Preparation and Characterization of Polylacticacid-Beeswax Polyblend.
1
PEMBUATAN DAN PENCIRIAN POLIPADUAN
POLIASAMLAKTAT-LILIN LEBAH
PRESTIANA RAHAYU NINGSIH
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
1
ABSTRAK
PRESTIANA RAHAYU NINGSIH. Pembuatan dan Pencirian Polipaduan
Poliasamlaktat-Lilin Lebah. Dibimbing oleh TETTY KEMALA dan AHMAD
SJAHRIZA.
Sampah plastik nondegradabel menjadi masalah lingkungan sebab sulit
terdegradasi. Pengembangan plastik degradabel polipaduan poliasamlaktat (PLA)lilin lebah sangat dibutuhkan untuk mengganti plastik nondegradabel. Polipaduan
PLA-lilin lebah dihasilkan dengan mencampurkan larutan PLA dan larutan lilin
lebah dengan nisbah komposisi 40:60, 50:50, 60:40, 70:30, dan 80:20 berdasarkan
bobot. Polipaduan dianalisis dengan uji kuat tarik, bobot jenis, spektrofotometer
inframerah transformasi fourier (FTIR), dan mikroskop elektron payaran (SEM).
Polipaduan PLA-lilin lebah yang dihasilkan berwarna putih. Kuat tarik, elongasi,
dan bobot jenis meningkat seiring dengan meningkatnya nisbah PLA. Hasil
spektrum FTIR polipaduan PLA-lilin lebah 80:20 tidak memperlihatkan gugus
baru, artinya film merupakan hasil pencampuran secara fisik. Struktur permukaan
polipaduan yang dihasilkan memperlihatkan film memiliki homogenitas yang baik.
ABSTRACT
PRESTIANA RAHAYU NINGSIH. Preparation and Characterization of
Polylacticacid-Beeswax Polyblend. Under supervision of TETTY KEMALA and
AHMAD SJAHRIZA.
Nondegradable plastic waste could cause an environment problem due to its
difficulty in degradation. The development of biodegradable polylacticacid
(PLA)-beeswax polyblend is necessary to give alternatives of nondegradable
plastic. PLA-beeswax polyblend were produced by mixing PLA and beeswax
solution with various compositions namely 40:60, 50:50, 60:40, 70:30, and 80:20
by weight. The polyblends were tested for their tensile strength, density, fourier
transform infrared spectroscopy (FTIR), and scanning electron microscope (SEM).
PLA-beeswax polyblends were white in color. Tensile strength, elongation, and
density increases as increasing of PLA constituents. FTIR spectrum of polyblend
PLA-beeswax 80:20 did not show any new functional groups, meaning that the
film was merely a physical mixture. Structure of the polyblend film revealed a
homogenous film.
1
PEMBUATAN DAN PENCIRIAN POLIPADUAN
POLIASAMLAKTAT-LILIN LEBAH
PRESTIANA RAHAYU NINGSIH
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
1
Judul skripsi : Pembuatan dan Pencirian Polipaduan Poliasamlaktat-Lilin Lebah
Nama
: Prestiana Rahayu Ningsih
NIM
: G44070084
Menyetujui
Pembimbing I
Pembimbing II
Dr. Tetty Kemala, S.Si, M.Si
NIP 19710407 199903 2 001
Drs. Ahmad Sjahriza
NIP 19620406 198903 1 002
Mengetahui,
Ketua Departemen Kimia
Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, MS
NIP 19501227 197603 2 002
Tanggal lulus :
1
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT. Atas berkat limpahan
rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah
dengan judul Pembuatan dan Pencirian Polipaduan Poliasamlaktat-Lilin Lebah.
Shalawat serta salam semoga selalu tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW.
beserta keluarga, sahabat, dan pengikutnya yang tetap berada di jalan-Nya hingga
akhir zaman.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr. Tetty Kemala, M. Si.
dan Bapak Drs. Achmad Sjahriza selaku pembimbing yang senantiasa
memberikan arahan, semangat, dan doa kepada penulis selama melaksanakan
penelitian. Ucapan terima kasih kepada Yayasan Karya Salemba Empat dan PT.
Indofood Sukses Makmur Tbk. yang telah memberikan beasiswa selama
perkuliahan dan penelitian. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada staf
laboran Laboratorium Anorganik atas bantuan serta masukan selama penelitian
berlangsung.
Terima kasih tak terhingga penulis ucapkan kepada bapak, ibu, adik-adik,
seluruh keluarga atas doa dan kasih sayangnya. Selain itu, penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada teman-teman, yaitu Devi, Mba Zumi, Randi,
Fachrurrazie, dan teman-teman Kimia 44 atas saran, kritik, serta semangat selama
penelitian.
Penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi perkembangan
ilmu pengetahuan.
Bogor, November 2011
Prestiana Rahayu Ningsih
1
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 17 Februari 1989 dari ayah
(alm) Sularno dan ibu Suwarni. Penulis adalah putri pertama dari tiga bersaudara.
Tahun 2007, penulis lulus dari SMA Negeri 1 Bekasi dan pada tahun yang sama
penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Seleksi
Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) dan diterima di Departemen Kimia,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum Kimia
Tingkat Persiapan Bersama (TPB) pada tahun ajaran 2009/2010 dan 2010/2011,
serta asisten Kimia Polimer pada tahun ajaran 2010/2011. Penulis juga mengajar
mata kuliah Kimia TPB di bimbingan belajar KAMMI Smart dan mengajar
Matematika GASING dari Surya Institute pada program I Love Scince Karya
Salemba Empat. Bulan Juli-Agustus 2010 penulis berkesempatan melaksanakan
kegiatan Praktik Lapangan di PT. Coca-Cola AMATIL Indonesia dengan judul
Pengaruh Kondisi dan Lama Penyimpanan terhadap Asam Sitrat dalam Minute
Maid Pulpy Orange (MMPO).
vii
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .......................................................................................... .ii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... .ii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... .ii
PENDAHULUAN .......................................................................................... 1
METODE ....................................................................................................... 2
Bahan dan Alat.......................................................................................... 2
Lingkup Kerja ........................................................................................... 2
HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................................
Polipaduan PLA-lilin lebah .......................................................................
Sifat Mekanik (Kuat Tarik) .......................................................................
Bobot Jenis ...............................................................................................
Gugus Fungsi ............................................................................................
Sifat Morfologi .........................................................................................
3
3
3
4
4
7
SIMPULAN DAN SARAN ............................................................................ 7
Simpulan ................................................................................................... 7
Saran ......................................................................................................... 7
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 7
LAMPIRAN ................................................................................................... 9
viii
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
Halaman
Struktur kimia poliasamlaktat .................................................................. 1
Film tipis pada berbagai komposisi PLA-lilin lebah (a) 40:60 (b) 50:50
(c) 60:40 (d) 70:30 (e) 80:20 ................................................................... 3
Grafik hubungan antara komposisi PLA (%) dan kekuatan tarik (MPa) ... 4
Grafik hubungan antara komposisi PLA (%) dan bobot jenis (g/ml) ........ 4
Grafik hubungan antara komposisi PLA (%) dan elongasi (%). ............... .4
Spektrum FTIR (a) PLA, (b) lilin lebah, (c) polipaduan
PLA-lilin lebah 80:20…………………………………………………….. 6
Foto SEM permukaan polipaduan PLA-lilin lebah 80:20
perbesaran 5000×. ................................................................................... .7
DAFTAR TABEL
1
2
Halaman
Formulasi pembuatan polipaduan ........................................................... 2
Analisis gugus fungsi menggunakan FTIR .............................................. 5
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
Halaman
Diagram alir penelitian ............................................................................ 10
Data pengukuran kuat tarik...................................................................... 11
Data pengukuran bobot jenis ................................................................... 12
1
PENDAHULUAN
Maraknya penggunaan plastik pada
berbagai aplikasi kehidupan dan industri
menyebabkan timbul masalah lingkungan dan
kesehatan. Plastik yang umumnya beredar di
pasaran
merupakan
plastik
sintetik
nondegradabel,
seperti
polietilena,
polipropilena, dan polistirena yang terbuat
dari minyak bumi (Tokiwa et al. 2009).
Plastik tersebut mempunyai keunggulan,
diantaranya kuat, ringan, dan stabil.
Sayangnya, kestabilan fisiko-kimiawi yang
terlalu kuat mengakibatkan plastik sangat
sukar terdegradasi secara alami dan limbahnya
menimbulkan masalah lingkungan. Oleh
karena itu, diperlukan upaya pencarian
polimer
degradabel
alternatif
untuk
menggantikan plastik yang berbahan baku
minyak bumi (Tharanathan 2003).
Polimer biodegradabel sintetik, seperti
poliester alifatik saat ini mulai dikembangkan
sebab mudah terdegradasi dengan mekanisme
hidrolisis gugus ester. Poliester alifatik
mempunyai kemampuan untuk menyesuaikan
sifat mekanik dan kinetika degradasi untuk
digunakan
dalam
beberapa
aplikasi
(Gunnatillake dan Adhikari 2003). Berbagai
polimer telah dikembangkan menjadi plastik
biodegradabel, seperti polikaprolakton (PCL)
(Elzubair et al. 2006), polibutilenasuksinat
(PBS)
(Koenig
et
al.
1995),
polihidroksibutirat (PHB) (Reis et al. 2008),
dan poliasamlaktat (PLA) (Kaitian et al. 1996).
PLA telah menjadi fokus perhatian karena
diproduksi dari sumber daya terbarukan dan
biodegradabel (Yu et al. 2006). PLA
merupakan poliester alifatik yang tersusun
dari monomer asam laktat yang disatukan
langsung dari asam laktat maupun secara tidak
langsung melalui pembentukkan laktida
(Paramawati et al. 2007). PLA bersifat
termoplastis,
transparan,
dan
sifat
degradasinya
dapat
dikontrol
dengan
menyesuaikan terhadap komposisi dan berat
molekulnya. Gambar 1 menunjukkan struktur
PLA.
