meleleh akibat pemanasan, udara yang terperangkap akan semakin mudah bergerak. Udara yang terperangkap memiliki ruang gerak yang cukup besar, maka
lelehan TPSHDPE akan semakin mudah mengalir sehingga nilai kecepatan alirnya meningkat.
Gambar 4.23 Pengaruh perbandingan TPSHDPE dan konsentrasi MA terhadap nilai kecepatan alir g10 menit bioplastik
Penambahan kosentrasi MA pada compatibilizer cenderung berdampak negatif terhadap nilai kecepatan alir. Meningkatnya derajat grafting menyebabkan
banyaknya ikatan yang terbentuk antara TPS dan LLDPE, sehingga berat molekul meningkat yang berakibat menurunnya kecepatan alir matriks polimer saat
dilelehkan. Selain itu, menurunnya nilai kecepatan alir disebakan karena terdispersinya TPS ke dalam matriks polimer dengan meningkatnya konsentrasi
MA. Nam et al., 2010 menyatakan bahwa telah terjadi penurunan kecepatan alir disebabkan karena meningkatnya konsentrasi maleat anhidrat. Machado dan
Covos 2000 juga telah melaporkan bahwa MA pada compatibilizer sangat berperan dalam memodifikasi struktur polietilen.
Pada bioplastik TPSLLDPE, nilai kecepatan alir berkorelasi dengan nilai densitas. Terlihat pada Gambar 4.24, semakin meningkat nilai densitas semakin
menurun nilai kecepatan alirnya. Meningkatnya kerapatan struktur polimer menyebabkan meningkatnya viskositas sehingga kecepatan alirnya semakin
lambat. Bertambahnya partikelfiller menyebabkan densitas komposit meningkat, namun nilai kecepatan alir menjadi menurun.
-5 5
10 15
20 25
0100 2080
3070 4060
K e
ce p
a ta
n a
li r
g 10
m e
n it
Perbandingan konsentrasi TPSHDPE
Konsentrasi MA 2,5 DG 0,51 Konsentrasi MA 7,5 DG 3,21
Konsentrasi MA ,5 DG 4,13
Gambar 4.24 Grafik hubungan nilai densitas gcm
3
dan kecepatan alir g10 menit bioplastik TPSLLDPE
4.4.5. Sifat termal bioplastik
Melting temperature atau titik leleh adalah temperatur yang mengindikasikan material mulai mengelami perubahanperpindahan dari fase
semi kristalin ke fase amorf. Jika polimer terus dipanaskan, maka bagian semi kristalin menjadi bebas tidak beraturan amorf. Hasil pengujian titik leleh
menggunakan DSC Differential Scanning Calorimeter berkisar antara 122,75- 123,71°C untuk TPSLLDPE Gambar 4.25 dan 130,76-134,36°C untuk
TPSHDPE Gambar 4.26. Penambahan konsentrasi TPS dan compatibilizer tidak berpengaruh
signifikan terhadap titik leleh bioplastik berbahan baku TPSLLDPE Lampiran 5e. Namun pada Gambar 4.25, nilai titik leleh cenderung menurun seiring
meningkatnya konsentrasi TPS, tetapi penurunannya tidak signifikan. Hasil yang sama juga diperoleh Aburto et al. 1997 yang menyatakan bahwa semakin tinggi
konsentrasi pati maka semakin menurun titik leleh. Godbole et al. 2003 menemukan hasil yang sama bahwa peningkatan konsentrasi pati kentang dapat
menurunkan temperatur campuran polimer PHBTPS namun penurunannya tidak berubah signifikan.
y = -0,03x + 0,51 R² = 0,97
y = -0,03x + 0,62 R² = 0,88
y = -0,02x + 0,48 R² = 0,70
0.1 0.2
0.3 0.4
0.5 0.6
0.7 0.8
0.90 0.92
0.94 0.96
0.98 1.00
1.02 1.04
1.06
K ec
ep at
an al
ir g
10 m
en it
Densitas gcm
3
Konsentrasi MA 2,5 DG 0,68 Konsentrasi MA 7,5 DG 6,44
Konsentrasi MA 5 DG 6,96
Gambar 4.25 Pengaruh perbandingan TPSLLDPE dan konsentrasi MA terhadap titik leleh °C bioplastik
Gambar 4.26 Pengaruh perbandingan TPSHDPE dan konsentrasi MA terhadap titik leleh °C bioplastik
Pada bioplastik TPSHDPE, penambahan konsentrasi TPS memberikan pengaruh negatif terhadap nilai titik leleh bioplastik TPSHDPE Lampiran 5f.
