Peranan Asam Stearat Terhadap Kompatibilitas Poliblen Plastik Bekas Jenis Polipropilena (PP) Dengan Bahan Pengisi Kitin Dan Kitosan

(1)

PERANAN ASAM STEARAT TERHADAP KOMPATIBILITAS

POLIBLEN PLASTIK BEKAS JENIS POLIPROPILENA (PP)

DENGAN BAHAN PENGISI

KITIN DAN KITOSAN

SKRIPSI

FAZA FITRYANI

080822014

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2010

(2)

PERSETUJUAN

Judul : PERANAN ASAM STEARAT

TERHADAP KOMPATIBILITAS POLIBLEN PLASTIK BEKAS JENIS POLIPROPILENA (PP) DENGAN

BAHAN PENGISI KITIN DAN KITOSAN Kategori : SKRIPSI

Nama : FAZA FITRYANI Nomor Induk Mahasiswa : 080822014

Program : SARJANA (S1) KIMIA EKSTENSI

Departemen : KIMIA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU

PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di Medan, Juni 2010

Komisi Pembimbing

Pembimbing 2 Pembimbing 1

Drs. Darwin Yunus Nasution, MS Drs. Amir Hamzah siregar,MSi

NIP 130 936 280 NIP 131 945 358

Diketahui/Disetujui oleh

Departemen kimia FMIPA USU Ketua,

Dr. Rumondang Bulan Nst, MS NIP 195408301985032001

(3)

PERNYATAAN

PERANAN ASAM STEARAT TERHADAP KOMPATIBILITAS POLIBLEN PLASTIK BEKAS JENIS POLIPROPILENA (PP)

DENGAN BAHAN PENGISI KITIN DAN KITOSAN

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juni 2010

FAZA FITRYANI 080822014

(4)

PENGHARGAAN

Puji dan Syukur penulis ucapkan kehadirat ALLAH SWT atas berkah dan rahmatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi ini.

Dengan rasa hormat, penulis mengucapkan terimakasih kepada:

1. Orangtua saya, buat ayahanda Alm.Drs H.Duski Lubis dan Ibunda Dra.Hj.Hamidah yang selalu memotivasi dan mendoakan penulis hingga dapat menyelesaikan skripsi ini.

2. Bapak Drs.Amir Hamzah siregar, M.Si dan bapak Drs. Darwin Yunus Nasution, MS

Selaku pembimbing 1 dan pembimbing 2 yang telah banyak meluangkan waktunya untuk membimbing dan mengarahkan serta memberikan motivasi kepada penulis selama melakukan penelitian hingga penyusunan skripsi ini.

3.Ibu Dra. Yugia Muis,M.Si selaku kepala Laboratorium Kimia Polimer Departemen Kimia FMIPA-USU.

4. Ibu Dr. Rumondang Bulan,MS dan Bapak Drs.Firman Sebayang,Ms selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA-USU

5. Bapak Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA-USU

6. Seluruh Bapak/Ibu staff dosen Departemen Kimia FMIPA-USU yang telah banyak memberikan ilmu selama penulis dalam bangku perkuliahan.

7. Kepada kak zia dan dila,alun,adel yang memberikan dukungan kepada penulis. 9. Kepada Dedy Kurniadi yang memberikan perhatian dan semangat pada penulis.. 10 Teman-teman seperjuangan yang telah membantu penulis.

Dan akhirnya penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang sudah membantu penulis dalam penyelesaian skripsi ini. Semoga Allah memberikan balasan dan limpahan rahmat kepada kita semua.

Medan, Juni 2010

Penulis

(5)

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian mengenai peranan asam stearat terhadap kompatibilitas poliblen plastik bekas jenis polipropilena (PP) dengan menggunakan bahan pengisi kitin dan kitosan. Poliblen baru yang terbentuk sifat-sifatnya dikarakterisasi dengan cara mekanis dan FT-IR. Plastik bekas jenis polipropilena tidak dapat bercampur sempurna dengan menggunakan bahan pengisi kitin dan kitosan, sehingga menghasilkan campuran yang tidak kompatibel, yang disebabkan sifat bahan polimer yang berbeda. Hasil yang paling optimum dari penambahan asam stearat pada matrik plastik bekas jenis polipropilena dengan bahan pengisi kitin diperoleh kekutan tarik sebesar 3.02 kgf/mm2 dan kemuluran 13.0%. Sedangkan pada kitosan diperoleh kekuatan tarik yang optimum 3.18 kgf/mm2 dan kemuluran 14.9%. Hal ini mungkin disebabkan adanya interaksi polar-polar dan interaksi non polar-non polar antara matrik dengan bahan pengisi dengan adanya asam stearat. Sedangkan dari DTA diperoleh suhu transisi glass dari matrik 1700C dari matrik, tidak jauh berbeda dari DTA sesudah penambahan bahan pengisi dan pengkompatibel. Hal ini mungkin disebabkan campuran masih bercampur secara heterogen. Dari hasil analisa gugus fungsi dengan FT-IR pencampuran matrik dengan bahan pengisi kitin dan kitosan dan asam stearat sebagai pengkompatibel terjadi perubahan panjang gelombang.

(6)

THE ROLE OF STEARIC ACID TOWARDS COMPATIBILITY POLIBLEN POLYPROPILENE (PP) WASTE WITH THE MATERIAL

FILLER OF CHITIN AND CHITOSAN

ABSTRACT

The research has been carried out about the role of stearic acid towards compatibility polyblen polypropilena (PP) waste with material filler of chitin and chitosan. Characterization of new poliblen can be mechanic and FT-IR. Polypropilene waste can not be mixed perfecly with filler chitin and chitosan resulting produced incompatible poliblen becaused diffrent characteristic polymer. The optimum risult from the addition steraric acid to matrix PP with filler chitin and chitosan with atensile strenght 3.02 kgf/mm2 and chitosan with atensile strenght 3.18 kgf/mm2. It is because interaction polar-polar and interaction non polar-non polar between matrix and filler with stearic acid. Whereas the obtained DTA transisi glass 170 0C matrix, not diffrent from DTA before the addition filler.This is probably two mixtures were mixed heterogenius. From the result of functional groups analysis with FT-IR to change wavelength.

(7)

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan ii

Pernyataan iii

Penghargaan iv

Abstrak v

Abstract vi

Daftar Isi vii

Daftar Tabel x

Daftar Gambar xi

BAB 1 PENDAHULUAN 1`

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Permasalahan 1

1.3 Pembatasan masalah 3 1.4 Tujuan Penelitian 3 1.5 manfaat Penelitian 3 1.6 Lokasi Penelitian 4 1.7 Metodologi Penelitiam 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 5

2.1 Plastik 5

2.1.1 Thermoplastik 6

2.1.2 Thermoset 6

2.2 Polipropilena (PP) 7

2.3 Bahan Pengisi 8

2.3.1 Kitin 10

2.3.2 Sumber Kitin 10

2.3.3 Karakteristik kitin 10

2.3.4 Kitosan 11

2.3.5 Karakteristik Kitosan 11 2.3.6 Beberapa Manfaat Kitin dan Kitosan 12

(8)

2.4 Asam Stearat 13 2.5 Kompatibilitas Polimer 14

2.6 Ekstrusi 14

2.7 Proses Pembuatan Campuran Polimer 15 2.8 Pengujian Kekuatan Tarik dan Kemuluran 16 2.9 Analisis Spektroskopi Infra Merah 17 2.10 Analisis Termal Diferensial (DTA) 18

BAB 3 BAHAN DAN METODE PENELITIAN 19

3.1 Bahan-bahan yang digunakan 19

3.2 Alat-alat yang digunakan 19

3.3 Metode Penelitian 20

3.3.1 Persiapan Sampel 20 3.3.2 Pembuatan Poliblen 20 3.3.3 Pembuatan Spesimen 21 3.3.4 Penyediaan Spesimen dan Karaktersasi Spesimen 21 3.3.4.1 Analisa Kekuatn Tarik dan Kemuluran 21 3.3.4.2 Analisa Sifat Termal dengan Metode

Differensial Thermal Analysis (DTA) 22 3..3.4.3 Analisa Spektroskopi Infra Merah (FT-IR) 22

