Gambar 4.6 Hasil Uji Komposit biodegradabel PP: α-Selulosa:PP-g-MA:BPO:DVB
95:5:0,5:0,5:1 Pembesaran 1000 kali Gambar 4.6 adalah hasil foto SEM permukaan komposit biodegradabel PP:α-Selulosa:PP-g-
MA:BPO:DVB 95:5:0,5:0,5:1 dengan pembesaran 1000 kali terlihat bahwa permukaannya rata dan tidak terdapat butiran seperti hasil SEM komposit sebelumnya. Hal ini
mengindikasikan bahwa antara campuran bahan yang digunakan untuk membuat komposit biodegradabel ini dalam hal ini PP:α-Selulosa:PP-g-MA:BPO:DVB 95:5:0,5:0,5:1 dapat
berinteraksi dengan baik dan menghasilkan campuran yang rata.
4.4 Analisa Ketahanannya Terhadap Air dengan Uji Serapan Air
Data dari uji serapan air adalah sebagai berikut:
Tabel 4.3 Data Hasil Uji Serapan Air No
Jenis Sampel Kadar Serapan Air
Universitas Sumatera Utara
1 2
3 4
Polipropilena Murni PP:
α-Selulosa:PP-g-MA 95:5:1 PP:
α-Selulosa:PP-g-MA:BPO :DVB 95:5:0,5:0,5:1
PP: α-Selulosa:BPO:DVB 95:5:1:1
0,772 1,060
0,791 1,112
Berdasarkan data serapan air pada Tabel 4.3 diketahui bahwa daya serap air dari komposit biodegradabel yang dihasilkan adalah lebih tinggi dibandingkan dengan
polipropilena murni.
Hal ini
dikarenakan sifat
polipropilena yang
hidrofobik,sementara serapan air untuk komposit biodegradabel PP:α-Selulosa:PP-g- MA:BPO:DVB 95:5:0,5:0,5:1 diperoleh presentase paling kecil, hal ini mungkin
disebabkan ikatan yang terdapat dalam komposit biodegradabel tersebut adalah paling baik sehingga kemampuannya untuk menyerap air menjadi rendah.
4.5 Analisa Gugus Fungsi dengan Uji FTIR Fourier Transform Infrared
Spectroscopy
Analisa dengan menggunakan spektrum infra merah ini dilakukan untuk menentukan perubahan gugus fungsi yang dialami oleh polipropilena murni dengan
komposit biodegradabel yang dihasilkan. Terjadinya perubahan gugus fungsi yang dialami polipropilena menandakan bahwa terjadinya interaksi kimia antara
polipropilena dengan pengisi komposit lainnya. Analisa dengan spectrum infra merah ini dilakukan dengan cara mengamati frekuensi-frekuenis yang khas dari gugus
fungsi spektra FTIR masing-masing sampel. Hasil spektra FTIR yang dihasilkan
dapat dilihat pada Lampiran 8 s.d 11.
Bilangan gelombang FTIR polipropilena murni dapat dilihat pada Tabel 4.4
Tabel 4.4 Bilangan Gelombang Polipropilena Murni
Universitas Sumatera Utara
Sampel Bilangan Gelombang cm
-1
Gugus Fungsi Polipropilena Murni
2924,09 2862,36
2723,40 1458,18
1165,00 CH
3
bending CH
2
bending C-CH
3
bending C-H bending
-CH
2
-CH
2
- , CH
3
, CH
2
Bilangan gelombang 2924,09 cm
-1
merupakan uluran C-H dari gugus CH
3
poliporpilena dan bilangan gelombang 1165 cm
-1
merupakan pita serapan gugus - CH
2
-CH
2
- pada daerah sidik jari yang khas untuk polipropilena Yunus,2011. Bilangan gelombang FTIR komposit biodegradabel PP:
α-Selulosa:PP-g-MA 95:5:1 dapat dilihat pada Tabel 4.5.
