Pengaruh Penambahan Selulosa Nanokristal Dari Kulit Rotan Dengan Plasticizer Gliserol dan CO-Plasticizer Asam Asetat Dalam Pembuatan Biokomposit Berbahan Dasar Pati Sagu (Metroxylon sp)

BAB I
PENDAHULUAN

1.1

LATAR BELAKANG
Plastik merupakan hal yang tidak dapat dipisahkan dalam kehidupan manusia.

Bahan atau kemasan yang berasal dari sumber yang tidak terbarukan ini sangat
banyak digunakan karena memiliki keunggulan seperti bersifat mengikuti bentuk
produk (fleksibel), transparan, ringan, dapat dikombinasikan dengan bahan lain dan
juga tidak bersifat korosif. Namun, plastik ini juga mempunyai beberapa kekurangan
seperti tidak tahan terhadap panas yang akan mengakibatkan terjadinya migrasi
komponen monomer yang akan membahayakan keamanan dan kesehatan konsumen,
serta kekurangannya yang lain yaitu mencemari lingkugan karena tidak dapat
dihancurkan secara alami (non-biodegradable) [1].
Upaya dan inovasi yang dapat dilakukan untuk mengurangi penggunaan
plastik yaitu dengan cara pengaplikasian plastik ramah lingkungan yang berasal dari
bahan alam seperti pati, selulosa, kolagen, kasein atau protein yang terdapat dalam
hewan. Plastik ini bersifat dapat terdegradasi dengan mudah oleh mikroba pengurai
[2].

Sagu (Metroxylon sp) merupakan salah satu tanaman yang memiliki kadar
pati yang tinggi. Pati merupakan komponen paling besar yang terdapat di dalam
sagu. Produktivitas dari pati sagu kering merupakan yang terbesar yaitu 25 ton/tahun
dibandingkan dengan ubi kayu 1,5 ton/tahun, kentang 2,5 ton/tahun dan juga jagung
5,5 ton/tahun. Sagu baru dimanfaatkan sebanyak 10% dari potensi yang terdapat
untuk pangan. Pati yang terkandung dalam sagu tidak hanya dapat diolah sebagai
bahan pangan, tetapi dapat juga dimanfaatkan sebagai bahan baku industri. Contoh
pemanfaatan patinya yaitu sebagai bioplastik [3]. Beberapa penelitian terbaru yang
telah dilakukan untuk menghasilkan bioplastik dengan bahan baku pati, seperti :
pisang [4], beras [5], sagu [6] dan sebagainya.
Umumnya, bioplastik yang terdiri dari pati sebagai bahan dasarnya
membutuhkan campuran bahan aditif yang digunakan untuk menghasilkan sifat
mekanis yang lunak, ulet, dan kuat [7]. Plasticizer biasanya dipakai untuk
mengurangi sifat kaku dan juga memperbaiki keelastisan film dari pati [8].

1

Universitas Sumatera Utara

Plasticizer seperti gliserol biasanya lebih unggul karena saat pemprosesan

tidak ada gliserol yang menguap sehingga proses mekanis mudah untuk dilakukan.
Plasticizer gliserol cukup sesuai digunakan sebagai bahan pemplastis dari plastik
yang berbahan dasar pati karena gliserol mempunyai titik didih yang cukup tinggi
yaitu 290 oC [2]. Selain gliserol, penggunaan asam asetat juga dapat dimanfaatkan
sebagai bahan pendamping plasticizer (co-plasticizer). Dimana, gugus karboksil dari
asam asetat akan membentuk ikatan hydrogen yang kuat dengan gugus hidroksil dari
pati. Penggunaan asam asetat dan gliserol akan mempengaruhi kristalinitas
bioplastik. Semakin tinggi kristalinitas menunjukkan bahwa asam asetat dan gliserol
berikatan baik dengan pati [3].
Menurut penelitian Yuniarty L.I, et.al. (2014), yaitu sintesis dan karakterisasi
bioplastik berbasis pati sagu (Metroxylon sp) dengan asam asetat dan gliserol
menunjukkan bahwa perlakuan dengan penambahan asam asetat dan gliserol dapat
meningkatkan sifat fisik dan mekanik bioplastik [3]. Selanjutnya yaitu penelitian
Zuraida A, et.al. (2011), tentang studi biodegradable dari pati sagu dengan
plasticizer gliserol dan citric acid didapat hasil terbaik terhadap kekuatan tarik yaitu
pada konsentrasi gliserol 30% [6].
Selain pati maupun plasticizer sebagai komponen pada bioplastik, biasanya
sejumlah bahan pengisi alami ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan mekanis
pada bioplastik [7]. Apabila pati digabung dengan pengisi maka akan membentuk
suatu biokomposit, dimana dengan adanya bahan pengisi atau penguat dalam

biopolimer akan memberikan pengaruh pada sifat-sifat komposit yang terbentuk [9].
Salah satu bahan alami yang dapat dijadikan sebagai pengisi yaitu rotan.
Sebanyak 10 persen hutan di Indonesia terdiri dari rotan. Berdasarkan Direktorat
Bina Produksi Kehutanan, luas hutan Indonesia yaitu sekitar 143 juta hektar, dimana
sebanyak 13,40 juta hektar ditumbuhi oleh tanaman rotan [10].
Semakin tingginya ketersediaan rotan, menjadikan sumber daya alam ini
dapat direkayasa menjadi produk teknologi nasional menggunakan sistem
nanoteknologi [11]. Rotan terdiri atas selulosa 37,6%, hemiselulosa 41% dan lignin
22,6% [12]. Kandungan selulosa dari rotan inilah yang dapat dijadikan selulosa
nanokristal. Selulosa merupakan polimer alam dengan jumlah banyak yang
mempunyai beberapa sifat unggul seperti densitas yang rendah, kaku dan dapat

2

Universitas Sumatera Utara

terdegradasi. Berdasarkan sifat-sifat tersebut, selulosa dapat dijadikan bahan pengisi
organik yang menjanjikan [13].
Selulosa nanokristal mempunyai beberapa kelebihan yaitu mempunyai
dimensi nano, modulus yang tinggi dan luas permukaan yang besar [14]. Selulosa

nanokristal dapat diproduksi menggunakan metode hidrolisis asam dibawah
pengaruh kontrol suhu dan waktu. Selulosa nanokristal biasanya diproduksi
menggunakan asam sulfat untuk menghilangkan selulosa amorf dengan tujuan untuk
menghasilkan kristal selulosa dengan diameter sekitar 2-20 nm dan distribusi
panjang 100-600 nm [15]. Proses selanjutnya yaitu ultrasonikasi, dimana
ultrasonikasi merupakan metode yang digunakan untuk sintesis nanopartikel yang
digunakan oleh peneliti dan bidang industri untuk sintesis nanomaterial. Kekurangan
dari metode ultrasonifikasi tersebut yaitu untuk menghasilkan ukuran