PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PLASTIK RAMAH LINGKUNGAN DARI CAMPURAN KITOSAN POLI ASAM LAKTAT
ABSTRAK
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PLASTIK RAMAH
LINGKUNGAN DARI CAMPURAN KITOSAN
POLI ASAM LAKTAT
Oleh
Tri Damayanti Q
Penelitian ini menggunakan kitosan sebagai polimer alam dan poli asam laktat
(PAL) sebagai polimer sintetik.Kitosan dan PAL tidak homogen sehingga terjadi
pemisahan pada saat pencampuran. Untuk memperbaiki kompatibilitas kedua
bahan digunakan gliserol sebagai plastisizer. Karakterisasi film plastik dengan
analisis FT-IR, SEM, DSC, dan uji sifat mekanik. Pada analisis IR, spektrum film
plastik campuran kitosan-PAL hanya menunjukkan serapan gugus hidroksil dan
amina dari kitosan sedangkan serapan gugus fungsi karbonil dari PAL tidak
begitu tampak. Pada spektrum IR film plastik campuran dengan tambahan gliserol
memperlihatkan serapan gugus fungsi baik dari kitosan maupun PAL. Pada
analisis SEM, film plastik dengan tambahan gliserol teksturnya lebih menyatu dan
halus. Hal ini berbeda dari hasil SEM film plastik tanpa gliserol yang
menunjukkan adanya partikel-partikel PAL yang tidak larut. Pada analisis DSC,
dari film plastik campuran tanpa gliserol terdeteksi dua titik leleh yaitu pada 37,57
0C dan 133,78 0C yang masing-masing titik leleh tersebut berasal dari kitosan dan
PAL. Pada film plastik campuran dengan tambahan gliserol, juga didapat dua titik
leleh yaitu pada 63,79 0C dan 204,17 0C dimana titik leleh yang pertama
diidentifikasikan sebagai titik leleh dari plastik campuran yang sudah homogen
dan titik leleh kedua berasal dari gliserol yang tidak ikut bereaksi dalam campuran.
Pada uji sifat mekanik plastik, bahan yang ditambah gliserol mengalami
peningkatan kekuatan tarik dan elastisitas dibanding bahan yang dicampur tanpa
adanya gliserol. Kekuatan tarik film plastik campuran kitosan-PAL tanpa gliserol
masing-masing untuk KP1, KP2, KP3 yaitu 180,802 Kg/cm2, 155,556 Kg/cm2,
108,094 Kg/cm2 dan perpanjangan putus (%EB) masing-masing sebesar 10%,
10%, dan 0%. Sedangkan film plastik campuran kitosan-PAL dengan tambahan
gliserol mempunyai kekuatan tarik masing-masing untuk KG1, KPG2, dan KPG3
sebesar 189,845 Kg/cm2, 248,210 Kg/cm2, 141,610 Kg/cm2 dan % EB sebesar
30%, 33,34%, dan 26,67%.
1
V. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan sebagai
berikut :
1.
Pencampuran kitosan dan PAL menghasilkan campuran yang tidak homogen
(tidak kompatibel).
2.
Penambahan gliserol sebagai plasticizer dapat memperbaiki kompatibilitas
campuran kitosan dan PAL.
3.
Perbedaan komposisi konsentrasi kitosan terhadap PAL berpengaruh pada
kekuatan dan kelenturan film plastik yang dihasilkan.
4.
Perbandingan komposisi terbaik untuk campuran kitosan
PAL dengan
tambahan gliserol adalah 1 : 1 .
B. Saran
Dalam penelitian ini penambahan gliserol dapat memperbaiki kompatibilitas
campuran, namun hal ini belum berlangsung dengan baik. Maka dari itu penulis
menyarankan perlu adanya variasi jenis plasticizer yang digunakan sehingga dapat
mengetahui dan memperoleh plasticizer yang paling efektif. Selain itu perlu
dilakukan uji lanjutan mengenai biodegradabilitas film plastik yang dihasilkan.
