4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Bioplastik merupakan polimer alami karena bioplastik dapat dibuat

dari pati. Pati termasuk salah satu contoh polimer alami. Pati merupakan polimer

kondensasi yang terdiri dari ratusan monomer glukosa yang melibatkan molekul

air saat glukosa – glukosa tersebut bergabung secara kimiawi.

2.1 Polimer

Pengertian polimer secara arti kata adalah poly artinya banyak,

sedangkan meros adalah bagian. Polimer dapat didefinisikan sebagai suatu

molekul besar yang terdiri dari rangkaian unit struktur berulang yang

memiliki ikatan kovalen. Proses pembentukan rantai molekul raksasa polimer

dari unit-unit molekul terkecilnya (mer atau meros) melibatkan reaksi yang

sangat kompleks. Proses polimerisasi tersebut secara umum dapat

dikelompokkan menjadi dua jenis reaksi, yaitu: (1) polimerisasi adisi, dan (2)

polimerisasi kondensasi. Reaksi adisi, seperti yang terjadi pada proses

pembentukan makro molekul polyethylene dari molekul-molekul etilen,

terjadi secara cepat dan tepat tanpa produk samping sehingga sering disebut

pula sebagai Pertumbuhan Rantai (Chain Growth). Sedangkan, polimerisasi

kondensasi, misalnya terjadi pada pembentukan bakelit dari dua buah mer

berbeda, berlangsung tahap demi tahap (Step Growth) dengan menghasilkan

produk samping, seperti molekul air yang dikondensasikan keluar.

Polimer alami adalah polimer yang dihasilkan dari monomer

organik seperti pati, karet, kitosan, selulosa, protein dan lignin. Biopolimer

banyak diminati oleh industri karena berasal dari sumber daya alam yang

dapat diperbarui, biodegradable (dapat diuraikan), mempunyai sifat mekanis

yang baik, dan ekonomis. Saat ini, biopolimer banyak diteliti untuk

menghasilkan film (plastik) yang dapat menggantikan keberadaan plastik

sintetik. Terdapat tiga kelompok biopolimer yang menjadi bahan dasar dalam

pembuatan film kemasan biodegradable, yaitu :

Sintesis Bioplastik Berbasis…, Andriani Eka Saputri, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2018

5

a) Campuran biopolimer dengan polimer sintetis : film jenis ini dibuat

dari campuran granula pati (5 – 20 %) dan polimer sintetis serta bahan

tambahan (prooksidan dan autooksidan).Komponen ini memiliki angka

biodegradabilitas yang rendah dan biofragmentasi sangat terbatas.

b) Polimer mikrobiologi (poliester): Biopolimer ini dihasilkan secara

bioteknologis atau fermentasi dengan mikroba genus Alcaligenes. Berbagai

jenis ini diantaranya polihidroksi butirat (PHB), polihidroksi valerat (PHV),

asam polilaktat dan asam poliglikolat. Bahan ini dapat terdegradasi secara

penuh oleh bakteri, jamur dan alga. Tetapi karena proses produksi bahan

dasarnya yang rumit mengakibatkan harga kemasan biodegradable ini relatif

mahal.

c) Polimer pertanian: biopolimer ini tidak dicampur dengan bahan sintetis

dan diperoleh secara murni dari hasil pertanian. Polimer pertanian ini

diantaranya selulosa (bagian dari dinding sel tanaman), kitin (pada kulit

Crustaceae) dan pullulan (hasil fermentasi pati oleh Pullularia pullulans).

Polimer ini memiliki sifat termoplastik, yaitu mempunyai kemampuan untuk

dibentuk atau dicetak menjadi film kemasan. Kelebihan dari polimer jenis ini

adalah ketersediaan sepanjang tahun (renewable) dan mudah hancur secara

alami (biodegradable). Polimer pertanian yang potensial untuk dikembangkan

antara lain adalah pati gandum, pati jagung, kentang, casein, zein, consentrate

whey dan soy protein.