3.4 Skema Penelitian 23

3.4.1 Skema Pembuatan Poliblen Plastik Bekas

Polipropilena dengan Bahan Pengisi Kitin 23 3.4.2 Skema Pembuatan Poliblen Plastik Bekas

Polipropilena dengan Bahan Pengisi Kitin

Dan Asam Stearat 24 3.4.3 Skema Pembuatan Poliblen Plastik Bekas

(9)

3.4.4 Skema Pembuatan Poliblen Plastik Bekas Polipropilena dengan Bahan Pengisi Kitosan

Dan Asam Stearat 26 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 27 4.1 Data Hasil Uji Tarik 27 4.2 Analisis Termal dengan Menggunakan Analisis Termal

Deferensial (DTA) 28 4.3 Analisis Spektrum Infra Merah (FT-IR) 29

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 30

5.1 Kesimpulan 30

5.2 Saran 30

DAFTAR PUSTAKA 31

(10)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Sifat- sifat Polipropilena secara umum 8 Tabel 2.2 Pengelompokan Bahan Pengisi 9

Tabel 1 Data Hasil Kekuatan Tarik (σt) dan Kemuluran (ε) Pada Poliblen Plastik Bekas Jenis Polipropilena dan Bahan Pengisi Kitin dengan Menggunakan Asam stearat

Tabel 2 Data Hasil Kekuatan Tarik (σt) dan Kemuluran (ε) Pada Poliblen Plastik Bekas Jenis Polipropilena dan Bahan Pengisi Kitosan dengan Menggunakan Asam stearat.

(11)

DAFTAR GAMBAR

HALAMAN Gambar 2.1 Proses Polimerisasi polipropilena 7 Gambar 3.1 Bentuk Spesimen Uji Tarik dan Kemuluran

ASTM D-638-72 21

Gambar 1 Termogram Analisa DTA Limbah PP

Gambar 2 Termogram Analisa DTA Limbah PP dan Kitin Gambar 3 Termogram Analisa DTA Limbah PP, Kitin

dan Asam Stearat

Gambar 4 Termogram Analisa DTA Limbah PP dan Kitosan Gambar 5 Termogram Analisa DTA Limbah PP, Kitosan

(12)

ABSTRAK

(13)

THE ROLE OF STEARIC ACID TOWARDS COMPATIBILITY POLIBLEN POLYPROPILENE (PP) WASTE WITH THE MATERIAL

FILLER OF CHITIN AND CHITOSAN

ABSTRACT

(14)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Plastik merupakan salah satu bahan polimer yang paling banyak beredar di pasaran dan dikenal oleh masyarakat luas. Kepopuleran plastik dikarenakan plastik merupakan bahan polimer yang murah, kuat, ringan, praktis, mudah diolah dan kedap air. Polipropilena merupakan peringkat kedua yang paling penting secara komersial setelah polietilena. Sifat kelarutan polipropilena sama dengan polietilena yaitu tidak larut pada temperatur kamar. Produk polipropilena lebih tahan terhadap goresan dari pada polietilena. Polipropilena merupakan bahan polimer yang bersifat termoplastik sehingga mudah untuk diproses, memiliki kekuatan tarik dan kekakuan yang baik, ketahanan yang tinggi terhadap pelarut organic ( Cowd,M.A 1991).

Sampah plastik jenis polipropilena mempunyai masalah serius dalam pengolahannya. Jika sampah tersebut tidak ditanggulangi maka akan menimbulkan pencemaran lingkungan.Salah satu upaya untuk mengatasi penumpukan limbah plastik di lingkungan hidup yaitu dengan cara memanfaatkan kembali limbah jenis polipropilena untuk dijadikan produk baru, salah satunya dibuat menambahkan bahan pengisi guna terbentuknya material baru.

Dalam hal lain, kitin dan kitosan digunakan sebagai bahan pengisi matriks polimer, karena ringan dan tersedia dalam jumlah yang banyak.Struktur kitin dan kitosan hampir sama dengan selulosa. Kitosan dapat diperoleh dari deasetilasi kitin. Kitin umumnya banyak dijumpai pada hewan crustaceae dan jamur. Selama ini di Indonesia diketahui limbah udang hanya dimanfaatkan untuk pakan ternak, hidrolisat protein, silase, bahan baku terasi, kerupuk udang.Untuk meningkatkan sifat mekanis plastik bekas, maka ke dalam polimer tersebut ditambahkan bahan pengisi untuk menghasilkan poliblen. Akan tetapi pencampuran tersebut cenderung tidak bercampur secara homogen, karena memiliki kepolaran yang berbeda sehingga menghasilkan polimer yang tidak kompatibel. Peningkatan kompatibilitas campuran poliblen dapat dilakukan dengan penambahan bahan pendispersi misalnya parafin dan minyak

(15)

kacang kedelai yang berfungsi sebagai pelunak dan pembasah pada matriks polimer (Wirjosentono,1997).

Juga telah dilakukan penelitian menggunakan parafin dan asam stearat sebagai pendispersi terhadap kompatibilitas polietilena bekas dengan menggunakan bahan pengisi tongkol jagung dengan menggunakan proses ekstruksi sebagai pencampuran (Angriani, 2009). Dan juga telah dilakukan penelitian pemanfaatan kitosan sebagai serat pengisi plastik polipropilena yang mampu terbiodegradasi dengan menggunakan proses refluks menggunakan xilena sebagai pelarut (Yohannes,1997).

(Amir,1999) telah melakukan penelitian pencampuran PP dengan pulp tandan kosong sawit sebagai pengisi dengan pengkompatibel asam stearat dan parafin yang memperoleh peningkatan sifat mekanisnya dan terjadi interaksi sinargisme.

Berdasarkan uraian di atas maka peneliti mencoba memanfaatkan plastik bekas jenis propilena yang tidak terpakai lagi dengan menggunakan kitin dan kitosan sebagai bahan pengisi untuk menghasilkan poliblen yang kompatibel dengan menggunakan bahan pengkompatibel asam stearat.

(16)

1.2. Perumusan Masalah

1. Apakah campuran plastik bekas jenis polipropilena dengan bahan pengisi kitin dan kitosan mempunyai kompatibilitas yang baik bila ditambahkan dengan asam stearat sebagai bahan pengkompatibelnya?

2. Apakah terjadi interaksi antara plastik polipropilena bekas dengan bahan pengisi kitin dan kitosan jika ditambahkan asam stearat sebagai pengkompatibelnya ?

1.3. Pembatasan Masalah

1. Bahan polimer yang digunakan adalah plastik bekas jenis polipropilena. 2. Bahan pengisi yang digunakan adalah kitin dan kitosan.

3. Bahan pendispersi yang digunakan adalah asam stearat.

1.4. Tujuan Penelitian

1. Sebagai upaya pemanfaatan limbah plastik polipropilena dengan bahan pengisi kitin dan kitosan sebagai bahan campuran komposit.

2. Menghasilkan poliblen yang kompatibel dengan mengetahui sifat-sifatnya. 3. Mengetahui interaksi antara plastik polipropilena bekas dengan bahan pengisi

kitin dan kitosan dengan adanya asam stearat sebagai pengkompatibel. 1.5. Manfaat Penelitian

Diharapkan penelitian ini dapat memberikan suatu informasi baru tentang pemanfaatan campuran antara plastik bekas jenis polipropilena, kitin dan kitosan dengan bahan pengkompatibel asam stearat yang lebih berdaya guna dalam bentuk komposit dan dapat menghasilkan suatu bahan baku plastik yang mempunyai nilai tambah yang digunakan dalam bidang industri.

1.6. Lokasi penelitian

Penelitian ini dilakukan di laboratorium kimia polimer, laboratorium Penelitian Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, laboratorium PTKI, serta laboratorium Bea Cukai Belawan.

(17)

1.7. Metodologi Penelitian

Plastik bekas jenis polipropilena dicampurkan dengan kitin secara ekstrusi dengan menggunakan ekstruder, dimana di dalam ekstrusi ini digunakan asam stearat sebagi pengkompatibelnya. Dan campuran tersebut diekstrusi pada suhu 1700C dan poliblen yang dihasilkan dicetak spesimen dalam lembaran film untuk pengujian selanjutnya. Demikian juga perlakuan dengan bahan pengisi kitosan.