O
CH3
O
CH
C
n
Gambar 1 Struktur kimia PLA.
Harga PLA yang beredar di pasaran relatif
mahal (Aldrich 2003), sehingga dibutuhkan
teknik modifikasi untuk mengurangi biaya
produksi. Teknik modifikasi polimer yang
biasa dilakukan, seperti kopolimer atau
polipaduan. Modifikasi bertujuan untuk
mendapatkan polimer dengan karakteristik
kombinasi dari polimer induknya. Kopolimer
adalah pencampuran secara kimia antara dua
atau lebih monomer atau polimer, sedangkan
polipaduan adalah proses pencampuran secara
fisika antara dua jenis polimer atau lebih yang
memiliki struktur yang berbeda, tidak
membentuk ikatan kovalen antar komponenkomponennya. Broz et al. (2003) melakukan
penelitian membuat polipaduan PLA dengan
PCL sebagai material plastik degradabel.
Selain itu, penelitian yang melaporkan
pembuatan polipaduan PLA, diantaranya
dengan pati (Pranamuda 2001), polisakarida
(Paramawati et al. 2007), pati-kitosan (Firdaus
et al. 2008), dan pati-polistirena (Kemala et
al. 2010).
Pemanfaatan lilin dan lemak telah banyak
dikembangkan dalam pembuatan pengemas
lapis tipis biodegradabel. Beberapa penelitian
telah menggunakan lilin lebah sebagai
penyusun pengemas lapis tipis, diantaranya
dengan protein bungkil kedelai (Rahmy 1998),
karaginan-tepung tapioka (Irianto et al. 2006),
tepung gandum (Fransisca 2008), serta
hidroksipropil metilselulosa (Tarazaga et al.
2008 dan Sothornvit 2009).
Lilin lebah mempunyai rumus molekul
C25-27H51-55CO2C30-32H61-65 dan komposisinya
terdiri dari 71% ester, 15% hidrokarbon, 8%
asam lemak, serta 6% substansi tidak
teridentifikasi.
Lilin
lebah
memiliki
kristalinitas yang tinggi (Ranjha et al. 2010).
Penggunaan lilin lebah sebagai penyusun
plastik memiliki beberapa keuntungan,
diantaranya
melindungi
produk
dari
penguapan air atau sebagai bahan pelapis,
sedangkan kekurangannya, yaitu kegunaan
dalam bentuk murni sebagai film terbatas
karena integritas dan ketahanan yang rendah
(Francisca 2008).
Pencampuran PLA dan lilin lebah
diharapkan menghasilkan polimer kompatibel
dan dapat mengurangi biaya produksi karena
lilin lebah yang relatif lebih murah
dibandingkan PLA. Polipaduan lilin lebah dan
PLA diperoleh dengan menguapkan pelarut
diklorometana dalam larutan polipaduan.
Penelitian
ini
bertujuan
membuat
polipaduan PLA-lilin lebah, menganalisis sifat
mekanik, gugus fungsi, dan morfologi
polipaduan yang dihasilkan, serta mempelajari
pengaruh nisbah lilin lebah.
2
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan adalah
poliasamlaktat (PLA) (BM 100 000 g/mol),
lilin lebah, aseton, diklorometana, dan
akuades. Alat-alat yang digunakan adalah
peralatan gelas, pengaduk magnetik, neraca
analitik, Tenso lab-MEY, spektrofotometer
inframerah transformasi Fourier (FTIR)
shimadzu 8400, mikroskop elektron payaran
(SEM) Jeol JSM-8360LA, dan piknometer.
Lingkup Kerja
Penelitian ini terbagi menjadi dua tahapan
(Lampiran 1). Tahap pertama adalah
pembuatan polipaduan PLA-lilin lebah dan
tahap kedua adalah analisis, meliputi analisis
mekanik (kuat tarik), analisis gugus fungsi
(FTIR), dan analisis morfologi (SEM).
Dilakukan juga penentuan bobot jenis
polipaduan untuk mengetahui keteraturan
molekul dalam menempati ruang.
Preparasi Polipaduan Lilin Lebah- PLA
Lilin lebah yang akan digunakan terlebih
dahulu dibersihkan dengan memanaskannya
di penangas air pada suhu di bawah 60 ºC.
Lilin lebah dan PLA ditimbang berdasarkan
ragam yang telah ditentukan (Tabel 1), lalu
masing-masing
dilarutkan
dalam
diklorometana dan diaduk hingga homogen
dengan pengaduk magnet, sehingga dihasilkan
larutan lilin lebah dan larutan PLA.
Selanjutnya, kedua larutan dicampurkan
selama 1 jam dengan kecepatan 350 rpm.
Setelah homogen, polipaduan yang terbentuk
didiamkan selama 10 menit agar terbebas dari
gelembung udara. Selanjutnya, dicetak dalam
cetakan kaca dan diuapkan pada suhu ruang.
Setelah itu, dioven pada suhu 50 °C selama 30
menit. Film yang dihasilkan dipindahkan
untuk dianalisis kuat tarik, gugus fungsi,
morfologi, dan bobot jenis.
Tabel 1 Formulasi pembuatan polipaduan
Komposisi
Bobot sampel (g)
PLA: lilin lebah
Lilin
PLA
(%)
Lebah
40:60
50:50
0.2000
0.2500
0.3000
0.2500
60:40
70:30
80:20
0.3000
0.3500
0.4000
0.2000
0.1500
0.1000
Analisis Kuat Tarik
Pengujian dilakukan dengan menggunakan
mesin instron ASTM D882. Film yang telah
dikeringkan dipotong dengan ukuran panjang
50 mm dan lebar 20 mm. Pengujian dilakukan
menggunakan seperangkat alat uji tarik
dengan cara kedua ujung sampel dijepit mesin
penguji. Selanjutnya, panjang awal dicatat dan
ujung tinta pencatat diletakkan pada posisi 0
pada grafik. Tombol start dinyalakan dan alat
akan menarik contoh uji sampai putus.
Pengukuran elongasi dilakukan dengan cara
yang sama dengan pengujian kekuatan tarik.
Analisis Bobot Jenis
Sampel dipotong dengan ukuran yang
seragam,
kemudian
dimasukkan
ke
piknometer yang telah diketahui bobot
kosongnya (W0). Bobot piknometer dan
sampel dicatat sebagai W1. Ke dalam
piknometer yang berisi potongan sampel
ditambahkan akuades hingga tidak terdapat
gelembung udara, kemudian ditimbang
bobotnya (W2). Bobot piknometer berisi air
juga ditimbang dan bobotnya dicatat sebagai
W3. Suhu air dan udara dicatat untuk
menentukan faktor konversi suhu. Berat jenis
sampel dihitung menggunakan Persamaan 1.
W1 W0
D
D I Da Da
(
)
(
)
W
W
W
W
0
2
1
3
...1
Keterangan:
D
: bobot jenis contoh (g/ml)
DI
: bobot jenis air (g/ml)
Da
: bobot jenis udara (g/ml)
Analisis Gugus Fungsi dengan Spektrofotometer Inframerah Transformasi Fourier
(FTIR)
Sampel yang berupa film, ditempatkan ke
dalam sel holder, kemudian dicari spektrum
yang sesuai. Hasilnya didapat berupa
spektogram hubungan antara bilangan
gelombang dengan intensitas. Spektrum FTIR
dari polipaduan direkam menggunakan
spektrometer pada suhu ruang.
Analisis Morfologi dengan Mikroskop Elektron Payaran (SEM)
Sampel yang berupa film ditempelkan
pada sel holder dengan perekat ganda dan
dilapisi dengan logam emas pada keadaan
vakum. Sampel yang telah dilapisi diamati
menggunakan SEM pada tegangan 15 kV.
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
Polipaduan PLA-Lilin Lebah
Polipaduan PLA-lilin lebah dibuat dengan
metode pelarutan, yaitu mencampurkan PLA
dan lilin lebah dengan komposisi yang
berbeda (Tabel 1) dalam diklorometana.
Menurut Bastioli (2005), PLA tidak larut
dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik,
seperti kloroform
dan diklorometana.
Pemilihan diklorometana sebagai pelarut
disebabkan kelarutan PLA yang tinggi dan
waktu penguapan yang cepat. Diklorometana
menguap pada suhu 39 °C, sedangkan
kloroform menguap pada suhu 61 °C.
Kompatibilitas polipaduan menggambarkan kekuatan interaksi yang terjadi antara
rantai-rantai polimer, sehingga membentuk
campuran yang homogen atau mendekati
homogen.
Semakin
kompatibel
suatu
polipaduan, maka bahan tersebut akan
semakin
homogen
(Kemala
2010).
Pengamatan
kompatibilitas
polipaduan
dilakukan secara kualitatif dengan cara
pengamatan visual dari film yang dihasilkan.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Gambar 2 Film tipis pada berbagai komposisi
PLA-lilin lebah (a) 40:60 (b) 50:50
(c) 60:40 (d) 70:30 (e) 80:20.
Hasil penampakan visual film polipaduan
PLA-lilin lebah dapat dilihat pada Gambar 2.
Foto film dilakukan dengan menggunakan
kamera digital. Hasil pembuatan film
polipaduan menunjukkan ciri film berwarna
putih dan cukup rapuh. Tidak ada perbedaan
yang mencolok pada warna film yang
dihasilkan pada setiap perlakuan. Film dengan
komposisi PLA-lilin lebah 80:20 terlihat lebih
transparan dibandingkan dengan komposisi
lainnya. Selain itu, dapat diamati bahwa film
yang terbentuk dengan komposisi PLA-lilin
lebah 40:60 lebih terasa kasar.
