TEKNOLOGI POLIMER Industri Pertanian · C. Manfaat Polimer ... polimer sangat akrab dalam kehidupan...

TEKNOLOGI POLIMER

Industri Pertanian

OLEH :

Prof. Dr. Ir Bambang Admadi Harsojuwono

I Wayan Arnata, STP., MSi

2015

Teknologi Polimer

2

Teknologi Polimer Industri Pertanian

Cetakan: 1 – Denpasar

..................... Denpasar 2015

v: 277 hlm: 16 x 24 cm

ISBN:

Teknologi Polimer Industri Pertanian

Penulis

Bambang Admadi Harsojuwono, I Wayan Arnata

Desain Grafis

...............................

Tata Letak

................................

Penyunting

...................................

Hak Cipta pada penulis. Dilarang mengutip, memperbanyak, dan menerjemahkan sebagian atau seluruh isi buku ini tanpa ijin tertulis dari penulis.

Undang-Undang Nomor 19 Tahun 2000 tentang Hak cipta, Bab XII Ketentuan Pidana, Pasal 72, Ayat (1), (2) dan (6).

1. Barang siapa dengan sengaja dan tanpa Hak melakukan perbuatan sebagaimana dimaksud dalam pasal 2 Ayat (1), di Pidana dengan Pidana penjara masing-masing paling singkat 1 (satu) bulan dan / atau denda paling

Sekilas Tentang Polimer

3

sedikit Rp. 1.000.000,00 (Satu Juta Rupiah), atau Pidana penjara paling lama 7 (Tujuh) Tahun dan /atau denda paling banyak Rp. 5.000.000.000,00 (Lima milyar Rupiah).

2. Barang siapa dengan sengaja menyiarkan , memamerkan, mengedarkan atau menjual kepada Umum suatu ciptaan atau barang hasil pelanggaran Hak Cipta atau Hak Terkait sebagaimana dimaksud pada Ayat (1), di Pidana dengan Pidana Penjara paling lama 5 (Lima) Tahun dan / atau denda paling banyak Rp. 500.000.000,00 (Lima ratus juta rupiah).

3. Barang siapa dengan sengaja dan tanpa hak melanggar Pasal 24 atau Pasal 55 diPidana dengan Pidana Penjara paling lama 2 (Dua) tahun dan /atau denda paling banyak Rp. 150.000.000,00 (Seratus Lima puluh juta rupiah).

Hak menerbitkan pada ........................ Cetakan Pertama Juni 2015 Penerbit: ................................... Jl. ........................ Telp. ....................................... Mobile:+62..............................,

email: ....................................... Isi buku di luar tanggung jawab percetakan

Teknologi Polimer

4

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan Kehadirat Tuhan Yang

Maha Esa, karena hanya berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan buku ini, merupakan salah satu karya penulis untuk memberikan nuansa keilmuan bagi akademisi.

Buku ini saya beri judul Teknologi Polimer Industri Pertanian. Penulis menyadari bahwa banyak pihak yang telah membantu baik langsung maupun tidak langsung dalam memberikan motivasi, bimbingan. arahan, dan dorongan. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang tiada terhingga atas dorongan, perhatian, bantuan semua pihak yang telah membantu sehingga terselesainya buku ini.

Semoga Tuhan Yang Maha Esa memberikan balasan yang berlipat ganda kepada beliau semua, atas segala kebaikan yang telah penulis terima.

Penulis menyadari karya ini masih kurang sempurna. Oleh karena itu penulis bersedia untuk menerima kritik maupun saran demi sempurnanya buku ini.

..............,........................... 2015


5

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ………………………………………………… iii DAFTAR ISI ………………………………………………………….. v DAFTAR TABEL ............................................................................ viii DAFTAR GAMBAR ........................................................................ ix BAB I. SEKILAS TENTANG POLIMER ……………………… 1

A. Pengertian Polimer………………..………………..... 2 B. Sejarah Polimer …..……………………….............................

4 C. Manfaat Polimer ....................................................... 6 D. Dampak Polimer ………………………..................... 7 E. Industri Polimer ......................................................... 13 F. Rangkuman……........................................................ 14 G. Soal-soal latihan ........................................................ 15

BAB II. STRUKTUR, SIFAT DAN KLASIFIKASI POLIMER.. 16

A. Struktur Polimer ....................................................... 17 B. Sifat-sifat Polimer (kimia, fisik, mekanik, termal dll). 26 C. Klasifikasi Polimer ..................................................... 32 D. Rangkuman .............................................................. 38 E. Soal-soal latihan ....................................................... 38

BAB III. POLIMERISASI ............................................................. 40

A. Polimerisasi Adisi ...................................................... 42 B. Polimerisasi Kondensasi ........................................... 45 C. Kopolimerisasi ........................................................... 47 D. Komposit ................................................................... 49 E. Rangkuman .............................................................. 51 F. Soal-soal latihan ....................................................... 52

BAB IV. TEKNIK POLIMERISASI …………………………....... 53

A. Teknik Polimerisasi Homogen …………………....... 54 B. Teknik Polimerisasi Heterogen ……………….. ....... 56 C. Rangkuman .............................................................. 61 D. Soal-soal latihan ....................................................... 62

https://id.wikipedia.org/wiki/Manajemen_strategis#Posisi_strategis

https://id.wikipedia.org/wiki/Manajemen_strategis#Posisi_strategis

Teknologi Polimer

6

BAB V. DEGRADASI POLIMER ………………..................... 63

A. Degradasi secara non alami .................................. 64 B. Degradasi secara alami ......................................... 73 C. Rangkuman ........................................................... 78 D. Soal-soal latihan .................................................... 80

BAB VI. NON BIODEGRADABLE POLYMER ...................... 81

A. Polietilena (Polyethylene),……………………….... 81 B. Polipropilena (polypropylene) ………………......... 90 C. Polivinil Klorida (polyvinyl chloride) ....................... 93 D. polyethylene terephthalate .................................... 94 E. Polistiren (polystyrene) .......................................... 95 F. Polikarbonat (polycarbonate).. ………………….... 99 G. Polimer Akrilat ....................................................... 102 H. Poliester ................................................................. 102 I. Karet Sintetik ......................................................... 103 J. Polivinil Asetat ....................................................... 103 K. Nilon ...................................................................... 104 L. Rangkuman ........................................................... 105 M. Soal-soal latihan .................................................... 107

BAB VII. BIODEGRADABLE POLYMER ................................ 108

A. Pati ......................................................................... 108 B. Selulosa ................................................................. 112 C. Glikogen ................................................................ 113 D. Protein ................................................................... 115 E. Asam nukleat ......................................................... 120 F. Minyak / lemak ....................................................... 124 G. Kitin ........................................................................ 128 H. Kitosan ................................................................... 129 I. Karet ...................................................................... 130 J. Wool ....................................................................... 135 K. Jaring laba-laba ...................................................... 137 L. Sutera ..................................................................... 139 M. Protopektin ............................................................. 141 N. Karagenan .............................................................. 143 O. Glukomanan ........................................................... 151 P. Eucheuma cottonii .................................................. 155 Q. Rangkuman ............................................................ 158 R. Soal-soal latihan ..................................................... 161

BAB VIII. APLIKASI TEKNOLOGI POLIMER ........................ 163

http://id.wikipedia.org/wiki/Polyethylene

http://id.wikipedia.org/wiki/Polypropylene

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Polyvinyl_chloride&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Polyethylene_terephthalate&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Polystyrene

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Polycarbonate&action=edit&redlink=1


7

A. Teknologi biodegradable dan nonbiodegradable polymer dalam industri pangan ............................. 166

B. Teknologi biodegradable dan nonbiodegradable polymer dalam industri kemasan .......................... 176

C. Teknologi biodegradable dan nonbiodegradable polymer dalam industri aroma dan parfum ........... 190

D. Teknologi biodegradable dan nonbiodegradable polymer dalam industri tekstil ................................ 199

E. Teknologi biodegradable dan nonbiodegradable polymer dalam industri kertas .............................. 209

F. Teknologi biodegradable dan nonbiodegradable polymer dalam industri perekat ............................. 218

G. Teknologi biodegradable dan nonbiodegradable polymer dalam industri kesehatan ......................... 221

H. Teknologi Biodegradable dan Nonbiodegradable Polymer dalam Industri Cat .................................... 223

I. Teknologi Biodegradable dan Nonbiodegradable Polymer dalam Industri Kabel ................................ 224

J. Rangkuman ............................................................ 227 K. Soal-soal latihan ..................................................... 229

BAB IX. PENGUJIAN POLIMER ................................................ 230 A. Kehilangan Massa dan Degradabilitas Polimer .. 232 B. Analisis Gugus Fungsi Polimer dengan FTIR

(Fourier Transform Infrared) ................................ 234 C. Analisis Sifat Termal Polimer dengan DTA

(Differential Thermal Analysis) ............................ 238 D. Analisis Kristalinitas Polimer dengan Teknik XRD

(X-Ray Diffraction) ............................................... 241 E. Pengamatan Permukaan Polimer dengan SEM

(Scanning Electron Microscopy) .......................... 245 F. Difference Scanning Colorimetry (DSC) .............. 248 G. Analisis Uji Mekanik ............................................. 249 H. Kandungan Gel (derajat sambung silang) ........... 250 I. Amplifikasi DNA Menggunakan Metode

Polymerase Chain Reaction (PCR) ..................... 251 J. Rangkuman .......................................................... 253 K. Soal-soal latihan ................................................... 255

DAFTAR PUSTAKA ................................................................... 256

Teknologi Polimer

8

DAFTAR TABEL Tabel 1. Produksi polimer pada berbagai Negara (dalam

ribuan ton) .............................................. 6

Tabel 2. Pemberian beberapa nama polimer menurut sumber monomernya dan IUPAC ...................... 21

Tabel 3. Berbagai jenis kopolimer .................................... 22

Tabel 4. Contoh Polimer Alam ......................................... 33

Tabel 5. Pertimbangan Pemilihan Komposit .................... 51

Tabel 6. Komposisi dan kondisi reaksi beberapa sistem polimerisasi suspensi ........................................ 61

Tabel 7. Karakteristik Polietilen ........................................ 84

Tabel 8. Kekuatan Tarik, Tekan dan Lentur Bahan Polimer ................................................................ 86

Tabel 9. Karakteristik HDPE dan sifat fisika, kimia HDPE 87

Tabel 10. Sifat Fisika Dan Mekanika HDPE ........................ 87

Tabel 11. Kegunaan berbagai senyawa sitronelil ester dan geranil ester ......................................................... 194

Tabel 12. Komposisi dalam satu metrik ton kertas .............. 210


9

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Beberapa benda yang terbuat dari material polimer sintetik ........................................................................ 4

Gambar 2. Struktur (Pola) pecahan molekul selulosa .................. 17

Gambar 3. Struktur Glukosa ......................................................... 18

Gambar 4. Struktur polimer linier .................................................. 34

Gambar 5. Struktur polimer bercabang ......................................... 35

Gambar 6. Struktur Polimer berikatan silang ................................................ 35

Gambar 7. Reaksi Polimerisasi polipeptida dari asam amino ...... 41

Gambar 8. Reaksi Polimerisasi polivinilklorida dari vinilklorida ... 42

Gambar 9. Polimerisasi Kondensasi nilon 66 .............................. 46

Gambar 10. Proses pembuatan Nilon 66 di laboratorium .............. 46

Gambar 11 : Proses radikal bebas pada tekanan tinggi untuk menghasilkan LDP (Low Density Polyethylene).......... 56

Gambar 12. Diagram alir polimerisasi suspensi untuk pembuatan methyl methacrylate ................................................... 59

Gambar 13. Jalur Perubahan Naftalen Menjadi Katekol oleh Bakteri ........................................................................ 76

Gambar 14. Reaksi Polimerisasi etilena ......................................... 83

Gambar 15. Simbol HDPE .............................................................. 86

Gambar 16. Bentuk Struktur Propilena ........................................... 90

Gambar 17. Polipropilena (a) isotaktik (b) sindiotaktik (c) ataktik . 92

Gambar 18. Mekanisme rekasi polimerisasi polistiren ................... 97

Gambar 19. Reaksi Polimerisasi .................................................... 98

Gambar 20. Struktur polistiren ataktik dan sindiotaktik ................. 98

Gambar 21. Struktur polimer polikarbonat (Sun, 2003) .................. 101

Teknologi Polimer

10

Gambar 22. Granula pati ................................................................. 109

Gambar 23. Struktur amilosa ........................................................... 110

Gambar 24. Struktur amilopektin ..................................................... 110

Gambar 25. Struktur Kimia Selulosa ............................................... 112

Gambar 26. Struktur DNA ............................................................. 122

Gambar 27. Struktur tersier ........................................................... 123

Gambar 28. Proses denaturasi ...................................................... 124

Gambar 29. Struktur kimia lemak (triasilgliserol) ........................... 125

Gambar 30. Struktur kimia kitin........................................................ 129

Gambar 31. Struktur Kitosan ........................................................... 130

Gambar 32. Struktur trans 1,4-poliisoprena ................................... 132

Gambar 33. Struktur cis 1,4-poliisoprena ....................................... 132

Gambar 34. Jaring Laba-laba.......................................................... 139

Gambar 35. Struktur Kimia Kappa Karagenan ............................... 144

Gambar 36. Struktur kimia Iota Karagenan .................................... 145

Gambar 37. Struktur Kimia Lamda Karagenan .............................. 145

Gambar 38. Pola kerja pembentukan gel karagenan...................... 146

Gambar 39. Rumus Molekul Glukomannan..................................... 152

Gambar 40. Eucheuma cottonii (a: basah, b: kering) ..................... 156

Gambar 41. Selulosa rumput laut ................................................... 158

Gambar 42. Rumus kimia minyak daun cengkeh ........................... 191

Gambar 43. Rumus kimia minyak sereh ......................................... 193

Gambar 44. Rumus kimia minyak permen ...................................... 195

Gambar 45. Contoh Wol pendek dan panjang ................................ 202

Gambar 46. Serat Sutra .................................................................. 202

Gambar 47. Serat polyester ............................................................. 207

Gambar 48. Gugus kimia lignin ....................................................... 211


11

Gambar 49. Rumus bangun selulosa .............................................. 212

Gambar 50. Termogram DTA untuk polimer semikristalin ............. 240

Gambar 51. Penentuan temperatur transisi gelas .......................... 241

Gambar 52. Untai DNA mengalami denaturasi ............................... 252

Teknologi Polimer

12

SEKILAS TENTANG

POLIMER

Polimer adalah makromolekul yang terdiri dari susunan berulang ratusan bahkan ribuan monomer. Oleh karena itu polimer mempunyai massa molekul relatif sangat besar. Tanpa disadari polimer sangat akrab dalam kehidupan kita sehari, karena bahan-bahan dan perlengkapan yang kita gunakan seperti plastik, botol, pakaian, peralatan rumah tangga dan lain-lain ternyata terbuat dari polimer.

Polimer dapat dibagi menjadi dua macam ialah jenis plimer yang berasal dari alam dan polimer buatan (sintetik). Polimer yang berasal dari alam yang telah dikenal dan dimanfaatkan antara lain sutra, damar, wol, kapas dan masih banyak yang lainnya. Sedangkan polimer sintetik antara lain nilon, tekstil poliester, botol susu bayi dari plastik polietilena, ban mobil dari karet dan lain-lain.

BAB I


13

Polimer sintetik sendiri mulai dikenal tahun 1925 dan teknologinya mulai berkembang pesat pada tahun 1955 setelah Staudinger melalui hipotesis makromolekul mendapat hadiah Nobel.

Banyaknya variasi dari polimer dan luasnya cakupan polimer, sangat menarik untuk dipelajari lebih jauh, sehingga dibutuhkan pengetahuan tentang konsep dasar polimer. Bab ini, akan membahas lebih jauh tentang pengertian polimer, sejarah polimer, manfaat polimer dan dampak polimer.

A. Pengertian Polimer

Menurut Billmeyer (1971), polimer (poly=banyak, meros = bagian) merupakan molekul yang berukuran besar (makromolekul) yang tersusun atas rangkaian berulang yang saling berkaitan membentuk ikatan kovalen. Unit ulang pada polimer, biasanya ekivalen dengan monomer, yaitu bahan dasar polimer tersebut.

Panjang rantai polimer diukur dari jumlah unit ulang yang terdapat pada rantai, umumnya dikenal sebagai derajat polimerisasi (DPn). Panjang rantai dari suatu polimer berbeda-beda. Oleh karena itu, berat molekul suatu polimer tidak dapat ditentukan secara pasti. Berat molekul polimer biasanya diambil berdasarkan rata-rata berat molekul ( wM ) atau berat molekul rata-rata jumlah ( nM ). Berat molekul polimer yang biasa digunakan sebagai plastik, karet atau serat berkisar antara 10.000 sampai 1.000.000 (Billmeyer,1971).

Polimer lebih dikenal sebagai plastik dan bahan karet. Pada umumnya, polimer merupakan senyawa kimia organik yang didasarkan pada karbon, hidrogen dan elemen bukan logam (O, N, dan Si). Selain itu, polimer memiliki struktur molekul yang sangat besar. Polimer alam memiliki rantai karbon utama berupa rantai karbon C. Jenis polimer yang terkenal adalah polietilena (PE), nilon, poli vinil klorida (PVC), polikarbonat (PC), polistirena (PS), dan karet silikon. Bahan-bahan ini biasanya memiliki

Teknologi Polimer

14

kepadatan rendah, sedangkan karakteristik mekanik mereka umumnya berbeda dengan logam dan bahan keramik.

Istilah polimer memang lebih identik dengan plastik, namun polimer itu sendiri pada dasarnya tersusun atas berbagai level material baik yang berasal dari alam maupun buatan (sintetik) yang mempunyai sifat dan manfaat yang bermacam-macam. Material polimer yang bertasal dari alam misalnya wol dan kapas sudah banyak dipakai sejak ratusan tahun yang lalu. Contoh lain polimer alami adalah selulosa yang ditemukan pada tumbuhan. Selulosa adalah polisakarida yang terjadi secara alami pada tumbuhan dan merupakan bahan dasar pembuatan kertas. Pada proses biologi protein dan asam nukleat mempunyai peran yang penting, dimana protein dan asam nukleat merupakan biopolimer.

Pengembangan terhadap penemuan polimer alam ditujukan pada suatu aplikasi dalam kaitannya untuk menggantikan peran polimer sintetik yang cenderung sulit untuk mengalami biodegradasi. Hewan laut terutama yang termasuk ke dalam golongan crustacea seperti kepiting dan udang, merupakan salah satu dari berbagai jenis organisme yang bermanfaat sebagai polimer alam. Telah ditemukan bahwa kulit dari hewan jenis ini sebagian besar tersusun dari suatu jenis polimer golongan polisakarida yang dikenal dengan nama kitin.

Pemakaian polimer sintetik sebagai bahan dasar (material), menunjukkan perkembangan yang sangat pesat, salah satu contohnya adalah plastik. Plastik menjadi bahan pilihan yang banyak diminati dan dikembangkan karena memiliki beberapa keunggulan antara lain adalah tahan air, ringan, transparan dan harganya yang relatif murah. Akan tetapi plastik yang merupakan polimer sintetik dan saat ini banyak dipakai dalam berbagai kebutuhan hidup pada kenyataannya berasal dari bahan kimia yang tidak dapat terdegradasi (diuraikan) oleh mikroorganisme di lingkungan. Jika mikroorganisme tidak mampu menguraikan material ini, maka akan menimbulkan masalah yang serius yaitu sampah. Selain itu polistiren merupakan salah satu macam polimer buatan (sintetik) yang banyak dipakai, dimana material ini

http://id.wikipedia.org/wiki/Plastik


15

dipakai sebagai bahan pembungkus makanan, insolator listrik, mainan anak dan Styrofoam. Polistiren mengandung monomer stiren yang murah dan mudah didapat, akan tetapi polistiren sulit terdegradasi oleh mikroorganisme di alam. Oleh karena itu perlu dilakukan modifikasi terhadap polimer sintetik agar diperoleh polimer yang dapat terdegradasi.

Gambar 1. Beberapa benda yang terbuat dari material polimer sintetik

Berdasarkan sifatnya ketika dipanaskan, polimer dapat dibagi menjadi polimer termoplastik dan termoset. Polimer termoplastik adalah polimer yang ketika dipanaskan akan mengalami pelelehan dan dapat dibentuk sesuai pola yang diinginkan. Sedangkan, polimer termoset adalah polimer yang tidak mengalami pelelehan ketika dipanaskan. Polimer termoset tidak dapat didaur ulang sedangkan polimer termoplastik dapat didaur ulang.

B. Sejarah Polimer

Kimiawan Swedia Berzelius pada tahun 1833 untuk pertama kalinya menggunakan kata polimer. Para ilmuwan pada abad 19 menggunakan makromolekul, tetapi mereka tidak memahami pengetahuan sebenarnya tentang strukturnya. Saat mereka telah mengomersilkan beberapa macam polimer yang berasal dari alam yang sudah dimodifikasikan. Seperti misalnya

Teknologi Polimer

16

selulosa nitrat dipasarkan dengan nama-nama ”guncotton” dan ”celluloid” (Stevens, 2001)

Beberapa puluh tahun terakhir ini industri polimer (polimer sintetik) baru dikembangkan. Perkembangan industri polimer diawali ketika vulkanisasi berhasil ditemukan pada tahun 1839 oleh Charles Goodyear berasal dari Amerika Serikat. Sejak saat itu mulai dikembangkan bermacam-macam modifikasi terhadap polimer, antara lain dikembangkan selulosa yang dimodifikasi dengan asam nitrat (1870), damar fenolik (1907), polifenol etena atau polistirena (1930), polietena atau polietilena (1933).

Dari penemuan tersebut, dilakukan berbagai terobosan baru untuk menciptakan bermacam-macam sistem polimer baru atau mengembangkan sistem polimer yang telah ada sehingga dihasilkan berbagai produk industri yang bermacam-macam seperti saat ini. Hingga tahun 1970-an telah lebih 25 produk industri yang dihasilkan dan kapasitasnya sudah sampai 2 juta m3 per tahun pada tahun 1980-an, melebihi produksi kayu dan baja. Perkembang industri polimer yang sangat pesat memberi dampak positif terhadap jumlah pengangguran. Dimana industri polimer ini tenaga kerja yang bisa diserap cukup banyak. Selain itu bahan polimer ini sangat disukai karena sifatnya yang karakteristik. Sifat-sifat karakteristik yang dimiliki polimer antara lain:

Ø Mudah diolah pada suhu rendah untuk menghasilkan bermacam-macam produk dan biaya yang dibutuhkan murah.

Ø Rasio volumenya ringan (kecil) Ø Mempunyai sifat yang elastis dan plastis sehingga berguna

untuk bahan komponen khusus. Ø Kestabilan dimensinya tinggi sehingga berat molekulnya besar Ø Awet yaitu tidak mudah rusak dan tahan korosi pada

lingkungan yang agresif.


17

Ø Mempunyai sifat penghambat yang baik (isolator) pada listrik dan panas.

Perkembangan ekonomi suatu negara turut dipengaruhi oleh berkembangnya industri polimer. Dimana bila pemakaian polimer semakin besar maka perkembangan ekonomi pada negara tersebut semakin pesat. Penggunaan bahan polimer di berbagai Negara ditampilkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Produksi polimer pada berbagai negara (dalam ribuan ton)

Negara Polimer 1976 1977 1978 1979

Kanada Poli(etena) 300,9 345,0 477,5 591,0

Poli(feniletena) - 90,5 - 119,7

Poli(kloroetena) 75,9 00,7 98,7 152,4

Jepang Poli(etena) 1392 1467 1767 2165

Poli(feniletena) 876 900 1032 1227

Poli(kloroetena) 1004 1030 1204 1583

Inggris Poli(etena) 473,1 487,2 427,3 459,9

Poli(feniletena) 238,6 228,6 184,2 220,4

Poli(kloroetena) 415,9 385,1 409,1 425,0

Jerman Poli(etena) 1466,9 1431,1 1518,6 1587,6

Poli(feniletena) 962,9 894,9 1003,8 1085,9

Amerika Serikat

Poli(etena) 4054,2 4591,7 5130 5807,4

Poli(feniletena) 2139,1 2382,7 2595,9 2775,5

Sumber: Cowd, 1991 (dalam usupress.usu.ac.id)

C. Manfaat Polimer

Teknologi Polimer

18

Dewasa ini, polimer merupakan salah satu ‘bahan teknik’ yang penting untuk keperluan konstruksi atau suku cadang, disamping bahan konvensional lainnya seperti logam dan keramik. Sebagai ‘polimer komoditas’, yaitu bahan polimer yang digunakan pada pembuatan barang keperluan konsumen, misalnya untuk peralatan rumah tangga, mainan, alat kantor, dan sebagainya, volume kebutuhannya semakin meningkat. Selain daripada itu, bahan polimer telah dimodifikasi secara fisiko-kimiawi menjadi bahan khusus dengan karakteristik tertentu seperti untuk pembuatan peralatan kesehatan dan komponen elektronika.

Bahan polimer khusus termodifikasi ini, yang walaupun volume produksinya kecil, harganya dapat mencapai puluhan kali harga polimer komoditas. Karena latar belakang kebutuhan diatas, industri bahan polimer kini telah berkembang pesat mencapai pertumbuhan sampai 7% per tahun. Sampai tahun 1980-an industri tersebut telah memperkenalkan berbagai bahan polimer teknik, yang pada berbagai penggunaannya, bahan polimer tersebut telah menggantikan peranan bahan-bahan lain. Sebagai salah satu contoh, dalam dunia industri pipa distribusi air dan gas, bahan baja, besi, tembaga dan keramik telah digantikan oleh polipropilena dan polivinil klorida yang lebih murah dan mudah diperoleh (Wirjosentono, 1998).

D. Dampak Polimer

Sekitar 50 tahun yang silam dimana plastik saat itu mulai digunakan, saat ini pada kehidupan manusia plastik merupakan produk yang tidak bisa dipisahkan lagi. Dalam satu tahun penduduk dunia diperkirakan menggunakan 500 juta sampai 1 miliar kantong plastik. Artinya dalam 1 menit penduduk dunia menggunakan 1 juta kantong plastik dan untuk membuatnya


19

diperlukan 14 juta pohon yang harus ditebang dan 12 juta barel minyak per tahun

Industri polimer sintetik yang berkembang sangat pesat membuat hidup kita selalu dimudahkan dan dinyamankan oleh produk-produk yang dihasilkan. Inilah salah satu ciri munculnya jaman modern, akan tetapi di sisi lain terungkap dampak negatif dari kemudahan dan kepraktisan yang diberikan oleh produk tersebut yaitu terjadinya peningkatan sampah.

Pemakaian plastik dalam jumlah besar menyebabkan jumlah sampah semakin besar pula. Hal ini dikarenakan plastik bukan merupakan senyawa biologis, dimana plastik mempunyai sifat yaitu sulit diuraikan (non-biodegradable). Untuk bisa terurai dengan sempurna dibutuhkan waktu 100-500 tahun. Sampah plastik menyebabkan pencemaran pada air, tanah, laut dan udara.

Sampah plastik merupakan masalah yang sangat serius di seluruh penjuru dunia. Di dunia ini pada sektor pertanian saja tiap tahunnya bisa mencapai 100 juta ton. Apabila sampah itu dihamparkan, maka akan mampu menyelimuti bumi ini hingga 10 kali lipat. Kita telah mengetahui bahwa plastik mempunyai struktur yang kuat dan susah terurai oleh mikroorganisme tanah. Sebab itu kita sering kali membakar plastik untuk mengatasi pencemaran tanah dan air di lingkungan kita. Akan tetapi kita tidak menyadari bahaya yang dapat mengancam kesehatan jika plastik-plastik tersebut dibakar. Jika plastik dibakar mengeluarkan asap yang bersifat toksik dan bila terhirup bisa menggangu kesuburan sperma. Selain itu hasil pembakaran PVC akan mengeluarkan DEHA, dimana DEHA adalah zat yang menyebabkan gangguan keseimbangan hormon estrogen pada manusia dan menyebabkan

Teknologi Polimer

20

bayi-bayi lahir dalam kondisi cacat karena mengalami kerusakan kromosom.

Disamping itu dampak negatif yang ditimbulkan oleh industri polimer, sebaiknya menjadi pertimbangan bagi pekerja-pekerja wanita terutama pada industri plastik, getah, dan tekstil. Karena acap kali adanya kasus kematian bayi dalam kandungan dan bayi yang berukuran kecil. Beberapa penelitian dilakukan untuk mengetahui dampak dari industri polimer ini dan kajian pada tahun 2002 di Malaysia terhadap ibu-ibu sebanyak 2,096 orang dan bapak-bapak sebanyak 3,170 orang dan hasilnya menunjukkan bahwa 80% wanita beresiko mengalami kematian bayi dalam kandungan bila mereka bekerja pada industri plastik dan getah, sedangkan 90% wanita beresiko mengalami kematian bayi dalam kandungan jika suaminya bekerja pada industri plastik, pewarna tekstil dan formaldehida.

Agar tidak bersifat kaku dan rapuh kebanyakan plastik seperti PVC diberi bahan pelembut (plasticizers). Bahan pelembut ini merupakan ester turunan dari asam ftalat. Misalnya untuk mengepak dan memproses makanan dipakai jenis epoxidized soybean oil (ESBO), di(2-ethylhexyl)adipate (DEHA) dan bifenil poliklorin (PCB). Sedangkan untuk industri pengepakan film dipakai acetyl tributyl citrate (ATBC) dan di(-2ethylhexyl) phthalate (DEHP) (Sheftel, 2000).

Ternyata pemakaian bahan pelembut menyebabkan munculnya masalah kesehatan. Misalnya bahan pelembut jenis PCB, saat ini telah dilarang dipakai karena menyebabkan kanker pada manusia (karsinogenik) dan kematian jaringan. Di Jepang, menyebabkan penyakit yusho karena keracunan PCB. Ciri-ciri


21

keracunan ini kaki dan tangan lemas, muncul benjolan-benjolan, gangguan perut dan terjadi pigmentasi pada kulit. Pada wanita hamil bisa menyebabkan kematian bayi dalam kandungan atau bayi lahir pada kondisi cacat.

Bahan pelembut lain yang juga menimbulkan masalah ialah jenis DEHA. Menurut penelitian di Amerika Serikat, dimana plastik PVC yang memakai bahan pelembut DEHA menyebabkan terjadinya kontaminasi pada makanan, dengan cara jika makanan bersentuhan dengan produk tersebut maka bahan pelembut akan ditransfer pada makanan tersebut. Dari data di AS tahun 1998 menyatakan keju yang dibungkus memakai plastik PVC mengandung DEHA konsentrasi tinggi yaitu 300 kali lebih tinggi dari ambang batas maksimal DEHA yang ditentukan oleh FDA/ badan pengawas obat makanan AS) (Awang MR, 1999).

DEHA memiliki ciri yang hampir sama dengan hormon kewanitaan pada manusia (hormon estrogen). Berdasar hasil uji pada hewan, menyatakan bahwa DEHA mampu merusak sistem peranakan dan menyebabkan janin cacat, disamping itu juga menyebabkan kanker hati (Awang MR, 1999). Walaupun pada manusia DEHA ini dampaknya belum diketahui secara pasti, tetapi dari hasil penelitian pada hewan sudah sepatutnya menjadikan kita lebih berhati-hati.

Badan Pengawas Obat dan Makanan Eropa dalam kaitannya dengan kontaminasi makanan yang disebabkan oleh DEHA telah berupaya untuk menetapkan ambang batas aman DEHA untuk dikonsumsi ialah maksimal 18 bpj (bagian per sejuta) jika melebihi ketentuan tersebut dianggap berbahaya untuk dikonsumsi.

Teknologi Polimer

22

Melihat dari dampak negatif dan berbahayanya DEHA bagi kesehatan, kita harus berupaya menghindari kontaminasi DEHA pada makanan yang dikonsumsi. Untuk itu kita harus memperkecil pemakaian pembungkus makanan yang mengandung bahan pelembut dan memilih pembungkus yang tidak ada bahan pelembutnya, misalnya daun pisang, daun jati (pembungkus dari bahan alami) atau plastik yang terbuat dari polietilena

Selain pemakaian pelembut pada plastik, kontaminasi zat warna plastik untuk makanan perlu dicermati pemakaiannya dalam industri makanan tersebut. Misalnya untuk pembungkus makanan seperti gorengan dan lain-lain sebaiknya tidak menggunakan kantong plastik hitam (kresek). Berdasarkan penelitian Made Arcana (2003), zat warna hitam pada kantong plastik (kresek) ini bila terkena panas (misalnya berasal dari gorengan) akan terurai menjadi bentuk radikal bebas. Bentuk radikal ini akan menjadi zat beracun dan bereaksi dengan cepat pada makanan. Semula zat warna ini memang tidak bersifat racun akan tetapi senyawa ini akan berubah menjadi racun bila terkena panas. Hal ini disebabkan adanya bentuk radikal bebas, dimana senyawa ini mempunyai 1 (satu) elektron tak berpasangan yang tidak stabil dan dapat menjadi sangat reaktif sehingga sangat membahayakan kesehatan. Hal ini akan mengakibatkan tidak terkontrolnya perkembangan sel tubuh contohnya pada penyakit kanker. Akan tetapi penyebab timbulnya kanker ini harus dibuktikan dulu, apakah memang akibat plastik tersebut atau makan makanan yang tercemar kantong plastik beracun. Oleh karena itu terjadinya kanker ditentukan oleh banyak faktor, misalnya seberapa sering orang tersebut mengonsumsi makanan yang tercemar, kualitas plastik dan makanan, faktor genetik dan


23

sistem kekebalan tubuh. Jika bahan beracun itu terakumulasi terus menerus bisa menimbulkan kanker.

