Karakterisasi Film Komposit Polikaprolakton Resin Epoksi
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Saat ini, jenis polimer yang sedang dikembangkan adalah polimer yang
memiliki sifat biodegradabel yang baik. Hal ini didorong oleh sifat-sifat polimer
terdahulu yang relatif kurang menguntungkan dan tidak baik dengan kondisi dunia
sekarang. Plastik atau pengemas yang identik dengan polimer, telah menimbulkan
banyak permasalahan terutama kaitannya dengan dampak lingkuan karena sifat
degradasinya yang buruk sehingga sulit untuk terurai secara biologis ataupun oleh
aktivitas mikroorganisme. Disamping menyelesaikan masalah lingkungan, bahkan
belakangan ini, telah banyak dikembangkan mikrosfer dari polimer biodegrable
yang berfungsi sebagai pengemas dan penyalut obat (Preeti et al, 2003).
Pengguna polimer sebagai bahan dasar suatu material terus berkembang
pesat karena kestabilan fisika dan kimia yang sangat baik. Ketidakmampuan
mikroorganisme untuk menguraikan
polimer menimbulkan pencemaran
lingkungan yang tidak ditangani dengan baik akan menimbulkan masalah yang
serius. Polimer biodegradabel diharapkan dapat menjadi solusi permasalahan ini
(Gunatillike & Andhikari, 2003).
Penggunaan polimer biodegrabel mempunyai dua keuntungan. Pertama,
biomaterial yang biodegradabel tidak harus dihilangkan dari tubuh. Kedua,
pengguna polimer biodegrable mungkin menghasilkan penyembuhan sistem
biologis yang lebih baik (Kaitian,1996).
Biomaterial dibuat dari polimer biodegradabel yang berasal dari monomer
asam glikoat, asam laktat dan polikaprolakton. Ketiga monomer siklik ini
digunakan dalam aplikasi medis yang dapat membuat jadi variasi polimer dan
kapolimer secara luas. Untuk aplikasi biomedis sangat penting memahami
karakteristik degradasi polimer. Sifat-sifat polimer dapat diubah dari sifat
Universitas Sumatera Utara
2
elastomer menjadi plastik yang kaku. Sifat-sifat polimer lainnya meliputi laju
degradasi, hidrofilitas dan kelarutannya dalam suatu pelarut.
Poliester alifatik yang bersifat biodegradabel diantaranya polikaprolakton
(PCL), poli asam glikoat (PGA), poliasamlaktat (PLA). Polikaprolakton telah
digunakan sebagai penyalut obat karena sifat permeabilitasnya obat yang tinggi.
Akan tetapi, kristalinitasnya yang tinggi dan laju degradasinya yang rendah
membuat polimer ini hanya cocok untuk sistem penyalut obat dalam waktu yang
lama. Biodegrabilitas dapat ditingkatkan dengan kapolimerisasi atau pencampuran
(blending) polimer ini dengan jenis polimer hidrofobik (Porjazoska, 2004).
Meskipun polikaprolakton merupakan polimer biodegradable, akan tetapi
memiliki permeabilitas yang tinggi, kekuatan serta waktu degradasi yang berbeda.
Polikaprolakton adalah plastik bidegradable bersifat termoplastik yang disintesis
dari penurunan minyak mentah, dan diikuti oleh proses polimerisasi pembukaan
cincin. Polikaprolakton dapat terbiodegradasi di alam khususnya di dalam tanah.
Polikaprolakton mempunyai sifat tahan terhadap air, minyak, pelarut, klorin,
mempunyai kekentalan rendah, dan mudah di proses secara termal serta memiliki
titik leleh yang rendah dan memiliki sifat mekanik yang baik. Dengan titik leleh
yang rendah, dapat di proses dengan mudah menggunakan metode konvensional.
Untuk memperoleh hasil mekanik yang bagus polikaprolakton biasanya dicampur
atau dikompolimerisasi
dengan polimer lain, Perkiraan waktu degradasi dari
polikaprolakton adalah lebih dari 24 bulan (Kiremitci, 1998).
Polikaprolakton adalah plastik termo polimer dengan titik leleh rendah
o
(50-65 C). Polikaprolakton terdegradasi oleh air melalui hidrolisis. Di dalam
utama aplikasi polikaprolakton adalah di produksi botol biodegradabel dan film,
pembalut luka sintesis, kapsul untuk obat sistem rilis dan lain-lain.