Tabel 4.5 Bilangan Gelombang PP:α-Selulosa:PP-g-MA 95:5:1 Sampel
Bilangan Gelombang cm
-1
Gugus Fungsi PP :
α-Selulosa : PP-g-MA
95 : 5 : 1 3346,41
3193,31 2841,0
2722,12 1645,40
1255,38
1452,0 1358,1-1377,0
899,19 O-H stretching
C-H stretching CH
2
bending C-CH
3
bending C=C stretching
C-O stretching CH
3
-CH
2
stretching CH
3
bending C-C bending
Bilangan gelombang FTIR PP:α-Selulosa:BPO:DVB 95:5:1:1 dapat dilihat pada Tabel 4.6.
Tabel 4. 6 Bilangan Gelombang PP:α-Selulosa:BPO:DVB 95:5:1:1
Universitas Sumatera Utara
Sampel Bilangan Gelombang cm
-1
Gugus Fungsi PP :
α-Selulosa : BPO : DVB
95 : 5 : 1 : 1 2981,35
2722,36 1604,46
1255,38 899,40
709,44-808,39 CH
3
bending CH
2
bending C=C Stretching
C-O stretching C-C bending
Cincin benzene Bilangan gelombang FTIR PP:α-Selulosa:PP-g-MA:BPO:DVB 95:5:0,5:0,5:1 dapat
dilihat pada Tabel 4.7. Tabel 4.7 Bilangan Gelombang PP:α-Selulosa:PP-g-MA:BPO:DVB 95:5:0,5:0,5:1
Sampel Bilangan Gelombang cm
-1
Gugus Fungsi PP : α-S : PP-g-MA : BPO : DVB
95 : 5 : 0,5 : 0,5 : 1 3347,45
3192,35 2914,0
2722,15 1748,47
1603,43 1452,0
1359,2-1377,0 1255,20
1044,27 899,23
708,47-808,21 O-H Stretching
C-H Stretching CH
3
bending CH
2
bending C=O stretching
C=C Stretching CH
3
-CH
2
stretching CH
3
bending C-O stretching
C-O bending C-C bending
Cincin benzene Dari tabel bilangan gelombang yang diperopleh dari masing-masing komposit biodegradabel
yang dihasilkan kita dapat melihat interaksi yang dihasilkan dari campuran bahan komposit biodegradabel tersebut.
4.5.1 Komposit biodegradabel PP:
α-Selulosa:PP-g-MA 95:5:1
Universitas Sumatera Utara
Dapat dilihat pada bilangan gelombang yang menunjukan gugus fungsi yang khas pada komposit biodegradabel yaitu bilangan gelombang 3193,41 cm
-1
yang menunjukan gugus fungsi C-H yang khas untuk maleat anhidrida yang didukung dengan bilangan
gelombang 1645,40 cm
-1
yang menunjukan gugus fungsi C=C pada maleat anhidrida dan polipropilena yang terikat silang. Serta beberapa gugus yang khas seperti pada polipropilena
murni
4.5.2 Komposit biodegradabel PP:α-Selulosa:BPO:DVB 95:5:1:1
Dapat dilihat pada bilangan gelombang yang menunjukan gugus fungsi yang khas pada komposit biodegradabel yaitu adanya cincin benzene pada bilangan gelombang 709,44-
808,39 cm
-1
, adanya bilangan gelombang 1255,38 cm
-1
yang merupakan gugus fungsi C-O yang menandakan adanya interaksi antara polipropilena dengan selulosa secara ikatan kimia
dan luas peaknya lebih luas karena bahan pengikat silang yang digunakan hanya DVB tanpa PP-g-MA.
4.5.3 Komposit biodegradabel PP:
α-Selulosa:PP-g-MA:BPO:DVB 95:5:0,5:0,5:1
Dapat dilihat pada bilangan gelombang yang menunjukan gugus fungsi yang khas pada komposit biodegradabel yaitu jika tanpa penambahan DVB dan PP-g-MA tidak
ditemukan gugus C=O pada bilangan gelombang 1748,47 cm
-1
,sedangkan dengan penambahan DVB,gugus ini dapat terlihat. Pada komposit biodegradabel ini,ikatan C=C pada
bilangan gelombang 1603,43 cm
-1
meningkat yang dapat dilihat dari luas peaknya yang semakin lebar,hal ini menandakan semakin besarnya ikatan silang yang terjadi didalam
komposit biodegradabel yang didukung adanya cincin benzene pada bilangan gelombang 709,44-808,39 cm
-1
.