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dewasa ini kebutuhan manusia akan bahan-bahan plastik terus meningkat. Plastik sendiri
berbahan dasar polimer sintetik yang mempunyai sifat istimewa dibandingkan dengan logam
dalam hal kemudahannya untuk dibentuk dan ketahanannya terhadap korosi dan
mikroorganisme. Namun hal ini menimbulkan masalah bagi lingkungan karena sulit
terdegradasi oleh mikroba di tanah. Data dari Kementrian Lingkungan Hidup Indonesia
menunjukkan bahwa jumlah sampah plastik yang terbuang mencapai 26.500 ton per hari. Data
tersebut juga didukung oleh data dunia yang diperoleh dari Suyatna, 2007. Sampah dunia
ternyata didominasi oleh sampah plastik dengan persentase 32%.
Saat ini pihak industri dan lembaga penelitian sedang berusaha mengembangkan plastik dari
bahan yang bisa didegradasi oleh alam. Pada tahun 1999 produksi plastik biodegradabel hanya
2.500 ton atau 1/10.000 dari total produksi bahan plastik sintetik, Japan Biodegradable Plastic
Society memperkirakan pada 2010, produksi plastik biodegradasi akan mencapai 1.200.000 ton
atau menjadi 1/10 dari total produksi bahan plastik (Pranamuda, 2001).
Konsumsi dunia akan polimer sintetik mencapai sekitar 150 juta ton per tahun. Kebutuhan
Indonesia selama lima tahun terakhir akan polimer sintetik meningkat sampai 8,22 persen.
Secara umum tingkat konsumsi plastik per kapita di Indonesia masih sangat rendah dibandingkan
negara ASEAN (Waluyo dalam Suara Pembaruan, 2009).
Kitosan dari limbah udang merupakan salah satu polimer alam yang paling banyak
dikembangkan saat ini. Kekurangan dari polimer alam yaitu sifat mekaniknya yang lemah.
Maka dari itu perlu dilakukan beberapa perubahan sehingga siap untuk dijadikan sebagai
pengganti bahan sintetik, misalnya dengan mencampurkan polimer alam dan polimer sintetik
(Fangliyan et al, 1990).
Beberapa modifikasi telah dilakukan sejumlah peneliti untuk memperbaiki sifat mekanik dari
plastik yang berbahan dasar kitosan ini diantaranya dengan teknik blending atau mencampurkan
kitosan dengan polimer sintetik seperti polietilena, polistirena, dan lain-lain. Namun cara ini
juga kurang membantu untuk mengatasi masalah, karena campuran ini akan menghasilkan suatu
poliblend yang hanya terdegradasi secara parsial, yakni hanya bagian polimer alamnya saja
(kitosan). Oleh karena itu diperlukan bahan campuran plastik sintetik yang bersifat
biodegradabel pula. Poli asam laktat, polivinil alkohol, polibutilena suksinat, dan poli
kaprolakton adalah contoh polimer sintetik yang memiliki daya biodegradasi yang baik.
Pada penelitian ini, peneliti memilih campuran kitosan - poli asam laktat (PAL). Kitosan yang
digunakan berasal dari kitin udang yang belum dimanfaatkan secara maksimal. Propinsi
Lampung sendiri merupakan salah satu produsen limbah kitin udang dimana di propinsi ini
terdapat perusahaan budidaya udang Dipasena dan juga Bratasena (Krissetiana dalam Suara
Medeka, 2004). Potensi produksi udang di Indonesia dari tahun ke tahun terus meningkat.
Selama ini potensi udang Indonesia rata-rata meningkat sebesar 7,4 % per tahun. Diperkirakan
pada tahun 2010 limbah udang dunia akan mencapai 5 juta ton (Prasetyo, 2004).
PAL lebih aman dibandingkan polimer sintetik lainnya. PAL sering digunakan untuk keperluan
biomedikal (membran) dan sebagai pembungkus makanan. Baik kitosan maupun PAL bersifat
biokompatibel yaitu akan terurai di dalam tubuh tanpa menimbulkan efek yang berbahaya
(Suyatna et al, 2000).
Proses pencampuran dilakukan dengan tekhnik solution-mixing. Sedangkan proses pembuatan
plastiknya dengan tekhnik solution-casting. Karakterisasi yang dilakukan yaitu identifikasi
perubahan gugus fungsional bahan sebelum dan sesudah dicampurkan, analisis morfologi
sampel, uji sifat mekanik, dan uji sifat termal plastik.
B. Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah :
1. Membuat plastik biodegradabel dari campuran kitosan dan PAL.
2. Menentukan sifat mekanik dan sifat termal plastik campuran kitosan - PAL.
3. Karakterisasi plastik campuran kitosan
PAL dengan FTIR, SEM, dan DSC.
C. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai plastik campuran kitosan-poli
asam laktat.
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI PLASTIK RAMAH
LINGKUNGAN DARI CAMPURAN KITOSAN
POLI ASAM LAKTAT
Oleh
Tri Damayanti Q
Penelitian ini menggunakan kitosan sebagai polimer alam dan poli asam laktat
(PAL) sebagai polimer sintetik.Kitosan dan PAL tidak homogen sehingga terjadi
pemisahan pada saat pencampuran. Untuk memperbaiki kompatibilitas kedua
bahan digunakan gliserol sebagai plastisizer. Karakterisasi film plastik dengan
analisis FT-IR, SEM, DSC, dan uji sifat mekanik. Pada analisis IR, spektrum film
plastik campuran kitosan-PAL hanya menunjukkan serapan gugus hidroksil dan
amina dari kitosan sedangkan serapan gugus fungsi karbonil dari PAL tidak
begitu tampak. Pada spektrum IR film plastik campuran dengan tambahan gliserol
memperlihatkan serapan gugus fungsi baik dari kitosan maupun PAL. Pada
analisis SEM, film plastik dengan tambahan gliserol teksturnya lebih menyatu dan
halus. Hal ini berbeda dari hasil SEM film plastik tanpa gliserol yang
menunjukkan adanya partikel-partikel PAL yang tidak larut. Pada analisis DSC,
dari film plastik campuran tanpa gliserol terdeteksi dua titik leleh yaitu pada 37,57
0C dan 133,78 0C yang masing-masing titik leleh tersebut berasal dari kitosan dan
PAL. Pada film plastik campuran dengan tambahan gliserol, juga didapat dua titik
leleh yaitu pada 63,79 0C dan 204,17 0C dimana titik leleh yang pertama
diidentifikasikan sebagai titik leleh dari plastik campuran yang sudah homogen
dan titik leleh kedua berasal dari gliserol yang tidak ikut bereaksi dalam campuran.
Pada uji sifat mekanik plastik, bahan yang ditambah gliserol mengalami
peningkatan kekuatan tarik dan elastisitas dibanding bahan yang dicampur tanpa
adanya gliserol. Kekuatan tarik film plastik campuran kitosan-PAL tanpa gliserol
masing-masing untuk KP1, KP2, KP3 yaitu 180,802 Kg/cm2, 155,556 Kg/cm2,
108,094 Kg/cm2 dan perpanjangan putus (%EB) masing-masing sebesar 10%,
10%, dan 0%. Sedangkan film plastik campuran kitosan-PAL dengan tambahan
gliserol mempunyai kekuatan tarik masing-masing untuk KG1, KPG2, dan KPG3
sebesar 189,845 Kg/cm2, 248,210 Kg/cm2, 141,610 Kg/cm2 dan % EB sebesar
30%, 33,34%, dan 26,67%.
1
V. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan sebagai
berikut :
1.
Pencampuran kitosan dan PAL menghasilkan campuran yang tidak homogen
(tidak kompatibel).
2.
Penambahan gliserol sebagai plasticizer dapat memperbaiki kompatibilitas
campuran kitosan dan PAL.
3.
Perbedaan komposisi konsentrasi kitosan terhadap PAL berpengaruh pada
kekuatan dan kelenturan film plastik yang dihasilkan.
4.
Perbandingan komposisi terbaik untuk campuran kitosan
PAL dengan
tambahan gliserol adalah 1 : 1 .
B. Saran
Dalam penelitian ini penambahan gliserol dapat memperbaiki kompatibilitas
campuran, namun hal ini belum berlangsung dengan baik. Maka dari itu penulis
menyarankan perlu adanya variasi jenis plasticizer yang digunakan sehingga dapat
mengetahui dan memperoleh plasticizer yang paling efektif. Selain itu perlu
dilakukan uji lanjutan mengenai biodegradabilitas film plastik yang dihasilkan.
I.
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dewasa ini kebutuhan manusia akan bahan-bahan plastik terus meningkat. Plastik sendiri
berbahan dasar polimer sintetik yang mempunyai sifat istimewa dibandingkan dengan logam
dalam hal kemudahannya untuk dibentuk dan ketahanannya terhadap korosi dan
mikroorganisme. Namun hal ini menimbulkan masalah bagi lingkungan karena sulit
terdegradasi oleh mikroba di tanah. Data dari Kementrian Lingkungan Hidup Indonesia
menunjukkan bahwa jumlah sampah plastik yang terbuang mencapai 26.500 ton per hari. Data
tersebut juga didukung oleh data dunia yang diperoleh dari Suyatna, 2007. Sampah dunia
ternyata didominasi oleh sampah plastik dengan persentase 32%.
