Proses Produksi dan Karakterisasi Pati Termoplastik TPS
                                                                                menjadikan  renggangnya  struktur  molekul  polimer  sehingga  nilai  densitas menurun.
Penggunaan  jenis  resin  juga  memberikan  perbedaan  nilai  densitas.  Nilai rata-rata  densitas  HDPE-g-MA  0,959  gcm
3
lebih  tinggi  dibandingkan  dengan LLDPE-g-MA 0,932 gcm
3
. Hal tersebut disebabkan karena perbedaan densitas awal  yang  digunakan  dan  tingkat  kristalinitas.  Dengan  demikian,  peningkatan
konsentrasi  maleat  anhidrat  dan  jenis  resin  yang  digunakan  mempengaruhi perbedaan  nilai  densitas.  Compatibilizer  HDPE-g-MA  yang  memiliki  nilai
densitas  sama  dengan  densitas  awal  yang  digunakan  yaitu  0,9530.  Sebagai  salah satu  bahan  pembuat  plastik  biodegradabel,  compatibilizer  LLDPE-g-MA  dan
HDPE-g-MA diharapkan memiliki nilai densitas sama dengan densitas awal yang digunakan karena akan berpengaruh terhadap bobot bioplastik yang dihasilkan.
Apabila  nilai densitas dihubungkan dengan derajat grafting Gambar 4.8 terlihat  bahwa  semakin  meningkat  derajat  grafting  semakin meningkat  pula  nilai
densitas compatibilizer LLDPE-g-MA dan HDPE-g-MA. Hal tersebut disebabkan karena  semakin  meningkat  derajat  grafting  semakin  meningkat  monomer  maleat
anhidrat  yang  tercangkok  di  rantai  polietilen  yang  mengakibatkan  kerapatan matriks polimer meningkat sehingga densitas menjadi meningkat.
Gambar  4.8   Grafik hubungan derajat grafting  dan densitas gcm
3
compatibilizer LLDPE-g-MA dan HDPE-g-MA
Sifat  fisik  yang  diamati  selain  densitas  adalah  kecepatan  alir.  Nilai kecepatan alir compatibilizer LLDPE-g-MA berkisar antara 0,38-0,43 g10 menit
dan  compatibilizer  HDPE-g-MA  berkisar  3,81-5,64  g10.  Konsentrasi  maleat
y = 0,0004x + 0,93 R² = 0,96
y = 0,0015x + 0,95 R² = 0,9984
0.9 0.91
0.92 0.93
0.94 0.95
0.96 0.97
0.98
2 4
6 8
De n
sit as
gcm
3
Derajat grafting
LLDPE-g-mA HDPE-g-MA
anhidrat  tidak  memberikan  pengaruh  yang  berbeda  terhadap  rata-rata  kecepatan alirnya Lampiran 4b.  Namun bila dihubungkan dengan nilai densitas,  semakin
meningkat  nilai  densitas,  nilai  kecepatan  alir  Melt  Flow  Rate  compatibilizer
LLDPE-g-MA  dan  HDPE-g-MA  cenderung  menurun  Gambar  4.9.  Berat molekul  dan  densitas  yang  tinggi  mengindikasikan  nilai  kecepatan  alir  yang
rendah. Hal ini dikarenakan semakin banyak bahan pengisi nilai densitas semakin meningkat  mengakibatkan  viskositaskekentalan  bahan  semakin  tinggi  dan
mengakibatkan  semakin  lambat  kecepatan  alirnya.  Adanya  dispersi  maleat anhidrat  ke  matrik  polimer  menyebabkan  interaksi  antar  muka  keduanya
meningkat  mengakibatkan  viskositas  meningkat.  Hasil  yang  sama  juga  didapat oleh  Fung et al. 2002 yang melaporkan bahwa viskositas PP-g-MA meningkat
dikarenakan adanya peningkatan ikatan antara matriks PP dengan maleat anhidrat.
a
b Gambar  4.9   Grafik hubungan nilai densitas gcm
3
dan kecepatan alir g10 menit compatibilizer a LLDPE-g-MA dan
b HDPE-g-MA
y = -0,006x + 0,43 R² = 0,70
0.20 0.25
0.30 0.35
0.40 0.45
0.50
0.930 0.931
0.932 0.933
0.934
K e
cepa ta
n a
li r
g 10
m e
n it
Densitas gcm3
y = -0.1288x + 5.601 R² = 0.44
2 4
6 8
0.954 0.956
0.958 0.960
0.962 0.964
K e
cepa ta
n a
li r
g 10
m e
n it
Densitas gcm
3
Hal  sebaliknya,  jenis  resin  yang  digunakan  memberikan  pengaruh  yang berbeda  terhadap  rata-rata  kecepatan  alirnya.  Nilai  kecepatan  alir  compatibilizer
HDPE-g-MA cenderung lebih tinggi 4,79 g10 menit bila dibandingkan dengan compatibilizer  LLDPE-g-MA  0,402  g10  menit.  Hal  tersebut  disebabkan  nilai
kecepatan  alir  awal  HDPE  yang  digunakan  lebih  tinggi  13-17  dari  nilai kecepatan alir LLDPE 0,8-1,2. Konsentrasi maleat anhidrat dan jenis resin yang
digunakan  menunjukkan  tidak  ada  interaksi  antara  keduanya  dalam mempengaruhi nilai kecepatan alir.
