Karakterisasi Komposit Terbiodegradasikan Dari Polipropilena, Polipropilena Tergrafting Maleat Anhidrida Dan Tepung Biji Durian

KARAKTERISASI KOMPOSIT TERBIODEGRADASIKAN DARI
POLIPROPILENA, POLIPROPILENA TERGRAFTING
MALEAT ANHIDRIDA DAN TEPUNG
BIJI DURIAN

SKRIPSI

RIZKA MEILIA FITRI
110822025

PROGRAM STUDI KIMIA EKSTENSI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014

Universitas Sumatera Utara

i

PERSETUJUAN


Judul

:

Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas

:
:
:
:
:
:

KARAKTERISASI KOMPOSIT

TERBIODEGRADASIKAN DARI
POLIPROPILENA,POLIPROPILENA
TERGRAFTING MALEAT
ANHIDRIDA DAN
TEPUNG BIJI DURIAN
SKRIPSI
RIZKA MEILIA FITRI
110822025
SARJANA (S1) KIMIA EKSTENSI
KIMIA
MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di
Medan,
Januari 2014
Komisi Pembimbing
Pembimbing 2

Pembimbing 1


Drs. Amir Hamzah Siregar, MSi
NIP 196106141991031002

Dr. Darwin Yunus Nasution, MS
NIP 195508101981031001

Diketahui/Disetujui oleh
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua,

Dr.Rumondang Bulan Nst, MS
NIP 195408301985032001

Universitas Sumatera Utara

ii

PERNYATAAN


KARAKTERISASI KOMPOSIT TERBIODEGRADASIKAN DARI
POLIPROPILENA, POLIPROPILENA TERGRAFTING
MALEAT ANHIDRIDA DAN TEPUNG
BIJI DURIAN

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan
dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya,

Medan, Januari 2014

RIZKA MEILIA FITRI
110822025

Universitas Sumatera Utara

iii

PENGHARGAAN


Puji syukur atas limpahan rezeki dan Rahmat dari Allah SWT. Salawat dan salam untuk
Rasululah Muhammad SAW karena jika bukan karena-Nya, saya tidak akan mampu
mengerjakan penelitian serta Skripsi ini dengan baik.
Selesainya skripsi ini tidak lepas dari bimbingan, dukungan dan bantuan dari berbagai
pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan terimakasih yang sebesar-besarnya
kepada:
1. Teristimewa Kedua orang tua saya, Bapak Ir. Warman dan Ibu Erna Gusniati yang
sangat penulis sayangi, yang telah banyak memberikan dukungan moril, doa dan
materi sepenuhnya kepada saya sehingga dapat menyelesaikn studi, penelitian dan
penulisan skripsi ini. Kedua adik saya, Guswar Sandy & Fauzul Guswar yang penulis
sayangi.
2. Bapak Dr. Darwin Yunus Nasution, MS dan Drs. Amir Hamzah Siregar, Msi selaku
pembimbing pada penyelesaian skripsi ini yang telah banyak membimbing dan
mengarahkan penulis dalam penyelesaian skripsi ini.
3. Ucapan terimakasih juga ditujukan kepada Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS dan Dr.
Albert Pasaribu, M.Sc selaku ketua dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU,
Dekan dan pembantu Dekan FMIPA USU serta semua dosen Departemen Kimia
FMIPA USU dan pegawai di FMIPA USU.
4. Rekan-rekan asisten di Laboratorium Kimia Polimer, terkhusus buat bang edi, rekanrekan kuliah kimia Ekstensi 2011 yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini dan isinya masih jauh dari sempurna,
penulis dengan kerendahan hati dalam hal ini sangat mengharapkan masukan, saran, kritikan
dari pembaca yang bersifat membangun demi sempurnanya skripsi ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah banyak
membantu demi selesainya skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca dan
khususnya buat penulis.

Universitas Sumatera Utara

iv

KARAKTERISASI KOMPOSIT TERBIODEGRADASIKAN DARI
POLIPROPILENA, POLIPROPILENA TERGRAFTING
MALEAT ANHIDRIDA DAN TEPUNG
BIJI DURIAN

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang karakterisasi komposit terbiodegradasikan dari tepung biji
durian dengan menggunakan Polipropilena, poliropilena tergrafting maleat anhidrida.

Tahapan-tahapan dalam pembuatan ini yaitu, pertama adalah penyiapan tepung biji durian,
kedua adalah proses grafting maleat anhidrida kedalam polipropilena dan ketiga adalah
pembuatan komposit dengan perbandingan dari PP:PP-g-MA:tepung biji durian yaitu
(7:0,5:0,2)g, (7:0,5:0,3)g, (7:0,5:0,4)g, (7:0,5:0,5)g, (7:0,5:0,6)g. Karakterisasi dilakukan
berdasarkan pengujian kekuatan tarik dan kemuluran, analisa morfologi permukaan dengan
SEM, analisa differential thermal analis (DTA), analisa kemampuannya terurai di alam
dengan uji biodegradabel dan analisa gugus fungsi dengan uji FTIR. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa komposit terbiodegradasikan yang memiliki sifat terbaik adalah
perbandingan PP:PP-g-MA:tepung biji durian (7:0,5:0,5)g dengan nilai tegangan hasil uji
tarik yaitu 12,556 N/m2 dan kemuluran 8,600%, hasil foto permukaan yang sedikit rata dan
homogenitas yang baik, perubahan temperaturnya juga serta interaksi gugus yang kuat serta
memiliki sifat biodegadabel yang baik.
Kata kunci: Tepung biji durian, PP-g-MA; Grafting; Komposit
Terbiodegradasikan

