Biodegradasi Plastik Low Density Polyethylene Menghunakan Jamur dari Tenpat Pembuangan Akhir (TPA)
5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Plastik
Plastik secara sederhana didefinisikan sebagai material polimer yang dapat dicetak
atau diekstrusi menjadi bentuk yang diinginkan dan yang mengeras setelah
didinginkan atau pelarutnya diuapkan. Plastik tidak dipintal menjadi benang yang
molekulnya berjajar, sepeti dalam serat, tetapi dicetak menjadi bentuk berdimensi
tiga atau dibentang menjadi film untuk digunakan sebagai pengemas (Oxtoby et al.
2003).
Plastik sintetis pertama dibuat tahun 1860-an. Sebelum itu, bahan-bahan
alami seperti gading dan ambar banyak digunakan. Banyak bahan-bahan alam ini
yang polimer – dari bahasa Yunani poly, berarti banyak, dan mer, berarti sebagian.
Polimer terdiri atas molekul-molekul raksasa, terdiri atas sejumlah besar molekul
kecil yang terikat dalam rantai panjang. Molekul kecil ini dinamakan monomer
(mono artinya satu). Penemuan bahan-bahan sintetis telah dimulai lebih dari seratus
tahun yang lalu untuk menggantikan bahan-bahan seperti gading, yang semakin
langka dan untuk membuat bahan-bahan yang dapat dicetak atau terbentuk seperti
serat. Plastik pertama adalah polimer semisintetis yang tergantung pada selulosa
yang berubah, polimer alam pada katun. Kemudian plastik yang sepenuhnya sintetis
dibuat, seperti bakelit. Politena atau polietilena, pertama kali ditemukan pada tahun
1933. Sebagaimana plastik yang lain, plastik ini pernah sukses diproduksi untuk
dijual pada akhir tahun 1930-an, yaitu ketika sifat-sifat isolasi yang dimiliki plastik
ini terpaksa langsung digunakan untuk perlengkapan radar saat perang. Polietilena
tidak diproduksi sampai diperkenalkannya katalisator pada tahun 1950-an
(Newmark, 1993).
Bahan kemasan plastik dibuat melalui proses polimerisasi. Selain bahan
dasar monomer, plastik juga mengandung bahan aditif yang diperlukan untuk
memperbaiki sifat fisika kimia plastik tersebut dan disebut komponen nonplastik.
Kemasan plastik memiliki beberapa keunggulan karena sifatnya yang kuat, tetapi
ringan, inert, tidak karatan dan bersifat termoplastik (heat seal) serta dapat diberi
warna. Kemasan plastik juga mempunyai kelemahan, yaitu adanya zat-zat
Universitas Sumatera Utara
6
monomer dan molekul kecil lain dari plastik yang melakukan migrasi ke dalam
bahan makanan yang dikemas. Di lapangan sering dijumpai pembungkus yang
umum disebut “tas kresek”. Pembungkus ini sering dibuat dari bahan dasar yang
berasal dari daur ulang berbagai jenis plastik. Selama ini telah diketahui bahwa
monomer mempunyai efek karsinogenik (Sulchan dan Nur, 2007).
Plastik merupakan polimer sintetik dari karbon, hidrogen dan oksigen
berasal dari bahan petrokimia. Plastik merupakan bahan serba guna yang cocok
digunakan dalam aplikasi yang luas. Plastik merupakan senyawa xenobiotik,
resisten untuk didegradasi, sekitar 5-8% berat kering dari sampah kota. Efek dari
polimer ini di lingkungan mencakup penipisan lapisan ozon hingga bersifat toksik
bagi pertanian dan ekosistem akuatik (Sharma dan Sharma, 2004). Pramila dan
Ramesh (2011) menyatakan bahwa kantongan plastik memberikan kemudahan bagi
manusia dalam kehidupan namun dalam waktu yang bersamaan juga menyebabkan
kerugian dalam jangka waktu yang lama. Segala jenis plastik apabila dibakar maka
akan menghasilkan gas-gas yang bersifat toksik yang membahayakan kesehatan.
Menghirup gas-gas yang semacam ini akan menyebabkan penyakit paru-paru dan
kanker. Selain itu, proses dekomposisi kantongan plastik memakan waktu yang
lama, yaitu sekitar 1000 tahun.