Sifat  termal  compatibilizer  dalam  hal  ini  titik  leleh  juga  penting  untuk mengetahui  kondisi  proses  pada  pembuatan  bioplastik  Surdia  dan  Saito  1985.
Semakin  tinggi  titik  lelehnya  maka  dibutuhkan  temperatur  proses  yang  tinggi. LLDPE  mempunyai    titik  leleh  antara  105-125°C,  sedangkan  HDPE  berkisar
antara  130-135°C  Surdia  dan  Saito  1985.  Hasil  pengujian  titik  leleh compatibilizer  LLDPE-g-MA  menggunakan  DSC  Differential  Scanning
Calorimeter  berkisar  122,30-122,68°C  untuk  dan  compatibilizer  HDPE-g-MA berkisar 129,58-130,18°C.
Peningkatan  konsentrasi  maleat  anhidrat  tidak  memberikan  pengaruh berbeda terhadap rata-rata titik lelehnya Lampiran 4c. Bila dihubungkan dengan
nilai  densitas,  peningkatan  nilai  densitas cenderung  meningkatkan  titik  lelehnya. Hal  ini  diduga  maleat  anhidrat  berikatan  dengan  molekul  polimer  LLDPE  atau
HDPE  yang  meningkatkan    interaksi  dan  kerapatan  antara  rantai  molekul  secara efektif. Jembatan rantai antar dua molekul tersebut akan memperkuat fleksibilitas
rantai  sehingga  energi  panas  yang  dibutuhkan  lebih  besar  untuk  melemahkan derajat  kristalinitasnya.  Hubungan  densitas  dan  titik  leleh  dapat  dilihat  pada
Gambar    4.10a  dan  4.10b.  Hasil  yang  sama  juga  didapatkan  oleh  Naraprateep 2007 yang menyatakan bahwa penggunaan PP-g-MA 10 phr meningkatkan titik
leleh  PP  dari  157,2°C  menjadi  159,0°C  walaupun  peningkatannya  tidak signifikan.
Hal  sebaliknya,  jenis  resin  yang  digunakan  memberikan  pengaruh  yang berbeda terhadap rata-rata titik lelehnya. Nilai titik leleh  compatibilizer HDPE-g-
MA  cenderung  lebih  tinggi  bila  dibandingkan  dengan  compatibilizer  LLDPE-g- MA.  Hal  tersebut  dikarenakan  compatibilizer  HDPE-g-MA  mempunyai  nilai
densitas    lebih  tinggi  bila  dibandingkan  compatibilizer  LLDPE-g-MA  sehingga energi  panas  yang  dibutuhkan  untuk  melelehkan  atau  mendegradasi  bahan
tersebut lebih tinggi.
a
b Gambar  4.10 Grafik hubungan nilai densitas gcm
3
dan titik leleh
o
C compatibilizer a LLDPE-g-MA dan b HDPE-g-MA
Selain  sifat  fisik  dan  termal,  sifat  mekanik  juga  diamati  pada compatibilizer  LLDPE-g-MA dan HDPE-g-MA. Compatibilizer digunakan untuk
meningkatkan  kompatibilitas  antara  dua  campuran  yang  berbeda  polaritas,  akan tetapi penggunaannya juga diharapkan dapat mengurangi penurunan sifat mekanis
suatu  campuran  material.  Karakteristik  akhir  compatibilizer  LLDPE-g-MA  dan HDPE-g-MA ditentukan oleh distribusi maleat anhidrat dalam rantai LLDPE atau
HDPE.  Nilai  kuat  tarik  berkisar  antara  10,8-23  MPa  untuk  LLDPE-g-MA  dan 15,8-20 MPa untuk HDPE-g-MA, sedangkan  nilai perpanjangan putus elongasi
y = 0,03x + 122,32 R² = 0,28
122.2 122.4
122.6 122.8
0.930 0.931
0.932 0.933
0.934
T it
ik le
le h
o
C
Densitas gcm
3
y = 0,0684x + 129,53 R² = 0,93
128.8 129.0
129.2 129.4
129.6 129.8
130.0 130.2
130.4
0.954 0.956
0.958 0.960
0.962 0.964
T it
ik l
el eh
o
C
Densitas gcm
3
berkisar  antara  312-660  untuk  LLDPE-g-MA  dan  14-50  untuk  HDPE-g-MA Tabel 4.5.