Plastik adalah polimer rantai panjang dari atom yang mengikat satu

sama lain. Rantai ini membentuk banyak unit molekul berulang, atau

"monomer". Istilah plastik mencakup produk polimerisasi sintetik, namun ada

beberapa polimer alami yang termasuk plastik. Plastik terbentuk dari

kondensasi organik atau penambahan polimer dan bisa juga terbentuk dengan

menggunakan zat lain untuk menghasilkan plastik yang ekonomis (Azizah,

2009 dalam Ningsih SW,2010).

Sintesis Bioplastik Berbasis…, Andriani Eka Saputri, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2018

6

Plastik mempunyai titik didih dan titik leleh yang beragam, hal ini

berdasarkan pada monomer pembentukannya. Monomer yang sering

digunakan dalam pembuatan plastik adalah propena (C3H6), etena (C2H4),

vinil khlorida (CH2), nylon, karbonat (CO3), dan styrene (C8H8).

Sifat – sifat plastik sesuai Standar Nasional Indonesia (SNI)

ditunjukan pada tabel dibawah ini.

Tabel 2.1. Sifat Mekanik Plastik Sesuai SNI

No. Karakteristik Nilai

1. Kuat tarik (MPa) 24,7-302

2. Persen elongasi (%) 21-220

3. Hidrofobisitas (%) 99

Sumber: Darni dan Herti (2010)

Berbagai keunggulan plastik sintesis yang tidak dimiliki bahan lainnya

adalah fleksibel, transparan, dan harga yang relatif murah. Bahan ini juga

memiliki kelemahan-kelemahan misalnya tidak tahan panas dan dapat

mencemari produk (migrasi komponen monomer) (Latief, 2001). Dari hal itu

akan berakibat negatif terhadap tubuh manusia karena bahan pembuat plastik

(polyethilene dll) merupakan zat karsinogen, dampak tidak akan terlihat

secara langsung namun dalam jangka panjang. Dampak serius dari

penggunaan plastik sintesis adalah bahan yang bersifat non biodegradable

(tidak dapat dihancurkan dengan cepat dan alami). Polimer plastik yang tidak

mudah terurai secara alami mengakibatkan terjadinya penumpukan limbah

dan menjadi penyebab pencemaran dan kerusakan lingkungan hidup. Dampak

negatif lain yakni tumpukan sampah plastik dapat dihancurkan dengan cara

dibakar yang menghasilkan abu yang tidak dapat diuraikan oleh tanah dan

Sintesis Bioplastik Berbasis…, Andriani Eka Saputri, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2018

7

asap dapat membangkitkan gas beracun berbahaya bagi makhluk hidup.

Selain itu, plastik dalam pembuatannya menggunakan minyak bumi, yang

ketersediannya semakin berkurang dan sulit untuk diperbaharui (Latief,

2001).

2.2 Bioplastik

Perkembangan teknologi polimer plastik telah membawa banyak

manfaat dalam kehidupan manusia. Produk-produk barang konsumsi dengan

kemasan plastik cenderung terus meningkat seiring dengan semakin

meningkatnya konsumsi dan daya beli masyarakat. Konsumsi plastik di

Indonesia pada tahun 2013 mencapai 26.000 ton per hari (BBC Indonesia,

2014). Berdasarkan data Jambeck (2015) dalam CNN Indonesia (2016),

Indonesia berada di peringkat kedua dunia penghasil sampah plastik ke laut

yang mencapai sebesar 187,2 juta ton setelah Cina yang mencapai 262,9 juta

ton. Saat ini, sekitar 50% plastik yang beredar di pasaran digunakan hanya

untuk satu kali pemakaian. Akibatnya, jumlah sampah yang semakin banyak

tidak hanya terjadi di daratan, tetapi juga di sungai, rawa, bahkan laut.

