PEMBUATAN DAN PENCIRIAN POLIPADUAN

PAGE 2

PEMBUATAN DAN PENCIRIAN POLIPADUAN GABUS POLISTIRENAPATI

MUHAMMAD SYAEFUL FAHMI

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2010

ABSTRAK

MUHAMMAD SYAEFUL FAHMI. Pembuatan dan Pencirian Polipaduan Gabus PolistirenaPati. Dibimbing oleh SUMINAR S. ACHMADI dan TETTY KEMALA.

Gabus polistirena (PS) merupakan polimer yang banyak digunakan namun sulit terdegradasi. Oleh karena itu, telah dikembangkan polipaduan gabus PSpati. Pengaruh tambahan gliserol sebagai pemlastis juga diamati melalui analisis mekanik dan termal. Polipaduan gabus PSpati dihasilkan dengan mencampurkan larutan gabus PS dan larutan pati dengan nisbah komposisi 60:40, 65:35, 70:30, 75:25, dan 80:20 persen berdasarkan bobot. Sebanyak 20% poli(asam laktat) ditambahkan sebagai bahan pengkompatibel. Polipaduan dianalisis dengan pengujian kuat tarik, bobot jenis, dan sifat termal. Polipaduan gabus PSpati yang dihasilkan berwarna putih keruh dan rapuh. Kuat tarik dan bobot jenis polipaduan berada pada kisaran kuat tarik dan bobot jenis gabus PS sehingga dapat dijadikan sebagai bahan pembuat gabus PS. Kuat tarik meningkat seiring dengan meningkatnya nisbah gabus PS dengan komposisi gabus PSpati terbaik 80:20. Pengaruh tambahan gliserol tidak teramati pada analisis termal, serta sedikit menyebabkan penurunan kuat tarik dan bobot jenis. ABSTRACT

MUHAMMAD SYAEFUL FAHMI. Preparation and Characterization Polystyrene FoamStarch Polyblend. Under direction of SUMINAR S. ACHMADI dan TETTY KEMALA.

Polystyrene (PS) foam is a polymer that is widely used but not biodegradable. Therefore, PS foam-starch polyblend was developed. The influence of glycerol as plasticizer was also observed by mechanical and thermal analysis. PS foam-starch polyblend was produced by mixing PS foam and starch solution with composition ratio of 60:40, 65:35, 70:30, 75:25, and 80:20 percent by weight. Polylactic acid (20%) was added as compatibilizer. The polyblends were analyzed using tensile strength test, thermal properties, and density. The resulted PS foamstarch polyblends were white opaque in color and fragile. Tensile strength and density of polyblends in the range of PS foam, which can be used as materials for PS foam. Tensile strength increases as increasing of PS foam with best ratio 80:20 of PS foamstarch. The PS foamstarch polyblends tensile strength and density increased as increasing of PS foam. Additional influence of glycerol was not observed in thermal analysis, but caused a slight decreasing in tensile strength and density.PEMBUATAN DAN PENCIRIAN POLIPADUANGABUS POLISTIRENAPATI

MUHAMMAD SYAEFUL FAHMI

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Sains pada

Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2010

Judul :Pembuatan dan Pencirian Polipaduan Gabus PolistirenaPati

Nama :Muhammad Syaeful Fahmi

NIM:G44051711

Disetujui

Pembimbing I

Prof. Dr. Ir. Suminar S. Achmadi

NIP 19480427 1197412 2 001Pembimbing II

Tetty Kemala, S.Si, M.Si

NIP 19710407 199903 2 001

Diketahui

Ketua Departemen Kimia

Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, MS.

NIP 19501227 197603 2 002

Tanggal Lulus :PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas berkat limpahan rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah dengan judul Pembuatan dan Pencirian Polipaduan Gabus PolistirenaPati. Salawat serta salam semoga selalu tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW, keluarganya, dan semoga kita semua menjadi pengikutnya hingga akhir zaman.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Prof. Dr. Ir. Suminar Setiati Achmadi dan Ibu Tetty Kemala, S.Si, M.Si selaku pembimbing yang senantiasa memberikan arahan, dorongan semangat, dan doa kepada penulis selama melaksanakan penelitian. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada staf laboran Laboratorium Organik (Pak Sabur dan Bu Yeni), Bu Aah, Pak Syawal, Ibu Grace, dan Pak Sugiardi atas bantuan serta masukan selama penelitian berlangsung.

Terima kasih tak terhingga penulis ucapkan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas doa dan kasih sayangnya. Kepada Kak Tuti, Kak Bekti, Mas Eko, Hafidz, Rizki, Dian S, dan Luthfan yang telah membantu memberi masukan dan saran, penulis ucapkan terima kasih.

Penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.

Bogor, Maret 2010

Muhammad Syaeful Fahmi

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 14 Desember 1987 dari ayah Pendi Suryanda dan ibu Elis Siti Cholisoh (alm). Penulis adalah putra ketiga dari lima bersaudara. Tahun 2005 penulis lulus dari SMA Negeri 10 Bogor dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan diterima di Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.

Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum Kimia TPB pada tahun ajaran 2006/2007 dan 2007/2008, asisten praktikum Kimia Organik Layanan pada tahun ajaran 2007/2008, asisten praktikum Kimia Organik Kompetensi tahun ajaran 2007/2008, asisten Kimia Organik Program Diploma 3 tahun ajaran 2008/2009, dan asisten Kimia Pangan Program Diploma 3 tahun ajaran 2008/2009. Penulis juga aktif mengajar mata kuliah Kimia TPB di bimbingan belajar dan privat mahasiswa MSC Education. Penulis juga pernah aktif sebagai staf Departemen Sosial dan Kesejahteraan Mahasiswa BEM TPB IPB. Bulan JuliAgustus 2008 penulis melaksanakan Praktik Lapangan di Pusat Penelitian Fisika Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (PPF-LIPI) Bandung dengan judul Pencirian Polistirena Tersulfonasi Hasil Sulfonasi Heterogen pada Pelarut Kloroform dan Etil Asetat.

Penulis juga aktif mengikuti lomba karya tulis ilmiah tingkat mahasiswa. Beberapa prestasi yang pernah diraih oleh penulis antara lain Juara I Kompetisi Karya Tulis Mahasiswa Bidang Pendidikan Tingkat IPB tahun 2008, Juara III Lomba Inovasi Teknologi Lingkungan ITS Tingkat Perguruan Tinggi Nasional 2008, Juara II Lomba Penulisan Ilmiah Agroindustri (PIMAGRIN) se-Indonesia Himalogin IPB 2007, dan Juara I Lomba Karya Tulis Ilmiah Nasional BEM FMIPA UNS 2007.

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABELviii

DAFTAR GAMBARviii

DAFTAR LAMPIRANviii

PENDAHULUAN 1

METODE 1

Bahan dan Alat 1

Lingkup Kerja 1

HASIL 2

Ciri Bahan Baku 2

Polipaduan Gabus PSPati 3

Sifat Mekanik (Kuat Tarik) 3

Sifat Termal 3

Bobot Jenis 4

PEMBAHASAN 4

Ciri Fisik Polipaduan 4

Kuat Tarik 4

Sifat Termal 5

Bobot Jenis 5SIMPULAN DAN SARAN 6

Simpulan 6

Saran 6

DAFTAR PUSTAKA 6

LAMPIRAN 8

DAFTAR TABELHalaman1 Formulasi pembuatan polipaduan 2

DAFTAR GAMBAR

Halaman1 Struktur (a) monomer PS dan (b) pati 12 Gabus polistirena 3 3 Lembaran film (a) polipaduan tanpa pemlastis,

(b) dengan pemlastis, (c) 100% gabus PS 34 Data analisis kuat tarik 3

5 Termogram DSC pada nisbah gabus PSpati 36 Bobot jenis polipaduan gabus PSpati 4

7 Struktur kimia poli(asam laktat) 4

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman1 Diagram alir penelitian 9

2 Data penentuan bobot molekul gabus PS 10

3 Data penentuan kadar air pati 11

4 Data penentuan kuat tarik 12

5 Data pengukuran bobot jenis 13

PENDAHULUANMaraknya penggunaan gabus polistirena (PS) saat ini mengakibatkan perlunya upaya untuk membuatnya menjadi biodegradabel. Oleh karena itu, mulai banyak dikembangkan produk polimer biodegradabel, salah satunya adalah dengan membuat polipaduan berbasis pati. Telah banyak penelitian yang melaporkan pembuatan polipaduan pati, di antaranya dengan polipropilena (Azhari dan Wong 2001), polietilena (Raj et al. 2004), monmorilonit (Kampeerapappun et al. 2006), dan PS melalui teknik polimerisasi suspensi (Kaewtatip dan Tanrattanakul 2008). Siregar (2009) berhasil mengembangkan polipaduan gabus PSpati yang bersifat biodegradabel. Gambar 1 menunjukkan struktur monomer PS dan pati.

Perbedaan sifat PS (nonpolar dan hidrofobik) dengan pati (hidrofilik) memerlukan bahan pengkompatibel agar dihasilkan polipaduan yang homogen. Bahan pengkompatibel yang dapat digunakan adalah asam akrilat, anhidrida maleat, dan vinil alkohol (Shujun et al. 2005). Bahan lain yang juga dapat digunakan sebagai bahan pengkompatibel adalah poli(asam laktat) dengan tambahan optimum sebesar 20%b/b (Siregar 2009). Selain itu, bahan pemlastis juga sering ditambahkan pada proses pembuatan polipaduan agar dihasilkan produk yang homogen dan memiliki sifat mekanik yang baik. Bahan pemlastis yang dapat digunakan antara lain air, gliserol, dan sorbitol (Schlemmer et al. 2007).

Penelitian ini bertujuan membuat polipaduan gabus PSpati, menganalisis sifat mekanik dan termal polipaduan yang dihasilkan, mempelajari pengaruh nisbah gabus, dan mempelajari pengaruh tambahan gliserol pada film yang dihasilkan.

Gambar 1 struktur (a) monomer PS dan

(b) pati.METODEBahan dan Alat

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah gabus PS kotak makanan (komersial), pati singkong, dan poli(asam laktat) (Toyota, Mw 60.000).

