dan memiliki kerapatan yang tinggi. Penambahan pemlastis akan menurunkan gaya tarik-menarik antar rantai polimer sehingga
kerapatannya berkurang, akibatnya densitas bioplastik menurun dengan peningkatan konsentrasi pemlastis.
0,8739 0,8211
0,7881
0,00 0,25
0,50 0,75
1,00
10 20
30
Konsentrasi PEG 400 De
n s
it a
s g
c m
3
Gambar 11. Grafik hubungan densitas dan konsentrasi PEG 400 Pengujian karakteristik berikutnya hanya dilakukan pada bioplastik
dengan sifat mekanik terbaik. Dari pengujian kuat tarik dan perpanjangan putus ditetapkan bahwa bioplastik terbaik adalah bioplastik dengan
konsentrasi PEG 400 30. Karakterisasi berikutnya adalah analisa sifat thermal DSC, derajat kristalinitas, dan analisa gugus fungsi FTIR.
Sebagai pembanding adalah bioplastik PHB tanpa pemlastis Juari 2006. Bioplastik PHB yang dipakai Juari 2006 merupakan hasil kultivasi
R. eutropha pada kondisi yang sama dengan penelitian ini, namun dari batch
kultivasi yang berbeda.
3. Sifat Thermal
Sifat thermal suatu polimer meliputi titik suhu dimana polimer tersebut mengalami perubahan sifat atau bentuk karena peningkatan atau
penurunan suhu, sehingga sering disebut juga sebagai suhu transisi. Suhu transisi yang dianalisa pada bioplastik meliputi suhu peralihan kaca Tg
glass transition dan suhu pelelehan Tm melting point. Dengan
diketahuinya sifat thermal suatu polimer, akan memudahkan dalam menentukan kondisi proses yang sesuai untuk bahan tersebut.
Hasil analisa DSC dari bioplastik PHB tanpa pemlastis Juari 2006 dapat dilihat pada Gambar 12. Sedangkan bioplastik PHB dengan
konsentrasi PEG 400 30 pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 13. Pada Gambar 12 terlihat bahwa bioplastik PHB tanpa pemlastis
memiliki 2 buah peak suhu pelelehan yaitu pada suhu 149,84
C dan 168,72
C. Arah kurva ke bawah menunjukkan bahwa proses yang terjadi merupakan endoterm. Pada proses endoterm, material menyerap sejumlah
kalor seiring dengan naiknya suhu bahan tersebut. Titik puncak kurva yang mengarah ke bawah merupakan titik suhu perubahan material tersebut dari
yang sebelumnya plastis menjadi cairan, sehingga dapat dikatakan sebagai suhu pelelehan
melting point, Tm.
Gambar 12. Kurva DSC bioplastik PHB tanpa pemlastis Juari, 2006 Menurut Allcock dan Lampe 1981, suatu polimer termoplastik
pada dasarnya adalah material polimer yang akan melunak jika dipanaskan. Namun sebenarnya material tersebut melalui beberapa
perubahan sifat fisik seiring dengan naiknya suhu. Polimer amorf maupun
73,76 Jg 168,72
C
149,84 C
kristalin, keduanya berwujud seperti kaca pada suhu rendah. Peningkatan suhu menyebabkan polimer tersebut berubah menjadi seperti karet atau
plastik elastis sampai akhirnya meleleh menjadi cairan pada suhu pelelehannya Tm.
Metode Differential Scanning Calorimetry DSC mengukur
sejumlah energi panas yang diserap atau dilepaskan oleh suatu sampel ketika dipanaskan, didinginkan atau didiamkan pada suhu konstan dan
bersama fungsi waktu mengekspresikan perubahan entalpi dari material tersebut Jandali dan Widmann, 1995. Atifah 2006 menyebutkan bahwa
suhu pelelehan dari PHB murni Merck adalah 170,15 C. Lafferty
et al. di dalam Rehm dan Reed 1988 menambahkan bahwa titik leleh Tm
dari poli-HB berkisar antara 157 sampai 188 C. Poli-HB memiliki sifat
termoplastik dan dapat diproses dengan ekstruksi ataupun dengan tekanan tinggi. Meskipun demikian, diatas suhu 283
C poli-HB dapat terurai dengan cepat.