Jenis polimer lainnya yang banyak dipakai untuk bungkus makanan atau keperluan lainnya yang juga menyebabkan masalah adalah Styrofoam. Prof Dr Hj Aisjah Girindra seorang ahli biokimia Departemen Biokimia FMIPA-IPB pada tahun 1986 mengadakan penelitian di AS, dari hasil penelitiannya diketahui bahwa orang Amerika 100% jaringan lemaknya mengandung styrene yang berasal dari styrofoam. Penelitian lanjutan dilakukan 2 tahun kemudian dan hasilnya menyatakan bahwa kandungan styrene telah sampai ambang batas yang dapat menimbulkan gejala gangguan saraf.

Hal yang sangat mengejutkan dan memprihatinkan adalah pada penelitian di New Jersey ditemukan bahwa styrene telah mengkontaminasi 75% air susu ibu (ASI). Hal ini karena waktu makan makanan ibu-ibu memakai wadah styrofoam. Pada penelitian ini menyatakan pula styrene ini dapat berpindah/migrasi dari ibu hamil ke janin melalui plasenta. Jika hal ini berlangsung terus dalam waktu lama dapat menimbulkan penumpukan styrene pada tubuh, selanjutnya dapat mengakibatkan timbulnya gejala saraf misalnya gelisah, rasa lelah, anemia dan susah tidur. Disamping itu styrofoam dapat menimbulkan gangguan pada sistem reproduksi, penyebab kemandulan atau penurunan kesuburan. Jika anak-anak sering mengonsumsi styrene dapat menyebabkan hilangannya kreativitas, bersikap pasif dan yang lebih berbahaya yaitu bisa .menyebabkan kanker.

Bahan lain yang juga berbahaya adalah zat tambahan lain yang membuat mainan plastik menjadi lentur adalah ftalat.

Teknologi Polimer

24

Berdasar uji ilmiah oleh para pakar kesehatan di Uni Eropa menyatakan bahwa bahan kimia jenis ftalat ternyata adalah salah satu jenis zat yang berbahaya yang dapat menimbulkan infeksi pada hati dan ginjal. Sebab itu komisi Eropa mengeluarkan larangan pemakaian ftalat untuk mainan anak-anak.

Pemakaian tissue ternyata juga menimbulkan ancaman bagi kesehatan manusia. Kegiatan yang tanpa sadar sering kita lakukan atau mungkin karena memang kita tidak tahu. Misalnya bila kita akan makan makanan yang masih panas (gorengan) atau supaya minyak dari gorengan tidak mengotori tangan, kita melapisi makanan tersebut dengan kertas tissue, ternyata ini bisa mengancam kesehatan kita. Karena kertas tissue yang kita pakai mengandung zat kimia bisa berpindah ke makanan yang dilapisi. Bahan tersebut adalah pemutih klor yang biasanya dipakai pada pembuatan kertas tissue supaya Nampak lebih putih. Bahan ini menyebabkan kanker karena punya sifat karsinogenik. Maka dari itu makanan yang panas atau berlemak tidak boleh dilapisi tissue.

E. Industri Polimer

Penggunaan polimer pada bidang industri begitu besar seperti yang digunakan dalam industri rumah tangga, otomotif, pesawat terbang dan lain sebagainya.

Penggunaan polimer sudah berlangsung berabad-abad yang lalu dalam bentuk aspal, minyak bumi, damar, permen karet dan lain-lain. Sedangkan perkembangan industri polimer modern sendiri baru dimulai pada masa revolusi industri. Ini berawal sekitar akhir 1830-an ketika Charles Goodyear berhasil membuat sebuah karet alami yang bermanfaat melalui proses “vulkanisasi”.


25

Setelah melalui proses yang cukup panjang 40 tahun kemudian Celluloid berhasil dikomersialisasikan. Celluloid adalah sebentuk plastik keras dari nitrocellulose. Pada tahun 1930-an vinyl, neoprene, polystyrene dan nilon mulai diperkenalkan dan inilah awal keberhasilan berbagai penelitian dalam hal polimer yang terus berkembang hingga saat ini.

Dalam kehidupan saat ini, polimer yang banyak digunakan ada enam jenis, antara lain polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polystyrene dan polycarbonate. Masing-masing polimer tersebut memiliki ketahanan panas dan sifat degradasi, cahaya dan kimia.

F. Rangkuman

Polimer adalah molekul besar yang tersusun secara berulang dari molekul molekul kecil yang saling berikatan.

Polimer dapat dibagi menjadi dua macam yaitu polimer yang berasal dari alam dan polimer buatan (sintetik). Polimer alam yang telah dikenal dan dimanfaatkan antara lain sutra, damar, wol, kapas dan masih banyak yang lainnya. Sedangkan polimer sintetik antara lain nilon, tekstil poliester, botol susu bayi dari plastik polietilena, ban mobil dari karet dan lain-lain. Polimer sintetik sendiri mulai dikenal tahun 1925 dan teknologinya mulai berkembang pesat pada tahun 1955 setelah Staudinger melalui hipotesis makromolekul mendapat hadiah Nobel.

Dampak dari berkembangnya polimer adalah 1) Jumlah sampah plastik yang besar akibat konsumsi plastik yang berlebihan akan mencemari tanah, air, laut, bahkan udara. 2) terganggunya kesehatan bagi manusia tanpa disadari. 3) Bagi wanita pekerja dalam industri plastik dan tekstil seringkali mengalami keguguran atau ketidaknormalan ukuran bayi yang








Teknologi Polimer

26

dilahirkan . 4) Terjadinya kontaminasi zat warna plastik dalam makanan bila terkena panas (misal: gorengan panas yang langsung dimasukkan plastik) bisa terdegradasi menjadi bentuk zat radikal yang bersifat racun akibatnya dapat menimbulkan penyakit seperti penyakit kanker. 5) dapat mengganggu sistem reproduksi yang berakibat kemandulan. 6) Konsumsi styrene yang terlalu sering seorang anak bisa kehilangan kreativitas dan pasif.

Industri Polimer berkembang pada saat ditemukannya vulkanisasi oleh Charles Goodyear tahun 1839. Industri Polimer banyak digunakan sebagai plastik, pipa, otomotif, elektronik dan pabrik serta rumah tangga.

G. Soal-soal latihan

1. Jelaskan pengertian Polimer? 2. Berikan contoh barang/komoditi polimer? 3. Jelaskan bagaimana Industri Polimer berkembang

berkembang? 4. Jelaskan manfaat Polimer ? 5. Jelaskan dampak polimer bagi kehidupan? 6. Sebutkan dan jelaskan Industri Polimer ?


27

STRUKTUR, SIFAT DAN

KLASIFIKASI POLIMER

Struktur serta massa molekul menentukan sifat-sifat

polimer, dengan mengetahui sifat-sifat polimer maka penggunaan polimer dapat lebih optimal. Berkaitan dengan polanya ada tiga faktor utama yang mempengaruhi sifat dari suatu polimer yaitu komposisi dari kimiawinya, pola rantainya dan jajaran rantai-rantainya pada hasil/produk akhirnya. Faktor-faktor tersebut akan mempengaruhi kekuatannya, titik leleh, kelenturannya, kemampuan melarut dan pengaruh panas terhadap polimer, sedangkan untuk massa molekul dari polimer mempengaruhi kemampuan melarut dari polimer, mudah tidaknya pencetakan, dan lelehan larutan (kekentalan) suatu polimer. Untuk itu perlu pengetahuan tentang keterkaitan antara sifat dan pola polimer, dan kemampuan membentuk pola polimer yang cocok dengan sifat yang dikehendaki adalah hal yang penting untuk

BAB II

Teknologi Polimer

28

perkembangan dalam industry polimer. Bab ini akan membahas dengan lebih mendalam mengenai polimer dari sisi struktur (pola), sifat dan klasifikasinya. H. Struktur Polimer

Dalam mempelajari pola polimer bisa dilakukan dengan memilah-milah monomer penyusun polimer secara berulang. Sebab polimer adalah suatu molekul yang besar, oleh sebab itu untuk memudahkan pemahaman biasanya polimer ditunjukkan hanya satu rantai saja. Rantai yang ditunjukkan ini meliputi minimal satu ulangan yang lengkap. Misalnya pola pecahan dari molekul selulosa seperti dijelaskan pada Gambar 2.

Gambar 2. Struktur (Pola) pecahan molekul selulosa

Sumber : www.chem-is-try.org Komponen penyusun utama tumbuhan adalah selulosa,

yaitu senyawa organik yang jumlahnya banyak sekali di bumi ini. Selulosa ada banyak di dinding sel misalnya pada daun, kayu, buah-buahan, dahan dan sayuran. Selulosa ini tak mudah dicerna

http://www.chem-is-try.org/


29

manusia, tetapi dipakai untuk serat makanan yang dapat diterima dengan baik oleh sistem pencerna makanan pada manusia.

Monomer-monomer pembentuk bagian cincin dari molekul selulosa semuanya identik yang bersatu menjadi suatu polimer. Pada selulosa diketahui nama monomernya adalah glukosa. Dari gambar 3, sebuah glukosa ditunjukkan secara sederhana dimana tanpa adanya atom karbon dan hidrogen pada ikatan tersebut. Struktur glukosa secara lengkap seperti terlihat pada gambar 3. Gambar 3. Struktur Glukosa

Sumber : www.chem-is-try.org

Struktur polimer terdiri dari identitas monomer, rantai polimer, ukuran rantai, susunan monomer dalam kopolimer, dan Stereokimia Polimer.

1. Identitas Monomer (Monomer Identity)

Identitas polimer yang terdiri dari monomer-monomer adalah sifat utama dan yang penting dari polimer. Tatanama polimer biasanya berdasarkan pada tipe monomer yang menyusun polimer. Polimer yang terdiri dari hanya satu jenis


Teknologi Polimer

30

monomer disebut homopolimer. Sedangkan campuran beberapa monomer disebut kopolimer. Molekul polimer yang mengandung sub-unit yang dapat di ionisasi disebut sebagai polyelectrolyte. Polyelectrolyte yang mengandung sub-unit yang fraksi ionisasinya rendah disebut ionomer.

Dengan adanya struktur polimer yang sangat besar dituntut adanya sistem tata nama yang sistematis. Seperti contohnya tata cara pemberian nama pada polimer vinil berdasarkan dari nama monomernya, taktisitasnya dan isomernya.

q Nama monomer satu kata : Diawali dengan kata poli untuk nama monomernya.

Contoh : Polistirena

Polietilena

Politetrafluoroetilena

q Nama monomer lebih dari satu kata atau diawali dengan

satu huruf (simbol) atau angka Diawali kata poli pada nama monomer yang diletakkan dalam kurung

Contoh :

CHCH2

CH2CH2

CF2CF2


31

Poli (asam akrilat)

Poli (a-metil stirena)

Poli (1-pentena)

q Untuk taktisitas polimer

- Sebelum poli, didahului dengan huruf i untuk isotaktiknya atau huruf s untuk sindiotaktik). Contoh : polimer polistirena yang mempunyai taktisitas

isotaktik ditulis i-polistirena

q Untuk isomer geometrik dan struktural - Sebelum poli, didahului dengan cis atau trans dan 1,2-

atau 1,4- poli Contoh : trans -1,4 - poli (1,3 - butadiena)

Nama polimer berdasar turunan dari struktur unit pokok atau unit ulangan konstitusi (Constitutional Repeating Unit (CRU)) yang direkomendasikan IUPAC dengan tahap berikut :

CH2CH

CO2H

CH2CH

CH2CH2CH3

CH2C

CH3

Teknologi Polimer

32

1. Melakukan identifikasi bagian/unit struktural paling kecil (CRU).

2. Menetapkan prioritas sub bagian CRU berdasar titik rangkaian dan prioritasnya ditulis secara menurun dimulai dari kiri ke kanan (misal cara menulis nama polistirena).

3. Memberi nomor substituent dimulai dari kiri ke kanan 4. Meletakkan nama CRU dengan memakai kurung biasa (jika

perlu bisa memakai kurung siku dan kurung biasa) serta didahului dengan kata poli.

Tabel 2. Pemberian beberapa nama polimer menurut sumber monomernya dan IUPAC

Nama Sumber Nama IUPAC Polietilena Politetrafluoroetilena Polistirena Poli(asam akrilat)

Poli(a-metilstirena) Poli(1-pentena)

Poli(metilena) Poli(difluorometilena) Poli(1-feniletilena) Poli(1-karboksilatoetilena) Poli(1-metil-1-feniletilena) Poli[1-(1-propil)etilena]

Sumber : www.docstoc.com

Tata nama polimer kondensasi (polimer non vinil) umumnya lebih rumit daripada polimer vinil. Gugus fungsional dari unit ulangan atau monomer mula-mula, penamaan polimernya akan disesuaikan. Misalnya pada nilon, yang

CH CH2


33

sering dinamai dengan nilon-6,6 (66 atau 6/6), secara deskriptif dikatakan poli (heksametilen adipamida) yang menjelaskan poliamidasi heksametilendiamin atau 1,6-heksandiamin dan asam adipat, seperti dijelaskan dalam reaksi di bawah ini.

Turunan polimer untuk lebih dari satu jenis monomer (Kopolimer) sesuai rekomendasi IUPAC penamaannya dengan gabungan istilah konektif dan penulisannya miring diantara nama-nama monomer yang masuk tanda kurung atau bisa juga ditulis diantara dua/lebih nama-nama polimer tersebut. Istilah konektif menunjukkan jenis dari kopolimer tersebut. Ada enam jenis kopolimer seperti tampak pada Tabel 3.

Tabel 3. Jenis-jenis Kopolimer

Jenis Kopolimer Konektif Contoh Tak dikhususkan -co- Poli[stirena-co-(metil

metakrilat)]

Statistik -stat- Poli(stirena-stat-butadiena)

Random/acak -ran- Poli[etilen-ran-(vinil asetat)]

Alternating (bergantian)

-alt- Poli(stirena-alt-(maleat anhidrida)]

Blok -blok- Polistirena-blok-polibutadiena

Graft (cangkok/tempel)

-graft- Polibutadiena-graft-polistirena

n H O - C - (C H 2 )4 - C - O H + n H 2 N - (C H 2 )6 - N H 2 asam ad ip a t hek sametiled iamin

C - (C H 2 )4 - C - N H - (C H 2)6 - N H

O O

nylo n- 6 ,6

n

Teknologi Polimer

34

Sumber : www.docstoc.com

2. Chain Linearity Bentuk paling sederhana dari molekul polimer adalah rantai lurus atau disebut juga sebagai polimer linear yang terdiri dari satu rantai utama. Fleksibilitas dari rantai polimer yang tidak bercabang di pengaruhi oleh persistence length (sifat dasar mekanis yang mengukur kekakuan dari polimer panjang). Molekul polimer bercabang disusun dari rantai utama dengan satu atau lebih cabang. Beberapa tipe khusus dari polimer bercabang adalah star polymers, comb polymers, dan brush polymers. Jika polimer mengandung rantai cabang yang komposisinya berbeda dengan rantai utama maka dia disebut grafted polymer. Cross-link menunjukkan dimana titik percabangan dimulai.

i. Linear Polymer Polimer linear tersusun atas satu rantai panjang yang kontinu, tanpa adanya percabangan dari rantai tersebut.

ii. Branched Polymer Branched polymer terdiri atas satu rantai utama yang mempunyai rantai molekul lebih kecil sebagai cabang. Sebuah struktur rantai bercabang cendrung menurunkan tingkat kristanilitas ( cristanility ) dan kepadatan ( density ) polymer tersebut. Susunan geometrik dari ikatan bukan merupakan penyebab bervariasinya stuktur polymer. Branched polymer terbentuk ketika terdapat rantai cabang yang menempel pada rantai utama. contoh sederhana dari branched polymer seperti terlihat pada gambar dibawah. Terdapat berbagai jenis branched polymer yang dapat


35

terbentuk. Salah satunya yangdinamakan dengan star-branching. Star-branching terbentuk ketika polimerisasi dimulai dengan single monomer dan mempunyai cabang radial keluar. Polymer dengan tingkat kecabangan yang tinggi disebut dendrimers. Sering kali pada molekul ini, tiap cabangnya mempunyai cabang lagi. Ini menyebabkan keseluruhan molekulnya mempunyai bentuk spherical.

iii. Cross-Linking Terjadinya cross-linking dalam polymer ketika ikatan valensi primer terbentuk antara moleku-molekul rantai polymer yang terpisah. Selain ikatan monomer membentuk rantai polymer, ikatan polymer yang lain terbentuk diantara polymer tetangganya. Terbentuknya ikatan ini dapat secara langsung terjadi diantara rantai tetangganya, atau dua rantai dapat terikat menjadi rantai yang lain. Meskipun tidak sekuat ikatan pada rantai, cross-links yang banyak mempunyai “memory” berperan penting pada polymer. Pada saat polymer diregangkan, ikatan cross-links mencegah rantai untuk berpisah, dan ikatan ini menguat, namun ketika tegangan dihilangkan maka struktur akan kembali kebentuk semula dan objek pun demikian.

3. Ukuran Rantai (Chain Size) Sifat jenuh polimer sangat bergantung pada ukuran dari rantai polimer. Seperti kebanyakan molekul, ukuran molekul polimer dapat digambarkan melalui berat molekul Pada polimer, berat molekul dapat digambarkan oleh derajat polimerisasi,yaitu jumlah monomer yang membentuk polimer. Untuk polimer sintetik, beratmolekul digambarkan dengan

Teknologi Polimer

36

statistik untuk menjelaskan distribusi berat molekulpada sampel. Hal ini karena hampir semua proses industri memproduksi distribusiukuran rantai polimer. Contoh dari perhitungan statistik adalah number averagemolecular weight dan weight average molecular weight. Perbandingan dari kedua nilai tersebut disebut polydispersity index, biasanya digunakan untuk menggambarkan “ketebalan” dari berat molekul. Ruang yang ditempati oleh molekul polimer secara umum digambarkan oleh radius of gyration.

4. Susunan Monomer dalam Kopolimer (Monomer Arrangement in Copolymers) a. Alternating copolymers : monomer yang berbeda tersusun

beruturan b. Random copolymers : monomer yang berbeda tersusun

secara acak c. Block copolymers : monomer yang sama membentuk grup

dan 2 grup yang berbeda tersusun berurutan d. Graft copolymers : rantai cabang terdiri dari monomer yang

berbeda dengan rantai utama.

5. Stereokimia Polimer Architecture, polimer yang berbeda arsitektur-nya

mewakili isomer konstitusional dimana hubungan dari atom-atomnya berbeda. Polimer semacam ini di dapat dari polimerisasi monomer dari sifat kimia yang berbeda tetapi memiliki komposisi atom yang yang sama. Rumus molekul dari unit monomer untuk semua tipe pol imerC2H4O.


37

Orientation, perbedaan dimana atom dalam polimer dapat dihubungkan, muncul dari dua cara penambahan dari monomer yang sama untuk pertumbuhan rantai polimer.

Geometric isomerism, dicontohkan sebagai berikut polimerisasi dari 1,3-diena mempunyai dua ikatan rangkap yang berbeda yang dapat mengalami tiga isomergeometri.

Tacticity, dalam mempelajari sifat dan struktur molekul polimer. Ada 2 kelompok susunan geometris yang harus dicermati adalah : 1) Geometri yang muncul akibat rotasi gugus pada ikatan tunggal atau biasa dikatakan perubahan konformasi, dan 2) Konfigurasi rantai molekul yaitu susunan yang bisa diubah hanya dengan cara memutuskan ikatan kimianya. Struktur kimia akan berubah bila terjadi perubahan konfigurasi rantai polimer. Hal ini mengakibatkan berubahnya sifat kimia dan sifat fisika pada polimer tersebut.

I. Sifat-sifat Polimer

Berdasarkan sifat-sifatnya polimer dapat dibagi ke dalam

tiga kelompok umum, yaitu elastomer, serat, dan plastik. Ciri

elastomer adalah kemampuannya untuk diregang di bawah

tekanan (direntangkan) dan dapat kembali pada bentuk awalnya

bila tekanan dikurangi (elastis). Contoh elastomer antara lain ialah

karet (alam maupun sintetis) dan silikon.

Sedangkan polimer yang mempunyai sifat gaya regang

yang tinggi di sepanjang sumbunya disebut dengan serat. Serat

merupakan polimer seperti benang yang dapat ditenun menjadi

kain. Kapas, wool, dan sutera adalah contoh-contoh dari serat

Teknologi Polimer

38

alam. Beberapa serat sintetis seperti nilon, orlon, dan dacron,

mempunyai sifat tambahan yang menguntungkan yaitu gaya

regangnya bertambah; lebih ringan, penyerapan kelembaban

rendah; tahan terhadap ngengat, jamur, kebusukan, dan

cendawan; serta tidak keriput.

Plastik mempunyai sifat di antara elastomer dan serat, yang

mempunyai bermacam-macam sifat pada suhu kamar. Contohnya

ialah polistirena (PS) dan polipropilena (PP). Polistirena bersifat

kaku dan getas, sedangkan polipropilena bersifat sangat keras,

tahan benturan, tahan sobek, dan lentur dalam bentuk lembaran

tipis.

Dari tiga kelompok tersebut polimer dapat digolongkan

berdasarkan sifat kimia, fisika, mekanika, dan termal. Berikut ini

penggolongan polimer berdasarkan sifat kimia, fisika, mekanika,

dan termal.

1. Sifat Kimia

Sifat polimer sangat dipengaruhi oleh gaya tarik menarik antara rantai polimer. Akibat panjangnya rantai polimer, menyebabkan berlipatgandanya gaya tarik antar rantai bila dibanding dengan gaya tarik antar molekul biasa. Ikatan ion pada polimer atau ikatan hidrogen pada rantai yang sama disebabkan oleh perbedaan gugus sampingnya. Dengan semakin meningkatnya kekuatan gaya akan menyebabkan pula peningkatan kuat tarik, titik lebur dan tingkat kristalinitas.

Dipol dalam unit monomer mempengaruhi gaya intermolekuler pada polimer. Ikatan hidrogen antara rantai


39

yang berdekatan dapat dibentuk oleh polimer yang mengandung gugus amida atau karbonil. Dimana pada gugus N-H ini atom hidrogen yang memiliki muatan positif ditarik dengan kuat oleh atom oksigen yang memiliki muatan negatif pada gugus C=O, maka akan terjadi ikatan hidrogen yang kuat. Hal ini akan menyebabkan pula meningkatnya kuat tarik dan titik leburnya. Contohnya polimer yang memiliki uretan, dimana pada polyester ini ikatan dipole yang terjadi antara atom oksigen pada C=O dan atom hidrogen pada gugus C-H ikatan dipolnya tak sekuat pada ikatan hidrogen, sehingga titik lebur polyester lebih rendah, tetapi mempunyai fleksibilitas yang tinggi

2. Sifat Fisik

Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat fisik polimer diantaranya: 1. Panjang rata-rata rantai polimer

Dengan bertambah panjangnya rantai polimer, Kekuatan dan titik leleh akan naik.

2. Gaya antarmolekul Polimer akan menjadi kuat dan sukar meleleh bila pada rantai polimernya gaya antar molekulnya besar.

3. Percabangan Rantai polimer yang mempunyai cabang banyak daya tegang dan titik leburnya rendah.

4. Ikatan silang antar rantai polimer Jaringan yang kaku dan keras pada polimer disebabkan oleh ikatan silang antar rantai polimer. Bila ikatan silang pada polimer bertambah banyak maka polimer akan bertambah kaku dan mudah patah.

Teknologi Polimer

40

5. Sifat kristalinitas rantai polimer Polimer dengan struktur yang beraturan memiliki kristanilitas yang tinggi sehingga memiliki ketahanan dan kekuatan yang lebih baik terhadap pengaruh berbagai bahan kimia dan enzim. Sedangkan polimer yang strukturnya tak beraturan memiliki kristanilitas yang rendah sehingga rapuh atau sifatnya amorf.

3. Sifat Mekanik Menurut Arifianto 2008, sifat mekanik polimer antara lain

sebagai berikut : 1. Strength/kekuatan adalah sifat mekanik yang dimiliki

polimer. Macam kekuatan polimer, antara lain: 1) Tensile Strength/Kekuatan Tarik. Kekuatan tarik ialah

tegangan yang diperlukan guna memutuskan suatu contoh benda. Ini sangat diperlukan untuk mengetahui kemampuan polimer yang ditarik, misalnya : fiber kekutan tariknya baik

2) Compressive strength/Ketahanan terhadap Tekanan. Ketahanan terhadap tekanan ialah kemampuan suatu bahan untuk menahan beban tekanan yang berat. Misalnya, beton kekuatan tekannya bagus

3) Flexural strength/Ketahanan pada bending adalah ketahanan saat bahan tersebut dibengkokkan. Jika Polimer kuat saat dibengkokkan maka polimer dikatakan mempunyai flexural strength

4) Impact strength ialah kekuatan polimer terhadap suatu reaksi yang datang tiba-tiba. Misalnya suatu polimer tetap kuat meskipun tiba-tiba dipukul dengan keras.


41

2. Elongation Salah satu bentuk deformasi adalah elongation. Deformasi adalah berubahnya ukuran ketika suatu bahan diberi gaya. Elongasi biasanya dinyatakan dengan persentase dimana persentase elongasi adalah panjang polimer setelah diberi gaya (L) dibagi panjang sampel sebelum diberi gaya (Lo) kalikan 100.

3. Modulus Modulus diukur dengan cara tegangan dibagi elongasi. Satuan modulus = satuan kekuatan (N/cm2).

4. Toughness/Ketangguhan Ketangguhan adalah seberapa besar energi yang mampu diserap suatu bahan sebelum patah.

4. Sifat Termal Polimer

Bahan polimer mempunyai sifat khas yaitu sangat mudah berubah dengan adanya perubahan temperatur. Bila terjadi perubahan temperatur maka akan terjadi pergerakan molekul, pergerakan molekul ini membuat struktur bahan polimer berubah (terutama yang dimensinya besar). Dengan semakin meningkatnya suhu menyebabkan oksigen dan air bersama memicu reaksi kimia pada molekul, maka akan terjadi depolimerisasi, oksidasi dan hidrolisa

Sifat termal polimer menurut Arifianto. 2008, adalah: i. Koefisien pemuaian termal

Koefisien pemuaian panjang pada film dan serat acap kali menyusut karena panas, bila temperatur meningkat maka pergerakan termal molekul akan mengubah cara pengumpulan molekul.

Teknologi Polimer

42

ii. Panas jenis Panas jenis ialah panas yang dipakai untuk pergerakan termal molekul pada strukturnya. Panas jenis bahan polimer bila dibanding dengan logam dan keramik masih lebih besar yaitu antara 0,25 - 0,55 cal/g/oC.

iii. Koefisien hantaran termal Ialah nilai penting suatu bahan polimer berkaitan dengan panas pada proses cetak dan pemakaian produk serta mekanisme hantaran panas yang berasal dari propagasi panas akibat gerakan molekul.

iv. Titik tahan panas, terjadi bila suhu bahan polimer meningkat dan menyebabkan molekul bergerak aktif menuju titik transisi. Hal ini mengakibatkan lebih rendahnya modulus elastik dan kekerasannya, lebih kecilnya tegangan patahnya dan lebih besarnya perpanjangannya.

Sifat termal dapat dicontohkan dari polimer plastik, dimana plastik memiliki sifat unggul yaitu bisa dilunakan dan dikeraskan kembali secara berulang-ulang. Sifat ini disebut sifat termoplastik. Ada beberapa plastik yang mempunyai sifat khas, yaitu pada pelarut yang sesuai lebih mudah larut, menjadi lunak pada suhu tinggi, namun akan kembali keras bila didinginkan dan punya struktur molekul linier atau bercabang dimana antar rantai tidak ada ikatan silangnya. Bahan yang memiliki sifat termoplastik pengolahannya sangat mudah, hanya dengan pemanasan bahan tersebut dapat diubah menjadi berbagai bentuk sesuai yang diingingkan dan dibutuhkan, misalnya polietilen (PE) dan polivinilklorida (PVC).

Sifat termal lainnya dari beberapa jenis plastik memiliki sifat tak bisa larut dalam berbagai pelarut, tak melebur bila


43

dipanaskan, punya ketahanan yang tinggi terhadap asam dan basa, bila dipanaskan rusak dan tak bisa kembali seperti sediakala dan struktur molekulnya memiliki ikatan silang antar rantai. Polimer jenis ini bersifat tetap dimana bahan ini hanya bisa dibentuk seperti keadaan semula/pertama kali bahan ini dicetak yang disebut polimer termosetting. Plastik termosetting sifatnya keras sebab bahan ini memiliki ikatan-ikatan silang, dan akan semakin keras lagi saat proses pamanasan sebab dalam kondisi panas ikatan-ikatan silang ini lebih mudah dibentuk. Polimer jenis ini banyak dipakai untuk peralatan rumah tangga karena tahan terhadap panas dan awet. Misalnya polimer poli (melanin formaldehida), poli (urea formaldehida) dan bakelit.

J. Klasifikasi Polimer Pemakaian polimer sekarang sudah sangat luas pemanfaatannya dan berbagai pengetahuan tentang polimer terus berkembang. Dengan semakin banyaknya jenis polimer dan memudahkan kita mengetahui jenis polimer dibuatlah sistem klasifikasi. Beberapa cara mengklasifikasikan polimer, yaitu: 1) berdasarkan sumber, 2) berdasarkan struktur, 3) berdasarkan gaya molukuler, 4) berdasarkan monomer. 1. Berdasarkan Sumber

Polimer terbagi atas tiga kelompok berdasarkan sumbernya, yaitu : Ø Polimer Alami, yaitu bahan yang berasal dari makhluk

hidup dan terjadi secara alami. Contoh polimer alam antara lain selulosa, protein, karet alam dan pati. Polimer ini

Teknologi Polimer

44

umumnya bersifat tidak stabil saat pemanasan dan jumlahnya pun terbatas, bersifat hidrofilik (mudah menyerap air), dan sukar dilebur dan dibentuk, maka penggunaan polimer alam ini menjadi terbatas. Hal ini menyebabkan fungsi polimer jenis ini sulit dikembangkan secara lebih luas. Beberapa contoh polimer alam seperti disajikan pada tabel berikut ini. Tabel 4. Contoh Polimer Alam No Polimer Monomer Polimerisasi Contoh 1 Pati/amilum Glukosa Kondensasi Biji-bijian, akar

umbi 2 Selulosa Glukosa Kondensasi

Sayur, Kayu, Kapas

3 Protein Asam amino

Kondensasi Susu, daging, telur, wol, sutera

4 Asam nukleat

Nukleotida Kondensasi

Molekul DNA dan RNA (sel)

5 Karet alam Isoprena Adisi

Getah pohon karet

Sumber: Rangga, D, 2011 Polimer alam umumnya memiliki banyak kelemahan,

misalnya : karet alam bersifat tidak elastis, cepat rusak sebab karet jenis ini tak tahan pada minyak tanah dan bensin serta tak bisa tahan lama di udara terbuka. Sutera dan wol mudah sekali rusak karena tersusun dari protein dimana protein ini adalah media hidup bakteri.

Ø Polimer semi sintetik, yaitu jenis polimer hasil rekayasa antara polimer alami dan senyawa kimia, misal misnomer nitroselulosa dengan nama pasarnya “celluloid” dan “guncotton”.


45

Ø Polimer sintetis adalah jenis polimer hasil proses polimerisasi dari monomer. Polimer sintetis yang pertama kali diproduksi dalam skala besar/komersial ialah bakelit (dammar fenolformaldehida).

Ø Polimer elastomer atau karet merupakan satu dari berbagai jenis polimer punya perilaku khusus ialah mempunyai daerah elastis non-linear yang sangat luas. Dimana perilaku khusus ini berkaitan ikatan silang (cross link) antar rantai molekul yang dimiliki karet. Fungsi ikatan ini sebagai pengikat bentuk (“shape memory”). Jika terjadi deformasi dalam jumlah besar pada karet, maka karet bisa kembali ke bentuk dan dimensi semula.

2. Berdasarkan struktur Berdasarkan struktur rantainya dapat dibagi menjadi tiga golongan antara lain: Ø Polimer Linier adalah polimer yang terbentuk atas unit

berulang yang saling bergandengan sehingga terbentuk rantai yang panjang. Polimer jenis ini bisa terlarut pada beberapa pelarut dan berwujud padat pada suhu normal. Umumnya tersedia dalam bentuk termoplastik atau elastomer, misalnya polietilena, poli(vinil klorida)/PVC, poli(metal metakrilat)/PMMA, lucite, plexiglas/perspex, nilon 66 dan poliakrilonitril (orlon atau creslan).

