Biodegradasi Biokomposit

C. Biodegradasi Biokomposit

Uji biodegradasi dilakukan pada LPP sebagai bahan awal dan biokomposit LPP/DVB/AA/SK pada komposisi optimumnya yaitu rasio LPP/SK = 8/2 (L3). Uji biodegradasi juga dilakukan pada biokomposit Formula II A (LPP/DVB/AA/SK/CCpa) dan Formula II B (LPP/DVB/AA/SK/nCC) untuk

menentukan pengaruh senyawa penghambat nyala CaCO 3 yang ditambahkan terhadap kemampuan biodegradasinya. Uji biodegradasi yang dilakukan meliputi uji daya serap air, analisis pengurangan berat, dan karakterisasi morfologi permukaan dengan menggunakan fotomikrografi.

1. Uji Daya Serap Air

Daya serap air pada LPP, biokomposit LPP/DVB/AA/SK pada rasio LPP/SK = 8/2 (w/w), biokomposit LPP/DVB/AA/SK/CCpa (Formula IIA), dan LPP/DVB/AA/SK/nCC (Formula IIB) disajikan pada Tabel 3.

Tabel 3. Hasil Pengujian Daya Serap Air

No

Sampel

Penyerapan Air (%)

1. LPP

2. L3 (LPP/DVB/AA/SK pada LPP/SK = 8/2)

3. L 6A (LPP/DVB/AA/SK/CCpa); CCpa 6% 1,77

4. L 7A (LPP/DVB/AA/SK/CCpa); CCpa 7% 1,80

5. L 8A (LPP/DVB/AA/SK/CCpa); CCpa 8% 1,84

6. L 9A (LPP/DVB/AA/SK/CCpa); CCpa 9% 1,88

7. L 10A (LPP/DVB/AA/SK/CCpa); CCpa 10% 1,92

8. L 6B (LPP/DVB/AA/SK/nCC); nCC 6% 1,81

9. L 7B (LPP/DVB/AA/SK/nCC); nCC 7% 1,86

10. L 8B (LPP/DVB/AA/SK/nCC); nCC 8% 1,89

11. L 9B (LPP/DVB/AA/SK/nCC); nCC 9% 1,94

12. L 10B (LPP/DVB/AA/SK/nCC); nCC 10% 2,10

Limbah polipropilena (LPP) merupakan jenis polimer buatan (plastik) dimana sifat plastik pada umumnya adalah tidak dapat menyerap air. Polipropilena bersifat hidrofobik (tidak dapat menyerap air) sedangkan selulosa bersifat hidrofilik (dapat menyerap air) sehingga penggabungan LPP dengan SK menghasilkan suatu biokomposit yang memiliki kemampuan menyerap air

(Suharty et. al., 2008 b ). Biokomposit dengan penambahan CaCO

3 menunjukkan terjadinya peningkatan daya serap air dibandingkan biokomposit standar. Tabel 3 menunjukkan semakin besar konsentrasi CaCO 3 maka daya serap air semakin besar. Peningkatan tersebut karena CaCO 3 memiliki tiga atom oksigen yang lebih elektronegatif dibanding atom hidrogen serta memiliki lone pair elektron sehingga mampu membentuk ikatan hidrogen dengan atom hidrogen pada air (H 2 O). Pengaruh ukuran partikel CaCO 3 menunjukkan bahwa semakin kecil ukuran partikelnya maka daya serap air semakin besar. Hal tersebut karena semakin kecil ukuran partikel CaCO 3 maka luas permukaannya semakin besar sehingga ikatan hidrogen yang terbentuk semakin banyak dan daya serap air semakin besar .

2. Analisis Pengurangan Berat

Proses biodegradasi selama waktu tertentu akan menyebabkan terurainya selulosa dari SK sehingga terjadi perubahan berat spesimen. Diagram yang disajikan pada Gambar 23 akan memberikan hasil pengamatan berupa persen pengurangan berat dari LPP sebagai pembanding dan biokomposit LPP/DVB/AA/SK pada rasio LPP/SK = 8/2 akibat penguburan selama 4 x 30 hari dengan monitorning setiap 30 hari.