Saat ini pihak industri dan lembaga penelitian sedang berusaha mengembangkan plastik dari
bahan yang bisa didegradasi oleh alam. Pada tahun 1999 produksi plastik biodegradabel hanya
2.500 ton atau 1/10.000 dari total produksi bahan plastik sintetik, Japan Biodegradable Plastic
Society memperkirakan pada 2010, produksi plastik biodegradasi akan mencapai 1.200.000 ton
atau menjadi 1/10 dari total produksi bahan plastik (Pranamuda, 2001).
Konsumsi dunia akan polimer sintetik mencapai sekitar 150 juta ton per tahun. Kebutuhan
Indonesia selama lima tahun terakhir akan polimer sintetik meningkat sampai 8,22 persen.
Secara umum tingkat konsumsi plastik per kapita di Indonesia masih sangat rendah dibandingkan
negara ASEAN (Waluyo dalam Suara Pembaruan, 2009).
Kitosan dari limbah udang merupakan salah satu polimer alam yang paling banyak
dikembangkan saat ini. Kekurangan dari polimer alam yaitu sifat mekaniknya yang lemah.
Maka dari itu perlu dilakukan beberapa perubahan sehingga siap untuk dijadikan sebagai
pengganti bahan sintetik, misalnya dengan mencampurkan polimer alam dan polimer sintetik
(Fangliyan et al, 1990).
Beberapa modifikasi telah dilakukan sejumlah peneliti untuk memperbaiki sifat mekanik dari
plastik yang berbahan dasar kitosan ini diantaranya dengan teknik blending atau mencampurkan
kitosan dengan polimer sintetik seperti polietilena, polistirena, dan lain-lain. Namun cara ini
juga kurang membantu untuk mengatasi masalah, karena campuran ini akan menghasilkan suatu
poliblend yang hanya terdegradasi secara parsial, yakni hanya bagian polimer alamnya saja
(kitosan). Oleh karena itu diperlukan bahan campuran plastik sintetik yang bersifat
biodegradabel pula. Poli asam laktat, polivinil alkohol, polibutilena suksinat, dan poli
kaprolakton adalah contoh polimer sintetik yang memiliki daya biodegradasi yang baik.
Pada penelitian ini, peneliti memilih campuran kitosan - poli asam laktat (PAL). Kitosan yang
digunakan berasal dari kitin udang yang belum dimanfaatkan secara maksimal. Propinsi
Lampung sendiri merupakan salah satu produsen limbah kitin udang dimana di propinsi ini
terdapat perusahaan budidaya udang Dipasena dan juga Bratasena (Krissetiana dalam Suara
Medeka, 2004). Potensi produksi udang di Indonesia dari tahun ke tahun terus meningkat.
Selama ini potensi udang Indonesia rata-rata meningkat sebesar 7,4 % per tahun. Diperkirakan
pada tahun 2010 limbah udang dunia akan mencapai 5 juta ton (Prasetyo, 2004).
PAL lebih aman dibandingkan polimer sintetik lainnya. PAL sering digunakan untuk keperluan
biomedikal (membran) dan sebagai pembungkus makanan. Baik kitosan maupun PAL bersifat
biokompatibel yaitu akan terurai di dalam tubuh tanpa menimbulkan efek yang berbahaya
(Suyatna et al, 2000).
Proses pencampuran dilakukan dengan tekhnik solution-mixing. Sedangkan proses pembuatan
plastiknya dengan tekhnik solution-casting. Karakterisasi yang dilakukan yaitu identifikasi
perubahan gugus fungsional bahan sebelum dan sesudah dicampurkan, analisis morfologi
sampel, uji sifat mekanik, dan uji sifat termal plastik.
B. Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah :
1. Membuat plastik biodegradabel dari campuran kitosan dan PAL.
2. Menentukan sifat mekanik dan sifat termal plastik campuran kitosan - PAL.
3. Karakterisasi plastik campuran kitosan
PAL dengan FTIR, SEM, dan DSC.
C. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai plastik campuran kitosan-poli
asam laktat.