Gambar 13. Kurva DSC bioplastik PEG 400 30 Adanya dua titik suhu pelelehan dari sampel bioplastik PHB tanpa
pemlastis menunjukkan bahwa dalam bioplastik tersebut ada dua
65,09 Jg 158,95
C
29,41 C
136,37 C
komponen. Komponen pertama yang meleleh pada suhu 149,84 C diduga
merupakan pengotor yang masih tersisa. Komponen ini terdapat dalam konsentrasi yang lebih kecil daripada komponen kedua, terlihat dari
lemahnya peak yang terbentuk Juari, 2006. Adanya pengotor tersebut
menurut Atifah 2006 didasarkan pada kemurnian PHB pati sagu yang digunakan untuk membuat bioplastik sekitar 70-80, sisanya merupakan
pengotor atau PHA jenis lain. Komponen kedua merupakan komponen yang lebih dominan, puncak
titik lelehnya pada suhu 168,72 C dengan
peak yang lebih tajam dan panjang. Komponen ini diduga merupakan PHB karena titik lelehnya yang
mendekati titik leleh PHB murni Merck hasil analisa Atifah 2006 yang meleleh pada suhu 170,15
C. Kurva DSC dari bioplastik PHB tanpa pemlastis tidak menunjukkan adanya titik suhu peralihan kaca Tg.
Menurut Lee 1996 dan Poirier et al. 1995, PHB mempunyai Tg sekitar
5 C. Kemungkinan tidak terdeteksinya nilai Tg dikarenakan kemampuan
deteksi alat yang digunakan masih kurang sensitif sehingga tidak bisa menangkap perubahan entalpi terkecil pada saat terjadi perubahan sampel
dari kaca menjadi termoplastik Juari, 2006. Menurut Allcock dan Lampe 1988, suhu peralihan kaca
merupakan suhu pada saat suatu polimer yang sebelumnya berwujud seperti kaca, mulai berubah menjadi material yang lebih lunak dan plastis.
Suhu peralihan kaca biasanya terletak antara 2-5 C. Suhu transisi
gelasperalihan kaca Tg dapat diibaratkan sebagai titik leleh dari bagian polimer yang berbobot molekul rendah, walaupun sebenarnya tidak
demikian. Suhu ini lebih merupakan pengenduran torsi ikatan tulang punggung polimer daripada pelepasan molekul.
Pada Gambar 13 yang merupakan kurva DSC dari bioplastik dengan konsentrasi PEG 400 30 terlihat adanya 3 buah
peak. Pertama pada suhu 29,41
C berupa lembah lebar dan dangkal, kedua pada suhu 136,37
C berupa lembah sempit dan dangkal, dan yang ketiga pada suhu 158,95
C berupa lembah sempit dan panjang. Karakteristik peak kedua
dan ketiga mirip dengan peak yang ada pada kurva DSC bioplastik PHB
tanpa pemlastis Gambar 12, namun pada suhu yang lebih rendah. Penambahan pemlastis mengakibatkan berubahnya gaya antar molekul
polimer PHB. Meningkatnya mobilitas rantai molekul mengakibatkan menurunnya kristalinitas. Turunnya kristalinitas mengakibatkan gaya yang
mengikat antar molekul polimer PHB menjadi lebih kecil, akibatnya adalah menurunnya energi yang dibutuhkan untuk memisahkan ikatan
tersebut. Menurunnya energi tersebut terdeteksi sebagai penurunan titik leleh dari dua komponen utama dalam bioplastik tersebut.
Titik leleh pertama yang terdeteksi pada suhu 29,41 C diduga
merupakan energi yang dibutuhkan untuk melepaskan interaksi antara molekul PHB dan PEG, yaitu ikatan hidrogen antara kedua molekul
tersebut. Titik awal peak pada suhu -8,51 C dan berujung pada 47,92
C berupa lembah yang lebar namun dangkal. Jumlah energi yang diserap
adalah 86,63 Jg; cukup tinggi untuk memutuskan semua ikatan hidrogen yang ada. Menurut Companion 1991 ikatan hidrogen memiliki energi
antara 0,4 sampai 40 kJmol.
4. Derajat Kristalinitas
