Produksi Kantong Plastik Komposit dari Tepung Ubi Kayu dan LLDPE

PRODUKSI KANTONG PLASTIK KOMPOSIT
DARI TEPUNG UBI KAYU DAN LLDPE

RIVAN JUNIAWAN

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Produksi Kantong
Plastik Komposit dari Tepung Ubi Kayu dan LLDPE adalah benar karya saya
dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun
kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari
karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan
dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.

Bogor, April 2014
Rivan Juniawan
NIM F34090153

ABSTRAK
RIVAN JUNIAWAN. Produksi Kantong Plastik Komposit dari Tepung Ubi Kayu
dan LLDPE. Dibimbing oleh SUGIARTO.
Plastik komposit merupakan plastik yang terbuat dari campuran polimer
alami dan polimer sintetik dengan penambahan beberapa bahan aditif. Penelitian
ini bertujuan untuk membuat kantong plastik komposit dari resin low linear density
polyethylene (LLDPE) dan tepung ubi kayu dengan penambahan bahan aditif
berupa air dan gliserol sebagai bahan pemlastis serta palm fatty acid distillate
(PFAD) sebagai compatibilizer. Hasil penelitian menunjukkan bahwa formulasi
terbaik untuk pembuatan kantong plastik komposit yaitu rasio LLDPE dan tepung
ubi kayu sebesar 7:3 dengan penambahan gliserol 30% dan PDAF 5%. Formulasi
tersebut menghasilkan plastik komposit dengan nilai specific gravity 0.916 dan nilai
melt folw index 4.45 gram/menit. Film plastik komposit yang dihasilkan memiliki
tebal 250 mikron dengan tekstur permukaan yang cenderung halus. Nilai kuat tarik
dan elongasi film pada tiap orientasi yaitu 3.71 MPa dan 396.18% untuk machine
direction, 3.06 MPa dan 126.29% untuk transverse direction, serta 3.11 MPa dan

137.06% untuk heat sealing. Nilai whiteness index, yellowness index dan opasitas
film plastik komposit masing-masing yaitu 6.36, 16.28 dan 18.13.
Kata kunci: kantong plastik, komposit, tepung ubi kayu, gliserol, LLDPE, PDAF

ABSTRACT
RIVAN JUNIAWAN. Production of Composites Plastic Bags from Cassava Flour
and LLDPE. Supervised by SUGIARTO.
Composites plastic is plastic which made from synthetic polymer and
biopolymer blends with the addition some additives. The purpose of this study was
to produce composites plastic bags from linear low density polyethylene (LLDPE)
resin and cassava flour with the addition of additives such as water and glycerol as
plasticizer and palm fatty acid distillate (PFAD) as compatibilizer. The results
showed that the best formulation for the production of plastic bags is LLDPE and
cassava flour ratio 7:3 with the addition of glycerol 30% and PFAD 5%. This
formulation produced composites plastic which has specific gravity 0.916 and melt
flow index 4.45 gram/10 min. Composites plastic film has thickness 250 micron
and the texture of its surface is relative smooth. Tensile strength and elongation
value of composites plastic film at each orientation is 3.71 MPa and 396.18% for
machine direction, 3.06 MPa and 126.29% for transverse direction, and 3.11 MPa
and 137.06% for heat sealing. The value of whiteness index, yellowness index and

opacity of composites plastic film is 6.36, 16.28 and 18.13.
Keywords: plastic bag, composites, cassava flour, glycerol, LLDPE, PFAD

PRODUKSI KANTONG PLASTIK KOMPOSIT
DARI TEPUNG UBI KAYU DAN LLDPE

RIVAN JUNIAWAN

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknologi Pertanian
pada
Departemen Teknologi Industri Pertanian

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

Judul Skripsi : Produksi Kantong Plastik Komposit dari Tepung Ubi Kayu dan
LLDPE
Nama
: Rivan Juniawan
NIM
: F34090153

Disetujui oleh

Ir Sugiarto, MSi
Pembimbing

Diketahui oleh

Prof Dr Ir Nastiti Siswi Indrasti
Ketua Departemen

Tanggal Lulus: (

)

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia dan rahmat-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Tema
yang dipilih oleh penulis dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan
September 2013 ini ialah pengemasan, dengan judul Produksi Kantong Plastik
Komposit dari Tepung Ubi Kayu dan LLDPE.
Terima kasih penulis ucapkan kepada:
1) PT Inter Aneka Lestari Kimia Tangerang atas kesediaannya memberikan
tempat dan fasilitas selama penelitian.
2) Ir Sugiarto, MSi selaku dosen pembimbing atas perhatian dan bimbingannya
selama penelitian dan penyelesaian skripsi.
3) Dr Ir Muslich, MSi dan Drs Purwoko, MSi selaku dosen penguji atas arahan
dan saran yang telah diberikan.
4) Dr Asmuwahyu Saptoraharjo selaku Konsultan Teknis dan Bapak Stephanus
Adrian selaku Kepala Bagian Product Development dan Quality Control PT
Inter Aneka Lestari Kimia Tangerang atas arahan dan bimbingannya selama
penelitian.
5) Bapak Ismail Marzuki selaku Supervisor Product Development dan Bapak
Mulyadi selaku Supervisor Quality Control PT Inter Aneka Lestari Kimia

Tangerang atas arahannya dalam mengoperasikan mesin dan alat analisis.
6) Bapak Mato Prawidi serta seluruh staf Product Development dan Quality
Control PT Inter Aneka Lestari Kimia Tangerang atas bantuannya dalam
pengoperasian mesin dan pengumpulan data selama penelitian.
7) PT Smart Tbk. atas bantuannya berupa bahan penelitian palm fatty acid
distillate.
8) Keluarga tercinta Edi Setiadi, S.E, Engkoy Rokayah, S.Sos, Revin Dwi
Septian, Ghina Fera Faujiah, Ghita Fera Farhanah atas doa, dukungan dan
kasih sayangnya.
9) Syafira Heryantiari Putri, S.E atas doa, dukungan dan perhatiannya.
10) Keluarga besar TIN angkatan 46 atas kenangan manisnya.
11) Seluruh pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, April 2014
Rivan Juniawan

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Tujuan Penelitian

2

Ruang Lingkup Penelitian

2

METODE

2

Waktu dan Tempat Penelitian

2

Alat dan Bahan

3

Tahapan Penelitian

3

Rancangan Percobaan

5

HASIL DAN PEMBAHASAN

6

Karakter Bahan

6

Pati Termoplastis Berbasis Tepung Ubi Kayu

8

Karakter Plastik Komposit

10

Karakter Film Plastik Komposit

13

SIMPULAN DAN SARAN

23

Simpulan

23

Saran

24

DAFTAR PUSTAKA

24

LAMPIRAN

26

RIWAYAT HIDUP

47

DAFTAR TABEL
1 Hasil karakterisasi tepung ubi kayu 100 mesh
2 Hasil analisis asam lemak PFAD
3 Film plastik komposit yang dihasilkan

