PLASTIK BIODEGRADABEL Pengaruh Suhu Penyimpanan Terhadap Sifat Fisik dan Mekanik Kemasan Plastik Retai

4 Polietilen terdiri dari daerah kristalin dan daerah amorf. Rantai molekul pada daerah kristalin ditandai dengan rantai lurus, sedangkan pada daerah amorf memiliki rantai yang bebas atau bercabang. Kombinasi daerah amorf dan kristalin ini menentukan bentuk produk yang akan dihasilkan. Polimer yang lebih amorf akan seperti karet dan memiliki sifat fisik plastik yang fleksibel. Sedangkan polimer kristalin akan sangat kaku dan keras. Polimer yang memiliki densitas tinggi akan memiliki derajat kristalinitas yang tinggi Equistar, 2004. Polietilen adalah jenis polimer yang memiliki sifat termoplastik yang disebabkan oleh struktur rantainya yang linear, bercabang, dan berkait cross-linked. Polimer dari jenis ini akan bersifat lunak dan viscous pada saat dipanaskan dan menjadi keras dan kaku pada saat didinginkan secara berulang-ulang. Struktur rantai molekul berkait cross-linked adalah struktur rantai yang memiliki daerah elastis non-linear yang sangat besar. Rantai berkait ini berfungsi sebagai „pengingat bentuk‟ atau yang dikenal sebagai shape-memory polymer Saptono, 2008. Polietilen berdensitas tinggi atau HDPE adalah polietilen yang didefinisikan ASTM memiliki densitas 0.941-0.965 gcm 3 58.7-60.3 lbft 3 . Besarnya densitas HDPE ditentukan oleh jumlah komonomer yang ditambahkan pada reaktor. Tipe komonomer yang digunakan selain etilen adalah propilen, butena, heksena, dan oktena. Meningkatnya bobot molekul pada polietilen menyebabkan rantai polimer yang lebih panjang tidak lagi mengkristal dan menghasilkan penurunan kristalinitas NBCE, 2006. Komonomer yang terlibat dalam mengontrol densitas, seperti 1-butene atau 1-hexene, menghasilkan ikatan percabangan pendek pada HDPE. Penambahan jumlah ikatan percabangan pendek ini sangat mempengaruhi kristalinitas HDPE, dimana akan menghasilkan penurunan densitas dan derajat kristalinitasnya. Satu cabang etil per 1000 atom karbon dapat menghasilkan perubahan densitas sebanyak 0.01. Oleh karena itu, densitas HDPE akan membentuk garis linear dengan kristalinitasnya Carter, 2007. HDPE merupakan polimer semikristalin. Derajat kristalinitas bergantung pada bobot molekul, jumlah komonomer, dan panas yang diberikan. Kristalinitas dapat meningkat karena proses pendinginan yang lambat saat pembentukan plastik. Kristalinitas HDPE berkisar antara 50- 80 NBCE, 2006. Sifat mekanik plastik dapat menurun karena adanya kandungan bahan pemlastis plasticizer. Molekul-molekul plasticizer yang terperangkap di antara rantai polimer akan bereaksi dengan membentuk ikatan hidrogen dalam rantai polimer sehingga menyebabkan interaksi antara molekul polimer menjadi semakin berkurang namun menjadikan plastik semakin fleksibel Gunawan et al., 2007 Pada penelitian sebelumnya yang dilakukan Gunawan et al. 2007 menunjukkan nilai kuat tarik HDPE sebesar 416.35 kgfcm 2 atau 40.83 MPa. Penelitian yang dilakukan Equistar 2003 menyebutkan HDPE dengan densitas 0.941-0.965 gcm 3 memiliki laju transmisi uap air 0.087-0.16 g100in 2 24jam atau 1.349-2.480 gm 2 24jam.