Kondisi ini diperburuk dengan kenyataan bahwa plastik-plastik yang

digunakan sebagai pembungkus adalah plastik yang tidak bisa diuraikan oleh

jazad renik (nonbiodegradable). Oleh karena itu, sisa plastik pembungkus

akan menjadi limbah yang berpotensi mencemari tanah dan perairan di

Indonesia dan mengancam kehidupan tanaman, hewan dan bahkan manusia.

Solusi dari permasalahan tersebut adalah bioplastik. Bioplastik

merupakan plastik yang dapat diperbaharui karena senyawa senyawa

penyusunnya berasal dari tanaman seperti pati, selulosa, dan lignin serta

hewan seperti kasein, protein dan lipid (Averous, 2004 dalam Munawaroh,

2015). Plastik biodegradabel terbuat dari bahan yang dapat diperbaharui

(renewable) atau campuran antara bahan sintetik (non-reneweble) dan bahan

alami. Tak banyak dari jutaan plastik yang digunakan berbahan ramah

lingkungan atau disebut dengan bioplastik, kebanyakan plastik yang beredar

di masyarakat saat ini adalah plastik sintetik yang terbuat dari bahan minyak

bumi yang semakin hari semakin terbatas jumlahnya dan sulit untuk

Sintesis Bioplastik Berbasis…, Andriani Eka Saputri, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2018

8

diperbaharui. Permasalahan seperti inilah yang mengakibatkan pencemaran

lingkungan sekitar menjadi terganggu, karena banyaknya sampah plastik

yang sulit terurai.

2.3 Pati

Pati merupakan simpanan karbohidrat dalam tumbuh-tumbuhan

dan merupakan karbohidrat utama yang dimakan manusia di seluruh dunia.

Komposisi amilopektin dan amilosa berbeda dalam pati berbagai bahan

makanan. Amilopektin pada umumnya terdapat dalam jumlah lebih besar.

Sebagian besar pati mengandung antara 15% dan 35% amilosa. Dalam

butiran pati, rantai-rantai amilosa dan amilopektin tersusun dalam bentuk

semi kristal, yang menyebabkannya tidak larut dalam air dan memperlambat

pencernaannya oleh amilase di pankreas (Almatsier, 2004).

Pati adalah cadangan makanan utama pada tanaman. Senyawa ini

sebenarnya campuran dua polisakarida, yaitu amilosa yang terdiri dari 70

hingga 350 unit glukosa yang berikatan membentuk garis lurus dan

amilopektin yang terdiri hingga 100.000 unit glukosa yang berikatan

membentuk struktur rantai bercabang. Kira-kira 20% dari pati adalah amilosa.

Pati berwarna putih, berbentuk serbuk bukan kristal yang tidak larut dalam air

dingin. Tidak seperti monosakarida dan disakarida, pati dan polisakarida lain

tidak mempunyai rasa manis. Hidrolisis pati dapat dilakukan oleh asam atau

enzim (Gaman dan Sherrington, 1992).

Pati merupakan bentuk karbohidrat yang ditimbun di dalam

tanaman dan sebagai sumber energi pada makanan. Pati terdiri dari rantai

molekul-molekul glukosa yang panjang dengan 2 jenis, yaitu amilosa dari

rantai molekul glukosa yang panjang dan lurus serta amilopektin yang terdiri

dari rantai molekul glukosa yang lebih pendek dan bercabang. Apabila pati

dipanasi dengan panas basah atau direbus, butir-butir pati tersebut akan

menyerap air dan mengembang dan dinding sel-sel akan pecah (hancur)

sehingga lebih mudah dicerna oleh enzim-enzim pencerna. Amilopektin

mempunyai sifat koloidal sehingga jika dipanaskan, campuran air dengan pati

akan menjadi kental (thickening). (Purba, et al, 1984).

Sintesis Bioplastik Berbasis…, Andriani Eka Saputri, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2018

9

Pati dapat digolongkan berdasarkan sifat-sifat pasta yang dimasak.