Alat-alat analisis yang digunakan adalah viskometer Ostwald, piknometer, alat uji kuat tarik Torsee PA-104-30, dan alat kalorimetri pemayaran diferensial (DSC) Perkin Elmer.Lingkup KerjaPenelitian ini terbagi menjadi dua tahapan (Lampiran 1). Tahap pertama adalah penentuan bobot molekul sampel gabus PS dilanjutkan dengan pembuatan polipaduan gabus dan tahap kedua adalah analisis, meliputi analisis mekanik (kuat tarik) dan analisis termal (DSC). Juga dilakukan penentuan bobot jenis produk untuk mengetahui pengaruh pemlastis.

Penentuan Bobot Molekul Gabus PS

Analisis berdasarkan metode yang dilakukan Kemala (1998). Dibuat larutan gabus PS dalam toluena dengan ragam konsentrasi 0,1; 0,2; 0,3, dan 0,4%b/v. Kemudian dilakukan pengukuran waktu alir pelarut murni (t0), yaitu toluena dan setiap konsentrasi larutan polimer menggunakan viskometer Ostwald, hingga diperoleh t0, t1, t2, t3, dan t4. Selanjutnya nilai viskositas spesifik (sp) dihitung dan dibuat kurva hubungan viskositas tereduksi (sp/C) dengan konsentrasi (C). Kemudian grafik tersebut diekstrapolasi ke konsentrasi nol, sehingga diperoleh viskositas intrinsik (). Bobot molekul diperoleh melalui Persamaan 1 yang dikemukakan oleh Mark-Houwink-Sakurada (Chuah et al. 2001):[] = KMva 1

dengan:

= viskositas intrinsik

K = tetapan 11 10-5a = 0,725 (Danusso dan Moraglio 1957)Mv = Massa molekul relatif

Preparasi Polipaduan Gabus PSPatiPolipaduan gabus PSpati dibuat melalui modifikasi metode Felani (2010). Gabus PS dipotong-potong dengan ukuran 2 cm2, dilarutkan dalam diklorometana, dan diaduk hingga homogen dengan pengaduk magnet sehingga dihasilkan larutan gabus PS. Pati yang telah dikeringkan di dalam oven pada suhu 80 C selama 24 jam sampai kadar airnya tetap (Bikiaris et al. 1997), dilarutkan dalam diklorometana kemudian diaduk hingga homogen dengan pengaduk magnet. Ke dalam larutan pati ditambahkan sebanyak 2 gram (20%b/v) poli(asam laktat) dan pengadukan dilanjutkan hingga homogen. Bobot gabus PS dan pati diragamkan berdasarkan nisbah gabus PS : pati (Tabel 1). Setelah larutan gabus PS dan patipoli(asam laktat) homogen, keduanya dicampurkan dan diaduk dengan laju pengadukan 300 rpm selama 3 jam. Dibuat ragam perlakuan pada saat pencampuran, yaitu dengan tambahan gliserol dan tanpa tambahan gliserol.

Tabel 1 Formulasi pembuatan polipaduan

KomposisiBobot sampel (g)Bobot gliserol (g)

Gabus PS:Pati (%)Gabus PSPati

60:405,003,00-

65:355,502,50-

70:306,002,00-

75:256,501,50-

80:207,001,00-

60:404,752,750,50

65:355,252,250,50

70:305,751,750,50

75:256,251,250,50

80:202,750,750,50

Setelah diaduk selama 3 jam campuran polipaduan dicetak di atas pelat kaca kemudian dikeringudarakan selama 10 menit. Film yang dihasilkan dipindahkan untuk dianalisis bobot jenis, sifat mekanik, dan sifat termalnya.

Analisis Kuat Tarik (TAPPI T404-CM-92)Analisis mengacu pada Technical Association of the Pulp and Paper Industry (TAPPI) No. T404. Film yang akan dianalisis dipotong dengan ukuran panjang 18 cm dan lebar 1 cm. Kemudian spesimen dijepitkan pada alat uji tarik universal dan ditarik dengan kecepatan konstan dan beban maksimum 5 kgf. Dari nilai yang diperoleh dapat ditentukan besarnya kuat tarik dan persentase perpanjangan dengan menggunakan Persamaan 2 dan Persamaan 3.

2

Keterangan :

= kuat tarik (MPa)

Fmaks= tegangan maksimum (N)

A= luas penampang lintang (mm2)

3Keterangan :

%E= perpanjangan (%)

L= pertambahan panjang spesimen (mm)

L= panjang spesimen mula-mula (mm)

Analisis Sifat Termal

Analisis sifat termal dilakukan dengan alat DSC. Sampel ditempatkan di atas wadah yang terbuat dari kuarsa yang terletak di dalam tungku pemanas (furnace) pada alat DSC. Pengukuran dilakukan rentang suhu 50200 C dengan kecepatan 20 C/menit. Data yang dihasilkan dalam bentuk termogram.

Penentuan Bobot Jenis

Sampel dipotong dengan ukuran yang sama, kemudian dimasukkan ke dalam piknometer yang telah diketahui bobot kosongnya (W0). Bobot piknometer dan sampel dicatat sebagai W1. Ke dalam piknometer yang berisi potongan sampel ditambahkan akuades hingga tidak terdapat gelembung udara, kemudian ditimbang bobotnya (W2).

