4.4 Karakterisasi Film Bioplastik Protein kedelai – Gliserol – Poliester amida
4.4.1 Pengujian Sifat Mekanik Uji Kekuatan Tarik
Pengujian sifat mekanik dalam penelitian ini menggunakan
alat Universal Testing Machine Gotech Al-7000M Grid Tensile dengan beban 2000 kgf dan kecepatan 25
mmmenit
. Ketebalan film bioplastik di bawah 1 mm 0,1 – 0,2 mm sesuai dengan standar ASTM D 882-91, yaitu standar untuk uji kemuluran dan kekuatan tarik
plastik pelapis tipis dan film bioplastik www.astm.org. Hasil pengujian sifat mekanik film bioplastik protein kedelai – Gliserol –
Poliester amida dapat dilihat pada Tabel 4.2 di bawah ini : Tabel 4.2 Hasil Pengujian Sifat Mekanik Film Bioplastik Protein kedelai –
Gliserol – Poliester amida
Sampel Kekuatan Tarik
MPa Kemuluran
Film Protein kedelai – Gliserol 15 kontrol
Film Protein kedelai + Gliserol + Poliester amida 10
Film Protein kedelai + Gliserol + Poliester amida 30
Film Protein kedelai + Gliserol + Poliester amida 50
2,869
3,786
8,886
4,031 167,647
169,103
170,588
171,642
Kekuatan tarik tensile strength menunjukkan gaya maksimum yang diperlukan untuk memutuskan film bioplastik. Film bioplastik dengan kekuatan tarik
yang tinggi akan mampu melindungi produk yang dikemasnya dari gangguan
Universitas Sumatera Utara
mekanik dengan baik Suryaningrum et al, 2011 dan Hasdar et al, 2011. Adapun grafik nilai kekuatan tarik dan nilai kemuluran elongation dari masing-masing
film bioplastik protein kedelai – gliserol – poliester amida dapat dilihat pada Gambar 4.6 dan 4.7 berikut :
2,869 3,786
8,886 4,031
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
Protein Kedelai + 0 PEA
Protein Kedelai + 10 PEA
Protein Kedelai + 30 PEA
Protein Kedelai + 50 PEA
K e
k u
at an
T ar
ik M
P a
Film Bioplastik
167,647 169,103
170,588 171,642
165 166
167 168
169 170
171 172
Protein Kedelai + 0 PEA
Protein Kedelai + 10 PEA
Protein Kedelai + 30 PEA
Protein Kedelai + 50 PEA
K e
m ul
ur a
n
Film Bioplastik
Gambar 4.6. Grafik Nilai Kekuatan Tarik Film Bioplastik Protein Kedelai Gliserol 15 – Poliester Amida
Gambar 4.7 Grafik Nilai Kemuluran Film Bioplastik Protein Kedelai Gliserol 15 – Poliester Amida
Universitas Sumatera Utara
Dari kedua grafik di atas, dapat dilihat bahwa film bioplastik protein kedelai tanpa poliester amida memiliki kekuatan tarik dan kemuluran yang paling rendah,
yaitu sebesar 2,869 MPa dan 167,647 dan film bioplastik protein kedelai – gliserol – poliester amida yang optimum adalah film bioplastik protein kedelai dengan
poliester amida 30, yaitu sebesar 8,886 MPa untuk kekuatan tariknya dan 170,588 untuk kemulurannya.
Penambahan 10, 30, dan 50 poliester amida pada film bioplastik protein kedelai mengakibatkan adanya perubahan kekuatan tarik yang signifikan. Kombinasi
variasi massa poliester amida terhadap protein kedelai juga menyebabkan perubahan pada sifat mekanik dari film bioplastik yang dihasilkan. Poliester amida sebagai
bahan pengisi dan penguat memberikan sifat elastis pada film bioplastik yang efeknya berbeda-beda, tergantung pada konsentrasi massa poliester amida yang ditambahkan.
Dari data yang diperoleh, kekuatan tarik dan kemuluran protein kedelai murni soy protein isolate dan penambahan gliserol 30 dengan menggunakan
metode solution casting wet process adalah sebesar 4,1 MPa dan 105,4 Manso, 2012. Sedangkan kekuatan tarik dan kemuluran poliester amida adalah sebesar 17
MPa dan 420 Galan et al, 2011. Namun setelah proses pencampuran protein kedelai – gliserol - poliester amida, maka nilai kekuatan tarik dan kemuluran film
bioplastik yang dihasilkan bervariasi seperti yang dijelaskan pada Grafik 4.6 dan 4.7 di atas. Nilai kekuatan tarik dan kemuluran film bioplastik protein kedelai dengan
10 dan 30 poliester amida mengalami kenaikan yang sejalan dengan penambahan poliester amida. Namun pada film bioplastik protein kedelai dengan 50 poliester
Universitas Sumatera Utara
amida, nilai kemulurannya meningkat menjadi sebesar 171,642 tetapi nilai kekuatan tariknya mengalami penurunan menjadi sebesar 4,031 MPa.
Sifat mekanik dipengaruhi oleh besarnya jumlah kandungan komponen- komponen penyusun film bioplastik, yaitu protein kedelai, gliserol, dan poliester
amida. Menurut Weiping Ban 2005 dalam Yusmarlela 2009, faktor penting yang mempengaruhi sifat mekanik pada suatu film adalah afinitas antara tiap komponen
penyusunnya. Afinitas adalah suatu fenomena dimana atom-atom molekul tertentu memiliki kecenderungan untuk bersatu atau berikatan. Dengan adanya peningkatan
afinitas, maka semakin banyak terjadi ikatan antar molekul. Oleh karena itu, kekuatan suatu bahan dipengaruhi oleh ikatan kimia penyusunnya.
Ikatan kimia yang kuat bergantung pada jumlah ikatan molekul dan jenis ikatannya seperti ikatan kovalen, ikatan ion, ikatan hidrogen, dan gaya Van der
Waals. Ikatan kimia yang kuat sulit untuk diputus karena diperlukan energi yang cukup besar untuk memutuskan ikatan tersebut Yusmarlela, 2009.
Apabila kadar bahan pemlastis dan pengisi terus-menerus ditingkatkan akan menyebabkan kekuatan tarik film bioplastik menurun. Hal ini disebabkan karena
kesetimbangan molekul telah terlewati, sehingga molekul pemlastis dan pengisi yang berlebih pada fase tersendiri di luar fase matriksnya dan akan menurunkan gaya
intermolekuler antar rantai yang menyebabkan gerakan rantai lebih bebas dan gaya intermolekulernya juga akan menurun Yusmarlela, 2009.
Universitas Sumatera Utara
4.4.2 Pengujian Kadar Protein
Kategori