6
8
14

DAFTAR GAMBAR
1 Diagram alir pembuatan pati termoplastis berbasis tepung ubi kayu
4
2 Diagram alir proses pembuatan kantong plastik komposit
5
3 Produk pati termoplastis berbasis tepung ubi kayu berbentuk (a) bongkahan
dan (b) serpihan
9
4 Produk pati termoplastis dengan menambahan (a) gliserol 30% dan (b)
gliserol 40%
9
5 Penampakan (a) resin LLDPE dan plastik komposit berbentuk (b) bongkahan
dan (c) serpihan
10
6 Nilai specific gravity plastik komposit
11
7 Nilai melt flow index plastik komposit
12
8 Nilai kuat tarik film plastik komposit orientasi machine direction
15
9 Nilai kuat tarik film plastik komposit orientasi transverse direction
16
10 Nilai kuat tarik heat sealing film plastik komposit
16
11 Nilai elongasi film plastik komposit orientasi machine direction
17
12 Nilai elongasi film plastik komposit orientasi transverse direction
18
13 Nilai elongasi heat sealing film plastik komposit
18
14 Nilai whiteness index film plastik komposit
19
15 Nilai yellowness index film plastik komposit
20
16 Nilai opasitas film plastik komposit
21
17 Hasil pengamatan SEM film yang dihasilkan dari rasio pencampuran 7:3 pada
(a) perbesaran 200X dan (b) perbesaran 500X
22
18 Hasil pengamatan SEM film yang dihasilkan dari rasio pencampuran 6:4 pada
(a) perbesaran 200X dan (b) perbesaran 500X
23

DAFTAR LAMPIRAN
1 Prosedur analisis karakterisasi tepung ubi kayu 100 mesh
2 Prosedur analisis karakterisasi plastik komposit dan film plastik komposit
3 Perhitungan jumlah air yang ditambahkan pada campuran sebelum proses
termoplastisasi
4 Hasil karakterisasi plastik komposit dan film plastik komposit
5 Hasil analisis varian

26
30
33
35
42

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Salah satu bentuk kemasan yang terbuat dari plastik yaitu kantong plastik.
Kantong plastik konvensional sebagian besar terbuat dari polietilena. Polietilena
sering dipilih karena memiliki beberapa kelebihan, yakni dapat diproses dengan
teknik peniupan (blowing film), nilai kuat tarik dan elongasi filmnya tinggi,
bobotnya ringan dan harganya murah. Namun penggunaan polietilena dalam
jumlah besar dan secara terus-menerus pada pembuatan kantong plastik akan
menjadi masalah lingkungan yang serius, karena material ini dikategorikan sebagai
sampah yang sulit didegradasi secara alami.
Pembuatan kantong plastik komposit merupakan salah satu alternatif yang
dapat dikembangkan untuk mengatasi masalah di atas. Plastik komposit merupakan
plastik yang terbuat dari campuran polimer alami dan polimer sintetik dengan
penambahan beberapa bahan aditif. Kantong plastik komposit dinilai lebih ramah
lingkungan karena menyertakan polimer alami dalam proses pembuatannya.
Penelitian mengenai pembuatan plastik dari campuran polimer alami dan polimer
sintetik telah banyak dilakukan sebelumnya. Christianty (2009) telah melakukan
penelitian mengenai pembuatan plastik dari campuran pati sagu termoplastis dan
compatibilized linear low density polyethylene. Selanjutnya Permatasari (2010)
juga telah meneliti pembuatan plastik komposit dari campuran tapioka-onggok
termoplastis dengan compatibilized polietilena.
Tepung ubi kayu dapat digunakan sebagai bahan baku dalam proses
pembuatan plastik komposit karena mengandung polimer alami berupa pati.
Pemanfaatan tepung ubi kayu dinilai potensial karena memiliki kelebihan yaitu
harganya murah, ketersediaannya melimpah dan dapat diperbaharui. Namun tepung
ubi kayu juga memiliki kelemahan yaitu sifatnya tidak elastis dan tidak dapat
dicetak karena komponen patinya bersifat kaku. Bahan yang memiliki sifat kaku
pada umumnya disebabkan oleh tingginya suhu transisi gelas dan struktur
molekulnya sangat kristalin (Wade 1991). Maka modifikasi komponen pati dalam
tepung ubi kayu perlu dilakukan, sehingga pati memiliki sifat yang lebih plastis dan
elastis. Sifat tersebut bisa didapatkan melalui proses termoplastisasi.
Bahan pemlastis memegang peranan penting dalam proses termoplastisasi.
Bahan pemlastis berfungsi untuk menurunkan suhu transisi gelas dan mengurangi
kristalinitas polimer. Salah satu bahan yang dapat digunakan sebagai pemlastis
yaitu gliserol. Gliserol memiliki keunggulan sebagai bahan pemlastis yaitu tidak
mudah menguap karena gliserol memiliki titik didih yang tinggi yaitu 290°C
(O’Neill et al. 2006).
Geng (2005) menerangkan bahwa polimer alami dan polimer sintetik
merupakan dua bahan yang tidak saling kompatibel. Hal tersebut dikarenakan
polimer alami bersifat polar (hidrofilik) sedangkan polimer sintetik bersifat
nonpolar (hidrofobik). Kondisi tersebut akan menghasilkan ikatan antarmuka yang
lemah di antara dua fase yang berbeda pada produk akhir. Untuk mengatasi masalah
tersebut, bahan aditif berupa compatibilizer diperlukan dalam proses pencampuran
polimer sintetik dan polimer alami.

2
Compatibilizer adalah bahan kimia yang digunakan untuk meningkatkan
kompatibilitas campuran polimer dengan cara megurangi tegangan antarmuka
(Pritchard 1998). Salah satu bahan yang dapat digunakan sebagai compatibilizer
yaitu asam stearat. Asam stearat merupakan salah satu jenis asam lemak penyusun
minyak nabati atau lemak. Dalam penelitian sebelumnya, Enriquez et al. (2010)
menggunakan asam stearat sebagai compatibilizer untuk membuat plastik komposit
dari campuran high density polyethylene dengan sabut kelapa.
Apabila asam stearat dapat digunakan sebagai compatibilizer dalam proses
pembuatan plastik komposit, maka pada penelitian ini ingin diketahui apakah bahan
yang mengandung campuran asam lemak juga bisa digunakan sebagai
compatibilizer. Bahan yang digunakan sebagai compatibilizer pada penelitian ini
yaitu palm fatty acid distillate (PFAD). PFAD merupakan produk hasil samping
proses pemurnian minyak goreng yang mengandung campuran asam lemak
termasuk asam stearat di dalamnya. Pemanfaatan PFAD sebagai compatibilizer
dalam penelitian ini diharapkan mampu menghasilkan kantong plastik komposit
dengan karakteristik yang ideal di mana filmnya berukuran tipis serta nilai kuat
tarik dan elongasinya tinggi.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk membuat kantong plastik komposit dari resin
LLDPE dan tepung ubi kayu dengan penambahan bahan aditif berupa air dan
gliserol sebagai bahan pemlastis dan PFAD sebagai compatibilizer serta
mendapatkan informasi karakteristik film plastik komposit yang dihasilkan.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini meliputi: (1) pembuatan kantong plastik
komposit yang terbuat dari campuran tepung ubi kayu dan LLDPE, (2) karakterisasi
tepung ubi kayu 100 mesh meliputi analisis proksimat, kadar pati dan kadar amilosa,
(3) analisis kandungan asam lemak palm fatty acid distillate, (4) karakterisasi
plastik komposit meliputi kadar air, specific gravity dan melt flow index, (5)
karakterisasi film plastik komposit meliputi tebal, kuat tarik dan elongasi,
morfologi permukaan, whiteness dan yellowness index serta opasitas film.

METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan mulai dari bulan Oktober 2013 hingga Januari 2014.
Penelitian dilakukan di PT Inter Aneka Lestari Kimia Tangerang dan Laboratorium
Teknologi Pengemasan Distribusi dan Transportasi, Departemen Teknologi
Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian IPB.

3
Alat dan Bahan
Bahan-bahan yang digunakan yaitu tepung ubi kayu yang diperoleh dari
Sukabumi, resin linear low density polyethylene Asrene UF 1810 dan UI 2420 yang
diperoleh dari PT Chandra Asri Petrochemical Tbk., palm fatty acid distillate yang
diperoleh dari PT Smart Tbk., gliserol dan air.
Alat-alat yang digunakan dalam yaitu mesin kneader (compression-type
kneading and mixing machine) model ML-5L dengan kapasitas 5 kg, mesin crusher
tipe FBR 7.5, hopper dryer kapasitas 20 kg dan mesin blown film yang diproduksi
CV Varia Kebumen. Alat-alat analisis yang digunakan yaitu moisture analyzer
AND MS-70 untuk analisis kadar air plastik, pengukur melt flow index Frank untuk
analisis sifat aliran lelehan plastik, Universal Testing Machine Lloyd Instrument
untuk analisis kuat tarik (tensile strength) dan elongasi (elongation) film dan
spektrofotometer Gretagmacbeth Color i5 untuk pengukuran whiteness dan
yellowness index serta opasitas film.
Tahapan Penelitian
Persiapan dan Karakterisasi Bahan
Penelitian diawali dengan melakukan pengecilan ukuran tepung ubi kayu
dengan menggunakan disc mill dan vibrating screen sampai 100 mesh. Selanjutnya
karakterisasi dilakukan pada tepung meliputi kadar air (AOAC 1999), kadar abu
(AOAC 1999), kadar lemak (AOAC 1995), kadar protein (AOAC 1995), kadar
serat kasar (AOAC 1995), kadar pati (Apriyantono et al. 1989) dan kadar amilosa
(AOAC 1994). Prosedur analisis untuk karakterisasi tepung ubi kayu disajikan pada
Lampiran 1. Karakterisasi juga dilakukan pada PFAD untuk mengetahui komponen
asam lemak penyusunnya dengan menggunakan gas kromatografi.
Pembuatan Pati Termoplastis Berbasis Tepung Ubi Kayu
Proses pembuatan pati termoplastis dilakukan dengan cara mencampurkan
tepung ubi kayu 100 mesh dengan bahan pemlastis gliserol dan air di dalam
chamber (ruang pengadukan) mesin kneader. Jumlah tepung yang dibutuhkan
untuk satu kali pencampuran yaitu sebanyak 4 kg. Dosis gliserol ditentukan dari
hasil modifikasi penelitian yang telah dilakukan oleh Permatasari (2010) yaitu 30%
dan 40% dari bobot tepung ubi kayu. Sedangkan air ditambahkan hingga kadar air
campuran (tepung + gliserol + air) mencapai 25%. Penambahan air ini mengacu
pada penelitian yang telah dilakukan oleh Lee (2009). Perhitungan jumlah air yang
ditambahkan ke dalam campuran disajikan pada Lampiran 3. Hasil dari proses
termoplastisasi yaitu berupa bongkahan pati termoplastis. Pengecilan ukuran
dilakukan pada bongkahan tersebut setelah kondisinya dingin dan keras dengan
menggunakan crusher, sehingga diperoleh serpihan pati termoplastis. Pengecilan
ukuran ini dilakukan agar pati termoplastis dapat bercampur secara merata pada
saat proses pencampuran dengan polimer sintetik. Diagram alir proses
termoplastisasi tepung ubi kayu dapat dilihat pada Gambar 1.

4
Gliserol
30% dan 40%
Air

Pencampuran
(5 menit)

Campuran
air dan gliserol
Termoplastisasi
(52 rpm, 90°C, 15 menit)

Tepung ubi kayu
100 mesh

Bongkahan
pati termoplastis

Pengecilan ukuran
Serpihan
pati termoplastis

Gambar 1 Diagram alir pembuatan pati termoplastis berbasis tepung ubi kayu
Pembuatan Kantong Plastik Komposit
Proses pembuatan kantong plastik komposit diawali dengan mencampurkan
resin LLDPE dan tepung termoplastis serta PFAD di dalam chamber mesin kneader.
Rasio pencampuran antara resin LLDPE dan produk pati termoplastis pada
pembuatan plastik komposit yaitu 7:3 dan 6:4. Jumlah campuran LLDPE dan
tepung termoplastis untuk proses pencampuran yaitu sebanyak 4 kg. Dosis PFAD
yang digunakan yaitu 5% dan 7% dari bobot resin LLDPE. Hasil dari proses
pencampuran yaitu berupa gumpalan plastik komposit. Pengecilan ukuran
dilakukan pada gumpalan tersebut setelah kondisinya dingin dan keras dengan
menggunakan crusher, sehingga diperoleh serpihan plastik komposit.
Selanjutnya serpihan plastik komposit dikeringkan terlebih dahulu di dalam
hopper dyrer. Proses pengeringan dilakukan untuk menurunkan kadar air plastik
komposit sampai kurang dari 0.2%. Jika kadar air tidak memenuhi angka di bawah
0.2%, maka film yang dihasilkan akan berlubang dan mudah putus ketika film
ditarik oleh nip rolls. Proses pembuatan film plastik komposit dilakukan dengan
menggunakan mesin blown film dengan spesifikasi die unit untuk film LLDPE.
Suhu pada empat zona mesin blown film diatur pada nilai 150°C. Serpihan plastik
komposit dimasukkan sedikit demi sedikit ke dalam hopper mesin blown film. Film
yang dihasilkan akan digulung oleh bagian winding unit mesin blown film. Film
tersebut kemudian dibentuk menjadi kantong plastik dengan cara dikelim
menggunakan alat kelim. Diagram alir pembuatan kantong plastik komposit dapat
dilihat pada Gambar 2.
Karakterisasi Plastik Komposit
Karakterisasi yang dilakukan pada serpihan plastik komposit meliputi kadar
air, specific gravity dan melt flow index. Analisis kadar air dilakukan dengan
menggunakan alat moisture analyzer sesuai standar ISO 787-2 (1995). Pengukuran
specific gravity dilakukan untuk mengetahui densitas bahan sesuai standar JIS K7112 (1999). Pengukuran melt flow index dilakukan untuk mengetahui laju alir
lelehan bahan sesuai standar ASTM D-1238 (1991).