Bobot piknometer berisi air juga ditimbang dan bobotnya dicatat sebagai W3. Suhu air dan suhu udara dicatat untuk menentukan faktor koreksi suhu. Bobot jenis sampel dihitung menggunakan Persamaan 4:

4

Keterangan:

D = bobot jenis sampel (g/mL)

W0 = bobot piknometer kosong (g)

W1= bobot piknometer sampel (g)

W2= bobot piknometer + air (g)

W3= bobot piknometer + air + sampel (g)

DI= bobot jenis air (g/ml)

Da= bobot jenis udara (g/ml)

HASIL

Ciri Bahan Baku

Bobot molekul relatif (Mv) sampel gabus PS (Gambar 2) yang ditentukan dengan viskometer Ostwald menghasilkan Mv sebesar 4461 g/mol. Lampiran 2 menunjukkan rincian perhitungan Mv.

Gambar 2 Gabus polistirena.Polipaduan Gabus PSPatiHasil pembuatan film polipaduan gabus menunjukkan ciri film yang berwarna putih keruh dan cukup rapuh. Tidak ada perbedaan yang mencolok pada warna film yang dihasilkan pada setiap perlakuan. Hasil foto dengan menggunakan kamera digital ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 3 Lembaran film polipaduan tanpa pemlastis (atas) dan dengan pemlastis (bawah).Selain itu, dapat diamati bahwa dengan tambahan gliserol sebagai pemlastis terbentuk granula-granula kecil berwarna putih yang muncul sesaat setelah tambahan gliserol, sehingga film yang dihasilkan tanpa tambahan gliserol tampak lebih homogen (Lampiran 3). Tambahan gliserol secara fisik mengurangi kerapuhan film yang dihasilkan. Film yang terbentuk dari 100% gabus PS menunjukkan warna yang transparan.

Sifat Mekanik (Kuat Tarik) Hasil pengukuran kuat tarik menunjukkan bahwa terjadinya peningkatan kuat tarik dengan meningkatnya nisbah gabus PS. Pengaruh tambahan pemlastis juga terlihat menurunkan kuat tarik polipaduan gabus (Gambar 4). Namun, persentase perpanjangan menunjukkan hasil yang seragam, yaitu 5,56% untuk semua perlakuan (Lampiran 4).

Gambar 4 Data analisis kuat tarik:= tanpa pemlastis, = dengan pemlastis.Sifat Termal

Hasil pencirian dengan penggunakan alat DSC pada sampel dengan nisbah gabus PSpati 60:40 dan 80:20 (dengan tambahan pemlastis dan tanpa tambahan pemlastis) ditunjukkan pada Gambar 5. Berdasarkan termogram DSC yang dihasilkan, diperoleh suhu transisi kaca (Tg) film 100% gabus PS adalah 100,15 C. Polipaduan dengan nisbah gabus PSpati 60:40 tidak menunjukkan Tg di daerah gabus PS. Pada nisbah tersebut hanya teramati puncak pelelehan polipaduan pada suhu 162165 C. Polipaduan dengan nisbah gabus PSpati 80:20 menunjukkan Tg pada 97,49 C (dengan pemlastis) dan 97,19 C (tanpa pemlastis). Puncak pelelehan polipaduan teramati pada kisaran suhu yang sama dengan gabus PS.

Gambar 5 Termogram DSC pada nisbah gabus PSpati: (a) 80:20 dengan pemlastis, (b) 80:20 tanpa pemlastis, (c) 60:40 dengan pemlastis, (d) 60:40 tanpa pemlastis, dan (e) 100% gabus PS.Bobot Jenis Polipaduan

Pencirian bobot jenis pada produk polipaduan yang dihasilkan menunjukkan adanya kecenderungan peningkatan bobot jenis dengan meningkatnya nisbah gabus PS Data rincian analisis bobot jenis polipaduan ditunjukkan pada Lampiran 5. Selain itu, dapat diamati pula bahwa tambahan gliserol sedikit menurunkan bobot jenis polipaduan yang dihasilkan. Bobot jenis polipaduan berkisar pada 1,07281,4555 g/ml. Gambar 6 menunjukkan pola peningkatan bobot jenis polipaduan gabus PSpati.

Gambar 6 Bobot jenis = gabus PS 100%, polipaduan gabus PSpati: = tanpa pemlastis, = dengan pemlastis.PEMBAHASAN

Ciri Fisik Polipaduan

Film polipaduan gabus berwarna keruh tetapi tampak homogen. Film dikatakan homogen jika tidak terlihat lagi perbedaan antara komponen-komponen penyusunnya, baik dalam bentuk, ukuran, maupun warna karena komponen-komponennya telah tercampur secara merata (Rosida 2007). Hal ini menunjukkan bahwa poli(asam laktat) yang ditambahkan ke dalam campuran pati mampu menjadi bahan pengkompatibel antara gabus PS dan pati. Gabus PS secara alamiah memiliki sifat nonpolar dan hidrofobik mampu bercampur dengan pati yang bersifat hidrofilik melalui bantuan poli(asam laktat) sebagai bahan pengkompatibel. Poli(asam laktat) merupakan suatu polimer yang memiliki struktur dengan gugus hidrofilik maupun hidrofobik (Gambar 7). Dengan demikian, poli(asam laktat) mampu mengatasi perbedaan sifat antara gabus PS dan pati melalui interaksi secara fisik (Siregar 2009).