Film polipaduan PLA-lilin lebah yang
dihasilkan berwarna putih tetapi tampak
homogen. Hal ini disebabkan semua
komponen polipaduan telah tercampur
sempurna. Film dikatakan homogen jika tidak
terlihat lagi perbedaan antar komponenkomponen penyusunnya, baik dalam bentuk,
ukuran, maupun warna karena semua
komponennya telah tercampur secara merata
(Rosida 2007). Hal ini menunjukkan bahwa
lilin lebah dapat dijadikan bahan baku
pembuatan film.
Sifat Mekanik (Uji Tarik)
Uji tarik memberikan informasi tentang
sifat mekanik dari suatu bahan polimer yaitu
kekuatan tarik dan perpanjangan putus
(elongasi). Pengujian dilakukan dengan
mengunakan standar ASTM D-882 tentang
pengukuran kuat tarik film plastik yang sangat
tipis dengan ketebalan kurang dari 0.1 mm.
Ketebalan polipaduan PLA-lilin lebah yang
dihasilkan berada pada kisaran 0.05 mm
hingga 0.07 mm.
Kekuatan tarik adalah tegangan maksimum
spesimen untuk menahan gaya yang diberikan
sebelum
putus,
sedangkan
elongasi
merupakan perubahan panjang maksimum
yang dialami spesimen pada saat ditarik
sampai putus (Billmayer 1984). Uji tarik ini
bertujuan
untuk
melihat
pengaruh
penambahan lilin lebah pada polipaduan.
Data hasil uji tarik pada polipaduan dapat
dilihat pada Lampiran 2. Hubungan antara
komposisi lilin lebah dengan kekuatan tarik
dapat dilihat pada Gambar 3.
Nilai kuat tarik terendah pada komposisi
40% PLA sebesar 6.89 MPa, sedangkan
tertinggi terdapat pada komposisi 80% PLA
sebesar 36.69 MPa. Berdasarkan hasil analisis
uji tarik, peningkatan nilai kuat tarik terjadi
seiring dengan meningkatnya PLA. Tambahan
lilin
lebah
yang
semakin
banyak
menyebabkan polipaduan semakin rapuh dan
memiliki kuat tarik yang rendah. Hal ini juga
sesuai dengan laporan Rahmy (1998) yang
mengamati pengaruh tambahan lilin lebah
pada polipaduan bungkil kedelai.
Faktor
yang
dapat
menyebabkan
penurunan kuat tarik adalah bobot molekul
lilin lebah yang rendah. Menurut Carraher
(2003), bobot molekul sangat berpengaruh
4
pada kekuatan mekanik suatu polimer.
Polimer dengan bobot molekul yang rendah
akan memiliki kekuatan mekanik yang rendah
pula. Selain itu, lilin lebah juga memiliki efek
antiplastisasi karena bersifat hidrofobik. Hal
ini dapat mengurangi jumlah air yang terikat
pada film, sehingga menyebabkan film kurang
plastis.
mekanik dari polimer. Analisis dilakukan
dengan menggunakan piknometer dengan
metode penentuan berat jenis padatan. Data
yang didapatkan dari pengukuran dihitung
dengan menggunakan Persamaan 1. Data
rincian analisis bobot jenis polipaduan
ditunjukkan pada Lampiran 3.
Gambar 5 menunjukkan hubungan antara
komposisi PLA dan bobot jenis polipaduan.
Pencirian bobot jenis pada polipaduan
menunjukkan bahwa adanya kecenderungan
peningkatan bobot jenis dengan meningkatnya
komposisi PLA. Bobot jenis polipaduan yang
dihasilkan berkisar pada 1.1260 hingga
1.2273 g/ml. Bobot jenis tertinggi pada
komposisi 80% PLA dan terendah pada 40%
PLA.
Gambar 3 Grafik hubungan antara komposisi
PLA (%) dan kekuatan tarik
(MPa).
Gambar 5 Grafik hubungan antara komposisi
PLA (%) dan bobot jenis (g/ml).
Gambar 4 Grafik hubungan antara komposisi
PLA (%) dan elongasi (%).
Hubungan antara komposisi lilin lebah
dengan elongasi dapat dilihat pada Gambar 4.
Polipaduan yang dihasilkan memiliki elongasi
antara 0.04-2.19%. Persentase elongasi
tertinggi terjadi pada komposisi 80% PLA,
sedangkan terendah pada komposisi 40% PLA.
Peningkatan konsentrasi PLA cenderung
meningkatkan elongasi. Dengan demikian,
pemanfaatan polipaduan PLA-lilin lebah
kurang cocok untuk dijadikan sebagai produk
berupa lembaran atau film, melainkan produk
yang memiliki ketebalan yang cukup untuk
menutupi sifatnya yang rapuh.
Bobot Jenis
Analisis bobot jenis dilakukan untuk
melihat keteraturan molekul dalam menempati
ruang. Jika suatu molekul memiliki tingkat
keteraturan yang tinggi, maka bobot jenis
polimer tersebut akan meningkat. Oleh karena
itu, penentuan bobot jenis polimer merupakan
cara yang tepat untuk memprediksi sifat
Bobot jenis pada komposisi 80% PLA
memiliki bobot jenis tertinggi. Hal ini dapat
disebabkan meningkatnya keteraturan molekul
dalam polipaduan. Komposisi PLA yang
semakin meningkat mengakibatkan molekul
semakin teratur menempati ruang. Struktur
PLA diduga dalam bentuk semikristalin, yaitu
polimer yang memiliki strukturnya berada
antara amorf dan kristalin. Amorf merupakan
struktur polimer yang tidak teratur, sedangkan
kristalin merupakan struktur polimer yang
teratur (Stuart 2003). Oleh karena itu,
peningkatan nisbah PLA menyebabkan
peningkatan bobot jenis polipaduan.
Analisis Gugus Fungsi dengan
Spektrofotometer Inframerah Transformasi
Fourier (FTIR)
Prinsip
karakterisasi
FTIR adalah
penyerapan energi tertentu radiasi inframerah
oleh molekul yang mengakibatkan vibrasi
pada ikatan molekul. Spektrum yang keluar
dari karakterisasi menggunakan alat ini adalah
bilangan gelombang dan transmitan. FTIR
5
Hasil FTIR dapat dilihat pada Gambar 6
secara berurutan menujukkan pola spektrum
FTIR dari PLA, lilin lebah, dan polipaduan
PLA-lilin lebah 80:20. Gugus fungsi film
polipaduan dan komponennya dapat dilihat
pada Tabel 2. Berdasarkan tabel tersebut dapat
diketahui bahwa gugus fungsi yang terlihat
pada PLA dan lilin lebah muncul kembali
pada spektrum polipaduan dengan puncak
yang hampir sama. Selain itu, spektrum
polipaduan tidak terlihat adanya puncakpuncak baru.
Tidak adanya perbedaan yang signifikan
menandakan bahwa film yang dihasilkan tidak
memiliki
gugus
fungsi
yang
baru.
Pencampuran yang terjadi antara PLA dan
lilin lebah terjadi secara fisika. Hal ini dapat
terlihat dari spektrum FTIR yang dihasilkan
antara polipaduan dengan komponen masingmasing penyusun polipaduan, yaitu PLA dan
lilin lebah. Spektrum polipaduan yang
teramati merupakan gabungan antara PLA dan
lilin lebah.
dapat digunakan untuk mengetahui gugus
pada senyawa organik maupun polimer.
Teknik ini memudahkan penelitian reaksireaksi polimer. FTIR juga bermanfaat dalam
meneliti paduan-paduan polimer (Stevens
2001).
Analisis film polipaduan dengan FTIR
bertujuan
untuk
mengetahui
dan
membandingkan gugus fungsi komponen
polipaduan dengan gugus fungsi film
polipaduan yang dihasilkan. Hasil analisis
FTIR dapat juga digunakan untuk mengetahui
interaksi
yang
terjadi
pada
proses
pencampuran secara fisika dan kimia. Proses
pencampuran secara fisika ditunjukkan dari
analisis FTIR yang menghasilkan gabungan
gugus fungsi dari komponen-komponen
polipaduan, sedangkan proses pencampuran
secara kimia ditunjukkan dengan munculnya
gugus fungsi yang baru. Polipaduan antara
PLA dan PCL bercampur secara fisika
(Kemala 2010).
Tabel 2 Analisis gugus fungsi menggunakan FTIR
Bilangan gelombang
Sampel
(cm-1)
PLA
Gugus fungsi
Pustaka
(Lambert et al. 1998)
3506 & 3649
O-H
3100-3700
2946 & 2997
uluran C-H (-CH3)
2800-3000
1784
C=O karbonil
1650-1850
1461
Tekukan C-O-H
1280-1430
1042
Uluran C-O ester jenuh
1000-1300
2849 & 2918
Uluran C-H (-CH2)
2800-3000
1736
C=O karbonil
1650-1850
1013-1290
Uluran C-O ester jenuh
1000-1300
Polipaduan
3506 & 3653
O-H
3100-3700
80:20
2996
uluran C-H (-CH3)
2800-3000
2917
Uluran C-H (-CH2)
2800-3000
1740
C=O karbonil
1650-1850
1456
Tekukan C-O-H
1280-1430
1046
Uluran C-O ester jenuh
1000-1300
Lilin lebah
6
(a)
(b)
(c)
Gambar 6 Spektrum FTIR (a) PLA, (b) lilin lebah, (c) polipaduan PLA-lilin lebah 80:20.
