Sifat Mekanik Bahan Polimer

18 Perbandingan amilosa dan amilopektin dalam pati sangat menentukan aplikasi- nya dalam industri. Menurut Nisperos-Carriedo 1994 di dalam Krochta et al. 1994, aplikasi yang membutuhkan viskositas, stabilitas dan kekuatan mengental yang tinggi, digunakan pati dengan kandungan amilopektin yang tinggi. Sedangkan untuk mem- bentuk film dan gel yang kuat, digunakan pati dengan kandungan amilosa yang tinggi. Menurut Jarowenko 1989 di dalam Wurzburg 1989, film yang lebih kuat dihasilkan dari amilosa, pati amilosa tinggi dan turunannya amilosa atau pati asetat dengan bobot molekul BM tinggi. Krochta et al. 1994 menambahkan bahwa film yang dikembangkan dari amilosa mempunyai sifat tidak berbau, tidak berasa, tidak berwarna, tidak beracun, dan dapat diurai secara biologi. Proses modifikasi kimiawi esterifikasi pati dilakukan untuk membentuk sifat- sifat film yang lebih baik. Menurut Jarowenko 1989 di dalam Wurzburg 1989, esterifikasi terhadap pati dan amilopektin akan membentuk film yang lemah dan patah. Sedangkan hasil pengujian terhadap film amilosa asetat menunjukkan sifat lebih fleksibel dan kuat. Hasil penelitian Kiatkamjornwong et al. 2001 memperlihatkan adanya pati singkong termodifikasi dapat meningkatkan compatibility dengan matrik LDPE dan menunjukkan aksi seperti plasticizer dibandingkan pati singkong alamimya. Secara umum, penambahan pati dalam matrik LDPE menyebabkan sifat LDPE brittle, tanpa adanya penambahan EBS wax sebagai plasticizer. Hasil penelitian Rosa et al. 2004 yang menguji sifat mekanik campuran poly- caprolactone PCL dengan pati jagung menunjukkan penambahan pati jagung 75 dalam matriks PCL menyebabkan penurunan sifat mekanik, seperti tensile strength dan strain at break , sedangkan, penambahan pati sagu sampai 50 dalam matriks PCL menyebabkan peningkatan nilai E-modulus.

E. Sifat Mekanik Bahan Polimer

Kekuatan tarik merupakan salah satu sifat mekanik dari bahan. Menurut Billmeyer 1971 kekuatan tarik menggambarkan kekuatan tegangan maksimum spesimen untuk menahan gaya yang diberikan. Pengujian kekuatan tarik akan meng- hasilkan kurva tegangan-regangan stress-strain. Kurva tegangan-regangan suatu bahan termoplastik dapat dilihat pada Gambar 14. 19 Slope kemiringan awal yang ditunjukkan kurva tegangan-regangan merupakan nilai modulus elastisitas, yang mengukur kekakuan bahan. Tegangan tarik stress yang menyebabkan terjadinya bahan putus patah secara sempurna disebut tensile strength atau ultimate strength. Regangan pada saat bahan putus disebut strain at break Lai dan Padua, 1997. Kurva tegangan-regangan juga menggambarkan daerah elastis dan plastis. Daerah kurva tegangan-regangan di bawah nilai yield stress dan yield strain menunjukkan sifat bahan elastis, artinya bahan yang mengalami regangan dapat kembali ke kondisi semula bila tidak ada gaya yang diberikan Surdia dan Saito, 1995. Toughness menunjukkan absorbsi energi oleh bahan sebelum bahan tersebut putus patah, yang umumnya diekspresikan sebagai energy absorbed dalam pengujian benturan impact test. Luas daerah di bawah kurva tegangan-regangan juga menentu- kan kekerasan bahan toughness Lai dan Padua, 1997. Kurva tegangan-regangan suatu bahan polimer menentukan tipe atau jenis bahan tersebut. Pada Gambar 15 disajikan kurva tegangan-regangan bahan polimer yang dikelompokkan dalam empat tipe, yaitu hard and brittle, hard and strong, hard and tough , dan soft and tough. Karakteristik mekanik bahan polimer tersebut secara rinci disajikan pada Tabel 9. Tensile Strength Yield Stress Yield Strain Strain at Break Gambar 14. Kurva tegangan-regangan stress-strain bahan termoplastik Billmeyer, 1971 20 Tabel 9. Karakteristik bahan polimer berdasarkan sifat mekanik Karaketeristik Bahan Polimer Tipe Bahan Polimer Hard Brittle Hard Strong Hard Tough Soft Tough E-Modulus Yield Stress Tensile Strength Strain at Break Tinggi Tidak ada Sedang Rendah Tinggi Tinggi Tinggi Sedang Tinggi Tinggi Tinggi Tinggi Rendah Rendah Sedang Tinggi Sumber : Billmeyer, 1971 Strain Stress Hard and Brittle Hard and Strong Hard and Tough Soft and Tough Gambar 15. Kurva tegangan-regangan stress-strain untuk empat tipe bahan polimer Billmeyer, 1971

III. METODOLOGI