JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

TUGAS
ILMU BAHAN REKAYASA
“DEGRADABLE POLYMERS”

Disusun oleh :
Ahmad Andika Himawan

21030112120021

Taufik Nuraziz

21030112140179

Alwi Medianto

21030112130103

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2013

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat
dan hidayah-Nya sehingga tugas makalah ilmu bahan rekayasa ini dapat
diselesaikan dengan baik. Shalawat berserta salam senantiasa tercurahkan kepada
Rasulullah Muhammad SAW, karena beliaulah yang telah membimbing kita dari
zaman yang penuh dengan kebodohan sampai kepada zaman yang dipenuhi ilmu
pengetahuan seperti sekarang ini.
Makalah yang berjudul “Degradable Polymers” ini disusun untuk
memenuhi tugas dari mata kuliah ilmu bahan rekayasa yang diampu oleh Ibu Dr.
Dyah Hesti Wardhani, S.T., M.T. Makalah ini akan mendeskripsikan lebih rinci
terkait dengan permasalahan diseputar degradable polymers. Diharapkan makalah
ini dapat berguna dalam rangka menambah wawasan serta pengetahuan kita
mengenai degradable polymers.
Ucapan terima kasih disampaikan kepada banyak pihak terutama keluarga
dan teman-teman yang telah memberikan bantuan, baik materi maupun non materi
demi kelancaran penyusunan tugas makalah ini.
Tiada hal yang sempurna di dunia ini, hanyalah Dia yang memiliki segala
kesempurnaan. Perlu disadari bahwa makalah ini masih memiliki banyak
kekurangan. Untuk itu diharapkan kritik dan saran yang membangun guna
perbaikan di masa yang akan datang. Semoga makalah ini dapat memberikan
sumbangsih bagi Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (IPTEK) di Indonesia.

Semarang, 10 Desember 2013

2

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................... 1
KATA PENGANTAR ......................................................................................... 2
DAFTAR ISI ....................................................................................................... 3
BAB I PENDAHULUAN.................................................................................... 4
Latar Belakang Masalah........................................................................................ 4
Tujuan Penulisan................................................................................................... 4
BAB II PEMBAHASAN..................................................................................... 5
Pengertian Degradasi............................................................................................. 5
Pengertian Degradasi Polimer............................................................................... 5
Degradasi Kimia.................................................................................................... 6
Biodegradasi.......................................................................................................... 7
Fotodegradasi........................................................................................................ 7
Degradasi Mekanik................................................................................................ 7
Degradasi Thermal................................................................................................ 8
Conttoh Proses Degradable Polimer...................................................................... 8
Keuntungan dan Kerugian Material Degradable Polimer..................................... 9
BAB III PENUTUP............................................................................................. 10
Simpulan ............................................................................................................... 10
Saran...................................................................................................................... 10
DAFTAR PUSTAKA........................................................................................... 11

3

BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang Masalah
Meningkatnya kekhawatiran yang ada saat ini tentang pelestarian system
ekologi kita telah menjadi tugas bersama untuk menyelesaikannya. Bagaimana
tidak, sebagian besar polimer sintesis sekarang yang diproduksi oleh industri
petrokimia tidaklah degradable. Ini akan menghasilkan dampak dalam
pencemaran lingkungan dan membahayakan makhluk hidup yang tersebar di
alam. Sebagai contoh, pembuangan kantong plastic non-degradable akan
membawa kerugian bagi kehidupan laut. Hal ini dapat diterima secara luas bahwa
penggunaan produk polimer yang tahan lama tidaklah cukup. Selain itu juga,
pembakaran limbah plastic juga akan mencemari lingkungan karena menghasilkan
emisi yang beracun (dioxin). Oleh karena itu, saat ini penelitian telah difokuskan
untuk menemukan material yang dapat terdegradasi dengan baik tanpa mencemari
lingkungan sehingga mampu menjaga kelestarian lingkungan (environtmental
sustainability). Salah satu material yang dapat terdegradasi dengan baik adalah
degradable polymers.
Berdasarkan masalah diatas, maka disusunlah makalah yang berjudul
“Degradable Polymers” agar kita dapat memahami hal yang berkaitan dengan
Degradable Polymers. Dan pada akhirnya, kita dapat mengerti bahwa dengan
menggunakan degradable material, maka kita secara tidak langsung telah
melestarikan lingkungan alam.
Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan dari makalah ini adalah :
1.