5
Karakterisasi juga dilakukan pada film plastik komposit meliputi tebal, kuat
tarik dan elongasi, morfologi permukaan, whiteness dan yellowness index serta
opasitas film. Pengukuran ketebalan film dilakukan dengan menggunakan alat
thickness meter. Pengujian kuat tarik dan elongasi dilakukan dengan menggunakan
alat Universal Testing Machine Lloyd Instrument untuk mengetahui kuat tarik dan
elongasi film orientasi machine direction, transverse direction dan heat sealing film
berdasarkan standar ASTM D-882 (1991). Pengukuran whiteness dan yellowness
index serta opasitas film dilakukan dengan menggunakan alat spektrofotometer
Gretagmacbeth Color i5 berdasarkan standar ASTM E-313 (1991). Pengujian
morfologi permukaan film sesuai dengan ASTM E-2015 (1991) dilakukan dengan
menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM). Prosedur analisis
karakterisasi plastik komposit disajikan pada Lampiran 2.
Serpihan
pati termoplastis

Resin
LLDPE

Pencampuran LLDPE : Pati termoplastis
7:3 dan 6:4
(52 rpm, 170-190°C, 15 menit)

PFAD
5% dan 7%

Bongkahan
plastik komposit
Pengecilan ukuran
Serpihan plastik
komposit

Karakterisasi

Pengeringan
(110°C, 2 jam)

Pembuatan film dengan teknik peniupan (blow film)
(150°C, 800 rpm)

Film
plastik komposit
Pengeliman film
(120°C)

Kantong
plastik komposit

Karakterisasi

Gambar 2 Diagram alir proses pembuatan kantong plastik komposit
Rancangan Percobaan
Rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah rancangan
acak lengkap faktorial dengan tiga faktor dan dua kali ulangan. Ketiga faktor
tersebut mencakup rasio LLDPE dan tepung ubi kayu, dosis gliserol serta dosis
PFAD. Faktor rasio LLDPE dan tepung ubi kayu terdiri atas dua taraf yaitu 7:3 dan
6:3. Faktor dosis gliserol terdiri atas dua taraf yaitu 30% dan 40%. Faktor dosis

6
PFAD terdiri atas dua taraf yaitu 5% dan 7%. Model matematis dari rancangan
percobaan adalah sebagai berikut.
Yijkl = µ + αi +

j+

k+

(α )ij + (α )ik + ( )jk + (α ) ijk + ɛl(ijk)

Keterangan :
Yijkl = variabel yang diukur
µ
= rata-rata umum atau sebenarnya
αi
= pengaruh rasio LLDPE dan tepung ubi kayu pada taraf ke-i
= pengaruh dosis gliserol pada taraf ke-j
j
= pengaruh dosis PFAD pada taraf ke-k
k
(α )ij = pengaruh interaksi perlakuan rasio LLDPE dan tepung ubi kayu pada taraf
ke-i dan perlakuan dosis gliserol pada taraf ke-j
(α )ik = pengaruh interaksi perlakuan rasio LLDPE dan tepung ubi kayu pada taraf
ke-i dan perlakuan dosis PFAD pada taraf ke-k
( )jk = pengaruh interaksi perlakuan dosis gliserol pada taraf ke-j dan perlakuan
dosis PFAD pada taraf ke-k
(α )ijk = pengaruh interaksi perlakuan rasio LLDPE dan tepung ubi kayu pada taraf
ke-i, perlakuan dosis gliserol pada taraf ke-j serta perlakuan dosis PFAD
pada taraf ke-k
ɛl(ijk) = galat percobaan kombinasi faktor taraf ke-ijk pada ulangan ke-l

HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakter Bahan
Karakter Tepung Ubi Kayu
Tepung ubi kayu yang digunakan pada penelitian ini dikecilkan ukurannya
terlebih dahulu sampai 100 mesh. Selanjutnya karaktersisasi dilakukan pada tepung
ubi kayu 100 mesh untuk mengetahui karakter bahan. Hasil karakterisasi tepung ubi
kayu 100 mesh dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Hasil karakterisasi tepung ubi kayu 100 mesh
PARAMETER
Kadar air (% bb)*
Kadar abu (% bb)*
Kadar protein (% bb)*
Kadar lemak (% bb)*
Kadar serat kasar (% bb)*
Kadar pati (% bb)*
Rasio amilosa (%)**
Ket:

*)

persen b/b dalam tepung ubi kayu
persen b/b dalam pati
a) Suhardi dan Suhardjo (2006)
**)

NILAI

PUSTAKA

15.87
1.48
2.83
0.11
0.23
78.53
27.07

11.11a
1.50a
1.65a
0.65a
1.63a
84.64a
22.68a

7
Tabel 1 menunjukkan bahwa kadar air tepung ubi kayu cukup tinggi sehingga
tidak dapat disimpan dalam waktu yang lama. Tepung ubi kayu mudah mengalami
perubahan kadar air selama penyimpanan karena sifatnya yang mudah menyerap
air (hidrofilik). Kadar air yang tinggi pada tepung ubi kayu harus dihindari karena
dapat mengakibatkan kerusakan terutama akibat mikroorganisme. Selanjutnya
kadar abu pada tepung ubi kayu menunjukkan kandungan mineral-mineral
anorganik yang terdapat di dalamnya. Kadar abu tepung ubi kayu dipengaruhi oleh
beberapa faktor diantaranya varietas, umur panen, tempat tumbuh dan unsur hara
tanah.
Apabila dikaitkan dengan proses termoplastisasi, Lee (2009) mengemukakan
bahwa semakin rendah kadar protein dan lemak pada bahan, maka bahan tersebut
semakin baik digunakan untuk proses termoplastisasi. Kadar protein dan lemak
yang cukup tinggi, selain menurunkan proporsi pati pada bahan, sifatnya yang
hidrofobik dapat menghambat proses solvasi air dan zat pemlastis pada granula pati
yang kemudian berdampak pada terganggunya proses pemlastikan. Selanjutnya
apabila serat kasar dikaitkan dengan sifat mekanik plastik komposit, Corradini et
al. (2007) menerangkan bahwa adanya serat memberikan pengaruh positif terhadap
sifat mekanik plastik komposit yang dihasilkan.
Pengujian kadar pati pada tepung ubi kayu bertujuan untuk mengukur
kandungan pati dalam bahan dan memperkirakan kelayakan bahan untuk diproses
lebih lanjut menjadi material termoplastis. Hasil pengujian menunjukkan bahwa
tepung ubi kayu yang digunakan memiliki kadar pati yang tinggi. Hal tersebut
mengindikasikan bahwa tepung ubi kayu sudah layak digunakan untuk dijadikan
produk pati termoplastis. Menurut Stoddard (1999), butiran pati mengandung
amilosa sebanyak 15-30% dan amilopektin sekitar 70-85%. Apabila dikaitkan
dengan aplikasi film, Thomas dan Atwell (1999) menjelaskan bahwa amilosa
memiliki kecenderungan membentuk film yang lebih kuat dibanding amilopektin.
Amilopektin lebih cocok untuk aplikasi yang membutuhkan viskositas, stabilitas
dan kekuatan mengental yang tinggi.
Karakter Palm Fatty Acid Distillate
Palm fatty acid destillate (PFAD) merupakan produk samping dari proses
pemurnian minyak sawit pada industri minyak goreng. FPAD berbentuk semi padat
dan berwarna kuning pada suhu ruang. PFAD dianalisis terlebih dahulu untuk
mengetahui kandungan asam lemaknya dengan gas kromatografi. Hasil analisis
asam lemak PFAD dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2 menunjukkan bahwa PFAD yang digunakan pada penelitian ini
mengandung asam lemak sebanyak 77.45% dari bobot lemak. Hal tersebut
menunjukkan bahwa masih ada komponen lainnya selain asam lemak di dalam
PFAD yang belum diketahui pengaruhnya. Ping dan Yusof (2009) menerangkan
bahwa komponen lainnya yang terkandung dalam PFAD dapat berupa trigliserida,
gliserida parsial dan bahan yang tidak tersabunkan seperti vitamin E, sterol,
squalen, dan zat volatil.

