3.2.9 Pembentukan Komposit biodegradabel PP Murni, α-Selulosa, 41
PP-g-MA dan BPO 3.2.10 Pembentukan Komposit biodegradabel PP Murni,
α-Selulosa, 41 BPO dan DVB
3.2.11 Pembentukan Komposit biodegradabel PP Murni, α-Selulosa, 41
PP-g-MA, BPO dan DVB 3.2.12 Karakterisasi Komposit Biodegradabel
42 3.2.12.1 Analisa Gugus Fungsi Dengan FTIR
42 3.2.12.2 Analisa Sifat Thermal dengan Uji DTA
42 3.2.12.3 Analisa Sifat Mekanik dengan Uji Tarik
42 3.2.12.4 Analisa Sifat Morfologi dengan uji SEM
43 3.2.12.5 Analisa Sifat Ketahanan Terhadap Air dengan
43 Uji Serap Air
3.2.12.6 Analisa Kemampuan Terurai di Alam dengan 44
Uji Biodegradabel 3.3 Bagan Penelitian
44 3.3.1 Proses Degradasi Polipropilena dengan Benzoil Peroksida
44 3.3.2 Proses Grafting MA kedalam PP Terdegradasi
45 3.3.3 Pemurnian PP-g-MA
46 3.3.4 Preparasi Pembentukan Serbuk Polipropilena
47 3.3.5 Preparasi Serbuk Ampas Tebu
47 3.3.6 Ekstraksi
α-Selulosa Dari Serbuk Ampas Tebu 48
3.3.7 Pembentukan komposit biodegradabel PP Murni dan 49
α-Selulosa 3.3.8 Pembentukan Komposit biodegradabel PP Murni,
α-Selulosa 49 dan PP-g-MA
3.3.9 Pembentukan Komposit biodegradabel PP Murni, α-Selulosa, 50
PP-g-MA dan BPO 3.3.10 Pembentukan Komposit biodegradabel PP Murni,
α-Selulosa, 50 BPO dan DVB
3.3.11 Pembentukan Komposit biodegradabel PP Murni, α-Selulosa, 51
PP-g-MA, BPO dan DVB 3.3.12 Uji Serap Air
51 3.3.13 Uji Biodegradabel
52
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 53
4.1 Karakterisasi Berdasarkan Analisa Sifat Mekanik dengan Uji Traik 53
4.2 Analisa Sifat Thermal dengan Uji DTA 55
4.3 Analisa Sifat Morfologi dengan Uji SEM 57
4.4 Analisa Ketahanannya Terhadap Air dengan Uji Serapan Air 60
Universitas Sumatera Utara
4.5 Analisa Gugus Fungsi dengan Uji FTIR 61
4.5.1 Komposit biodegradabel PP: α-Selulosa:PP-g-MA 95:5:1
64 4.5.2 Komposit biodegradabel PP:
α-Selulosa:BPO:DVB 95:5:1:1 64 4.5.3 Komposit biodegradabel PP:
α-Selulosa:PP-g-MA:BPO:DVB 64 95:5:0,5:0,5:1
4.6 Analisa Kemampuan Terurai di Alam dengan Uji Biodegradasi 65
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 71
5.1 Kesimpulan 71
5.2 Saran 72
DAFTAR PUSTAKA 73
LAMPIRAN 77
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor Judul
Halaman 2.1
Persyaratan Kemasan Biodegradabel menurut SNI 7188.7:2011 11
2.2 Komposisi Kimia Ampas Tebu
13 3.1
Perbandingan Pembentukan Komposit Biodegradabel PP murni, 42
α-selulosa, PP-g-MA, BPO dan DVB 4.1
Hasil Perhitungan Kekuatan Tarik dan kemuluran Komposit 53
Biodegradabel 4.2
Hasil Uji DTA Polipropilena Murni dan Komposit Biodegradabel 56
4.3 Data Hasil Uji Serapan Air
61 4.4
Bilangan Gelombang Polipropilena Murni 62
4.5 Bilangan Gelombang PP:
α-selulosa:PP-g-MA 95:5:1 62
4.6 Bilangan Gelombang PP:
α-selulosa:BPO:DVB 95:5:1:1 63
4.7 Bilangan Gelombang PP:
α-selulosa: 63
PP-g-MA:BPO:DVB 95:5:0,5:0,5:1 4.8
Data Hasil Penurunan Massa Spesimen Komposit Biodegradebel 65
setelah Penguburan dalam Tanah 4.9
Bilangan Gelombang PP: α-selulosa:PP-g-MA 95:5:1
66 setelah Penguburan
4.10 Bilangan Gelombang PP: α-selulosa:BPO:DVB 95:5:1:1
67 setelah Penguburan
4.11 Bilangan Gelombang PP:
α-selulosa: 67
PP-g-MA:BPO:DVB 95:5:0,5:0,5:1 setelah Penguburan
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul
Halaman 2.1
Rumus Bangun Selulosa 15
2.2 Struktur Polipropilena
19 2.3
Polipropilena Isotatik, Sindiotaktik, Ataktik 21
2.4 Grafik b hasil dari set up yang diperlihatkan pada gambar
27 a, Grafik d merupakan jejak DTA yang umum yang merupakan
dari pengaturan yang diperlihatkan pada Gambar c 2.5
Reaksi Penelitian 36
3.1 Spesimen Uji Kekuatan Tarik Berdasarkan ASTM D-638-72 TypeIV
42 3.2
Proses Degradasi Polipropilena dengan Benzoil Peroksida 44
3.3 Proses Grafting Maleat Anhidrida kedalam Polipropilena Terdegradasi
45 3.4
Pemurnian Polipropilena Tergrafting Maleat Anhidrida 46
3.5 Preparasi Pembentukan Serbuk Polipropilena
47 3.6
Preparasi Serbuk Ampas Tebu 47
3.7 Ekstraksi
α-Selulosa Dari Serbuk Ampas Tebu 48
3.8 Pembentukan Komposit biodegradabel Polipropilena Murni
49 dan
α-Selulosa 3.9
Pembentukan Komposit biodegradabel Polipropilena Murni, 49
α-Selulosa, dan PP-g-MA 3.10
Pembentukan Komposit biodegradabel PP murni, α-Selulosa,
50 PP-g-MA, dan BPO
3.11 Pembentukan Komposit biodegradabel PP murni,
50 α-Selulosa, BPO, dan DVB
3.12 Pembentukan Komposit biodegradabel PP murni, PP-g-MA, BPO,
51 DVB, dan
α-Selulosa 3.13
Uji Serapan Air 51
Universitas Sumatera Utara
3.14 Uji Biodegradabel
52 4.1
Grafik Kekuatan Tarik Nm
2
dari Komposit Biodegradabel 54
4.2 Grafik Kemuluran Dari Komposit Biodegradabel
54 4.3
Hasil Uji SEM dari Polipropilen Murni Pembesaran 1000 kali 57
4.4 Hasil Uji PP:
α-Selulosa:PP-g-MA 95:5:1 Pembesaran 1000 kali 58
4.5 Hasil Uji Komposit biodegradabel PP:
α-Selulosa: BPO:DVB 95:5:1:1 59 Pembesaran 1000 kali
4.6 Hasil Uji Komposit biodegradabel PP:
α-Selulosa: 60
PP-g-MA:BPO:DVB 95:5:0,5:0,5:1 Pembesaran 1000 kali 4.7
Mekanisme Reaksi Penguraian di Alam 69
4.8 Permukaan Komposit biodegradabel PP:
α-Selulosa:PP-g-MA 95:5:1 69
4.9 Permukaan Komposit biodegradabel PP:
α-selulosa:BPO:DVB 95:5:1:1 70 4.10 Permukaan Komposit biodegradabel PP:
α-Selulosa: 70
PP-g-MA:BPO:DVB 95:5:0,5:0,5:1
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul
Halaman 1
Rumus perhitungan kekuatan tarik dan kemuluran 81
2 Cara membaca data termogram uji DTA
81
3 Gambar Grafik Hasil Uji Tarik