Pati serealia (jagung, gandum, beras dan sorghum) membentuk pasta kental

yang mengandung bagian-bagian pendek dan pada pendinginan membentuk

gel yang buram. Pati akar dan umbi (kentang, ketela dan tapioka) membentuk

pasta sangat kental dan mengandung bagian-bagian panjang. Pasta ini

biasanya jernih dan pada pendinginan hanya membentuk gel lunak. (deMan,

1997).

Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan α-glikosidik.

Berbagai macam pati tidak sama sifatnya, tergantung dari panjang rantai C,

serta apakah lurus atau bercabang rantai molekulnya. Pati terdiri dari dua

fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarut disebut

amilopektin merupakan unit –unit polimerisasi glukosa anhydrous melalui

ikatan 1,4 alfa glikosidik dan ikatan cabang alfa 1,6 pada setiap 20-26 unit

monomer glukosa (Ulyarti,1997). Amilopektin pada pati memiliki sekitar 200

unit glukosa yang saling berikatan pada ikatan 1,4 alfa glikosidik yang

panjang dan cenderung berbentuk heliks. Struktur cabang amilopektin

merupakan hasil enzim yang memecah rantai linier yang panjang.dan fraksi

yang tidak terlarut amilosa adalah polimer dari glukosa yang tidak larut

dalam air, berwujud bubuk putih dan tidak berbau. Amilosa merupakan

bagian polimer linier glukosa dengan alfa (1- 4) unit glukosa. Amilosa

memiliki berat molekul yang berbeda, tergantung dari jenisnya. Amilosa

memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan hidrogen dan retrogradasi

(Ulyarti,1997).Struktur amilosa dapat dilihat pada Gambar 1 dan amilopektin

pada Gambar 2.

Sintesis Bioplastik Berbasis…, Andriani Eka Saputri, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2018

10

Gambar 2.1. Struktur Kimia Amilosa (Hanfa Z., Quanzhou L.,

Dongmei Z.,2001)

Gambar 2.2 Struktur Kimia Amilopektin (Hanfa Z., Quanzhou

L.,Dongmei Z., 2001)

Apabila pati mentah dimasukkan ke dalam air dingin, granula

patinya akan menyerap air dan membengkak. Namun demikian jumlah air

yang terserap dan pembengkakannya terbatas. Air yang terserap tersebut

hanya dapat mencapai 30%. Peningkatan volume granula pati yang terjadi di

dalam air pada suhu antara 550C sampai 65

0C merupakan pembengkakan

yang sesungguhnya, dan setelah pembengkakan ini granula pati dapat

kembali pada kondisi semula. Granula pati dapat dibuat membengkak luar

biasa, tetapi bersifat tidak dapat kembali lagi pada kondisi semula. Perubahan

Sintesis Bioplastik Berbasis…, Andriani Eka Saputri, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2018

11

tersebut dinamakan gelatinisasi. Suhu gelatinisasi tergantung pada

konsentrasi pati. Makin kental larutan, suhu tersebut makin lambat tercapai,

sampai suhu tertentu kekentalan tidak bertambah, bahkan kadang-kadang

turun (Winarno, 1997). Proses gelatinisasi dikarenakan terjadinya reaksi

hidrolisis pati yang menghasilkan glukosa . Berikut persamaan reaksinya :

ଵଶ ܱܪ ܥଶO nܪ n + n(ଵ ܱହܪ ܥ)

Pada fraksinasi diketahui kandungan amilosa pati hanya sedikit,

perbadingan amilosa : amilopektin sekitar 1 : 3. beberapa varietas genetik dari

jagung, barley dan beras tidak mempunyai amilosa tetapi hanya amilopektin.

Namun lebih banyak jenis kacang polong, jagung dan barley yang

mempunyai karakteristik genotip dengan kandungan amilosa yang tinggi (60-

80%) (Whistler, et al, 1984).

Beberapa sifat pati adalah mempunyai rasa yang tidak manis, tidak

larut dalam air dingin tetapi di dalam air panas dapat membentuk gel atau sol

yang bersifat kental. Sifat kekentalannya ini dapat digunakan untuk mengatur

tekstur makanan dan sifat gelnya dapat diubah oleh gula atau asam.