Variabel-Variabel yang digunakan adalah :

1. Variabel Tetap : - Berat plastik bekas PP (gram) - Suhu ekstrusi (oC)

- Berat kitin dan kitosan (gram) 2. Variabel Bebas : - berat asam stearat

3. Variabel Terikat:

1. Data pengukuran nilai kekuatan tarik (σt) dan kemuluran (ε) diperoleh dengan menggunakan seperangkat alat uji tarik dan kemuluran.

2. Data perubahan gugus fungsi diperoleh dengan menggunakan Fourier Transform Infrared ( FT-IR).

3. Data ketahanan termal diperoleh dengan menggunakan differential Thermal Analysis (DTA).

(18)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Plastik

Plastik merupakan suatu bahan yang tidak mudah terkomposisi oleh mikroorganisme pengurai karena sifat khusus yang dimilikinya yaitu suatu polimer rantai panjang sehingga bobot molekulnya tinggi dimana atom-atom penyusunnya saling mengikat satu sama lain. Menurut sifat fisiknya plastik dapat dibagi menjadi 2 golongan yaitu termoplastik dan termoset.

2.1.1. Termoplastik

Dari golongan ini ada 4 bahan komoditas yang terkenal yaitu polietilena(PE), Polietilena tereftalat (PET), polipropilena (PP), polistirena (PS) dan polivinil klorida (PVC). Istilah termoplastik ini menunjukkan bahwa bahan-bahan yang termasuk golongan ini melebur jika dipanaskan dan dapat diproses dengan berbagai teknik pencetakan. Pada kelompok ini, bila bahan dipanaskan akan melunak kemudian mencair sehingga dapat diproseskan sesuai dengan mesin yang digunakan dan akan menghasilkan suatu barang setelah didinginkan. Proses ini dapat dilakukan berulang kali.

2.1.2. Termoset

Dari golongan ini antara lain dikenal amino, resin fenolik, epoksi, poliester dan poliuretan tak jenuh. Bahan-bahan dari golongan ini tidak dapat dilebur.

Sejumlah teknologi telah diterapkan untuk membuat polimer-polimer paduan. Sebagian besar polimer tidak kompatibel karena polimer tersebut memisah menjadi fasa-fasa berlainan dalam campurannya. Paduan-paduan polimer yang homogen lebih baik sifat-sifat atau karakteristik pemrosesannya.

Sebuah komposit ialah senyawa yang terbuat dari dua material yang berbeda yang bila digabungkan, memiliki sifat yang lebih superior dari material asli.Sebagai contoh sebuah komposit akan lebih kuat atau getas dibandingkan dengan individualnya (http://www.forumsains.com/teknologi material komposit)

(19)

Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinaasi dua atau lebih material, dimana sifat mekanik dan material pembentuknya berbeda-beda. Dikarenakan karekteristik pembentuknya berbeda-beda, maka akan dihasilkan material baru yaitu komposit yang mempunyai sifat mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material-material pembentuknya.

Komposit dibentuk dari dua jenis material yang berbeda, yaitu:

1. Penguat (reinforcement), yang mempunyai sifat kurang dapat dibentuk tapi lebih kaku serta lebih kuat.

2. Matrik, umumnya lebih dapat dibentuk tetapi mempunyai kekuatan dan kekakuan yang lebih rendah.

Serat ini bisa disusun secara acak maupun dengan orientasi tertentu bahkan bisa juga dalam bentuk yang lebih kompleks seperti anyaman (http://wikipedia.org/wiki/composite material).

(20)

2.2. Polipropilena

Polipropilena (PP) merupakan peringkat kedua yang paling penting secara komersial setelah polietilena (PE). Sifat kelarutan polipropilena sama dengan polietilena yaitu tidak larut pada temperatur kamar. Produk polipropilena lebih tahan terhadap goresan daripada polietilena. Polipropilena digunakan untuk bagian dalam mesin pencuci, komponen mobil, kursi, tangkai pegangan, kotak, keranjang, pipa, isolator listrik, kemasan,untuk bahan makanan dan barang-barang (Bilmeyer,F.W,1971). Secara umum proses polimerisasi polipropilena dapat ditulis:

H CH3 H CH3 C = C C C

H H H H n

n = unit perulangan

Gambar 2.1 Proses polimerisasi polipropilena

Proses polimerisasi ini akan menghasilkan suatu rantai linear berbentuk A-A-A-A dengan A adalah polipropilena yang merupakan polimer hidrokarbon. Kristalinitas merupakan sifat penting yang terdapat pada polimer yang menunjukkan ikatan antara rantai molekul sehinnga menghasilkan susunan molekul yang lebih teratur. Sifat kristaanilitas yang tinggi menyebabkan regangan yang tinggi, kaku dan khas. Beberapa sifat fisik juga mempengaruhi bentuk spektrum bahan polimer, antara lain sifat geometri rantai dan kristalinitas, bila bahan polimer ditarik kesatu arah maka rantai-rantai molekul akan cenderung terorentasi kesatu tarikan, maka vibrasi ikatan yang tegak lurus kearah tarikan akan lebih dibatasi dan menjadi tidak peka terhadap serapan radiasi (Wirjosentono, 1995).

Pada polipropilena rantai polimer yang terbentuk dapat tersusun membentuk daerah kristalin dan daerah amorf (Cowd, 1991) yang mana atom-atom terikat secara tetrahedral dengan sudut ikatan C – C sebesar 109,50 dan membentuk rantai zig-zag planar tiga dimensi dapat terjadi dalam gugus metil satu sama lain didalam rantai polimernya yaitu struktur isotaktik (Harper .A.C,2002).

(21)

Polipropilena mempunyai konduktivitas panas yang rendah (0,12 w/m), tegangan yang rendah, kekuatan benturan yang tinggi dan ketahanan yang tinggi terhadap pelarut organik, bahan kimia anorganik, non oksidasi dan mempunyai sifat isolator yang baik, akan tetapi polipropilena dapat terdegradasi oleh zat pengoksidasi seperti asam sitrat dan hidrigen peroksida.

Dibuat melalui polimerisasi dari monomernya yakni propilena, merupakan bahan yang keras, tahan terhadap goresan, sehingga dapat digunakan untuk peralatan mesin cuci bagian dalam, komponen mobil (bumper,dashboard), kursi, kotak, keranjang, karung plastik dan pipa. Isolator panas yang baik, sehingga baik digunakan untuk tangkai pegangan (handel), tidak beracun sehingga dapat digunakan untul alat-alat rumah tangga dan mainan anak. Sifatnya yang transparan dan tembus cahaya sehingga baik untuk kemasan makanan dan minuman ( Cowd, 1991).

Tabel 2.1 Sifat-sifat polipropilena secara umum

Sifat mekanik Nilai/satuan Kekuatn tarik (31-34) Mpa Modulus Elastis (1070-1720) Mpa Kekuatan Kompresif (35-38) Mpa Perpanjangan (100-600) % Kekutan fleksfur (41-45) Mpa Kekuatan impak (0,23-0,57)N/cm Titik leleh (160-170) 0C Sumber: Harper .A.C, 2002

2.3 Bahan Pengisi

Bahan pengisi adalah bahan yang digunakan untuk ditambahkan pada bahan polimer untuk ditambahkan pada bahan polimer untuk meningkatkan sifat-sifatnya dan kemampuan pemrosesan atau untuk mengurangi biaya. Bahan pengisi haruslah inert artinya bahan tersebut tidak bereaksi dengan fase matrik (plastik) campuran fisik, sering dilakukan antara resin termoplastik/ karet atau termoplastik/filler (Oliver,1999).

Banyak bahan pengisi anorganik atau organik yang secara sengaja dicampurkan dalam suatu bahan polimer untuk membentuk plastik yang berperan dalam meningkatkan dispersi permukaan matrik polimer serta dapat memperbaiki sifat

(22)

mekanis dari bahan polimer sehingg memiliki sifat-sifat mekanis yang lebih unggul.Pemilihan bahan pengisi yang sesuai dengan matrik bahan polimer menjadi suatu ketentuan yang diharuskan untuk mendapatkan suatu bahan polimer baru yang mempunyai sifat mekanis yang unggul ( Wirjosentono,1996).