Meningkatnya konsentrasi TPS menyebabkan interaksi antara LLDPE dan TPS berkuranglemah sehingga temperatur yang dibutuhkan untuk melelehkan
polimer menjadi menurun. Pushpandass et al. 2010 juga menyatakan hal yang sama bahwa penurunan temperatur leleh pada komposit LDPEpati kemungkinan
disebabkan oleh lemahnya ikatan antara LDPE dan pati. Selain itu, bahan
122 123
124 125
0100 2080
3070 4060
T it
ik le
le h
ºC
Perbandingan konsentrasi TPSLLDPE
Konsentrasi MA 2,5 DG 0,68 Konsentrasi MA 7,5 DG 6,44
Konsentrasi MA 5 DG 6,96
130 131
132 133
134 135
0100 2080
3070 4060
T it
ik le
le h
º C
Perbandingan konsentrasi TPSHDPE
Konsentrasi MA 2,5 DG 0,51 Konsentrasi MA 7,5 DG 3,21
Konsentrasi MA 5 DG 4,13
plasticizer yang terdapat dalam TPS dapat menurunkan titik leleh bioplastik. Pendapat tersebut juga dikemukakan oleh McHugh dan Krochta 1994 yang
menyatakan bahwa plasticizer dapat menurunkan gaya intermolekuler antara rantai polimer dan mengakibatkan menurunnya titik leleh.
Penambahan konsentrasi MA pada compatibilizer LLDPE-g-MAHDPE- g-MA dan peningkatan derajat grafting memberikan pengaruh nyata terhadap
nilai titik leleh bioplastik TPSHDPE atau TPSLLDPE, tetapi pengaruhnya bersifat negatif. Penambahan compatibilizer cenderung menurunkan nilai titik
leleh. MA pada compatibilizer LLDPE-g-MA atau HDPE-g-MA sebagai coupling agent mempunyai berat molekul yang lebih rendah bila dibandingkan dengan
LLDPE atau HDPE. Berat molekul yang rendah dari MA pada compatibilizer LLDPE-g-MA dan HDPE-g-MA dapat meningkat mobilitas rantai polimer,
sehingga temperatur yang dibutuhkan untuk melelehkan suatu polimer lebih rendah. Hal tersebut juga dikemukakan oleh Feng et al. 2001 yang mengatakan
bahwa berat yang rendah dari komposit kopolimer dengan penambahan coupling agent mempunyai titik leleh lebih rendah bila dibandingkan dengan tanpa
penambahan coupling agent.
4.4.6. Sifat mekanik bioplastik 4.4.6.1. Kekuatan tarik
bioplastik
Pengujian sifat mekanik bioplastik sangat penting untuk mengetahui kehomogenan suatu campuran bahan polimer dan untuk mengetahui bahan
campuran yang digunakan dalam pembuatan bioplastik. Nilai rata-rata kekuatan tarik tensile strength, perpanjangan putus elongation dan ketahanan bentur
tensile impact bioplastik dapat dilihat pada Tabel 4.7 dan 4.8. Nilai kekuatan tarik berkisar antara 2,0-26,5 MPa untuk
TPS
LLDPE, sedangkan untuk komposit
TPS
HDPE, nilai kekuatan tarik berkisar antara 1,4- 18,5 MPa. Nilai kekuatan tarik tertinggi didapat pada konsentrasi
TPS
LLDPE 0100 dan konsentrasi MA 5 pada compatibilizer LLDPE-g-MA yaitu sebesar
26,5 MPa, sedangkan nilai terendah diperoleh pada konsentrasi
TPS
LLDPE 4060 dan konsentrasi MA 2,5 pada compatibilizer LLDPE-g-MA yaitu
sebesar 2,0 MPa.