Polikaprolakton disintesis dari polimerisasi pembukaan cincin dari monomer ɛkaprolakton. Untuk mempercepat proses polimerisasi dapat digunakan katalis.
Alkohol dengan berat molekul rendah digunakan sebagai inisiator dan berfungsi
juga untuk mengontrol berat molekul polimer yang dihasilkan (Gunnatillake &
Adhikari, 2003).
Universitas Sumatera Utara
3
Biasanya yang terdapat kapolimerisasi dalam polimer seperti resin epoksi
dimana resin epoksi merupakan resin yang paling sering digunakan. Resin eposi
adalah cairan organik dengan berat molekul rendah yang mengandung gugus
epoksida. Epoksida memiliki tiga anggota dicincinya, satu oksigen dan dua atom
karbon. Reaksi epichlorohydydrin dengan phenol atau aromatic animes membuat
banyak epoksi. Pengeras (hardness), pelunak (plastizer), dan pingisi (filler) juga
ditambahkan untuk menghasilkan epoksi dengan berbagai macam sifat viskositas,
impact, degradasi, dan lain-lain (Kaw, 2006).
Rio Andriyudha (2007) telah melakukan studi Degradasi Poliblen
Polikaprolakton dan Poli asam glikoat, dimana degradasi tersebut divariasikan
dengan perbandingan antara polikaprolakton dengan poli asam glikoat yang untuk
menghasilkan degradasi yang baik. Dan Ekaning Fifi (2007) juga
telah
melakukan studi Pencirian Poliblen Polikaprolakton, poli asam glikoat dan poli
asam laktat dengan difraksi sinar x dan spektrofometer inframerah, dimana
pencirian poliblem tersebut juga divariasikan dengan polikaprolakton, poli asam
laktat, poli asam glikoat yang untuk menghasilkan pencirian poliblen yang
terbaik.
Dari uraian diatas, peneliti tertarik untuk membuat karakterisasi film dari
polikaprolakton dengan serat epoksi, dimana polikaprolakton dicapur dengan serat
epoksi dan dihidrolisis dengan H2SO4(P) 98%, selanjutnya campuran dari
polikaprolakton dengan serat epoksi yang dihasilkan telah dicetak akan
dikarakterisasikan dengan alat instrument.
1.2 Perumusan Permasalahan
1.
Apakah polikaprolakton dengan resin epoksi dapat bercampur.
2.
Bagaimanakah karekterisasi dari film yang dihasilkan yang meliputi sifat
mekanik, morfologi, dan kekuatan termal.
Universitas Sumatera Utara
4
1.3 Pembatasan Masalah
1.
Waktu pencampuran polikaprolakton dengan larutan H2SO4(P) 98% yang
digunakan adalah 60 menit.
2.
Perbandingan antara polikaprolakton dengan resin epoksi yang digunakan
1:0 ; 1:0,1 ; 1:0,2 ; 1:0,3 ; 1:0,4 gram.
1.4 Tujuan Penelitian
Untuk Mengetahui bagaimana karakteristik dari film yang dihasilkan yang
meliputi sifat mekanik, morfologi, kekuatan termal.
1.5 Menfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang karakterisasi film
dengan menggunakan pencampuran antara polikaprolakton dengan resin epoksi
sehingga dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan kemasan seperti plastik,
fiber/body untuk kendaraan dan alat industri perusahaan serta kebutuhan medis.
1.6 Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan dilaboratorium Ilmu Dasar LIDA USU Medan,
Laboratorium Terpadu USU Medan, Laboratorium Penelitian Departemen Teknik
Kimia USU Medan, Laboratorium Fisika UNIMED Medan, dan Laboratorium
PT. Soci Mas Kawasan Industri Medan.
1.7 Metodologi Penelitian
Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium, dimana dalam penelitian ini
tahap awalnya dilakukan pembuatan film dengan pencampuran polikaprolakton
dengan serat epoksi, kemudian dilakukan uji daya tarik, uji FT-IR, uji SEM dan
uji TGA.