Penggunaan bahan pengisi secara luas dapat menghasilkan perubahan berikut dalam sifat-sifat termoplastik suatu matrik polimer antara lain:

1.Bertambahnya densitas

2. Bertambahnya modulus elastisitas, pemadatan dan pengerasan bahan 3. Peningkatan kekuatan kualitas permukaan

4. Berkurangnya penyusutan bahan.

Bahan pengisi yang digunakan dapat dibagi dalam 2 kelompok yaitu organik dan anorganik dan setiap kelompok ini dibagi ke dalam tipe jenis berserat (fibrous) dan tidak berserat (unfibrous).

Tabel 2.2. Pengelompokan bahan pengisi

Tipe Organik Anorganik

Berserat Tepung kayu, kapas, selulosa kayu murni, ampas tebu.

Asbestos, kaca serat.

Tidak berserat Karbon hitam, grafit, serbuk gabus.

Silika, kalsium karbonat, kalsium silikat, mika,

barium sulfat, tanah liat. Sumber : Ritchie,P.D.1972

(23)

2.3.1 Kitin

Kitin merupakan salah satu material organik yang melimpah di alam kedua setelah selulosa yang dihasilkan melalui biosintesis. Kitin termasuk golongan polisakarida yang mempunyai berat molekul yang tinggi dan merupakan molekul polimer berantai

lurus dengan nama lain poli β

-(1-4)-2-asetamida-2-dioksi-d-glukosa(N-asetil-D-glikosamin). Kitin mempunyai rumus molekul (C8H13NO5)n. Adapun struktur kitin adalah

Gambar 2.2. Struktur Polimer Kitin

2.3.2 Sumber Kitin

Kitin banyak terdapat dalam kulit luar hewan seperti crustacea, molusca, dan jamur dari genus mucor, saccharomyces. Sebagian besar kelompol crustacea seperti kepiting, udang dan lobster, merupakan sumber utama kitin komersial. Di dunia kitin yang diproduksi secara komersial 120 ribu ton per tahun. Kitin yang berasal dari kepiting dan udanng 32,5% dan dari jamur 26,7%.

2.3.3 Karakteristik kitin

Kitin menmunyai komposisi 47% C, 6% H, 7% N dan 40% O. Kitin merupakan padatan yang amorf, tidak larut dalam air, asam encer, alkohol dan pelarut-pelarut organik lainnya. Tetapi kitin dapat larut dalam HCl dan H2SO4 pekat, H3PO4 78-97% dan anhidrida asam format ( Sugita,dkk.2009)

(24)

2.3.4. Kitosan

Kitosan dengan rumus molekul (C6H11NO4)n yang dapat diperoleh dari deasetilasi kitin. Kitosan merupakan poli-(2-amino-2-deoksi-β-(1,4)-D-glukopiranosa. Dengan struktur sebagai berikut:

Gambar 2.2. Struktur Polimer Kitosan

Proses deasetilasi kitin dapat dilakukan dengan cara kimiawi atau enzimatik. Ternyata penghilangan gugus asetil kitin meningkatkan kelarutannya, sehingga kitosan lebih banyak digunakan daripada kitin, antara lain di industri kertas, pangan, farmasi, fotografi, kosmetika. Selain itu kitosan juga bersifat nontoksik, biokompatibel,dan biodegradabel sehingga aman digunakan.

2.3.5. Karakteristik kitosan

Kitosan kebanyakan larut pada asam organik. Tidak larut dalam air, alkohol, dan aseton. Dalam asam mineral pekat seperti HCl dan HNO3 pada konsentrasi 0.5- 1,1 % dapat larut.Perkembangan penggunaan kitosan meningkat pada tahun 1940-an terlebih dengan makin diperlukannya bahan alami oleh berbagai industri sekitar tahun 1970-an. Penggunaan kitosan untuk aplikasi khusus seperti farmasi, kesehatan, bidang industri antara lain industri membran, biokimia, bioteknologi, pangan, pengolahan limbah, kosmetik, agroindustri, industri perkayuan, polimer, dan industri kertas (Sugita, dkk, 2009).

(25)

2.3.6. Beberapa Manfaat Kitin dan Kitosan

a. Dalam Bidang Pengobatan

Kitin dan kitosan telah digunakan sebagai bahan baku benang jahitan pada proses pembedahan. Kitin dan kitosan sangat tahan terhadap oksigen sehingga dapat digunakan untuk membuat lensa kontak.

b. Kosmetik

Untuk aplikasi kosmetik pada umumnya sebagai pelarut yang baik adalah asam. Apabila dinetralkan dengan asam maka kitosan menjadi kental bahan ini digunakan sebagai pembalut dan bahan tambahan pada industi kosmetik.

c. Pakan ternak

Kitin dan kitosan yang dimasukkan dalam makanan ternak dapat berfungsi sebagai pemacu pertambahan berat ternak dan pemacu laktose susu. Jepang telah memproduksi makanan biji-bijian yang diperkaya dengan kitin sebagai sumber gizi dan kalsium.

d. Bidang Pertanian

Kitin dan kitosan dipergunakan sebagai bahan pelapis biji-bijian untuk menghindari dari gangguan serangga dan mengurangi kerusakan tanah yang disebabkan oleh hama dan serangga.

e. Polimer

pencangkokan antara kitosan dan polimetilmetakrilat dipergunakan sebagai adsorpsivitas yang lebih baik, baik untuk zat warna sintetik maupun limbah industi tekstil.

f. kertas

Pembuatan kertas dan tekstil oleh kitosan menyebabkan beberapa sifat seperti sulit robek, ketahanan terhadap air, tahan pengkerutan dan sebagainya.

(26)

2.4. Asam Stearat

Asam stearat sering disebut octadecanoic acid C18H36O2 dengan komposisinya C 75.99%, H 12.76%, O 11.25%. Asam stearat banyak diperoleh dari lemak hewan dan lemak nabati. Asam stearat diperoleh dengan memperlakukan lemak hewan dengan air pada tekanan tinggi dan suhu, mengarah pada hidrolisis dari trigliserida. Hal ini juga dapat diperoleh dari hidrogenasi beberapa tak jenuh minyak nabati ( anonim,1976).

Asam lemak adalah asam karboksilat yang gugus alkilnya adalah rantai hidrokarbon, yang mempunyai atom C panjang dan tidak bercabang. Asam lemak merupakan komponen penyusun dari molekul lemak dimana asam lemak tersebut mempunyai jumlah atom C genap termasuk atom C pada karboksil. Asam lemak yang tidak mempunyai ikatan rangkap atom C dengan C adalah lurus, sedangkan asam lemak yang menpunyai ikatan rangkap atom C dengan C agak bengkok (Fessenden,1999). Asam stearat adalah asam lemak jenuh yang terdapat dalam sebagian besar lemak hewani dan minyak nabati dengan titik cair 69,5 °C (Ketaren,S,1986).

Asam stearat merupakan jenis dari asam lemak, yang memiliki rantai karbon 18 dan mengandung gugus karboksil. Asam stearat merupakan asam lemak jenuh karena tidak ada ikatan rangkap antara karbon bertetangga, ini berarti bahwa rantai hidrokarbon fleksibel dan dapat berputar menjadi siklis atau lurus dan menjadi rantai zig-zag yang panjang (Winarno, 1992).

Asam stearat atau asam oktadekanoat adalah asam lemak jenuh yang mudah diperoleh dari lemak hewani serta minyak masak. Wujudnya padat pada suhu ruang, dengan rumus kimia CH3(CH2)16COOH. Kata stearat berasal dari bahasa Yunani stear, yang berarti “ lemak padat “. Asam Stearat diproses dengan memperlakukan lemak hewan dengan air pada suhu dan tekanan tinggi. Asam ini dapat pula diperoleh dari hidrogenasi minyak nabati. Dalam bidang industri asam stearat dipakai sebagai bahan pembuatan lilin, sabun, plastik, kosmetik, dan melunakkan karet. Titik didihnya 3610C (http://id.wikipedia.org/wiki/Asam stearat,1990).

