a pa t dig u n a k a n u n tu k m e n g h in d ari p em isa h a n
f a s a d a n m e n c i p t a k a n m a t r i k f i l m y a n g r a t a ( S u n g s a n i t e t a l . 2 0 1 2 ) . U n t u k it u ,
p e n y i a p a n m a t r i k f i lm P L A t e r p l a s t i s a i d a l a m p e n g e m b a n g a n k e m a s a n a k t if p e r l u
d ira n c a n g d e n g a n m e n g g u n a k a n P E G ra nta i p e n d e k y aitu b e rat m ole k u l 4 0 0
(P E G 4 0 0 ).
K e u n t u n g a n d a r i m a t r i k f il m P L A t e r p l a s t is a s i a d a l a h t e r j a d i n y a m o d if i k a s i
d a r i s if a t h i d r o f o b i k . K e t e r s e d i a a n g u g u s e s t e r P E G y a n g b e r l e b i h d a l a m m a t r i k
P L A t e r p l a st i s a s i a k a n m e n i n g k a t k a n d e r a j a t h i d r o fi l i k n y a ( A u r a s e t a l . 2 0 0 6 ) .
T e n t u n y a , p e r u b a h a n s i fa t P L A t e r p l a st i s a s i P E G 4 0 0 y a n g u t a m a a d a l a h
d a m p a k n y a t e r h a d a p k e m a m p u a n m e n g h a la n g i o k s i g e n a ta u f u n g s i b a r r ie r .
M e s k i p u n d a l a m t a h a p p e m b u a t a n m a t r i k f i lm P L A t e r p l a s t i s a s i j u g a d a p a t
d i j e la s k a n p e r u b a h a n s if a t l a i n s e c a r a n o n m e k a n i s s e p e r ti s if a t p a n a s , m o r f o l o g i ,
i k a t a n k im i a w i d a n k r i s t a li n it a s n a m u n j u g a d i o b s e r v a s i t e r h a d a p d u k u n g a n n y a
t e r h a d a p s if a t u ta m a s e b a g a i f u n g s i p e n g h a l a n g o k s i g e n . A d a p u n , m a t r i k f i lm P L A
t e r p l a s ti s a s i o l e h P E G 4 0 0 d e n g a n k e m a m p u a n d a y a h a l a n g o k s i g e n y a n g p a l i n g
b a i k d a p a t d i p i li h s e b a g a i b a h a n d a l a m p e n g e m b a n g a n r a n c a n g a n k e m a s a n a k t if
p e n a n g k a p o k sig e n .
L e b ih la nju t, p e n in g k ata n k em a m p ua n d a y a h a la n g o k sig e n P L A
t e r p l a s ti s a s i j u g a d a p a t d i l a k u k a n l e b i h j a u h d a l a m b e n t u k k o m p o s it s e b e l u m
t a h a p a n a k h i r d a l a m b e n t u k k e m a s a n a k t i f p e n a n g k a p o k si g e n . M a t ri k fi l m P L A
t e r p l a s ti s a s i m e m i li k i s if a t h i d r o f il i k y a n g l e b i h b a i k d i b a n d i n g k a n d e n g a n P L A
m u r n i ( A u r a s e t a l . 2 0 1 0 ) . R a n c a n g a n k o m p o s it f il m P L A d e n g a n m e n a m b a h k a n

3

b a h a n p e n g i s i j e n i s c l a y s e p e r ti n a t r i u m m o n t m o r i ll o n it e ( N a M M T ) k e d a l a m f i lm
P L A t e r p l a s t is a s i m e m u n g k i n k a n l e b i h k o m p a t i b e l k a r e n a s i f a t a l a m i
N a M M T m e m il i k i s i f a t h i d r o f i l i k . K e b e r a d a a n i o n N a + d i d a l a m m o n t m o r i ll o n it e
( M M T ) s a n g a t m e m u n g k i n k a n te r j a d i n y a p e m b e n t u k a n i k a t a n s i l a n g d e n g a n
p o lim er P L A s e h in g g a m e m u n g kin k a n a d a n y a p eru b a h a n m orfo lo gi stru k tur
m a t r i k f il m P L A . M o r f o l o g i s t r u k t u r f i lm k o m p o s i t d e n g a n a d a n y a b a h a n p e n g i s i
d a p a t m e n c i p ta k a n s i s t e m d is p e r s i y a n g a k a n m e m p e r b a i k i p o r i- p o r i b i o p l a s ti k
( M a h a li k , 2 0 1 0 ) .
F u n g s i p e n g i s i N a M M T d a l a m s is t e m k o m p o s it P L A m e m b e r i k a n p e n g a r u h
t e r h a d a p p e n i n g k a t a n a s p e k r a s i o f il m k e m a s a n . H u b u n g a n a s p e k r a s i o y a n g
m e n i n g k a t b e r k a it a n d e n g a n a d a n y a p e r u b a h a n m o r f o l o g i s t r u k t u r s e p e r t i a d a n y a
j a l u r li k u y a n g b e r p e r a n d a l a m m e n i n g k a t k a n p a n j a n g l i n ta s a n o k s i g e n d a l a m
b e r d i f u s i s e h i n g g a k e m a m p u a n d a y a h a la n g o k s i g e n a k a n le b i h b a i k . L a j u d i f u s i
o k sig e n y a n g terh a m b at ole h N a M M T a k a n m e m u n g kin k a n B H T m e nja d i le bih
b a i k d a l a m m e n j a l a n k a n f u n g s i n y a s e b a g a i r e d u k t o r (m e n a n g k a p o k s i g e n ) y a n g
s e d a n g b e r d if u s i .
S e b e l u m n y a , p e n e li ti a n t e r k a i t d e n g a n k e m a s a n a k ti f p e n a n g k a p o k s i g e n
d i m a n a m a t r i k k e m a s a n f i lm m e n g g u n a k a n P L A t e l a h d i l a k u k a n m e n g g u n a k a n
m e t o d e c a s t e x t r u d e r . B e b e r a p a p e n e l it i a n t e r k a it d e n g a n p e n g e m b a n g a n k e m a s a n
a d a l a h a k t i v i t a s a n ti r a d i k a l , s i f a t p a n a s d a n p e r m e a b i li t a s o k s i g e n f il m a k ti f P L A B H T - t o c o p h e r o l ( B y u n e t a l . 2 0 1 0 ) , a k t i v i t a s a n t ir a d i k a l P L A - B H T d a l a m
b e r b a g a i s u h u p e n y im p a n a n ( H e b e r t o e t a l . 2 0 1 1 ) , r a n c a n g a n f il m P L A - B H T
t e r h a d a p p e r m e a b il i ta s u a p a ir d a n o k s i g e n ( O r ti z - V a s q u e s e t a l . 2 0 1 1 ) d a n s i f a t
p a n a s , p e r m e a b il i ta s u a p a i r d a n g a s ( J a m s h i h i d a n e t a l . 2 0 1 2 ) .
H a l y a n g m e m b e d a k a n p e n e l i ti a n i n i d a r i p e n e l it i a n s e b e l u m n y a a d a l a h
p e n g e m b a n g