2.2 PLASTIK BIODEGRADABEL

Biodegradabel didefinisikan sebagai kemampuan mendekomposisi bahan menjadi karbon dioksida, metana, air, komponen anorganik atau biomassa melalui mekanisme enzimatis mikroorganisme, yang bisa diuji dengan pengujian standar dalam periode waktu tertentu. Biodegradable merupakan salah satu mekanisme degradasi material, selain compostable, hydrobiodegradable, photobiodegradable, bioerodable Nolan-ITU, 2002. Plastik biodegradabel adalah suatu material polimer yang dapat berubah ke dalam senyawa dengan berat molekul rendah dimana paling sedikit satu tahap proses degradasinya melalui metabolisme organisme secara alami Seal, 1994. 5 Plastik biodegradabel dapat terurai secara alami disebabkan cahaya fotodegradasi, hidrolisis degradasi kimiawi, bakterijamur, enzim degradasi enzimatik, serta angin dan abrasi degradasi mekanik. Menurut Sacharow dan Griffin 1970, proses terjadinya biodegradasi film kemasan pada lingkungan dimulai dengan tahap degradasi kimia yaitu dengan proses oksidasi molekul, menghasilkan polimer dengan berat molekul yang rendah. Proses berikutnya adalah serangan mikroorganisme bakteri, jamur, alga dan aktivitas enzim intraselular, ekstraselular. Berdasarkan bahan baku yang dipakai, plastik biodegradabel dikelompokkan menjadi 2 kelompok, yaitu kelompok dengan bahan baku petrokimia non-renewable resources dengan bahan aditif dari senyawa bioaktif yang bersifat biodegradabel, dan kelompok kedua adalah dengan keseluruhan bahan baku dari sumber daya alam terbarukan renewable resources seperti dari bahan tanaman pati dan selulosa serta hewan seperti cangkang atau dari mikroorganisme yang dimanfaatkan untuk mengakumulasi plastik yang berasal dari sumber tertentu seperti lumpur aktif atau limbah cair yang kaya akan bahan-bahan organik sebagai sumber makanan bagi mikroorganisme tersebut Adam dan Clark, 2009. Kelompok biopolimer yang menjadi bahan dasar dalam pembuatan biodegradable plastic, yaitu: 1. Campuran biopolimer dengan polimer sintetis. Bahan ini memiliki nilai biodegradabilitas yang rendah dan biofragmentasi sangat terbatas. 2. Poliester. Biopolimer ini dihasilkan secara bioteknologi atau fermentasi dengan mikroba genus Alcaligenes dan dapat terdegradasi secara penuh oleh bakteri, jamur, dan alga. 3. Polimer pertanian. Polimer pertanian diantaranya, cellophan, seluloasetat, kitin, pullulan Latief 2001. Plastik biodegradabel dapat dihasilkan melalui beberapa cara, salah satunya adalah biosintesis menggunakan bahan berpati atau berselulosa. Cara pembuatan plastik biodegradabel yang berbasiskan pati antara lain : 1. Mencampur pati dengan plastik konvensional PE atau PP dalam jumlah kecil 10-20 2. Mencampur pati dengan turunan hasil samping minyak bumi, seperti PCL, dalam komposisi yang sama 50 3. Menggunakan proses ekstruksi untuk mencampur pati dengan bahan- bahan seperti protein kedelai, gliserol, alginate, lignin dan sebagainya sebagai plasticizer Flieger et al., 2003. Plastik komposit-pati merupakan campuran dua tipe material yang berbeda, yaitu a hidrofobik, polimer turunan minyak bumi PE, EAA yang diketahui sangat tahan terhadap degradasi oleh organisme hidup dan b hidrofilik, polimer alami pati yang sangat mudah untuk hancur oleh mikroorganisme Gould et al., 1989. Penambahan pati tapioka untuk meningkatkan sifat degradasi polietilen perlu diperhatikan. Semakin besar jumlah pati yang ditambahkan akan menurunkan sifat fisis seperti pemuluran, kekuatan tarik, ketahanan lipat, dan ketahanannya terhadap cuaca Herminiwati dan Kusumo, 1996. Pada penelitian yang dilakukan Gunawan et al. 2007, komposit HDPE dengan 60 tapioka menghasilkan kekuatan tarik sebesar 88.31 kgfcm 2 atau 8.66 MPa. Semakin besar konsentrasi pati yang digunakan maka kekuatan tarik plastik akan semakin menurun.

2.3 SIFAT MEKANIK DAN FISIK PLASTIK