Penguraian tidak sempurna dari pati dapat menghasilkan dekstrin yaitu suatu

bentuk oligosakarida (Winarno, et al, 1980).

Meskipun suatu gel adalah sistem dispersi koloid zat cair dalam zat

padat namun tidak berarti zat cair sebagai fase dispersinya harus lebih sedikit

daripada zat padat sebagai medium dispersi. Pada kenyataannya malah

dijumpai bahwa persentase zat padat pada hampir semua gel adalah jauh lebih

kecil dari pada persentase zat cairnya. Semua gel mempunyai konsistensi

padat atau hampir padat dengan harga plastisitas yang tinggi. Dan gel pati

merupakan golongan gel elastis, reversibel yang dapat kembali membentuk

sol (Sulaiman, 1995).

Pati dalam bahan pangan terdapat dalam bentuk granula, yaitu

tempat dimana amilosa dan amilopektin berada. Granula pati berbeda-beda

ukuran dan bentuknya, tergantung sumber atau asal patinya. Bentuk dan

ukuran pati ini dapat dibedakan satu sama lain secara mikroskopis. Granula

pati memiliki sifat birefringence, yaitu sifat yang mampu merefleksikan

Sintesis Bioplastik Berbasis…, Andriani Eka Saputri, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2018

12

cahaya terpolarisasi sehingga terlihat kontras gelap terang yang tampak

sebagai warna biru-kuning. Sifat ini akan terlihat bila granula pati diamati di

bawah mikroskop polarisasi. Sifat birefringence ini akan hilang apabila

granula pati mengalami gelatinisasi (Murano 2003).

Perbedaan ukuran diameter granula (~1 – 100 μm), bentuk

(bulat,bersudut/lentikular, poligonal), tingkat penyebaran, asosiasi sebagai

satuan 10 tunggal atau kumpulan granula, dan komposisi (kandungan α-

glukan, lemak,air, protein, dan mineral) menentukan asal botaninya (Tester

dan Karkalas ,2002).

2.4 Limbah Padat Tapioka

Dalam industri pangan, limbah dapat menimbulkan masalah bagi

lingkungan. Limbah industri pangan juga dapat menimbulkan masalah dalam

penanganannya karena mengandung sejumlah besar karbohidrat, protein,

lemak, garam-garam mineral dan sisa-sisa bahan kimia yang digunakan

dalam pengolahan dan pembersihan. Pada umumnya, limbah industri pangan

tidak membahayakan kesehatan masyarakat, karena tidak terlibat langsung

dalam perpindahan penyakit. Akan tetapi kandungan bahan organiknya yang

tinggi dapat bertindak sebagai sumber makanan untuk pertumbuhan mikroba.

Banyak contoh limbah industri pangan yang menimbulkan pemcemaran

lingkungan, salah satu contohnya adalah limbah industri tapioka. Industri

tapioka mengolah singkong sebagai bahan baku utama menjadi tepung

tapioka. Di Indonesia industri tepung tapioka tersebar di beberapa daerah

antara lain; Kediri, Madiun, Pati, Banyumas, Kuningan, Garut, dan Ciamis.

Limbah industri tapioka terdiri dari dua jenis, yaitu limbah cair dan

limbah padat. Limbah cair akan mencemari air, sedangkan limbah padat akan

menimbulkan bau yang tidak sedap, apabila tidak ditangani dengan tepat.

Onggok tapioka merupakan limbah padat industri tapioka yang berupa ampas

hasil ekstraksi dari pengolahan tepung tapioka. Onggok tapioka merupakan

limbah industri pangan yang jumlahnya sangat banyak dan akan menjadi

polusi bila tidak segera ditangani. Oleh karena itu diperlukan usaha untuk

Sintesis Bioplastik Berbasis…, Andriani Eka Saputri, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2018

13

memanfaatkan onggok tapioka dengan mengolahnya kembali menjadi suatu

produk, sehingga pencemaran lingkungan dapat berkurang dan nilai guna

onggok dapat meningkat. Pengolahan onggok tapioka menjadi bioplastik

merupakan suatu cara alternatif penanganan limbah secara efektif, karena

dapat mengurangi pencemaran lingkungan dan meningkatkan nilai guna serta

nilai ekonomis onggok.