-
Variable tetap:
Suhu (55oC)
Waktu (60 menit)
-
Variable terikat:
Spektrum inframerah
Suhu degradasi
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang
Saat ini, jenis polimer yang sedang dikembangkan adalah polimer yang
memiliki sifat biodegradabel yang baik. Hal ini didorong oleh sifat-sifat polimer
terdahulu yang relatif kurang menguntungkan dan tidak baik dengan kondisi dunia
sekarang. Plastik atau pengemas yang identik dengan polimer, telah menimbulkan
banyak permasalahan terutama kaitannya dengan dampak lingkuan karena sifat
degradasinya yang buruk sehingga sulit untuk terurai secara biologis ataupun oleh
aktivitas mikroorganisme. Disamping menyelesaikan masalah lingkungan, bahkan
belakangan ini, telah banyak dikembangkan mikrosfer dari polimer biodegrable
yang berfungsi sebagai pengemas dan penyalut obat (Preeti et al, 2003).
Pengguna polimer sebagai bahan dasar suatu material terus berkembang
pesat karena kestabilan fisika dan kimia yang sangat baik. Ketidakmampuan
mikroorganisme untuk menguraikan
polimer menimbulkan pencemaran
lingkungan yang tidak ditangani dengan baik akan menimbulkan masalah yang
serius. Polimer biodegradabel diharapkan dapat menjadi solusi permasalahan ini
(Gunatillike & Andhikari, 2003).
Penggunaan polimer biodegrabel mempunyai dua keuntungan. Pertama,
biomaterial yang biodegradabel tidak harus dihilangkan dari tubuh. Kedua,
pengguna polimer biodegrable mungkin menghasilkan penyembuhan sistem
biologis yang lebih baik (Kaitian,1996).
Biomaterial dibuat dari polimer biodegradabel yang berasal dari monomer
asam glikoat, asam laktat dan polikaprolakton. Ketiga monomer siklik ini
digunakan dalam aplikasi medis yang dapat membuat jadi variasi polimer dan
kapolimer secara luas. Untuk aplikasi biomedis sangat penting memahami
karakteristik degradasi polimer. Sifat-sifat polimer dapat diubah dari sifat
Universitas Sumatera Utara
2
elastomer menjadi plastik yang kaku. Sifat-sifat polimer lainnya meliputi laju
degradasi, hidrofilitas dan kelarutannya dalam suatu pelarut.
Poliester alifatik yang bersifat biodegradabel diantaranya polikaprolakton
(PCL), poli asam glikoat (PGA), poliasamlaktat (PLA). Polikaprolakton telah
digunakan sebagai penyalut obat karena sifat permeabilitasnya obat yang tinggi.
Akan tetapi, kristalinitasnya yang tinggi dan laju degradasinya yang rendah
membuat polimer ini hanya cocok untuk sistem penyalut obat dalam waktu yang
lama. Biodegrabilitas dapat ditingkatkan dengan kapolimerisasi atau pencampuran
(blending) polimer ini dengan jenis polimer hidrofobik (Porjazoska, 2004).
Meskipun polikaprolakton merupakan polimer biodegradable, akan tetapi
memiliki permeabilitas yang tinggi, kekuatan serta waktu degradasi yang berbeda.
Polikaprolakton adalah plastik bidegradable bersifat termoplastik yang disintesis
dari penurunan minyak mentah, dan diikuti oleh proses polimerisasi pembukaan
cincin. Polikaprolakton dapat terbiodegradasi di alam khususnya di dalam tanah.
Polikaprolakton mempunyai sifat tahan terhadap air, minyak, pelarut, klorin,
mempunyai kekentalan rendah, dan mudah di proses secara termal serta memiliki
titik leleh yang rendah dan memiliki sifat mekanik yang baik. Dengan titik leleh
yang rendah, dapat di proses dengan mudah menggunakan metode konvensional.
Untuk memperoleh hasil mekanik yang bagus polikaprolakton biasanya dicampur
atau dikompolimerisasi
dengan polimer lain, Perkiraan waktu degradasi dari
polikaprolakton adalah lebih dari 24 bulan (Kiremitci, 1998).
Polikaprolakton adalah plastik termo polimer dengan titik leleh rendah
o
(50-65 C). Polikaprolakton terdegradasi oleh air melalui hidrolisis. Di dalam
utama aplikasi polikaprolakton adalah di produksi botol biodegradabel dan film,
pembalut luka sintesis, kapsul untuk obat sistem rilis dan lain-lain.
