11
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 SIFAT MEKANIK PLASTIK
Sifat mekanik plastik yang diteliti terdiri dari kuat tarik dan elongasi. Sifat mekanik diperlukan dalam melindungi produk dari faktor-faktor mekanis, seperti tekanan fisik jatuh dan
gesekan, getaran, serta benturan. Kuat tarik dan elongasi plastik diukur dengan memberikan gaya pada sampel yang diteliti. Sebagai bahan kemasan, plastik harus memiliki kekuatan tarik maupun
perpanjangan putus elongasi yang baik karena hal ini akan berpengaruh pada kekuatan terhadap kontak fisik dengan benda lain sehingga plastik tidak mudah sobek dan lebih tahan lama. Polimer
dengan kekuatan tarik dan perpanjangan putus elongasi yang tinggi tergolong ke dalam jenis polimer yang kuat dan liat. Apabila suatu bahan memiliki kuat tarik yang tinggi namun tidak
diimbangi dengan perpanjangan putus yang tinggi, maka cenderung akan menghasilkan plastik yang mudah patah brittle. Pada lembaran plastik yang dihasilkan, terbentuk orientasi film yang
disebut machine direction MD dan cross-maschine direction CD. MD adalah orientasi rantai molekul yang searah dengan arah mesin, sedangkan CD melintang dengan arah mesin.
4.1.1 Kekuatan Tarik
Kuat tarik merupakan ukuran besarnya beban atau gaya yang dapat ditahan sebelum suatu contoh rusak atau putus. Kekuatan tarik timbul sebagai reaksi dari ikatan polimer antara atom-
atom atau ikatan sekunder antara rantai polimer terhadap gaya luar yang diberikan Van, 1991. Hasil pengujian awal kuat tarik pada plastik biodegradabel adalah 16.75 MPa MD dan 6.35 MPa
CD, plastik HDPE 74.29 MPa MD dan 48.14 MPa CD, serta plastik HDPE perforated 65.21 MPa MD dan 38.71 MPa CD.
Kedua jenis plastik HDPE berada pada rentang nilai yang sama, sedangkan nilai kuat tarik plastik biodegradabel lebih rendah karena adanya campuran pati pada matriks polimernya.
Keberadaan pati pada matriks polimer menyebabkan kekuatan ikatan antar polimernya menjadi lebih lemah. Jika dibandingkan dengan nilai kuat tarik jenis HDPE, plastik biodegradabel
menunjukkan penurunan sekitar 69-71 untuk machine direction dan penurunan 86-89 untuk cross-machine direction. Kekuatan tarik pada orientasi MD menunjukkan hasil yang lebih baik
dibandingkan pada orientasi CD. Hal ini menunjukkan orientasi mesin sangat mempengaruhi sifat mekanik plastik yang dihasilkan. Orientasi searah mesin akan meningkatkan sifat mekanik plastik
yang mengakibatkan plastik tidak mudah patah. Pengaruh suhu penyimpanan terhadap kuat tarik plastik retail pada orientasi MD dan CD
ditampilkan pada Gambar 6. Selama 30 hari waktu penyimpanan, nilai kuat tarik plastik biodegradabel tidak menunjukkan perubahan yang signifikan baik pada orientasi MD maupun CD.
Nilai kuat tarik yang ditemukan cenderung konstan, dengan nilai slope yang sangat kecil. Hal ini menunjukkan penyimpanan pada berbagai suhu tidak mempengaruhi nilai kuat tarik plastik
biodegradabel. Kondisi ini berbeda pada penyimpanan plastik HDPE dan plastik HDPE perforated. Kedua plastik ini menunjukkan perubahan kekuatan tariknya pada semua suhu. Pada
plastik HDPE perforated, penurunan kekuatan tarik paling besar ditemukan pada penyimpanan suhu rendah. Kondisi ini ditunjukkan dengan nilai slope negatif terbesar pada suhu 3-7
o
C yaitu -0.630MD dan -0.282CD serta pada suhu -10--6
o
C dengan nilai slope -0.737MD dan -0.199CD. Kondisi serupa juga ditunjukkan pada pengamatan plastik HDPE. Pada suhu 3-7
o
C
12 menunjukkan nilai slope -0.331MD dan -0.219CD serta pada suhu -10--6
o
C dengan nilai slope -0.323MD dan -0.277CD.