2.2 Jenis dan Sifat Fisika Kimia Plastik
Sulchan dan Nur (2007), menggolongkan plastik berdasarkan sifat fisikanya
a. Plastik Termoset
Jenis plastik ini mengalami perubahan yang bersifat irreversible. Pada suhu
tinggi jenis plastik termoset berubah menjadi arang. Hal ini disebabkan
struktur kimianya bersifat 3 dimensi dan cukup kompleks. Pemakaian termoset
dalam industri pangan terutama untuk membuat tutup botol. Plastik tidak akan
kontrak langsung dengan produk karena tutup selalu diberi lapisan perapat
yang sekaligus berfungsi sebagai pelindung.
b. Jenis termoplastik
Sebagian besar polimer yang dipakai untuk mengemas atau kontak dengan
bahan makanan adalah jenis termoplastik. Plastik ini dapat menjadi lunak jika
dipanaskan dan mengeras lagi setelah dingin. Hal ini dapat terjadi berulang-
Universitas Sumatera Utara
7
ulang tanpa terjadi perubahan khusus. Termoplastik termasuk turunan etilena
(CH2 = CH2). Dinamakan plastik vynil karena mengandung gugus vynil
(CH2 = CH2) atau poliolefin.
Tabel 1. Sifat Fisika dan Mekanik Polietilena
Sifat Fisika
Low Density
Polyethylene (LDPE)
High Density
Polyethylene (HDPE)
Kekuatan Tarik, MPa
5-15
20-40
Modulus Young, Mpa
100-250
400-1200
Berat Jenis, g cm-3
0,91-0,93
0.94-0.96
Titik Leleh, °C
124
105
Muai Termal, °C
180.16-6
120.10-6
Perpanjangan, %
100
500
Sumber: Vlack, 2004
Menurut Kusmiyati (2013), jenis-jenis plastik (poliolefin), yaitu:
a. Polyethylene Terephthalate (PET)
Jenis plastik ini pada kemasan kerap dituliskan dengan tanda segitiga
bernomor 1, biasanya pada botol kecap, saus sambal dan air mineral. PET
memiliki ciri jernih, kuat, tahan pelarut, kedap gas dan air, serta mudah lunak
(berubah bentuk) jika terpapar suhu 80ºC.
b. High Density Polyethylene (HDPE)
Jenis ini berlogo segitiga bernomor 2 biasanya ada dalam botol kemasan
produk-produk olahan susu. Ciri HDPE yakni keras hingga semi fleksibel,
tahan bahan kimia dan kelembapan, permeabel terhadap gas, permukaan
berlilin (waxy), buram (opaque), mudah diwarnai, diproses dan dibentuk serta
melunak pada suhu 75ºC.
c. Polyvinyl Chloride (PVC)
Jenis plastik ini berlogo segitiga bernomor 3. Biasanya berbentuk wadah yang
biasa digunakan untuk nasi uduk, nasi goreng dan mie serta pada cling wrap
(plastik pembungkus yang dijual gulungan). Jenis plastik ini memiliki ciri kuat,
keras, dan melunak pada suhu 80ºC.
Universitas Sumatera Utara
8
d. Low Density Polyethylene (LDPE)
Jenis ini biasanya digunakan pada plastik pembungkus dan kantong buah atau
sayur di supermarket. LDPE bergambar segitiga bernomor 4 dengan ciri mudah
diproses, kuat, fleksibel, kedap air, permukaan berlilin, tidak jernih tapi tembus
cahaya dan melunak pada suhu 70ºC.
e. Polypropylene (PP)
Digambarkan dengan logo segitiga bernomor 5. Biasanya untuk mengemas
minuman gelas dan toples-toples dengan ciri
kuat, permukaan berlilin, tidak jernih
keras
tapi
fleksibel,
tapi tembus cahaya, tahan
terhadap bahan kimia, panas dan minyak, melunak pada suhu 140 ºC.
f. Polystyrene (PS)
Jenis ini berlogo segitiga bernomor 6, memiliki ciri kaku, getas, buram,
terpengaruh lemak dan pelarut, mudah dibentuk dan melunak pada suhu 95ºC.