82 4
Gambar Kromatogram Hasil Uji DTA Untuk Polipropilena murni 83
5 Gambar Kromatogram Hasil Uji DTA Untuk
84 PP:
α-Selulosa: PP-g-MA 95:5:1 6
Gambar Kromatogram Hasil Uji DTA Untuk PP:
α-Selulosa:PP-g-MA:BPO:DVB 95:5:0,5:0,5:1 85
7 Gambar Kromatogram Hasil Uji DTA Untuk
PP: α-Selulosa:BPO:DVB 95:5:1:1
86 8
Gambar Hasil Spektrum FTIR Polipropilena Murni 87
9 Gambar Hasil Spektrum FTIR Untuk
87 PP:
α-Selulosa:PP-g-MA 95:5:1 10
Gambar Hasil Spektrum FTIR Untuk 88
PP: α-Selulosa:BPO:DVB 95:5:1:1
11 Gambar Hasil Spektrum FTIR Untuk
88 PP:
α-Selulosa:PP-g-MA:BPO:DVB 95:5:0,5:0,5:1 12
Gambar Hasil Spektrum FTIR Untuk PP: 89
α-Selulosa:PP-g-MA 95:5:1 setelah ditanam pada tanah sampah selama 1 bulan
13 Gambar Hasil Spektrum FTIR Untuk PP:
α-Selulosa: 89
BPO:DVB 95:5:1:1 setelah ditanam pada tanah sampah selama 1 bulan
14 Gambar Hasil Spektrum FTIR Untuk
90 PP:
α-Selulosa:PP-g-M:BPO:DVB 95:5:0,5:0,5:1 setelah ditanam pada tanah sampah selama 1 bulan
15 Gambar Spesimen Hasil Uji Tarik
90 16
Gambar Wadah Penguburan Spesimen 92
17 Gambar Bahan Baku Pembuatan Komposit Biodegradabel
93 18
Tabel Perbandingan Karakterisasi Dari Komposit Biodegradabel 95
Yang Dihasilkan
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
PP = Polipropilena
PPd = Polipropilena terdegradasi
MA = Maleat Anhidrida
PP-g-MA = Polipropilena tergrafting maleat anhidrida
FTIR = Fourier Transform Infrared Spectroscopy
SEM = Spectra Electro magnetic
BPO = Benzoil Peroksida
DVB = Divinilbenzena
DTA = Differential Thermal Analysis
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN KOMPOSIT BIODEGRADABEL DARI α-SELULOSA AMPAS
TEBU Bz 132 Saccharum officinarum DAN POLIPROPILENA DENGAN MENGGUNAKAN POLIPROPILENA TERGRAFTING MALEAT
ANHIDRIDA DAN DIVINIL BENZENA SEBAGAI AGEN PENGIKAT SILANG
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang penggunaan polipropilena tergrafting maleat anhidrida dan divinil benzene sebagai agen pengikat silang dalam pembuatan
komposit biodegradabel dari α-selulosa yang bersumber dari ampas tebu dan
polipropilena. Penelitian ini terdiri dari tiga tahapan. Tahap pertama yaitu pembuatan PP-g-MA dari polipropilena murni. Tahap kedua yaitu pemisahan
α-selulosa dari ampas tebu yang dilakukan dengan metode Okhamafe. Tahapan yang terakhir adalah
pencampuran antara polipropilena dan α-selulosa dari ampas tebu dengan agen
pengikat silang dengan berbagai variasi massa. Proses pembuatan PP-g-MA dilakukan dengan mendegradasi polipropilena terlebih dahulu dengan BPO dalam
internal mixer dengan perbandingan 90:10 beratberat. Kemudian digrafting dengan maleat anhidrida dengan perbandingan PPd:MA:BPO 92:6:2 beratberat.