5 Biokomposit L3

Bulan I

Bulan II

Bulan III

Bulan IV

Gambar 23. Diagram evaluasi persen pengurangan berat dari LPP dan biokomposit LPP/DVB/AA/SK pada rasio LPP/SK 8/2 (L3) pada uji biodegradasi bulan I, II, III, dan IV

Gambar 23 menunjukkan bahwa LPP adalah polimer yang tidak dapat terdegradasi di dalam tanah karena ketidakmampuannya dalam menyerap air sehingga akan menimbulkan masalah pencemaran karena mengganggu aktivitas mikroba dalam tanah. Data di atas menunjukkan bahwa biokomposit L3 mengalami peningkatan pengurangan berat yang sangat signifikan dibandingkan dengan LPP karena adanya penambahan bahan pengisi SK yang merupakan polimer alam yang dapat terdegradasi oleh adanya aktivitas bakteri mikrobiologi

(Suharty et. al., 2007 b ). Data prosentase pengurangan berat di atas menunjukkan bahwa biokomposit LPP/DVB/AA/SK dengan komposisi optimumnya terhadap

sifat mekanik (LPP/SK = 8/2) juga memiliki kemampuan biodegradasi yang baik. Senyawa CaCO 3 yang ditambahkan dalam pembuatan biokomposit dapat mempengaruhi kemampuan biodegradasinya. Data prosentase pengurangan berat sifat mekanik (LPP/SK = 8/2) juga memiliki kemampuan biodegradasi yang baik. Senyawa CaCO 3 yang ditambahkan dalam pembuatan biokomposit dapat mempengaruhi kemampuan biodegradasinya. Data prosentase pengurangan berat

5,5 Formula IIA

a 5,4 er

Formula IIB B 5,3

a b c d e Gambar 24. Diagram prosentase pengurangan berat dari biokomposit

LPP/DVB/AA/SK/CCpa

IIA) dan LPP/DVB/AA/SK/nCC (Formula IIB) yang terdiri dari : (a) CCpa 6% (L 6A) dan nCC 6% (L 6B), (b) CCpa 7% (L 7A) dan nCC 7% (L 7B), (c) CCpa 8% (L 8A) dan nCC 8% (L 8B), (d) CCpa 9% (L 9A) dan nCC 9% (L 9B), (e) CCpa 10% (L 10A) dan nCC 10% (L 10B) setelah uji biodegradasi selama 4 bulan

(Formula

Data pada Gambar 24 menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi CaCO 3 maka prosentase pengurangan beratnya semakin menurun karena semakin banyak air yang berikatan dengan CaCO 3 dan membentuk senyawa hidrat. Hal itu disebabkan karena CaCO 3 mampu membentuk kompleks hidrat dengan air (Saksono, 2006), sehingga meningkatkan berat spesimen. Pengaruh ukuran partikel CaCO 3 dapat terlihat dengan menurunnya prosentase pengurangan berat pada biokomposit Formula II B dibanding Formula II A karena semakin luas permukaan CaCO 3 maka reaksi pembentukan kompleks dengan H 2 O semakin banyak. Terjadinya pengurangan berat spesimen menunjukkan bahwa biokomposit dengan senyawa penghambat nyala memiliki kemampuan biodegradasi yang lebih baik dibanding LPP.

3. Analisis Permukaan

Secara umum proses degradasi akan menyebabkan perubahan warna dan kerusakan fisik pada biokomposit (Suharty et. al., 2007 b ). Oleh karena itu,

biokomposit diamati secara visual secara langsung maupun fotomikrografi menggunakan mikroskop stereo untuk mengamati perubahan yang terjadi setelah proses biodegradasi. Pengamatan secara langsung menunjukkan kerusakan pada permukaan spesimen dimana spesimen menjadi kasar dan tampak tanah yang masuk dalam rongga-rongga yang terjadi pada spesimen. Fotomikrografi LPP dan biokomposit LPP/DVB/AA/SK pada rasio LPP/SK = 8/2 (L3) sebelum dan sesudah degradasi mikrobiologi ditunjukkan oleh Gambar 25.

LPP sebelum biodegradasi LPP setelah biodegradasi

Biokomposit L 3 sebelum Biokomposit L 3 setelah biodegradasi biodegradasi

Gambar 25. Fotomikrografi perbesaran 160 x dari LPP dan biokomposit LPP/DVB/AA/SK pada rasio LPP/SK 8/2 (L3) sebelum dan sesudah penguburan 4 kali 30 hari

LPP adalah polimer yang tidak dapat terbiodegradasi, sehingga perubahan visual yang terjadi hanya sebatas pada kerusakan atau goresan-goresan pada permukaan spesimen sebagai akibat dari proses penguburan dalam tanah. Fotomikrografi biokomposit LPP/DVB/AA/SK pada rasio LPP/SK 8/2 (L3) LPP adalah polimer yang tidak dapat terbiodegradasi, sehingga perubahan visual yang terjadi hanya sebatas pada kerusakan atau goresan-goresan pada permukaan spesimen sebagai akibat dari proses penguburan dalam tanah. Fotomikrografi biokomposit LPP/DVB/AA/SK pada rasio LPP/SK 8/2 (L3)