(27)

Penggunaan asam stearat berguna sebagai bahan dalam membuat lilin, plastik, suplemen makanan, pastel minyak dan kosmetik dan untuk melunakkan karet. Ini juga dipergunakan untuk mengeraskan sabun khususnya yang dibuat dari minyak sayur. 2.5. Kompatibilitas Polimer

Kompatibilitas didefenisikan sebagai besaran untuk menjelaskan pencampuran polimer dengan bahan adiktif. Bila suatu bahan pengisi dengan kompatibilitas tinggi terhadap bahan polimer maka menunjukkan terjadinya pencampuran yang sempurna antara kedua bahan yang bercampur. Kompatibilitas suatu campuran polimer akan meningkat oleh zat yang ditambahkan pada proses pengolahan (Wirjosentono, 1997).

Bila sepasang polimer dikatakan secara teknologi kompatibel, itu berarti bahwa campuran bahan polimer tersebut secara teknologi dapat digunakan. Kompatibilitas secara teknologi merupakan beberapa proses yang mempertinggi sifat-sifat campuran agar lebih berguna.

Bila antara bahan adiktif dengan polimer tidak terjadi interaksi, maka akan terjadi campuran koloid yang tidak mantap ( polimer dan pemlastis tidak kompatibel) dan menghasilkan sifat fisik polimer berkualitas rendah. (Wirjosentono,1995).

Jadi, kompatibilitas suatu bahan polimer dengan polimer lain juga dipengaruhi oleh komposisi masing-masing komponen dalam campuran. Untuk mendapatkan bahan dengan kekerasan tertentu rancangan struktur kimia rantai akan sulit dilakukan dan memerlukan biaya yang cukup besar. Untuk itu dalam pengolahan membentuk bahan setengah jadi atau barang jadi, kedalam bahan polimer murni biasanya ditambahkan suatu zat misalnya asam stearat untuk meningkatkan sifat kompatibilitasnya.

2.6. Ekstrusi

Ekstrusi juga banyak pakai untuk pemprosesan plastik. Ini merupakan proses kontiniu mengubah bahan plastik menjadi pipa, batangan, lembaran, film, filamin, pelapisan kabel listrik dan berbagai bentuk propil lainnya.

(28)

Plastik berbentuk butiran atau bubuk dimasukkan lewat corong, didorong ke screw baja. Dialirkan kesepanjang bejana (barel), dipanaskan. Kedalam lekukan screw makin berkurang untuk mendapatkan bahannya. Pada ujung ekstruder lelehan melalui die, menghasilkan ekstrudat dengan bentuk sesuai yang dikehedaki.

Begitu bahan plastik dari die, panas, lunak dan mudah dibentuk. Jadi begitui ekstrudat terbentuk, harus segera diambil dan dijaga bentuk dan ukurannya. Pendinginan dapat dilakukan dengan udara ataupun dengan air (Uric.H,1982).

2.7. Proses Pembuatan Campuran Polimer

Proses pencampuran dalam polimer dikelompokkan menjadi dua jenis yaitu :

1.Blending fisika yaitu terjadi pencampuran secara fisik antara dua jenis polimer atau lebih yang memiliki struktur yang berbeda, tidak membentuk ikatan kovalen antara komponen-komponennya.

2.Blending kimia yaitu menghasilkan kopolimer yang ditandai dengan terjadinya ikatan-ikatan kovalen antara polimer-polimer penyusunnya. Interaksi yang terjadi di dalam poliblen antara ikatan Van Der Walls, ikatan hydrogen atau interaksi dipol-dipol (Wirjosentono,1997).

Pencampuran dilakukan untuk mendapatkan sifat-sifat material yang diinginkan dengan berbagai variasi seperti komposisi bahan, temperatur pencampuran lainnya. Ada tiga jenis poliblen polimer komersial yaitu polimer sintetik dengan polimer sintetik, polimer sintetik dengan polimer alam, polimer alam dengan polimer alam.

Material-material ini dapat meningkatkan kekuatan stabilitas bentuk atau struktur polimer, tahan terhadap abrasi dan material yang stabil terhadap panas. Secara prinsipil pengisi yang dipakai dalam polimer dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu partikulat dan fibrus. Pengisi partikulat biasanya merupakan produk silika. Sedangkan pengi fibrus biasanya selulosa, poliester, akrilat, polivinil alkohol dan karbon.

(29)

2.8. Pengujian kekuatan Tarik dan Kemuluran

Pengujian sifat mekanik bahan polimer sangat penting karena penggunaan bahan polimer sebagai bahan industri sangat bergantung pada sifat mekanisnya. Sifat mekanik polimer merupakan salah satu sifat yang sering digunakan untuk karakteristik suatu bahan polimer. Sifat mekanik merupakan gabungan antara kekuatan yang tinggi dan elastistas yang baik,sifat ini disebabkan oleh adanya dua macam ikatan dalam bahan polimer, yakni ikatan yang kuat antara atom dan interaksi antara rantai polimer yang lemah.

Kekuatan tarik adalah salah satu sifat dasar dari bahan polimer. Kekutan tarik suatu bahan didefenisikan sebagai besarnya beban maksimum (F maks) yang digunakan untuk memutuskan spesimen bahan dibagi dengan luas penampangnya pada keadaan semula.

σ = Fmaks Ao Keterangan :

σ = Kekuatan tarik bahan (Kgf/mm2} Fmaks = Tegangan maksimum (Kgf)

Ao = Luas penampang mula-mula (mm2)

Bila suatu bahan dikenakan bahan tarikan yang disebut tegangan (gaya persatuan luas), maka bahan akan mengalami perpanjangan (regangan). Kenaikan regangan bahan polimer berbanding lurus dengan tegangan. Selain besaran kekuatan

tarik (σ), sifat mekanik bahan juga diamati dari sifat kemulurannya (ε) yang

didefinisikan sebagai pertambahan panjang yang dihasilkan oleh ukuran panjang spesimen akibat gaya yang diberikan.

ε = It Io x 100% Io

Keterangan :

ε = Kemuluran (%)

(30)

It = Panjang spesimen setelah diberi beban (mm)

Besaran kemuluran ini berguna juga untuk mengamati sifat plastis dari bahan polimer (Wirjosentono,1993).

2.9. Analisis Spekstroskopi Infra Merah

Dua variasi instrumental dari spektroskopi infra merah yaitu metode dispersif yang lebih tua, dimana prisma atau kisi dipakai untuk mendispersikan radiasi infra merah, dan metode Frourier Transform (FT) yang lebih akhir, yang menggunakan prinsip interferometri.

Kelebihan-kelebihan dari FT-IR mencakup persyaratan ukuran sampel yang kecil,perkembanagan spektrum yang cepat, dan karena instrumen ini memiliki komputer yang terdedikasi, kemampuan untuk menyimpan dan memanipulasi spektrum (Stevens,2001).

Pada saat ini spektrofotometer infra merah sering digunakan untuk keperluan analisakuantitatif, akan tetap sering juga digunakan untuk analiasa kualitatif dengan spektrofotometer ultra-lembayung dan sinar tampak. Penggunaan spektrofotometer infra merah dimaksudkan untuk analisa yang lebih baik banyak ditujukan untuk identifikasi senyawa organik.

Analisa infra merah menyangkut penentuan gugus fungsi dari molekul yang memberikan regangan pada daerah serapan infra merah. Dimana daerah serapan infra merah terletak antara spektrum elektromagnetik sinar tampak dan spektrum radio yaitu 400-4000 cm-1. Ahli kimia organik pada tahun 1930 secara serius mulai memikirkan spekra infra merah sebagai salah satu yang memungkinkan untuk mengidentifikasikan senyawa mulalui gugus fungsi.

Analisis infra merah memberikan informasi tentang kandungan aditif, panjang rantai, struktur polimer. Di samping itu analisis mengenai bahan polimer yang terdegradasi oksidatif dengan munculnya gugus karbonil dan pembentukan ikatan rangkap rantai polimer. Gugus lain yang menunjukkan terjadinya degradasi oksidatif adalah gugus karbonil dan karboksilat. Umumnya pita serapan polimer pada spektrum infra merah adalah adanya ikatan C-H regangan pada daerah 2880 cm-1 s/d 2900 cm-1 dan regangan dari gugus lain yang mendukung suatu analisa mineral .