4.6 Analisa Kemampuannya Terurai di Alam dengan Uji Biodegradasi
Penguburan spesimen komposit biodegradabel pada berbagai jenis tanah tanah sampah, tanah kebun, dan tanah pasir bertujuan untuk melihat tingkat biodegradasinya di
alam hal ini karena salah satu tempat akhir kemasan plastik adalah kembali ke tanah. Oleh
Universitas Sumatera Utara
sebab itu, sangat perlu dilakukan pengujian sifat degradasi specimen komposit biodegradabel secara in vivo pengomposan. Data penurunan berat hasil pengomposan spesimen uji dapat
dilihat pada Tabel 4.8. Tabel 4.8 Data Hasil Penurunan Massa Spesimen Komposit biodegradabel
Setelah Penguburan Dalam Tanah
N o
Jenis Sampel Tanah sampah hari
Tanah Kebun hari Tanah Pasir hari
10 20
30 10
20 30
10 20
30 1
2
3 PP:
α-Selulosa: PP-g-MA
95:5:1 PP:
α-Selulosa: PP-g-MA:
BPO:DVB 95:5:0,5:0,5:1
PP: α-Selulosa:
BPO:DVB 95:5:1:1
0,0332 0,1000
0,0567 0,1076
0.0921 0,0564
0,0493 0,0673
0,0563 0,0289
0,0468 0,0177
0,0289 0,0367
0,0082 0,0192
0,0275 0,0177
0,0016 0,022
0,0017 0,0016
0,0017 0,0017
0,00169 0,0017
0,0017
Penguburan spesiman dilakukan pada beberapa jenis tanah selama 30 hari dengan pengamatan setiap 10 hari. Berdasarkan tabel di atas memperlihatkan laju
pengurangan massa yang tidak begitu besar. Suatu penelitian yang telah dilakukan oleh Forensic Science Researches Northrop and Rowe 1987 dalam jurnal Springer
oleh Juergen Puls et al 2010 yang mempelajari efek lingkungan tanah terhadap biodegradasi selulosa menyatakan bahwa selulosa akan menunjukkan hasil yang
signifikan selama 2 bulan dalam tanah yang basah lembab dan akan hancur seluruhnya dalam waktu 4
– 9 bulan. Namun demikian, besarnya penurunan massa spesimen matriks polimer komposit sejalan dengan lamanya waktu penguburan.
Harga penurunan massa komposit biodegradabel yang terbesar adalah pada penguburan dalam tanah sampah lalu tanah kebun kemudian tanah pasir. Hal ini
mungkin disebabkan karena jumlah nutrisi dalam tanah sampah lebih banyak
Universitas Sumatera Utara
dibandingkan tanah lainnya sehingga jumlah dan jenis mikrobanya juga lebih banyak. Oleh karena itu, terjadi kinerja yang sinergis antara kegiatan beberapa
mikroba Basuki Wirjosentono, 1998. Tahap utama degradasi adalah pemutusan rantai utama membentuk fragmen
– fragmen dengan berat molekul rendah oligomer yang dapat diasimilasi oleh mikroba. Berdasarkan uraian tersebut, dapat dilihat degradasi secara penanaman lebih
cepat karena semua faktor yang memicu terjadinya degradasi terdapat di lingkungan luar. Berikut adalah tabel bilangan gelombang yang menunjukkan perubahan
bilangan gelombang dari uji FTIR setelah penanaman selama 1 bulan hasil spektra FTIR dapat dilihat pada lampiran 10,11 dan 12 Bilangan gelombang FTIR komposit
biodegradabel PP: α-Selulosa:PP-g-MA 95:5:1 setelah penguburan dapat dilihat
pada Tabel 4.9.
Tabel 4.9 Bilangan Gelombang PP:α-Selulosa:PP-g-MA 95:5:1 setelah Penguburan
Sampel Bilangan Gelombang cm
-1
Gugus Fungsi PP :
α-Selulosa : PP-g-MA 95 : 5 : 1 setelah
penguburan
3346,41 3194,39
2841,0 2722,30
1645,40 1255,36
1458,6 1359,19-1376,4
899,37 O-H stretching
C-H stretching CH
2
bending C-CH
3
bending C=C stretching
C-O stretching CH
3
-CH
2
stretching CH
3
bending C-C bending
Bilangan gelombang FTIR PP:α-Selulosa:BPO:DVB 95:5:1:1 setelah Penguburan dapat dilihat pada Tabel 4.10.