Konsentrasi maleat anhidrat tidak memberikan pengaruh berbeda terhadap sifat  elastis  compatibilizer  LLDPE-g-MA  dan  HDPE-g-MA,  hal  tersebut
tercermin dari nilai rata-rata nilai kuat tarik yang tidak berbeda nyata   Lampiran 4d. Namun, nilai kuat tarik cenderung menurun seiring meningkatnya konsentrasi
maleat  anhidrat.  Hal  tersebut  disebabkan  karena  meningkatnya  konsentrasi  MA menyebabkan  struktur  LLDPE  atau  HDPE  lebih  polar  sehingga  compatibilizer
LLDPE-g-MA  dan  HDPE-g-MA  menjadi  lebih  getas  brittle.  Hasil  yang  sama juga  didapat  oleh  Hendri  et  al.  2008  yang  menggunakan  bahan  PE-g-AA  dan
Fuzail et al. 2010 yang mengrafting silane dengan PE. Tabel 4.5 Nilai kuat tarik dan perpanjangan putus compatibilizer LLDPE-g-MA
dan HDPE-g-MA pada konsentrasi maleat anhidrat dan jenis resin yang berbeda
Jenis Resin Konsentrasi
maleat anhidrat Kuat tarik
MPa Perpanjangan putus
LLDPE LLDPE
LLDPE LLDPE
HDPE
HDPE HDPE
HDPE -
2,5 5,0
7,5 -
2,5 5,0
7,5 8,3-31
23 ± 3
b
17 ± 5
ab
10,8 ± 0,6
a
19-31 20 ± 7
b
19 ± 9
b
15,8 ± 0,6
ab
100-650 660 ± 70
d
490 ± 150
c
312 ± 10
b
10-1200 49 ± 20
a
18 ± 4
a
17 ± 6
a
Keterangan : huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak ada perbedaan pada uji lanjut dengan tingkat kepercayaan 95
sumber : Sofyan 2007 Peningkatnya konsentrasi maleat anhidrat mengakibatkan densitas matriks
polimer  meningkat  sehingga  nilai  kekuatan  tarik  compatibilizer  LLDPE-g-MA atau    HDPE-g-MA  menurun  Gambar  4.11a  dan  411b.  Peningkatan  nilai
densitaskerapatan disebabkan telah terjadi ikatan antara  LLDPE atau  HDPE dan maleat  anhidrat  sehingga  struktur  LLDPE  atau  HDPE  menjadi  bercabang.
Percabangan  ini  mengakibatkan  kekakuan  pada  rantai  LLDPE  atau  HDPE, sehingga  rantai  LLDPE  atau  HDPE  pada  saat  ditarik  mempunyai  regangan  yang
lebih  kecil  diantara  molekulnya.  Selain  itu,  ikatan  yang  terbentuk  diduga  antara monomer-monomer  dalam  maleat  anhidrat  itu  sendiri,  sehingga  film  yang
dihasilkan  menjadi  kurang  kuat  dan  ikatan  yang  terbentuk  justru  melemahkan ranta-rantai polimer LLDPE atau HDPE.
Jenis  resin  yang  digunakan  juga  tidak  memberikan  pengaruh  berbeda terhadap  rata-rata  nilai  kuat  tarik.  Hal  tersebut  dikarenakan  LLDPE  dan  HDPE
termasuk jenis polietilen yang mempunyai nilai kuat tarik yang relatif sama 10,8- 23  MPa.  Menurut  Sopyan  2007,    polietilen  mempunyai  nilai  kekuatan  tarik
antara 8,3-31 MPa, sedangkan menurut Osborn dan Jenkins 2008 bahwa LLDPE dan HDPE mempunyai nilai kekuatan tarik masing-masing 3,5-8 kgmm
2
dan 3- 7,5 kgmm
2
.
a
b Gambar  4.11 Grafik hubungan densitas gcm
3
dan kuat tarik  MPa compatibilizer a LLDPE-g-MA dan b HDPE-g-MA
Penggunaan  maleat  anhidrat  mempengaruhi  sifat  plastis  compatibilizer LLDPE-g-MA  dan  HDPE-g-MA  Lampiran  4e.,  hal tersebut  disebabkan  karena
y = -1,16x + 22,74 R² = 0,47
5 10
15 20
25 30
0.930 0.931
0.932 0.933
0.934
K u
at t
ar ik
M P
a
Densitas gcm
3
y = 0,07x + 129,53 R
² = 0,93
0.0 5.0
10.0 15.0
20.0 25.0
0.954 0.956
0.958 0.960
0.962 0.964
K u
at t
ar ik
M P
a
Densitas gcm
3
                                            
                