2.10. Analisis Termal Deferensial (DTA)

Analisi termal deferensial adalah metode yang digunakan untuk memeriksa pengaruh termal meliputi perubahan sifat fisika dan kimia dalam suatu sampel dimana

(31)

temperaturnya divariasikan sampai terjadi transisi atau reaksi. Hal ini dilengkapi

batasan-batasan proses pemanasan ataupun pendinginan (Cheremisinoff.N.P,1990). Dengan analisis termal deferensial, sampel dan referensi keduanya

dipanaskan oleh sumber pemanasan yang sama, dan dicatat perbedaan temperatur

(ΔT) antara keduanya. Ketika terjadi suatu transisi dalam suatu sampel tersebut,

misalnya transisi gelas atau ikat silang, temperatur sampel akan tertinggal di belakang temperatur referensi jika transisi tersebut endotermik, dan akan mendahului jika transisi tersebut eksotermik.

Analisi termal deferensial atau lebih dikenal dengan istilah (DTA) merupakan salah satu metode yang dilakukan untuk mengetahui kekuatan dan sifat termal suatu bahan polimer. Metode analisis ini merupakan salah satu cara untuk mengetahui perbedaan temperatur lebur antara sampel dan senyawa pembanding, baik pembanding itu dilakukan terhadap waktu ataupun terhadap temperatur.

Dengan analisis termal deferensial, sampel dan referensi keduanya dipanaskan oleh sumber pemanasan yang sama, dan dicatat perbedaan temperaturnya antara keduanya. Ketika terjadi suatu transisi dalam suatu sampel tersebut, misalnya transisi glass atau ikat silang, temperatur sampel akan tertinggal di belakang temperatur referensi jika transisi tersebut endotermik, dan akan mendahului jika transisi tersebut eksotermik.

(32)

BAB III

BAHAN DAN METODE PENELITIAN

3.1. Bahan - bahan

1. Plastik bekas (jenis polipropilena) 2. Kitosan

3. kitin

4. Asam Stearat

5. Normal Heksana p.a E.Merek 3.2. Alat-alat

1. Neraca analitik Mettler AE 200

2. Beaker glass Pyrex

3. Spatula

4. Gelas ukur pyrex

5. Aluminium foil 6. Oven

7. Mesin Ekstruder

8. Seperangkat alat pencetak tekan

9. seperangkat alat uji tarik TokyoTesting machine MFG 10. FT-IR

(33)

3.3. Metode Penelitian

3.3.1. Persiapan Sampel

1. Penyiapan Plastik Bekas

Plastik bekas polipropilena direndam dan dicuci sampai bersih terlebih dahulu kemudian dikeringkan kemudian dipotong-potong.

2. Penyiapan Kitosan

Kitin ditimbang sebanyak 30 gram pada setiap pencampuran demikian juga dengan kitosan ditimbang 30 gram.

3.3.2. Pembuatan Poliblen

1. Pencampuran Plastik Bekas PP-Kitin

Ditimbang polipropilena bekas sebanyak 70 gram dan kitin 30 gram. Kemudian dicampur ke dalam beaker glass,diaduk lalu diekstrusi pada suhu 170 0C hingga tebentuk ekstrudat. Dengan cara yang sama dilakukan pencampuran kitosan.

2. Pencampuran Plastik Bekas PP-Kitin dengan Pengkompatibel Asam Stearat Dimasukkan 2 gram asam stearat ke dalam beaker glass lalu ditetesi dengan normal heksan, diaduk hingga asam stearat larut lalu ditambahkan Plastik bekas PP sebanyak 70 gram dicampur dengan kitin30 gram, diaduk lalu diekstrusi pada suhu 170 0C hingga terbentuk ekstrudat. Dengan cara yang sama dilakukan pencampuran dengan variasi asam stearat yang berbeda (4,6,8, dan 10 gram).

Pencampuran plastik bekas PP-Kitosan dengan pengkompatibel asam stearat dilakukan dengan cara yang sama.

3.3.3. Pembuatan Spesimen

Hasil pencampuran diletakkan dalam lempeng aluminium yang berukuran 15 cm x 20 cm yang telah dilapisi dengan aluminium foil. Lempengan kemudian diletakkan diantara pemanas mesin pencetak tekan yang dipanaskan pada suhu 1700C selama 3 menit tanpa tekanan. Pemanasan dilanjutkan pada suhu yang sama dengan memberikan tekanan 100 kN selama 15 menit. Kemudian lempengan diambil dan didinginkan di dalam air. Perlakuan ini dilakukan untuk masing-masing variasi campuran.

(34)

3.3.4. Penyediaan Spesimen dan Karakterisasi Hasil Spesimen 3.3.4.1. Analisa Kekuatan Tarik dan Kemuluran

Film hasil Spesimen dipilih dengan ketebalan 2 mm dan dipotong membentuk spesimen untuk uji tarik dan kemuluran sesuai dengan ASTM D-638-72-Type IV.

115 mm 64 mm

19 mm

25,5 mm 30 mm

Gambar 3.1. Bentuk Spesimen untuk uji tarik dan kemuluran ASTM D-638-72

Alat uji tarik terlebih dahulu dikondisikan beban 100 kgf dengan kecepatan penarikan 10 mm/menit, Kemudian spesimen dijepit kuat dengan alat penjepit, lalu mesin dihidupkan dan spesimen akan tertarik ke atas, spesimen diamati sampai putus. Dicatat tegangan maksimum (Fmaks) dan regangan. Data pengukuran tegangan

regangan diubah menjadi kekuatan tarik (σt) dan kemuluran (ε).

3.3.4.2.Analisa Sifat Termal dengan Metode Differensial Thermal Analysis (DTA) Spesimen ditimbang dengan berat 30 mg dalam cawan cuplikan. Setelah alat dalam keadaan setimbang, suhu dinaikkan dari 20°C-600°C, Kecepatan kenaikan suhu 10°C/menit, termokopel/mV = PR/15mV. DTA range ± 200µV dan kecepatan grafik 2,5 mm/menit. Hasil dicatat berupa termogram.

3.3.4.3. Analisa Spektroskopi Infra Merah (FT-IR)

Spesimen dijepit pada tempat sampel kemudian diletakkan pada alat ke arah sinar infra merah. Hasilnya akan direkam ke dalam kertas berskala aluran kurva bilangan gelombang terhadap intensitas sinar berupa grafik spektrum.

(35)

3.4. Skema Penelitian

3.4.1. Skema Pembuatan Poliblen Plastik Bekas polipropilena (PP) dengan Bahan Pengisi Kitin

Berbentuk serbuk

Dicampur dengan cara ekstrusi pada suhu 1700C

Diletakkan dalam cetakan dengan ukuran 15cm x20cm dicetak tekan pada suhu 1700C

Dibentuk spesimen

Dikarakterisasi Plastik bekas

polipropilena

Kitin

Hasil

Pencampuran

Bentuk Film

Spesimen

Uji Tarik Uji FT-IR

(36)

3.4.2. Pembuatan Poliblen Plastik Bekas polipropilena (PP) dan Bahan Pengisi Kitin dengan Menggunakan Asam Stearat

Berbentuk serbuk

Dicampur dengan asam stearat 2 gram , 4 gram , 6gram, 8 gram , dan 10 gram kemudian diekstrusi pada suhu 1700C

Diletakkan dalam cetakan dengan ukuran 15cm x20cm dicetak tekan pada suhu 1700C

Dibentuk spesimen

dikarakterisasi Plastik bekas

polipropilena

Kitin

Hasil

Pencampuran

Bentuk Film

Spesime

Uji Tarik

(37)

3.4.3. Skema Pembuatan Poliblen Plastik Bekas polipropilena (PP) dengan Bahan Pengisi Kitosan

Berbentuk serbuk

Dicampur dengan cara ekstrusi pada suhu 1700C

Diletakkan dalam cetakan dengan ukuran 15cm x20cm dicetak tekan pada suhu 1700C

Dibentuk spesimen

Dikarakterisasi Plastik bekas

polipropilena

Kitosan

Hasil

Pencampuran

Bentuk Film Spesime

Uji Tarik

(38)

3.4.4. Pembuatan Poliblen Plastik Bekas polipropilena (PP) dan Bahan Pengisi Kitosan dengan Menggunakan Asam Stearat

Berbentuk serbuk

Dicampur dengan asam stearat 2 gram , 4 gram , 6gram, 8 gram , dan 10 gram kemudian diekstrusi pada suhu 1700C

Diletakkan dalam cetakan dengan ukuran 15cm x20cm dicetak tekan pada suhu 1700C

Dibentuk spesimen

dikarakterisasi Plastik bekas

polipropilena

Kitosan

Hasil

Pencampuran

Bentuk Film

Spesimen

Uji Tarik

(39)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. DATA HASIL UJI TARIK

Pengujian terhadap sifat mekanik yang dilakukan meliputi kekuatan tarik (σt) dan

kemuluran (ε). Data hasil pengujian kekuatan tarik dan kemuluran dapat dilihat pada

lampiran (Tabel 1). Dari data terlihat perubahan kekuatan tarik dan kemuluran pada PP bekas sebelum dan sesudah penambahan asam stearat.