7
Analisis Morfologi dengan Mikroskop
Elektron Payaran (SEM)
SEM
adalah
mikroskop
yang
menggunakan pancaran sinar akibat eksitasi
elektron untuk melihat partikel berukuran
mikron. SEM telah banyak digunakan oleh
peneliti untuk menguji dan menemukan
berbagai spesimen. Dibandingkan dengan
mikroskop
konvensional,
SEM
dapat
menunjukkan gambar spesimen lebih jelas dan
memiliki tingkat resolusi yang lebih tinggi.
Prinsip kerja SEM adalah permukaan contoh
dibombardir oleh elektron berenergi tinggi
dengan energi kinetik 1-25 kV. Elektron yang
berenergi rendah dilepaskan dari atom-atom
yang ada pada permukaan contoh dan akan
menentukan bentuk contoh.
Analisis sifat permukaan dilakukan dengan
menggunakan SEM untuk mengetahui
struktur permukaan film hasil polipaduan.
Film yang dianalisis dengan SEM adalah film
dengan homogenitas yang paling tinggi, yaitu
film PLA-lilin lebah dengan komposisi 80:20
dengan tegangan 15 kV. Foto SEM pada
permukaan polipaduan (Gambar 6) dilakukan
pada perbesaran 5000×. Berdasarkan hasil
foto SEM (Gambar 6) dapat terlihat bahwa
hasil polipaduan menunjukkan permukaan
yang halus. Permukaan yang halus
mengindikasikan bahwa film yang dihasilkan
sudah homogen.
polipaduan PLA-lilin lebah merupakan
pencampuran secara fisika. Mikrostruktur
permukaan film PLA-lilin lebah 80:20
memperlihatkan film memiliki homogenitas
yang lebih baik.
Saran
Penelitian lebih lanjut dapat dilakukan
dengan analisis Differential Scanning
Calorimetri (DSC) untuk mengetahui
kompatibilitas polipaduan, meliputi suhu
transisi gelas (Tg), titik leleh (Tm) dari
polipaduan yang dihasilkan serta dilakukan
penambahan pemlastis untuk meningkatkan
sifat mekanik polipaduan.
DAFTAR PUSTAKA
Aldrich S. 2003. Catalog Handbook of Fine
Chemicals. USA: Aldrich Chemical
Company.
[ASTM] American Society for Testing and
Material. 1991. Annual Book of ASTM
Standards. Volume ke-8. Philadelphia:
American Society for Testing and Material.
Bastioli C. 2005. Handbook of Biodegradable
Polymers. Shawbury: Rapra Technology.
Billmeyer FW. 1984. Textbook of Polymer
Science. Ed ke-3. New York: J wiley.
Broz ME, Vanderhart DL, Washbur NR. 2003.
Structure and mechanical properties of
poly(D,L-lactid acid)/poly(ɛ-caprolactone)
blends. Biomaterials 24: 4181-2190.
Carraher CE. 2003. Polymer Chemistry: An
Introduction. New York: Marcel Dekker.
Gambar 7 Foto SEM permukaan polipaduan
PLA-lilin lebah 80:20 perbesaran
5000×.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Polipaduan PLA-lilin lebah berhasil dibuat.
Film yang dihasilkan putih. Penurunan nisbah
lilin lebah seiring dengan peningkatan kuat
tarik, elongasi, dan bobot jenis dengan
komposisi PLA-lilin lebah terbaik 80:20.
Spektrum inframerah polipaduan tidak
memperlihatkan gugus baru, sehingga hasil
Elzubair A, Elias CN, Suarez JCM, Lopes HP,
Vieira MVB. 2006. The physical
characterization of thermoplastic polymer
for endodontic obturation. Dentistry
34:784-789.
Firdaus F, Mulyaningsih S, Anshory H. 2008.
Sintesis film kemasan ramah lingkungan
dari komposit pati, khitosan, dan asam
polilaktat dengan pemlastik gliserol: studi
morfologi dan karakteristik mekanik.
Jurnal Logika 5: 1-14.
Francisca D. 2008. Aplikasi karaginan untuk
pembuatan
pengemas
lapis
tipis
biodegradabel dengan komposit wheat
8
gluten dan lilin lebah. Di dalam: Seminar
Nasional Tahunan V Hasil Penelitian
Perikanan dan Kelautan; Yogyakarta, 26
Jul 2008. Yogyakarta: Semnaskan UGM;
2008. hlm 1-7.
Gunatillake PA, Adhikari R. 2003.
Biodegradable synthetic polymers for
tissue engineering. Eur Cells and
Materials 5:1-16.
Irianto HE, Darmawan M, Mindarwati E.
2006. Pembuatan edible film dari komposit
karaginan, tepung tapioka, dan lilin lebah
(beeswax). J Pascapanen dan Bioteknologi
Kelautan dan Perikanan (1): 93-101.
Kaitian X, Kozluca A, Denkbas EB, Piskin E.
1996. Poly(D,L-lacticacid) homopolimers:
Synthesis and characterisation. Tr. J. of
Chemistry 20:43-53.
Kemala T. 2010. Mikrosfer polipaduan
poli(asam
laktat)
dengan
poli(kaprolakton) sebagai pelepasan terkendali
ibuprofen secara in vitro[disertasi]. Jakarta:
Program
Pascasarjana,
Universitas
Indonesia.
Koenig MF, Huang SJ. 1995. Biodegradable
blends and composites of poly(caprolacton) and strarch derivites. Polymer
36: 1877-1882.
encapsulating
agent.
J.
Mater
Sci.:Mater Med. 21:1621–1630.
Rahmy RR. 1998. Pengaruh penambahan lilin
lebah dan polietilen glikol terhadap
karakteristik film edibel dari protein
bungkil kedelai, karboksimetilselulosa,
dan metilselulosa. [skripsi]. Bogor:
Fakultas Teknologi Pertanian, Institut
Pertanian Bogor.
Reis KC, Pereira J, Smith AC, Carvalho
CWP, Wellner N, Yakimets I. 2008.
Characterization of polyhydroxybutyratehydrovalerate (PHB-HV)/maize starch
blend films. J Food Engineering (89): 361369.
Rosida A. 2007. Pencirian poliblend
poliasamlaktat dengan polikaprolakton.
[skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian
Bogor.
Sothornvit R. 2009. Effect of hydroxypropyl
methylcellulose and lipid on mechanical
properties and water vapor permeability of
coated paper. Food Research International
42: 307-311.
Stevens MP. 2001. Kimia Polimer. Sopyan I,
penerjemah.
Jakarta:
Erlangga.
Terjemahan dari: Polymer Chemistry: An
Introduction.
Lambert JB, Shurvell HF, Ligthner DA, Cooks
RG.
1998.
Organic
Structural
Spectroscopy. New Jersey: Prentice Hall.
Stuart BH. 2003. Polymer Analysis. England:
John Wiley & Sons, LTD.
Paramawati R, Wijaya CH, Acmadi SA,
Suliantari. 2007. Evaluasi ciri mekaniis
dan fisis bioplastik dari campuran
poliasamlaktat dengan polisakarida. Jurnal
Ilmu Pertanian Indonesia 12: 75-83.
Tarazaga ML, Sothornvit R, Gago MB. 2008.
Effect of plasticizer type and amount on
hydroxypropyl methylcellulose-beeswax
edible film properties and postharvest
quality of coated plums. J Agricultural
Food Chemistry 56: 9502-9509.
Pranamuda H. 2001. Pengembangan bahan
plastik biodegradabel berbahan baku pati
tropis. Di dalam: Seminar Bioteknologi
untuk Indonesia Abad 21; Jakarta, 1-14
Feb 2001. Jakarta: Sinergy Forum-PPI
Tokyo Institute of Technology; 2001. hlm
1-6.
Ranjha NM, Khan H, Naseem S. 2010.
Encapsulation and characterization of
controlled release flurbiprofen loaded
microspheres using beeswax as an
Tharanathan RN. 2003. Biodegradable film
and composite coatings: past, present, and
future. Trends in Food Science &
Technology 14: 71-78.
Tokiwa Y, Calabia BP, Ugwu CU, Aiba S.
2009. Biodegradability of plastic. Int. J.
Mol. Sci (10): 3722-3742.
Yu L, Dean K, Li L. 2006. Polymer blends and
composites from renewable resources.
Elvisier 31:576-602.
9
LAMPIRAN
10
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
PLA dilarutkan
dalam
diklorometana
Lilin lebah
dilarutkan dalam
diklorometana
Polipaduan
film
Analisis
bobot jenis
Analisis kuat
tarik
Analisis
gugus fungsi
Analisis
morfologi
11
Lampiran 2 Data kuat tarik
Panjang spesimen awal = 50 mm
Lebar spesimen awal = 20 mm
Komposisi
Lilin lebah: PLA
(%)
20:80
30:70
40:60
50:50
60:40
Tebal
Elongasi
Kuat tarik
(mm)
(%)
(Mpa)
0.06
0.06
0.07
0.06
0.05
2.19
2.11
1.72
1.36
0.04
36.70
26.20
12.90
10.55
6.90
12
Lampiran 3 Data bobot jenis
Suhu pada saat percobaan 28 °C
W0= 19,0248 g
DI = 0,99623 g/ml
Da = 0,00125 g/ml
Komposisi
Lilin lebah: PLA
(%)
20:80
30:70
40:60
50:50
60:40
W1
W2
W3
D
(g)
(g)
(g)
(g/ml)
19.0299
19.0394
19.0552
19.0688
19.0763
44.5486
44.5328
44.5409
44.5438
44.5339
44.5478
44.5306
44.5367
44.5387
44.5325
1.1813
1.1728
1.1557
1.1267
1.0240
Contoh perhitungan:
W1 W0
D
[ D I Da ] Da
(W3 W0 ) (W2 W1 )
19.0299 19.0248
D
[0.99623 0.00125] 0.00125
(44.5478 19.0248) (44.5478 19.0299)
D 1.1813 g / cm 3
PEMBUATAN DAN PENCIRIAN POLIPADUAN
POLIASAMLAKTAT-LILIN LEBAH
PRESTIANA RAHAYU NINGSIH
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
1
ABSTRAK
PRESTIANA RAHAYU NINGSIH. Pembuatan dan Pencirian Polipaduan
Poliasamlaktat-Lilin Lebah. Dibimbing oleh TETTY KEMALA dan AHMAD
SJAHRIZA.