Teknologi Polimer

46

Gambar 4. Struktur polimer linier

Ø Polimer Bercabang adalah polimer yang tersusun karena adanya unit-unit berulang membuat percabangan di rantai utamanya. Ilustrasi struktur polimer bercabang adalah sebagai berikut :

Rantai utama (terdiri dari atom-atom skeletal)

Gambar 5. Struktur polimer bercabang

Ø Polimer Cross–linking atau berikatan silang adalah polimer yang tersusun atas beberapa rantai polimer pada rantai utamanya yang bergandengan satu dengan yang lainnya. Apabila ikatan silang tersebut ke segala arah, akan terbentuklah rangkaian tiga dimensi yaitu polimer jaringan seperti yang tampak pada gambar 6. Material ini biasanya digembungkan atau istilahnya di”swell” oleh suatu zat pelarut, namun tak sampai larut. Ketidaklarutan tersebut bisa dipakai menentukan kriteria struktur jaringan. Semakin tinggi prosentase ikatan-silangnya, maka semakin rendah jumlah penggembungan oleh zat pelarut. Apabila derajat ikatan silang tinggi, maka polimer tersebut bisa jadi kaku,


47

titik lelehnya tinggi, strukturnya padat dan tidak bisa digembungkan lagi, contohnya diamond/intan. Ikatan kimia

Gambar 6. Struktur Polimer berikatan silang Dengan adanya struktur polimer berikatan silang ini

dalam indutri seringkali pembentukan ikatan silang pada polimer dilakukan dengan sengaja guna memperbaiki sifat polimer tersebut, seperti yang dilakukan pada proses vulkanisasi karet. Pembentukan ikatan- silang tiga dimensi dalam sistem polimer biasanya terjadi pada tahap akhir produksi. Proses ini pada polimer akan menghasilkan sifat keras dan kaku. Apabila dalam proses produksi tahap akhirnya dipanaskan, maka polimer dikelompokan mengeras – bahang/dimatangkan. Namun ada yang bisa dimatangkan dalam kondisi dingin maka dikelompokkan mengeras – dingin. Sedangkan polimer lurus yang mempunyai ikatan silang sangat sedikit atau bahkan tak punya sama sekali, biasanya dilenturkan dan dicetak dengan proses pemanasan, jenis ini disebut polimer lentur – bahang.

3. Berdasarkan gaya intermolekuler

Gaya intermolekuler polimer mempengaruhi sifat mekanik dan kimia polimer diantaranya gaya van der waals, ikatan hidrogen dan tarik menarik dipol-dipol antara rantai polimer. Besar kecilnya molekul dan banyak sedikitnya gugus fungsional pada

Teknologi Polimer

48

polimer mengakibatkan gaya intermolekuler berlipatganda. Berdasarkan gaya intermolekuler, polimer dikelompokkan jadi empat macam, ialah : elastomer, serat, termoplastik, termoset.

4. Berdasarkan monomer. Polimer dikelompokkan berdasarkan macam monomernya ialah homo-polimer dan ko-polimer. Homopolimer tersusun atas satu macam monomer dan kopolimer tersusun lebih dari satu macam monomer. Untuk mengetahui lebih jelas perbedaan kedua golongan polimer tersebut dapat dilihat pada uraian berikut ini.

i. Homopolimer Homopolimer adalah polimer yang tersusun atas monomer tunggal, struktur polimernya . . . – A – A – A – A–A – A- . . . Contoh: PVC, Selulosa, Teflon, polisterina, polipropilena.

ii. Kopolimer Kopolimer adalah polimer yang terdiri atas dua macam atau lebih monomer tak sejenis. Contoh: DNA (dari pentosa, basa nitrogen, dan asam fosfat), dakron, nilon 66, melamin (dari urea dan formaldehida), tetoron, protein, bakelit (fenol dan formaldehida). Beberapa jenis dari kopolimer antara lain :

1. Kopolimer acak, Kopolimer adalah rantai polimer yang terdiri atas satuan berulang tak sama yang berikatan secara acak. Strukturnya: . . . – A – B – A – A – B – B – A – A –. . . .

2. Kopolimer bergantian, Kopolimer adalah rantai polimer yang terdiri atas sejumlah grup berulang yang tidak sama yang


49

berikatan secara selang-seling. Strukturnya:. . . – A – B – A – B – A – B – A – B – . . .

3. Kopolimer balok (blok), Kopolimer adalah rantai polimer yang terdiri atas suatu grup berulang yang senama yang berikatan secara selang-seling dengan grup berulang lainnya yang juga senama. Strukturnya:. . . – A – A – A – A – B – B – B – B – A – A – A – A –. . .

4. Kopolimer tempel/grafit Kopolimer yang mempunyai satu macam grup berulang menempel pada punggung polimer yang lurus dimana grup berulang tersebut cuma punya satu jenis monomer.

K. Rangkuman

Struktur polimer terdiri dari identitas monomer, rantai polimer, ukuran rantai, susunan monomer dalam kopolimer dan stereokimia polimer.

Berdasarkan sifat-sifatnya polimer dapat dibagi ke dalam tiga kelompok umum, yaitu elastomer, serat, dan plastik. Ciri elastomer adalah kemampuannya untuk diregang di bawah tekanan (direntangkan) dan dapat kembali pada bentuk awalnya bila tekanan dikurangi (elastis). Dari tiga kelompok tersebut polimer dapat digolongkan berdasarkan sifat kimia, fisika, mekanika dan termal.

Polimer diklasifikasikan kedalam 6 kelompok besar yaitu (1) Berdasarkan sumbernya (polimer alam, semi sintetik, sintetik), (2) susunan rantainya (polimer linear, bercabang dan ikatan silang), (3) reaksi polimerisasi (poliadisi dan polikondensasi), (4)

Teknologi Polimer

50

macam monomer (homo-polimer dan ko-polimer), (5) sifat termal (Termoplastik dan termoset), (6) berdasarkan aplikasinya (polimer komersial, teknik dan polimer khusus).

L. Soal-soal latihan

1. Apa yang dimaksud dengan struktur polimer (jelaskan)? 2. Apa saja sifat-sifat polimer (sebut dan jelaskan)? 3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan klasifikasi polimer? 4. Jelaskan dasar-dasar penggolongan polimer? 5. Apakah perbedaan antara polimer alam, semi sintetis dan

sintetis? 6. Sebutkan dan jelaskan macam-macam polimer berdasarkan

bentuk susunan rantainya?


51

POLIMERISASI

Kata polimer, polimerisasi dan monomer sering dijumpai

dalam berbagai bidang ilmu dan industri modern. Akan tetapi apa

yang dimaksud polimer, polimerisasi dan monomer sering kali

belum dipahami. Polimer ialah molekul besar atau raksasa yang

terdiri atas pengulangan ratusan bahkan ribuan satuan kecil

molekul (molekul sederhana) yang disebut monomer. Sedangkan

proses pembentukan polimer yang terdiri dari monomer-monomer

BAB 3

Teknologi Polimer

52

disebut polimerisasi. Polimer dibagi menjadi 2 macam, yaitu

polimer alami dan polimer sintetik. Monomer ialah suatu senyawa

yang berasal dari makhluk hidup dan punya ikatan rangkap dua.

Ikatan rangkap tersebut bebas berikatan dengan monomer lainnya

hingga jumlah/besaran yang dikehendaki seperti pada polimer

buatan/sintetik. misalnya, melalui polimerisasi pembentukan

polietilena dari etilena (tampak pada reaksi di bawah ini).

Pembentukan polipeptida dari asam amino yang menghasilkan

produk sampingan H2O (air)

Reaksi :

Monomer polimer

Gambar 7. Reaksi Polimerisasi polipeptida dari asam amino

Polimer alam adalah polimer yang membentuk senyawa secara alami, misalnya lateks, karbohidrat, selulosa, resin dan

n H2N C C N C C

OR

H

HR O

H

OH

n

- H2O

asam amino polipeptida

monomer Unit Ulangan terikat secarakovaken dengan unit ulangan lainnya

CH2CH2H2C CH2 nn

etilena Polimer polietilena

polimerisasi


53

protein. Polimer buatan/sintetik hasil rekayasa manusia misalnya nilon, kapas silicon (dacron) dan politetraflouretilen (teflon).

Polimer dalam proses pembentukannya melalui 3 tahapan, ialah tahap inisiasi, tahap propagasi dan tahap terminasi. Pembentukan cabang pada polimerisasi mengakibatkan terbentuknya 3 pola/struktur yakni isotaktik (pola/struktur yang beraturan), ataktik (pola/struktur yang tidak beraturan) dan sindiotaktik (campuran keduanya). Bentuk pola/struktur polimer ini akan sangat menentukan sifat suatu polimer.

Dalam polimerisasi terjadi 2 macam reaksi utama yaitu polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi. Hal senada dikemukakan oleh Dr. W.H. Carothers, seorang ahli kimia Amerika Serikat, yang mengelompokkan proses pembentukan polimer tingkat tinggi (polimerisasi) menjadi dua golongan, yakni adisi dan kondensasi. Pada polimer adisi jumlah atom-atom sama banyak pada unit ulangannya. Sebaliknya polimer kondensasi jumlah atom-atom yang agak sedikit karena adanya pembentukan hasil sampingan selama polimerisasi.

A. Polimerisasi Adisi

Pada polimerisasi adisi terjadi reaksi rantai, dimana reaksi rantai dapat disebabkan oleh radikal bebas yaitu partikel reaktif yang mengandung elektron tak berpasangan atau ion. Terbentuknya radikal bebas karena adanya penguraian zat nisbi tidak mantap disebut pemicu. Pemicu inilah yang memancing/ memicu reaksi rantai pada pembentukan polimer dan proses polimerisasi ini berlangsung sangat cepat bahkan sering kali hanya dalam hitungan detik. Polimerisasi adisi hanya berlangsung pada senyawa yang memiliki ikatan rangkap, dimana pada

n H2C = CH CH2 C

Cl Cl

H

n

polivinilklorida (PVC)vinilklorida

Teknologi Polimer

54

polimerisasi ini bersamaan dengan pemotongan ikatan rangkap yang disertai oleh adisi monomer, misalnya vinil dan turunan-turunannya.

Contoh :

Gambar 8. Reaksi Polimerisasi polivinilklorida dari vinilklorida

Polimerisasi adisi dalam reaksinya melibatkan reaksi rantai. Tiga tahap mekanisme reaksi polimerisasi adisi antara lain: 1) Inisiasi, 2) Propagasi, 3) Terminasi.

a) Inisiasi (Tahap pembentukan radikal bebas), tahap pertama diawali dengan pemecahan inisiator dan proses adisi molekul di antara satu radikal bebas yang terbentuk. Misalnya terbentuknya radikal bebas dari inisiator dinyatakan dengan R’ dan molekul monomer dinyatakan dengan CH2 = CH2, berikut tahapan proses inisiasi.

b) Propagasi (Tahap perpanjangan monomer), tahap pembentukan rantai melalui reaksi adisi molekul monomer di bagian radikal bebasnya, dimana radikal bebas tersebut dihasilkan pada tahap inisiasi secara kontinyu.


55

Proses ini bila diteruskan dapat membentuk molekul polimer berukuran besar, dimana ikatan rangkap karbon (C=C) pada etilena akan diubah jadi ikatan tunggal (C– C) pada polietilena.

c) Terminasi (Tahap pemotongan atau penyetopan reaksi), merupakan tahap penghentian pembentukan rantai polimer, proses ini berlangsung antara radikal polimer yang sedang tumbuh dan radikal awal yang dihasilkan dari inisiator (R’) CH2 – CH2 + R a CH2 – CH2- R atau antara radikal polimer yang sedang tumbuh dan radikal polimer lainnya, sehingga menghasilkan polimer dengan berat molekul yang besar R-(CH2)n-CH2° + °CH2-(CH2)n-R’ a R-(CH2)n-CH2CH2-(CH2)n-R’. Misal: polivinil klorida, poliakrilonitril dan polistirena

· Polivinil klorida

n CH2 = CHCl → [ - CH2 - CHCl - CH2 - CHCl - ]n Vinil klorida polivinil klorida

Teknologi Polimer

56

· Poliakrilonitril

n CH2 = CHCN → [ - CH2 - CHCN - ]n

· Polistirena

B. Polimerisasi Kondensasi

Reaksi antara dua molekul bergugus fungsi banyak disebut polimerisasi kondensasi. Molekul bergugus fungsi banyak maksudnya adalah molekul yang mengandung dua atau lebih gugus fungsi yang dapat bereaksi yang menghasilkan satu molekul besar bergugus fungsi banyak pula dan diikuti terbentuknya molekul kecil, seperti misalnya air (Cowd, 1991).

Polimer kondensasi ini dapat terjadi pada gugus fungsi yang mempunyai monomer yang sama atau berbeda. Pada polimerisasi kondensasi biasanya juga dihasilkan hasil sampingan misalnya air (H2O), amoniak (NH3) atau asam klorida (HCl). Karena polimerisasi kondensasi tersebut biasanya terjadi pada monomer yang memiliki gugus fungsi, misal gugus -OH; -COOH dan NH3.

Contoh :

Alkohol + asam ester + air


57

HOCH2CH2OH + + H2O

Dari hasil polimerisasi kondensasi biasanya terbentuk hasil sampingan berupa air (H2O), karena atom hidrogen pada monomer berikatan dengan gugus-OH pada monomer yang lainnya. Contoh pembentukan nilon (Gambar 9).

Gambar 9. Polimerisasi Kondensasi nilon 66

Polimerisasi Kondensasi untuk membuat jenis nilon

biasanya menggunakan 2 macam monomer yang berbeda ialah 1,6–diaminoheksana dan asam adipat. Penentuan nama nilon berdasarkan banyaknya atom karbon tiap unit monomer. Pada reaksi di atas tampak tiap monomer banyaknya atom karbon 6, sehingga dinamakan nilon 66.

HOC - (CH2)4COH

OO

Teknologi Polimer

58

Gambar 10. Proses pembuatan Nilon 66 di laboratorium

Sumber : www. chem-is-try.org

Reaksi polimerisasi kondensasi biasanya juga digunakan untuk pembuatan bakelit, dracon, karpet, pendukung tape–audio, tape–video dan kantong plastik.

C. Kopolimerisasi

Kopolimer ialah polimer yang terbentuk atas dua/lebih monomer yang berbeda. Misalnya pembentukan kopolimer dari monomer kesatu (A) dan kedua (B).

1. Kopolimer blok

Kopolimer blok biasanya terbentuk melalui proses polimerisasi ionik. Kopolimer ini punya blok dari suatu monomer yang dirangkaikan dengan blok monomer lainnya. Namun demikian sifat fisik yang khas yang dipunyai oleh kedua homopolimer tetap terpelihara.

-A-A-A-A-A----------B-B-B-B-B-

Poli(A-b-B)

A Bm n


59

2. Kopolimer graft (cangkok atau tempel)

Kopolimer graft terbentuk dari ikatan dua polimer yang berbeda. Misalnya homopolimer turunan monomer A bisa diinduksi supaya bereaksi turunan monomer B sehingga terbentuk kopolimer graft, seperti gambar berikut :

Poli(A-g-B)

Lebih lanjut dapat berkembang membentuk comb copolymer/

kopolimer berbentuk sisir atau star copolymer/bintang

3. Kopolimer bergantian (alternating)

Kopolimer punya deretan bergantian dua unit monomer yang beraturan. Misal melalui mekanisme ionik ini polimerisasi olefin akan memproduksi kopolimer jenis ini.

A A A A A A

B

B

B

B

B

B

B

B

B

AB

kopolimer sisir

AA

A

A A

A

B

AA

kopolimer bintang

Teknologi Polimer

60

Poli(A-alt-B)

4. Kopolimer Acak

Pembentukan kopolimer acak acap kali terjadi bila monomer olefin mengalami kopolimerisasi melalui reaksi radikal bebas dan biasanya tidak ada sequensial yang teratur. Sehingga sifat dari kopolimer acak ini tidak sama dengan homopolimernya.

poli(A-co-B)

D. Komposit

Komposit adalah gabungan dua atau lebih bahan yang terdiri dari komponen bahan utama (matriks) dan bahan rangka (reinforcement) atau penguat. Komposit polimer adalah polimer yang berfungsi sebagai matrik. (Ginting, 2006)

Matriks berfungsi sebagai pengikat dari isian/penguat tadi, dan jika dikenai beban ia akan terdeformasi dan mendistribusikan beban (tegangan) tadi keseluruh unsur-unsur isian penguat,dan berfungsi sebagai unsur penguat struktur komposit. Sedangkan material-material penguat pada umumnya merupakan unsur kekuatan komposit. Selain itu, material juga tahan terhadap panas, reaksi kimia, tahanan, atau konduktor listrik, dan sifat-sifat yang lain (Sulaiman,1997). Dan bahan rangka (penguat) yang sering digunakan adalah serat alam selulosa dan serat sintesis. (Ginting,2006)

B BA A

AB BB BA A


61

Berdasarkan pengertiannya komposit merupakan bahan yang tersusun minimal dari 2 unsur yang saling mendukung guna mendapatkan bahan yang mempunyai sifat-sifat yang tidak sama dengan unsur material dasarnya. Komponen komposit ini adalah bahan pokok/utama (matrix) dan bahan pengokoh/penguatan (reinforcement) yang dicampurkan guna menambah kekokohan/ kekuatan dan kekakuan bahan. Bahan penguat matrik tersebut umumnya berbentuk fiber/serat, namun kadang kala ditambahkan pula aditif lainnya misal agent coupling (maleat anhidrat (MAH).

Komposit buatan manusia terbagi dalam 3 golongan utama:

1. Polymer Matrix Composites – PMC (Komposit Matrik Polimer) Komposit matrik polimer menggunakan polimer berbahan dasar resin untuk matriknya dan sejenis serat (kaca/karbon) untuk penguat dan acap kali dinamakan polimer berpenguat serat (FRP – Fibre Reinforced Polymers or Plastics).

2. Metal Matrix Composites – MMC (Komposit Matrik Logam) Komposit matrik logam mengalami pertumbuhan di bidang otomotif. Dimana material yang dipakai adalah logam, misalnya aluminium untuk matriknya dan serat (silikon karbida) sebagai penguatnya.

3. Ceramic Matrix Composites – CMC (Komposit Matrik Keramik) Komposit matrik keramik memakai keramik untuk matriknya dan serat pendek (whiskers dari boron nitrid/silicon karbida) untuk penguatnya dan biasanya digunakan pada lingkungan bertemperatur sangat tinggi.

Karakteristik komposit ditentukan oleh :

a. Bahan/material penyusun komposit

Teknologi Polimer

62

Karakteristik bahan penyusun menurut rule of mixture akan menentukan karakteristik komposit sehingga akan berbanding secara proporsional.

b. Penyusunan struktural dan bentuk dari penyusun Karakteristik komposit akan dipengaruhi oleh bentuk dan cara penyusunan komposit.

c. Hubungan/Interaksi antar penyusun Interaksi antar bahan penyusun akan mempengaruhi dan meningkatkan karakteristik dari komposit.

Komposit unggul pada umumnya mempunyai sifat-sifat yang tidak dimiliki oleh kelompok material lain. Disamping itu, material komposit mempunyai keistimewaan yaitu mudah dibentuk sesuai dengan keinginan. Pemilihan matriks (material dasar) umumnya ditentukan oleh kondisi fisik dan mekanik, tempat komposit tersebut akan digunakan (Sulaiman,1997). Berikut adalah tabel 5. pertimbangan pemilihan komposit.

Tabel 5. Pertimbangan Pemilihan Komposit

Alasan Digunakan Material yang Dipilih Aplikasi Ringan, kaku, kuat Boron, semua karbon /

grafit, dan beberapa jenis aramid

Peralatan militer

Tidak mempunyai nilai ekspansi termal

Karbon / grafit yang mempunyai nilai modulus yang sangat tinggi

Untuk peralatan luar angkasa, contohnya sensor optik pada satelit

Tahan terhadap perubahan lingkungan

Fiber glass, vinyl ester, bisphenol A

Untuk tangki dan sistem perpipaan, tahan korosi dalam industri kimia

Sumber : Harper, 2002.


63

E. Rangkuman

Polimerisasi didefinisikan sebagai reaksi pembentukan polimer. Terdapat 2 macam polimerisasi antara lain polimerisasi adisi dan kondensasi.

Pada polimerisasi adisi terjadi reaksi rantai, dimana reaksi rantai dapat disebabkan oleh radikal bebas yaitu partikel reaktif yang mengandung elektron tak berpasangan atau ion. Terbentuknya radikal bebas karena adanya penguraian zat nisbi tidak mantap disebut pemicu. Polimerisasi adisi hanya berlangsung pada senyawa yang memiliki ikatan rangkap, dimana pada polimerisasi ini bersamaan dengan pemotongan ikatan rangkap yang disertai oleh adisi monomer, misalnya vinil dan turunan-turunannya.

Reaksi antara dua molekul bergugus fungsi banyak disebut polimerisasi kondensasi. Molekul bergugus fungsi banyak maksudnya adalah molekul yang mengandung dua atau lebih gugus fungsi yang dapat bereaksi yang menghasilkan satu molekul besar bergugus fungsi banyak pula dan diikuti terbentuknya molekul kecil, seperti misalnya air

Kopolimer ialah polimer yang terbentuk atas dua/lebih monomer yang berbeda. Pembentukan kopolimer dari monomer kesatu (A) dan kedua (B) menghasilkan macam-macam kopolimer yaitu a) Kopolimer blok, b) Kopolimer graft (tempel/cangkok), c) Kopolimer bergantian (alternating), d) Kopolimer Acak.

Komposit polimer adalah polimer yang berfungsi sebagai matrik. Adapun definisi dari komposit adalah bahan gabungan dua

Teknologi Polimer

64

atau lebih yang terdiri dari komponen bahan utama (matriks) dan bahan rangka (reinforcement) atau penguat

F. Soal-soal latihan

7. Jelaskan arti polimerisasi?

8. Jelaskan arti dari polimerisasi adisi

9. Jelaskan arti dari polimerisasi kondensasi?

10. Tuliskan reaksi polimerisasi adisi polipropena?

11. Tuliskan reaksi polimerisasi kondensasi pembentukan nilon dari asam adipat dengan heksametilen diamina?

12. Apakah yang dimaksud dengan kopolimerisasi?

13. Sebutkan jenis-jenis kopolimer?

14. Apakah yang dimaksud dengan komposit polimer?


65

TEKNIK POLIMERISASI Dalam berbagai kebutuhan hidup polimer sering kita jumpai baik dalam bentuk peralatan rumah tangga atau yang lainnya misalnya plastik, gelas, ember, kotak makan dan sebagainya. Polimer ini punya banyak keunggulan diantaranya kuat, ringan, tahan terhadap karat/korosi, pada kondisi asam relatif tahan, awet serta relatif tahan hingga suhu tinggi, menyebabkan penggunaan polimer semakin diminati. Hal inilah yang menyebabkan ilmu pengetahuan tentang polimer berkembang pesat.

Polimer merupakan ilmu yang sangat dinamis sehingga untuk dapat memahami serta mengembangkan ilmu polimer,

BAB IV

Teknologi Polimer

66

diperlukan pengetahuan tentang konsep-konsep dasar polimer. Selanjutnya dengan konsep dasar ini bisa dikembangkan untuk menganalisis dan mengukur bobot molekul polimer. Dalam polimer ilmu yang tidak kalah pentingnya untuk dikuasai yaitu teknik pemisahan dan pengukuran sampel polimer.

Dalam polimerisasi terdapat 2 teknik yang bisa dipakai untuk menghasilkan polimer, yaitu teknik homogen dan heterogen. Teknik homogen dengan cara polimerisasi massa dan larutan, dan teknik heterogen dengan cara emulsi dan suspensi.

A. Teknik Polimerisasi Homogen

Teknik polimerisasi homogen, terbagi menjadi dua ialah polimerisasi massa dan larutan.

1. Polimerisasi Massa

Teknik polimerisasi massa acap kali dinamakan bulk polimerisation ialah cara yang dilakukan guna membuat polimer kondensasi, sifatnya eksotermis dengan kekentalan/ viskositas campuran yang rendah, hal ini membuat panas bisa dikurangi dengan jalan menghasilkan gelembung. Biasanya hanya dipakai untuk memproduksi polimetil metakrilat tuang.

Cara menentukan berat molekul polimer dengan fraksinasi yaitu memisahkan suatu sampel polimer pada sejumlah molekul yang bermassa sama. Dengan fraksinasi ini kenyataannya bila massa molekul meningkat justru kelarutan polimer berkurang.

Prosedur pelaksanaan fraksinasi:

a. Proses Pengendapan bertingkat


67

Cara kerja :

1) Buat larutan dengan konsentrasi 0,1 persen dengan cara sampel dilarutkan dalam pelarut yang cocok.

2) Tambahkan bukan pelarut ke dalam larutan ini tetes demi tetes dan terus aduk dengan cepat. Dengan cara ini menyebabkan ketidaklarutan pada bahan yang massa molekul paling tinggi tetapi tidak mau berpisah.

3) Kemudian beri bukan pelarut yang fungsinya agar molekul berikutnya yang bermassa tinggi mengendap.

4) Ini dilaksanakan berulang-ulang hingga molekul tersebut berpisah jadi sejumlah fraksi yang massa molekulnya semakin kecil.

b. Elusi bertingkat

Cara kerja :

1) Buat ekstraksi polimer dari zat padat yang dimasukkan dalam larutan.

2) Buat kolom dan isi sampel dan bahan polimer, setelah itu secara bertahap elusi menggunakan campuran antara bahan pelarut dan bukan pelarut. Polimer yang dihasilkan akan keluar melalui kolom dan pertama kali keluar ialah polimer yang punya massa molekul kecil, selanjutnya akan keluar bahan yang massa molekul lebih besar, demikian seterusnya bahan yang dihasilkan massa molekul akan terus bertambah. .

c. Kromatografi Permiasi Gel (KPG)

Cara kerja:

Teknologi Polimer

68

1) Buat kolom yang isi dengan sejumlah bahan kemasan polimer.

2) Pada kolom lewatkan larutan sampel yang diamati, elusi dengan pelarut dalam jumlah yang lebih banyak.

2. Polimerisasi Larutan

Polimerisasi larutan tersusun dari monomer, inisiator dan pelarut. Pelarut yang sesuai sangat dibutuhkan pada pembuatan atau pembentukan polimerisasi, untuk menghindari chain transfer dan hasil polimer yang diperoleh bisa dipakai pada larutan.

Keuntungan dari teknik polimerisasi larutan adalah dihasilkannya polimer dengan viskositas rendah dan panas yang cepat terdispersi karena adanya pelarut. Sedangkan kerugiannya adalah terjadi pemindahan rantai ke pelarut, sehingga pelarut sulit dihilangkan.

B. Teknik Polimerisasi Heterogen

Teknik polimerisasi heterogen dibagi menjadi 2 sub, yaitu polimerisasi emulsi dan suspensi.


69

Gambar 11 : Proses radikal bebas pada tekanan tinggi untuk menghasilkan LDP (Low Density Polyethylene)

Proses self-branching menyebabkan polyethylene membentuk cabang. Jika cabang yang terbentuk dibandingkan metil lebih panjang, maka takkan bisa masuk dalam kisi kristal polyethylene, hal ini menyebabkan hasil polimer padat tersebut tidak transparan (tidak jernih) dan kaku bila dibandingkan dengan HDPE (0.935-0.96 g cm-3) yang dihasilkan dari reaksi polimerisasi kondensasi.

Teknologi Polimer

70

1. Polimerisasi Emulsi

Polimer yang dihasilkan pada polimerisasi emulsi ini ialah polimer yang mempunyai kecepatan tinggi dan bobot molekul besar. Polimerisasi emulsi memiliki 2 tahap cair yang tak larut yaitu tahap continue aqueous sebagai inisiator dan tahap diskontinue nonaqueous sebagai monomer dan polimer. Contohnya pada pengolahan karet SBR.

Emil dkk (2008) menjelaskan teknik polimerisasi emulsi dalam penelitiannya, bahwa sifat polimer emulsi ditentukan oleh ukuran partikel. Dikatakan bahwa pada penerapan pengecatan diperlukan polimer emulsi yang ukuran partikel kecil agar didapatkan hasil cat yang halus, punya daya adhesi dan tahan terhadap air yang baik dan kestabilan yang lama.

Kebutuhan dunia akan polimer emulsi pada tahun 1998 mencapai 7,4 juta metrik ton. Pada tahun 2007 konsumsi itu diprediksikan terus mengalami peningkatan sampai 10,1 juta metrik ton dan angka pertumbuhannya 3,6% per tahun. Emulsi artinya ukuran partikel. Ukuran diameter partikel yang dikandung polimer emulsi adalah 10 nm - 1.500 nm. Akan tetapi umumnya diameter partikel adalah 100 nm - 250 nm. Diameter partikel inilah yang menentukan sifat polimer emulsi antara lain kestabilan polimer dan sifat alirannya.

Dalam polimerisasi emulsi akan dihasilkan polimer dengan kualitas/nilai yang tinggi, biaya rendah dan ramah lingkungan. Karena hal-hal tersebut di atas mendorong teknik polimerisasi emulsi dikembangkan secara luas baik dalam produksinya maupun implementasinya. Selain itu bila dalam proses pembuatannya dikombinasikan antara mekanisme polimerisasi novel dengan polimerisasi properties dapat


71

menghasilkan berbagai produk polimer. Emulsion sangat berguna karena merupakan suatu proses yang kompleks, dimana terjadi interaksi dua sifat yaitu sifat kimia dan sifat fisik (kinetika polimerisasi dan stabilitas disperse).

2. Polimerisasi Suspensi

Pada teknik polimerisasi suspensi berlangsung dalam sistem aqueous dengan monomer sebagai tahap terdispersi yang nantinya akan diperoleh polimer yang menempati tahap solid terdispersi. Secara komersial untuk menghasilkan polimer vinil yang keras digunakan metode polimerisasi suspensi ini, misalnya pada pembuatan metal methakrilat.

Polimerisasi Suspensi :

Teknologi Polimer

72

Gambar 12. Diagram alir polimerisasi suspensi untuk pembuatan methyl methacrylate

Sumber : Rainbowatyasa. Blogspot.com

Proses polimerisasi suspense pada monomer + inisiator terlarut didispersikan berupa tetes-tetesan pada air yang kandungan suspension agent sedikit. Ketika proses berjalan maka tetesan tersebut akan mengental dan lengket. Pada akhir proses kandungan polimer yang terdispersi dalam air sebesar 25-50%. Bila proses telah selesai, suspensi polimer dialirkan ke blowdown tank atau stripper agar sisa monomer terpisah. Slurry dipompa ke centrifuge atau filter untuk disaring, dicuci dan dikeringkan. Pengeringan polimer basah (30% air) dilakukan dalam dryer menggunakan udara hangat pada suhu (66 sampai 149°C). Setelah polimer kering, selanjutnya polimer dikirim ke storage.

Keuntungan polimerisasi suspensi: 1. Untuk media pertukaran panas memakai air sehingga lebih

murah daripada solven organik. 2. Pengambilan panas reaksi lebih efektif dan kontrol

terhadap suhu lebih mudah karena mempunyai nilai CP yang besar.

3. Dengan polimerisasi suspensi pemisahan dan pengolahan polimer lebih mudah dibandingkan polimerisasi emulsi dan larutan.

4. Pemurnian produknya lebih mudah.

Untuk memproduksi resin plastik paling banyak menggunakan

polimerisasi suspense.

Jenis-jenis resin termoplastik :


73

• Polyethylene, Polypropylene

• Polyvinylidene chloride,

• Polystyrene, Polymethyl methacrylate, Polyvinyl chloride,

• Polyvinyl acetate

Tabel 6. Komposisi dan kondisi reaksi beberapa sistem

polimerisasi suspensi

Teknologi Polimer

74

C. Rangkuman

Teknik polimerisasi dibagi menjadi dua yaitu teknik polimerisasi homogen dan heterogen.

Teknik polimerisasi homogen juga dibagi menjadi dua yaitu polimerisasi massa dan larutan. Tujuan teknik polimerisasi massa adalah menghasilkan polimer kondensasi, reaksi yang terjadi sifatnya eksotermis. Sedangkan polimerisasi larutan tersusun dari monomer, inisiator dan pelarut. Pelarut yang sesuai sangat dibutuhkan pada pembuatan atau pembentukan polimerisasi, agar tak terjadi chain transfer dan polimer yang dihasilkan bisa dipakai dalam larutan.

Teknik polimerisasi heterogen, dibagi menjadi dua antara lain polimerisasi emulsi dan suspensi. Polimer yang dihasilkan pada polimerisasi emulsi ini adalah polimer dengan kecepatan yang tinggi dan bobot molekul yang besar. Polimerisasi emulsi memiliki dua tahap cair yang tak larut, yaitu tahap continue aqueous sebagai inisiator dan tahap diskontinue nonaqueous sebagai bentuk monomer dan polimer.

Pada teknik polimerisasi suspensi berlangsung dalam sistem aqueous dengan monomer sebagai tahap terdispersi yang nantinya akan diperoleh polimer yang menempati tahap solid terdispersi.

D. Soal-soal latihan

1. Sebutkan dan jelaskan Teknik polimerisasi ? berikan

contohnya

2. Apa yang dimaksud dengan reaksi eksotermis pada

pembuatan polimer?.