Gambar 7 Struktur kimia poli(asam laktat).Film polipaduan yang dihasilkan bersifat rapuh. Hal ini dapat disebabkan oleh rendahnya bobot molekul bahan baku gabus PS yang digunakan. Bobot molekul rerata gabus PS yang digunakan pada penelitian ini adalah 4461 g/mol. Secara umum Carraher (2003) menyatakan bahwa bobot molekul sangat berpengaruh pada kekuatan mekanik suatu polimer. Polimer dengan bobot molekul yang rendah akan memiliki kekuatan mekanik yang rendah pula. Dengan demikian, pemanfaatan polipaduan gabus kurang cocok untuk dijadikan sebagai produk berupa lembaran atau film, melainkan produk yang memiliki ketebalan yang cukup untuk menutupi sifatnya yang rapuh.

Kuat Tarik

Uji tarik suatu bahan dapat memberikan informasi mengenai sifat mekanik bahan seperti kuat tarik dan perpanjangan. Berdasarkan hasil analisis kuat tarik, peningkatan nilai kuat tarik terjadi seiring dengan meningkatnya nisbah gabus PS. Tambahan pati menyebabkan polipaduan semakin rapuh dan memiliki kuat tarik yang rendah. Hal ini juga sesuai dengan laporan Nawang et al. (2001) dan Shujun et al. (2005) yang mengamati pengaruh tambahan pati pada komposit polietilenapati. Menurunnya kuat tarik ini dapat disebabkan oleh amilopektin yang merupakan salah satu komponen penyusun pati. Amilopektin adalah komponen penyusun pati yang memiliki struktur bercabang dan tidak teratur sehingga bersifat amorf. Semakin besar nisbah pati dalam polipaduan semakin meningkat sifat amorf pada polipaduan tersebut.

Kuat tarik polipaduan yang dihasilkan berada pada kisaran 4,04,8 MPa (tanpa pemlastis) dan 2,94,5 MPa (dengan pemlastis). Hasil tersebut tidak berbeda jauh dengan laporan Agranoff (1977) yang menyatakan kuat tarik gabus PS berada pada kisaran 2,19,1 MPa dan memiliki persentase perpanjangan 28%. Besarnya kuat tarik dipengaruhi oleh bobot molekul dan jenis polistirena yang digunakan. Polistirena yang tidak berbentuk gabus dapat memiliki kuat tarik hingga 30 MPa (Mark 1999).Faktor lain yang juga dapat menyebabkan penurunan kuat tarik polipaduan ini adalah jenis interaksi yang terjadi. Siregar (2009) menyatakan bahwa interaksi yang terjadi pada polipaduan gabus PSpati adalah interaksi secara fisik. Dengan demikian, interaksi yang hanya terjadi secara fisik dari dua bahan yang memiliki sifat yang berbeda menyebabkan semakin lemahnya interaksi yang terjadi.

Uji kuat tarik juga bertujuan mengevaluasi pengaruh tambahan gliserol pada campuran polipaduan gabus PSpati. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa tambahan gliserol berpengaruh pada penurunan kuat tarik. Nilai kuat tarik produk dengan tambahan gliserol masih berada pada kisaran kuat tarik gabus PS. Hasil ini sesuai dengan prinsip kerja gliserol yang berfungsi sebagai bahan pemlastis. Kemala (1998) menyatakan bahwa pemlastis menyebabkan gaya kohesi antarrantai akan berkurang dan akan menurunkan kuat tarik.

Sifat Termal

Analisis sifat termal pada polipaduan gabus PSpati menunjukkan puncak pelelehan polipaduan pada kisaran 162165 C. Hal ini menunjukkan bahwa polipaduan yang terbentuk telah homogen. Hal ini didukung oleh suhu pelelehan yang lebih tinggi dari suhu pelelehan pati, yaitu 160 C dan lebih rendah dari suhu pelelehan gabus PS, yaitu 200 C (Mark 1999).Pola puncak pelelehan lain juga teramati pada polipaduan dengan nisbah gabus PSpati 60:40. Puncak pelelehan teramati memiliki dua puncak yang tergabung. Hal ini disebabkan oleh meningkatnya nisbah pati sehingga muncul dua puncak pelelehan yang saling berhimpit.