Sampah plastik nondegradabel menjadi masalah lingkungan sebab sulit
terdegradasi. Pengembangan plastik degradabel polipaduan poliasamlaktat (PLA)lilin lebah sangat dibutuhkan untuk mengganti plastik nondegradabel. Polipaduan
PLA-lilin lebah dihasilkan dengan mencampurkan larutan PLA dan larutan lilin
lebah dengan nisbah komposisi 40:60, 50:50, 60:40, 70:30, dan 80:20 berdasarkan
bobot. Polipaduan dianalisis dengan uji kuat tarik, bobot jenis, spektrofotometer
inframerah transformasi fourier (FTIR), dan mikroskop elektron payaran (SEM).
Polipaduan PLA-lilin lebah yang dihasilkan berwarna putih. Kuat tarik, elongasi,
dan bobot jenis meningkat seiring dengan meningkatnya nisbah PLA. Hasil
spektrum FTIR polipaduan PLA-lilin lebah 80:20 tidak memperlihatkan gugus
baru, artinya film merupakan hasil pencampuran secara fisik. Struktur permukaan
polipaduan yang dihasilkan memperlihatkan film memiliki homogenitas yang baik.
ABSTRACT
PRESTIANA RAHAYU NINGSIH. Preparation and Characterization of
Polylacticacid-Beeswax Polyblend. Under supervision of TETTY KEMALA and
AHMAD SJAHRIZA.
Nondegradable plastic waste could cause an environment problem due to its
difficulty in degradation. The development of biodegradable polylacticacid
(PLA)-beeswax polyblend is necessary to give alternatives of nondegradable
plastic. PLA-beeswax polyblend were produced by mixing PLA and beeswax
solution with various compositions namely 40:60, 50:50, 60:40, 70:30, and 80:20
by weight. The polyblends were tested for their tensile strength, density, fourier
transform infrared spectroscopy (FTIR), and scanning electron microscope (SEM).
PLA-beeswax polyblends were white in color. Tensile strength, elongation, and
density increases as increasing of PLA constituents. FTIR spectrum of polyblend
PLA-beeswax 80:20 did not show any new functional groups, meaning that the
film was merely a physical mixture. Structure of the polyblend film revealed a
homogenous film.
1
PEMBUATAN DAN PENCIRIAN POLIPADUAN
POLIASAMLAKTAT-LILIN LEBAH
PRESTIANA RAHAYU NINGSIH
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2011
1
Judul skripsi : Pembuatan dan Pencirian Polipaduan Poliasamlaktat-Lilin Lebah
Nama
: Prestiana Rahayu Ningsih
NIM
: G44070084
Menyetujui
Pembimbing I
Pembimbing II
Dr. Tetty Kemala, S.Si, M.Si
NIP 19710407 199903 2 001
Drs. Ahmad Sjahriza
NIP 19620406 198903 1 002
Mengetahui,
Ketua Departemen Kimia
Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, MS
NIP 19501227 197603 2 002
Tanggal lulus :
1
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT. Atas berkat limpahan
rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah
dengan judul Pembuatan dan Pencirian Polipaduan Poliasamlaktat-Lilin Lebah.
Shalawat serta salam semoga selalu tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW.
beserta keluarga, sahabat, dan pengikutnya yang tetap berada di jalan-Nya hingga
akhir zaman.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr. Tetty Kemala, M. Si.
dan Bapak Drs. Achmad Sjahriza selaku pembimbing yang senantiasa
memberikan arahan, semangat, dan doa kepada penulis selama melaksanakan
penelitian. Ucapan terima kasih kepada Yayasan Karya Salemba Empat dan PT.
Indofood Sukses Makmur Tbk. yang telah memberikan beasiswa selama
perkuliahan dan penelitian. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada staf
laboran Laboratorium Anorganik atas bantuan serta masukan selama penelitian
berlangsung.
Terima kasih tak terhingga penulis ucapkan kepada bapak, ibu, adik-adik,
seluruh keluarga atas doa dan kasih sayangnya. Selain itu, penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada teman-teman, yaitu Devi, Mba Zumi, Randi,
Fachrurrazie, dan teman-teman Kimia 44 atas saran, kritik, serta semangat selama
penelitian.
Penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi perkembangan
ilmu pengetahuan.
Bogor, November 2011
Prestiana Rahayu Ningsih
1
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 17 Februari 1989 dari ayah
(alm) Sularno dan ibu Suwarni. Penulis adalah putri pertama dari tiga bersaudara.
Tahun 2007, penulis lulus dari SMA Negeri 1 Bekasi dan pada tahun yang sama
penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Seleksi
Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) dan diterima di Departemen Kimia,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum Kimia
Tingkat Persiapan Bersama (TPB) pada tahun ajaran 2009/2010 dan 2010/2011,
serta asisten Kimia Polimer pada tahun ajaran 2010/2011. Penulis juga mengajar
mata kuliah Kimia TPB di bimbingan belajar KAMMI Smart dan mengajar
Matematika GASING dari Surya Institute pada program I Love Scince Karya
Salemba Empat. Bulan Juli-Agustus 2010 penulis berkesempatan melaksanakan
kegiatan Praktik Lapangan di PT. Coca-Cola AMATIL Indonesia dengan judul
Pengaruh Kondisi dan Lama Penyimpanan terhadap Asam Sitrat dalam Minute
Maid Pulpy Orange (MMPO).
vii
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .......................................................................................... .ii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... .ii
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... .ii
PENDAHULUAN .......................................................................................... 1
METODE ....................................................................................................... 2
Bahan dan Alat.......................................................................................... 2
Lingkup Kerja ........................................................................................... 2
HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................................
Polipaduan PLA-lilin lebah .......................................................................
Sifat Mekanik (Kuat Tarik) .......................................................................
Bobot Jenis ...............................................................................................
Gugus Fungsi ............................................................................................
Sifat Morfologi .........................................................................................
3
3
3
4
4
7
SIMPULAN DAN SARAN ............................................................................ 7
Simpulan ................................................................................................... 7
Saran ......................................................................................................... 7
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 7
LAMPIRAN ................................................................................................... 9
viii
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
Halaman
Struktur kimia poliasamlaktat .................................................................. 1
Film tipis pada berbagai komposisi PLA-lilin lebah (a) 40:60 (b) 50:50
(c) 60:40 (d) 70:30 (e) 80:20 ................................................................... 3
Grafik hubungan antara komposisi PLA (%) dan kekuatan tarik (MPa) ... 4
Grafik hubungan antara komposisi PLA (%) dan bobot jenis (g/ml) ........ 4
Grafik hubungan antara komposisi PLA (%) dan elongasi (%). ............... .4
Spektrum FTIR (a) PLA, (b) lilin lebah, (c) polipaduan
PLA-lilin lebah 80:20…………………………………………………….. 6
Foto SEM permukaan polipaduan PLA-lilin lebah 80:20
perbesaran 5000×. ................................................................................... .7
DAFTAR TABEL
1
2
Halaman
Formulasi pembuatan polipaduan ........................................................... 2
Analisis gugus fungsi menggunakan FTIR .............................................. 5
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
Halaman
Diagram alir penelitian ............................................................................ 10
Data pengukuran kuat tarik...................................................................... 11
Data pengukuran bobot jenis ................................................................... 12
1
PENDAHULUAN
Maraknya penggunaan plastik pada
berbagai aplikasi kehidupan dan industri
menyebabkan timbul masalah lingkungan dan
kesehatan. Plastik yang umumnya beredar di
pasaran
merupakan
plastik
sintetik
nondegradabel,
seperti
polietilena,
polipropilena, dan polistirena yang terbuat
dari minyak bumi (Tokiwa et al. 2009).
Plastik tersebut mempunyai keunggulan,
diantaranya kuat, ringan, dan stabil.
Sayangnya, kestabilan fisiko-kimiawi yang
terlalu kuat mengakibatkan plastik sangat
sukar terdegradasi secara alami dan limbahnya
menimbulkan masalah lingkungan. Oleh
karena itu, diperlukan upaya pencarian
polimer
degradabel
alternatif
untuk
menggantikan plastik yang berbahan baku
minyak bumi (Tharanathan 2003).
Polimer biodegradabel sintetik, seperti
poliester alifatik saat ini mulai dikembangkan
sebab mudah terdegradasi dengan mekanisme
hidrolisis gugus ester. Poliester alifatik
mempunyai kemampuan untuk menyesuaikan
sifat mekanik dan kinetika degradasi untuk
digunakan
dalam
beberapa
aplikasi
(Gunnatillake dan Adhikari 2003). Berbagai
polimer telah dikembangkan menjadi plastik
biodegradabel, seperti polikaprolakton (PCL)
(Elzubair et al. 2006), polibutilenasuksinat
(PBS)
(Koenig
et
al.
1995),
polihidroksibutirat (PHB) (Reis et al. 2008),
dan poliasamlaktat (PLA) (Kaitian et al. 1996).
PLA telah menjadi fokus perhatian karena
diproduksi dari sumber daya terbarukan dan
biodegradabel (Yu et al. 2006). PLA
merupakan poliester alifatik yang tersusun
dari monomer asam laktat yang disatukan
langsung dari asam laktat maupun secara tidak
langsung melalui pembentukkan laktida
(Paramawati et al. 2007). PLA bersifat
termoplastis,
transparan,
dan
sifat
degradasinya
dapat
dikontrol
dengan
menyesuaikan terhadap komposisi dan berat
molekulnya. Gambar 1 menunjukkan struktur
PLA.