75

3. Sebutkan dan jelaskan teknik polimerisasi heterogen?

Berikan contohnya

4. Apa yang dimaksud dengan Polimerisasi suspensi

berlangsung dalam system aqueous?

Teknologi Polimer

76

DEGRADASI POLIMER (DEGRADABLE POLYMER )

Degradasi polimer merupakan proses yang ditandai dengan pecahnya tulang punggung rantai utama atau ikatan-ikatan gugus samping. Degradasi meliputi seluruh pengerusakan sifat-sifat

BAB V


77

polimer yang berguna secara komersial seperti pengurangan atau penambahan massa molekul relatif (Rabek,1980).

Pada dasarnya degradasi polimer berkenaan dengan berubahnya sifat suatu polimer karena adanya perubahan ikatan pada rantai pokok/utamanya. Pada polimer linier, reaksinya menyebabkan terjadinya pengurangan massa molekul atau panjang rantainya. Penyebab terjadinya degradasi polimer atau kerusakan ada bermacam-macam, antara lain kerusakan karena panas (termal), kerusakan karena cahaya (fotodegradasi), kerusakan karena energi tinggi (radiasi), kerusakan secara kimia, biologi (biodegradasi) dan mekanis (Allen, 1983).

Pada Bab ini membahas berbagai degradasi polimer baik secara non alami yaitu kimia, panas (termal), cahaya (fotodegradasi) dan energi tinggi (radiasi) maupun secara alami yaitu biologi (biodegradasi), biokima dan mekanis.

A. Degradasi Secara Non Alami Degradasi secara non alami adalah kerusakan yang terjadi disebabkan oleh kimia, panas (termal), cahaya (fotodegradasi) dan energi tinggi (radiasi). 1. Degradasi kimia

Degradasi kimia ialah berubahnya keadaan suatu polimer karena reaksi kimia atau terjadi penguraian bagian-bagian polimer akibat reaksi dengan polimer lain di dekatnya, sehingga menyebabkan terjadinya pemecahan suatu molekul jadi lebih kecil/sederhana dengan cara alami atau buatan.

Seperti pada polimer-polimer vinil terjadi penguraian secara kimia, karena struktur polimer vinil yang terdiri atas

Teknologi Polimer

78

rantai karbon tak punya gugus-gugus fungsional selain ikatan rangkap dua pada polimer diena namun reaksinya terbatas hanya oksidasi.

Polimer ini penguraiannya sangat lama jika hanya mengandalkan reaksi dengan oksigen dan sifatnya otokatalitik. Reaksi tersebut akan lebih cepat dengan adanya katalis pada proses oksidasi atau bisa juga dengan pemanasan/penyinaran. Untuk polimer tak jenuh penguraian oksidatifnya sangat cepat melalui proses radikal bebas yang komplek dengan memakai peroksida dan hidroperoksida untuk zat antaranya. Selain itu polimer tak jenuh cepat sekali bereaksi dengan ozon. Degradasi dengan ozonolisis berguna meningkatkan daya tahan ozon yaitu meletakkan alkena pada ikatan silangnya, maka pemotongan ikatan oksidatif tak mengurangi berat molekulnya.

Tanda-tanda terjadi degradasi kimia pada polimer ialah berubahnya sifat kimia, fisik dan mekaniknya. Perubahan sifat kimia dimana rantai dan ikatan polimer berbeda dengan ikatan polimer asal. Perubahan sifat fisik tampak dari warna yang berubah, banyak pori/retakan sehingga menjadi rapuh, muncul bau air yang menyengat. Perubahan sifat mekaniknya antara lain kuat tarik, kuat tekanan, kuat patahan, kuat menahan pukulan yang mendadak dan kekerasan.

a. Degradasi Kimia Negatif

1) Hidrolisis Hidrolisis adalah kepekaan nilon terhadap penguraian/ degradasi yang disebabkan asam dan akan mengalami keretakan bila terkena asam kuat. Hal tersebut sering disebut stress korosi retak.


79

2) Fluoroelastomer Degradasi kimia fluoroelastomer pada kondisi

alkalin yaitu NaOH 10% dan suhu 80oC adalah penguraian/degradasi yang mula-mula terjadi hanya di sekitar wilayah permukaan beberapa nanometer saja. Awalnya permukaan paparan menjadi kasar waktunya kira-kira satu minggu dan selanjutnya pada permukaan akan terjadi keretakan setelah kontak dalam waktu yang lebih lama. Adanya penyinaran dalam waktu yang cukup lama kurang lebih 12 minggu akan menyebabkan degradasi yang lebih luas sampai di bawah permukaan fluoroelastomer. Hal ini akan berpengaruh cukup kuat terhadap sifat mekanik. Untuk mengukur mekanisme molekuler pada degradasi kimia permukaan ini dengan analisis permukaan (XPS dan ATR-FTIR), dimana terjadinya awal penguraian/degradasi diketahui dengan dehydrofluorination.

3) Klor-Induced Cracking Klorin adalah salah satu gas yang reaktif sekali

yang mampu menyerbu polimer yang lemah misalnya resin asetal dan polybutylene pipa. Gas ini akan menyerang bagian yang paling sensitif dari rantai molekul yaitu bagian sekunder, tersier atau allylic atom karbon. Setelah itu akan terjadi oksidasi rantai karbon yang mengakibatnya terjadinya retakan/perpecahan. Hal ini disebabkan oleh sisa-sisa klorin yang ada pada air dan penambahan bahan anti bakteri. Selain itu berubahnya warna di permukaan fraktur diakibatkan adanya endapan karbonat yang berasal dari pasokan air

Teknologi Polimer

80

yang mengakibatkan sendi telah dalam keadaan yang kritis selama berbulan-bulan.

4) Degradasi Karet oleh Ozon

Ozon ialah molekul atmosfir yang terjadi secara alami yang berasal dari reaksi oksigen dan radiasi surya atau karena pelepasan muatan listrik. Ozon dihasilkan pula dari polutan atmosfir yang bereaksi dengan radiasi ultraviolet. Supaya reaksi terjadi minimal kandungan ozon adalah 3 – 5 bagian per seratus juta (pphm) dan saat konsentrasi ini tercapai, maka akan berlangsung reaksi di bagian 5 x 10-7 meter dari material. Salah satu contohnya reaksi antara molekul ozon dengan karet. Reaksi ini umumnya terjadi dalam kondisi tak jenuh dimana terdapat ikatan rangkap pada polimernya, akan tetapi reaksi tersebut hanya akan terjadi dalam kondisi jenuh yaitu hanya punya ikatan tunggal. Saat reaksi berlangsung terjadilah pemutusan rantai polimer sehingga menyebabkan pembusukan pada produk. Pemutusan rantai semakin tinggi dengan adanya atom hidrogen, alkohol dan asam. Dengan adanya reaksi kimia ini akan meningkatkan kerapuhan, memperbanyak retakan di wilayah yang mengalami tekanan tinggi dan terbentuknya paparan baru untuk degradasi.

5) Degradasi Poli Vinil Chloride (PVC)

Degradasi bisa pula berlangsung karena adanya penyusunan dan pemecahan ikatan ganda/rangkap. Misal solvolysis pada PVC (Peacock). Bila PVC dalam keadaan asam maka atom hidrogen akan aktif memutus


81

atom klor dari polimernya, maka terbentuklah asam klorida (HCl). Terbentuknya asam klorida akan menyebabkan dechlorination atom karbon disekitarnya yang menyebabkan terbentuknya ikatan rangkap/ganda. Ikatan ganda ini bisa diserang dan dihancurkan/dipecah oleh ozon

6) Degradasi Poliester

Degradasi polyester bisa berlangsung meskipun tidak ada asam katalis yang mengakibatkan degradasi PVC. Jika hidrolisis air berperan sebagai katalis reaktif bukan asam, maka selama proses berlangsung akan terjadi degradasi pada suhu dan tekanan yang tinggi. Pada reaksi ini molekul air akan menyerang CO pada ikatan ester dan akan memecah setengah dari polimer tersebut. Molekul air dipecah lalu berikatan dengan sebuah atom hydrogen maka terbentuklah asam karboksilat dari atom karbon dengan oksigen yang berikatan ganda dan pada ujung lain akan terbentuk alkohol dari sisa-sisa reaksi. Hasil reaktif tersebut bisa pula mengakibatkan terjadinya degradasi lanjutan pada rangkaian polimer. Pemutusan rangkaian tersebut biasanya menyebabkan penurunan pada berat molekul polimer, jumlah dan kekuatan rangkaian antar molekul serta tingkat keterkaitan. Hal ini menyebabkan mobilitas rantai meningkat, kekuatan polimer menurun dan deformasi pada tegangan rendah meningkat.

b. Degradasi Kimia Positif

Teknologi Polimer

82

1) Daur ulang PET (poli (etilena tereftalat)) secara kimia. Sebagai alternatif daur ulang plastik (bekas) dengan cara depolimerisasi poli (etilena tereftalate) untuk menyintesa dibenzil tereftalat.

Dalam kehidupan manusia plastik PET sangat berperan sangat penting. Biasanya material ini dipakai untuk pengemas dan fiber. Selain itu plastik juga menjadi komponen pokok pada interior dan eksterior bodi mobil. Dibandingkan komponen lainnya misalnya keramik, kaca, baja, dan logam nonferro, komponen plastik mempunyai banyak keuntungan. Keuntungan plastik antara lain: bobotnya ringan jika dipakai pada interior atau eksterior mobil karena plastik mudah dibentuk sesuai dengan desain yang dibutuhkan mobil sampai sekecil-kecilnya, bobotnya lebih ringan, awet, harga atau biayanya lebih murah.

Selain mempunyai dampak positif/keuntungan plastik juga mempunyai dampak negatif yaitu dengan banyaknya pemakaian plastik yang dipakai untuk kemasan jangka waktunya singkat dan harus dibuang. Hasil buangan tersebut akan menimbulkan masalah sampah yang serius, karena lahan untuk menimbun hasil buangan ini sudah tidak mampu menampung sampah yang semakin hari semakin meningkat. Sehingga perlu upaya serius dari semua pihak untuk menanggulanginya. Salah satu upaya tersebut yaitu memberikan apresiasi dan dukungan atas kerja keras para pengolah sampah daur, sehingga sampah menjadi produk yang ekonomis sehingga limbah dapat dikurangi.


83

Sampah sendiri terdiri dari berbagai macam, baik organik maupun anorganik. Sampah organik biasanya banyak dimanfaatkan untuk pembuatan pupuk organik sedang yang sampah anorganik seperti kertas, wadah alimunium, plastik dan lain-lain bisanya didaur ulang, Adapun sampah yang telah didaur ulang dari kertas kurang lebih 20%, wadah alumunium 30% sedangkan plastik masih 1%. Kecilnya persentase sumbangan daur ulang plastik saat ini karena beberapa faktor antara lain: nilai ekonomis plastik daur ulang sangat kecil daripada plastik buatan petrokimia, masalah pemilahan (sorting) produk limbah plastik berdasarkan variasi kategorinya. Karena bila sorting tersebut tak dilaksanakan dengan benar maka hasil campuran plastik tersebut mutunya rendah.

2) Degradasi Nilon

Selain plastik polimer yang banyak ditemukan adalah nilon. Nilon memang banyak dijumpai dalam industri tekstil untuk pakaian dan karpet, akan tetapi tidak hanya itu nilon juga digunakan dalam dunia outomotif yaitu untuk ban tali yaitu lapisan dalam ban kendaraan yang dipasang di bawah karet. Nilon padat dipakai pada bantalan mesin dan roda gigi.

Du Pont ialah sebuah perusahaan kimia terbesar milik negara Amerika Serikat telah sukses menciptakan teknologi daur ulang nilon dengan memakai teknologi ammonolysis. Riset daur ulang nilon ini ternyata sebelumnya sudah ada pilot plantnya, yaitu telah lama dibangun di wilayah Ontario, tepatnya di kota Kingston,

Teknologi Polimer

84

Kanada. Riset dan pengembangan proses ammonolysis ini telah dilakukan oleh pihak Du Pont selama bertahun-tahun sebelum akhirnya diaplikasikan secara luas.

Ammonolysis yang diciptakan oleh Du Pont ialah teknologi degradasi polimer untuk dua jenis yaitu Nilon PA6 dan PA66. Pada proses ini nilon yang hendak diolah langsung proses tanpa dipisahkan antara nilon PA6 dan PA66 dan hasil olahan nilon dengan proses ini menunjukan kualitas yang sama dengan nilon sebelumnya. Inilah yang membedakan daur ulang dengan ammonolysis dengan daur ulang lainnya. Dimana daur ulang yang lain hasil daur ulangnya akan mempunyai kualitas yang lebih rendah sedangkan dengan proses ammonolysis hasilnya serupa dengan bahan dasarnya. Hal inilah yang menyebabkan mudahnya memasarkan kembali hasil olahan nilon karena kualitas bahan yang dihasilkan homogeny. Bila dilihat dari sudut pandang ekonomis hal ini sangat penting, akan tetapi yang sangat penting yaitu bahwa dengan berhasilnya daur ulang ini maka pelestarian lingkungan hidup akan terwujud.

2. Degradasi termal (termokimia)

Polimer dapat didegradasi dengan menempatkannya dalam suatu tempat yang dapat dikenai suhu tinggi (degradasi termal), oksigen dan ozon, sinar ultraviolet, air, radiasi, dan senyawa kimia (Hakwins, 1984). Dengan menggunakan radikal primer dan sekunder maka terjadilah polimerisasi yang menghasilkan monomer.Degradasi dengan reaksi pemotongan


85

rantai dapat mengalami satu dari tiga macam kemungkinan mekanisme yaitu: a) degradasi secara acak, dimana rantai yang dirusak

terletak pada sisi yang tidak tertentu. b) depolimerisasi, dimana unit monomer dilepaskan pada

sebuah rantai aktif yang terakhir. c) degradasi rantai yang lemah, dimana rantai rusak pada

ikatan yang energinya rendah. Pada penambahan termal degradasi dapat diinisiasi dengan iradiasi fotokimia, atau dengan cara mekanik.

Zat aditif, katalis atau pengotor mempunyai peluang untuk turut bereaksi pada degradasi secara termal (termokimia).

3. Degradasi cahaya (fotodegradasi)

Fotodegradasi ialah reaksi pemisahan senyawa karena cahaya. Pada proses ini membutuhkan suatu fotokatalis, dan biasanya adalah bahan semikonduktor. Pada proses ini prinsipnya ialah logam semikonduktor bila beri energi foton maka terjadi loncatan elektron dari pita valensi ke pita konduksi. Loncatan elektron akan mengakibatkan munculnya lubang elektron (hole) yang bisa bereaksi dengan air dan terbentuklah radikal OH-. Radikal ini aktif dan selanjutnya akan memecah senyawa organik yang menjadi target. Misalnya fotodegradasi pada TiO2, reaksi yang diajukan berikut ini.

TiO2 + hυ hole+ + e- hole+ + OH- OH• OH• + substrat produk

Teknologi Polimer

86

Reaksi fotodegradasi pada metilen biru tampak seperti di bawah ini :

C16H18N3SCl + 51/2 O2 HCl + H2SO4 + 3HNO3 + 16CO2 + 6H2O

Oksida Ti dibandingkan dengan logam fotokatalis yang lainnya adalah logam fotokatalis yang harganya murah, tidak beracun (non toksit) dan mempunyai aktivitas yang besar serta efektif. Reaksi fotokatalis dengan TiO2 berbentuk kristal anatas, dikatakan TiO2 adalah komponen yang aktif namun ketika berbentuk rutil aktivitasnya menjadi berkurang.

4. Degradasi radiasi

Pada degradasi dengan energi tinggi atau radiasi, contohnya sinar gamma, sinar X atau partikel, semua unit molekul akan terkena dampaknya jika ada faktor pendukungnya antara lain aditif, oksigen, kristalin atau pelarut tertentu.

5. Degradasi mekanis Degradasi mekanis bisa berlangsung saat pemprosesan maupun ketika produk tersebut digunakan yaitu dengan adanya gaya geser, dampak benturan, adanya tekanan dan sebagainya (http://id.wikipedia.org/wiki/maleat anhidrida).

B. Degradasi Secara Alami

Sejalan dengan pemakaian polimer yang terus meningkat dan mengingat keunggulan sifat serta pemakaiannya cukup praktis ternyata semakin meningkat pula limbah polimer yang dihasilkan terhadap lingkungan. Apalagi sejumlah penelitian telah


87

dikembangkan untuk membuat polimer yang tahan terhadap proses degradasi di lingkungan (degradasi alami). Jika hal tersebut tidak segera ditangani akan membahayakan lingkungan hidup. Salah satu penanganan terbaik adalah dengan biodegradasi, tetapi saat ini sebagian besar polimer yang dipakai dalam jumlah besar tak bisa terurai secara alami (degradasi alami). Sebab itu penanganan sampah biodegradasi dapat tercapai bila polimer baru yang dihasilkan adalah jenis polimer yang ramah lingkungan yang mudah terbiodegradasi.

Polimer alam, seperti halnya lignin dan polisakarida, dapat terdegradasi menjadi molekul-molekul yang lebih sederhana. Produk degradasi ini selanjutnya dapat dipergunakan oleh organisme hidup sebagai sumber energy atau untuk mensintesis senyawa-senyawa baru (termasuk biopolimer) (Schnabel, 1981).

Lingkungan secara alami memiliki kemampuan untuk mendegradasi senyawa-senyawa pencemar melalui proses biologis dan kimiawi. Akan tetapi saat ini jumlah bahan pencemar lingkungan sangat besar dibanding kemampuan proses degradasi. Akibatnya terjadi akumulasi atau penimbunan zat pencemar sehingga diperlukan tindakan dan teknologi yang tepat untuk menanggulangi pencemaran tersebut (Nugroho, 2006).

Degradasi secara alami dapat di bagi menjadi 2 proses, antara lain degradasi secara biologi (biodegradasi) dan degradasi secara biokimia.

1. Degradasi biologi (Biodegradasi)

Pencemaran lingkungan berhubungan erat dengan limbah. Permasalahan limbah timbul karena tidak seimbangnya produksi limbah dengan pengolahannya dan

Teknologi Polimer

88

semakin menurunnya daya dukung alam sebagai tempat pembuangan limbah (Rizaldi, 2008).

Salah satu alternatif pengolahan limbah yang dapat diaplikasikan adalah pengolahan secara biologi yang dikenal sebagai biodegradasi. Biodegradasi didefinisikan sebagai suatu proses oksidasi senyawa organik oleh mikroorganisme, baik di tanah, perairan, atau pada instalasi pengolahan air limbah (Cheremisinoff, 1996). Biodegradasi terjadi karena bakteri dapat melakukan metabolisme zat organik melalui sistem enzim untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi. Energi digunakan untuk sintesis, motilitas, dan respirasi (Husin, 2008).

Penelitian tentang biodegradasi oleh mikroorganisme oleh Paramita (2012), menunjukkan bahwa mikroorganisme alami tangki septik mampu mendegradasi bahan organik dalam limbah pasar. Hal ini ditunjukkan oleh perubahan parameter BOD dari 1830 mg/l menjadi 600 mg/l, COD dari 1640 mg/l menjadi 226,7 mg/l, TSS dari 0,85 mg/l menjadi 0,19 mg/l, TDS dari 3,76 mg/l menjadi 4,587 mg/l dan pH dari 2 menjadi 9.

Menurut Sechan dalam Nugroho (2006) biodegradasi adalah perombakan atau pemecahan bahan organik yang dilakukan oleh mikroba hidup. Perombakan ini bertujuan untuk menghasilkan energi yang digunakan untuk kelangsungan hidupnya. Perombakan bahan organik tertentu akan terjadi serangkaian reaksi kimia enzimatik atau biokimia yang dilakukan oleh mikroba tertentu pula dan keadaan yang sesuai untuk tmbuh kembangnya mikroorganisme tersebut.


89

Banyak golongan mikroba yang memanfaatkan mineral-mineral dari senyawa-senyawa hidrokarbon aromatik (fenol, naftalen, antrasen, dll), seperti dari kelompok bakteri Pseudomonas, Mycobacterium, Acinetobacter, Arthobacter dan Bacillus (Alexander, 1977). Salah satu contoh senyawa PAH yang paling sederhana adalah naftalen yang hanya memiliki dua cincin benzen (Goyal & Zylstra, 1997). Pada proses degradasi naftalen, senyawa naftalen terlebih dahulu diubah ke Cis-1,2- dihidroksi-1,2-dihidroksinaftalen dan ke beberapa senyawa lainnya hingga akhirnya sampai ke katekol sebagai pusat intermediet. Untuk lebih jelasnya pengubahan naftalen menjadi katekol tampak pada Gambar 13. berikut

Teknologi Polimer

90

Gambar 13. Jalur Perubahan Naftalen Menjadi Katekol oleh Bakteri (Denome et al.,1993; Goyal & Zylstra, 1997; Kiyohara et al., 1994)

2. Degradasi biokimia

Mekanisme umum degradasi polimer menjadi molekul yang sederhana dapat dijelaskan secara kimiawi. Organisme hidup mempunyai kemampuan untuk memproduksi bermacam-macam enzim yang dapat menghancurkan struktur biopolimer. Kerja suatu enzim sebagai katalisator dalam merombak struktur polimer merupakan kerja yang spesifik, artinya suatu enzim tertentu hanya memiliki kemampuan untuk mengkatalisis suatu reaksi kimia tertentu pula.

Biodegradasi material organik, terutama polimer alam seperti selulosa, lignin, atau karet alam, dapat terjadi akibat serangan secara mikrobiologis terhadap material tersebut. Mikroorganisme mempunyai kemampuan memproduksi bermacam-macam enzim yang dapat bereaksi dengan polimer alam. Reaksi enzimatik terhadap polimer merupakan suatu proses kimiawi dimana mikroorganisme memperoleh sumber makanan dari polimer.

Tokiwa dan Calabia (2004) menjelaskan bahwa biodegradasi didefinisikan sebagai pemecahan suatu senyawa oleh aksi mikroorganisme. Mikroorganisme yang banyak berperan pada proses biodegradasi plastik adalah bakteri, jamur dan aktinomicetes. Pada biodegradasi film kemasan terjadi beberapa tahap degradasi, yaitu tahap degradasi kimia dimana pada tahap ini terjadi oksidasi molekul dimana terbentuk polimer yang berat molekulnya lebih kecil. Selanjutnya adalah proses serangan oleh mikroorgnisme


91

dengan memanfaatkan enzim yang dihasilkannya. Selama biodegradasi berlangsung, terjadi proses depolimerasi dimana eksoenzim dari mikroba akan memecah polimer kompleks menjadi rantai pendek oligomer dan monomer sehingga dapat melewati membran semi permeabel mikroba, yang kemudian dapat digunakan sebagai sumber karbon dan energi. Selanjutnya terjadi proses mineralisasi dimana terjadi pengubahan fragmen oligomer dan monomer menjadi produk akhir seperti karbon dioksida, air, atau metana (Jendrossek dan Rene, 2002).

Fenomena biodegradasi terhadap material organik, termasuk polimer, terlihat dari fakta bahwa dalam siklus makanan di alam, secara langsung atau tidak, cepat atau berangsur-angsur, material yang ada akan berkurang jumlahnya, artinya material inilah yang sebagian atau seluruhnya digunakan sebagai sumber nutrisi oleh mikroorganisme. Studi tentang biodegradasi dapat dilakukan dalam lingkungan yang sesungguhnya; yaitu dipendam dalam tanah, atau dilakukan dengan metode simulasi. Metode simulasi dapat dilakukan dengan menggunakan mikroorganisme campuran atau dengan mikroorganisme tertentu yang telah diketahui jenisnya.

Hasil yang ada menunjukkan bahwa laju biodegradasi oleh mikroorganisme campuran umumnya berlangsung lebih cepat, namun sukar untuk memperkirakan mekanisme degradasi yang terjadi.

C. Rangkuman

Teknologi Polimer

92

Degradasi polimer merupakan proses yang ditandai dengan pecahnya tulang punggung rantai utama atau ikatan-ikatan gugus samping yang terjadi baik secara alami maupun non alami. Degradasi meliputi seluruh pengerusakan sifat-sifat polimer yang berguna secara komersial seperti pengurangan atau penambahan massa molekul relatif.

Degradasi secara non alami adalah kerusakan yang terjadi yang disebabkan oleh kimia, panas (termal), cahaya (fotodegradasi) dan energi tinggi (radiasi).

Degradasi kimia ialah berubahnya keadaan suatu polimer karena reaksi kimia atau terjadi penguraian bagian-bagian polimer akibat reaksi dengan polimer lain di dekatnya, sehingga menyebabkan terjadinya pemecahan suatu molekul jadi lebih kecil/sederhana dengan cara alami atau buatan.

Degradasi termal adalah degradasi yang disebabkan karena adanya suhu tinggi. Degradasi ini dapat di inisiasi dengan iradiasi fotokimia, atau dengan cara mekanik. Zat aditif, katalis atau pengotor mempunyai peluang untuk turut bereaksi pada degradasi secara termal (termokimia) meskipun dari segi istilah seakan-akan tidak ada senyawa lain yang tidak terlibat.

Fotodegradasi ialah reaksi pemisahan senyawa karena cahaya. Pada proses ini membutuhkan suatu fotokatalis, dan biasanya adalah bahan semikonduktor. Pada proses ini prinsipnya ialah logam semikonduktor bila beri energi foton maka terjadi loncatan elektron dari pita valensi ke pita konduksi. Loncatan elektron akan mengakibatkan munculnya lubang elektron (hole) yang bisa bereaksi dengan air dan terbentuklah radikal OH-. Radikal ini aktif dan selanjutnya akan memecah senyawa organik yang menjadi target.


93

Degradasi radiasi adalah degradasi karena adanya energi tinggi atau radiasi, misalnya sinar X, gamma, atau partikel. Pada degradasi ini semua bagian molekul akan terkena dampaknya apabila didukung dengan adanya faktor aditif, oksigen, kristalin atau pelarut tertentu.

Degradasi mekanis adalah degradasi yang terjadi secara mekanis dan bisa berlangsung saat pemprosesan maupun ketika produk tersebut digunakan yaitu dengan adanya gaya geser, dampak benturan, adanya tekanan dan sebagainya

Degradasi alami adalah kerusakan yang disebabkan oleh adanya proses alamiah. Degradasi secara alami dapat di bagi menjadi 2 proses, antara lain degradasi secara biologi (biodegradasi) dan degradasi secara biokimia.

Biodegradasi didefinisikan sebagai suatu proses oksidasi senyawa organik oleh mikroorganisme, baik di tanah, perairan, atau pada instalasi pengolahan air limbah

Degradasi secara biokimia adalah degradasi polimer menjadi molekul yang sederhana secara kimiawi akibat adanya organisme hidup yang mempunyai kemampuan untuk memproduksi bermacam-macam enzim yang dapat menghancurkan struktur biopolimer. Kerja suatu enzim sebagai katalisator dalam merombak struktur polimer merupakan kerja yang spesifik, artinya suatu enzim tertentu hanya memiliki kemampuan untuk mengkatalisis suatu reaksi kimia tertentu pula.

D. Soal-soal latihan

1. Apa maksud dari Degradasi polimer (jelaskan)?

2. Sebutkan dan uraikan jelaskan jenis degradasi polimer?

Teknologi Polimer

94

3. Sebutkan dan uraikan degradasi secara alami?

4. Sebutkan dan uraikan degradasi non alami?

NON BIODEGRADABLE

POLYMER

Saat ini ada enam komoditas polimer yang paling banyak

digunakan dalam kehidupan sehari antara lain polypropylene

polyethylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyethylene

BAB VI






95

terephthalate dan polycarbonate. Tiap-tiap polimer mempunyai

sifat degradasi, cahaya, tahan terhadap panas dan kimia yang

berbeda-beda.

A. Polietilena (polyethylene)

Menurut Billmeyer (1994) polietilena ialah material termoplastik yang transparan, warnanya putih yang memiliki titik lebur antara 1100C - 1370C. Polietilena biasanya resisten pada bahan kimia. Pada suhu kamar polietilena tak bisa larut pada pelarut organik maupun anorganik.

Polietilen merupakan polimer yang sangat kristal dan mempunyai sifat hydrophob tinggi dengan energi permukaan rendah, serta terbatasnya situs aktif yang ada pada permukaan polietilen yang membatasi dalam pemanfaatannya. Polimer polietilen merupakan bahan yang banyak digunakan untuk pembuatan komposit, namun dalam pembuatannya tidak diperoleh hasil yang homogen karena perbedaan polaritas antara polimer dan bahan pengisi. (Yuniari, A., 2011).

Polietilena atau biasanya disebut plastik dibentuk dari reaksi adisi monomer-monomer etilena yang umumnya memiliki cirri-ciri tak berbau, tak berwarna dan tak beracun. Terdapat dua macam polietilena, yaitu polietilena dengan kerapatan/densitas rendah dan polietilena dengan kerapatan tinggi. Perbedaan keduanya adalah dari cara membuatnya dan bentuk fisiknya. Pada polietilen dengan densitas rendah umumnya berbentuk lapisan/hamparan tipis dipakai untuk bungkus makanan, kantung plastic dan jas hujan. Adapun polietilen densitas tinggi sifatnya lebih keras tapi masih mudah dibentuk. Umumnya dipakai untuk



Teknologi Polimer

96

pelapis kawat dan kabel serta sebagai peralatan dapur misalnya ember, panci dan lain-lain.

Untuk meningkatkan interaksi antara bahan pengisi dengan matriks polimer telah dilakukan beberapa cara salah satunya dengan menambahkan senyawa penghubung (coupling agent) sehingga meningkatkan sifat antar muka dan adhesi bahan pengisi dengan matriks polimer (Sitepu, I.W., 2009)

Pembuatan Polietilena menurut Surdia, S., (1995) melalui proses polimerisasi gas etilen yang diperoleh dengan memberi hidrogen gas petrolium pada pemecahan minyak (nafta), gas alam atau asetilena. Seperti ditunjukkan pada reaksi berikut ini

Gambar 14. Reaksi Polimerisasi etilena

Dalam industri untuk mempermudah mengingat nama

polimer biasanya polimer diberi inisial, misalnya polietilena ditulis

dengan singkatan PE, polistirena disingkat PS serta polipropilena

disingkat PP. Molekul etena C2H4 biasanya ditulis CH2=CH2,

dimana dua buah CH2 disatukan oleh ikatan ganda. Polietilena

dihasilkan dari polimerisasi etena. Ada beberapa metode untuk

memproduksi polietilena antara lain dengan proses polimerisasi

radikal, polimerisasi ion koordinasi, polimerisasi adisi anionik dan

polimerisasi adisi kationik. Dari metode-metode tersebut akan

dihasilkan polietilena dengan tipe yang macam-macam.


97

Bermacam-macam termoplastik telah banyak digunakan untuk mempersiapkan termoplastik elastomer kompatibilitas tinggi. Ini termasuk polipropilen, low-density polyethylene, uv-low-density polyethylene, liniear low density polyethylene,dikloronasi polietilen, polistiren, poliamida, etilena-vinil asetat, kopolimer, dan poli metil metakrilat (Charoen Nakason, 2006).

Polietilen (PE) adalah plastik yang sudah ada sejak tahun 1930 dan banyak dipakai untuk kepentingan komersial. Hal ini karena PE mempunyai sifat- sifat istimewa yang sangat menarik seperti pemrosesannya mudah, murah, inert, dan sifat listriknya yang bagus. Pengklasifikasian PE umumnya didasarkan pada densitas dan viskositas pelelehan atau indeks pelelehan. Ini menghasilkan HDPE, LDPE, LLDPE dan XLPE (Charrier, 1989).

Tabel 7. Karakteristik Polietilen

Sifat Fisik dan Mekanik LDPE Rantai Cabang HDPE

Berat jenis (g/cm3) 0,91-0,94 0,95-0,97 Titik leleh (0C) 105-115 135 Kekerasan 44-48 55-70 Kapasitas panas (kj kg-1 K-1 1,916 1,916 Regangan (%) 150-600 12-700 Tegangan Tarik (N mm-2) 15,2-78,6 17,9-33,1 Modulus tarik (N mm-2) 55,1-172 413-1034 Tegangan impak >16 0,8-14 Konstanta dielektrik 2,28 2,32 Resitivitas (Ohm cm) 6 × 1015 6 × 105

Teknologi Polimer

98

1. Polietilen High Density Polyethylene (HDPE)

Untuk menghasilkan HDPE (High Density Polyethylene) yaitu melalui polimerisasi dengan suhu dan tekanan yang rendah. HDPE merupakan senyawa termoplastik dari atom karbon dan sistem yang bergabung menghasilkan berat molekul tinggi. HDPE merupakan salah satu jenis plastik sintetik yang memilki massa jenis tinggi, yaitu memiliki densitas antara 935-956,86 kg/cm3 . Proses pembuatannya dimulai dari gas metana yang diubah menjadi etilen, kemudian dengan aplikasi panas dan tekanan (10 atm, 50-70oC), diubah lagi menjadi polietilen. Rantai polimer yang terbentuk memiliki unit karbon berkisar antara 500.000-1.000.000. Rantai cabang yang panjang dan pendek muncul di sepanjang rantai utama, semakin panjang rantai jumlah cabang semakin banyak. HDPE memiliki nilai kuat tarik 144 Mpa dan kemuluran 146%. HDPE adalah bahan plastik tidak berbahaya dipakai karena HDPE mampu menghambat reaksi kimia yang terjadi antara plastik dan makanan/minuman yang dikemas. HDPE adalah bahan yang tahan terhadap suhu yang tinggi, lebih kuat, keras dan buram (Harumningtyas, 2010).