Dari data diperoleh kekuatan tarik dan kemuluran PP bekas sebelum penambahan kitin adalah sebesar 2.68 kgf/mm2 dan kemuluran sebesar 10.7%. Dengan penambahan kitin dengan perbandingan komposisi PP bekas dan kitin 70 : 30 terlihat adanya kenaikan pada kekuatan tarik dan kemulurannya yaitu sebesar 2.74 kgf/mm2 dan kemuluran 10.9%. Setelah penambahan asam stearat 2 gram terlihat adanya kenaikan pada kekuatan tarik dan kemulurannya yaitu kekuatan tarik 2.80 kgf/mm2 dan kemulurannya 11.3% dan maksimum terjadi pada penambahan asam stearat 4 gram yang memberikan kekuatan tarik 3.02 kgf/mm2 dan kemuluran 13.0%. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan asam stearat sebagai penkompatibel memiliki kekuatan tarik dan kemuluran yang lebih baik. Hal ini disebabkan adanya gaya vander walls antara PP bekas,kitin dan asam stearat.

Pada lampiran (Tabel 2). Dari data terlihat perubahan kekuatan tarik dan kemuluran pada PP bekas sebelum dan sesudah penambahan asam stearat. Dari data diperoleh kekuatan tarik dan kemuluran PP bekas sebelum penambahan kitosan 2.68 Kgf/mm2 dan kemuluran 10.7%. Dengan penambahan kitosan dengan perbandingan komposisi PP bekas dan kitin 70 : 30 terlihat adanya kenaikan pada kekuatan tarik dan kemulurannya yaitu sebesar 2.77 kgf/mm2 dan kemuluran 11.1%. Setelah penambahan asam stearat 2 gram terlihat adanya kenaikan pada kekuatan tarik dan kemulurannya yaitu kekuatan tarik 2.85 kgf/mm2 dan kemulurannya 12.7% dan maksimum terjadi pada penambahan asam stearat 4 gram yang memberikan kekuatan tarik 3.18 kgf/mm2 dan kemuluran 14.9%. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan asam stearat sebagai penkompatibel memiliki kekuatan tarik dan kemuluran yang lebih baik. Hal ini disebabkan adanya gaya vander walls dan homogenitas antara PP bekas, kitosan dan asam stearat.

(40)

Mekanisme Reaksi

a. Pencampuran PP Bekas dan Bahan Pengisi Kitin dengan Menggunakan Asam Stearat

Kitin

PP bekas

Interaksi non polar – non polar

Interaksi Polar-polar

(41)

b. Pencampuran PP bekas dan Bahan Pengisi Kitosan dengan Menggunakan Asam Stearat

Kitosan

PP bekas Interaksi non polar-non polar Asam Stearat

(42)

4.2 Uji Differensial Termal Analisis (DTA)

Analisisis ini bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat termal komponen campuran PP bekas. Analisa termal meliputi temperatur leleh, temperatur terurai dan temperatur terdekomposisi. Pada Lampiran (Gambar 1) yang merupakan termogram DTA PP bekas tanpa bahan penguat kitin dan kitosan memperlihatkan adanya puncak endotermis pada suhu 170 °C. Puncak ini diidentifikasikan sebagai suhu transisi kaca. Sedangkan suhu terdekomposisi terlihat pada puncak eksotermis yang muncul pada suhu 320 °C.

Pada lampiran (Gambar 2) yang merupakan termogram DTA PP bekas dengan bahan pengisi kitin menunjukkan suhu transisi kaca pada suhu 160°C yang ditandai dengan munculnya puncak endotermis dan suhu terdekomposisinya terlihat pada puncak eksotermis 370°C. Pada lampiran (Gambar 3) merupakan termogram DTA PP bekas dan kitin dengan pengkompatibel asam stearat memperlihatkan puncak endotermis 170°C dan suhu eksotermis pada suhu 365°C.

Pada lampiran (Gambar 4) yang merupakan termogram DTA PP bekas dengan bahan pengisi kitosan menunjukkan suhu transisi kaca pada suhu 170°C yang ditandai dengan munculnya puncak endotermis dan suhu terdekomposisinya terlihat pada puncak eksotermis 420°C. Pada lampiran (Gambar 5) merupakan termogram DTA PP bekas dan kitosan dengan pengkompatibel asam stearat memperlihatkan puncak endotermis 170°C dan suhu eksotermis pada suhu 400°C. Suhu transisi glass dari PP bekas tidak jauh berbeda dari DTA sesudah penambahan bahan pengisi dan pengkompatibel. Hal ini mungkin disebabkan campuran masih bercampur heterogen.

(43)

4.3. Analisa Spektrum Infra Merah (FT IR)

Spektroskopi infra merah memberikaan informasi tentang perubahan gugus fungsi dan interaksi kimia serta apakah terjadi ikatan kimia dalam komposit PP bekas dan kitin dengam pemlastis asam stearat setelah dimodifikasi. Hasil FT-IR pencampuran dapat dilihat pada lampiran.

Bilangan gelombang hasil FT-IR dapat dilihat sebagai berikut: Tabel 4.1 Bilangan gelombang kitin murni

Gugus Fungsi Bilangan Gelombang (cm-1) -OH 3431.18

CH2 2891.88 C=O 1631.10 N-H 1561.15 CH3 1379.75 C-O 1315.78

Tabel 4.2 Bilangan gelombang PP bekas dan kitin

Gugus Fungsi Bilangan Gelombang (cm-1) -OH 3202.63

CH2 2839.47-2950.81 C=O 1622.05

N-H 1557.20 CH3 1455.07 C-O 1376.42

(44)

Tabel 4.3 Bilangan gelombang PP bekas dengan bahan pengisi kitin dan asam stearat

Gugus Fungsi Bilangan Gelombang (cm-1) -OH 3438.64

CH2 2839.80-2951.56 N-H 1556.60

CH3 1455.24 C-O 1376.40 C=O 162204

Dari data FT-IR di atas dapat dilihat bahwa harga bilangan gelombang –OH, CH3, CH2, N-H, C-O sebelum dan sesudah penambahan asam stearat terjadi penggeseran bilangan gelombang. Terutama pada gugus OH dan CH3. Sebelum penambahan asam stearat PP bekas dan kitin gugus fungsi –OH menghasilkan bilangan gelombang 3202.63; gugus fungsi CH3 menghasilkan bilangan gelombang 1455.07. Sesudah penambahan asam stearat –OH menghasilkan bilangan gelombang 3202.63; gugus fungsi CH3 menghasilkan bilangan gelombang 1455.07.

Tabel 4.4 Bilangan gelombang kitosan murni

Gugus Fungsi Bilangan Gelombang (cm-1) -OH 3367.42

CH2 2879.61 N-H 1597.97 CH3 1422.88 C-O 1382.13

(45)

Tabel 4.5 Bilangan gelombang PP bekas dan kitosan

Gugus Fungsi Bilangan Gelombang (cm-1) -OH 3427.10

CH2 2840.28-2919.18 N-H 1591.74

CH3 1456.45 C-O 1376.64

Tabel 4.6 Bilangan gelombang PP bekas dengan bahan pengisi kitosan dan asam stearat

Gugus Fungsi Bilangan Gelombang (cm-1) -OH 3434.38

CH2 2951.03 C=O 1712.08 N-H 1591.09 CH3 1456.54 C-O 1376.23

Dari data FT-IR di atas dapat dilihat bahwa harga bilangan gelombang –OH, CH3, CH2, N-H, C-O sebelum dan sesudah penambahan asam stearat terjadi penggeseran bilangan gelombang. Terutama pada gugus OH dan CH3. Sebelum penambahan asam stearat PP bekas dan kitin gugus fungsi –OH menghasilkan bilangan gelombang 3427.10; gugus fungsi CH3 menghasilkan bilangan gelombang 1456.45. Sesudah penambahan asam stearat –OH menghasilkan bilangan gelombang 3434.38; gugus fungsi CH3 menghasilkan bilangan gelombang 1456.54.