8
Tabel 2 Hasil analisis asam lemak PFAD
PARAMETER
Asam kaprat
Asam laurat
Asam tridekanoat
Asam pentadekanoat
Asam palmitat
Asam palmitoleat
Asam heptadekanoat
Asam stearat
Asam oleat
Asam linoleat
Asam arachidat
Asam cis-11-eicosenoat
Asam linoleat
Asam lignoserat
Total asam lemak*
Ket:

*) persen

NILAI (% b/b)
0.02
0.09
0.92
0.04
36.78
0.11
0.07
3.43
27.54
7.72
0.3
0.09
0.26
0.08
77.45

b/b dalam lemak

Penelitian yang dijadikan pembanding penelitian ini yaitu penelitian yang
telah dilakukan oleh Lasian (2014) mengenai pembuatan film plastik komposit di
mana compatibilizer yang digunakan yaitu asam stearat. Hasil penelitiannya
menunjukkan bahwa asam stearat masih kurang maksimal dalam meningkatkan
kompatibilitas campuran polimer. Hal tersebut ditunjukkan dengan rendahnya nilai
kuat tarik dan elongasi film yang dihasilkan. Nilai kuat tarik dan elongasi film
tertinggi hanya dapat mencapai angka 5.62 MPa dan 594.27% pada orientasi
machine direction, 4.84 MPa dan 129.01% pada orientasi transverse direction dan
4.47 MPa dan 61.21% pada orientasi heat sealing. Film dengan nilai kuat tarik dan
elongasi tertinggi tersebut dihasilkan dari formulasi rasio pencampuran LLDPE dan
tepung ubi kayu sebesar 8:2 dengan dosis gliserol 40% dan dosis asam stearat 5%.
Pada penelitian ini, PFAD diaplikasikan sebagai compatibilizer. PFAD
diharapkan mampu meningkatkan kompatibilitas dan memperbaiki ikatan
antarmuka di antara polimer alami dan polimer sintetik. Selain itu, penggunaan
PFAD juga diharapkan dapat menghasilkan kantong plastik komposit dengan nilai
kuat tarik dan elongasi film yang lebih tinggi dibandingkan dengan penggunaan
asam stearat.
Pati Termoplastis Berbasis Tepung Ubi Kayu
Pati termoplastis dihasilkan melalui pemrosesan pada suhu dan gesekan
tinggi sehingga pati bersifat plastis dan elastis. Untuk memperoleh sifat tersebut,
pati membutuhkan intervensi bahan tambahan dari luar yang biasa disebut bahan
pemlastis. Bahan pemlastis yang digunakan dalam penelitian ini yaitu gliserol dan
air. Produk pati termoplastis yang dihasilkan pada penelitian ini memiliki
penampakan yang mirip seperti karet, sedikit kenyal, berwarna kuning kecoklatan

9
dan tidak menjadi remah-remah ketika ditekan. Produk pati termoplastis yang
dihasilkan pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 3.

(a)
(b)
Gambar 3 Produk pati termoplastis berbasis tepung ubi kayu berbentuk (a)
bongkahan dan (b) serpihan
Sebelum proses termoplastisasi, penyeragaman kadar air dilakukan pada
semua campuran dengan cara memberikan tambahan air dari luar hingga kadar air
campuran mencapai 25%. Keberadaan air dalam jumlah yang tidak seragam pada
setiap campuran mampu memberikan pengaruh yang berbeda pada fungsi gliserol
dalam proses termoplastisasi. Gliserol dalam wujud kental akan lebih sulit untuk
dapat terserap ke dalam bahan, maka dengan adanya penambahan air ke dalam
campuran memungkinkan viskositas gliserol menurun, sehingga gliserol akan lebih
mudah terserap ke dalam bahan.
Perubahan warna terjadi ketika proses termoplastisasi di mana tepung yang
berwarna putih berubah menjadi warna kuning kecoklatan pada produk pati
termoplastis. Warna coklat pada pati termoplastis ini disebabkan oleh adanya
komponen pati yang terdegradasi menjadi gula sedehana, selanjutnya molekulmolekul gula tersebut mengalami reaksi browning karena terkaramelisasi akibat
proses pemanasan pada suhu tinggi. Berdasarkan hasil pengamatan visual, produk
pati termoplastis dengan dosis gliserol 40% memiliki karakter warna yang lebih
gelap dan lebih kuning bila dibandingkan dosis gliserol 30%. Penampakan produk
pati termoplastis dengan penambahan gliserol 30% dan 40% dapat dilihat pada
Gambar 4.

(a)
(b)
Gambar 4 Produk pati termoplastis dengan menambahan (a) gliserol 30% dan (b)
gliserol 40%

10
Karakter Plastik Komposit
Plastik komposit merupakan plastik yang terbuat dari campuran polimer
alami dan polimer sintetik (Gambar 5a) dengan penambahan beberapa bahan aditif.
Pada penelitian ini, plastik komposit dibuat dari campuran tepung ubi kayu dan
resin LLDPE dengan penambahan air dan gliserol sebagai plasticizer dan PFAD
sebagai compatibilizer. Proses pencampuran menghasilkan plastik komposit dalam
bentuk bongkahan (Gambar 5b). Pengecilan ukuran dilakukan pada bongkahan
tersebut sehingga diperoleh plastik komposit berbentuk serpihan (Gambar 5c).

(a)
(b)
(c)
Gambar 5 Penampakan (a) resin LLDPE dan plastik komposit berbentuk (b)
bongkahan dan (c) serpihan
Kadar Air Plastik Komposit
Plastik komposit masih mengandung air meski proses pencampuran
dilakukan pada suhu tinggi. Kadar air yang berlebih dalam plastik komposit dapat
berdampak negatif pada film yang dihasilkan. Favis (2005) menerangkan bahwa
adanya air yang berlebih dapat mengakibatkan munculnya gelembung pada plastik
komposit. Hasil analisis kadar air plastik komposit disajikan pada Lampiran 4.
Hasil pengujian (Lampiran 4) menunjukkan bahwa plastik komposit yang
dihasilkan memiliki kadar air yang bervariasi yaitu antara 1.26-2.33%. Kadar air
tersebut belum memenuhi kriteria untuk dapat diproses dengan teknik blowing film,
sehingga plastik komposit harus melewati proses pengeringan terlebih dahulu.
Kadar air yang diharapkan agar plastik komposit dapat diproses menjadi film
dengan teknik blowing film yaitu kurang dari 0.2%. Berdasarkan hasil pengamatan,
adanya air lebih dari 0.2% dalam plastik komposit mengakibatkan munculnya
lubang lubang kecil pada film plastik komposit yang dihasilkan. Lubang kecil
tersebut terbentuk akibat adanya uap air yang ikut keluar melewati die mesin blown
film bersamaan dengan film yang dihasilkan. Ketika uap air keluar dari die, uap air
akan menguap ke udara bebas dan meninggalkan lubang pada posisi permukaan
film yang ditinggalkannya. Adanya lubang tersebut tidak hanya mempengaruhi
nilai estetika tetapi juga mengurangi nilai kuat tarik dan elongasi film plastik
komposit.
Berdasarkan hasil pengamatan, plastik komposit dengan nilai kadar air
kurang dari 0.2% memberikan penampakan visual yang baik pada film plastik
komposit. Hal tersebut ditandai dengan tidak adanya lubang-lubang kecil pada
permukaan film. Plastik komposit hasil proses pengeringan memiliki kadar air
sebesar 0.05-0.2%. Sementara itu, hasil analisis varian (Lampiran 5) menunjukkan
bahwa rasio pencampuran, dosis gliserol dan dosis PFAD yang dipilih tidak
memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap kadar air plastik komposit.