Kebanyakan aplikasi HDPE dipadukan dengan zat aditif untuk memperbaiki sifat-sifat HDPE. Bahan aditif tersebut bisa bermanfaat untuk filler, pemberi warna, antioksidan, menyerap sinar ultraviolet, teflon dan lain-lain karena merupakan zat-zat yang mempunyai berat molekul rendah (Ni’mah,dkk., 2009)

Disamping itu jumlah rantai cabang polietilen jenis high density sedikit daripada jenis low density. Hal ini terjadi karena pemilihan macam katalis yang dipakai dalam pembuatannya dan reaksi yang terjadi. Sehingga high density kualitasnya


99

bahannya lebih kuat, keras, buram dan tahan pada suhu tinggi (120oC). Untuk membuat 1000 g HDPE diperlukan 1750 g minyak bumi yaitu untuk bahan dasar dan energi. HDPE dapat didaur ulang, simbol daur ulang HDPE adalah nomor 2. Simbol HDPE seperti terlihat pada gambar 15.

Gambar 15. Simbol HDPE

High density polyethylene (HDPE ) yang sering dipakai memiliki densitas 950 kg/m3 , biasanya digunakan sebagai botol, kemasan, jerigen, kursi lipat dan sebagainya. Hasil tarik plastik HDPE bersifat keras, karena material yang sering digunakan mempunyai kekuatan tarik nomor dua sesudah kekuatan tarik plastik PET. Plastik HDPE lebih kuat bila dibandingkan dengan PP dan LDPE, namun bila dilihat hasil ukuran regangannya plastik HDPE kecil sekali, artinya elastisitas HDPE rendah sekali bahkan cenderung kaku/getas.

Besar kekuatan tarik, kekuatan tekan dan kekuatan lentur bahan polimer tampak pada Tabel 8.

Tabel 8. Kekuatan Tarik, Tekan dan Lentur Bahan Polimer

Polietilena Kekuatan

Tarik (MPa)

Perpanjangan (%)

Modulus Elastisitas

(MPa)

Kekuatan Tekan (MPa)

Kekuatan Lentur (MPa)

Polietilena Massa Jenis

21-38 15-100 4-10 22 7

Teknologi Polimer

100

Tinggi (HDPE)

a. Karakteristik HDPE

Karakteristik HDPE dapat dilihat dari sifat fisika, kimia, dan mekanika HDPE. Karakteristik HDPE tampak pada Tabel 9 dan 10.

Tabel 9. Karakteristik HDPE dan sifat fisika, kimia HDPE Parameter Keterangan

Nama Kimia High Density Polyethylen Trade Name HDPE Sinonim Polyethylen Rumus Molekul (C2H4)n Fisik Padat Melting Point 100-1350C / 212-2750F Spesific Gravity (at 200C) (water = 1)

0,94-0,958

Tabel 10. Sifat Fisika Dan Mekanika HDPE

Sifat fisika dan mekanik HDPE rantai Lurus Titik leleh 125-1300C

Derajat kristalinitas 85-95 % Berat jenis 0,95-0,96 Titik lunak 1240C

Kekuatan tarik 245 kgf/cm2 Perpanjangan 100 %

(Sitepu,I.W., 2009)


101

2. Low Density Polyethylene (LDPE)

LDPE (polietilena berdensitas rendah) adalah termoplastik yang berbahan dasar minyak bumi. Pada tahun 1933 Imperial Chemical Industries (ICI) untuk kali pertama membuatnya dengan memakai tekanan tinggi dan polimerisasi radikal bebas. Ciri LDPE adalah densitas antara 0.910 - 0.940 g/cm3 dan tak bersifat reaktif pada suhu kamar. Namun ada beberapa jenis pelarut dan oksidator kuat dapat menyebabkan LDPE rusak. LDPE masih tahan pada suhu 90 oC dalam waktu singkat. LDPE dapat di daur ulang dan simbol daur ulangnya bernomor 4.(http://en.wikipedia.org.wiki. polyethylene)

LDPE merupakan salah satu jenis plastik yang memiliki massa jenis rendah, fleksibel, sedikit tembus cahaya, kuat dan permukaannya agak licin. LDPE dibawah temperatur 60oC daya lindung terhadap uap air dapat dikatakan baik, namun buruk terhadap gas-gas lainnya, misalnya oksigen sehingga sangat resisten terhadap senyawa kimia. Titik leburnya antara 105-115oC. LDPE biasanya dibuat mangkuk, botol dan film. LDPE sulit dihancurkan namun dapat didaur ulang (Julianti dan Nurminah, 2006).

Plastik mempunyai ketahan putus yang tinggi dan memiliki kekuatan terhadap kerusakan. Nilai kuat tarik LDPE yaitu 9,86 Mpa dan kemuluran 100% (Boedeker plastic, 2013).

LDPE gaya antar molekulnya rendah karena punya banyak cabang, lebih banyak dibandingkan HDPE. Beberapa ketahanan LDPE terhadap bahan kimia antara lain:

· Tidak mudah rusak karena asam, basa, alkohol dan ester.

http://id.wikipedia.org/wiki/Termoplastik

http://id.wikipedia.org/wiki/Minyak_bumi

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Imperial_Chemical_Industries&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Polimerisasi_radikal_bebas&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Polimerisasi_radikal_bebas&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Gaya_antar_molekul

http://id.wikipedia.org/wiki/Asam

http://id.wikipedia.org/wiki/Basa

http://id.wikipedia.org/wiki/Alkohol

http://id.wikipedia.org/wiki/Ester

Teknologi Polimer

102

· Mengalami sedikit rusak karena keton, aldehida dan minyak berasal dari tumbuhan.

· Terjadi setengah rusak karena aromatik, hidrokarbon, alifatik dan oksidator.

· Rusak parah pada hidrokarbon terhalogenisasi.

Pemakaian LDPE sangat luas, umumnya dipakai pembungkus. Adapun pemakaian lainnya antara lain:

· Kontong plastik · Bagian elektronik · Kotak makan dan tempat peralatan laboratorium · Permukaan anti korosi

3. Linear low density polyethylene (LLDPE)

LLDPE adalah salah satu macam polietilena yang prospektif sekali sebab cara pembuatannya sangat mudah.

LLDPE menurut Billmeyer (1984), merupakan kepolimeran antara ethylne dengan α-olefin seperti butene, hexene, dan octene yang ditunjukan dengan rantai cabang pendek dengan densitas yang ditentukan tanpa adanya rantai cabang panjang. Beberapa barang ang diproduksi dari LLDPE antara lain:

a. Kabel : pembungkus kabel tegangan rendah b. injection : kursi plastik, ember, gelas dan piring plastik c. Film : plastik, plastik pembungkus baju, plastik karung

4. Cross-linked polyethylene (XLPE) Cross-linked polyethylene, biasa disingkat PEX atau

http://id.wikipedia.org/wiki/Keton

http://id.wikipedia.org/wiki/Aldehida

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hidrokarbon_alifatik&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hidrokarbon_alifatik&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Hidrokarbon_terhalogenisasi&action=edit&redlink=1


103

XLPE, merupakan bentuk polyethylene dengan cross-link.

Umumnya XLPE ini dibentuk menjadi tabung, dan digunakan

terutama dalam membangun layanan sistem pipa, hydronic

bercahaya sistem pemanas dan pendingin, pipa air rumah

tangga, dan isolasi untuk tegangan tinggi kabel listrik

Pada abad ke-21, XLPE telah menjadi alternatif

untuk PVC (polyvinylchloride ), CPVC (diklorinasi polyvinyl

Chloride) atau tembaga tabung untuk digunakan sebagai

perumahan pipa air . XLPE tabung berkisar dalam ukuran dari

ukuran kekaisaran 1/4-inch sampai 4 inci, namun dipasaran

yang banak digunakan adalah ukuran 1/2-inch, 3/4-inch, dan

1-inci. Sedangkan metric XLPE biasanya tersedia dalam

ukuran 1,6 cm, 2 cm, 2,5 cm, 3,2 cm, 4 cm, 5 cm dan 6,3 cm.

(http://en.wikipedia.org.wiki.Cross-linked polyethylene)

B. Polipropilena (polypropylene)

Polipropilena hampir sama dengan polietilen, karena

monomer pembentuknya adalah propilena. Perbedaan keduanya

pada jumlah atom C-nya. Bila dibandingkan polipropilena lebih

kuat dan lebih tahan dari polietilena, sebab itu banyak digunakan

untuk membuat botol, tali dan lainnya. Sebab itu botol dari

polipropilena bisa dibuat lebih tipis daripada polietilena.

Monomer polipropilena (CH2=CHCH3) diperoleh dari hasil

samping pemurnian minyak bumi. Polipropilena (CH2-CHCH3)n

merupakan suatu jenis polimer termoplastik yang mempunyai sifat

melunak dan meleleh jika dipanaskan (Billmeyer, 1971)

http://en.wikipedia.org/wiki/Polyethylene

http://en.wikipedia.org/wiki/Cross-link

http://en.wikipedia.org/wiki/Building_services

http://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_insulation

http://en.wikipedia.org/wiki/Polyvinyl_chloride

http://en.wikipedia.org/wiki/Chlorinated_polyvinyl_chloride

http://en.wikipedia.org/wiki/Chlorinated_polyvinyl_chloride

http://en.wikipedia.org/wiki/Copper

http://en.wikipedia.org/wiki/Water_pipe

http://en.wikipedia.org.wiki/


Teknologi Polimer

104

Polipropilena merupakan polimer hidrokarbon yang

termasuk kedalam polimer termoplastik yang dapat diolah pada

suhu tinggi. Adapun struktur propilena tampak pada gambar 16.

Gambar 16. Bentuk Struktur Propilena

Karena keteraturan ruang polimer ini, rantai dapat dikemas

lebih terjejal sehingga menghasilkan plastik yang kuat dan tahan

panas. Pada suhu ruang, beberapa sifat, seperti daya regang dan

kekakuan, sama dengan sifat polietena bermassa jenis tinggi,

tetapi sifat itu berubah pada suhu yang lebih tinggi. Sifat kelarutan

poli(propena) sama dengan sifat kelarutan yang dimiliki

poli(etena), yakni tak larut pada suhu ruang (Cowd, M.A., 1991).

Polipropilena merupakan jenis bahan baku plastik yang

ringan, densitas 0,90-0,92, memiliki kekerasan dan kerapuhan

yang paling tinggi dan bersifat kurang stabil terhadap panas

dikarenakan adanya hidrogen tersier. Penggunaan bahan pengisi

dan penguat memungkinkan polipropilena memiliki mutu kimia

yang baik sebagai bahan polimer dan tahan terhadap pemecahan

karena tekanan (stress-cracking) walaupun pada temperatur

tinggi. Kerapuhan polipropilena di bawah 0oC dapat dihilangkan

dengan penggunaan bahan pengisi (Gachter, 1990).


105

Sifat penting dari polimer adalah kristalinitas. Kristalinitas

merupakan rangkaian molekul yang saling berikatan secara

teratur. Pada polimer polipropilena, rantai polimer yang terbentuk

dapat tersusun membentuk daerah kristalin (molekul tersusun

teratur) dan bagian lain membentuk daerah amorf (molekul

tersusun secara tidak teratur) (Cowd .MA., 1991).

1. Struktur Polipropilena

Dalam struktur polimer atom-atom karbon terikat secara

tetrahedral dengan sudut antara ikatan C-C 109,5o C dan

membentuk rantai zigzag planar. Untuk polipropilena struktur

zigzag planar tiga dimensi dapat berlangsung melalui 3 cara

yang berlainan tergantung pada tempat gugus metilnya. Ini

menghasilkan struktur isotaktik, sindiotaktik atau taktik. Ketiga

struktur polipropilena tersebut pada pokoknya secara kimia

berbeda. Pada polipropilena isotaktik semua gugus metil (CH)

berada pada belahan yang sama dari rantai utama karbonnya,

pada sindiotaktik gugus metil terletak arah berlawanan selang-

seling, sedangkan yang ataktik gugus metilnya acak seperti

gambar dibawah ini (Hartomo, A.J., 1995).

Teknologi Polimer

106

Gambar 17. Polipropilena (a) isotaktik (b) sindiotaktik (c) ataktik 2. Kegunaan Polipropilena

Aplikasi Polipropilena (PP) dapat kita jumpai dalam

kehidupan sehari-hari dalam berbagai bentuk antara lain : alat

tulis, pengemasan, tekstil, berbagai tipe wadah yang dapat

dipakai berulang-ulang, perlengkapan laboratorium, komponen

otomotif, dan pengeras suara.

(http://en.wikipedia.org.wiki.Polypropylene).

Produk poli(propena) lebih tahan terhadap goresan

daripada produk poli(etena) yang bersesuaian. Poli(propena)

digunakan untuk bagian dalam mesin pencuci, komponen

mobil, kursi, tangkai pegangan, kotak, keranjang, pipa,isolator

listrik, kemasan (berupa lembaran tipis) makanan dan barang

(Cowd, M.A., 1991).

C. Polivinil klorida (PVC) (polyvinyl chloride)

PVC ialah polimer yang dihasilkan dari kloro etilen

(CH2=CHCl). PVC mempunyai sifat yang kuat dan tahan terhadap



107

panas dibanding etilen. Sehingga PVC (polivinil klorida) umumnya

dibuat untuk kran, selang yang keras, pipa air, piringan hitam,

untuk melapisi lantai dan sebagainya.

Pemakaian Polyvinil klorida (PVC) di dunia menempati

urutan ketiga setelah polietilena dan poliprolena. Umumnya

dipakai dalam konstruksi sebagai bahan bangunan. PVC juga

mudah di rangkai dan bisa di buat lebih elastis serta fleksibel

dengan menambahkan plastiziser.

Bahan baku PVC adalah minyak bumi terendah diantara

polimer lainnya. Proses produksi PVC melalui polimerisasi

suspensi dengan cara air dan vinil klorida diintroduksi dalam

reaktor polimerisasi. Agar suspensi dapat bertahan perlu inisiator

dari polimerisasi dan adanya bahan kimia tambahan serta

menjaga agar urutan partikel resin PVC tetap seragam. Reaksinya

secara eksotermik dan memerlukan proses pendinginan guna

menstabilkan suhu reaktor sesuai yang diperlukan. Selama reaksi

PVC akan semakin memadat dibandingkan dengan vinil klorida,

untuk itu perlu ditambahkan air secara terus menerus ke dalam

campuran guna menstabilkan suspensi. Setelah proses selesai

sisa cairan pada PVC dan sisa vinil klorida harus dipisahkan untuk

dipakai kembali pada reaksi selanjutnya. Cairan PVC yang telah

jadi kemudian disentrifugasi agar sisa air terpisah dan dikeringkan

memakai udara panas hingga menghasilkan butir-butir PVC. Pada

reaksi normal sisa vinil klorida kurang dari 1 ppm, sedangkan

pada proses lain yaitu suspensi mikro dan polimerisasi emulsi

Teknologi Polimer

108

dihasilkan PVC yang butirannya lebih kecil, sehingga sifatnya

sedikit berbeda demikian juga penggunaannya.

D. Polyethylene terephthalate,

Polyethylene terephtalate (PET) merupakan keluarga

polyester seperti halnya PC. PET berbahan dasar glikol (EG) dan

terephtalic acid (TPA) atau dimetyl ester atau asam terepthalat

(DMT). Beberapa jenis PET memiliki sifat antara lain : 1) PET

Polymer biasanya dilapisi fiber glass atau filler mineral agar lebih

kuat. 2) Untuk film PET-nya berwarna jernih, tak tembus air (liat),

kuat, berdimensi stabil, tahan api, tak toxic, bersifat permiabel

terhadap gas, kadar air dan baunya rendah. 3) untuk engineer

resin PET-nya bersifat kaku, sangat kuat, berdimensi stabil, daya

tahan terhadap panas dan bahan kimia tinggi, memiliki sifat

elektrikal yang bagus. Namun semua jenis PET mempunyai daya

serap yang rendah terhadap uap air dan air.

Di dunia kebanyakan plastik PET dipakai dalam bidang

tekstil sebagai serat sintetis yaitu sebesar 60%. PET atau dikenal

dengan polyester biasanya untuk bahan dasar botol atau gelas

kemasan yang jernih yaitu sekitar 30%. Botol PET/PETE ini

disarankan hanya satu kali digunakan, sebab jika berulang kali

digunakan terutama untuk makanan/minuman hangat atau panas,

dapat menyebabkan lapisan polimer pada botol meleleh dan

menghasilkan zat karsinogenik (penyebab kanker). Lambang dari

PET di bawah kemasan, tertulis angka 1 di tengah segitiga.



109

E. Polistiren (Polystyrene)

Polistirena merupakan polimer yang terdiri dari monomer

stirena C6H5CH=CH2, biasanya berbentuk plastik jernih dan keras,

memiliki penampilan lembut dengan kecerahan baik. Polistirena

termasuk golongan termoplastik. Polimer ini memiliki nama

komersial styrofoam dan banyak dipakai untuk komponen perabot,

pengemas, bahan isolasi baik listrik atau panas, mainan dan

sebagainya. Stirena dibuat melalui pirolisis dehidrogenasi dari

etilbenzena. Sedangkan etilbenzena dihasilkan dari sintesa

etilena dan benzena. Polistirena adalah bahan yang tahan

terhadap asam, basa dan garam. Polistirena bisa dipakai sebagai

bahan pengganti logam (bersifat konduktor) dan kayu (tahan suhu

dan tekanan) sehingga penelitian polimer ini terus dilakukan. Polistiren dibuat dari sebuah hidrokarbon cair yang

diproduksi secara komersial dari minyak bumi. Dalam suhu

ruangan, umumnya bersifat termoplastik padat. Pada suhu tinggi,

dapat meleleh yang kemudian kembali padat pada suhu normal

(http://en.wikipedia.org.wiki. Polystyrene).

Polistiren dibuat pertama kali oleh Eduard Simon seorang

apoteker Jerman pada tahun 1839, ketika ia mengisolasi zat

tersebut dari resin alami. Hal ini disadari oleh kimiawan organik

Jerman Hermann Staudinger, bahwa penemuan Simon

merupakan rantai panjang molekul stiren (http://en.wikipedia.org.

wiki. Polystyrene).

http://en.wikipedia.org/

Teknologi Polimer

110

Polimerisasi polistiren termasuk ke dalam polimerisasi adisi

melalui reaksi radikal bebas. Sintesis polistiren dilakukan pada

reaktor polimerisasi dalam kondisi vakum. Hal ini bertujuan agar

tidak ada kehadiran oksigen ataupun uap air yang dapat

menggangu rekasi polimerisasi. Kehadiran oksigen dapat

menghambat aktivitas dari inisiator, yaitu benzoil peroksida,

dengan cara bereaksi dengannya. Kehadiran uap air akan

menyebabkan stiren kurang murni sehingga reaksi polimerisasi

berjalan tidak sempurna. Mekanisme reaksi yang mungkin terjadi

adalah sebagai berikut:


111

Gambar 18. Mekanisme rekasi polimerisasi polistiren

Polistiren dibuat dari monomer stiren, sedangkan monomer

stiren sendiri dapat disintesis dari benzen dan etilen. Pada proses

sintesis stiren, etilen dialirkan ke benzen cair pada tekanan tinggi

dengan katalis aluminium klorida. Pada saat reaksi polimerisasi,

stiren yang mempunyai ikatan rangkap C=C akan mengalami adisi

menjadi ikatan tunggal C–C. Reaksi polimerisasinya secara umum

adalah :

Teknologi Polimer

112

Gambar 29. Reaksi Polimerisasi

Berdasarkan struktur atau kedudukan gugus fenil pada

bidang rantai polistiren, terdapat tiga jenis, yaitu polistiren

isotaktik, polistiren sindiotaktik, dan polistiren ataktik. Polistiren

isotaktik memiliki semua gugus fenil pada posisi satu arah relatif

terhadap rantai utama. Polistiren sindiotaktik memiliki gugus fenil

yang tersusun bergantian arahnya terhadap rantai utama.

Sedangkan polistiren ataktik memiliki gugus fenil yang tersusun

secara acak arahnya relatif terhadap rantai utama. Struktur

polistiren ataktik dan sindiotaktik adalah sebagai berikut :

Gambar 20. Struktur polistiren ataktik dan sindiotaktik


113

Polistiren yang diproduksi secara komersial adalah

polistiren tipe ataktik. Produksi polistiren isoataktik dan sindiotaktik

lebih mahal dari jenis polimer lainnya karena sifatnya yang lebih

kuat dan tahan terhadap panas dan zat-zat kimia.

Polistiren dapat dibuat transparan atau menjadi banyak

warna. Umumnya dapat dibuat sebagai pembungkus makanan,

bahan insulator listrik, Styrofoam, peralatan rumah tangga, mainan

anak, dan lain-lain.

F. Polikarbonat (polycarbonate)

Sejarah penemuan polikarbonat bermula pada abad XIX.

Polikarbonat ditemukan oleh Alfred Einhorn, kimiawan Jerman,

tahun 1898. Pada waktu itu beliau bekerja di Universitas Munich.

Saat beliau melakukan penelitiaannya dengan eter,

beliaumenemukan reaksi antara fosgen dengan tiga isomer

dihidroksi-benzena dan diperoleh polieter dari karbondioksida

yang berwujud transparan, tahan panas dan zat yang tidak larut.

Pada tahun 1953, seorang pekerja di perusahaan Jerman, Bayer

Hermann Schnellmemperoleh polikarbonat untuk percobaan

pertamanya. Pada tahun yang sama, polikarbonat dipatenkan

dengan nama dagang “Macrolon”. Pada tahun yang sama tahun

1953, tetapi seminggu kemudian, material ini disintesis

oleh pekerja perusahaan Amerika, General Electric Daniel Fox.

Dua industri raksasa di dunia mengadakan negosiasi

berhubungan dengan siapa yang akan memperoleh hak untuk

menjadi penemu polikarbonat. Permasalahan diselesaikan dan


Teknologi Polimer

114

pada tahun 1955 General Electric menetapkan material di bawah

merek dagang Lexan. Setelah puluhan tahun berlalu pada

tahun 1958 Bayer Company dan tahun 1960 General Electric,

kedua memperoleh polikarbonat yang cocok dan memulai industri

mereka

Polycarbonate dihasilkan dari reaksi kondensasi antara

bisphenol A dengan fosgen (phosgene) pada kondisi alkali.

Polimer ini bersifat antara lain: impact strength-nya sangat bagus,

jernih seperti air, tahan terhadap cuaca, tahan temperature tinggi,

flameabilitasnya rendah, mudah diolah.

Polimer termoplastik yang bentuknya dapat diubah-ubah

sesuai kebutuhan dengan proses pemanasan adalah polikarbonat.

Keunggulan dari plastik jenis ini yaitu bening dan jernih seperti air,

kekuatan benturan yang baik, tahan terhadap perubahan cuaca

tinggi, tahan temperature tinggi, mudah diolah, dan tingkat

flameabilitas yang rendah. Dari keunggulan tersebut membuat

polikarbonat sering digunakan sebagai pengganti kaca dalam

peralatan, pengolahan, dan aplikasinya. Polikarbonat diidentifikasi

memiliki kode nomor 7. Hal tersebut karena plastik jenis ini

tersusun atas polimer yang memiliki gugus karbonat dalam rantai

molekuler yang panjang (Gambar 21). Polikarbonat dibentuk dari

hasil polimerisasi dari garam natrium bisphenolic dengan fosgen.

Berdasarkan materi pengikat tipe polikarbonat yang sering

digunakan adalah bisfenol-A (BPA). bisfenol-A merupakan tipe

polikarbonat paling umum yang terdapat dalam plastik.

Polikarbonat dapat dilaminasi menjadi kaca anti peluru dan


115

sifatnya hampir sama dengan akrilik, tetapi polikarbonat lebih kuat

dan tahan pada temperatur tinggi (Chapin, 2007).

Gambar 21. Struktur polimer polikarbonat (Sun, 2003).

Pembuatan produk kemasan berbahan polikarbonat biasanya menggunakan tehnik pengolahan termoplastik. Misalnya pada proses : cetak injeksi, ekstruksi, cetak tiup, dan structural foam moulding. Salah satu teknik yang banyak digunakan dalam pembuatan botol polikarbonat di industri, yaitu dengan menggunakan metode extrusion blow mold. Keunggulan dari penggunaan metode ini adalah metode yang lebih sederhana dari metode blow mold yang terdiri dari 4 extruder dan blow, metode ini juga bisa digunakan untuk botol yang bervariasi dari bentuk, ukuran, bukaan leher botol, maupun bentuk handle. Tahapan-tahapan proses didalam pembuatan botolnya adalah sebagai berikut (Norman, 2008)

1. Cairan plastik dikeluarkan dari ekstruder masuk kedalam cetakan tiup dengan pengarah lubang.

2. Cetakan ditutup. 3. Fluida (udara) dialirkan melalui pengarah lubang kedalam

cairan plastik untuk menekan cairan plastik sehingga terbentuk cairan plastik seperti bentuk cetakan.

4. Cetakan dibuka untuk pengeluaran produk.

Teknologi Polimer

116

G. Polimer Akrilat

Dalam kehidupan sehari-hari polimer akrilat banyak

digunakan, ada dua jenis polimer akrilat yang banyak dipakai yaitu

serat akrilat atau orlon dan polimetil metakrilat. Reaksi

polimerisasi adisi senyawa metil metakrilat akan menghasilkan

senyawa homopolimer yang disebut polmetilmetakrilat (PMMA)

dan punya nama dagang flexiglass. PMMA merupakan plastik

transparan, kuat dan keras, tetapi ringan dan fleksibel. Biasanya

digunakan untuk campuran gelas dan logam. Bahan ini sering kita

jumpai dan mudah dikenali yaitu lampu mobil bagian belakang.

Serat akrilat seperti orlon adalah hasil polimerisasi dari

asam akrilat dan turunannya dimana serat ini mempunyai tekstur

menyerupai wol, sehingga banyak dipakai untuk jamper, kaos dan

sebagainya. Sedangkan bahan dasar serat sutra dihasilkan dari

kepompong ulat sutra, dimana serat ini mempunyai tekstur yang

halus, lembut dan mengkilat. Karena serat sutra asli mahal

harganya, maka dibuatlah serat sintetik nilon 66 dan nilon 6,

meskipun mutunya tak sebaik sutra asli tetapi sudah mirip dengan

sutra.

H. Poliester

Polimer yang tersusun dari monomer ester disebut

poliester. Bahan ini banyak digunakan sebagai subtitusi kain dari

kapas, misalnya serat tekstil yang sudah kita kenal serta banyak

dijumpai dengan nama dagang dacron dan tetoron. Selain itu

polimer ini juga dipakai untuk pita perekam magnetik (mylar).


117

I. Karet sintetik

Dengan semakin berkembangnya jaman menyebabkan

berbagai bahan kebutuhan industri semakin meningkat. Akan

tetapi sumberdaya yang ada terbatas, untuk itulah perlu

dikembangkan bahan penggantinya. Misalnya saja sumberdaya

karet dan sifatnya yang perlu ditingkatkan, sehingga dilakukan

berbagai penelitian hingga dihasilkan karet sintetik. Karet sintetik

tersusun atas stirena dan 1,3 butadiena (SBR). Melalui proses

vulkanisasi akan terbentuk ikatan silang dengan atom belerang

(sulfide) dan menghasilkan karet sintetik keras dan kuat, sehingga

sangat pas dibuat ban untuk mobil.

J. Polivinil Asetat

Dr. Flitz K. dari Jerman menemukan suatu senyawa polimer

yang bersifat elastis. Bahan ini disebut polivinil asetat. Hasil

hidrolisisnya mempunyai rasio antara 89 - 99 persen. Polivinil

asetat adalah bahan baku untuk pembuatan lem kertas, kain dan

rokok. Dibandingkan dengan senyawa polimer lain bahan ini lebih

fleksibel dan tidak bersifat asam. Karena itulah polivinil asetat

banyak dipakai untuk percetakan buku. Selain itu bahan ini juga

digunakan oleh para tukang kayu karena dengan bahan ini

mereka lebih mudah mengelem kayu.

Produk lem yang dihasilkan dari polivinil asetat antra lain :

lem Kuning, lem Putih dan lem elmer dari Amerika.

Manfaat polivinil asetat :

1. Untuk pembuatan lem kertas, kain dan rokok.

Teknologi Polimer

118

2. Digunakan dalam percetakan buku.

3. Untuk bahan penyusun kertas dan cat.

4. Untuk bahan perekat bahan - bahan berpori, terutama kayu.

5. Polivinil Asetat dalam bentuk kopolimer dapat digunakan untuk

melindungi keju dari jamur dan kelembanban.

K. Nilon

Nilon juga disebut dengan poliamida. Adapun sifat-sifat

nilon antara lain :

a. Umumnya nilon bertektur keras, warna cerah atau cream, agak

tembus cahaya.

b. Nilon dapat dibentuk serat, film, dan plastik.

c. Berat molekul nilon antara 11.000 - 34.000.

d. Titik leleh nilon berkisar 350-570 °F, sehingga nilon merupakan

polimer semi kristalin. Hal ini berkait erat dengan banyaknya

atom karbon. Dimana apabila atom karbon bertambah banyak,

maka konsentrasi amidanya semakin kecil, sehingga titik

leburnya semakin turun.

e. Sebelum dipakai nilon perlu dikeringkan, karena nilon sedikit

higroskopis, sehingga kelembaban relative dari atmosfir

mempengaruhi sifat mekanis maupun elektriknya.

f. Nilon memiliki ketahanan terhadap solvent organik, misalnya

aseton, xylene, dan benzene

g. Nilon bisa bereaksi, misalnya dengan phenol dan nitrobenzene

panas.


119

h. Pada suhu kamar lamanya waktu simpan tak mempengaruhi

nilon. Namun pada suhu tinggi terjadi oksidasi yang

mengakibatkan warna menjadi kuning dan rapuh, juga

berpengaruh buruk pada sifat mekanikalnya. Sehingga

biasanya nilon ditambahkan aditif dengan maksud untuk

memperbaiki sifat-sifatnya.

L. Rangkuman

Polyethylene ialah material termoplastik yang transparan,

warnanya putih yang memiliki titik lebur antara 1100C - 1370C.

Polietilena biasanya resisten pada bahan kimia. Pada suhu

kamar polietilena tak bisa larut pada pelarut organik maupun

anorganik. Reaksi kimia pembentukan Polyethylene termasuk

reaksi adisi yang terdiri dari 3 tahap yaitu Inisiasi, Propagasi, dan

Terminasi. Secara termodinamika reaksi kimia pembentukan

Polyethylene merupakan Reaksi Eksotermis. Secara kinetika

reaksi kimia pembentukan Polyethylene merupakan reaksi yang

Irreversibel (tidak dapat balik atau reaksi satu arah). Bahan baku pembuatan Polyethylene adalah Ethylene,

sedangkan bahan baku penunjangnya berupa comonomer,

nitrogen, hidrogen, katalis M-1, dan co-catalyst. Produk

Polyethylene memiliki banyak sekali kegunaan diantaranya

plastik pembungkus baju, wadah makanan, pembungkus kabel

tekanan rendah, dan lain-lain.

Teknologi Polimer

120

Polipropilena merupakan polimer hidrokarbon yang

termasuk kedalam polimer termoplastik yang dapat diolah pada

suhu tinggi. Aplikasi polipropilena diantaranya digunakan untuk

alat tulis, pengemasan, uang kertas polimer dan masih banyaknya

lainnya.

PVC atau Polivinil klorida merupakan termoplastik polimer.

PVC banyak digunakan dalam konstruksi karena murah, tahan

lama, dan mudah untuk berkumpul. Produksi PVC diperkirakan

akan melebihi 40 juta ton pada 2016. Beberapa polivinil klorida

(PVC) yaitu : Pakaian, Kabel listrik, Pipa, Aksesoris Elektronik

Portable.

Polyethylene terephtalate (PET) merupakan keluarga

polyester seperti halnya PC. PET berbahan dasar glikol (EG) dan

terephtalic acid (TPA) atau dimetyl ester atau asam terepthalat

(DMT). PET ini mempunyai sifat unggul yaitu : kuat, kaku, tahan

api, bahan kimia dan panas, tak toxic, berdimensi stabil, namun

semua jenis PET mempunyai daya serap yang rendah terhadap

uap air dan air.

Polistirena merupakan polimer yang terdiri dari monomer

stirena C6H5CH=CH2, diproduksi secara komersial dengan nama

styrofoam dalam bentuk busa plastik atau untuk isolasi (listrik,

panas), bahan pengemas, mainan dan sebagainya. Polimerisasi

polistiren termasuk ke dalam polimerisasi adisi melalui reaksi

radikal bebas. Sintesis polistiren dilakukan pada reaktor

polimerisasi dalam kondisi vakum.