Hasil PP-g-Ma yang diperoleh dimurnikan dengan cara direfluks dengan pelarut xilena. Proses pemisahan
α-selulosa dilakukan dengan metode Okhamafe yaitu dilakukan dengan perendaman dalam asam HNO 3,5, pemutihan dengan Natrium
Hipoklorit 1,75 dan pemurnian dengan NaOH 17,5. Proses pencampuran α-
selulosa dengan polipropilena dan agen pengikat silangnya dilakukan dengan metode kempa tekan pada suhu 160
o
C. Variasi komposisi dan massa dalam pembentukan komposit biodegradabel adalah PP:
α-Selulosa 95:5, PP:α-Selulosa:PP-g-MA 95:5:1,
PP: α-Selulosa:PP-g-MA:BPO
95:5:1:1, PP:
α-Selulosa:PP-g- MA:BPO:DVB 95:5:1:1:1, PP:
α-Selulosa:PP-g-MA:BPO:DVB 95:5:0,5:0,5:1, dan PP:
α-Selulosa:BPO:DVB 95:5:1:1. Karakterisasi hasil komposit yang diperoleh dianalisa gugus fungsi dengan uji FTIR, analisa sifat morfologi dengan uji SEM,
analisa sifat thermal dengan uji DTA, analisa sifat mekanis dengan uji tarik, analisa ketahanan terhadap air dengan uji daya serap air dan analisa kemampuannya terurai
di alam dengan uji biodegradabel. Hasil penelitian menunjukan bahwa komposit biodegradabel yang memiliki sifat terbaik dan sesuai dengan SNI 7188.7:2011 adalah
dengan perbandingan PP:
α-Selulosa:PP-g-MA:BPO:DVB 95:5:0,5:0,5:1 dengan nilai tegangan hasil uji tarik yaitu 50,031Nm
2
, daya serap air yang rendah yaitu 0,791, hasil foto permukaan yang rata dan interaksi gugus yang kuat serta memiliki
sifat biodegradabel yang baik. Kata kunci:
α-Cellulose; Packaging; Composite Polymer; Biodegradable
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
PREPARATION OF COMPOSITE BIODEGRADABLE FROM BAGGASE α-
CELLULOSE Bz 132 Saccharum officinarum AND POLYPROPYLENE USING POLYPROPYLENE GRAFTED MALEIC ANHYDRADE
AND DIVINIL BENZENE AS CROSSLINKING AGENTS
Research about use of polypropylene grafted maleic anhydride and divinyl benzene as a crosslinking agent in the manufacture of composite biodegradable and
α-cellulose from bagasse and polypropylene. The study consisted of three stages. The first stage of the manufacture of PP-g-MA of pure polypropylene. The second stage of
the separation of α-cellulose from bagasse is performed by the Okhamafe methode. The last stage of the mixing between the polypropylene and α-cellulose from bagasse
by crosslinking with various binding agents of mass variation. The process of making PP-g-MA polypropylene degrades done by BPO in advance in an internal mixer with
a ratio of 90:10 w w. Then PPd grafted with maleic anhydride in the ratio PPd : MA: BPO 92:6:2 w w. The results of PP-g-ma obtained was purified by
solvent refluxed with xylene. α-cellulose separation process performed by the Okhamafe methode that is done by immersion in 3.5 HNO
3
acid, bleaching with sodium hypochlorite 1
.75 and 17.5, purification with NaOH. Α-mixing process with polypropylene and cellulose binding agents is done by cross-clamp method at a
temperature of 150 C press. Variations in composition and mass of the formation of
polymer composites is a PP: α-Cellulose 95:5, PP: α-Cellulose: PP-g-MA 95:5:1, PP:α-Cellulose:PP-g-MA:BPO 95:5:1:1, PP:α-Cellulose:PP-g-MA: BPO:DVB
95:5:1:1:1, PP:α-Cellulose:PP-g-MA:BPO:DVB
95:5:0,5:0,5:1, PP:α-
Cellulose:BPO:DVB 95:5:1:1. Characterization of the composites obtained were analyzed with a functional group
FTIR testing, analysis of morphology by SEM, analysis of thermal properties by DTA test, analysis of mechanical properties with tensile stress test, analysis of resistance
to water with a water absorption test and analysis of its ability to decompose in nature
to the
test biodegradable.
The results showed that the polymer composite that has the best properties and in accordance with ISO 7188.7:2011 is the ratio of PP:
α-Cellulose: PP-g-MA: BPO: DVB 95:5:0,5:0,5:1 with the test results of tensile stress is 50.031 Nm2, low water
absorption, namely 0.791, the images on a flat surface and a strong group interactions as well as having good biodegradable properties
.
Keywords
:
α-Cellulose; Packaging; Composite Polymer; Biodegradable
Universitas Sumatera Utara
BAB 1 PENDAHULUAN
