KOMPATIBILITAS SIFAT TERMAL POLIMER

Menurut Winarno 1994, bahan kemasan plastik dibuat dan disusun melalui proses yang disebut polimerisasi dengan menggunakan bahan mentah monomer, yang tersusun sambung menyambung menjadi satu dalam bentuk polimer. Dalam plastik juga mengandung beberapa aditif dan plastisiser yang diperlukan untuk memperbaiki sifat-sifat fisikokimia plastik itu sendiri. Bahan aditif yang ditambahkan tersebut komponen non plastik yang berupa senyawa anorganik atau organik yang memiliki berat molekul rendah. Bahan aditif tersebut dapat berfungsi sebagai pewarna, antioksidan, penyerap ultraviolet, antilekat, menambah fleksibelitas dan lain sebagainya. Bahan aditif tersebut dapat lepas dengan berbagai cara.

2.8. KOMPATIBILITAS

Kompatibilitas pemlastis dengan bahan polimer merupakan hal yang penting, dimana kompatibilitas yang baik menunjukkan campuran pemlastis dan polimer yang stabil dan homogen. Kompatibilitas campuran dipengaruhi oleh interaksi molekul polimer - pemlastis, bahan aditif, tekanan, suhu, kelembaban dan cahaya. Kemudian kompatibilitas tersebut ditentukan melalui panas reaksi campuran, suhu transisi gelas, morfologi, sifat mekanikal dinamis dan secara viskometrik Chattopadhyay, 2000; Lee; 1997. Pemlastis bisa saja kompatibel pada suhu proses namun dapat keluar kembali dari polimer blooming pada suhu kamar. Polimer-pemlastis selalu berada dalam kesetimbangan dinamis pada suhu tertentu; begitu suhu berubah efektifitas gaya-gaya juga berubah. Pada kondisi normal; difusi selalu terjadi yaitu sejumlah tertentu pemlastis berada dipermukaan polimer karena kesetimbangan adsorpsidesorpsi antara polimer dan pemlastis terganggu Zhong; dl:k; 1998.

2.9. MIGRASI

Difusi pemlastis kepermukaan polimer menghasilkan eksudat yang selanjutnya berpindah ke media kontak, peristiwa ini disebut sebagai migrasi. Universitas Sumatera Utara

2.9.1. Pengemas dan Keamanan Pangan

Proses pengemasan sebagai tahap akhir proses pengolahan merupakan salah satu tahap paling kritis, walaupun kemasan dapat menahan kontaminasi dari luar, namun produk makanan yang sudah terlanjur terkontaminasi sebelum dan selama proses pengemasan, tidak bisa dihilangkan tanpa adanya dekontaminasi, misalnya proses setrilisasi dan pasteurisasi. Zat-zat dalam bahan kemasan juga berpotensi mengontaminasi produk makanan yang ada didalamnya. Secara garis besar interaksi produk pangan dengan kemasan meliputi antara lain: 1. Migrasi komponen kemasan ke dalam pangan. 2. Permeabilitas gas dan uap air melalui kemasan. 3. Penyerapan uap organik dari pangan ke bahan kemasan. 4. Transfer interaktif akibat dari transmisi cahaya. 5. Falvour scalping sorbtion yaitu proses penyerapan rasa, aroma atau zat pewarna dari bahan pangan ke bahan kemasan. Interaksi ini terjadi karena adanya kontak langsung antara bahan kemasan dengan produk pangan yang ada didalamnya Anonim, 2006. Proses migrasi senyawa kimia kebanyakan terjadi selama proses produksi, pengolahan pengangkutan, penyimpanan, pemasakan dan ketika dikonsumsi. Proses migrasi terbagi dua jenis yaitu migrasi secara menyeluruh dan migrasi secara spesifik. 1. Migrasi secara menyeluruh terjadi dimana keseluruhan dari komponen yang ada komponen toksik dan komponen non toksik pada bahan kemasan melalui fase kontak bermigrasi ke dalam makananproduk pangan. 2. Migrasi secara spesifik yaitu terjadi perpindahan komponen-komponen yang diketuhui atau dianggap berpotensi membahayakan kesehatan manusia ke dalam bahan pangan Anonim, 2006. Migrasi senyawa-senyawa kimia dari bahan kemasan dapat memberikan dampak terhadap keamanan dan kualitas makanan, dan hal ini telah tercantum dalam kerangka petunjuk Eropa No. 89109EEC Castle, 2001 Universitas Sumatera Utara

2.9.2. Migrasi Aditif Plastik

Selama proses pengemasan dan penyimpanan makanan, kemungkinan terjadi migrasi bahan plastik pengemas dari bungkus ke makanan yang dikemas sehingga formulasi plastik akan terus berkembang. Faktor-faktor yang mempengaruhi migrasi adalah: 1. Luas permukaan yang berkontak. 2. kecepatan migrasi. 3. Jenis bahan plastik. 4. Temperatur dan waktu kontak. Migrasi bahan kimia merupakan proses difusi dengan hukum kinetik dan terkontrol thermodinamik. Migrasi ini dapat disebutkan sebagai fungsi dari waktu, suhu, ketebalan bahan, jumlah bahan yang dapat bermigrasi, koefisien partisi dan ditribusi. Ada beberapa faktor migrasi kimia yaitu jenis dan konsentrasi bahan kimia yang ada dalam bahan pengemas, sifat intrinsik dan bahan pengemas juga faktor yang penting, bila bahan tersebut berinteraksi dengan kuat pada makanan, migrasi dapat terjadi lewat proses leaching, sebaliknya bahan inert dengan kecepatan difusi yang rendah memiliki nilai migrasi yang rendah pula Castle, 2000.