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Polymer&prev=/search%3Fq%3Dpvc%26hl%3Did%26biw%3D1024%26bih%3D605%26prmd%3Divns&rurl=translate.google.co.id&usg=ALkJrhjlhdsw0jtxGb6IKMgAd61IGLmMbQ

http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Construction&prev=/search%3Fq%3Dpvc%26hl%3Did%26biw%3D1024%26bih%3D605%26prmd%3Divns&rurl=translate.google.co.id&usg=ALkJrhgn2jdTQdmKollznMC3bu3Q-pY2Cw


121

Polycarbonate dihasilkan dari reaksi kondensasi antara

bisphenol A dengan fosgen (phosgene) pada kondisi alkali.

Polimer ini bersifat antara lain: impact strength-nya sangat bagus,

jernih seperti air, tahan terhadap cuaca, tahan temperature tinggi,

flameabilitasnya rendah, mudah diolah.

M. Soal-soal latihan

1. Sebutkan pengertian Polyethylene 2. Sebutkan sifat-sifat Polyethylene? 3. Jelaskan reaksi kimia pembentukan Polyethylene?

4. Jelaskan secara termodinamika reaksi kimia pembentukan

Polyethylene ? 5. Jelaskan secara kinetika reaksi kimia pembentukan

Polyethylene?

6. Sebutkan kegunaan produk polyethylene ? 7. Sebutkan pengertian polipropilena? 8. Sebutkan kegunaan produk polipropilena ? 9. Sebutkan pengertian polivinil klorida ?

10. Sebutkan kegunaan polivinil klorida ? 11. Sebutkan pengertian polyethylene terephtalate (PET)? 12. Sebutkan kegunaan polyethylene terephtalate (PET)? 13. Sebutkan pengertian polistirena ?

14. Jelaskan reaksi polimerisasi polistiren? 15. Sebutkan pengertian polycarbonate? 16. Sebutkan sifat-sifat polikarbonat?

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/24106/4/Chapter%20II.pdf#page=2

Teknologi Polimer

122


123

BIODEGRADABLE

POLYMER

Biodegradasi polimer dapat terjadi akibat serangan secara mikrobiologis terhadap material tersebut. Mikroorganisme mempunyai kemampuan memproduksi bermacam-macam enzim yang dapat bereaksi dengan polimer. Fenomena biodegradasi polimer terlihat dari fakta bahwa dalam siklus makanan di alam, secara langsung atau tidak, cepat atau berangsur-angsur, material yang ada akan berkurang jumlahnya, artinya material tersebut sebagian atau seluruhnya digunakan sebagai sumber nutrisi oleh mikroorganisme. Pada Bab ini diungkapkan berbagai komoditi biodegradasi polimer yang ada di alam.

A. Pati

Polimer pati merupakan homopolimer glukosa, polimer ini mempunyai ikatan α-glikosidik, yang banyak terdapat di tumbuhan terutama pada biji-bijian dan umbi-umbian, dan sifatnya juga berbeda-beda tergantung dari panjang rantai atom karbonnya, serta lurus atau bercabang (Jane, 1995; Koswara, 2006).

Makanan sehari hari masyarakat kita umumnya mengandung pati yang juga terdapat zat gizi penting. Menurut Greenwood dan Munro (1979) sekitar 80% kebutuhan energi manusia didunia dipenuhi oleh karbohidrat. Karbohidrat ini dapat dipenuhi dari berbagai sumber seperti biji-bijian (jagung, padi,

BAB VII

Teknologi Polimer

124

gandum), umbi-umbian (kentang, ubi jalar, ubi kayu) dan batang (sagu) sebagai tempat penyimpanan pati yang merupakan cadangan makanan bagi tanaman.

Pati tapioka merupakan pati yang diambil dari ubi kayu dimana dapat dimanfaatkan sebagai bahan pangan atau bahan pembantu pada industri non pangan. Pemanfaatan tapioka ini masih sangat terbatas, oleh karena itu tapioka akan lebih tinggi nilai ekonominya jika dimodifikasi sifat sifatnya melalui perlakuan fisik atau kimia, atau kombinasi keduanya (Tonukari, 2004).

Tapioka adalah pati yang diekstrak dari ubi kayu segar (Astawan 2010). Yang terdiri dari butiran-butiran kecil yang dinamakan granula. Berikut gambar granula pati tapioka disajikan pada Gambar 21.

Gambar 22. Granula pati Sumber: Anwar, 2002

Butiran-butiran ini akan membengkak karena menyerap air saat dimasukkan ke dalam air dingin, namun jumlah air yang terserap terbatas sehingga pembengkakan juga terbatas. Air yang diserap tersebut hanya dapat mencapai 30%. Sebaliknya, apabila pati mentah dimasukkan ke dalam air pada suhu antara 550C - 650C maka akan terjadi pembengkakan maksimum tetapi tidak mampu kembali pada kondisi semula. Perubahan tersebut disebut gelatinisasi (Winarno, 1997).

Gelatinisasi merupakan salah satu sifat pati tapioka. Pada proses gelatinisasi, perubahan tampak saat larutan pati dipanaskan. Larutan pati yang semula keruh menjadi jernih. Selain itu, melemahnya ikatan antara molekul pati menyebabkan air dapat dengan mudah masuk ke dalam granula sehingga menyebabkan granula membengkak. Pada saat pembengkakan maksimum, maka granula akan pecah yang menyebabkan molekul berantai panjang mulai membuka atau terurai. Campuran pati dan air menjadi makin kental. Pada


125

pendinginan, maka molekul pati akan membentuk jaringan dengan molekul air terkurung di dalamnya sehingga terbentuk gel (Winarno, 1997).

Amilosa dan amilopektin merupakan dua macam karbohidrat yang menyusun tapioka. Gambar struktur kimia amilosa dan amilopektin disajikan pada Gambar 23 dan 24.

Gambar 23. Struktur amilosa Sumber : Winarno, 1997

Gambar 24. Struktur amilopektin Sumber : Winarno, 1997

Amilosa memiliki struktur lurus dengan ikatan α-(1,4)-D-glukosa sedangkan amilopektin mempunyai cabang dengan ikatan α-(1,6)-D-glukosa sebanyak 4-5 dari berat total. Sifat keras (pera) pati dipengaruhi adanya Amilosa sedangkan amilopektin menyebabkan sifat lengket. Amilosa memberikan warna ungu pekat pada tes iodin sedangkan amilopektin tidak bereaksi (Winarno, 1997).

Penggunaan tapioka biasanya sebagai bahan pengikat, bahan pengisi dan bahan pengental. Pengunaan lainnya dari tapioka adalah untuk meningkatkan kehalusan permukaan, menambah kecerahan, dan meningkatkan kemampuan daya cetak lembaran. Penambahan tapioka dilakukan pada saat biodegradable film dibentuk. Tapioka berfungsi untuk menutup pori-pori yang tidak terisi sempurna oleh selulosa (Chandra, 2011).

Teknologi Polimer

126

Dalam industri pangan dan non pangan tapioka, pati jagung, pati sagu dan pati pati lain yang merupakan pati asli mempunyai beberapa kelemahan jika dipakai sebagai bahan baku (Hee-Young An, 2005). Menurut Kantouch dan Tawfik, (1998) pati asli memiliki kelemahan antara lain : jika dimasak pati membutuhkan waktu yang lama, bersifat lengket, tidak tahan terhadap asam, pasta yang terbentuk keras dan tidak bening. Hal ini menyebabkan pati alami terbatas penggunaannya dalam industri.

Perkembangan teknologi di bidang pengolahan pati menunjukkan adanya modifikasi pati alam supaya mempunyai sifat-sifat yang dikehendaki. Modifikasi ini bertujuan melakukan perubahan struktur molekul yang dapat dilakukan secara fisik, kimia maupun enzimatis, sehingga akan dihasilkan jenis pati dengan sifat-sifat yang dikehendaki atau sesuai dengan yang dibutuhkan (Hee-Young An, 2005).

Di bidang pangan penggunaan pati termodifikasi banyak dilakukan untuk pembuatan saus kental, sald cream, jeli, mayonaise, permen coklat dan lain-lain (produk konfeksioneri), pengganti gum arab dan lain lain, sedangkan dibidang non pangan digunakan pada industri kertas, tekstil, bahan bangunan, dan bahan pencampur (insektisida dan fungisida, sabun detergen dan sabun batangan). Saat ini untuk modifikasi pati banyak menggunakan metode modifikasi dengan asam, enzim, oksidasi dan ikatan silang (Koswara, 2006). Dari berbagai metode modifikasi yang digunakan akan menghasilkan pati termodifikasi yang mempunyai sifat yang berbeda-beda.

B. Selululosa Seperti diketahui komponen penyusun utama dinding sel

tanaman adalah selulosa. Menurut Perez et al., (2002) selulosa adalah polimer yang mempunyai rantai lurus antara glukosa dengan ikatan β-1,4 glukosida. Selulosa mempunyai bangun dasar berupa suatu selobiosa yaitu dimer dari glukosa. Pada selulosa rantai panjangnya terhubung secara bersama dengan ikatan hidrogen dan gaya van der Waals. Selanjutnya Saha (2004) mengatakan tanaman tingkat tinggi kandungan selulosa penyusun dinding sel berkisar antara 35 - 50 persen dari berat kering tanaman.

Sedangkan menurut Aziz et al, (2002), bagian berkristal yang merupakan kandungan selulosa berkisar 50 - 90 persen dan sisanya amorf. Di alam selulosa dalam keadaan murni tidak


127

pernah ditemui, akan tetapi selalu berikatan dengan material lain lain misalnya lignin dan hemiselulosa.

Selulosa dapat terhidrolisis, akan tetapi ada hal utama yang menghambat hidrolisis selulosa yaitu adanya lignin serta hemiselulosa di sekeliling selulosa (Sjostrom, 1995).

Selulosa adalah polisakarida yang tersusun dari 2000-3000 glukosa dan memiliki massa molekul relatif yang sangat tinggi dan mempunyai rumus molekul selulosa adalah (C6H10O5)n. Selulosa adalah komponen utama penyusun dinding sel tanaman yang terdiri dari senyawa polimer glukosa, dimana polimer glukosa ini tersusun dari unit-unit β-1,4-glukosa yang saling berhubungan dengan ikatan β-1,4-Dglikosida (Han et al., 1995).

Gambar 25. Struktur Kimia Selulosa (Sixta, 2006). Hidrolisis asam atau enzimatis dapat memecah ikatan β-1,4

glukosida pada serat selulosa menjadi monomer glukosa. Pada saluran pencernaan ternak juga terjadi pemecahan selulosa, dimana tingkat kesempurnaan pemecahannya bergantung pada enzim pemecah selulosa yaitu selulase. Pada saluran pencernaan ternak non ruminansia dan manusia tidak dapat memanfaatkan selulosa karena tidak mempunyai enzim yang mampu memecah ikatan β-1,4 glukosida. Akan tetapi ternak ruminansia ini dapat memanfaatkan selulosa sebagai sumber energi dengan bantuan enzim yang dihasilkan mikroba rumen. Karena dalam sel pencernaan selulosa ternak ruminansia terdiri dari sel mikroba yang menempel pada selulosa dan melakukan proses hidrolisis selulosa dan fermentasi yang menghasilkan asam lemak.

Selulosa yang terhidrolisis sempurna menghasilkan monomer selulosa yaitu glukosa, namun jika hidrolisisnya tidak sempurna akan menghasilkan disakarida dari selulosa yaitu selobiosa (Fan dkk, 1982). Agar selulosa terhidrolisis sempurna sehingga dapat menghasilkan glukosa, maka diperlukan peranan media air yang dibantu dengan katalis asam atau enzim. Tahap

Teknologi Polimer

128

selanjutnya glukosa yang terbentuk dapat difermentasi menjadi produk fermentasi yang bisa diolah lagi menjadi etanol.

C. Glikogen

Glikogen adalah salah satu bentuk polisakarida, yaitu polimer dari karbohidrat, yang terdiri dari 1700 - 600.000 mosakarida yang dalam hal ini adalah glukosa (sebagai monosakaridanya). Glikogen terdiri dari ikatan 1,4 alfa, dimana setiap 4-10 monomer dgn ikatan 1,4 alfa, akan dimasuki ikatan 1,6 alfa. (Raghavan, 2009). 1. Pembentukan glikogen Sintesis

Heksokinase mengubah glikogen yang berawalan fosforilasi glukosa menjadi glukosa 6-fosfat, jika di hati dengan glukokinase. Sintesis glikogen memerlukan pembentukan ikatan α-1,4– glikosidat untuk menyatukan residu-residu glikosil dalam suatu rantai yang panjang. Sebagian besar sintesis glikogen berlangsung melalui pemanjangan rantai polisakarida molekul glikogen yang sudah ada di mana ujung pereduksi glikogen melekat ke protein glikogenin (Raghavan V. A. et al., 2009) Ditambahkan residu glukosil dari UDP-glukosa ke ujung nonpereduksi pada rantai oleh glikogen sintase untuk memperpanjang rantai glikogen. Karbon anomerik masing-masing residu glukosil diikatkan ke hidroksil pada karbon 4 residu glukosil terminal melalui ikatan α-1,4. Setelah panjang rantai mencapai 11 residu, potongan yang terdiri dari 6-8 residu yang diputuskan oleh amino-4: 6-transferase dan dilekatkan kembali ke sebuah unit glukosil melalui ikatan α-1,6 (Marks D. B. et al., 2000).

Kedua rantai terus memanjang sampai cukup panjang untuk menghasilkan dua cabang baru. Proses ini berlanjut sehingga dihasilkan molekul yang bercabang lebat. Glikogen sintase melepaskan residu glukosil dalam ikatan 1, 4, merupakan pengatur langkah dalam jalur ini. Sintesis molekul primer glikogen baru juga terjadi. Glikogenin, protein tempat melekatnya glikogen, melakukan glikolisasi diri sendiri (autoglikolisasi) dengan melepaskan sebuah residu glukosil ke OH pada residu serin. Penambahan glukosil dilanjut sampai


129

rantai glukosil cukup panjang untuk berfungsi sebagai substrat untuk glikogen sintase (Marks D. B. et al., 2000).

2. Penguraian glikogen

Glikogen diuraikan oleh dua enzim, glikogen fosforilase dan enzim pemutus cabang. Enzim glikogen fosforilase mulai bekerja di ujung rantai dan secara berturut-turut memutuskan residu glukosil dengan menambahkan fosfat ke ikatan glikosidat terminal, sehingga terjadi pelepasan glukosa 1- fosfat. Enzim pemutus cabang mengkatalis pengeluaran 4 residu yang terletak paling dekat dengan titik cabang. Enzim pemutus cabang memiliki dua aktivitas katalitik yaitu bekerja sebagai 4:4 transferase dan 1:6 glukosidase. Sebagai 4:4 transferase, mula-mula mengeluarkan sebuah unit yang mengandung 3 residu glukosa, dan menambahkan ke ujung rantai yang lebih panjang melalui ikatan α-1,4. Satu residu glukosil yang tersisa di cabang 1,6 dihidrolisis amilo 1,6-glukosidase dari enzim pemutus cabang, yang menghasilkan glukosa bebas. Dengan demikian, terjadi pembebasan satu glukosa dan sekitar 7-9 residu glukosa 1- fosfat untuk setiap titik cabang (Aswani V., 2010).

Pengaturan sintesis glikogen di jaringan yang berbeda bersesuaian dengan fungsi glikogen di masing-masing jaringan. Glikogen hati berfungsi terutama sebagai penyokong glukosa darah dalam keadaan puasa atau saat kebutuhan sangat meningkat. Jalur penguraian serta sintesis glikogen diatur oleh perubahan rasio insulin/glikogen, kadar glukosa darah, epnefrin sebagai respon terhadap olahraga, hipoglikemia, situasi stres, dan apabila terjadi peningkatan kebutuhan yang segera akan glukosa darah (Aswani V., 2010).

D. Protein

Mulder adalah seorang ahli kimia Belanda memisahkan/mengisolasi susunan tubuh yang mengandung nitrogen dan memberinya nama protein yang mempunyai satuan dasar yaitu asam amino atau biasa disebut dengan unit pembangun protein (Suhardjo dan Clara, 1992).

Teknologi Polimer

130

Protein menurut Tortora G.J. and Derrikson B., (2006) adalah molekul makro yang terdiri dari rantai-rantai panjang asam amino yang punya unsur nitrogen, oksigen, karbon, hidrogen. Ada beberapa jenis asam amino yang punya unsur tambahan, misalnya besi dan fosfor yang saling berikatan dengan ikatan peptide.

Protein tersusun atas unsur organik yang mirip lemak dan karbohidrat yaitu unsur hidrogen (H), karbon (C), dan oksigen (O), tetapi untuk protein ditambah unsur lain yaitu nitrogen (N). Beberapa jenis molekul protein terkandung unsur belerang dan fosfor, jenis protein lainnya mengandung unsur logam tembaga dan besi. Antar molekul protein saling bergandengan membentuk ikatan peptida (CONH). 12 sampai 18 macam asam amino dapat membentuk satu molekul protein dan dapat mencapai jumlah ratusan asam amino (Suhardjo dan Clara, 1992).

1. Ciri-ciri Molekul Protein Molekul protein mempunyai beberapa ciri antara lain :

1) merupakan suatu makromolekul karena berat molekulnya besar, hingga mencapai ribuan bahkan jutaan.

2) Biasanya terdiri dari 20 macam asam amino, dimana asam amino ini berikatan secara kovalen satu sama lain dengan membentuk rantai polipeptida.

3) Memiliki ikatan kimia lainnya antara lain ikatan ion dan ikatan hidrogen. Dimana ikatan kimia lainnya ini membentuk lengkungan rantai polipeptida yang menyebabkan terjadinya struktur tiga dimensi protein.

4) Strukturnya tidak stabil karena beberapa faktor, antara lain : temperatur, radiasi, pH dan pelarut organik.

2. Klasifikasi Protein

a) Berdasarkan Fungsi Biologisnya 1) Protein Enzim

Golongan protein ini berperan pada biokatalisator dan pada umumnya mempunyai bentuk globular. Protein enzim ini mempunyai sifat yang khas, karena hanya bekerja pada substrat tertentu. Yang termasuk golongan


131

ini antara lain: (a) Peroksidase yang mengkatalase peruraian hidrogen peroksida. (b) Pepsin yang mengkatalisa pemutusan ikatan peptida. (c) Polinukleotidase yang mengkatalisa hidrolisa polinukleotida.

2) Protein Pengangkut Merupakan kemampuan protein membawa ion atau molekul tertentu dari satu organ tubuh ke organ tubuh yang lain melalui aliran darah. Yang termasuk golongan ini antara lain:(1) Hemoglobin pengangkut oksigen. (2) Lipoprotein pengangkut lipid.

3) Protein Struktural Peranan protein struktural adalah sebagai pembentuk struktural sel jaringan dan memberi kekuatan pada jaringan. Yang termasuk golongan ini adalah elastin, fibrin, dan keratin.

4) Protein Hormon Adalah hormon yang dihasilkan oleh kelenjar endokrin membantu mengatur aktifitas metabolisme didalam tubuh.

5) Protein Pelindung Protein pada umumnya terdapat pada darah, melindungi organisme dengan cara melawan serangan zat asing yang masuk dalam tubuh.

6) Protein Kontraktil Golongan ini berperan dalam proses gerak, memberi kemampuan pada sel untuk berkontraksi atau mengubah bentuk. Yang termasuk golongan ini adalah miosin dan aktin.

7) Protein Cadangan Protein cadangan atau protein simpanan adalah protein yang disimpan dan dicadangan untuk beberapa proses metabolisme.

b) Berdasarkan Struktur Susunan Molekul 1) Skleroprotein protein atau protein fibriler merupakan

protein yang memiliki bentuk serabut, mempunyai berat molekul cukup besar dan sulit untuk dimurnikan.

Teknologi Polimer

132

Molekulnya tersusun sejajar dengan rantai utama dan memiliki rantai molekul yang panjang, tidak menghasilkan kristal dan jika rantai ditarik memanjang, akan kembali ke keadaan semula. Protein fibriler berguna dalam menyusun struktur bahan dan jaringan. Misalnya saja protein miosin pada otot, keratin pada rambut, fibrin pada gumpalan darah dan fibriler pada tulang rawan (Winarno, 2004).

2) Protein Sferoprotein atau Globuler merupakan protein yang memiliki bentuk seperti bola, sering di jumpai pada bahan pangan daging, telur dan susu. Protein ini dapat larut dalam larutan asam encer dan garam, serta mudah berubah-ubah karena konsentrasi garam, pengaruh suhu, pelarut asam dan basa. Protein sferoprotein ini mudah terdenaturasi, misalnya yang terjadi pada hormon dan enzim (Winarno, 2004).

c) Berdasarkan Komponen Penyusunan 1) Protein Sederhana

Protein sederhana tersusun oleh asam amino saja, oleh karena itu pada hidrolisisnya hanya diperoleh asam-asam amino penyusunnya saja. Contoh protein ini antara lain, albumin, globulin, histon, dan prolamin.

2) Protein Majemuk Protein ini tersusun oleh protein sederhana dan zat lain yang bukan protein. Zat lain yang bukan protein disebut radikal protestik. Yang termasuk dalam protein ini adalah: (1) Phosprotein dengan radikal prostetik asam phostat. (2) Nukleoprotein dengan radikal prostetik asam nukleat. (3) Mukoprotein dengan radikal prostetik karbohidrat.

d) Berdasarkan Asam Amino Penyusunnya 1) Asam amino esensial sebagai penyusun protein.

Merupakan asam amino yang diperlukan tubuh, namun tubuh tidak dapat mensintesanya sendiri, untuk mendapatkannya diperoleh dari makanan yang berprotein. Ada 10 jenis asam esensial yaitu isoleusin (ile), leusin (leu), lisin (lys), metionin (met), sistein (cys),


133

valin (val), triptifan (tryp), tirosina (tyr), fenilalanina (phe), dan treonina (tre).

2) Asam amino non esensial sebagai penyusun protein. Merupakan Asam amino yang dapat disentesa sendiri oleh tubuh melalui reaksi aminasi reduktif asam keton atau melalui transaminasi. Asam amino non esensial ini juga dibutuhkan oleh tubuh. Yang termasuk dalam protein ini adalah alanin, aspartat, glutamat, glutamine (Tejasari, 2005).

e) Berdasarkan Sumbernya 1) Protein dalam bahan makanan yang berasal dari hewan

disebut dengan protein hewani, misalnya protein daging, ikan, ayam, telur, dan susu.

2) Protein dalam bahan makanan yang berasal dari tumbuh-tumbuhan disebut dengan protein nabati, misalnyai protein kedelai, kacang panjang, gandum, jagung, dan sayuran (Safro, 1990).

f) Berdasarkan Tingkat Degradasi 1) Protein alami merupakan protein seperti dalam sel. 2) Protein turunan primer yaitu protein hasil degradasi

protein yang terdenaturasi misalnya protean, metaprotein

3) Protein turunan sekunder seperti proteosa, pepton, dan peptida (Winarno, 2004).

3. Fungsi Protein

a) Sebagai Enzim Dalam sistem biologis, protein berperan sebagai enzim dalam perubahan kimia.

b) Sebagai alat Pengangkut dan Penyimpanan Protein-protein tertentu dapat mengangkut serta memindahkan beberapa ion dan molekul dengan berat molekul yang kecil.

Teknologi Polimer

134

c) Sebagai pengatur pergerakan Komponen utama daging adalah protein, terjadinya pergerakan karena adanya gerakan otot akibat gesekan antar molekul protein.

d) Sebagai penunjang mekanis Berfungsi sebagai penunjang mekanis yaitu protein yang memberikan ketahanan tulang dan robek kulit, serta kekuatan.

e) Sebagai pertahanan tubuh Protein yang dapat memberikan antibodi sebagai sistem pertahanan di dalam tubuh dengan cara mengenal dan mengikat benda asing yang masuk dalam tubuh, misalnya bakteri dan virus.

f) Sebagai media perambatan impuls syaraf Merupakan protein reseptor/penerima cahaya atau warna pada sel-sel mata, misalnya rodopsin

g) Sebagai pengendali pertumbuhan Protein yang bekerja mempengaruhi fungsi bagian-bagian DNA yang mengatur sifat dan karakter bahan (Winarno, 2004).

E. Asam Nukleat Asam nukleat merupakan polimer linier terdiri dari

monomer-monomer nukleotida yang berikatan melalui ikatan fosfodiester. Fungsi utama asam nukleat adalah sebagai tempat penyimpanan dan pemindahan informasi genetik. Informasi ini diteruskan dari sel induk ke sel anak melalui proses replikasi. Jenis asam nukleat yang dimiliki sel antara lain DNA dan RNA. (Marks Dawn, et al., 2000).


135

1. Deoxyribonucleic Acid (DNA) Ada tiga struktur DNA yang dikenal selama ini. Struktur-struktur DNA tersebut adalah sebagai berikut: a) Struktur primer

DNA tersusun dari monomer-monomer nukleotida. Setiap nukleotida tersusun dari satu senyawa pirimidin atau purin yang merupakan basa nitrogen, satu gula pentosa berupa 2’-deoksi-D-ribosa dalam bentuk furanosa, dan satu molekul fosfat. Penulisan urutan basa dimulai dari kiri yaitu ujung 5’ bebas (tidak terikat nukleotida lain) menuju ujung dengan gugus 3’ hidroksil bebas atau dengan arah 5®3’ (Darnell, et al., dalam T. Milanda, 1994).

b) Struktur sekunder Salah satu sifat biokimia DNA yang menentukan

fungsinya sebagai pembawa informasi genetik adalah komposisi basa penyusun. Pada tahun 1949-1953, Edwin Chargaff menggunakan metode kromatografi untuk pemisahan dan analisis kuantitatif keempat basa DNA, yang diisolasi dari berbagai organisme. Kesimpulan yang diambil dari data yang terkumpul adalah sebagai berikut : (1) Komposisi basa DNA bervariasi antara spesies yang

satu dengan spesies yang lain. (2) Sampel DNA yang diisolasi dari berbagai jaringan pada

spesies yang sama mempunyai komposisi basa yang sama.

(3) Komposisi DNA pada suatu spesies tidak berubah oleh perubahan usia, keadaan nutrisi maupun perubahan lingkungan.

(4) Hampir semua DNA yang diteliti mempunyai jumlah residu adenin yang sama dengan jumlah residu timin

Teknologi Polimer

136

(A=T), dan jumlah residu guanin yang sama dengan jumlah residu sitosin (G=C) maka A+G = C+T, yang disebut aturan Charrgaff.

(5) DNA yang diekstraksi dari spesies-spesies dengan hubungan kekerabatan yang dekat mempunyai komposisi basa yang hampir sama.

Struktur sekunder DNA yang berbentuk heliks ganda berhasil diurai pada tahun 1953 oleh James D. Watson dan Francis H.C. Crick melalui analisis pola difraksi sinar X dan membangun model strukturnya (Darnell, et al. dalam T. Milanda, 1994). Heliks ganda tersebut tersusun dari dua untai polinukleotida secara antiparalel (arah 5’à3’ saling berlawanan), berputar ke kanan dan melingkari suatu sumbu. Unit gula fosfat berada di luar molekul DNA dengan basa-basa komplementer yang berpasangan di dalam molekul. Ikatan hidrogen di antara pasangan basa memegangi kedua untai heliks ganda tersebut (Willbraham and Matta dalam T. Milanda, 1994). Kedua untai melingkar sedemikian rupa sehingga keduanya tidak dapat dipisahkan kembali bila putaran masing-masing untai dibuka.

(a) (b)

Gambar 26. Struktur DNA (Prentis Steve, 1990) Keterangan: a. Struktur primer DNA

b. Struktur sekunder DNA


137

Jarak di antara kedua untai hanya memungkinkan

pemasangan basa purin (lebih besar) dengan basa pirimidin (lebih kecil). Adenin dan timin yang berpasangan membentuk dua ikatan hidrogen sedangkan guanine dan sitosin berpasangan membentuk tiga ikatan hidrogen. Dua ikatan glikosidik yang mengikat pasangan basa pada cincin gula, tidak persis berhadapan. Akibatnya, jarak antara unit-unit gula fosfat yang berhadapan sepanjang heliks ganda tidak sama dan membentuk celah antara yang berbeda, yaitu celah mayor dan celah minor (Marks, et al., 1996 ; Robert K. Murray, et al., 2000).

c) Struktur tersier Kebanyakan DNA virus dan DNA mitokondria

merupakan molekul lingkar. Konformasi ini terjadi karena kedua untai polinukleotida membentuk struktur tertutup yang tidak berujung. Molekul DNA lingkar tertutup yang diisolasi dari bakteri, virus dan mitokondria seringkali berbentuk superkoil, selain itu DNA dapat berbentuk molekul linier dengan ujung-ujung rantai yang bebas.

Gambar 26. Struktur tersier (Prentis Steve, 1990)

(a). konformasi DNA sirkular (b). konformasi DNA linear

Teknologi Polimer

138

2. Ribonucleic Acid (RNA)

RNA mirip dengan DNA, perbedaanya terletak pada : a. Basa utama RNA adalah Adenin, Guanin, Sitosin dan

Urasil, dengan panjang molekul 70 sampai 10.000 pb. b. Unit gula RNA adalah D-ribosa. c. Molekul RNA berupa untai tunggal, kecuali pada beberapa

virus.

3. Denaturasi Jika larutan DNA dipanaskan, maka energi termal akan memecahkan ikatan hidrogen dan ikatan lain yang menentukan kestabilan heliks ganda, akibatnya kedua untai akan memisah atau mengalami denaturasi (Marks, et al., 2000).

Gambar 28. Proses denaturasi (Marks, et al., 2000) (a). DNA mengalami denaturasi oleh pemanasan (b). DNA mengalami denaturasi oleh larutan basa


139

(c). RNA mengalami denaturasi menjadi nukleotida- nukleotidanya

Molekul DNA heliks tunggal dari proses denaturasi

cukup stabil. Jika suhu diturunkan, molekul tersebut biasanya tidak mengalami renaturasi menjadi molekul DNA heliks ganda asal tetapi membentuk pola kusut, namun untai yang saling komplemen dapat mengalami ranaturasi secara perlahan-lahan. Sifat ini menjadi dasar teknik hibridisasi asam nukleat (Watson, et al., dalam T. Milanda, 1994 ; Marks Dawn, et al., 2000).

F. Minyak atau lemak

Minyak atau lemak adalah golongan lipida yaitu lipida netral yang terdiri dari sejumlah kecil komponen selain trigliserida, dan telah dipisahkan dari jaringan asalnya. komponen tersebut antara lain asam lemak bebas, pigmen yang larut dalam lemak, hidrokarbon, sterol, serta lipida kompleks seperti fosfatida dan lesitin. Dimana komponen-komponen tersebutlah yang mempengaruhi kadar produk dan warna serta memiliki peran penting pada proses ketengikan (Thomas, 1985).

Lipida umumnya terdapat di dalam makhluk hidup berupa senyawa organik yang tak larut dengan air tapi larut dengan pelarut nonpolar misalnya heksan dan dietileter. Komponen utama lipida adalah lemak, lebih 95 persen lipida adalah lemak. Lemak adalah triester asam lemak dan gliserol. Nama kimia dari lemak adalah triasilgliserol (TAG) dan nama lain yang sering digunakan adalah trigliserida (McKee dan McKee, 2003). Struktur kimia lemak dapat dilihat pada Gambar 29.

Teknologi Polimer

140

Gambar 29. Struktur kimia lemak (triasilgliserol) Sumber : O’Keefe, 2002; Berry, 2009

Keterangan : disebut dengan gugus asil, yang mengikat molekul glisero dengan 3 asam lemak. Contoh : palmitat, stearat, palmitat maka struktur kimia tersebut disebut 1,3-dipalmitoil-2-stearoil glisero. Sn : stereospesific numbering.

Lemak dapat dibagi dua berdasarkan komposisi asam lemak yang dikandungnya meliputi lemak jenuh dan lemak tak jenuh. lemak jenuh adalah lemak yang mengandung asam lemak jenuh lebih dari 60 persen, sedangkan Lemak tak jenuh mengandung asam lemak tak jenuh di atas 60 persen. Biasanya lemak nabati adalah lemak tak jenuh dan cair pada suhu kamar sehingga disebut minyak kecuali minyak kelapa dan minyak inti sawit karena banyak mengandung asam lemak rantai sedang. Sebaliknya, lemak hewani termasuk lemak jenuh dan berwujud padat pada suhu kamar dan disebut sebagai lemak kecuali minyak ikan karena mengandung banyak asam lemak tak jenuh (McKee dan McKee, 2003).

Asam lemak bebas merupakan komponen trigliserida yang dapat disabunkan, sedangkan sterol, pigmen dan hidrokarbon


141

merupakan fraksi yang tidak tersabunkan (unsaponiable matter) (Ketaren, 1986 ; Bernardini, 1985).

Minyak dan lemak (trigliserida) memiliki sifat kimia-fisika yang berbeda satu dengan lainnya, karena jumlah dari jenis esternya yang ada didalamnya berbeda. Minyak dan lemak merupakan ester 1 mol gliserol dengan 3 mol asam lemak mengikat asam lemak yang sama atau yang berbeda, umumnya berantai lurus monokarbosilat beratom karbon genap.

