BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dewasa ini, penggunaan material komposit mulai banyak dikembangkan dalam dunia

industri manufaktur. Material komposit yang ramah lingkungan dan bisa didaur ulang

kembali, merupakan tuntutan teknologi saat ini. Salah satu material komposit yang

diharapkan di dunia industri yaitu material komposit dengan material pengisi (filler) baik

yang berupa serat alami maupun serat buatan. Pada dasarnya material komposit

merupakan gabungan dari dua atau lebih material yang berbeda menjadi suatu bentuk unit

mikroskopik, yang terbuat dari bermacam-macam kombinasi sifat atau gabungan antara

serat dan matrik. Saat ini bahan komposit yang diperkuat dengan serat merupakan bahan

teknik yang banyak digunakan karena kekuatan dan sifat spesifik yang jauh di atas bahan

teknik pada umumnya, sehingga sifatnya dapat didesain mendekati kebutuhan

(Jones, 1975).

Sebagian besar polimer mempunyai sifat sangat tahan lama, sesungguhnya ini

merupakan sifat yang memungkinkannya berkompetisi dengan bahan-bahan awet lainnya

seperti gelas dan logam. Sebagaimana penelitian sebelumnya lebih berfokus pada

peningkatan masa pakai polimer-polimer tertentu. Akan tetapi, keawetan bisa

menghasilkan permasalahan baru. Akhir-akhir ini para konservasionis makin

meningkatkan perhatiannya terhadap sampah polimer yang merusak pemandangan.

Meskipun saat ini polimer-polimer sintesis mewakili persentase yang relatif kecil dari

semua sampah yang berbentuk padat, mereka tetap sangat merusak pemandangan,

teristimewa jika dilihat dari segi pemakaiannya yang meluas dalam bidang pengemasan

(Stevens, 2007).

Polipropilena merupakan jenis bahan baku plastik yang ringan, densitasnya 0,90-

0,92 g/cm3, memiliki kekerasan dan kerapuhan yang paling tinggi serta bersifat kurang

stabil terhadap panas dikarenakan adanya hydrogen tersier. Penggunaan bahan pengisi

dan penguat memungkinkan polipropilena memiliki mutu kimia yang baik sebagai bahan

Universitas Sumatera Utara

polimer dan tahan terhadap pemecahan karena tekanan walaupun pada temperatur tinggi

(Gachter, 1990).

Polipropilena adalah suatu polimer yang bersifat non polar. Polipropilena ini

dapat diubah sifat non polarnya menjadi polar dengan cara menggrafting gugus fungsi

polar kedalam rantainya dengan adanya suatu inisiator. Grafting maleat anhidrida

kedalam polpropilena bertujuan untuk meningkatkan kompatibilitas dan kereaktifan dari

polipropilena. Reaksi grafting polipropilena telah banyak dilakukan tetapi dengan metode

lelehan lebih baik bila dibandingkan dengan metode pencampuran dalam larutan

(Gracia,1997).

Pati sangat banyak diperoleh dialam dan merupakan cadangan karbohidrat pada

tanaman, pati dapat diperoleh dari berbagai biji-bijian seperti padi, ketela, sagu, jagung,

dan lain sebagainya. Pati merupakan karbohidrat polimer tinggi yang tersusun dalam

satuan Gluko pyranosa, dengan rangkaian glukosida. Karbohidrat mempunyai klasifikasi

secara enzimatis sebagai monosakarida, disakarida,polisakarida. Merupakan bahan yang

tidak berwarna, berbentuk Kristal yang biasanya mempunyai rasa, tidak mudah larut.

Indonesia merupakan daerah yang cukup potensial sebagai penghasil pati seperti ubi

kayu, sagu, jagung, ubi jalar dan lain sebagainya karena tanaman tersebut tersebar

diseluruh Indonesia (Wahidoen, 1991).

Widyasari (2010) meneliti tentang Kajian Penambahan Onggok (Pati Tapioka)

Termoplastis terhadap Karakteristik Plastik Komposit Polietilen,dimana dari penelitian

yang telah dilakukan dapat disimpulkan plastik komposit yang memiliki sifat fisik

mekanik terbaik adalah LDPE dan onggok termoplastis yang ditambahkan gliserol 30%

dengan rasio perbandingan 60:40 (LDPE:onggok termoplastis) secara umum komposit

dapat terdegradasi secara enzimatis dan dapat ditumbuhi kapang, aplikasi dari produk

komposit ini cocok untuk biofoam yaitu substitusi Styrofoam yang mudah terdegradasi.

Bambang (2011) meneliti tentang Penentuan Formula Komposit Plastik

Biodegradable Glukomanan dari Umbi Porang (amorphophallus muelleri B) ditinjau dari

karakteristik fisik dan mekanik, Formula komposit yang menghasilkan karakteristik

plastik glukomanan biodegradable yang terbaik adalah komposit dengan formula kitin 23

g + glukomanan 25 g + plasticizers 29 dengan nilai modulus elastisitas 58,70 kg/cm2,

Universitas Sumatera Utara

modulus patah 59,91 kg/cm2, tegangan tarik maksimum 6,69 kg/cm2 pengembangan tebal

33,30%, persentase penyerapan air 77,63% dan persentase perubahan panjang 1,81%.