O
CH3
O
CH
C
n
Gambar 1 Struktur kimia PLA.
Harga PLA yang beredar di pasaran relatif
mahal (Aldrich 2003), sehingga dibutuhkan
teknik modifikasi untuk mengurangi biaya
produksi. Teknik modifikasi polimer yang
biasa dilakukan, seperti kopolimer atau
polipaduan. Modifikasi bertujuan untuk
mendapatkan polimer dengan karakteristik
kombinasi dari polimer induknya. Kopolimer
adalah pencampuran secara kimia antara dua
atau lebih monomer atau polimer, sedangkan
polipaduan adalah proses pencampuran secara
fisika antara dua jenis polimer atau lebih yang
memiliki struktur yang berbeda, tidak
membentuk ikatan kovalen antar komponenkomponennya. Broz et al. (2003) melakukan
penelitian membuat polipaduan PLA dengan
PCL sebagai material plastik degradabel.
Selain itu, penelitian yang melaporkan
pembuatan polipaduan PLA, diantaranya
dengan pati (Pranamuda 2001), polisakarida
(Paramawati et al. 2007), pati-kitosan (Firdaus
et al. 2008), dan pati-polistirena (Kemala et
al. 2010).
Pemanfaatan lilin dan lemak telah banyak
dikembangkan dalam pembuatan pengemas
lapis tipis biodegradabel. Beberapa penelitian
telah menggunakan lilin lebah sebagai
penyusun pengemas lapis tipis, diantaranya
dengan protein bungkil kedelai (Rahmy 1998),
karaginan-tepung tapioka (Irianto et al. 2006),
tepung gandum (Fransisca 2008), serta
hidroksipropil metilselulosa (Tarazaga et al.
2008 dan Sothornvit 2009).
Lilin lebah mempunyai rumus molekul
C25-27H51-55CO2C30-32H61-65 dan komposisinya
terdiri dari 71% ester, 15% hidrokarbon, 8%
asam lemak, serta 6% substansi tidak
teridentifikasi.
Lilin
lebah
memiliki
kristalinitas yang tinggi (Ranjha et al. 2010).
Penggunaan lilin lebah sebagai penyusun
plastik memiliki beberapa keuntungan,
diantaranya
melindungi
produk
dari
penguapan air atau sebagai bahan pelapis,
sedangkan kekurangannya, yaitu kegunaan
dalam bentuk murni sebagai film terbatas
karena integritas dan ketahanan yang rendah
(Francisca 2008).
Pencampuran PLA dan lilin lebah
diharapkan menghasilkan polimer kompatibel
dan dapat mengurangi biaya produksi karena
lilin lebah yang relatif lebih murah
dibandingkan PLA. Polipaduan lilin lebah dan
PLA diperoleh dengan menguapkan pelarut
diklorometana dalam larutan polipaduan.
Penelitian
ini
bertujuan
membuat
polipaduan PLA-lilin lebah, menganalisis sifat
mekanik, gugus fungsi, dan morfologi
polipaduan yang dihasilkan, serta mempelajari
pengaruh nisbah lilin lebah.
2
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan adalah
poliasamlaktat (PLA) (BM 100 000 g/mol),
lilin lebah, aseton, diklorometana, dan
akuades. Alat-alat yang digunakan adalah
peralatan gelas, pengaduk magnetik, neraca
analitik, Tenso lab-MEY, spektrofotometer
inframerah transformasi Fourier (FTIR)
shimadzu 8400, mikroskop elektron payaran
(SEM) Jeol JSM-8360LA, dan piknometer.
Lingkup Kerja
Penelitian ini terbagi menjadi dua tahapan
(Lampiran 1). Tahap pertama adalah
pembuatan polipaduan PLA-lilin lebah dan
tahap kedua adalah analisis, meliputi analisis
mekanik (kuat tarik), analisis gugus fungsi
(FTIR), dan analisis morfologi (SEM).
Dilakukan juga penentuan bobot jenis
polipaduan untuk mengetahui keteraturan
molekul dalam menempati ruang.
Preparasi Polipaduan Lilin Lebah- PLA
Lilin lebah yang akan digunakan terlebih
dahulu dibersihkan dengan memanaskannya
di penangas air pada suhu di bawah 60 ºC.
Lilin lebah dan PLA ditimbang berdasarkan
ragam yang telah ditentukan (Tabel 1), lalu
masing-masing
dilarutkan
dalam
diklorometana dan diaduk hingga homogen
dengan pengaduk magnet, sehingga dihasilkan
larutan lilin lebah dan larutan PLA.
Selanjutnya, kedua larutan dicampurkan
selama 1 jam dengan kecepatan 350 rpm.
Setelah homogen, polipaduan yang terbentuk
didiamkan selama 10 menit agar terbebas dari
gelembung udara. Selanjutnya, dicetak dalam
cetakan kaca dan diuapkan pada suhu ruang.
Setelah itu, dioven pada suhu 50 °C selama 30
menit. Film yang dihasilkan dipindahkan
untuk dianalisis kuat tarik, gugus fungsi,
morfologi, dan bobot jenis.
Tabel 1 Formulasi pembuatan polipaduan
Komposisi
Bobot sampel (g)
PLA: lilin lebah
Lilin
PLA
(%)
Lebah
40:60
50:50
0.2000
0.2500
0.3000
0.2500
60:40
70:30
80:20
0.3000
0.3500
0.4000
0.2000
0.1500
0.1000
Analisis Kuat Tarik
Pengujian dilakukan dengan menggunakan
mesin instron ASTM D882. Film yang telah
dikeringkan dipotong dengan ukuran panjang
50 mm dan lebar 20 mm. Pengujian dilakukan
menggunakan seperangkat alat uji tarik
dengan cara kedua ujung sampel dijepit mesin
penguji. Selanjutnya, panjang awal dicatat dan
ujung tinta pencatat diletakkan pada posisi 0
pada grafik. Tombol start dinyalakan dan alat
akan menarik contoh uji sampai putus.
Pengukuran elongasi dilakukan dengan cara
yang sama dengan pengujian kekuatan tarik.
Analisis Bobot Jenis
Sampel dipotong dengan ukuran yang
seragam,
kemudian
dimasukkan
ke
piknometer yang telah diketahui bobot
kosongnya (W0). Bobot piknometer dan
sampel dicatat sebagai W1. Ke dalam
piknometer yang berisi potongan sampel
ditambahkan akuades hingga tidak terdapat
gelembung udara, kemudian ditimbang
bobotnya (W2). Bobot piknometer berisi air
juga ditimbang dan bobotnya dicatat sebagai
W3. Suhu air dan udara dicatat untuk
menentukan faktor konversi suhu. Berat jenis
sampel dihitung menggunakan Persamaan 1.
W1 W0
D
D I Da Da
(
)
(
)
W
W
W
W
0
2
1
3
...1
Keterangan:
D
: bobot jenis contoh (g/ml)
DI
: bobot jenis air (g/ml)
Da
: bobot jenis udara (g/ml)
Analisis Gugus Fungsi dengan Spektrofotometer Inframerah Transformasi Fourier
(FTIR)
Sampel yang berupa film, ditempatkan ke
dalam sel holder, kemudian dicari spektrum
yang sesuai. Hasilnya didapat berupa
spektogram hubungan antara bilangan
gelombang dengan intensitas. Spektrum FTIR
dari polipaduan direkam menggunakan
spektrometer pada suhu ruang.
Analisis Morfologi dengan Mikroskop Elektron Payaran (SEM)
Sampel yang berupa film ditempelkan
pada sel holder dengan perekat ganda dan
dilapisi dengan logam emas pada keadaan
vakum. Sampel yang telah dilapisi diamati
menggunakan SEM pada tegangan 15 kV.
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
Polipaduan PLA-Lilin Lebah
Polipaduan PLA-lilin lebah dibuat dengan
metode pelarutan, yaitu mencampurkan PLA
dan lilin lebah dengan komposisi yang
berbeda (Tabel 1) dalam diklorometana.
Menurut Bastioli (2005), PLA tidak larut
dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik,
seperti kloroform
dan diklorometana.
Pemilihan diklorometana sebagai pelarut
disebabkan kelarutan PLA yang tinggi dan
waktu penguapan yang cepat. Diklorometana
menguap pada suhu 39 °C, sedangkan
kloroform menguap pada suhu 61 °C.
Kompatibilitas polipaduan menggambarkan kekuatan interaksi yang terjadi antara
rantai-rantai polimer, sehingga membentuk
campuran yang homogen atau mendekati
homogen.
Semakin
kompatibel
suatu
polipaduan, maka bahan tersebut akan
semakin
homogen
(Kemala
2010).
Pengamatan
kompatibilitas
polipaduan
dilakukan secara kualitatif dengan cara
pengamatan visual dari film yang dihasilkan.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Gambar 2 Film tipis pada berbagai komposisi
PLA-lilin lebah (a) 40:60 (b) 50:50
(c) 60:40 (d) 70:30 (e) 80:20.
Hasil penampakan visual film polipaduan
PLA-lilin lebah dapat dilihat pada Gambar 2.
Foto film dilakukan dengan menggunakan
kamera digital. Hasil pembuatan film
polipaduan menunjukkan ciri film berwarna
putih dan cukup rapuh. Tidak ada perbedaan
yang mencolok pada warna film yang
dihasilkan pada setiap perlakuan. Film dengan
komposisi PLA-lilin lebah 80:20 terlihat lebih
transparan dibandingkan dengan komposisi
lainnya. Selain itu, dapat diamati bahwa film
yang terbentuk dengan komposisi PLA-lilin
lebah 40:60 lebih terasa kasar.