Sifat kimia, fisika dan biokimia (metabolisme dan sifat aterogenik) dari suatu lemak ditentukan oleh komposisi dan posisi (sn-1, 2 dan 3) asam lemak yang teresterkan di dalam molekul lemak (triasilgliserol). Walaupun 2 produk minyak nabati atau lemak hewani memiliki komposisi asam lemak yang sama belum tentu memiliki sifat aterogenik yang sama. Perbedaan sifat ini terjadi karena metabolismenya dan cara mempengaruhi kadar lipoprotein kolesterol dalam darah berbeda (Brucker, 2008a; Silalahi dan Nurbaya, 2011).

Makin banyak kandungan asam lemak tidak jenuh seperti linoleat, asam linolenat atau asam oleat pada suatu trigliserida, maka titik cairnya lebih rendah atau sebaliknya trigliserida yang lebih banyak mengandung asam palmitat dan stearat, titik cairnya lebih tinggi. Sehingga trigliserida bisa berbentuk cair atau padat bergantung pada komposisi asam lemak penyusunnya (Thomas, 1985).

Pigmen atau zat warna sebagai salah satu fraksi tidak tersabunkan pada minyak dan lemak terdapat secara alami. Zat warna tersebut adalah klorofil, xantofil, α- dan β- karoten dan antosianin. Kandungan zat warna inilah yang menentukan warna

Teknologi Polimer

142

minyak misalnya kuning, kuning kecoklatan, kemerah-merahan dan kehijau-hijauan (Ketaren, 1986).

Beberapa reaksi kimia minyak dan lemak, adalah reaksi hidrolisis, oksidasi dan hidrogenasi. Ketiga reaksi ini diperkirakan saling berkaitan dan terkait dengan penelitian ini. Reaksi hidrolisa menghasilkan flavour dan bau tengik pada minyak atau lemak dan produk turunannya (Thomas, 1985).

Reaksi oksidasi menyebabkan bau tengik pada minyak dan lemak. Reaksi tingkat lanjut mengakibatkan terurainya asam lemak menjadi aldehid, keton, alkohol, aromatik dan hidrokarbon, hasil reaksi ini juga menyebabkan bau produk turunannya juga terpengaruh (Thomas, 1985).

Secara menyeluruh reaksi oksidasi minyak dan lemak pada asam lemak tak jenuh semakin reaktif dengan bertambahnya ikatan rangkap pada rantai molekul. Reaksi oksidasi tidak hanya merusak asam lemak atau lemak itu sendiri, juga merusak karotenoid, sehingga berwarna gelap. Hal ini menyebabkan warna asam lemak atau lemak cenderung semakin gelap (Thomas, 1985).

Reaksi hidrogenasi merubah ikatan rangkap menjadi ikatan jenuh yang terdapat pada asam lemak maupun bahan pengotor (impurities) dalam minyak atau lemak, sehingga menjadi lebih stabil. Reaksi ini juga sangat diperlukan untuk membuat produk - produk asam lemak bermutu premium setelah melalui proses distillasi atau fraksinasi, sebagai tahap pemurnian akhir asam lemak (Patterson, 2000).


143

G. Kitin Kitin mempunyai rumus kimia (C8H13NO5)n. Jenis polimer kitin adalah

(1-4)-2-asetamido-2-deoksi-B-D-glukosamin yang bisa dicerna golongan

mamalia. Kandungan nitrogen yang dimiliki oleh polimer ini yang

membedakan antara kitin dan kitosan. Jika kandungan nitrogen kurang dari 7

persen, maka polimer ini disebut kitin, namun jika kandungan nitrogennya

lebih dari 7 persen maka disebut kitosan (Henny Krissetiana H, 2004). Struktur

kimia kitin mirip dengan selulosa yang memiliki ikatan ß-(1,4) antar

monomernya. Perbedaan antara selulosa dan kitin terdapat pada gugus yang

terikat di atom nomor dua. Gugus hidroksi pada selulosa digantikan oleh gugus

asetamida (-NH-CO-CH3-). Oleh karena kemiripan ini, kitin juga dikenal sebagai

biopolimer alam.

Gambar 30. Struktur kimia kitin

Sumber : Fouda MMG. Use of Natural Polysaccharides in Medical Textile Application Krefeld: University of Duisburg-Essen; 2005

Kitin merupakan salah satu jenis polisakarida pembangun kerangka

dari filum Arthropdoda yang meliputi Insecta, Arachnida,dan Crustacea. Kitin

banyak ditemukan pada kerangka luar (eksoskeleton) hewan tingkat rendah.

Limbah udang mengandung kitin (15-20%), protein (25-40%), dan mineral

terutama CaCO3 yaitu sekitar 40-50 % (Atschul, 1976).

Kitin berwujud padat pada suhu kamar. Sifat utama kitin dicirikan oleh

sifatnya yang tak mudah larut dengan air atau beberapa jenis pelarut organik

lainnya dan reaktivitas kimianya yang rendah serta sangat hidrofobik. Aplikasi

kitin yang utama adalah sebagai senyawa pengkhelat logam dalam instalasi

Teknologi Polimer

144

pengolahan air bersih atau limbah, kosmetik sebagai fungisida dan fungistatik

penyembuh luka.

H. Kitosan

Kitosan merupakan golongan polisakarida yang secara linier

berhubungan. Jenis polimer kitosan yaitu 2-amino-2-deoksi-D-glukosa. Polimer

ini merupakan hasil deasetilasi dari kitin dalam suasana basa kuat. Senyawa ini

tidak mengandung racun dan mudah terurai (terdegradasi). Kitosan memiliki

berat molekul 1,2 x 105, dimana berat molekul ini tergantung pada proses

degradasi yang terjadi selama deasetilasi. Senyawa ini larut dalam asam asetat

glasial, dan sedikit larut dalam HNO3, 0.5% (b/v) H3PO4, dan HCl. Namun tidak

larut dalam air, larutan basa kuat, H2SO4, dan beberapa pelarut organik seperti

alkohol, aseton, dimetil sulfoksida dan dimetil formamida. Adapun Struktur

kitosan adalah sebagai berikut :

Gambar 31. Struktur Kitosan

Sumber : Fouda MMG. Use of Natural Polysaccharides in Medical Textile Application Krefeld: University of Duisburg-Essen; 2005

Kitosan tidak beracun dan mudah terbiodegradasi karena memiliki

gugus amino dan hidroksil yang terikat sehingga menyebabkan reaktivitas

kimia pada polimer ini tinggi sehingga bersifat polielektrolit kation. Pada

berbagai jenis bidang industri maupun kesehatan kitoson banyak digunakan

sehingga kualitasnya tergantung pada kebutuhannya.


145

I. Karet Karet dinamakan juga sebagai elastomer karena

merupakan polimer yang bersifat elastik. Karet digolongkan menjadi 2 macam yaitu karet sintetik dan karet alam. Pembuatan karet sintetik dengan cara polimerisasi fraksi-fraksi minyak bumi. Misalnya NBR (Nitrile Butadiene Rubber), SBR (Strirene Butadiene Rubber), urethane, karet EPDM dan karet silicon dimana jenis-jenis karet sintetis tersebut saat ini banyak beredar. Sedangkan karet alam diperoleh dengan cara menyadap pohon karet. Karet alam ini memiliki keunggulan antara lain : 1) memiliki kelenturan tinggi, 2) mudah dibentuk dengan panas rendah, 3) memiliki kekuatan tensil serta tahan terhadap goresan, koyakan dan benturan. Namun karet alam tidak tahan terhadap pengaruh faktor-faktor lingkungan, misalnya ozon dan oksidasi. Hal ini karena karet alam memiliki daya tahan terhadap bahan-bahan kimia yang rendah, seperti: bensin, minyak tanah, bensol, pelumas sintetis, cairan hidrolik dan pelarut lemak (degreaser). Karena sifat fisik dan daya tahannya, karet alam banyak dipakai untuk produksi-produksi pabrik yang membutuhkan kekuatan yang tinggi dan panas yang rendah (misalnya ban pesawat terbang, ban truk raksasa, dan ban-ban kendaraan) dan produksi - produksi teknik lain yang memerlukan daya tahan sangat tinggi (Spillane,J,1989).

Penyusun utama dari karet alam yaitu sebesar 97 persen adalah cis 1,4-poliisoprena atau yang lebih dikenal dengan sebutan Hevea rubber. Polimer ini didapat dari pohon sejenis Hevea Brasiliensis yang tumbuh liar di Amerika Selatan dan di bagian dunia lain banyak ditanam dengan cara menyadap kulit pohonnya (Stevens, 2007). Karet diperoleh dari lateks yang menetes dari kulit kayu dari pohon karet yang dipotong. Lateks

Teknologi Polimer

146

merupakan cairan terdispersi dari karet, mengandung 25-40% hidrokarbon, distabilkan dengan sejumlah kecil material protein dan asam lemak (Billmeyer, 1971).

Karet alam adalah polimer cis 1,4-poliisoprena sedangkan polimer trans 1,4- poliisoprena merupakan gutta percha. Karet dan gutta percha merupakan isomer ruang yang memiliki struktur sebagai berikut :

Gambar 32. Struktur trans 1,4-poliisoprena

Gambar 33. Struktur cis 1,4-poliisoprena (Sidik, 2003) Sumber utama karet adalah pohon karet Hevea brasiliensis

(Euphorbiaceae). Untuk mendapatkan karet alam, dilakukan penyadapan terhadap batang pohon tanaman karet hingga dihasilkan getah kekuning-kuningan yang disebut dengan lateks. Pembentukan lateks pada tanaman karet terakumulasi dalam sel-sel pembuluh lateks yang tersusun pada setiap jaringan bagian tanaman, seperti pada bagian batang dan daun. Penyadapan lateks dapat dilakukan dengan mengiris sebagian dari kulit batang. Penyadapan ini harus dilakukan secara hati-hati karena kesalahan


147

dalam penyadapan dapat membahayakan bahkan mematikan pohon karet.

Tanaman karet atau Hevea brasiliensis adalah pohon berbatang cukup besar dan tumbuh tinggi. Pohon karet dewasa tingginya dapat mencapai 15 – 25 m. Biasanya tanaman ini batangnya tumbuh lurus dan percabangannya tinggi di atas. Pada beberapa tempat tanaman karet ada yang arah tumbuhnya condong agak miring ke arah utara. Tanaman karet ini batangnya mengandung getah dan dikenal dengan nama lateks (Nazarrudin dan Paimin, 2006).

Cara memperoleh karet alam, pohon Hevea Brasiliensis disadap pada bagian batangnya. Saat ini karet alam banyak diproduksi dalam bermacam-macam jenis antara lain : ), lateks pekat, karet sit asap, karet remah (crumb rubber), karet siap (tyre rubber) dan karet reklim (reclimed rubber) 1. Lateks pekat diolah langsung dari lateks kebun melalui proses

pemekatan yang umumnya secara sentrifugasi sehingga kadar airnya turun dari sekitar 70% menjadi 40-45%. lateks pekat banyak dikonsumsi untuk bahan baku balon, benag karet, sarung tangan, kondom dan barang jadi lateks lainnya, mutu lateks pekat dibedakan berdasarkan analisis kimia antara lain kadar karet kering, kadar NaOH, Nitrogen, MST dan analisis kimia lainnya.

2. Karet sip asap atau dikenal dengan nama RSS (Ribbed Smoked Sheet) dan karet krep (crepe) digolongkan sebagai karet konvensional, juga dibuat langsung dari lateks kebun, dengan terlebih dahulu menggumpalkannya kemudian digiling menjadi lembaran–lembaran tipis dan dikeringkan dengan cara pengasapan untuk karet sip asap, dan dengan cara pengeringan menggunakan udara panas untuk karet krep.

Teknologi Polimer

148

Mutu karet konvensional dinilai berdasarkan analisis visual permukaan lembaran karet. Mutu karet akan semakin tinggi bila permukaannnya makin seragam, tidak ada gelembung, tidak mulur, dan tidak ada kotoran serta teksturnya makin kekar / kokoh.

3. Karet remah (Crumb rubber) digolongkan sebagai karet spesifikasi teknis (TSR=Technical Spesified Rubber), karena penilaian mutunya tidak dilakukan secara visual, namun dengan cara menganalisis sifat – sifat fisika kimianya seperti kadar abu, kadar kotoran, kadar N, Plastisitas Wallace dan Viscositas Mooney. Crumb rubber produksi Indonesia dikenal dengan nama SIR (Standard Indonesian Rubber).

4. Karet siap (Tyre Rubber). Karet siap atau tyre rubber adalah karet setengah jadi yang berasal dari karet alam, sehingga konsumen dapat langsung memakainya. Biasanya digunakan untuk pembuatan ban atau barang yang memakai bahan baku karet alam lainnya. Tyre rubber mempunyai kelebihan jika dibandingkan dengan karet konvensional. Misalnya untuk pembuatan ban atau produk–produk karet lain jika memakai Tyre Rubber sebagai bahan bakunya maka mutunya akan lebih baik jika dibandingkan dengan memakai bahan baku karet konvensional. Disamping itu jenis tyre rubber punya daya campur yang baik, sehingga ketika bahan ini dicampur dengan karet sintetis maka akan mudah bergabung.

5. Karet Reklim (Reklimed Rubber). Karet reklim adalah karet yang diperoleh dari pengolahan kembali (daur ulang) barang-barang dari karet bekas, terutama ban mobil bekas. Karet reklim ini umumnya dipakai untuk bahan campuran, sebab bentuknya mudah diambil dalam acuan dan punya daya lekat yang baik. Penggunaan karet reklim ini dapat lebih


149

mempercepat proses pengunyahan (mastication) dan pencampuran. Keunggulan dari produk yang dihasilkan ialah lebih kukuh dan lebih tahan lama dipakai. Akan tetapi karet reklim ini juga mempunyai kelemahan yaitu kekenyalannya kurang dan sesuai dengan sifatnya sebagai karet daur ulang bahan ini kurang tahan gesekan. Karena itu karet reklim jika dipakai untuk ban kurang baik mutunya.

J. Wool Wool merupakan serat yang didapat dari rambut

hewan keluarga Caprinae yaitu domba dan kambing, tapi dapat pula berasal dari rambut mamalia lainnya seperti alpaca. Pada buku ini wool yang dibahas adalah berasal domba domestik.

Selain memiliki hasil utama, hewan ternak juga memiliki produk ikutan

ternak. Produk hasil ikutan tersebut bisa dimanfaatkan untuk kehidupan

sehari-hari baik dengan proses maupun tanpaproses pengolahan. Salah satu

hasil ikutan ternak ini adalah adalah bulu, salah satu ternak yang bulunya

dapat dimanfaatkan adalah domba. Menurut Ensrninger (1977) bulu domba

adalah bulu alami yang menutupi tubuh domba, pada domba bulu berfungsi

untuk mengatur suhu tubuh yang bisa melindungi domba dari panas maupun

dingin. Hal ini juga diperkuat oeh Kammlade dan Kammlade (1955),

menambahkan bahwa secara alami bulu domba berfungsi sebagai

termoregulator yang baik yaitu dapat mempertahankan tubuh dari pengaruh

udara panas atau dingin.

Bulu domba dapat dimanfaatkan dengan beberapa tahap pengolahan,

seperti pencukuran, pemberishan yang meliputi pencucian, pengeringan dan

kemudian di pintal.. Hasil dari pemintalan dapat di jadikan sejumalah produk

yang bernilai jual tinggi. Produk yang dihasilkan dari buludomba sering diolah

menjadi kain tapestry. Kain tapestry atau yang kita kenal kain tenunan yang

http://id.wikipedia.org/wiki/Rambut_hewan

http://id.wikipedia.org/wiki/Rambut_hewan

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Caprinae&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Domba

http://id.wikipedia.org/wiki/Kambing

http://id.wikipedia.org/wiki/Mamalia

http://id.wikipedia.org/wiki/Alpaca

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Domba_domestik&action=edit&redlink=1

Teknologi Polimer

150

umumnyaterbuat dari bahan baku berup serat organik seperti katun dari kapas

atau dari wol (bulu domba). Bahan pemuatan kain tapestry yang umum

digunakan berasal dari hasil pengolahan bulu atau wol domba. Proses

pembuatan tapestry dengan bahan kain tenunan dari bulu atau wool domba

memiliki kelebihan diantaranya berat, hangat, dan halus.

Bulu domba adalah bagian penutup yang berfungsi untuk melindungi tubuh dari pengaruh luar. Bulu domba memiliki tekstur yang lembut, hal ini senada dengan yang dikemungkakan Devendra dan Mcleroy (1982) bulu domba merupakan serat penutup tubuh yang bersifat lembut, halus, penuh kerutan dan permungkaan yang bersisik. Bulu domba sering digunakan sebgai bahan baku pembuatan pakaian. Bulu domba memiiki keunggulan dibanding bahan baku yang lain dikarenakan kemampuan bulu domba untuk menyerap air 18% dari beratnya tanpa terasa basah. Melalui kelenjer sebaceous bulu domba mengeluarkan komponen lilin yang terdapat pada bulu domba yang kotor, sementara itu air yang ada pada tubuh domba dikeluarkan oleh kelenjer keringat. Bulu domba tersusun atas proteinyang sangat keras yang disebut keratin (Gatenby dan Humbert 1991). Keratin yang terkandung pada wool dari bulu domba merupakan serat utama yang memberikan perlindungan vetebrata dan protein ini menyusun hampir seluruh berat kering dari wool.

Wool memiliki dua lapisan sel yaitu epidermis yang berfungsi untuk

menutupikeratan-keratan longitudinal yang berfungsi menutupi keratan-

keratan longitudinal yang berakhir diujung serat dan korteks yang merupakan

bagian utama dari serat wol. Serat wool memiliki lapisan ketiga, yaitu medula.

Lapisan ini berbentuk globuler dan berada disepanjang serat wol atau hanya

dibeberapaa agian serat wool. Wool yang mengandung medula biasanya kasar

dan sulit penanganannya karena rendahnya elastisitasnya (Ensminger 1977).

Medula merupkan jaringan yang terdiri dari jaringan sel yang berisi udara.


151

Serat bulu domba yang mengandung medua umumnya kasar dan diameternya

tidak sama. Medula pada serat akan mempengaruhi kualitas bulu domba.

Semakin banyak medula maka kualitas bulu akan semakin rendah karena

medula dapat menyebabkan bulu rapuh, mudah patah, dan kurang elastis

(Kammlade dan Kammlade 1955).

Kutikula menyusun 10% bagian luar dari serat wol dan mempunyai

subsruktur yang secara alami sukar berubah fisik dan kimia (Leeder 1984).

Bagian dalam kutikula terdapat korteks yang merupakan lapisan terlindung dan

dibentuk oleh sel-sel yang memanjang sejajar dengan sumbu serat (Kammlade

dan Kammlade 1955). Korteks serat wol mempunyai karakteristik yang sangat

spesial yang disebut bilateral differentiation yang tersusun dari dua segmen

yang mempunyai perbedaan struktur fisik dan kimia. Dua segmen ini disebut

orthocortex dan paracortex. Bentuk gelombang serat wol (crimp) terjadi akibat

bilateral differentiation yang terjadi selama pertumbuhan serat wol (Leeder

1984). Sel korteks yang tidak teratur merupakan penyebab terjadinya kerutan

(Kammlade dan Kammlade 1955). Kerutan tersebut sangat mempengarhi

kekuatan dan elastisitas bulu (Jonston 1983).

K. Jaring laba-laba Jaring laba-laba merupakan benang-benang yang

membentuk kerangka penahan-beban dan benang berbentuk spiral berfungsi sebagai penangkap yang berlapiskan zat perekat, serta benang pengikat yang berfungsi menyatukan ketiga benang tersebut yaitu benang kerangka penahan beban, benang-benang spiral penangkap dan benang pengikat itu sendiri. Jaring laba-laba berupa jaring sutera yang mempunyai material yang sangat kuat yaitu 20 kali lebih kuat jika dibandingkan dengan baja dan dua kali lebih lentur dibandingkan dengan serat poliamide. Jika jaring laba-laba direnggangkan, perenggangannya bisa sampai 31 persen dengan tidak putus, memiliki sifat lentur dibandingkan dengan

Teknologi Polimer

152

serat aramid, bila dibandingkan rambut manusia lebih halus, dan jika dibandingkan katun lebih ringan. (Khairulhadi, 2010).

Ada tiga komponen yang membentuk sarang laba-laba, yaitu benang jenis kuat dan tegang yang mengarah ke luar (radial threads) yang berpotongan pada titik pusat sebagai porosnya (hub), benang yang menjadi kerangka bagian luar sarang (frame threads), dan benang jenis kendur dan lengket berbentuk spiral yang mampu menjebak mangsa (capture radial).

Beberapa jenis laba-laba, misalnya orb-weaver, membuat perangkap jaring yang terbuat dari benang sutra halus. Sutra itu dihasilkan oleh kalenjar pada bagian belakang abdomen lalu keluar dari saluran yang disebut spineret. Sutra halus kemudian mengeras menjadi benang yang kuat. Benang tersebut ditempelkan pada pohon terdekat atau penyangga lainnya untuk membuat struktur jaring. Laba-laba kemudian menambahkan bentuk spiral pada jaring menggunakan jenis sutra berbeda yang lengket untuk menangkap mangsa.

Setelah membuat jaring, laba-laba akan menunggu di bagian tengah jaring atau bersembunyi didekatnya. Sehelai benang penanda akan membuat laba-laba merasakan getaran akibat mangsa yang tertangkap dan meronta-ronta. Laba-laba akan segera menghampiri dan menggigit mangsa, kemudian membungkusnya dengan sutra untuk mencegahnya melarikan dirinya. Dengan demikian mangsanya dapat dimakan kapan saja (Setford, 2005).

Ada banyak jenis jaring laba-laba yang dapat kita temukan di dunia ini. Bentuk jaring laba-laba dapat dibedakan berdasarkan cara laba-laba menenunnya, yaitu : 1. Jaring bola spiral, yang dihasilkan oleh laba-laba famili

Araneidae, Tetragnathidae dan Uloboridae.


153

2. Sarang laba-laba, berhubungan dengan famili Theridiidae. 3. Corong, dibagi menjadi primitive dan modern. 4. Pipa, Lembaran, dan Kubah (Khairulhadi, 2010)

Gambar 34. Jaring Laba-laba

L. Sutera Serat sutera merupakan serat yang secara alamiah dibuat

sepanjang ratusan sampai seribu meter lebih dengan sangat halus, sehingga merupakan serat alam yang terpanjang dan terhalus yang diketahui manusia dan dapat dimanfaatkan secara mudah. Lembaran serat sutera terdiri dari dua serat halus yang hampir ditembus cahaya, tidak berwarna, berasal dari larutan selulosa yang menjadi satu dan mengeras cepat apabila bereaksi dengan udara (Kelompok Peneliti Pesuteraan Alam, 1997).

Serat sutera dihasilkan oleh sepasang kelenjar sutera. Serat sutera merupakan serat ganda yang terdiri dari fibrion dan serisin. Terdapat tibagian pada kelenjar sutera antara lain : bagian depan, merupakan saluran pengeluaran zat yang terbuka pada ujungnya tepat dimulut larva. Bagian tengah, merupakan zat warna yang dibentuk bersama-sama serisin sehingga perekat menyelimuti sekitar 25% dari berat serat yang mudah larut dalam air panas. Sedangkan bagian belakang sebagai penghasil fibrion

Teknologi Polimer

154

sebagai sutera cair yang 75% bagian dari berat dan tidak larut dalam air panas (Sunanto, 1997).

Ulat sutera adalah serangga yang memiliki keuntungan ekonomis bagi manusia karena mampu menghasilkan benang sutera. Menurut Boror et al. (1992), klasifikasi ulat sutera (Bombyx mori L.) yaitu :

Kingdom : Animalia Filum : Arthropoda Sub Filum : Mandibulata Klass : Insecta Sub Klass : Pterygota Ordo : Lepidoptera Family : Bombicidae Genus : Bombyx Spesies : Bombyx mori L.

Bombyx mori L. adalah serangga yang termasuk dalam golongan ngengat, tubuhnya terbagi menjadi tiga bagian yaitu caput (kepala), thorax (dada) dan abdomen (perut). Diantara bagian tersebut bagian terkecil adalah kepala. Bagian abdomennya berwarna putih krem dengan garis kecoklat-coklatan, pusat melintang sayap-sayap depan dengan mempunyai bentangan sayap kira-kira 50 mm. Tubuhnya berat dan sangat berambut (Borror et al.,1996).

M. Protopektin

Pektin berasal dari bahasa latin yaitu “pectos” yang artinya zat pengental

atau yang membuat sesuatu menjadi keras/padat atau pengental. Sekitar 200

tahun yang lalu Vauquelin menemukan pektin dalam jus buah. Sampai tahun

1790, zat pengental ini belum diberi nama. Baru pada tahun 1824 nama pektin

ini pertama kali digunakan, yaitu ketika penelitian yang dirintis oleh Vauquelin


155

dilanjutkan oleh Braconnot. Braconnot menyebut asam pektat pada substansi

pembentuk gel tersebut. (Herbstreith dan Fox, 2005).

Pektin merupakan koloid yang mengandung muatan negatif.

keseimbangan dan kemantapan pektin dipengaruhi oleh adanya penambahan

gula. Hal ini disebabkan karena gula sebagai senyawa pendehidrasi, akibatnya

ikatan antara pektin dan gula akan lebih kuat dan menghasilkan jaringan

molekul polisakarida yang kompleks (Gliksman, 1969). Pektin dapat

menggumpal dan terbentuk suatu serabut halus. Struktur inilah yang dapat

menahan cairan (Desrosier, 1988). Pektin merupakan serat yang mudah larut

(soluble fiber) yang terdapat pada sayuran dan buah-buahan. Pektin

dimasukkan pada kelompok polisakarida yang heterogen dan mempunyai

berat molekul yang tinggi (Purbianti, 2005).

American Chemical Society pada tahun 1944 telah menetapkan istilah

baku untuk menyeragamkan nama-nama pektin yang hingga kini masih dipakai

(Nussinovitch 1997), yaitu substansi pektat merupakan kelompok zat turunan

karbohidrat kompleks berbentuk koloid yang dihasilkan dari tumbuh-

tumbuhan dan sebagian besar mengandung asam anhidrogalakturonat dalam

suatu kombinasi turunannya menyerupai rantai. Gugus karboksil asam-asam

poligalakturonat dapat teresterifikasi sebagian dengan gugus metil dan

sebagian atau seluruhnya dapat dinetralkan oleh satu atau lebih jenis basa.

Protopektin merupakan zat pektat yang tak larut dalam air. hasil

hidrolisis dari protopektin adalah pektin atau asam pektinat. Asam pektinat

dalam keadaan yang sesuai mampu membentuk gel dengan ion-ion logam.

Pektin adalah istilah yang digunakan untuk asam-asam pektinat yang dapat

larut dalam air dengan kandungan metil ester dan derajat netralisasi beragam

dan menghasilkan gel dengan asam dan gula pada keadaan/kondisi yang

sesuai.

Penggunaan asam dalam ekstraksi pektin adalah untuk menghidrolisis

protopektin menjadi pektin yang larut dalam air ataupun membebaskan pektin

dari ikatan dengan senyawa lain, misalnya selulosa. Meyer (1978) menyatakan

Teknologi Polimer

156

bahwa protopektin menjadi pektin merupakan makromolekul yang merupakan

berat molekul tinggi, terbentuk antara rantai molekul pektin satu sama lain

atau dengan polimer lain. Protopektin tidak larut karena dalam bentuk garam

kalsium-magnesium pektinat. Proses pelarutan protopektin menjadi pektin

terjadi karena adanya penggantian ion kalsium dan magnesium oleh ion

hidrogen ataupun karena putusnya ikatan antara pektin dan selulosa. Semakin

tinggi konsentrasi ion hidrogen (pH), maka semakin rendah kemampuan

menggantikan ion kalsium dan magnesium ataupun memutus ikatan dengan

selulosa akan semakin tinggi juga dan pektin yang larut akan bertambah

(Meyer, 1978).

Menurut Braverman (1963), pektin dapat diperoleh dari jaringan

tanaman dengan cara ekstraksi. Proses pembuatan pektin kering meliputi

beberapa tahap, yaitu preparasi, ekstraksi, pemisahan, pencucian, dan

pengeringan. Preparasi (perlakuan pendahuluan) berfungsi untuk

menghilangkan kotoran-kotoran, senyawa gula, dan bahan terlarut lain.

Preparasi juga meliputi proses penghalusan bahan karena ekstraksi dapat

berjalan dengan baik apabila bahan dihaluskan lebih dahulu. Ekstraksi

merupakan tahap pengeluaran pektin dari jaringan tanaman dengan

menggunakan pelarut. Perbandingan jumlah bahan yang diekstrak dengan

larutan pengekstrak akan mempengaruhi jumlah pektin yang dihasilkan. Rasio

pelarut bahan kira-kira 3:1 untuk bahan basah atau 12:1 untuk bahan kering.

N. Karagenan Karagenan merupakan polisakarida rantai panjang yang

diekstraksi dari rumput laut jenis-jenis karaginofit, yang bentuknya berupa senyawa hidrokoloid, seperti Hypnea sp., Eucheuma sp., Chondrus sp., dan Gigartina sp. Polisakarida tersebut tersusun secara bergantian dari sejumlah unit galaktosa dengan ikatan α- (1,3)-D-galaktosa dan β-(1,4)-3,6 anhidro-D-galaktosa, baik yang


157

mengandung ester sulfat atau tanpa sulfat pada karagenan tersebut (Anggadiredja, dkk., 2010).

1. Struktur karagenan Karagenan adalah polisakarida lurus atau linier yang

terdiri dari molekul galaktan dengan unit utamanya adalah galaktosa. Karagenan adalah molekul besar yang tersusun atas 1000 residu galaktosa. Karagenan dibagi atas tiga kelompok utama yaitu: a. Kappa karagenan

Kappa karagenan (Gambar 34) terdiri dari unit D-galaktosa-4-sulfat dan 3,6-anhidro-D-galaktosa. Selain itu dalam karagenan acap kali mengandung D-galaktosa-6 sulfat ester dan 3,6-anhidro-D-galaktosa 2-sulfat ester. Dengan adanya gugusan 6-sulfat ini daya gelasi dari karagenan dapat menurun, akan tetapi dengan penambahan alkali akan mengakibatkan terbentuknya transeliminasi gugusan 6-sulfat, sehingga akan terbentuk 3,6-anhidro-D-galaktosa. Hal ini akan meningkatkan derajat keseragaman molekul dan bertambah daya gelasinya.

Gambar 35. Struktur Kimia Kappa Karagenan (cPKelco ApS 2004).

Teknologi Polimer

158

b. Lota karagenan Lota karagenan (Gambar 35) ciri-cirinya adalah pada setiap residu D galaktosa ada 4-sulfat ester dan di setiap gugusan 3,6- anhidro-D- galaktosa ada gugusan 2-sulfat ester. Pada 3,6- anhidro-D- galaktosa. Pada lota karagenan pemberian alkali tidak dapat menghilangkan gugusan 2-sulfat ester seperti halnya yang terjadi pada kappa karagenan.

Gambar 36. Struktur kimia Iota Karagenan (cPKelco ApS 2004).

c. Lamda karagenan Lamda karagenan (Gambar 36) tidak sama dengan kappa dan iota karagenan, sebab mempunyai sebuah residu yaitu disulphated α-(1,4)-D-galaktosa (Winarno, 1990).


159

Gambar 37. Struktur Kimia Lamda Karagenan (cPKelco ApS 2004). 2. Sifat-sifat karagenan

Karagenan memiliki sifat-sifat antara lain pembentukan gel, kelarutan, dan viskositas a. Pembentukan Gelasi

Sifat dari karagenan pada pembentukan gel merupakan proses terjadinya ikatan silang antara rantai-rantai polimer yang menyebabkan terbentuknya jala tiga dimensi yang saling bersambungan. Kemudian jala tersebut akan menyerap air ke dalamnya dan terbentuklah struktur kuat dan kaku. Gel ini memiliki sifat kekakuan dan elastis. Struktur iota karagenan dan kappa memungkinkan bagian dari dua molekul masing-masing membentuk double helix yang mengikat rantai molekul menjadi bentuk jaringan 3 dimensi atau gel. Lamda karagenan tidak mampu membentuk double helix tersebut. Sifat ini dapat terlihat bila larutan dipanaskan kemudian diikuti dengan pendinginan sampai di bawah suhu tertentu, kappa dan iota karagenan akan membentuk gel dalam air yang bersifat reversible

Teknologi Polimer

160

yaitu akan mencair kembali pada saat larutan dipanaskan (Winarno, 1990).

Pola kerja pembentukan gel karagenan seperti dijelaskan pada Gambar 38.