Universitas Sumatera Utara

v

CHARACTERIZATION COMPOSITE BIODEGRADABLE FROM

POLYPROPYLENE, POLYPROPYLENE USING
POLYPROPYLENE GRAFTED MALEIC
ANHYDRADE AND DURIAN
SEED FLOUR

ABSTRACT

Researched about characterization of composite biodegradable from durian seed flour,
using polypropylene, polypropylene grafting maleic anhydride has been done. The stages of
this preparation were, the first had prepared durian seed flour, the second had process of
grafting maleic anhydride into polypropylene and third had made of composite with
composition of PP:PP-g-MA:durian seed flour (7:0,5:0,2)g; (7:0,5:0,3)g; (7:0,5:0,4)g;
(7:0,5:0,5)g; (7:0,5:0,6)g. Characterization carried out by tensile stress test and elongation
testing, surface morphology analysis by SEM, Differential thermal analysis (DTA), analysis
in nature with the ability to decompose biodegradable test and functional groups analysis
by FTIR functional group. The result showed that the biodegradable composites has the best
properties is ratio of PP:PP-g-M: durian seed flour (7:0,5:0,5)g with the test results of
tensile stress is12,556 N/m2, and elongation is 8,600%, the images on a few flat surface and
improved homogeneity, themperature change and a strong group interactions as well as
having good biodegradable properties.

Keywords : durian seed flour; PP-g-MA; Grafted; composite biodegradable

Universitas Sumatera Utara

vi

DAFTAR ISI

PERSETUJUAN

i

PERNYATAAN

ii

PENGHARGAAN

iii


ABSTRAK

iv

ABSTRACT

v

DAFTAR ISI

vi

DAFTAR TABEL

ix

DAFTAR GAMBAR

x


DAFTAR LAMPIRAN

xi

DAFTAR SINGKATAN

xii

BAB 1 PENDAHULUAN

1

1.1.Latar Belakang

1

1.2 Permasalahan

3

1.3 Pembatasan Masalah

3

1.4 Tujuan Penelitian

3

1.5 Manfaat Penelitian

3

1.6 Metodologi Penelitian

4

1.7 Lokasi Penelitian

5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

6

2.1 Polimer

6

2.2 Komposit

7

2.2.1 Biokomposit
2.3 Polipropilena
2.3.1 Grafting Polipropilena
2.4 Maleat Anhidrida

8
10
12
15

Universitas Sumatera Utara

vii

2.5 Dikumil Peroksida

15

2.5.1 Penggunan DKP sebagai inisiator

16

2.6 Durian

17

2.6.1 Morfologi

17

2.6.2 Keanekaragaman

19

2.6.3 Kandungan Biji Durian

19

2.7 Karbohidrat

20

2.7.1 Pati

21

2.8 Karakterisasi dan Pengujian Bahan Polimer

22

2.8.1 Analisa Sifat Mekanik dengan Uji Kekuatan Tarik dan
Kemuluran

23

2.8.2 Analisa Differential Thermal Analysis (DTA)

24

2.8.3 Analisa sifat permukaan dengan pengujian SEM

25

2.8.4 Analisa Spektrofotometer FTIR

26

2.8.5 Analisa Kemampuan Terurai dialam dengan uji Biodegradabel

26

BAB 3 METODE PENELITIAN

28

3.1 Bahan

28

3.2 Alat

28

3.3 Prosedur Penelitian

29

3.3.1 Pembuatan Tepung Biji Durian

29

3.3.2 Pembuatan Grafting Polipropilena dengan Maleat Anhidrida

29

3.3.3 Proses Pemurnian PP-g-MA

30

3.3.4 Proses Pengepresan dengan memvariasikan berat tepung biji
Durian

30

3.3.5 Karakterisasi
3.3.5.1 Pengukuran Kekuatan Tarik dan Kemuluran
3.3.5.2 Analisa Differential Thermal Analis (DTA)
3.3.5.3 Analisa SEM (Scanning Electron Microscopy)
3.3.5.4 Uji Biodegradabilitas Komposit

3.4 Bagan Penelitian

30
30
31
31
32

33

Universitas Sumatera Utara

viii

3.4.1 Proses Penyiapan Tepung Biji Durian

33

3.4.2 Proses Grafting Maleat Anhidrida kedalam PP

33

3.4.3 Pemurnian PP-g-MA

34

3.4.4 Proses Pengepresan dengan memvariasikan berat tepung biji
Durian
3.4.5 Uji Kekuatan Tarik dan Kemuluran
3.4.6 Uji SEM