11
Specific Gravity Plastik Komposit
Specific gravity adalah rasio antara densitas suatu zat dengan densitas bahan
dari referensi. Referensi yang digunakan untuk pengukuran specific gravity plastik
komposit yaitu densitas alkohol mengikuti standar JIS K-7112. Alkohol yang
digunakan pada penelitian ini memiliki densitas 0.805 gram/cm3. Nilai specific
gravity bervariasi terhadap temperatur dan tekanan sehingga densitas sampel dan
referensi harus dibandingkan pada kondisi yang sama. Kondisi atmosfer ruangan
yang digunakan untuk pengukuran pada penelitian ini yaitu 21-25°C dengan
relative humidity 45-55%. Hasil pengukuran specific gravity plastik komposit
disajikan pada Lampiran 4.
Nilai specific gravity digunakan untuk melihat kerapatan partikel bahan
penyusun suatu material. Berdasarkan hasil pengujian (Lampiran 4), nilai specific
gravity plastik komposit yang dihasilkan berkisar antara 0.916-0.955. Dari hasil
pengamatan diketahui bahwa plastik komposit memiliki ukuran yang beragam dan
strukurnya berongga. Hal tersebut mengakibatkan kesulitan pada saat plastik
komposit diumpankan ke dalam hopper mesin blown film. Plastik komposit tidak
dapat diumpankan dalam jumlah banyak sekaligus karena plastik komposit tidak
dapat mengalir dengan baik ke dalam ulir mesin blown film, sehingga plastik
komposit harus diumpankan sedikit demi sedikit sambil diberi tekanan saat masuk
ke dalam ulir.
Gliserol 30% + PFAD 5% Gliserol 30% + PFAD 7%

Specific gravity

Gliserol 40% + PFAD 5% Gliserol 40% + PFAD 7%
0.96
0.94
0.92
0.9
0.88

0.952 0.955
0.928
0.916 0.919 0.922

0.931 0.936

7:3
6:4
Rasio LLDPE : Tepung Ubi Kayu

Gambar 6 Nilai specific gravity plastik komposit
Berdasarkan hasil analisis varian (Lampiran 5), perlakuan rasio pencampuran
yang dipilih memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap nilai specific
gravity. Hal tersebut dapat dilihat pada Gambar 6 yang menunjukkan bahwa
peningkatan nilai rasio tepung mengakibatkan nilai specific gravity meningkat.
Rasio pencampuran 6:4 memiliki jumlah tepung yang lebih banyak di dalam
campuran dibanding rasio pencampuran 7:3. Selanjutnya dosis gliserol yang dipilih
juga memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap nilai specific gravity.
Berdasarkan Gambar 6 diketahui bahwa peningkatan dosis gliserol mengakibatkan
nilai specific gravity meningkat. Tepung ubi kayu dan gliserol merupakan bahan
yang memiliki densitas tinggi, ini artinya semakin banyak jumlah bahan dengan
densitas tinggi ditambahkan ke dalam campuran, maka nilai specific gravity plasik
komposit juga akan semakin meningkat. Selain itu, peningkatan nilai specific
gravity plastik komposit juga dapat terjadi seiring dengan meningkatnya jumlah
bahan penyusunnya.

12
Melt Flow Index Plastik Komposit
Pengukuran MFI perlu dilakukan sebelum material plastik diolah menjadi
suatu produk. Pengukuran tersebut dimaksudkan untuk mengetahui jenis dan
kondisi proses yang dapat diterapkan. Pada penelitian ini, plastik komposit
diarahkan untuk pembuatan film dengan teknik peniupan (blowing film). Material
plastik yang digunakan untuk aplikasi blowing film pada umumnya memiliki nilai
MFI yang rendah, contohnya resin LLDPE untuk aplikasi blowing film memiliki
nilai MFI sekitar 1 gram/10 menit. Hasil pengujian melt flow index disajikan pada
Lampiran 4.
Base resin yang digunakan pada penelitian ini yaitu LLDPE dengan nilai MFI
6.14 g/10 menit. Hasil pengujian (Lampiran 4) menunjukkan bahwa plastik
komposit memiliki nilai MFI yang lebih kecil dibanding nilai MFI base resin.
Plastik komposit yang dihasilkan memiliki nilai MFI 3.39-5.59 gram/10 menit.
Berdasarkan hasil percobaan, plastik komposit dengan nilai MFI pada kisaran
tersebut dapat diproses menjadi film dengan teknik blowing film.
Gliserol 30% + PFAD 5% Gliserol 30% + PFAD 7%

Melt Flow Index
(gram/10 menit)

Gliserol 40% + PFAD 5% Gliserol 40% + PFAD 7%
6
4

4.45

5.59
5.12 5.39

3.39

4.11 4.35

4.7

2
0
7:3
6:4
Rasio LLDPE : Tepung Ubi Kayu

Gambar 7 Nilai melt flow index plastik komposit
Hasil analisis varian (Lampiran 5) menunjukkan bahwa perlakuan rasio
pencampuran yang dipilih memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap nilai
MFI plastik komposit. Gambar 7 di atas menunjukkan bahwa nilai MFI plastik
komposit mengalami penurunan seiring dengan peningkatan nilai rasio tepung. Hal
tersebut dikarenakan jumlah tepung dalam rasio 6:4 lebih banyak dibanding rasio
7:3. Tepung memiliki kemampuan alir yang rendah sehingga dapat menurunkan
nilai MFI plastik komposit.
Selanjutnya dosis gliserol yang dipilih juga memberikan pengaruh yang
berbeda nyata terhadap nilai MFI. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 7 di mana nilai
MFI plastik komposit meningkat seiring dengan meningkatnya dosis gliserol.
Gliserol sebagai bahan pemlastis dapat mengurangi viskositas lelehan material
selama proses pemanasan sehingga mampu meningkatkan kemampuan alir bahan.
Dosis PFAD yang dipilih juga memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap
nilai MFI. Gambar 7 menunjukkan bahwa nilai MFI mengalami peningkatan seiring
dengan meningkatnya dosis PFAD. PFAD sebagai compatibilizer dapat juga
berfungsi untuk lubrikasi selama proses pemanasan guna mengurangi friksi antara
lelehan material dengan diding kapiler saat mengalir, semakin kecil gesekan yang
terjadi, maka kemampuan alir pun akan semakin meningkat.