Untuk memenuhi tugas ilmu bahan rekayasa yang telah diberikan.

2.

Menjelaskan tentang hal – hal yang berhubungan dengan degradable
polymers.

4

BAB II
PEMBAHASAN
II.1

Pengertian Degradasi
Degradasi adalah suatu raksi perubahan kimia atau peruraian suatu

senyawa molekul menjadi senyawa atau molekul yang lebih sederhana secara
bertahap. Misalnya, pengurangan panjang polimer makromolekul atau perubahan
gula menjadi glukosa dan akhirnya membentuk alcohol.
II.2

Pengertian Degradasi Polimer
Degradasi polimer dasarnya berkaitan dengan terjadinya perubahan sifat

karena ikatan rantai utama makromolekul. Pada polimer linier, reaksi tersebut
mengurangi massa molekul atau panjang rantainya. Sesuai dengan penyebabnya,
kerusakan atau degradasi polimer ada beberapa macam, kerusakan termal (panas),
fotodegradasi (cahaya), radiasi (energy tinggi), kimia, biologi (biodegradasi) dan
mekanis. Dalam artian peningkatan berat ukuran molekul ikat silang dapa
dianggap lawan degradasi. Pada kerusakan termal (termokimia) ada peluang
aditif, katalis atau pengotor, turut bereaksi meskipun dari segi istilah seakan-akan
tidak ada senyawa lain yang tidak terlibat. Fotodegradasi polimer lazim
melibatkan kromofor yang menyerap daerah uv di bawah 400 nanometer. Radiasi
energy tinggi misalnya sinar X, gamma, atau partikel, tidak khas serapan. Segenap
bagian molekul dapat kena dampak, apabila didukung oleh factor oksigen, aditif,
kristalin, atau pelarut tertentu. Degradasi mekanis dapat terjadi saat pemrosesan
maupun ketika produk digunakan oleh gaya geser, dampak benturan dan
sebagainya.
Degradasi polimer menyebabkan terjadinya perubahan dalam sifat
kekuatan tarik, warna, bentuk, dll dari suatu polimer atau produk berbasis polimer
di bawah pengaruh satu atau lebih factor-faktor lingkungan seperti panas, cahaya
atau bahan kimia. Perubahan-perubahan ini biasanya tidak diinginkan, seperti
perubahan selama pengunaan, cracking dan depolimerisasi seperti dalam
biodegradasi atau sengaja menurunkan berat molekul suatu polimer untuk daur
ulang. Perubahan dalam sifat sering disebut “penuaan”. Dalam sebuah produk jadi

5

perusahaan seperti itu harus dicegah atau ditunda. Namun degradasi dapat berguna
untuk daur ulang/penggunaan kembali limbah polimer untuk mencegah atau
mengurangi lingkungan pencemaran. Degradasi juga dapat diinduksi dengan
sengaja untuk membantu penentuan struktur.
Sesuai dengan penyebabnya, kerusakan atau degradasi polimer ada
beberapa macam :
II.2.1 Degradasi Kimia
Degradasi kimia adalah suatu reaksi perubahan kimia atau peruraian
komponen suatu polimer karena reaksi dengan polimer sekitarnya berupa tindakan
atau proses penyederhanaan atau meruntuhkan sebuah molekul menjadi lebih
sederhana (kecil) baik secara alami maupun buatan.
Degradasi atau penguraian kimia kerangka polimer-polimer vinil yang
tersusun dari rantai-rantai karbon yang tidak mengandung gugus-gugus fungsional
selain ikatan rangkap dua polimer-polimer diena pada prinsipnya terbatas pada
reaksi oksidasi. Polimer-polimer terurai sangat lambat oleh oksigen dan reaksinya
bersifat otokatalitik. Reaksi dapat dipercepat oleh penerapan panas atau sinar atau
oleh hadirnya beberapa zat kotor yang mengkatalis proses oksidasi tersebut.
Polimer-polimer tak jenuh mengalami penguraian oksidatif jauh lebih
cepat oleh proses-proses radikal bebas yang rumit, yang melibatkan zat antara
peroksida dan hidroperoksida. Polimer-polimer tak jenuh juga sangat mudah
menerima serangan ozon. Penguraian polimer melalui ozonolisis untuk
memperbaiki ketahanan ozon dengan cara menempatkan sebagian alkena yang
diperlukan untuk ikat silang sedemikian rupa sehingga pemutusan ikatan oksidatif
tidak menyebabkan berkurangnya berat molekul.
Perubahan yang bersifat kimia yaitu terjadi perubahan rantai polimer dan
ikatan polimer. Perubahan fisik terlihat pada terjadinya perubahan warna polimer,
timbulnya retakan pada polimer, polimer bersifat lebih rapuh, dan timbulnya bau
air mineral kemasan.
Perubahan sifat mekaniknya meliputi kekuatan tarik, kekuatan kompresif
(tekanan), kekuatan fleksur (patahan), kekuatan impak (menahan pukulan tibatiba), kelelahan, dan kekerasan.