Migran yang diwaspadai, yakni residu monomer stiren dengan bahaya
karsinogen kelas 2B biasanya pada sterofoam dan mudah bermigrasi terhadap
makanan.
g. Plastik lainnya
Ditandai dengan logo segitiga bernomor 7 pada kemasan yang biasaya berjenis
polikarbonat (PC) dengan ciri tidak mudah pecah, ringan, jernih,secara termal
sangat stabil, migran yang diwaspadai yaitui residu bisfenol A (BPA) dengan
bahaya Endocrine Disrupter. PC biasanya digunakan untuk galon air mineral
19 liter, botol air minum, dan botol susu bayi.
h. Peralatan Makan Melamin
Ada dua jenis melamin yaitu melamin formaldehid (berikatan kuat sehingga
formaldehid tidak mudah lepas) dan urea formaldehid (ikatan tidak kuat mudah
melepaskan formaldehid. Peralatan ini memiliki ciri keras, kuat, mudah
diwarnai, bebas rasa dan bau, tahan terhadap asam dan alkali, migran yang
perlu diwaspadai, yaitu monomer formaldehid, monomer melamin dan
bahayanya karsinogen kelas 1, iritatif, dan kerusakan ginjal.
Universitas Sumatera Utara
9
2.3 Polietilena Kerapatan Rendah (Low Density Polyethylene)
Polietilena disebut juga polietena atau politena merupakan etena homopolimer
memiliki berat molekul 1500 – 100.000 dengan perbandingan C (85,7%) dan
H (14,3%), dapat dibuat melalui proses polimerisasi etilena cair pada suhu dan
tekanan tinggi atau rendah. Polietilena adalah bahan termoplastik yang transparan
berwana putih mempunyai titik leleh bervariasi antara 110 –137ºC. Umumnya
polietilena bersifat resisten terhadap zat kimia. Pada suhu kamar, polietilena tidak
larut dalam pelarut organik dan anorganik (Bilmeyer, 1994).
Etilena (CH2=CH2) ialah monomer yang paling sederhana yang akan
berpolimerisasi. Melalui polimerisasi adisi yang diinisiasi radikal bebas pada
tekanan tinggi (1000-3000 atm) dan suhu tinggi (300-500ºC), senyawa ini
membentuk polietilena:
Polietilena yang terbentuk dengan cara ini bukanlah rantai linear yang sempurna
sebagaimana tersirat dari persamaannya yang sederhana. Radikal bebas sering
mencabut hidrogen dari bagian tengah rantai dalam sintesis ini, sehingga
polietilenanya sangat bercabang dengan rantai samping hidrokarbon yang
bervariasi panjangnya. Jenis polietilena ini dinamakan polietilena kerapatanrendah (low-density polyethylene, LDPE) sebab kesulitan dalam mengemas rantai
sampingnya yang tak beraturan ini menyebabkan kerapannya lebih rendah
(
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Plastik
Plastik secara sederhana didefinisikan sebagai material polimer yang dapat dicetak
atau diekstrusi menjadi bentuk yang diinginkan dan yang mengeras setelah
didinginkan atau pelarutnya diuapkan. Plastik tidak dipintal menjadi benang yang
molekulnya berjajar, sepeti dalam serat, tetapi dicetak menjadi bentuk berdimensi
tiga atau dibentang menjadi film untuk digunakan sebagai pengemas (Oxtoby et al.
2003).
Plastik sintetis pertama dibuat tahun 1860-an. Sebelum itu, bahan-bahan
alami seperti gading dan ambar banyak digunakan. Banyak bahan-bahan alam ini
yang polimer – dari bahasa Yunani poly, berarti banyak, dan mer, berarti sebagian.
Polimer terdiri atas molekul-molekul raksasa, terdiri atas sejumlah besar molekul
kecil yang terikat dalam rantai panjang. Molekul kecil ini dinamakan monomer
(mono artinya satu). Penemuan bahan-bahan sintetis telah dimulai lebih dari seratus
tahun yang lalu untuk menggantikan bahan-bahan seperti gading, yang semakin
langka dan untuk membuat bahan-bahan yang dapat dicetak atau terbentuk seperti
serat. Plastik pertama adalah polimer semisintetis yang tergantung pada selulosa
yang berubah, polimer alam pada katun. Kemudian plastik yang sepenuhnya sintetis
dibuat, seperti bakelit. Politena atau polietilena, pertama kali ditemukan pada tahun
1933. Sebagaimana plastik yang lain, plastik ini pernah sukses diproduksi untuk
dijual pada akhir tahun 1930-an, yaitu ketika sifat-sifat isolasi yang dimiliki plastik
ini terpaksa langsung digunakan untuk perlengkapan radar saat perang. Polietilena
tidak diproduksi sampai diperkenalkannya katalisator pada tahun 1950-an
(Newmark, 1993).
Bahan kemasan plastik dibuat melalui proses polimerisasi. Selain bahan
dasar monomer, plastik juga mengandung bahan aditif yang diperlukan untuk
memperbaiki sifat fisika kimia plastik tersebut dan disebut komponen nonplastik.