Polipaduan dengan nisbah gabus PS yang besar (80%) teramati memiliki Tg pada kisaran 97,097,5 C. Nilai Tg tersebut berada pada kisaran Tg gabus PS. Sampel dengan 100% gabus PS teramati memiliki Tg pada 100,15 C. Nilai Tg yang sedikit lebih rendah tersebut dapat disebabkan oleh adanya pati (20%) pada polipaduan. Hal ini didukung oleh Pimentel et al. (2007) yang menyatakan bahwa kandungan pati pada polipaduan gabus PSpati dapat menurunkan Tg. Meningkatnya nisbah gabus PS pada polipaduan menyebabkan teramatinya Tg polipaduan pada kisaran Tg gabus PS.Pengaruh pemlastis pada penurunan Tg tidak teramati. Menurut Kemala (1998) pemlastis dapat menurunkan interaksi antarmolekul pada rantai polimer, sehingga derajat kebebasan rantai polimer meningkat dan entropi sistem bertambah. Oleh karena itu, polimer akan lebih mudah mengalami perubahan dari keadaan kaku ke keadaan fleksibel dan nilai Tg menurun. Dengan demikian, tidak terjadi perubahan sifat termal yang berarti pada polipaduan gabus PSpati dibandingkan dengan gabus PS. Bobot Jenis

Peningkatan bobot jenis terjadi dengan meningkatnya nisbah gabus PS. Peningkatan bobot jenis polipaduan juga terjadi seiring dengan peningkatan kuat tarik. Hal ini didukung oleh Kemala (1998) yang melaporkan bahwa bobot jenis suatu polimer akan meningkat apabila kuat tarik, kekerasan, dan kekakuannya meningkat.

Bobot jenis polipaduan berada pada kisaran bobot jenis gabus PS, yaitu sebesar 1,07281,4555 g/ml. Mark (1999) melaporkan bahwa bobot jenis PS sebesar 1,1 g/ml. Bobot jenis polipaduan meningkat seiring dengan peningkatan nisbah PS. Hal ini dapat disebabkan oleh meningkatnya keteraturan molekul dalam polipaduan dengan meningkatnya nisbah gabus PS. Peningkatan bobot jenis ini dapat disebabkan oleh dominasi gabus PS yang bersifat linear sehingga penyusunan molekul dalam polipaduan yang dihasilkan menjadi teratur. Selain itu, tambahan pati yang memiliki komponen amilopektin juga menyebabkan turunnya keteraturan molekul polipaduan. Oleh karena itu, peningkatan nisbah pati menyebabkan turunnya bobot jenis polipaduan.

Pengaruh pemlastis juga dapat diamati dengan mengukur perubahan bobot jenis pada polipaduan yang dihasilkan. Dengan tambahan pemlastis, maka keteraturan molekul di dalam polipaduan akan menurun sehingga bobot jenis polipaduan juga akan mengalami penurunan. Hal ini ditunjukkan dengan hasil yang diperoleh bahwa terjadi penurunan bobot jenis dengan tambahan pemlastis (Gambar 5). Bobot jenis tidak menurun secara signifikan akibat tambahan pemlastis. Dengan demikian, penggunaan polipaduan gabus PSpati dapat digunakan sebagai bahan pembentuk gabus. Perbedaan kepolaraan diduga menjadi faktor penyebab gliserol tidak menurunkan bobot jenis secara signifikan pada polipaduan gabus PSpati. Hal ini juga didukung oleh terbentuknya granula-granula yang terbentuk pada polipaduan dengan tambahan gliserol.

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Polipaduan gabus PSpati berhasil dibuat dengan tambahan 20% poli(asam laktat) sebagai bahan pengkompatibel. Kuat tarik polipaduan berada pada kisaran kuat tarik gabus PS sehingga dapat digunakan sebagai bahan pembentuk gabus. Nisbah gabus PSpati 80:20 memiliki kuat tarik paling baik. Analisis sifat termal menunjukkan polipaduan yang dihasilkan telah homogen. Tambahan gliserol sebagai pemlastis sedikit menurunkan kuat tarik dan bobot jenis polipaduan, serta tidak mengubah sifat termal. Saran

Perlu dilakukan pengujian pengaruh ragam laju pengadukan pada nisbah gabus PSpati 80:20. Juga perlu dilakukan analisis morfologi polipaduan dengan menggunakan mikroskop elektron payaran (SEM). DAFTAR PUSTAKA

Azhari CH, Wong SF. 2001. MorphologyMechanical Property Relationship of Polypropylene/Starch Blends. Pakistan Journal of Biological Sciences 4:693695.

Bikiaris D, Prinos, Panayiotou C. 1997. Effect of EAA and Starch on the Termooxidative Degradation of LDPE. Polymer Degradation and Stability 56:19.

Carraher CE. 2003. Polymer Chemistry: An Introduction Ed Ke-4. New York: Marcel Dekker. Chuah HH, Lin-Vien D, Soni U. 2001. Poly(trimethylene terepthalate) molecular weight and Mark-Houwink equation. Polymer 42:71377139.

Danusso F, Moraglio G. 1957. Some solution properties of isotactic and atactic polystyrenes. Journal of Polymer Science 24:161172.

Felani N. 2010. Sifat mekanis polipaduan polistirena-pati menggunakan zat pemlastis epoksida minyak jarak pagar. [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.Kaewtatip K, Tanrattanakul V. 2008. Preparation of cassava starch grafted with polystyrene by suspension polymerization. Carbohydrate Polymers 73:647655.

Kampeerapappun P. et al. 2007. Preparation of Cassava Starch/Montmorillonite Composite film. Carbohydrate Polymers 67:155164.Kemala T. 1998. Pengaruh Zat Pemlastis Dibutil Ftalat pada Polyblend Polistirena-Pati. [tesis]. Bandung: Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung.

Mark JE. 1999. Polymer Data Handbook. New York: Oxford University.