Pati limbah padat tapioka merupakan salah satu jenis pati yang dapat

digunakan sebagai bahan baku kemasan ramah lingkungan. Film berbahan

dasar pati merupakan salah satu jenis bioplastik yang memiliki kelemahan

yang mendasar, antara lain bersifat higroskopis dan sifat mekanisnya lebih

buruk dibandingkan dengan plastik konvensional. Pemanfaatan serat sebagai

bahan pengisi diharapkan dapat berperan untuk memperbaiki sifat fisik dan

mekanis film berbasis pati. Hal ini didasarkan dari hasil penelitian yang

menunjukkan bahwa serat selulosa dapat digunakan sebagai penguat pada

berbagai polimer antara lain polietilen (Prachayawarakorn et al., 2010), karet

alam (Pasquini et al., 2010), dan polipropilen (Reddy dan Yang, 2009).

Penggunaan serat asal limbah pertanian selain menjadi alternatif pemanfaatan

limbah, juga diharapkan dapat mengurangi eksploitasi hutan untuk memenuhi

kebutuhan serat alam bagi industri. Selain itu, limbah pengolahan hasil

industri pada umumnya juga mengandung sedikit lignin karena sudah

terbuang pada proses pengolahan, sehingga memudahkan dalam

mengekstraksi serat. Salah satu sumber serat yang berasal dari limbah industri

pertanian adalah ampas tapioka (onggok).

Ampas tapioka merupakan sisa ekstraksi industri tapioka. Ekstraksi

tapioka dari 100 kg ubi kayu menghasilkan tapioka kasar sekitar 22 kg dan

limbah padat berupa ampas sebanyak 54,5 kg (Fauzi et al., 2010). Ampas

tapioka hasil samping industri tapioka di Indonesia di tahun 2011 mencapai

11.328.986 kg (BPS, 2013). Komponen utama ampas tapioka adalah pati sisa

ekstraksi (± 60% basis kering) dan serat (±18 % basis kering)

(Rattanachomsri et al., 2009).

Sintesis Bioplastik Berbasis…, Andriani Eka Saputri, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2018

14

Tabel 2.2 Komposisi Ampas Ubi Kayu/ Singkong (Onggok)

2.5 Gliserol

Plasticizer gliserol digunakan untuk meningkatkan elastisitas suatu

material dan meningkatkan sifat ekstensibilitas material. Plasticizer dapat

menurunkan gaya intermolekul dan meningkatkan fleksibilitas dengan

memperlebar ruang kosong yang dapat membuat ikatan hidrogen melemah.

Pada pembuatan plastik biodegradable, plasticizer yang sering digunakan

adalah gliserol dan sorbitol. Gliserol merupakan hasil samping dari

pembuatan biodiesel. Gliserol adalah senyawa turunan alkohol yang memiliki

tiga gugus alkohol (-OH) yang terikat pada 3 gugus alkil. Gliserol merupakan

hasil samping dari proses pembuatan biodiesel melalui proses

transesterifikasi. Gliserol memiliki rasa manis dan tidak berbau. Gliserol

merupakan plasticizer yang efektif karena memiliki kemampuan untuk

mengurangi ikatan hidrogen internal pada ikatan intermolecular. Pada

pengaplikasiannya, penggunaan plasticizer harus disesuaikan dengan

kebutuhan material yang akan dibuat, jika pemakaian plasticizer terlalu

banyak, maka akan menurunkan sifat mekanis dari plastik biodegradable dan

menaikkan persentase elongation of break. Semakin banyak penggunaan

plasticizer maka akan meningkatkan kelarutannya. Begitu juga dengan

penggunaan plasticizer yang bersifat hidrofilik berfungsi untuk menurunkan

kekakuan pada molekul plastik. Konsentrasi gliserol yang terlalu tinggi juga

akan memberi efek negative terhadap plastik yang dihasilkan, yaitu plastik

akan mudah sobek karena sifat elastis dari plastik yang terlalu besar.