Tabel 4.10 Bilangan Gelombang PP:α-Selulosa:BPO:DVB 95:5:1:1 setelah Penguburan
Universitas Sumatera Utara
Sampel Bilangan Gelombang cm
-1
Gugus Fungsi PP : α-Selulosa : BPO :
DVB 95 : 5 : 1 : 1 setelah
penguburan
2950,2 2722,44
1604,60 1255,47
899,52 709,52-808,52
CH
3
bending CH
2
bending C=C Stretching
C-O stretching C-C bending
Cincin benzene
Bilangan gelombang FTIR PP:α-Selulosa:PP-g-MA:BPO:DVB 95:5:0,5:0,5:1 setelah penguburan dapat dilihat pada Tabel 4.11.
Tabel 4.11 Bilangan Gelombang PP:α-Selulosa:PP-g-MA:BPO:DVB 95:5:0,5:0,5:1 setelah Penguburan
Sampel Bilangan Gelombang cm
-1
Gugus Fungsi PP : α-Selulosa : PP-g-
MA : BPO : DVB 95 : 5 : 0,5 : 0,5 : 1
setelah penguburan 3347,45
3193,34 2953,0
2722,14 1747,46
1603,42
1452,0 1359,2-137760
1255,19 1044,26
899,23 699,47-808,20
O-H Stretching C-H Stretching
CH
3
bending CH
2
bending C=O stretching
C=C Stretching CH
3
-CH
2
stretching CH
3
bending C-O stretching
C-O bending C-C bending
Cincin benzene Berdasarkan tabel hasil FTIR setelah dikubur dalam tanah di atas menunjukkan
adanya penghilangan gugus fungsi O-H stretching dan penurunan intensitas serapan gugus C=O. Penurunan berat molekul terutama disebabkan oleh pemutusan rantai
secara hidrolisis atau oksidatif. Hidrolisis terjadi menggunakan lingkungan air dengan penambahan enzim atau pada kondisi non-enzimatis. Dalam hal ini, autokatalisis,
Universitas Sumatera Utara
panas, atau logam katalis juga menyebabkan hidrolisis. Pemutusan oksidatif terutama karena adanya oksigen, logam katalis, sinar UV, atau enzim.
Kemungkinan Mekanisme Reaksi Penguraian:
+ nH
2
O O
O C
C O
O C
C H
2
H C
C H
2
C H
3
C C
H
2
C H
3
C C
H
3
H C
C C
H
3
H C
H
2
C
C H
3
H
3
C C
H
2
C H
C H
2
C C
O O
O O
I k
a t
s i
l a
n g
Katalis
H-O O-H
C-O-H COH
O O
C C
H
2
H C
C H
2
C H
3
C C
H
2
C C
H
3
C C
C H
3
C H
2
C H
3
C C
H
2
C H
C H
2
COH C-O-H
O-H H-O
O O
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.7 Mekanisme Reaksi Penguraian di Alam
Untuk hasil foto permukaan sebelum maupun sesudah penguburan tidak menunjukkan perubahan yang signifikan, hanya saja permukaan setelah penguburan
sedikit lebih kasar
Sebelum Ditanam Setelah Ditanam
Gambar 4.8 Permukaan Komposit biodegradabel PP:
α-
Selulosa:PP-g-MA 95:5:1
Sebelum ditanam Setelah Ditanam
Gambar 4.9 Permukaan Komposit biodegradabel PP:
α-s
elulosa:BPO:DVB 95:5:1:1
Mikroba
Universitas Sumatera Utara
Sebelum ditanam Setelah Ditanam
Gambar 4.10 Permukaan Komposit biodegradabel PP:
α-
Selulosa:PP-g- MA:BPO:DVB 95:5:0,5:0,5:1
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
3.3
Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, didapatkan kesimpulan bahwa komposit
biodegradabel dengan perbandingan PP:α-selulosa:PP-g-MA:BPO:DVB
Universitas Sumatera Utara