Machine Direction Cross-machine Direction
Plastik biodegradabel
HDPE
HDPE perforated
Keterangan : Suhu 24-28
o
C Suhu 3-7
o
C Suhu -10--6
o
C
Gambar 6. Grafik pengaruh suhu penyimpanan terhadap kuat tarik plastik retail Penyimpanan pada suhu rendah menghasilkan penurunan nilai kuat tarik yang sangat besar
pada orientasi MD. Penurunan nilai kuat tarik plastik HDPE perforated pada orientasi MD terlihat lebih besar jika dibandingkan dengan orientasi CD. Hal ini menunjukkan kerapatan antarmolekul
y = 0.058x + 15.86 y = -0.045x + 17.37
y = 0.021x + 16.66
10 20
30 40
50 60
70 80
5 10
15 20
25 30
Ku a
t ta
r ik
M Pa
Hari ke
y = -0.018x + 4.467 y = -0.007x + 4.662
y = -0.030x + 4.974
10 20
30 40
50 60
70 80
5 10
15 20
25 30
Ku a
t ta
r ik
M Pa
Hari ke
y = -0.192x + 59.83 y = -0.331x + 62.31
y = -0.323x + 63.06
10 20
30 40
50 60
70 80
5 10
15 20
25 30
Ku a
t ta
r ik
M Pa
Hari ke
y = -0.101x + 36.99 y = -0.219x + 37.76
y = -0.277x + 39.74
10 20
30 40
50 60
70 80
5 10
15 20
25 30
Ku a
t ta
r ik
M Pa
Hari ke
y = -0.471x + 61.73 y = -0.630x + 62.13
y = -0.737x + 61.91
10 20
30 40
50 60
70 80
5 10
15 20
25 30
Ku a
t ta
r ik
M Pa
Hari ke
y = -0.157x + 37.95 y = -0.282x + 38.65
y = -0.199x + 37.16
10 20
30 40
50 60
70 80
5 10
15 20
25 30
Ku a
t ta
r ik
M Pa
Hari ke
13 polietilen pada HDPE perforated lebih renggang pada orientasi MD yang menyebabkan plastik
mudah putus atau robek jika terjadi kerusakan mekanis pada orientasi tersebut. Penurunan nilai kuat tarik plastik HDPE memiliki pola yang sama seperti yang ditemukan
pada plastik HDPE perforated, yaitu mengalami penurunan nilai kuat tarik pada suhu 3-7
o
C, dan suhu -10--6
o
C. Namun penurunan nilai kuat tarik plastik HDPE tidak terlalu besar, artinya plastik HDPE memiliki kemampuan yang lebih baik dalam mempertahankan sifat kuat tarik pada
penyimpanan suhu rendah dibandingkan dengan plastik HDPE perforated. Penurunan sifat mekanik plastik dapat dipengaruhi ikatan sekunder yaitu ikatan non
kovalen molekul plastik dengan molekul penyusun lainnya. Perubahan suhu yang berulang akan mempengaruhi ikatan sekunder yang mengikat molekul polietilen dengan molekul bahan aditif
seperti molekul pati dan plasticizer. Jika suhu naik maka ikatan tersebut akan mengembang muai dan sebaliknya ketika suhu turun akan terjadi penyusutan. Perubahan suhu dapat terjadi karena
adanya kontak antara suhu lingkungan dengan suhu penyimpanan. Kondisi susut-muai ini akan lebih mudah untuk menghancurkan ikatan sekunder yang mengakibatkan plastik lebih mudah
putus.
4.1.2 Elongasi Perpanjangan Putus
Kategori