Sintesis Bioplastik Berbasis…, Andriani Eka Saputri, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2018

15

2.6 Nano Serat

Perkembangan aplikasi nanoteknologi di berbagai bidang, menarik

peneliti untuk mengisolasi serat berukuran nano. Penggunaan nanoserat

selulosa dalam film tapioka diharapkan dapat meningkatkan efisiensi

penguatan akibat perubahan sifat fungsional bahan, terkait dengan perubahan

sifat dispersinya (Lin et al., 2009) dan peningkatan luas permukaan total

bahan pengisi yang dapat memfasilitasi terbentuknya interaksi yang lebih

besar dengan bahan lain (Liang dan Pearson, 2009). Menurut penelitian

Wicaksono, dkk (2013) bahwa penambahan nanoserat selulosa dapat

meningkatkan kuat tarik bioplastik tepung tapioka. Kuat tarik tertinggi film

dicapai pada penambahan nanoserat selulosa 3% (22,41 MPa). Penggunaan

nanoserat selulosa sampai 3% tidak berpengaruh terhadap pemanjangan putus

bioplastik. Berdasarkan uraian tersebut, maka serat yang berasal dari ampas

tapioka berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan baku industri untuk

produk tertentu, misalnya sebagai bahan penguat plastik.

2.6 ZnO

Bahan alami seperti pati sebagai bahan pembuat plastik

biodegradabel mempunyai beberapa kelemahan antara lain sifat mekanik

yang rendah, tidak tahan terhadap suhu tinggi, getas, sifat alir yang sangat

rendah dan bersifat hidrofilik (Mbey, 2012). Untuk menutupi kelemahan

bahan alami sebagai bahan pembuat plastik biodegradabel adalah

mencampurkannya dengan bahan sintetis . Pencampuran polimer alami dan

sintetis diharapkan produk yang dihasilkan mempunyai sifat fisik mekanik

yang tidak jauh berbeda dengan plastik konvensional dan limbah atau

sampah dapat terdegradasi oleh lingkungan. Pada penelitian ini menggunakan

zinc oxide sebagai bahan sintetis dalam pembuatan bioplastik yang berfungsi

sebagai penguat.

ZnO merupakan salah satu penguat logam yang sering digunakan

karena ZnO adalah keramik piezoelektrik dan bersifat anti mikroba (Wang,

2007). Penambahan zinc oxide juga dapat meningkatkan sifat kemasan

Sintesis Bioplastik Berbasis…, Andriani Eka Saputri, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2018

16

seperti kekuatan mekanik, sifat barier, dan stabilitas. Zinc oxide (ZnO)

memiliki rasio luas permukaan dan volume yang besar, secara kimia dapat

mengubah sifat fisik, meningkatkan reaktivitas permukaan, sifat termal,

mekanik, dan elektrik yang unik, stabil terhadap panas, dan secara umum

aman (GRAS) menurut FDA. Zinc oxide dapat ditambahkan pada beberapa

polimer untuk memproduksi kemasan nanokomposit antimikroba (Kanmani

& Rhim 2014). Menurut penelitian Amni, dkk (2015) bahwa nilai kuat tarik

tertinggi diperoleh pada konsentrasi 9% ZnO yaitu 0,32 kgf/mm2.

Gambar 3.1 Molekul Zinc Oxide

Sumber : http//www.webelements.com/compound/zinc/zinc_oxide.html

Sintesis Bioplastik Berbasis…, Andriani Eka Saputri, Fakultas Teknik Dan Sains UMP, 2018