Densitas bioplastik Proses Produksi dan Karakteristik Bioplastik TPSLLDPE dan TPSHDPE
terhadap kekuatan tariknya, namun pada bioplastik TPSHDPE, penambahan MA pada compatibilizer HDPE-g-MA berpengaruh signifikan terhadap kekuatan
tariknya. Bioplastik dengan perbandingan TPSLLDPE 0100; 4060, nilai
kekuatan tarik tensile strength cenderung mengalami peningkatan dengan penambahan MA dari 2,5 ke 5 tetapi cenderung menurun dengan penambahan
MA 7,5. Pada Tabel 4.7, nilai kekuatan tarik mengalami peningkatan dari 24 MPa ke 26,5 MPa untuk LLDPETPS 1000 dan 2,5 MPa ke 7,1 MPa untuk
LLDPETPS 6040. Bioplastik dengan perbandingan TPSHDPE 0100 dan 2080, nilai kekuatan tarik tensile strength cenderung mengalami peningkatan
dengan peningkatan derajat grafting, tetapi pada perbandingan TPSHDPE 3070 dan 4060, nilai kekuatan tarik menurun dengan penambahan compatibilizer
7,5 derajat grafting 3,21. Peningkatan derajat grafting menyebabkan banyaknya ikatan yang
terbentuk antara pati sebagai bahan pengisi dan LLDPE atau HDPE, sehingga terjadi interaksi yang sangat kuat antara kedua matriks polimer tersebut. MA pada
compatibilizer LLDPE-g-MAHDPE-g-MA berfungsi sebagai jembatan atau penghubung antara komponen hidrofobik LLDPE atau HDPE dan hidrofilik
TPS. Gugus anhidra pada MA sangat reaktif terhadap gugus hidroksil yang terdapat pada TPS. Menurut Paul et al. 1973 dalam Ismail dan Hairunezam
2001 menyatakan
bahwa compatibilizer
biasanya digunakan
untuk meningkatkan kompatibel campuran polimer yang tidak kompatibel. Zhou dan
Yan 2004 menyatakan bahwa penambahan compatibilizer dapat meningkatkan kristalinitas yang mengakibatkan kekuatan tarik komposit meningkat. Selain itu,
compatibilizer juga berperan dalam meningkatkan gaya adhesi antara LLDPE dan magnesium hidroksida MH Wang et al. 2002 dan antara HDPE dan WF
Mengeloglu dan Karakus 2008 sehingga kekuatan tarik meningkat. Prachayawarakorn et al. 2010 menyatakan bahwa terjadi peningkatan sifat
kekuatan film campuran antara pati beras termoplastik TPRSLDPE dan viniltri metoksilanol VTMS karena terbentuknya ikatan Si-O-pati yang dibentuk antara
gugus silanol pada VTMS dan gugus hidroksil pada pati beras. Lopes dan Sousa 2005 juga melaporkan bahwa penggunaan compatibilizer sangat efektif untuk
meningkatkan sifat mekanik suatu komposit karena adanya interaksi antara maelat anhidrat dengan gugus aminosilanol pada serat.
Nilai kekuatan tarik menurun dengan penambahan MA 7,5 pada compatibilizer LLDPE-g-MA derajat grafting 6,44; TPSLLDPE : 4060 dan
penambahan MA 7,5 pada compatibilizer HDPE-g-MA derajat grafting 3,21; TPSHDPE : 3070 dan 4060, hal ini disebabkan karena monomer-monomer
anhidrat dari
compatibilizer LLDPE-g-MA
atau HDPE-g-MA
tidak berikatanberinteraksi dengan gugus hidroksil pada TPS. Wang et al. 2002 juga
mengatakan bahwa menurunnya nilai kekuatan tarik disebabkan karena monomer- monomer anhidrat tidak berikatanberinteraksi.
Selain itu, penurunan nilai kuat tarik diduga karena distribusi gugus anhidrat yang tidak merata pada matriks komposit, sehingga interkasi yang terjadi
antara campuran LLDPEHDPE dan TPS hanya bersifat fisik dan terbentuknya perbedaan antar permukaan gugus polimer hifrofilik dan hidrofobik meskipun
sudah dihubungkan oleh compatibilizer. Hal tersebut sesuai dengan pendapat Hasnah 2005 yang menyatakan bahwa penurunan nilai kuat tarik disebabkan
karena distribusi dari gugus anhidrat yang tidak merata dan terjadinya homopolimerisasi yang menyebabkan monomer-monomer maelat anhidrat
cenderung berikatan sendiri dibandingkan menempel pada rantai TPS. Hasil yang sama juga dilaporkan oleh Ning et al. 2007 bahwa nilai kekuatan tarik menurun
dengan penambahan asam sitrat lebih dari 3 pada pencampuran TPS dan PE. Bila ditinjau dari nilai densitas bioplastik TPSLLDPE, nilai kekuatan tarik
cenderung menurun seperti terlihat pada Gambar 4.27. Meningkatnya nilai densitas disebabkan karena karena meningkatnya interaksi TPS ke dalam matriks
polimer, namun matriks polimer menjadi kurang homogen, sehingga saat ditarik elastisitas bioplastik menjadi menurun.
Gambar 4.27 Grafik hubungan densitas gcm
3
dan kuat tarik MPa bioplastik
TPSLLDPE 4.4.6.2. Perpanjangan putus
elongation
Nilai perpanjangan putus berkisar antara 24,3-1765 untuk bioplastik
TPS
LLDPE, sedangkan untuk bioplastik
TPS
HDPE, nilai perpanjangan putus berkisar antara 25-881. Nilai perpanjangan putus tertinggi didapat pada
konsentrasi
TPS
LLDPE 0100 dan konsentrasi MA7,5 pada compatibilizer LLDPE-g-MA yaitu sebesar 1765, sedangkan nilai terendah diperoleh pada
konsentrasi
TPS
LLDPE 4060 dan konsentrasi MA 2,5 pada compatibilizer yaitu sebesar 24,3.
Untuk bioplastik berbahan baku
TPS
HDPE, nilai perpanjangan putus tertinggi didapat pada konsentrasi
TPS
HDPE 0100 dan konsentrasi MA 5 pada compatibilizer HDPE-g-MA yaitu sebesar 881, sedangkan nilai terendah
diperoleh pada konsentrasi
TPS
HDPE 4060 dan konsentrasi MA 7,5 pada compatibilizer HDPE-g-MA yaitu sebesar 25. Nilai perpanjangan putus
bioplastik
TPS
HDPE cenderung lebih rendah bila dibandingkan dengan
TPS
LLDPE. Kemungkinan hal tersebut disebabkan derajat kristalinitas HDPE lebih tinggi dibandingkan dengan LLDPE. Hal tersebut menyebabkan LLDPE
mempunyai sifat lebih fleksibel. Penambahan TPS memberikan pengaruh nyata terhadap nilai perpanjangan
putus bioplastik TPSLLDPE dan TPSHDPE Lampiran 5i dan 5j, namun pengaruhnya cenderung negatif. Nilai perpanjangan putus bioplastik seperti yang
y = -1,41x + 24,38 R² = 0,97
y = -1,83x + 27,81 R² = 0,86
y = -1,79x + 26,81 R² = 0,98
-10 -5
5 10
15 20
25 30
35
0.90 0.92
0.94 0.96
0.98 1.00
1.02 1.04
1.06
K u
a t
ta rik
M Pa
Densitas gcm3
Konsentrasi MA 2,5 DG 0,68 Konsentrasi MA 7,5 DG 6,44
Konsentrasi MA 5 DG 6,96