Polikaprolakton disintesis dari polimerisasi pembukaan cincin dari monomer ɛkaprolakton. Untuk mempercepat proses polimerisasi dapat digunakan katalis.
Alkohol dengan berat molekul rendah digunakan sebagai inisiator dan berfungsi
juga untuk mengontrol berat molekul polimer yang dihasilkan (Gunnatillake &
Adhikari, 2003).
Universitas Sumatera Utara
3
Biasanya yang terdapat kapolimerisasi dalam polimer seperti resin epoksi
dimana resin epoksi merupakan resin yang paling sering digunakan. Resin eposi
adalah cairan organik dengan berat molekul rendah yang mengandung gugus
epoksida. Epoksida memiliki tiga anggota dicincinya, satu oksigen dan dua atom
karbon. Reaksi epichlorohydydrin dengan phenol atau aromatic animes membuat
banyak epoksi. Pengeras (hardness), pelunak (plastizer), dan pingisi (filler) juga
ditambahkan untuk menghasilkan epoksi dengan berbagai macam sifat viskositas,
impact, degradasi, dan lain-lain (Kaw, 2006).
Rio Andriyudha (2007) telah melakukan studi Degradasi Poliblen
Polikaprolakton dan Poli asam glikoat, dimana degradasi tersebut divariasikan
dengan perbandingan antara polikaprolakton dengan poli asam glikoat yang untuk
menghasilkan degradasi yang baik. Dan Ekaning Fifi (2007) juga
telah
melakukan studi Pencirian Poliblen Polikaprolakton, poli asam glikoat dan poli
asam laktat dengan difraksi sinar x dan spektrofometer inframerah, dimana
pencirian poliblem tersebut juga divariasikan dengan polikaprolakton, poli asam
laktat, poli asam glikoat yang untuk menghasilkan pencirian poliblen yang
terbaik.
Dari uraian diatas, peneliti tertarik untuk membuat karakterisasi film dari
polikaprolakton dengan serat epoksi, dimana polikaprolakton dicapur dengan serat
epoksi dan dihidrolisis dengan H2SO4(P) 98%, selanjutnya campuran dari
polikaprolakton dengan serat epoksi yang dihasilkan telah dicetak akan
dikarakterisasikan dengan alat instrument.
1.2 Perumusan Permasalahan
1.
Apakah polikaprolakton dengan resin epoksi dapat bercampur.
2.
Bagaimanakah karekterisasi dari film yang dihasilkan yang meliputi sifat
mekanik, morfologi, dan kekuatan termal.
Universitas Sumatera Utara
4
1.3 Pembatasan Masalah
1.
Waktu pencampuran polikaprolakton dengan larutan H2SO4(P) 98% yang
digunakan adalah 60 menit.
2.
Perbandingan antara polikaprolakton dengan resin epoksi yang digunakan
1:0 ; 1:0,1 ; 1:0,2 ; 1:0,3 ; 1:0,4 gram.
1.4 Tujuan Penelitian
Untuk Mengetahui bagaimana karakteristik dari film yang dihasilkan yang
meliputi sifat mekanik, morfologi, kekuatan termal.
1.5 Menfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang karakterisasi film
dengan menggunakan pencampuran antara polikaprolakton dengan resin epoksi
sehingga dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan kemasan seperti plastik,
fiber/body untuk kendaraan dan alat industri perusahaan serta kebutuhan medis.
1.6 Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan dilaboratorium Ilmu Dasar LIDA USU Medan,
Laboratorium Terpadu USU Medan, Laboratorium Penelitian Departemen Teknik
Kimia USU Medan, Laboratorium Fisika UNIMED Medan, dan Laboratorium
PT. Soci Mas Kawasan Industri Medan.
1.7 Metodologi Penelitian
Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium, dimana dalam penelitian ini
tahap awalnya dilakukan pembuatan film dengan pencampuran polikaprolakton
dengan serat epoksi, kemudian dilakukan uji daya tarik, uji FT-IR, uji SEM dan
uji TGA.
-
Variable tetap:
Suhu (55oC)
Waktu (60 menit)
-
Variable terikat:
Spektrum inframerah
Suhu degradasi
Universitas Sumatera Utara