6

II.2.2 Biodegradasi
Biodegradasi polimer dapat terjadi akibat serangan secara mikrobiologis
terhadap

material

tersebut.

Mikroorganisme

mempunyai

kemampuan

memproduksi bermacam-macam enzim yang dapat bereaksi dengan polimer.
Fenomena biodegradasi polimer terlihat dari fakta bahwa dalam siklus makanan di
alam, secara langsung atau tidak, cepat atau berangsur-angsur, material yang ada
akan berkurang jumlahnya, artinya material tersebut sebagian atau seluruhnya
digunakan sebagai sumber nutrisi oleh mikroorganisme.
II.2.3 Fotodegradasi
Paparan sinar matahari dan beberapa lampu bohlam yang kita gunakan
dapat memiliki efek buruk pada masa timelife penggunaan produk plastik. Radiasi
UV

dapat menghancurkan ikatan kimia dalam polimer. Proses ini disebut

fotodegradasi dan akhirnya menyebabkan retak, Meninggalkan jejak, perubahan
warna dan hilangnya sifat fisik.
Fotodegradasi, sekalinya dimulai, pada dasarnya mengikuti skema yang
sama seperti yang ditunjukkan pada skema degradasi pada artikel sebelumnya.
Karena fotodegradasi umumnya melibatkan sinar matahari, oksidasi termal
berlangsung secara paralel dengan fotooksidasi.
Fotodegradasi berbeda dari oksidasi termal karena fotodegradasi selalu
dimulai dengan penyerapan sinar UV. Kebanyakan polimer murni secara teoritis
mampu menyerap sinar UV secara langsung. Senyawa dalam jumlah yang kecil
didalam polimer, seperti produk degradasi atau residual katalis sisa polimerisasi,
dapat mempercepat proses penyerapan sinar UV. Untuk alasan ini, maka
stabilisasi termal dan pengolahan yang efektif merupakan prasyarat untuk
stabilisasi polimer terhadap cahaya yang efektif dalam jangka waktu yang
panjang.
II.2.4 Degradasi mekanik
Degradasi polimer oleh gaya mekanik ialah reaksi depolimerisasi yang
mana energy aktivasi nya didapat dari gaya mekanik pada polimer. Degradasi
mengurangi efektivitas aditif polimer karena ketergantungan yang kuat dari

7

efektivitas pada berat molekul. Karena polimer rantai panjang yang memiliki berat
molekul yang berbeda akan menunjukkan waktu yang berbeda tergantung
resistensi. Dengan kata lain, molekul yang lebih panjang lebih rentan terhadap
degradasi mekanik, sehingga degradasi lebih cepat.
II.2.5 Degradasi Thermal
Degradasi termal dari polimer adalah 'kerusakan molekul sebagai akibat
dari overheating'. Pada suhu tinggi komponen rantai panjang polimer dapat mulai
memisahkan (pemotongan molekul) dan bereaksi dengan satu sama lain untuk
mengubah sifat polimer.
Reaksi kimia yang terlibat dalam degradasi termal menyebabkan
perubahan relative pada sifat fisik dan optic terhadap sifat awal. Degradasi termal
umumnya melibatkan perubahan pada berat molekul (dan distribusi berat
molekul) polimer dan perubahan sifat yang khas meliputi:


Mengurangi ductility dan embrittlement



Chalking



Perubahan warna



Cracking



Pengurangan sifat fisik yang diinginkan

II.3

Contoh Proses Degradable Polimer

a. Hidrolisis
Nilon peka terhadap degradasi oleh asam, proses yang dikenal sebagai
hidrolisis, dan nilon cetakan akan retak ketika diserang oleh asam kuat.
Sebagai contoh, permukaan fraktur konektor bahan bakar menunjukkan
pertumbuhan progresif retak dari serangan asam (Ch) ke titik puncak
terakhir (C) dari polimer. Masalah ini dikenal sebagai stres korosi retak,
dan dalam hal ini disebabkan oleh hidrolisis dari polimer. Itu adalah reaksi
sebaliknya sintesis polimer.
b. Degradasi Poli Vinil Chloride (PVC)
Degradasi juga dapat terjadi sebagai akibat dari pembentukan, dan
kemudian kerusakan ikatan ganda, seperti solvolysis dalam PVC
8

(Peacock). Solvolysis terjadi bila ikatan Karbon-X, dengan X mewakili
halogen, rusak. Ini terjadi pada PVC di keberadaan asam spesies. Atom
Hidrogen aktif akan menghapus atom Klor dari polimer molekul,
membentuk asam klorida (HCl). HCl dihasilkan dapat mengakibatkan
dechlorination atom Karbon yang berdekatan. The dechlorinated Karbon
atom kemudian cenderung untuk membentuk ikatan ganda, yang dapat
diserang dan dirusak oleh ozon, seperti karet degradasi dijelaskan di atas.
c. Biodegradasi Karbohidrat
Molekul KH terdiri dari atom-atom C, H dan O. KH terdiri dari senyawasenyawa, yaitu: monosakarida, oligosakarida dan polisakaridaDalam
pemecahannya KH akan dirombak menjadi senyawa sederhana atau
monosakarida (Gula), dimana selanjutnya akan dipecah menjadi energi.
Degradasi pati/KH, menyebabkan pencairan pati, sehingga mengakibatkan
perubahan struktur dan cita rasa makanan.MO yang bersifa Amilolitik
terutama beberapa jenis kapang dan beberapa jenis bakteri.Contoh bakteri
pemecah pati: Bacillus subtilisContoh kapang pemecah pati Aspergillus
niger.
II.4

Keuntungan dan Kerugian Material Degradable Polimer
a. Keuntungan


Mudah didaur ulang



Ramah lingkungan

b. Kerugian


Mudah berubah bentuk



Mudah berubah ikatan kimia



Mudah berkurangnya sifat aditif suatu polimer



Mudah berkurangnya sifat optic dari suatu material

9

BAB III
PENUTUP

III.1

Simpulan
Degradasi polimer dasarnya berkaitan dengan terjadinya perubahan sifat

karena ikatan rantai utama makromolekul. Perubahan tersebut dapat disebabkan
oleh beberapa factor yaitu : degradasi kimia, biodegradasi, degradasi mekanik,
fotodegradasi, degradasi termal. Bahan polimer yang mudah terdegrasi memiliki
keuntungan mudah didaur ulang dan ramah lingkungan sedangkan kerugiannya
mudah berubah bentuk, ikatan kimia, berkurangnya sifat aditif dan berkurangnya
sifat optic.
III.3

Saran
Diharapkan

dengan

adanya

makalah

ini

akan

membuka

wawasan/pandangan para pembaca mengenai degradable polymers agar
mengurangi pencemaran lingkungan sehingga terciptanya kelestarian lingkungan.

10

DAFTAR PUSTAKA
Fitriadi, Yoza.2009. http://yoza-fitriadi.blogspot.com/2011/01/tugas-kimiapolimer-degradasi-kimia.html (Diakses pada Selasa, 10
Desember 2013 pk 14.00)

Rohaeti, Eli.2009. Karakterisasi Biodegradasi Polimer.Jurdik Kimia FMIPA
UNY:Yogyakarta
Shansool, Jabil, et al. 2011. The Influence of Mechanical Effects on Degradation
of Polyisobutylenes as Drag Reducing Agents. Petroleum and Coal:
Baghdad.
Yuswinanto, Aris.2011. http://www.indopolimer.com/artikel/fotodegradasi-padapolimer/ (Diakses pada Selasa, 10 Desember 2013 pk 10.50)

11

Dokumen baru

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

110 3480 16

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

39 884 43

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

39 801 23

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

18 524 24

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

26 674 23

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

57 1169 14

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

60 1065 50

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

19 664 17

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

28 944 30

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

39 1157 23