Film polipaduan PLA-lilin lebah yang
dihasilkan berwarna putih tetapi tampak
homogen. Hal ini disebabkan semua
komponen polipaduan telah tercampur
sempurna. Film dikatakan homogen jika tidak
terlihat lagi perbedaan antar komponenkomponen penyusunnya, baik dalam bentuk,
ukuran, maupun warna karena semua
komponennya telah tercampur secara merata
(Rosida 2007). Hal ini menunjukkan bahwa
lilin lebah dapat dijadikan bahan baku
pembuatan film.
Sifat Mekanik (Uji Tarik)
Uji tarik memberikan informasi tentang
sifat mekanik dari suatu bahan polimer yaitu
kekuatan tarik dan perpanjangan putus
(elongasi). Pengujian dilakukan dengan
mengunakan standar ASTM D-882 tentang
pengukuran kuat tarik film plastik yang sangat
tipis dengan ketebalan kurang dari 0.1 mm.
Ketebalan polipaduan PLA-lilin lebah yang
dihasilkan berada pada kisaran 0.05 mm
hingga 0.07 mm.
Kekuatan tarik adalah tegangan maksimum
spesimen untuk menahan gaya yang diberikan
sebelum
putus,
sedangkan
elongasi
merupakan perubahan panjang maksimum
yang dialami spesimen pada saat ditarik
sampai putus (Billmayer 1984). Uji tarik ini
bertujuan
untuk
melihat
pengaruh
penambahan lilin lebah pada polipaduan.
Data hasil uji tarik pada polipaduan dapat
dilihat pada Lampiran 2. Hubungan antara
komposisi lilin lebah dengan kekuatan tarik
dapat dilihat pada Gambar 3.
Nilai kuat tarik terendah pada komposisi
40% PLA sebesar 6.89 MPa, sedangkan
tertinggi terdapat pada komposisi 80% PLA
sebesar 36.69 MPa. Berdasarkan hasil analisis
uji tarik, peningkatan nilai kuat tarik terjadi
seiring dengan meningkatnya PLA. Tambahan
lilin
lebah
yang
semakin
banyak
menyebabkan polipaduan semakin rapuh dan
memiliki kuat tarik yang rendah. Hal ini juga
sesuai dengan laporan Rahmy (1998) yang
mengamati pengaruh tambahan lilin lebah
pada polipaduan bungkil kedelai.
Faktor
yang
dapat
menyebabkan
penurunan kuat tarik adalah bobot molekul
lilin lebah yang rendah. Menurut Carraher
(2003), bobot molekul sangat berpengaruh
4
pada kekuatan mekanik suatu polimer.
Polimer dengan bobot molekul yang rendah
akan memiliki kekuatan mekanik yang rendah
pula. Selain itu, lilin lebah juga memiliki efek
antiplastisasi karena bersifat hidrofobik. Hal
ini dapat mengurangi jumlah air yang terikat
pada film, sehingga menyebabkan film kurang
plastis.
mekanik dari polimer. Analisis dilakukan
dengan menggunakan piknometer dengan
metode penentuan berat jenis padatan. Data
yang didapatkan dari pengukuran dihitung
dengan menggunakan Persamaan 1. Data
rincian analisis bobot jenis polipaduan
ditunjukkan pada Lampiran 3.
Gambar 5 menunjukkan hubungan antara
komposisi PLA dan bobot jenis polipaduan.
Pencirian bobot jenis pada polipaduan
menunjukkan bahwa adanya kecenderungan
peningkatan bobot jenis dengan meningkatnya
komposisi PLA. Bobot jenis polipaduan yang
dihasilkan berkisar pada 1.1260 hingga
1.2273 g/ml. Bobot jenis tertinggi pada
komposisi 80% PLA dan terendah pada 40%
PLA.
Gambar 3 Grafik hubungan antara komposisi
PLA (%) dan kekuatan tarik
(MPa).
Gambar 5 Grafik hubungan antara komposisi
PLA (%) dan bobot jenis (g/ml).
Gambar 4 Grafik hubungan antara komposisi
PLA (%) dan elongasi (%).
Hubungan antara komposisi lilin lebah
dengan elongasi dapat dilihat pada Gambar 4.
Polipaduan yang dihasilkan memiliki elongasi
antara 0.04-2.19%. Persentase elongasi
tertinggi terjadi pada komposisi 80% PLA,
sedangkan terendah pada komposisi 40% PLA.
Peningkatan konsentrasi PLA cenderung
meningkatkan elongasi. Dengan demikian,
pemanfaatan polipaduan PLA-lilin lebah
kurang cocok untuk dijadikan sebagai produk
berupa lembaran atau film, melainkan produk
yang memiliki ketebalan yang cukup untuk
menutupi sifatnya yang rapuh.
Bobot Jenis
Analisis bobot jenis dilakukan untuk
melihat keteraturan molekul dalam menempati
ruang. Jika suatu molekul memiliki tingkat
keteraturan yang tinggi, maka bobot jenis
polimer tersebut akan meningkat. Oleh karena
itu, penentuan bobot jenis polimer merupakan
cara yang tepat untuk memprediksi sifat
Bobot jenis pada komposisi 80% PLA
memiliki bobot jenis tertinggi. Hal ini dapat
disebabkan meningkatnya keteraturan molekul
dalam polipaduan. Komposisi PLA yang
semakin meningkat mengakibatkan molekul
semakin teratur menempati ruang. Struktur
PLA diduga dalam bentuk semikristalin, yaitu
polimer yang memiliki strukturnya berada
antara amorf dan kristalin. Amorf merupakan
struktur polimer yang tidak teratur, sedangkan
kristalin merupakan struktur polimer yang
teratur (Stuart 2003). Oleh karena itu,
peningkatan nisbah PLA menyebabkan
peningkatan bobot jenis polipaduan.
Analisis Gugus Fungsi dengan
Spektrofotometer Inframerah Transformasi
Fourier (FTIR)
Prinsip
karakterisasi
FTIR adalah
penyerapan energi tertentu radiasi inframerah
oleh molekul yang mengakibatkan vibrasi
pada ikatan molekul. Spektrum yang keluar
dari karakterisasi menggunakan alat ini adalah
bilangan gelombang dan transmitan. FTIR
5
Hasil FTIR dapat dilihat pada Gambar 6
secara berurutan menujukkan pola spektrum
FTIR dari PLA, lilin lebah, dan polipaduan
PLA-lilin lebah 80:20. Gugus fungsi film
polipaduan dan komponennya dapat dilihat
pada Tabel 2. Berdasarkan tabel tersebut dapat
diketahui bahwa gugus fungsi yang terlihat
pada PLA dan lilin lebah muncul kembali
pada spektrum polipaduan dengan puncak
yang hampir sama. Selain itu, spektrum
polipaduan tidak terlihat adanya puncakpuncak baru.
Tidak adanya perbedaan yang signifikan
menandakan bahwa film yang dihasilkan tidak
memiliki
gugus
fungsi
yang
baru.
Pencampuran yang terjadi antara PLA dan
lilin lebah terjadi secara fisika. Hal ini dapat
terlihat dari spektrum FTIR yang dihasilkan
antara polipaduan dengan komponen masingmasing penyusun polipaduan, yaitu PLA dan
lilin lebah. Spektrum polipaduan yang
teramati merupakan gabungan antara PLA dan
lilin lebah.
dapat digunakan untuk mengetahui gugus
pada senyawa organik maupun polimer.
Teknik ini memudahkan penelitian reaksireaksi polimer. FTIR juga bermanfaat dalam
meneliti paduan-paduan polimer (Stevens
2001).
Analisis film polipaduan dengan FTIR
bertujuan
untuk
mengetahui
dan
membandingkan gugus fungsi komponen
polipaduan dengan gugus fungsi film
polipaduan yang dihasilkan. Hasil analisis
FTIR dapat juga digunakan untuk mengetahui
interaksi
yang
terjadi
pada
proses
pencampuran secara fisika dan kimia. Proses
pencampuran secara fisika ditunjukkan dari
analisis FTIR yang menghasilkan gabungan
gugus fungsi dari komponen-komponen
polipaduan, sedangkan proses pencampuran
secara kimia ditunjukkan dengan munculnya
gugus fungsi yang baru. Polipaduan antara
PLA dan PCL bercampur secara fisika
(Kemala 2010).
Tabel 2 Analisis gugus fungsi menggunakan FTIR
Bilangan gelombang
Sampel
(cm-1)
PLA
Gugus fungsi
Pustaka
(Lambert et al. 1998)
3506 & 3649
O-H
3100-3700
2946 & 2997
uluran C-H (-CH3)
2800-3000
1784
C=O karbonil
1650-1850
1461
Tekukan C-O-H
1280-1430
1042
Uluran C-O ester jenuh
1000-1300
2849 & 2918
Uluran C-H (-CH2)
2800-3000
1736
C=O karbonil
1650-1850
1013-1290
Uluran C-O ester jenuh
1000-1300
Polipaduan
3506 & 3653
O-H
3100-3700
80:20
2996
uluran C-H (-CH3)
2800-3000
2917
Uluran C-H (-CH2)
2800-3000
1740
C=O karbonil
1650-1850
1456
Tekukan C-O-H
1280-1430
1046
Uluran C-O ester jenuh
1000-1300
Lilin lebah
6
(a)
(b)
(c)
Gambar 6 Spektrum FTIR (a) PLA, (b) lilin lebah, (c) polipaduan PLA-lilin lebah 80:20.