Nawang R. et al. 2001. Mechanical properties of sago starch-lled linear low density polyethylene (LLDPE) composites. Polymer Testing 20:167172.

Pimentel TAPF et al. 2007. Preparation and characterization of blends of recycled polystyrene with cassava starch. Journal of Material Sciences 42:75307536.

Raj B, Udaya SK, dan Siddaramaiah. 2004. Low Density Polyethylene Starch Blend Films For Food Packaging Applications. Advances in Polymer Technology 23:32-45.

Rosida A. 2007. Pencirian Polipaduan Poli(asam laktat) Dengan Polikaprolakton. [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Schlemmer D, Oliveira ER, Sales MJA. 2007. Polystyrene/thermoplastic Starch Blends with Different Plasticizers. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 87: 635638.

Shujun W, Jiugao Y, Jinglin Y. 2005. Preparation and Characterization of Compatible Thermoplastic Starch/polyethylene blends. Polymer Degradation and Stability 87:395401.

Siregar BA. 2009. Karakterisasi dan Biodegradasi Polipaduan (Styrofoam-Pati) dengan Poli(asam laktat) sebagai Bahan Biokompatibel. [skripsi]. Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

[TAPPI] Technical Association of the Pulp and Paper Industry. 1992. Tensile Breaking Strength and Elongation of Paper and Paperboard (Using Pendulum-Type Tester). Georgia: TAPPI; (TAPPI Standard: T404-CM-92).LAMPIRAN

Lampiran 1 Diagram alir penelitian

Lampiran 2 Data penentuan bobot molekul gabus PS

Waktu alir toluena (t0)

UlanganWaktu alir (detik)

17,52

27,67

37,44

Rerata7,54

Waktu alir gabus polistirena dalam pelarut toluena (t)

Konsentrasi larutan polimer (%b/v)0,10,20,30,4

Waktu alir (detik)7,888,308,989,55

7,918,278,879,55

7,828,398,859,60

Rerata7,878,328,909,57

Perhitungan untuk membuat grafik penentuan bobot molekul polimer

t0tsp = (t-t0)/t0Csp/C

7,547,870,04380,10180,4299

7,548,320,10340,20060,5157

7,548,900,18040,30440,5925

7,549,570,26920,40500,6648

Grafik hubungan konsentasi dengan viskositas tereduksi

Dari grafik di atas diperoleh persamaan garis: y = 0,7708x + 0,3558, R2 = 0,9980Titik potong pada sumbu y = viskositas intrinstik [] = 0,3558Bobot molekul gabus PS:

[] = KMva ( Mv = (/K)1/a K = 11,0 10-5 (ml/g), a = 0,725 (Danusso dan Moraglio 1957)Sehingga diperoleh, Mv = 4461 g/molLampiran 3 Lembaran polipaduan gabus PSpati

Lampiran 4 Data penentuan kuat tarik

Panjang spesimen awal = 180 mm

Faktor konversi: 1 kgf = 98,1 N

Sampel*Tebal (mm)Perpanjangan (mm)Persentasi PerpanjanganTegangan (kgf)Gaya (N)Kuat Tarik (MPa)Rerata kuat tarik (MPa)

Dengan Pemlastis

60:401,3105,56%5,3352,28734,02214,0221

1,3105,56%5,3352,28734,0221

65:35 1,1105,56%4,4443,55643,95974,1380

1,1105,56%4,8447,48044,3164

70:301,3105,56%5,9758,56574,50514,4183

1,3105,56%5,7456,30944,3315

75:25 1,2105,56%5,8857,68284,80694,6802

1,2105,56%5,5754,64174,5535

80:201,1105,56%5,2451,40444,67314,8560

1,1105,56%5,6555,42655,0388

Tanpa Pemlastis

60:40 1,3105,56%3,7336,59132,81472,8826

1,3105,56%3,9138,35712,9505

65:35 1,2105,56%4,8247,28423,94043,7564

1,2105,56%4,3742,86973,5725

70:30 1,2105,56%5,6655,52464,62714,0303

1,2105,56%4,2041,20203,4335

75:25 1,1105,56%4,5744,83174,07564,1960

1,1105,56%4,8447,48044,3164

80:20 1,1105,56%4,8147,18614,28964,4948

1,1105,56%5,2751,69874,6999

* komposisi gabus PS : pati (%)Contoh perhitungan:

%Perpanjangan =

Kuat tarik =

Lampiran 5 Data pengukuran bobot jenis

Suhu pada saat percobaan 28 CDI = 0,99623 g/mL

Da = 0,00125 g/mLSampelW0W1W2W3D

Dengan Pemlastis

60:4014,165214,168019,391419,39121,0728

65:3514,165214,167919,415019,41481,0758

70:3014,165214,167319,405919,40551,2303

75:2514,498414,502220,373020,37201,3516

80:2014,499014,500620,357220,35671,4485

Tanpa Pemlastis

60:4014,500314,515320,354520,35301,1068

65:3514,294114,294719,463319,46321,1952

70:3014,293814,294819,464919,46471,2450

75:2514,498414,499920,370420,37001,3580

80:2014,498414,500320,376420,37581,4555

100% gabus PS14,293814,295419,460219,45981,3279

Contoh perhitungan :