13
Karakter Film Plastik Komposit
Faktor-faktor yang perlu diperhatikan untuk mendapatkan produk film yang
baik yaitu jenis mesin ekstrusi, kondisi pemrosesan dan karakteristik bahan baku.
Jenis mesin ekstrusi diharapkan memiliki kemampuan pencampuran yang merata,
menghasilkan output yang tinggi dan penggunaan listrik yang rendah. Selanjutnya
kondisi pemrosesan yang dipilih diharapkan dapat mempertahankan kualitas bahan
selama proses pengolahan. Karakteristik bahan baku juga ikut menentukan kualitas
film yang dihasilkan. Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dari bahan baku
untuk proses blowing film yaitu melt flow index, kerapatan (density) dan aditif yang
ditambahkan.
Berdasarkan hasil percobaan, plastik komposit telah memenuhi kriteria untuk
dapat diproses dengan teknik blowing film. Kendala yang dihadapi ketika proses
blowing film yaitu sulitnya menyeragamkan ukuran film untuk semua formulasi.
Setiap formulasi menghasilkan ukuran yang berbeda-beda khususnya untuk ukuran
lebar dan tebal film. Film yang dihasilkan beserta ukurannya dapat dilihat pada
Tabel 3.
Tebal Film Plastik Komposit
Ketebalan film dapat diatur pada saat proses blowing film. Beberapa hal yang
harus diperhatikan untuk mengatur ketebalan film yaitu temperatur ekstrusi, rasio
tiupan balon, tinggi garis frost (saat lelehan polimer menadi padat) dan kecepatan
tarikan. Pada penelitian ini, produk akhir yang diinginkan yaitu berbentuk kantong
plastik. Bentuk film yang ideal untuk kantong plastik yaitu lebar dan tipis serta
diharapkan memiliki kuat tarik dan elongasi yang tinggi seperti kantong plastik
yang terbuat dari LLDPE murni. Hasil pengukuran tebal film plastik komposit
disajikan pada Lampiran 4.
Berdasarkan hasil pengukuran (Lampiran 4), film plastik komposit yang
dihasilkan memiliki ukuran yang jauh lebih tebal dibandingkan dengan film
LLDPE murni. Ukuran partikel tepung ubi kayu yang terbilang masih besar (100
mesh) diduga mengakibatkan film yang dihasilkan memiliki ukuran yang lebih
tebal. Selanjutnya pada saat proses blowing film, plastik komposit memiliki
kelemahan di mana filmnya tidak dapat mengembang dengan baik ketika diberi
hembusan udara. Adanya pati yang terdispersi pada matriks plastik diduga
memberikan sifat yang lebih kaku pada film plastik komposit.
Hasil pengukuran (Lampiran 4) juga menunjukkan bahwa film plastik
komposit yang dihasilkan dari rasio pencampuran 7:3 memiliki ukuran yang lebih
tipis dibandingkan dengan rasio 6:4. Tebal film plastik komposit pada rasio
pencampuran 7:3 yaitu 250-420 mikron, sedangkan tebal film pada rasio
pencampuran 6:4 yaitu 510-840 mikron. Nilai yang tertera pada hasil pengukuran
(Lampiran 4) merupakan ukuran film tertipis yang dapat dibuat dengan teknik
blowing film untuk setiap formulasinya. Apabila ukuran film yang dibuat lebih tipis,
maka film yang terbentuk akan berlubang dan mudah sobek. Berdasarkan hasil
percobaan, ketebalan mempengaruhi ukuran film yang dibuat, semakin tebal film
maka ukuran lebar film yang dapat dibuat akan semakin kecil. Hal ini dapat dilihat
pada Tabel 3 yang menunjukkan bahwa film dengan ketebalan 250 mikron
memiliki lebar 18.4 cm, sedangkan film dengan ketebalan 870 mikron memiliki
lebar yang lebih kecil yaitu 8.2 cm.

14
Tabel 3 Film plastik komposit yang dihasilkan
Formulasi

Ukuran

Rasio 7:3 +
Gliserol 30% +
PFAD 5%

Lebar 18.4 cm
Tebal 250 mikron

Rasio 7:3 +
Gliserol 30% +
PFAD 7%

Lebar 17.7 cm
Tebal 270 mikron

Rasio 7:3 +
Gliserol 40% +
PFAD 5%

Lebar 17.4 cm
Tebal 310 mikron

Rasio 7:3 +
Gliserol 40% +
PFAD 7%

Lebar 17.1 cm
Tebal 420 mikron

Rasio 6:4 +
Gliserol 30% +
PFAD 5%

Lebar 12.2 cm
Tebal 510 mikron

Rasio 6:4 +
Gliserol 30% +
PFAD 7%

Lebar 12.2 cm
Tebal 660 mikron

Rasio 6:4+
Gliserol 40% +
PFAD 5%

Lebar 10.1 cm
Tebal 810 mikron

Rasio 6:4 +
Gliserol 40% +
PFAD 7%

Lebar 8.2 cm
Tebal 870 mikron

Gambar

15
Kuat Tarik dan Elongasi Film Plastik Komposit
Kuat tarik adalah ukuran besarnya beban atau gaya yang dapat ditahan
sebelum suatu sampel rusak atau putus. Sedangkan elongasi adalah perubahan
panjang spesimen akibat gaya yang diberikan. Pengujian kuat tarik (tensile stress
at break) dan elongasi (elongation at break) film pada penelitian ini dilakukan
dengan mengacu pada metode kerja ASTM D-882. Film plastik komposit diujikan
pada tiga orientasi yaitu tegak lurus (machine direction), melintang (transverse
direction) dan posisi film yang dikelim dengan panas (heat sealing). Hasil
pengujian kuat tarik dan elongasi film plastik komposit pada tiga orientasi tersebut
disajikan pada Lampiran 4.
Berdasarkan hasil pengujian, film plastik komposit memiliki nilai kuat tarik
dan elongasi yang jauh lebih kecil dibanding film LLDPE, baik pada orientasi
machine direction, transverse direction maupun heat sealing. Hal tersebut
menunjukkan bahwa adanya penambahan tepung memberikan dampak negatif
dalam proses pembuatan kantong plastik komposit yaitu terjadinya penurunan nilai
kuat tarik dan elongasi film. Selain itu, rendahnya nilai kuat tarik dan elongasi film
plastik komposit mengindikasikan bahwa ikatan yang terbentuk antara polimer
sintetik dan polimer alami sangat lemah atau bahkan tidak terbentuk ikatan di antara
keduanya. Apabila dinilai secara keseluruhan, film plastik komposit yang memiliki
nilai kuat tarik dan elongasi terbaik pada semua orientasi dihasilkan dari formulasi
rasio pencampuran 7:3 + gliserol 30% + PFAD 5%.

Kuat tarik (MPa)

Gliserol 30% + PFAD 5% Gliserol 30% + PFAD 7%
Gliserol 40% + PFAD 5% Gliserol 40% + PFAD 7%
10.00
5.00

3.71 3.63 3.18 2.75

4.94
3.30 3.73 3.93

0.00

7:3
6:4
Rasio LLDPE : Tepung Ubi Kayu

Gambar 8 Nilai kuat tarik film plastik komposit orientasi machine direction
Hasil pengujian kuat tarik film plastik komposit orientasi machine direcrtion
dapat dilihat pada Gambar 8. Berdasarkan Gambar 8 di atas diketahui bahwa film
yang memiliki nilai kuat tarik tertinggi pada orientasi machine direction dihasilkan
dari formulasi rasio pencampuran 6:4 + gliserol 40% + PFAD 5% yaitu sebesar
4.94 MPa. Hasil pengujian kuat tarik orientasi machine direction menunjukkan
bahwa nilai kuat tarik film secara umum meningkat dengan meningkatnya nilai
rasio tepung. Sementara itu, Christianty (2009) menerangkan bahwa semakin
banyak jumlah polimer alami yang ditambahkan ke dalam proses pembuatan plastik
komposit, hal tersebut akan berdampak pada penurunan nilai kuat tarik plastik
komposit. Ketidaksesuaian antara hasil pengujian dengan literatur ini dikarenakan
film yang terbuat dari rasio pencampuran 6:4 memiliki ukuran yang lebih tebal dan
tekstur yang lebih keras dibanding rasio pencampuran 7:3. Nilai kuat tarik film
biasanya akan semakin tinggi apabila ukurannya semakin tebal dan teksturnya
semakin keras.