Kemasan plastik memiliki beberapa keunggulan karena sifatnya yang kuat, tetapi
ringan, inert, tidak karatan dan bersifat termoplastik (heat seal) serta dapat diberi
warna. Kemasan plastik juga mempunyai kelemahan, yaitu adanya zat-zat
Universitas Sumatera Utara
6
monomer dan molekul kecil lain dari plastik yang melakukan migrasi ke dalam
bahan makanan yang dikemas. Di lapangan sering dijumpai pembungkus yang
umum disebut “tas kresek”. Pembungkus ini sering dibuat dari bahan dasar yang
berasal dari daur ulang berbagai jenis plastik. Selama ini telah diketahui bahwa
monomer mempunyai efek karsinogenik (Sulchan dan Nur, 2007).
Plastik merupakan polimer sintetik dari karbon, hidrogen dan oksigen
berasal dari bahan petrokimia. Plastik merupakan bahan serba guna yang cocok
digunakan dalam aplikasi yang luas. Plastik merupakan senyawa xenobiotik,
resisten untuk didegradasi, sekitar 5-8% berat kering dari sampah kota. Efek dari
polimer ini di lingkungan mencakup penipisan lapisan ozon hingga bersifat toksik
bagi pertanian dan ekosistem akuatik (Sharma dan Sharma, 2004). Pramila dan
Ramesh (2011) menyatakan bahwa kantongan plastik memberikan kemudahan bagi
manusia dalam kehidupan namun dalam waktu yang bersamaan juga menyebabkan
kerugian dalam jangka waktu yang lama. Segala jenis plastik apabila dibakar maka
akan menghasilkan gas-gas yang bersifat toksik yang membahayakan kesehatan.
Menghirup gas-gas yang semacam ini akan menyebabkan penyakit paru-paru dan
kanker. Selain itu, proses dekomposisi kantongan plastik memakan waktu yang
lama, yaitu sekitar 1000 tahun.
2.2 Jenis dan Sifat Fisika Kimia Plastik
Sulchan dan Nur (2007), menggolongkan plastik berdasarkan sifat fisikanya
a. Plastik Termoset
Jenis plastik ini mengalami perubahan yang bersifat irreversible. Pada suhu
tinggi jenis plastik termoset berubah menjadi arang. Hal ini disebabkan
struktur kimianya bersifat 3 dimensi dan cukup kompleks. Pemakaian termoset
dalam industri pangan terutama untuk membuat tutup botol. Plastik tidak akan
kontrak langsung dengan produk karena tutup selalu diberi lapisan perapat
yang sekaligus berfungsi sebagai pelindung.
b. Jenis termoplastik
Sebagian besar polimer yang dipakai untuk mengemas atau kontak dengan
bahan makanan adalah jenis termoplastik. Plastik ini dapat menjadi lunak jika
dipanaskan dan mengeras lagi setelah dingin. Hal ini dapat terjadi berulang-
Universitas Sumatera Utara
7
ulang tanpa terjadi perubahan khusus. Termoplastik termasuk turunan etilena
(CH2 = CH2). Dinamakan plastik vynil karena mengandung gugus vynil
(CH2 = CH2) atau poliolefin.
Tabel 1. Sifat Fisika dan Mekanik Polietilena
Sifat Fisika
Low Density
Polyethylene (LDPE)
High Density
Polyethylene (HDPE)
Kekuatan Tarik, MPa
5-15
20-40
Modulus Young, Mpa
100-250
400-1200
Berat Jenis, g cm-3
0,91-0,93
0.94-0.96
Titik Leleh, °C
124
105
Muai Termal, °C
180.16-6
120.10-6
Perpanjangan, %
100
500
Sumber: Vlack, 2004
Menurut Kusmiyati (2013), jenis-jenis plastik (poliolefin), yaitu:
a. Polyethylene Terephthalate (PET)
Jenis plastik ini pada kemasan kerap dituliskan dengan tanda segitiga
bernomor 1, biasanya pada botol kecap, saus sambal dan air mineral. PET
memiliki ciri jernih, kuat, tahan pelarut, kedap gas dan air, serta mudah lunak
(berubah bentuk) jika terpapar suhu 80ºC.
b. High Density Polyethylene (HDPE)
Jenis ini berlogo segitiga bernomor 2 biasanya ada dalam botol kemasan
produk-produk olahan susu. Ciri HDPE yakni keras hingga semi fleksibel,
tahan bahan kimia dan kelembapan, permeabel terhadap gas, permukaan
berlilin (waxy), buram (opaque), mudah diwarnai, diproses dan dibentuk serta
melunak pada suhu 75ºC.
c. Polyvinyl Chloride (PVC)
Jenis plastik ini berlogo segitiga bernomor 3. Biasanya berbentuk wadah yang
biasa digunakan untuk nasi uduk, nasi goreng dan mie serta pada cling wrap
(plastik pembungkus yang dijual gulungan). Jenis plastik ini memiliki ciri kuat,
keras, dan melunak pada suhu 80ºC.