7
Analisis Morfologi dengan Mikroskop
Elektron Payaran (SEM)
SEM
adalah
mikroskop
yang
menggunakan pancaran sinar akibat eksitasi
elektron untuk melihat partikel berukuran
mikron. SEM telah banyak digunakan oleh
peneliti untuk menguji dan menemukan
berbagai spesimen. Dibandingkan dengan
mikroskop
konvensional,
SEM
dapat
menunjukkan gambar spesimen lebih jelas dan
memiliki tingkat resolusi yang lebih tinggi.
Prinsip kerja SEM adalah permukaan contoh
dibombardir oleh elektron berenergi tinggi
dengan energi kinetik 1-25 kV. Elektron yang
berenergi rendah dilepaskan dari atom-atom
yang ada pada permukaan contoh dan akan
menentukan bentuk contoh.
Analisis sifat permukaan dilakukan dengan
menggunakan SEM untuk mengetahui
struktur permukaan film hasil polipaduan.
Film yang dianalisis dengan SEM adalah film
dengan homogenitas yang paling tinggi, yaitu
film PLA-lilin lebah dengan komposisi 80:20
dengan tegangan 15 kV. Foto SEM pada
permukaan polipaduan (Gambar 6) dilakukan
pada perbesaran 5000×. Berdasarkan hasil
foto SEM (Gambar 6) dapat terlihat bahwa
hasil polipaduan menunjukkan permukaan
yang halus. Permukaan yang halus
mengindikasikan bahwa film yang dihasilkan
sudah homogen.
polipaduan PLA-lilin lebah merupakan
pencampuran secara fisika. Mikrostruktur
permukaan film PLA-lilin lebah 80:20
memperlihatkan film memiliki homogenitas
yang lebih baik.
Saran
Penelitian lebih lanjut dapat dilakukan
dengan analisis Differential Scanning
Calorimetri (DSC) untuk mengetahui
kompatibilitas polipaduan, meliputi suhu
transisi gelas (Tg), titik leleh (Tm) dari
polipaduan yang dihasilkan serta dilakukan
penambahan pemlastis untuk meningkatkan
sifat mekanik polipaduan.
DAFTAR PUSTAKA
Aldrich S. 2003. Catalog Handbook of Fine
Chemicals. USA: Aldrich Chemical
Company.
[ASTM] American Society for Testing and
Material. 1991. Annual Book of ASTM
Standards. Volume ke-8. Philadelphia:
American Society for Testing and Material.
Bastioli C. 2005. Handbook of Biodegradable
Polymers. Shawbury: Rapra Technology.
Billmeyer FW. 1984. Textbook of Polymer
Science. Ed ke-3. New York: J wiley.
Broz ME, Vanderhart DL, Washbur NR. 2003.
Structure and mechanical properties of
poly(D,L-lactid acid)/poly(ɛ-caprolactone)
blends. Biomaterials 24: 4181-2190.
Carraher CE. 2003. Polymer Chemistry: An
Introduction. New York: Marcel Dekker.
Gambar 7 Foto SEM permukaan polipaduan
PLA-lilin lebah 80:20 perbesaran
5000×.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Polipaduan PLA-lilin lebah berhasil dibuat.
Film yang dihasilkan putih. Penurunan nisbah
lilin lebah seiring dengan peningkatan kuat
tarik, elongasi, dan bobot jenis dengan
komposisi PLA-lilin lebah terbaik 80:20.
Spektrum inframerah polipaduan tidak
memperlihatkan gugus baru, sehingga hasil
Elzubair A, Elias CN, Suarez JCM, Lopes HP,
Vieira MVB. 2006. The physical
characterization of thermoplastic polymer
for endodontic obturation. Dentistry
34:784-789.
Firdaus F, Mulyaningsih S, Anshory H. 2008.
Sintesis film kemasan ramah lingkungan
dari komposit pati, khitosan, dan asam
polilaktat dengan pemlastik gliserol: studi
morfologi dan karakteristik mekanik.
Jurnal Logika 5: 1-14.
Francisca D. 2008. Aplikasi karaginan untuk
pembuatan
pengemas
lapis
tipis
biodegradabel dengan komposit wheat
8
gluten dan lilin lebah. Di dalam: Seminar
Nasional Tahunan V Hasil Penelitian
Perikanan dan Kelautan; Yogyakarta, 26
Jul 2008. Yogyakarta: Semnaskan UGM;
2008. hlm 1-7.
Gunatillake PA, Adhikari R. 2003.
Biodegradable synthetic polymers for
tissue engineering. Eur Cells and
Materials 5:1-16.
Irianto HE, Darmawan M, Mindarwati E.
2006. Pembuatan edible film dari komposit
karaginan, tepung tapioka, dan lilin lebah
(beeswax). J Pascapanen dan Bioteknologi
Kelautan dan Perikanan (1): 93-101.
Kaitian X, Kozluca A, Denkbas EB, Piskin E.
1996. Poly(D,L-lacticacid) homopolimers:
Synthesis and characterisation. Tr. J. of
Chemistry 20:43-53.
Kemala T. 2010. Mikrosfer polipaduan
poli(asam
laktat)
dengan
poli(kaprolakton) sebagai pelepasan terkendali
ibuprofen secara in vitro[disertasi]. Jakarta:
Program
Pascasarjana,
Universitas
Indonesia.
Koenig MF, Huang SJ. 1995. Biodegradable
blends and composites of poly(caprolacton) and strarch derivites. Polymer
36: 1877-1882.
encapsulating
agent.
J.
Mater
Sci.:Mater Med. 21:1621–1630.
Rahmy RR. 1998. Pengaruh penambahan lilin
lebah dan polietilen glikol terhadap
karakteristik film edibel dari protein
bungkil kedelai, karboksimetilselulosa,
dan metilselulosa. [skripsi]. Bogor:
Fakultas Teknologi Pertanian, Institut
Pertanian Bogor.
Reis KC, Pereira J, Smith AC, Carvalho
CWP, Wellner N, Yakimets I. 2008.
Characterization of polyhydroxybutyratehydrovalerate (PHB-HV)/maize starch
blend films. J Food Engineering (89): 361369.
Rosida A. 2007. Pencirian poliblend
poliasamlaktat dengan polikaprolakton.
[skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian
Bogor.
Sothornvit R. 2009. Effect of hydroxypropyl
methylcellulose and lipid on mechanical
properties and water vapor permeability of
coated paper. Food Research International
42: 307-311.
Stevens MP. 2001. Kimia Polimer. Sopyan I,
penerjemah.
Jakarta:
Erlangga.
Terjemahan dari: Polymer Chemistry: An
Introduction.
Lambert JB, Shurvell HF, Ligthner DA, Cooks
RG.
1998.
Organic
Structural
Spectroscopy. New Jersey: Prentice Hall.
Stuart BH. 2003. Polymer Analysis. England:
John Wiley & Sons, LTD.
Paramawati R, Wijaya CH, Acmadi SA,
Suliantari. 2007. Evaluasi ciri mekaniis
dan fisis bioplastik dari campuran
poliasamlaktat dengan polisakarida. Jurnal
Ilmu Pertanian Indonesia 12: 75-83.
Tarazaga ML, Sothornvit R, Gago MB. 2008.
Effect of plasticizer type and amount on
hydroxypropyl methylcellulose-beeswax
edible film properties and postharvest
quality of coated plums. J Agricultural
Food Chemistry 56: 9502-9509.
Pranamuda H. 2001. Pengembangan bahan
plastik biodegradabel berbahan baku pati
tropis. Di dalam: Seminar Bioteknologi
untuk Indonesia Abad 21; Jakarta, 1-14
Feb 2001. Jakarta: Sinergy Forum-PPI
Tokyo Institute of Technology; 2001. hlm
1-6.
Ranjha NM, Khan H, Naseem S. 2010.
Encapsulation and characterization of
controlled release flurbiprofen loaded
microspheres using beeswax as an
Tharanathan RN. 2003. Biodegradable film
and composite coatings: past, present, and
future. Trends in Food Science &
Technology 14: 71-78.
Tokiwa Y, Calabia BP, Ugwu CU, Aiba S.
2009. Biodegradability of plastic. Int. J.
Mol. Sci (10): 3722-3742.
Yu L, Dean K, Li L. 2006. Polymer blends and
composites from renewable resources.
Elvisier 31:576-602.
9
LAMPIRAN
10
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
PLA dilarutkan
dalam
diklorometana
Lilin lebah
dilarutkan dalam
diklorometana
Polipaduan
film
Analisis
bobot jenis
Analisis kuat
tarik
Analisis
gugus fungsi
Analisis
morfologi
11
Lampiran 2 Data kuat tarik
Panjang spesimen awal = 50 mm
Lebar spesimen awal = 20 mm
Komposisi
Lilin lebah: PLA
(%)
20:80
30:70
40:60
50:50
60:40
Tebal
Elongasi
Kuat tarik
(mm)
(%)
(Mpa)
0.06
0.06
0.07
0.06
0.05
2.19
2.11
1.72
1.36
0.04
36.70
26.20
12.90
10.55
6.90
12
Lampiran 3 Data bobot jenis
Suhu pada saat percobaan 28 °C
W0= 19,0248 g
DI = 0,99623 g/ml
Da = 0,00125 g/ml
Komposisi
Lilin lebah: PLA
(%)
20:80
30:70
40:60
50:50
60:40
W1
W2
W3
D
(g)
(g)
(g)
(g/ml)
19.0299
19.0394
19.0552
19.0688
19.0763
44.5486
44.5328
44.5409
44.5438
44.5339
44.5478
44.5306
44.5367
44.5387
44.5325
1.1813
1.1728
1.1557
1.1267
1.0240
Contoh perhitungan:
W1 W0
D
[ D I Da ] Da
(W3 W0 ) (W2 W1 )
19.0299 19.0248
D
[0.99623 0.00125] 0.00125
(44.5478 19.0248) (44.5478 19.0299)
D 1.1813 g / cm 3