(46)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Penambahan asam stearat sebagai bahan pengkompatibel dapat meningkatkan sifat mekanis komposit PP bekas dengan bahan pengisi kitin dan kitosan dapat

dilihat dari kekuatan tariknya yang semakin meningkat, yang paling baik dengan menggunaan asam stearat 4 gram yang menghasilkan kekuatan tarik 3.02 kgf/mm2 dan kemuluran 13.0% pada kitin. Sedangkan kitosan menghasilkan kekuatan tarik 3.18 kgf/mm2 dan kemuluran 14.9%.

2. Dari perbandingan FT-IR sebelum dan sesudah penambahan kitin dan kitosan, terjadi penggeseran panjang gelombang yang menandakan adanya interaksi antara PP bekas dengan bahan pengisi kitin dan kitosan menggunakan asam stearat melalui interaksi polar-polar dan non polar- non polar.

5.2. Saran

Diharapkan pada peneliti selanjutnya agar mencoba menggunakan bahan pengisi yang lain untuk mendapatkan papan komposit yang mempunyai sifat mekanis yang lebih baik.

(47)

DAFTAR PUSTAKA

Billmeyer,jr.FW.1973. Text Book of Polymer. Willey Interscience. New York, USA

desember 2009.

desember 2009

M.A Cowd, kimia polimer. (Bandung:Penerbit ITB,1990). Gatcher,M. 1996. plastic additives. NewYork:Hanser Publisher.

Oliver,H.A.1999. metal Gumie and polymer. Cambridge. London: University Press.

Harper,A.C. 2002. Handbook of plastic, elastromers and composite. New York: Mc Graw Hill.

Wirjosentono,B. 1995. .Analisis dan karakterisasi polimer. Medan:USU Press. Stevens, M. P. 2001. Kimia Polimer.Cetakan 1. Jakarta: Pradya Paramitha. Hamzah.A.Siregar. 1999. Peranan Pendispersi Hidrokarbon dan Turunan

Gliserida Minyak Sawit Mentah Terhadap Kompatibilitas Pengisi Pulp Tandan Kosong Sawit Dalam Matriks Polopropilena. Thesis, Medan : Universitas Sumatera Utara.

Wirjosentono, B.1997. Pembuatan Poliblen Mampu Terdegradasi Menggunakan Teknik Pengolahan Reaktif Polielefin dan Serat Limbah Kosong Sawit. Medan : USU Press.

Winarno, F.G.1992. Kimia Pangan dan Gizi.Cetakan ke-6.Jakarta: Gramedia Pustaka.

(48)

Ulric, H. 1982. Introduction To Industrial Polymers. Munchen. Hanser P Publisher.

Cheremisinooff, N.P. 1990. Product Design and Testing of polymeri Materials.New York : Marcer Dekker inc.

(49)

(50)

Tabel 1. Data hasil kekuatan tarik (σt) dan kemuluran (ε) pada poliblen plastik bekas

jenis polipropilena dan bahan pengisi kitin dengan menggunakan asam stearat. Komposisi

Load KekutanT arik (kgf/mm2)

Stroke

kemuluran (ε) (%) Polipropilena

Bekas(gram)

Kitin (gram)

Asam Stearat (gram)

70 - - 32.20 2.68 3.21 10.7 70 30 - 32.90 2.74 3.27 10.9 70 30 2 33.60 2.80 3.40 11.3 70 30 4 36.20 3.02 3.90 13.0 70 30 6 34.80 2.90 3.70 2.3 70 30 8 34.60 2.83 3.65 12.1 70 30 10 33.80 2.81 3.55 11.8

(51)

Tabel 2. Data hasil kekuatan tarik (σt) dan kemuluran (ε) pada poliblen plastik bekas jenis polipropilena dan bahan pengisi kitosan dengan menggunakan asam stearat.

Komposisi

Load Kekutan Tarik (kgf/mm2)

Stroke

Kemuluran

(ε)

(%) Polipropilena

Bekas(gram)

Kitosan (gram)

Asam Stearat (gram)

70 - - 32.20 2.68 3.21 10.7 70 30 - 33.30 2.77 3.30 11.1 70 30 2 34.15 2.85 3.80 12.7 70 30 4 38.15 3.18 4.49 14.9 70 30 6 35.10 2.93 4.10 13.7 70 30 8 34.50 2.88 3.90 13.0 70 30 10 34.00 2.83 3.70 12.3

(1)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Penambahan asam stearat sebagai bahan pengkompatibel dapat meningkatkan sifat mekanis komposit PP bekas dengan bahan pengisi kitin dan kitosan dapat

5.2. Saran

Diharapkan pada peneliti selanjutnya agar mencoba menggunakan bahan pengisi yang lain untuk mendapatkan papan komposit yang mempunyai sifat mekanis yang lebih baik.

(2)

DAFTAR PUSTAKA

Billmeyer,jr.FW.1973. Text Book of Polymer. Willey Interscience. New York, USA

desember 2009.

desember 2009

M.A Cowd, kimia polimer. (Bandung:Penerbit ITB,1990).

Gatcher,M. 1996. plastic additives. NewYork:Hanser Publisher.

Oliver,H.A.1999. metal Gumie and polymer. Cambridge. London: University Press.

Harper,A.C. 2002. Handbook of plastic, elastromers and composite. New York: Mc Graw Hill.

Gliserida Minyak Sawit Mentah Terhadap Kompatibilitas Pengisi Pulp Tandan Kosong Sawit Dalam Matriks Polopropilena. Thesis, Medan : Universitas Sumatera Utara.

Wirjosentono, B.1997. Pembuatan Poliblen Mampu Terdegradasi Menggunakan Teknik Pengolahan Reaktif Polielefin dan Serat Limbah Kosong Sawit. Medan : USU Press.

Winarno, F.G.1992. Kimia Pangan dan Gizi.Cetakan ke-6.Jakarta: Gramedia Pustaka.

Sugita,P. 2009. Kitosan Sumber Biomaterial Masa Depan. Bogor: IPB Press.

(3)

Ulric, H. 1982. Introduction To Industrial Polymers. Munchen. Hanser P Publisher.

Cheremisinooff, N.P. 1990. Product Design and Testing of polymeri Materials.New York : Marcer Dekker inc.

(4)

LAMPIRAN

(5)

Tabel 1. Data hasil kekuatan tarik (σt) dan kemuluran (ε) pada poliblen plastik bekas

jenis polipropilena dan bahan pengisi kitin dengan menggunakan asam stearat. Komposisi

Load KekutanT arik

(kgf/mm2)

Stroke

kemuluran

(ε) (%) Polipropilena

Bekas(gram)

Kitin

(gram)

Asam Stearat

(gram)

70 - - 32.20 2.68 3.21 10.7

70 30 - 32.90 2.74 3.27 10.9

70 30 2 33.60 2.80 3.40 11.3

70 30 4 36.20 3.02 3.90 13.0

70 30 6 34.80 2.90 3.70 2.3

70 30 8 34.60 2.83 3.65 12.1

(6)

Tabel 2. Data hasil kekuatan tarik (σt) dan kemuluran (ε) pada poliblen plastik bekas jenis polipropilena dan bahan pengisi kitosan dengan menggunakan asam stearat.

Komposisi

Load Kekutan

Tarik

(kgf/mm2)

Stroke

Kemuluran

(ε)

(%) Polipropilena

Bekas(gram)

Kitosan

(gram)

Asam Stearat

(gram)

70 - - 32.20 2.68 3.21 10.7

70 30 - 33.30 2.77 3.30 11.1

70 30 2 34.15 2.85 3.80 12.7

70 30 4 38.15 3.18 4.49 14.9

70 30 6 35.10 2.93 4.10 13.7

70 30 8 34.50 2.88 3.90 13.0

70 30 10 34.00 2.83 3.70 12.3

Peranan Asam Stearat Terhadap Kompatibilitas Poliblen Plastik Bekas Jenis Polipropilena (PP) Dengan Bahan Pengisi Kitin Dan Kitosan