Universitas Sumatera Utara
8
d. Low Density Polyethylene (LDPE)
Jenis ini biasanya digunakan pada plastik pembungkus dan kantong buah atau
sayur di supermarket. LDPE bergambar segitiga bernomor 4 dengan ciri mudah
diproses, kuat, fleksibel, kedap air, permukaan berlilin, tidak jernih tapi tembus
cahaya dan melunak pada suhu 70ºC.
e. Polypropylene (PP)
Digambarkan dengan logo segitiga bernomor 5. Biasanya untuk mengemas
minuman gelas dan toples-toples dengan ciri
kuat, permukaan berlilin, tidak jernih
keras
tapi
fleksibel,
tapi tembus cahaya, tahan
terhadap bahan kimia, panas dan minyak, melunak pada suhu 140 ºC.
f. Polystyrene (PS)
Jenis ini berlogo segitiga bernomor 6, memiliki ciri kaku, getas, buram,
terpengaruh lemak dan pelarut, mudah dibentuk dan melunak pada suhu 95ºC.
Migran yang diwaspadai, yakni residu monomer stiren dengan bahaya
karsinogen kelas 2B biasanya pada sterofoam dan mudah bermigrasi terhadap
makanan.
g. Plastik lainnya
Ditandai dengan logo segitiga bernomor 7 pada kemasan yang biasaya berjenis
polikarbonat (PC) dengan ciri tidak mudah pecah, ringan, jernih,secara termal
sangat stabil, migran yang diwaspadai yaitui residu bisfenol A (BPA) dengan
bahaya Endocrine Disrupter. PC biasanya digunakan untuk galon air mineral
19 liter, botol air minum, dan botol susu bayi.
h. Peralatan Makan Melamin
Ada dua jenis melamin yaitu melamin formaldehid (berikatan kuat sehingga
formaldehid tidak mudah lepas) dan urea formaldehid (ikatan tidak kuat mudah
melepaskan formaldehid. Peralatan ini memiliki ciri keras, kuat, mudah
diwarnai, bebas rasa dan bau, tahan terhadap asam dan alkali, migran yang
perlu diwaspadai, yaitu monomer formaldehid, monomer melamin dan
bahayanya karsinogen kelas 1, iritatif, dan kerusakan ginjal.
Universitas Sumatera Utara
9
2.3 Polietilena Kerapatan Rendah (Low Density Polyethylene)
Polietilena disebut juga polietena atau politena merupakan etena homopolimer
memiliki berat molekul 1500 – 100.000 dengan perbandingan C (85,7%) dan
H (14,3%), dapat dibuat melalui proses polimerisasi etilena cair pada suhu dan
tekanan tinggi atau rendah. Polietilena adalah bahan termoplastik yang transparan
berwana putih mempunyai titik leleh bervariasi antara 110 –137ºC. Umumnya
polietilena bersifat resisten terhadap zat kimia. Pada suhu kamar, polietilena tidak
larut dalam pelarut organik dan anorganik (Bilmeyer, 1994).
Etilena (CH2=CH2) ialah monomer yang paling sederhana yang akan
berpolimerisasi. Melalui polimerisasi adisi yang diinisiasi radikal bebas pada
tekanan tinggi (1000-3000 atm) dan suhu tinggi (300-500ºC), senyawa ini
membentuk polietilena:
Polietilena yang terbentuk dengan cara ini bukanlah rantai linear yang sempurna
sebagaimana tersirat dari persamaannya yang sederhana. Radikal bebas sering
mencabut hidrogen dari bagian tengah rantai dalam sintesis ini, sehingga
polietilenanya sangat bercabang dengan rantai samping hidrokarbon yang
bervariasi panjangnya. Jenis polietilena ini dinamakan polietilena kerapatanrendah (low-density polyethylene, LDPE) sebab kesulitan dalam mengemas rantai
sampingnya yang tak beraturan ini menyebabkan kerapannya lebih rendah
(