(b)

(a)

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Tg

Tg

Tg

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

EMBED ChemDraw.Document.6.0

Gabus polistirena

dilarutkan dalam diklorometana

Pati

dilarutkan dalam diklorometana

Ditambahkan poli(asam laktat)

Dicampurkan dan diaduk selama 3 jam

Dicetak di atas pelat kaca

Analisis bobot jenis

Analisis mekanik (kuat tarik)

Analisis termal (DSC)

80:20 Tanpa pemlastis

80:20 Tanpa pemlastis

PAGE

_1329663857.unknown

_1329674175.xlsChart3

4.02212.8826

4.1383.7564

4.41834.0303

4.68024.196

4.8564.4948

Dengan Pemlastis

Tanpa Pemlastis

Nisbah gabus PS-Pati

Kuat tarik (MPa)

Sheet2

Data Densitas

Densitas Polipaduan PS/Pati

SampelW0W1W2W3D

60:40 Dengan Pemlastis14.165214.168019.391419.39121.0728

65:35 Dengan Pemlastis14.165214.167919.415019.41481.0758

70:30 Dengan Pemlastis14.165214.167319.405919.40551.2303

75:25 Dengan Pemlastis14.498414.502220.373020.37201.3516

80:20 Dengan Pemlastis14.499014.500620.357220.35671.4485

60:40 Tanpa Pemlastis14.500314.515320.354520.35301.1068

65:35 Tanpa Pemlastis14.294114.294719.463319.46321.1952

70:30 Tanpa Pemlastis14.293814.294819.464919.46471.2450

75:25 Tanpa Pemlastis14.498414.499920.370420.37001.3580

80:20 Tanpa Pemlastis14.498414.500320.376420.37581.4555

100% PS14.293814.295419.460219.45981.3279

Suhu pada saat percobaan 28 C

D1 = 0.99623 g/mL

Da = 0.00125 g/mL

Nisbah gabus PS/PatiTanpa PemlastisDengan Pemlastis

60:401.10681.0728

65:351.19521.0758

70:301.24501.2303

75:351.35801.3516

80:201.45551.4485

Data Densitas

Tanpa Pemlastis

Dengan Pemlastis

Nisbah gabus PS/pati

Bobot Jenis (g/mL)

Kuat Tarik

DATA ANALISIS KUAT TARIK

Kode SampelSampelTebal (mm)Elongasi (mm)%ElongasiTegangan (Kgf)Gaya (N)Kekuatan Tarik (MPa)Rerata kuat tarik (MPa)

Dengan Pemlastis

F160:401.3105.56%5.3352.28734.02214.0221

1.3105.56%5.3352.28734.0221Nisbah Gabus PS/PatiDengan PemlastisTanpa Pemlastis

60:404.02212.8826

F265:351.1105.56%4.4443.55643.95974.138065:354.13803.7564

1.1105.56%4.8447.48044.316470:304.41834.0303

75:254.68024.1960

F370:301.3105.56%5.9758.56574.50514.418380:204.85604.4948

1.3105.56%5.7456.30944.3315

F475:251.2105.56%5.8857.68284.80694.6802

1.2105.56%5.5754.64174.5535

F580:201.1105.56%5.2451.40444.67314.8560

1.1105.56%5.6555.42655.0388

F660:401.3105.56%3.7336.59132.81472.8826

1.3105.56%3.9138.35712.9505

Tanpa Pemlastis

F765:351.2105.56%4.8247.28423.94043.7564

1.2105.56%4.3742.86973.5725

F870:301.2105.56%5.6655.52464.62714.0303

1.2105.56%4.2041.20203.4335

F975:251.1105.56%4.5744.83174.07564.1960

1.1105.56%4.8447.48044.3164

F1080:201.1105.56%4.8147.18614.28964.4948

1.1105.56%5.2751.69874.6999

Tebal (m)Panjang sampel (m)Gaya (N)Kuat Tarik (Pa)Rerata Kuat Tarik (MPa)

0.01300.210.5433199.020.0002

0.01300.210.5433199.02

0.01100.210.4526195.930.0002

0.01100.210.4934213.58

0.01300.210.6086222.920.000210^5 pa = 14.50 psi

0.01300.210.5851214.33

6896.5517241379

0.01200.210.5994237.850.0002

0.01200.210.5678225.311 psi = 6896.55 pascal

0.01100.210.5341231.230.0002

0.01100.210.5759249.33

0.01300.210.3802139.280.0001

0.01300.210.3986146.00

0.01200.210.4913194.970.0002

0.01200.210.4455176.77

0.01200.210.5770228.950.0002

0.01200.210.4281169.89

0.01100.210.4659201.670.0002

0.01100.210.4934213.58

0.01100.210.4903212.260.0002

0.01100.210.5372232.56

6896

14309.86133.03424

371025.5842

557038.4107

65400.0000

7020\

71009.8613

79209.8613

Kuat Tarik

Dengan Pemlastis

Tanpa Pemlastis

Nisbah gabus PS-Pati

Kuat tarik (MPa)

_1330457424.unknown

_1329664995.unknown

_1329032762.unknown

_1329149846.unknown

_1329314284.unknown

_1329032885.unknown

_1329032588.unknown