16

Kuat tarik (MPa)

Berdasarkan Gambar 8 di atas dapat diketahui pula bahwa peningkatan dosis
gliserol dan dosis PFAD memberikan hasil di mana nilai kuat tarik berfluktuasi
pada kedua rasio campuran. Menurut Kalambur et al. (2006), nilai kuat tarik plastik
komposit akan mengalami penurunan seiring dengan meningkatnya dosis gliserol,
karena adanya bahan pemlastis dalam jumlah yang berlebih akan memberikan sifat
soft dan weak. Selanjutnya Cheremisinoff (1997) menerangkan bahwa peningkatan
dosis compatibilizer sampai batas tertentu mampu meningkatkan nilai kuat tarik,
namun compatibilizer dalam jumlah yang melebihi batas akan berdampak buruk
pada kemampuan dispersi komponen minor sehingga nilai kuat tarik akan menurun.
Sementara itu, hasil analisis varian (Lampiran 5) menunjukkan bahwa perlakuan
yang memberikan pengaruh berbeda nyata terhadap nilai kuat tarik film orientasi
machine direction yaitu rasio pencampuran dan dosis PFAD.

Gliserol 30% + PFAD 5% Gliserol 30% + PFAD 7%
Gliserol 40% + PFAD 5% Gliserol 40% + PFAD 7%
3.06 2.70 2.65
2.01 2.37 2.54
1.74
2.00
1.21
4.00

0.00
7:3
6:4
Rasio LLDPE : Tepung Ubi Kayu

Gambar 9 Nilai kuat tarik film plastik komposit orientasi transverse direction

Kuat tarik (MPa)

Selanjutnya hasil pengujian kuat tarik film plastik komposit orientasi
transverse direction dapat dilihat pada Gambar 9. Berdasarkan Gambar 9 di atas
diketahui bahwa film yang memiliki nilai kuat tarik tertinggi pada orientasi
transverse direction dihasilkan dari formulasi rasio pencampuran 7:3 + gliserol
30% + PFAD 5% yaitu sebesar 3.06 MPa. Dari hasil pengujian diketahui pula
bahwa nilai kuat tarik film secara umum mengalami penurunan seiring dengan
meningkatnya nilai rasio tepung. Hasil tersebut sesuai dengan penyataan
Christianty (2009) yang telah dijelaskan pada bagian sebelumnya. Dosis gliserol
dan dosis PFAD juga memberikan pengaruh yang sama seperti pada pengujian kuat
tarik film orientasi machine direction di mana nilai kuat tariknya berfluktuasi pada
kedua rasio campuran. Hasil analisis varian (Lampiran 5) menunjukkan bahwa
perlakuan rasio pencampuran, dosis gliserol dan dosis FPAD memberikan pengaruh
yang berbeda nyata terhadap nilai kuat tarik film orientasi transverse direction.
Gliserol 30% + PFAD 5% Gliserol 30% + PFAD 7%
Gliserol 40% + PFAD 5% Gliserol 40% + PFAD 7%
4
2
0

3.11 2.89 2.51
1.85

-

-

-

-

7:3
6:4
Rasio LLDPE : Tepung Ubi Kayu
Gambar 10 Nilai kuat tarik heat sealing film plastik komposit

17
Gambar 10 di atas menunjukkan hasil pengujian kuat tarik heat sealing film
plastik komposit. Heat sealing itu sendiri adalah suatu proses untuk menyatukan
dua film termoplastik dengan cara memanaskan area yang saling bersentuhan
sampai mencapai suhu di mana terjadi penyatuan, biasanya dibantu dengan tekanan
(Sampurno 2006). Pada pengujian kuat tarik heat sealing, film yang dihasilkan dari
rasio pencampuran 6:4 tidak dapat diuji kuat tarik karena tidak dapat dikelim
dengan panas. Film tersebut tidak dapat dikelim dikarenakan ukurannya terlalu
tebal. Ukuran film yang terlalu tebal membuat alat kelim sulit untuk memanaskan
permukaan film, terutama bagian permukaan film yang saling bersentuhan. Adapun
film yang memiliki nilai kuat tarik heat sealing tertinggi dihasilkan dari formulasi
rasio pencampuran 7:3 + gliserol 30% + PFAD 5% yaitu sebesar 3.11 MPa.

Gliserol 30% + PFAD 5% Gliserol 30% + PFAD 7%

Elongasi (%)

Gliserol 40% + PFAD 5% Gliserol 40% + PFAD 7%
400
300
200
100
0

396.18
290.83
217.23178.79

173.83
111.49 111.01 97.69

7:3
6:4
Rasio LLDPE : Tepung Ubi Kayu
Gambar 11 Nilai elongasi film plastik komposit orientasi machine direction
Pengujian yang akan dibahas selanjutnya yaitu pengujian elongasi film
plastik komposit. Hasil pengujian elongasi film orientasi machine direction dapat
dilihat pada Gambar 11. Hasil pengujian menunjukkan bahwa terjadi penurunan
nilai elongasi film seiring dengan peningkatan nilai rasio tepung, dosis gliserol dan
dosis PFAD. Hasil analisis varian (Lampiran 5) menunjukkan bahwa rasio
pencampuran, dosis gliserol dan dosis PFAD memberikan pengaruh yang berbeda
nyata terhadap nilai elongasi film orientasi machine direction. Adapun film yang
memiliki nilai elongasi tertinggi pada orientasi machine direction dihasilkan dari
formulasi rasio pencampuran 7:3 + gliserol 30% + PFAD 5% yaitu sebesar 396.18%.
Nikazar et al. (2005) menjelaskan bahwa pencampuran pati dengan polimer
sintetis dalam jumlah kecil (20% dari bobot total campuran) tidak akan memberikan
pengaruh yang signifikan terhadap nilai elongasi, namun penambahan pati lebih
dari 40% dari bobot total campuran akan berdampak pada penurunan pada nilai
elongasi yang cukup signifikan. Pernyataan tersebut sesuai dengan hasil pengujian
elongasi yang dilakukan pada penelitian ini di mana nilai elongasi film mengalami
penurunan seiring dengan peningkatan nilai rasio tepung.
Selanjutnya Sun et al. (2008) menerangkan bahwa nilai elongasi akan
semakin meningkat seiring dengan peningkatan dosis bahan pemlastis. Namun hasil
pengujian menunjukkan hal yang sebaliknya di mana nilai elongasi mengalami
penurunan seiring dengan meningkatnya dosis gliserol. Hal tersebut terjadi diduga
karena kurang homogennya proses pencampuran yang mengakibatkan bahan
pemlastis tidak terdistribusi secara sempurna ke dalam matriks plastik komposit,
sehingga berdampak pada penurunan nilai elongasi film.

18
Pritchard (1998) juga menerangkan bahwa nilai elongasi akan semakin
meningkat seiring dengan meningkatnya dosis compatibilizer. Namun hasil
pengujian juga menunjukkan hal yang sebaliknya di mana nilai elongasi mengalami
penurunan seiring dengan peningkatan dosis PFAD. PFAD yang digunakan pada
penelitian ini masih berbentuk kasar. Adanya komponen lain selain asam lemak
diduga mengakibatkan menurunnya efektivitas PFAD sebagai compatibilizer,
sehingga hal tersebut berdampak pada menurunnya nilai elongasi film plastik
komposit. Salah satu alternatif yang dapat dilakukan untuk meningkatkan
efektivitas PFAD yaitu dengan cara memurnikannya terlebih dahulu menjadi
campuran asam lemak.
Gliserol 30% + PFAD 5% Gliserol 30% + PFAD 7%

Elongasi (%)