35
36
36

3.4.7 Uji Biodegradabilitas bahan Komposit

37

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

38

4.1 Karakterisai Berdasarkan Analisa Sifat Mekanik dengan Uji Tarik
Dan Kemuluran

38

4.2 Analisa Differential Thermal Analysis (DTA)

40

4.3 Analisa Sifat Morfologi dengan Uji SEM

47

4.4 Analisa Kemampuannya terurai dialam dengan uji biodegradasi

48

4.5 Analisa Gugus Fungsi dengan FTIR

50

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

53

5.1 Kesimpulan

53

5.2 Saran

54

DAFTAR PUSTAKA

55

LAMPIRAN

58

Universitas Sumatera Utara

ix

DAFTAR TABEL

Nomor

Judul

Halaman

2.2

Data Komposisi kimia biji durian

20

4.1

Hasil Perhitungan Kekuatan Tarik dan Kemuluran Komposit
Terbiodegrdasikan

38

4.2

Data Hasil DTA Spesimen Komposit Terbiodegradasikan

46

4.3

Data Hasil Penurunan massa % spesimen komposit Terbiodegaradasikan
Setelah ditanam dalam tanah

4.4

49

Tabel Bilangan Gelombang komposit PP:PP-g-MA:Tepung Biji Durian
(7:0,5:0,5)g sebelum ditanam dalam tanah

4.5

50

Tabel Bilangan Gelombang komposit PP:PP-g-MA:Tepung Biji Durian
(7:0,5:0,5)g setelah ditanam dalam tanah

51

Universitas Sumatera Utara

x

DAFTAR GAMBAR

Nomor

Judul

Halaman

2.1

Struktur Polipropilena

10

2.2

Tahapan Reaksi PP-g-MA

13

2.3

Struktur Maleat Anhidrida

15

2.4

Struktur Dikumil Peroksida

16

2.5

Struktur Amilosa

21

2.6

Struktur Amilopektin

22

2.7

Spesimen Uji Kekuatan Tarik Berdasarkan astm d-638-72 Type IV

24

4.1

Grafik Kekuatan Tarik ( t)(ζ/m2) dari Komposit Terbiodegradsikan

39

4.2

Grafik Kemuluran (%) dari Komposit Terbiodegradasikan

39

4.3

Grafik Analisa DTA Tepung Biji Durian

40

4.4

Grafik Analisa DTA PP

41

4.5

Grafik Analisa DTA PP : PP-g-MA : tepung biji durian (7 : 0,5 : 0,2)g

42

4.6

Grafik Analisa DTA PP : PP-g-MA : tepung biji durian (7 : 0,5 : 0,3)g

43

4.7

Grafik Analisa DTA PP : PP-g-MA : tepung biji durian (7 : 0,5 : 0,4)g

43

4.8

Grafik Analisa DTA PP : PP-g-MA : tepung biji durian (7 : 0,5 : 0,5)g

44

4.9

Grafik Analisa DTA PP : PP-g-MA : tepung biji durian (7 : 0,5 : 0,6)g

45

4.10

Foto SEM Komposit Terbiodegradasikan perbandingan PP:PP-g-MA
Tepung Biji Durian (7:0,5:0,5)g sebelum ditanam dalam tanah sampah
Pembesaran 2000x

4.11

47

Foto SEM Komposit Terbiodegradasikan perbandingan PP:PP-g-MA
Tepung Biji Durian (7:0,5:0,5)g setelah dikubur dalam tanah sampah
dengan pembesaran 2000 x

48

Universitas Sumatera Utara

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor

Judul

Halaman

Lampiran 1.

Rumus Perhitungan kekuatan tarik dan kemuluran

59

Lampiran 2.

Gambar Penelitian

60

Lampiran 3.

Spektrum FTIR PP:PP-g-MA:Tepung Biji Durian (7:0,5:0,5)g
Sebelum ditanam dalam tanah

Lampiran 4.

62

Spektrum FTIR PP:PP-g-MA:Tepung Biji Durian (7:0,5:0,5)g
setelah ditanam dalam tanah

Lampiran 5.

Lampiran 6.

63

Spektrum FTIR PP:PP-g-MA-Tepung Biji Durian (7:0,5:0,5)g
setelah ditanam dalam tanah (a) dan PP Murni (b)

64

Persyaratan Kemasan Biodegradabel menurut
SNI 7188.7:2011

65

Universitas Sumatera Utara

xii

DAFTAR SINGKATAN

PP

= Polipropilena

MA

= Maleat Anhidrida

PP-g-MA

= Polipropilena tergrfating maleat Anhidrida

DTA

= Differrential Thermal Analysis

FTIR

= Fourier Transform Infrared Spectroscopy

SEM

= Scanning Electron Microscopy

DKP

= Dikumil Peroksida

SNI

= Standar Nasional Indonesia

CRT

= Chatode Ray Tube

g

= gram

ASTM

= American Standard for Test Materials

Universitas Sumatera Utara