Dari uraian tersebut diatas, maka dari itu penulis berkeinginan membuat komposit

terbiodegradasikan dengan menggunakan polipropilena yang di-grafting dengan maleat

anhidrida dan menggunakan pati biji cempedak sebagai bahan pengisi(filler) untuk

meningkatkan sifat fisik, mekanis, dan degradabilitas dari bahan komposit

terbiodegradasikan. Diharapkan dari penelitian ini akan memberikan informasi bagi

peneliti selanjutnya dan menghasilkan komposit sesuai dengan yang diharapkan.

1.2. Permasalahan

Bagaimanakah karakteristik dari komposit terbiodegradasikan dengan menggunakan

polipropilena yang digrafting dengan maleat anhidrida, dan berapakah variasi berat

maksimum untuk menghasilkan bahan komposit terbiodegradasikan yang memiliki

karakteristik meliputi: sifat mekanik, degradabilitas, morfologi bentuk yang baik dan

analisa gugus fungsi dengan FTIR.

1.3. Pembatasan Masalah

1. Dalam penelitian ini biji cempedak yang digunakan yaitu biji cempedak yang

diperoleh dari Bagan Batu Riau

2. Bahan polimer yang digunakan adalah polipropilena isotaktik, polipropilena isotaktik

yang di-grafting dengan maleat anhidrida.

3. Pembuatan komposit biodegradabel dilakukan dengan metode kempa tekan (hot

press).

1.4. Tujuan Penelitian

Untuk mengetahui karakteristik komposit terbiodegradasikan dari polipropilena,

polipropilena tergrafting maleat anhidrida dan pati biji cempedak

Universitas Sumatera Utara

1.5. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang diinginkan dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan

informasi sifat komposit terbiodegradasikan dari polipropilena, polipropilena tergrafting

maleat anhidrida dan pati biji cempedak.

1.6. Metodologi Penelitian

Penelitian ini berupa eksperimen laboratorium. Ada beberapa tahapan penelitian.

1. Tahap pertama adalah penyiapan pati biji cempedak, biji cempedak yang telah

dipisahkan dengan daging buah nya dicuci sampai bersih, dikeringkan untuk

menghilangkan airnya, lalu dilakukan pengukusan untuk memudahkan

pengupasan kulit keras maupun kulit ari biji cempedak selama 60 menit. setelah

dingin, kemudian dikupas kulit arinya dan dipotong kecil-kecil, lalu diblender

sampai halus.

2. Tahap kedua adalah proses grafting menggunakan alat internal mixer dengan

perbandingan poliropilena, dikumil peroksida, maleat anhidrida yaitu 95% : 3% :

2% ( berat/berat) pada suhu 1650C dan menghasilkan polipropilena yang telah di-

grafting dengan maleat anhidrida (PP-g-MA). Selanjutnya PP-g-MA dimurnikan

dengan cara direfluks dengan xilena, diendapkan dengan aseton, disaring dan

endapannya dicuci dengan methanol berulang-ulang. Kemudian dikeringkan

dalam oven pada suhu 1200C selama 6 jam.

3. Tahap ketiga adalah pembuatan bahan komposit terbiodegradasikan dengan

proses pengepresan dengan memvariasikan berat pati biji cempedak.

4. Tahap keempat yaitu tahapan karakterisasi, untuk karakterisasi yang dilakukan

adalah uji kekuatan tarik (tensile test) dan kemuluran, sifat morfologi dengan uji

Scanning Electron Microscopy (SEM), Uji biodegradable,uji FTIR.

Universitas Sumatera Utara

Variabel yang digunakan dalam penelitian adalah:

1. Variabel tetap

Suhu internal mixer pada saat grafting ( 1650C )

Ukuran partikel tepung ( m)

Berat PP-g-MA

Berat Polipropilena murni

2. Variabel bebas

Perbandingan yang digunakan (berat/berat)

PP : PP-g-MA : Pati Biji Cempedak (9,5:0,5:0,1) g

PP : PP-g-MA : Pati Biji Cempedak (9,5:0,5:0,2) g

PP : PP-g-MA : Pati Biji Cempedak (9,5:0,5:0,3) g

PP : PP-g-MA : Pati Biji Cempedak (9,5:0,5:0,4) g

PP : PP-g-MA : Pati Biji Cempedak (9,5:0,5:0,5) g

3. Variabel terikat

Karakterisasi dengan Uji Kekuatan Tarik dan Kemuluran (ASTM D638),

biodegradabilitas Komposit, morfologi SEM (Scaning Electron Microscopy),

FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy)

1.7. Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Polimer, Uji Kekuatan Tarik dan Kemuluran

dilakukan dilaboratorium Penelitian Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sumatera Utara, Uji SEM dilaboratorium Geologi Kuarter Bandung, FTIR

dilakukan diBea Cukai Belawan Medan.

Universitas Sumatera Utara