Tabel 4.7 Nilai rata-rata kekuatan tarik, perpanjangan putus dan ketahanan bentur bioplastik pada perbandingan TPSLLDPE dan konsentrasi
MA yang berbeda
TPS LLDPE
Konsentrasi MA
Derajat grafting
Kuat tarik MPa
Perpanjangan putus
Ketahanan bentur
kgf.cmcm
2
0:100 0:100
0:100 2,5
7,5 5,0
0,68 6,44
6,96 24 ± 2
d
26 ± 3
d
26,5 ± 0,9
d
1470 ± 50
b
1765 ± 149
c
1660 ± 200
c
19,9 ± 3,1
bc
51,3 ± 13,1
f
41,7 ± 7,2
ef
20:80 20:80
20:80 2,5
7,5 5,0
0,68 6,44
6,96 9,1 ± 0,4
bc
10,5 ± 0,3
c
10 ± 3
c
69 ± 5
a
122 ± 18
a
94 ± 8
a
14,1 ± 2,8
abc
32,5 ± 7,0
de
22,6 ± 2,5
cd
30:70 30:70
30:70 2,5
7,5 5,0
0,68 6,44
6,96 6,9 ± 0,2
b
10 ± 3
c
9,0 ± 0,8
bc
32 ± 5
a
94 ± 8
a
31 ± 8
a
7,3 ± 3,1
ab
22,6 ± 2,5
cd
15,6 ± 6,8
abc
40:60 40:60
40:60 2,5
7,5 5,0
0,68 6,44
6,96 2,0 ± 0,4
a
2,9 ± 0,5
a
7,1 ± 0,7
b
15.7 ± 1,5
a
23 ± 8
a
153 ± 71
a
2,8 ± 0,1
a
8,6 ± 1,8
ab
15,1 ± 0,4
abc
Keterangan : huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak ada perbedaan pada uji lanjut dengan tingkat kepercayaan 95; ketebalan rata-rata
specimen 450-500 µm
Tabel 4.8 Nilai rata-rata kekuatan tarik, perpanjangan putus dan ketahanan bentur bioplastik pada perbandingan TPSHDPE dan konsentrasi
MA yang berbeda
TPS HDPE
Konsentrasi MA
Derajat grafting
Kuat tarik MPa
Perpanjangan putus
Ketahanan bentur
kgf.cmcm
2
0:100 0:100
0:100 2,5
7,5 5,0
0,51 3,21
4,13 15,4 ± 0,7
defg
16,9 ± 0,4
fg
18,5 ± 0,7
gh
350 ± 100
e
660 ± 20
f
881 ± 9
g
5,3 ± 2, 1
abc
7,8 ± 0,1
bc
17 ± 4,0
d
80:20 80:20
80:20 2,5
7,5 5,0
0,51 3,21
4,13 12,9 ± 1,4
cdefg
14,7 ± 4,3
defg
15,8 ± 0,8
efg
57 ± 20
f
157 ± 16
d
306 ± 9
e
7,8 ± 0,1
bc
9,6 ± 0,3
c
6 ± 0,8
abc
70:30 70:30
70:30 2,5
7,5 5,0
0,51 3,21
4,13 9,1 ± 1,1
cd
2,8 ± 0,9
ab
11,5 ± 0,5
cdef
57 ± 40
ab
26 ± 5
a
107 ± 60
bcd
1,9 ± 1,2
ab
2,0 ± 1,0
ab
7,1 ± 3,0
abc
60:40 60:40
60:40 2,5
7,5 5,0
0,51 3,21
4,13 7,6 ± 2,2
bc
1,4 ± 0,1
a
10,1 ± 0,3
cde
26 ± 7
a
25 ± 16
a
76 ± 34
abc
1,7 ± 0,2
a
4,0 ± 2,4
abc
3,6 ± 1,6
abc
Pk1 Pk2
Pk3 -
- -
- -
- 16,5 ± 1,5
efg
32,1 ± 1,9
i
24 ± 6
h
132 ± 8
cd
150 ± 9
d
93,6 ± 23
bcd
ta ta
ta Keterangan : huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak ada perbedaan
pada uji lanjut dengan tingkat kepercayaan 95; ketebalan rata-rata specimen 450-500 µm