2.9.3. Temperatur

Migrasi bahan kimia dipercepat dengan panas, sehingga migrasi akan lebih tinggi bila suhu ditingkatkan. Bahan yang berbeda harusnya digunakan dalam kondisi yang berbeda antara lain pada suhu beku, suhu kulkas, suhu ruang, pendidikan sterilisasi, microwave dan penanganan. Bahan yang cocok untuk satu kondisi, mungkin tidak cocok untuk bahan lainnya dan sering kali menjadi jebakan bagi pengguna. Bahan yang diperuntukkan cocok untuk makanan disebut dengan ”Food Grade” Castle, 2000. Universitas Sumatera Utara

2.9.4. Lama Kontak

Bahan yang cocok untuk pengguna dalam waktu singkat mungkin tidak cocok untuk penggunaan dalam waktu yang lebih lama. Migrasi dapat meningkat apabila meningkatnya waktu kontak, meningkatnya suhu kontak, jumlah aditif yang lebih banyak dalam bahan kemasan, tingkat kontak dan tingkat agresifitas makanan Castle, 2000.

2.9.5. Kecepatan Migrasi

Perpindahan dan pergerakan molekul-molekul kecil dari kemasan plastik berlangsung secara difusi melalui proses sorpsi. Pergerakan kinetik dari molekul- molekul kecil seperti halnya monomer sangat tergantung pada keadaan dan konsentrasi zat-zat termigrasi serta sifat plastiknya sendiri yaitu apakah plastik transparan atau opaque. Proses sorpsi dan pergerakan molekul kecil dalam polimer yang glassy lebih rumit mekanismenya.

2.9.6. Migrasi dan Bahaya Keracunan

Masalah yang kemudian timbul adalah adanya dua bahan plastik utama yaitu polivinil cloride copolymer akrilonitril tinggi memiliki monomer-monomer yang cukup beracun dan malahan diduga keras sebagai senyawa karsiogenik penyebab kanker. Sebagai pedoman untuk menghindari hal-hal di atas maka perlu untuk mematuhi ketentuan yang tertera di Standar Nasional Indonesi SNI kemasan makan dari plastik PVC No. KH. 00.02.1.55.2891, tanggal 14 Juli 2009 terlampir.

2.10. SIFAT TERMAL POLIMER

Sifat termal polimer merupakan salah satu sifat yang paling penting karena menentukan sifat mekanis bahan polimer. Senyawa-senyawa polimer menunjukkan Universitas Sumatera Utara suhu transisi gelas pada suhu tertentu. Senyawa polimer amorf seperti PVC dan bagian amorf dari polimer semi-kristalin seperti polietilen memiliki suhu transisi gelas Tg, namun polimer kristalin murni seperti elastomer tidak memiliki suhu transisi gelas, namun hanya menunjukkan suhu leleh Tm. Suhu transisi gelas terjadi ketika polimer amorf atau bagiam amorf polimer semi-kristalin menunjukkan perubahan dari keadaan lunak dan elastis menjadi keadaan keras, rapuh dan mirip gelas. Suhu transisi gelas dapat dianalisis melalui metode analisis termal. Salah satu metode yang dapat digunakan adalah Differential Thermal Analysis DTA. DTA adalah teknik yang mencatat perbedaan suhu antara sampel dan senyawa pembanding, baik terhadap waktu atau suhu saat kedua spesimen dikenai kondisi suhu yang sama dalam sebuah lingkungan yang dipanaskan atau didinginkan pada laju terkendali. Pola umum kurva DTA dapat dilihat pada Gambar 2.2. Temperatur Gambar. 2.2. Pola Umum Kurva DTA Suhu transisi gelas dipengaruhi oleh fleksibilitas rantai, kekakuan dan ukuran gugus samping dan fleksibilitas rantai samping. Fleksibilitas rantai ditentukan oleh kemudahan gugus-gugus yang berikatan kovalen untuk berotasi. Rotasi ditentukan oleh energi dari gaya-gaya kohesi molekul. Penurunan fleksibilitas rantai Universitas Sumatera Utara meningkatkan Tg melalui peningkatan halangan sterik. Halangan sterik ditentukan oleh ukuran dan bentuk rantai utama. Gugus-gugus samping yang besar dan kaku menurunkan fleksibilitas rantai utama sehingga Tg meningkat. Penambahan gugus samping yang fleksibel menghasilkan peningkatan jarak antar rantai sehingga gaya intermolekuler menurun dan kemuluran meningkat. Hal ini dapat dicapai dengan penambahan pemlastis dan aditif lainnya Hatakeyama and Quinn; 1994; Rabek; 1980.

2.11. SIFAT MEKANIS POLIMER