4.3. Proses Produksi dan Karakteristik Compatibilizer LLDPE-g-MA dan
HDPE-g-MA
Proses produksi compatibilizer LLDPE-g-MA dan HDPE-g-MA yaitu mencampurkan antara maleat anhidrat, dikumil perioksida dan LLDPEHDPE.
Pencampuran dilakukan dalam Twin Screw Extruder. Setelah itu, compatibilizer yang dihasilkan akan dibentuk menjadi pelet menggunakan alat pelletizer dan
kemudian dikeringkan. Compatibilizer merupakan senyawa spesifik yang dapat digunakan untuk
memadukan polimer yang tidak kompatibel menjadi campuran yang stabil melalui ikatan intermolekuler dan meningkatkan dispersi campuran Kaci et al. 2007.
Bentuk resin compatibilizer LLDPE-g-MA dan HDPE-g-MA yang dihasilkan dapat dilihat pada Gambar 4.4.
Jenis resin
Konsentrasi maleat anhidrat MA 2,5
5 7,5
LLDPE
HDPE
Gambar 4.4 Resin compatibilizer LLDPE-g-MA dan HDPE-g-MA LLDPE-g-MA dan HDPE-g-MA mempunyai peranan yang sangat penting
dalam pengembangan material bioplastik. LLDPE-g-MA dan HDPE-g-MA adalah compatibilizer yang digunakan sebagai penghubung antara pati termoplastik dan
resin LLDPE atau HDPE. Prinsip kerja LLDPE-g-MA atau HDPE-g-MA sama
seperti zat penggabung pada umumnya. LLDPE atau HDPE dalam LLDPE-g-MA atau HDPE-g-MA larut miscible dengan matrik komposit, sedangkan gugus
anhidrat pada maleat anhidrat sangat reaktif terhadap gugus hidroksil yang terdapat pada pati termoplastik. Semakin banyak molekul maleat anhidrat yang
tergrafting atau tercangkok pada LLDPE-g-MA atau HDPE-g-MA, maka ikatan antara matriks LLDPE atau HDPE dan pati termoplastik akan semakin kuat
karena ikatan kovalen dan ikatan hidrogen yang terjadi semakin banyak. Pengaruh konsentrasi maleat anhidrat terhadap presentase grafting
ditunjukkan pada Gambar 4.5. Peningkatan konsentrasi maleat anhidrat dari 2,5 ke 5 dapat meningkatkan derajat grafting 0,68 menjadi 6,96, sedangkan
penggunaan maleat anhidrat 7,5 menurunkan derajat grafting menjadi 6,44. Hal tersebut disebabkan karena semakin bertambahnya konsentrasi maleat
anhidrat terjadi kecenderungan meningkatnya reaksi antar monomer maleat anhidrat membentuk homopolimer. Konsentrasi maleat anhidrat 5,0 dan 7,5 tidak
berbeda signifikan dalam menghasilkan derajat grafting pada LLDPE-g-MA dan HDPE-g-MA Lampiran 4f. Sifat akhir dari LLDPE-g-MA dan HDPE-g-MA
selain tergantung derajat grafting maleat anhidrat dapat juga ditentukan oleh distribusi dari maleat anhidrat dalam rantai molekul LLDPE atau HDPE.
Gambar 4.5 Pengaruh konsentrasi maleat anhidrat terhadap persentase derajat grafting
Untuk mengetahui terjadinya ikatan antara LLDPE atau HDPE dan maleat anhidrat dilakukan pengujian sifat terhadap serapan gelombang inframerah
menggunakan FT-IR. Hasil grafting LLDPE-g-MA dan HDPE-g-MA dapat
0,68 6.96
6.44
0,51 4.13
3.21
-2 2
4 6
8 10
2.5 5
7.5
De raj
at gr
af tin
g
Konsentrasi maleat anhidrat bb resin LLDPE-g-MA
HDPE-g-MA
dievaluasi dengan melihat serapan gugus karbonil pada FT-IR spektrumnya Gambar 4.6. Hasil analisis gugus fungsional LLDPE-g-MA dan HDPE-g-MA
dapat dilihat pada Tabel 4.4 dan Lampiran 3b-3g. Tabel 4.4 Bilangan gelombang compatibilizer LLDPE-g-MA dan HDPE-g-MA
pada konsentrasi maleat anhidrat dan jenis resin yang berbeda Compatibilizer
Bilangan gelombang cm
-1
Gugus fungsi MA 2,5
MA 5 MA 7,5
LLDPE-g-MA 2921,02
1706,96 1467
2921,03 1701,89
1465,30 2956,88
1722,90 1467,36
CH
2
C=O C-H
HDPE-g-MA 2920,59
1710,27 1467,74
2920,90 1711,22
1468,29 2956,88
1722,90 1467,36
CH
2
C=O C-H
Pada Gambar 4.6a dapat dilihat bahwa interaksi antara LLDPE dan maleat anhidrat ditunjukkan adanya hasil serapan dengan bilangan gelombang 2835 dan
2956 cm
-1
untuk gugus fungsi CH
2
serta puncak serapan bilangan gelombang 1722 cm
-1
yang merupakan serapan gugus karbonil dari maleat anhidrat. Hasil tersebut juga didapatkan oleh Kaci et al. 2007 yang memperoleh serapan gugus karbonil
pada bilangan gelombang 1740 cm
-1
. Hasil HDPE tergrafting maleat anhidrat HDPE-g-MA pada Gambar 4.6b menunjukkan bahwa adanya interkasi antara
HDPE dan maleat anhidrat yaitu dengan munculnya serapan bilangan gelombang 2835 dan 2956 cm
-1
dari HDPE yang merupakan serapan CH
2
dan puncak serapan bilangan gelombang 1722 cm
-1
yang merupakan serapan gugus karbonil dari maleat anhidrat.
Pada Gambar 4.6a dan 4.6b, hasil grafting LLDPE-g-MA dan HDPE-g- MA juga menghasilkan peak baru pada bilangan gelombang 1153 cm
-1
yang diduga merupakan serapan gugus fungsi C-O-C. Pracela et al. 2010 juga
menemukan peak yang sama pada bilangan gelombang 1161 cm
-1
yang merupakan serapan gugus fungsi C-O-C pada styrene three-block copolymer
grafted with maleic anhydride SEBS-g-MA. Selain itu, adanya serapan gugus fungsi O-H pada bilangan gelombang 3370-3430 cm
-1
, serapan gugus fungsi C-H pada bilangan gelombang 1467 cm
-1
, bilangan gelombang 723 cm
-1
untuk gugus
fungsi H-C-H, dan bilangan gelombang 1639 cm
-1
untuk serapan gugus fungsi C=C.
a
b
Gambar 4.6 FT-IR spektrum a LLDPE-g-MA; b HDPE-g-MA pada konsentrasi maleat anhidrat 7,5
C-O
C-O