Gambar 38. Pola kerja pembentukan gel karagenan

(Glicksman 1983). b. Kelarutan

Beberapa faktor yang mempengaruhi kelarutan karagenan dalam air antara lain : temperatur, pH, tipe karagenan, adanya jenis ion tandingan dan zat-zat terlarut lainnya. Pada karagen gugus hidroksil dan sulfat punya sifat hidrofilik, Adapun gugus 3,6-anhidro-D-galaktosa lebih hidrofobik. Pada semua kondisi Lamda karagenan mudah larut karena tidak ada unit 3,6-anhidro-D galaktosa dan kandungan gugus sulfatnya tinggi. Sedangkan karagenan jenis iota bersifat lebih hidrofilik sebab ada gugus 2-sulfat dapat menetralkan 3,6- anhidro-D-galaktosa yang kurang hidrofilik. Karagenan jenis kappa kurang hidrofilik karena mempunyai lebih banyak gugus 3,6-anhidro-D-galaktosa (Towle 1973).


161

Bentuk garam dari gugus ester sulfat dapat juga mempengaruhi karakteristik daya larut karagenan. Umumnya karagenan yang lebih mudah larut adalah jenis sodium, sedangkan yang lebih sukar larut jenis potassium. Inilah sebabnya mengapa jika kappa karagenan berbentuk garam potasium dalam air dingin akan lebih sulit larut sehingga perlu dipanaskan agar menjadi larutan, adapun kappa karagenan berbentuk garam sodium meskipun pada air dingin akan lebih mudah larut. Larut tidaknya Lamda karagenan dalam air tergantung dari jenis garamnya (cPKelco ApS 2004 diacu dalam Syamsuar, 2006).

c. Viskositas

Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas suatu hidrokoloid ialah : jenis karagenan, konsentrasi karagenan, suhu, berat molekul dan adanya molekul-molekul lain (Towle 1973; FAO 1990). Viskositas sendiri di artikan sebagai daya aliran molekul dalam sistem larutan. Viskositas akan naik secara logaritmik jika konsentrasi karagenan mengalami peningkatan pula. Dengan adanya peningkatan suhu menyebabkan viskositas akan mengalami penurun secara progresif. Pada suhu 75o C dan konsentrasi 1,5% viskositas karagenan memiliki nilai 5–800 cP (FAO 1990). Sifat karagenan sebagai polielektrolit penyebab utama terjadinya viskositas larutan karagenan.

Nilai viskositas menjadi makin kecil jika kandungan sulfatnya juga semakin kecil tapi konsistensi gelnya justru semakin meningkat. Terjadinya penurunan muatan sepanjang rantai polimer disebabkan adanya garam-garam yang terlarut dalam karagenan. turunnya muatan ini juga

Teknologi Polimer

162

mengakibatkan penurunan gaya tolakan (repulsion) antara gugus-gugus sulfat, hal ini menyebabkan sifat hidrofilik polimer semakin lemah dan viskositas larutan menurun. Moirano (1977). Kondisi inilah menyebabkan terjadinya depolimerisasi sehingga keragen mengalami degradasi (Towle 1973).

Polimer karagenan dalam larutan menjadi random coil

(acak) dengan suhu yang lebih tinggi dari suhu pembentukan gel akibat adanya proses pemanasan. Namun apabila suhu turun, maka polimer membentuk struktur pilinan ganda, jika suhu diturunkan terus, maka polimer akan terikat silang dengan kuat dan bentuk heliks makin bertambah sehingga akan membentuk gel. Jika kondisi ini diteruskan, maka menurut Fardiaz (1989) terjadi proses sinersis, yaitu terjadinya proses pembentukan agregat yang terus menerus sehingga gel akan mengerut sambil melepaskan air.

Dengan semakin menurunnya pH akan mengakibatkan terjadinya pula penurunan potensi pembentukan gel dan viskositas larutan karagenan, sebab ion proses hidrolisis ikatan glikosidik pada molekul karagenan dibantu oleh ion H+ (Angka dan Suhartono 2000). Faktor-faktor yang mempengaruhi konsistensi gel yaitu : konsistensi, tipe dan jenis karagenan, adanya pelarut dan ion-ion yang menghambat terbentuknya hidrokoloid (Towle 1973).

2. Kegunaan Karagenan

a. Pada industri makanan Pada industri makanan, karagenan digunakan pada pembuatan (Indriani dan Sumiarsih, 1991):


163

Ø Es krim yaitu sebagai stabilisator, mencegah kristalisasi dari es krim.

Ø Pada pembuatan susu coklat karagenan dipakai untuk meningkatkan kekentalan lemak dan pengendapan kalsium, serta untuk mencegah terjadinya pengendapan coklat dan pemisahan krim.

Ø Kue dan roti yaitu meningkatkan mutu adonan. Ø Daging kalengan yaitu sebagai gel pengikat air atau gel

pelapis produk daging. Ø Makanan bayi yaitu sebagai stabilisator lemak dan

protein. Ø Gel susu (pudding, custard) yaitu sebagai pembentuk

gel. Ø Sirup yaitu sebagai pensuspensi.

b. Pada industri farmasi dan kosmetika

Pada industri farmasi dan kosmetika, karagenan digunakan pada pembuatan (Anggadiredja, dkk., 2010): Ø Pasta gigi yang fungsi untuk menghaluskan tekstur dan

memperbaiki sifat busanya. Ø Lotion sebagai bodying agent. Ø Tablet yaitu sebagai bahan pengikat. Ø Krem yaitu sebagai bodying agent.

c. Pada industri kertas dan tekstil

Pada industri kertas dan tekstil karagenan mempunyai banyak peranan (Sadhori, 1998), yaitu: Ø pada industri kertas yaitu untuk memperhalus

permukaan kertas dan,

Teknologi Polimer

164

Ø Di industri tekstil yaitu sebagai painting silk pada waktu pencetakan dapat memperbaiki warna yang timbul.

d. Pada industri kulit (leather) Pada industri kulit (leather) karagenan digunakan untuk memperhalus dan mengkilatkan permukaan kulit serta menjadikan kulit tidak kaku.

e. Pada industri cat Pada industri cat karagenan digunakan sebagai zat warna, yaitu: zat warna yaitu sebagai pensuspensi dan water base paint yaitu sebagai bahan pengental.

f. Pada industri pertanian Pada industri pertanian karagenan digunakan dalam pembuatan pestisida dan herbisida yaitu sebagai pensuspensi.

3. Tumbuhan Penghasil Karagenan Di daerah tropis sumber karagenan ialah dari spesies

Kappaphycus alvarezii (Doty), dimana karagenan yang dihasilkan dalam bentuk kappa, Eucheuma spinosum yang menghasilkan karagenan dalam bentuk iota. Kedua jenis rumput laut tersebut banyak terdapat disepanjang pantai Filipina dan Indonesia. Sebagian besar karagenan diproduksi dari jenis Chondrus crispus yang berwarna merah tua, bentuknya seperti daun parsley, dan hidup pada kedalaman sekitar 3 meter. Jenis ini banyak tumbuh di daerah utama lautan atlantik, yaitu di pantai Kanada, Inggris dan Prancis (Winarno, 1990).


165

O. Glukomanan

Glukomanan adalah polisakarida larut dalam air yang dianggap sebagai

serat makanan. Glukomanan merupakan komponen hemiselulosa di dinding

sel beberapa spesies tanaman. Glukomanan merupakan makanan aditif yang

digunakan sebagai pengemulsi dan pengental.

(http://en.wikipedia.org/wiki/Glucomanan)

Glukomanan merupakan polisakarida dalam famili mannan. Monomer

penyusun glukomanan adalah monomer β-1,4 α-mannose dan α-glukosa.

Kandungan glukomanan pada jenis umbi iles-iles dan porang punya sifat baik

antara lain: dapat memperbaiki tekstur, mengentalkan, memperkuat gel dan

lain-lain (M. Alonso Sande, dkk 2008). Rumus molekul Glukomannan dapat

dilihat pada Gambar 38. berikut:

Gambar 39. Rumus Molekul Glukomannan Sumber : Antonio Zamora, 2005 Glukomanan dapat menunda rasa lapar ketika dikonsumsi sebagai

sumber makanan langsung. Hal tersebut dapat menyebabkan penyerapan gula

diet secara bertahap. Disisi lain glukomanan dapat juga dipakai sebagai gelatin,

bahan pengganti agar-agar, bahan pengental (thickening agent) dan bahan

pengenyal (gelling agent) (Ford dan Chesey 1986; Toba et al. 1986; Tye 1991;

Thomas 1997). Glukomanan yang berkadar serat cukup tinggi dan berfungsi

sebagai gelling agent, mampu membentuk dan menstabilkan struktur gel

sehingga bisa digunakan sebagai pengenyal makanan (Purnomo, 1997).

Teknologi Polimer

166

Glukomanan mempunyai banyak manfaat, antara lain adalah sebagai

bahan dasar pembuatan kosmetik, bahan tambahan pada makanan, dan juga

dapat dimanfaatkan sebagi pengobatan. Sebagai bahan tambahan pada

makanan, glukomanan dimanfaatkan dalam pembuatan kue, mie, jelly, roti es

krim, selai, jus, dan masih banyak lagi (www.konjacfoods.com). Dalam

pembuatan kosmetik, glukomanan dijadikan sebagai bahan tambahan dalam

pembuatan sabun pembersih, pasta gigi, shampo, dan masih banyak lagi (US

20060127557Al). Glukomanan juga dapat dimanfaatkan dalam mengobati

sembelit, kolesterol, dan diabetes dan untuk menurunkan berat badan.

(http://en.wikipedia.org/wiki/Glucomannan).

Sebagai bahan pembentuk jel, glukomanan memiliki kemampuan yang

unik untuk membentuk reversible gel dan ireversible gel pada kondisi yang

berbeda. Glukomanan tidak akan membentuk jel karena gugus asetilnya

mencegah rantai panjang glukomanan untuk saling bertemu satu sama lain.

Tetapi, glukomanan dapat membentuk jel dengan pemanasan sampai 85oC

dengan kondisi basa (9-10). Jel ini bersifat tahan panas (thermo irreversible

gel) dan tetap stabil dengan pemanasan ulang pada suhu 100o C atau bahkan

pada suhu 200o C, sedangkan reversible gel dapat diperoleh dengan

pencampuran glukomanan bersama karagenan. ( Johnson, 2007 ).

Seperti yang telah diketahui bersama bahwa glukomanan membentuk

jel yang bersifat tahan panas di dalam koagulan basa seperti Na2CO3 dengan

adanya pemanasan. Hasil penelitian studi oleh Maekaji (1974) mengatakan

bahwa glukomanan kehilangan gugus asetilnya pada keadaan basa, dan

glukomanan yang kehilangan gugus asetilnya kemudian berkumpul satu

dengan yang lain bergabung dengan ikatan hidrogen, sehingga rantai

glukomanan akan membentuk ikatan yang baru. Dengan cara demikian, gugus

asetil inilah yang pada akhirnya berperan utama untuk membentuk jel.

Dampak dari penambahan alkali/basa ini memudahkan deasetilasi dari rantai-

rantai glukomanan. Dan saat ini, hal tersebut telah diterima secara luas bahwa

deasetilasi yang menyebabkan pembentukan jel oleh glukomanan. (Maekaji,

1974).


167

Porang mempunyai komponen utama berupa glukomanan yang merupakan hidrokoloidal polisakarida yang terdiri dari D-glukosa dan D-

mannosa dalam ikatan b-1,4. Glukomanan mengandung 60 % D-mannosa dan 40 % D-glukosa (Mikonnen, 2009).

Keberadaan monomer D-glukosa dan D-mannosa dalam glukomanan,

menyebabkan glukomanan berpotensi sama dengan pati untuk dijadikan

komposit polimer. Menurut Anonimus (2010), pati dengan monomer glukosa

dapat membentuk polimer dengan kitosan maupun pentanol-1 membentuk

komposit polimer. Sementara itu, menurut Firdaus, et.al (2006), glukosa dari

singkong dapat berpolimerisasi dengan kitin maupun pentanol-1 membentuk

komposit plastik biodegradable.

Berkaitan dengan uraian di atas, maka glukomanan berpotensi juga

untuk dijadikan komposit melalui polimerisasi dengan kitin ataupun pentanol

sehingga dihasilkan komposit plastik biodegradable. Menurut Abduh (2011),

keberhasilan pembentukan komposit atau polimer sangat tergantung pada

banyak faktor salah satu di antaranya adalah formula senyawa-senyawa yang

direaksikan dalam proses polimerisasi serta senyawa pendukung lainnya salah

satunya plasticizers.

Penelitian Potensi glukomanan dijadikan komposit melalui polimerisasi

juga telah penulis lakukan pada tahun 2011 dari umbi porang. Penelitian yang

dilakukannya penulis bertujuan untuk mengetahui pengaruh formula komposit

terhadap karakteristik fisik dan mekanis komposit plastik biodegradable

glukomanan serta menentukan formula terbaik dari komposit plastik

biodegradable glukomanan.

Penelitian dilaksanakan dengan mengekstraksi tepung glukomanan

dan membuat komposit plastik biodegradable. Perlakuan yang dicobakan

adalah glukomannan 50 g (control), (kitin 25 g + glukomannan 25 g +

plasticizers gliserol 0 g), (kitin 24 g + glukomannan 25 g + plasticizers gliserol 1

g), (kitin 23.5 g + glukomannan 25 g + plasticizers gliserol 1,5 g), (kitin 23 g +

glukomannan 25 g + plasticizers gliserol 2 g), (Pentanol -1 25 g + glukomannan

25 g + plasticizers gliserol 0 g), (Pentanol -1 24 g + glukomannan 25 g +

plasticizers gliserol 1 g), (Pentanol -1 23,5 g + glucomannan 25 g + plasticizers

Teknologi Polimer

168

gliserol 1,5 g) and (Pentanol -1 23 g + glukomannan 25 g + plasticizers gliserol 2

g).

Hasil penelitian menunjukkan bahwa komposit plastic berpengaruh

nyata terhadap modulus elastisitas, modulus patah, tegangan tarik maksimum,

persentase penyerapan air, persentase perubahan panjang. Formula terbaik

dari komposit plastik biodegadable adalah kitin 23 gr + glukomannan 25 g +

gliserol plasticizer 2 gr dengan karakteristik modulus elastisitas 58.70 kg/cm2,

modulus patah 59.91 kg/cm2, tegangan tarik maksmum 6.691 kg/cm2,

persentase penyerapan air 77.36 %, dan persentase perubahan panjang 1.819

%. (Harsojuwono. 2011)

P. Eucheuma cottonii

Rumput laut jenis Eucheuma cottonii memiliki thallus yang licin dan

silindris, berwarna hijau, hijau kuning, abu-abu dan merah. Cara hidup

tumbuhan ini adalah melekat pada substrat dengan menggunakan alat

perekatnya yang berupa cakram (Atmadja, 1996 dalam Mindarwati, 2006).

Menurut Doty (1985) dalam Mindarwati (2006) klasifikasi Eucheuma cottonii

yaitu:

Kingdom : Plantae

Divisi : Rhodophyta

Kelas : Rhodophyceae

Ordo : Gigartinales

Famili : Solieracea

Genus : Eucheuma

Species : Eucheuma alvarezii doty (Kappaphycus alvarezii doty)


169

Gambar 39. Eucheuma cottonii (a: basah, b: kering)

Umumnya Eucheuma cottonii tumbuh dengan baik pada kondisi

perairan yang sesuai, yaitu pada perairan yang terlindung dari terpaan angin

dan gelombang besar, kedalaman perairan 7,65-9,72 m, salinitas 33-35 ppt,

suhu air laut 28-30oC, kecerahan 2,5-5,25 m, pH 6,5-7,0 dan kecepatan arus 22-

48 cm/detik (Wiratmaja, 2011).

Ampas rumput laut Eucheuma cottonii Rumput laut Eucheuma sp.

terbagi menjadi dua jenis yaitu Eucheuma spinossum dan Eucheuma cottonii.

Eucheuma cottonii sebagai salah satu penghasil ekstrak karagenan sangat

berperan penting dalam dunia perdagangan internasional (Aslan,1998). Pada

industri ekstraksi karagenan, Eucheuma cottonii yang digunakan hanya sekitar

30-35%, sedangkan 65-70% menjadi limbah yang cenderung terbuang dan

menjadi sampah organik (Wekridhany et al., 2012). Menurut Riyanto dan

Wilaksanti (2006), ampas rumput laut masih memiliki kandungan zat gizi

antara lain kadar air 80-84%, protein 0,5-0,8%, lemak 0,1- 0,2% dan abu 2-3%.

Kadar karbohidrat ampas rumput laut sebesar 13-15%, kadar hemiselulosa

sebesar 18-22%, lignin sebesar 7-8%, selulosa sebesar 16-20% dan serat kasar

sebesar 2,5-5%. Berdasarkan penelitian Sintaria (2012), diketahui bahwa

kandungan komponen dari ampas rumput laut jenis Eucheuma cottonii adalah

komponen hemiselulosa sebesar 21,16%, selulosa sebesar 17,47%, dan lignin

sebesar 8,23%.

Teknologi Polimer

170

Selulosa merupakan bagian penyusun utama jaringan tanaman. Karena

itu semua jenis tanaman baik tanaman perdu, tanaman musiman, tanaman

merambat dan bahkan tanaman sederhana (misal jamur, ganggang dan lumut)

selalu terdapat selulosa.

Selulosa dapat dibagi menjadi tiga jenis berdasarkan kelarutannya

dalam senyawa natrium hidroksida (NaOH) 17,5% dan derajat polimerisasi

(DP), yaitu:

1) Alpha Cellulose (Selulosa α) merupakan selulosa berantai panjang, tidak

larut dalam larutan NaOH 17,5% atau larutan basa kuat dengan DP (derajat

18 polimerisasi) 600-1500. Selulosa α sering dipakai sebagai penduga atau

penentu tingkat kemurnian selulosa

2) Betha Cellulose (Selulosa β) adalah selulosa berantai pendek, larut dalam

larutan NaOH 17,5% atau basa kuat dengan DP 15 - 90, dapat mengendap

bila dinetralkan.

3) Gamma Cellulose (Selulosa µ), yaitu merupakan selulosa berantai pendek,

larut dalam larutan NaOH 17,5% atau basa kuat tetapi DP kurang dari 15.

Selulosa rumput laut disajikan pada Gambar 41.

Gambar 41. Selulosa rumput laut

Sumber: Sudjadi, 2008


171

Q. Rangkuman

Dalam industri, pati memegang peranan penting antara lain industri

pengolahan pangan dan industri lain seperti permen, kertas, tekstil, lem,

glukosa, dekstrosa, sirop fruktosa. Ada dua macam pati yang dikenal dalam

dunia perdagangan antara lain pati native starch dan pati modified starch. Pati

native starch yang lebih dikenal dengan pati alami seperti tapioka, sagu, pati

jagung, dan pati-patian lain mempunyai beberapa kendala antara lain jika

dimasak waktunya lama sehingga kebutuhan energinya tinggi), dan pastanya

tidak bening dan keras. Sedangkan pati modified starch merupakan pati yang

sudah di modifikasi dengan melakukan perubahan struktur molekulnya baik

dilakukan secara kimia, fisik maupun enzimatis sehingga dapat merubah sifat

psikokimia dan rheologi dari pati.

Glikogen adalah salah satu bentuk polisakarida, yaitu polimer dari

karbohidrat, yang terdiri dari 1700 - 600.000 mosakarida yang dalam hal ini

adalah glukosa (sebagai monosakaridanya). Glikogen terdiri dari ikatan 1,4

alfa, dimana setiap 4-10 monomer dgn ikatan 1,4 alfa, akan dimasuki ikatan 1,6

alfa.

Protein adalah molekul makro yang terdiri dari rantai-rantai panjang

asam amino yang terbentuk dari unsur-unsur karbon, oksigen,

hydrogen, nitrogen, namun ada asam amino yang memiliki kandungan

unsur tambahan lain seperti besi dan fosfor yang terikat satu sama

lain dengan ikatan peptide. 12 sampai 18 macam asam amino dapat

membentuk satu molekul protein dan ada beberapa molekul protein lainnya

dapat mencapai jumlah ratusan asam amino.

Asam nukleat merupakan monomer-monomer nukleotida yang

tersusun dan saling berikatan melalui ikatan fosfodiester membentuk polimer

linier . Fungsi utama asam nukleat adalah sebagai tempat penyimpanan dan

pemindahan informasi genetik. Informasi ini diteruskan dari sel induk ke sel

anak melalui proses replikasi. Ada dua jenis asam nukleat pada sel yaitu DNA

dan RNA.

Teknologi Polimer

172

Minyak atau lemak adalah golongan lipida yaitu lipida netral yang terdiri dari sejumlah kecil komponen selain trigliserida, dan telah dipisahkan dari jaringan asalnya. komponen tersebut antara lain asam lemak bebas, pigmen yang larut dalam lemak, hidrokarbon, sterol, serta lipida kompleks seperti fosfatida dan lesitin. Dimana komponen-komponen tersebutlah yang mempengaruhi kadar produk dan warna serta memiliki peran penting pada proses ketengikan.

Kitin mempunyai rumus kimia (C8H13NO5)n. Jenis polimer kitin adalah

(1-4)-2-asetamido-2-deoksi-B-D-glukosamin yang bisa dicerna golongan

mamalia. Kandungan nitrogen yang dimiliki oleh polimer ini yang

membedakan antara kitin dan kitosan. Jika kandungan nitrogen kurang dari 7

persen, maka polimer ini disebut kitin, namun jika kandungan nitrogennya

lebih dari 7 persen maka disebut kitosan.

Karena sifat fisik dan daya tahannya, karet alam banyak dipakai untuk

produksi-produksi pabrik yang membutuhkan kekuatan yang tinggi dan panas

yang rendah.

Karet dinamakan juga sebagai elastomer karena merupakan polimer yang bersifat elastik. Karet digolongkan menjadi 2 macam yaitu karet sintetik dan karet alam. Pembuatan karet sintetik dengan cara polimerisasi fraksi-fraksi minyak bumi. Misalnya NBR (Nitrile Butadiene Rubber), SBR (Strirene Butadiene Rubber), urethane, karet EPDM dan karet silicon dimana jenis-jenis karet sintetis tersebut saat ini banyak beredar. Sedangkan karet alam diperoleh dengan cara menyadap pohon karet. Karet alam ini memiliki keunggulan antara lain : 1) memiliki kelenturan tinggi, 2) mudah dibentuk dengan panas rendah, 3) memiliki kekuatan tensil serta tahan terhadap goresan, koyakan dan benturan. Namun karet alam tidak tahan terhadap pengaruh faktor-faktor lingkungan, misalnya ozon dan oksidasi. Hal ini


173

karena karet alam memiliki daya tahan terhadap bahan-bahan kimia yang rendah.

Penyusun jaring laba-laba terdiri dari benang spiral penangkap

berlapiskan zat perekat, benang-benang kerangka penahan-beban, dan benang

pengikat yang menyatukan benang-benang spiral penangkap, benang

kerangka penahan beban, dan benang pengikat. Ada tiga komponen yang

membentuk sarang laba-laba, yaitu benang jenis kuat dan tegang yang

mengarah ke luar (radial threads) yang berpotongan pada titik pusat sebagai

porosnya (hub), benang yang menjadi kerangka bagian luar sarang (frame

threads), dan benang jenis kendur dan lengket berbentuk spiral yang mampu

menjebak mangsa (capture radial).

Serat sutera merupakan serat yang secara alamiah dibuat sepanjang

ratusan sampai seribu meter lebih dengan sangat halus, sehingga merupakan

serat alam yang terpanjang dan terhalus yang diketahui manusia dan dapat

dimanfaatkan secara mudah. Lembaran serat sutera terdiri dari dua serat halus

yang hampir ditembus cahaya, tidak berwarna, berasal dari larutan selulosa

yang menjadi satu dan mengeras cepat apabila bereaksi dengan udara.

Karagenan merupakan polisakarida rantai panjang yang diekstraksi dari rumput laut jenis-jenis karaginofit, yang bentuknya berupa senyawa hidrokoloid, seperti Hypnea sp., Eucheuma sp., Chondrus sp., dan Gigartina sp. Polisakarida tersebut tersusun secara bergantian dari sejumlah unit galaktosa dengan ikatan α- (1,3)-D-galaktosa dan β-(1,4)-3,6 anhidro-D-galaktosa, baik yang mengandung ester sulfat atau tanpa sulfat pada karagenan tersebut.

Glukomanan adalah polisakarid larut dalam air yang dianggap sebagai

serat makanan. Glukomanan merupakan komponen hemiselulosa di dinding

sel beberapa spesies tanaman. Glukomanan merupakan makanan aditif yang

digunakan sebagai pengemulsi dan pengental.

Teknologi Polimer

174

R. Soal-soal latihan

1. Jelaskan peran pati terhadap industri lain? 2. Jelaskan apa yang dimaksud pati native starch dan pati

modified starch? 3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan selulosa? 4. Sebutkan rumus molekul selulosa dan gambarkan struktur

kimianya? 5. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Glikogen? 6. Jelaskan fungsi dan kegunaan glikogen? 7. Apa yang dimaksud dengan protein? Berikan contoh? 8. Apa hubungannya Asam nukleat dengan protein? Jelaskan? 9. Jelaskan fungsi utama asam nukleat ? 10. Sebutkan jenis asam nukleat ? 11. Apa yang dimaksud dengan lipida? Berikan contoh? 12. Apa yang dimaksud dengan Kitin? Tuliskan rumus kimianya? 13. Apa yang dimaksud dengan Kitosan? 14. Jelaskan perbedaan Kitin dan Kitosan? 15. Apa yang dimaksud dengan karet, woll, jaring laba-laba, serat

sutra dan protoketin? Jelaskan? 16. Apa yang dimaksud dengan Glukomanan? 17. Tuliskan Rumus kimia Glukomanan?


175

APLIKASI TEKNOLOGI POLIMER

Polimer dalam berbagai bentuk sudah dimanfaatkan manusia sejak berabad-abad yang lalu, antara lain damar, permen karet, aspal dan minyak. Pada tahun 1830, proses vulkanisasi mulai dikembangkan oleh Charles Goodyear yang berhasil memproduksi sebentuk karet alami. Di tahun inilah polimer semakin berkembang dengan keberhasilan komersialisasi celluloid dengan diperkenalkannya polysterene, nilon, vinyl, dan neoprene.

Wol, karet, kapas, dan berbagai bentuk plastik merupakan aplikasi dari polimer yang sudah dimanfaatkan hampir semua industri. Agar polimer mudah dibentuk perlu dilakukan modifikasi sebelum diproses, misalnya pada polimer selulosa, plastik seperti selulosa asetat dan nilon dibentuk terlebih dahulu menjadi fiber.

BAB VIII

Teknologi Polimer

176

Salmoral dkk (2000) menyampaikan bahwa sejumlah perusahaan-perusahaan besar dalam bidang kimia telah mendapatkan keuntungan dalam mengembangkan teknologi biopolimer yang digunakan untuk pembuatan produk dari sumberdaya terbarukan. Tharanathan (2003) mengemukakan bahwa plastik sintetis masih sulit untuk dapat tergantikan secara total oleh bahan biodegradable, namun, ia percaya bahwa ada kesempatan bagi produsen untuk mendapatkan keuntungan besar pada celah pasar yang ada.

Dalam dunia industri, aplikasi polimer dapat dikelompokkan menjadi :

Ø Commodity polymers (polimer komersial). Polimer komersial banyak dipakai dalam kehidupan sehari hari dan harganya murah, biasanya polimer ini dihasilkan di negara berkembang, misalnya: polivinilklorida (PVC), melamin formaldehid polipropilen (PP), polistirena (PS), Polietilen (PE).

Ø Engineering polymers (polimer teknik). Polimer teknik banyak dipakai dalam bidang barang elektronik dan listrik (komputer, mesin bisnis), transportasi, bahan bangunan, mesin-mesin industri dan barang-barang konsumsi. Misalnya: nylon, poliester, polisulfon, polikarbonat.

Ø Functional polymers (polimer fungsional). Polimer fungsional dibuat untuk tujuan khusus dengan skala produksinya kecil. Polimer ini biasanya di produksi dan dikembangkan oleh negara maju. Misalnya: biopolimer, membran, polimer yang peka cahaya, polimer penghantar arus listrik dan foton, textura, kevlar, nomex.

Aplikasi polimer sintesis dalam kehidupan sehari-hari juga sering kita jumpai, misalnya karet untuk ban mobil, serat-serat tekstil poliester serta nilon, botol-botol minuman, dan penggunaan polimer pada bidang-bidang kesehatan, serta penggunaan polimer


177

pada bidang industri begitu besar seperti yang digunakan dalam industri rumah tangga, otomotif, pesawat terbang dan lain sebagainya.

Penggunaan polimer berbahan plastik yang cukup besar di Indonesia sayangnya tidak diikuti regulasi yang mendukung berkaitan dengan ekologi. Sehingga terjadi penumpukan limbah plastik dimana-mana. Salah satu alternatif untuk mengatasinya adalah dilakukan perpanjangan daur hidup polimer limbah (sesuai dengan kebijakan pemerintah) menjadi produk baru yang degradabel. Untuk mengatasi limbah yang sudah terlanjur berlimpah dapat dilakukan: 1) pembuatan photodegradable plastic dan 2) biodegradable plastic. Limbah plastik dapat di daur ulang dengan menambahkan senyawa pro-oksidan (memiliki banyak gugus karbonil) dengan dibantu pemaparan sinar matahari (sebagai sumber sinar UV dan panas) sehingga limbah plastik tersebut dapat terdegradasi. Suharty (2001 & 2007) telah melakukan beberapa penelitian tentang pembuatan biokomposit dari limbah plastik yang biodegradable. Limbah plastik disintesis menjadi komposit dengan mempergunakan pengisi serat alam dan agen penggandeng secara reaktif. Dikarenakan serat alam terdegradasi secara mikrobiologi, maka biokomposit yang berikatan dengan serat alam juga dapat terdegradasi secara mikrobiologi (Kim, 2005). Penggunaan serat alam selain dapat berfungsi sebagai penguat dan meningkatkan sifat mekanik polimer juga dapat mengurangi biaya produksi (Johnson, 2002; Suharty, 2005; Jose, 2005).

Disisi lain secara aplikatif, polimer merupakan ilmu pengetahuan yang berkembang cukup pesat dan menarik untuk dipelajari lebih jauh. Pengetahuan tentang konsep-konsep dasar polimer telah dijelaskan pada bab-bab sebelumnya, sehingga pemahaman dan pengembangan ilmu polimer selanjutnya menjadi

Teknologi Polimer

178

lebih mudah. Dalam bab ini akan membahas lebih jauh tentang aplikasi polimer khususnya Aplikasi teknologi Biodegradable dan Nonbiodegradable Polymer dalam berbagai industri.

A. Teknologi Biodegradable dan Nonbiodegradable Polymer dalam Industri Pangan

1. Teknologi biodegradable dalam industri pangan Berbagai jenis bahan pangan umumnya sangat mudah

dan cepat mengalami penurunan kualitas serta sensitif terhadap berbagai factor. Faktor-faktor yang mempengaruhi kualitas pangan, antara lain: mikrobiologi, kimia, biokimia dan lingkungan. Terjadinya penurunan kualitas pangan ini lebih diperparah dan dipercepat dengan keberadaan air, oksigen, temperatur dan cahaya. Untuk itu diperlukan cara untuk mencegah dan memperlambat hal tersebut, salah satunya ialah dengan pengemasan pangan dengan tepat (Komolprasert, 2006).

Menurut Komolprasert (2006) pengemasan pangan ialah proses untuk menutup atau membungkus makanan dengan menggunakan bahan pengemas yang sesuai untuk menghindari atau memperkecil kontak pangan dengan faktor penyebab penurunan kualitas. Bahan pengemas bisa memakai lebih dari satu bahan yang mempunyai fungsi dan kegunaan melindungi, menjaga keamanan dan mempertahankan kualitas makanan hingga sampai ke tangan konsumen.

Selanjutnya menurut Alvin dan Gil (1994) salah satu bahan yang banyak digunakan dalam pengemasan adalah plastik, hal ini karena mempertimbangkan nilai ekonomis dan kemampuan bahan untuk memberikan perlindungan yang baik dalam pengawetan pangan. Untuk memproduksi bahan pengemas yang digunakan dalam produk makanan diperlukan sekitar 60% dari poliethilen dan 27% dari polyester. Tetapi


179

pemakaian berbahan sintetis ini memberikan dampak yaitu terjadinya pencemaran lingkungan. Oleh sebab itu diperlukan adanya bahan pengemas yang bersifat biodegradable.

a. Aplikasi Edible film pada bahan pangan

Menurut Krochta (1992) Istilah edible film sering kali kita dengar, terutama dalam hubungannya dengan pangan. Adapun edible film ini ialah lapisan tipis terbuat dari bahan yang dapat dimakan, dipakai di permukaan untuk melapisi makanan, dan memiliki fungsi untuk menghambat perpindahan massa (contohnya lemak, oksigen, kelembaban dan zat terlarut).

Lapisan ini sebenarnya sudah sejak jaman dulu digunakan, utamanya pada pembuatan sosis. Jaman dahulu pembuatan sosis memakai usus hewan. Sejak tahun 1800-an untuk buah-buahan dan sayuran agar lebih awet dan tetap tampak segar menggunakan lilin untuk melapisinya.

Menurut Krochta et al. (1994) Edible packaging dibagi menjadi dua jenis, yaitu edible coating dan edible film. Edible coating dipakai melapisi bahan pangan seperti intermediate moisture foods (makanan semi basah), ayam beku, sosis, daging beku, hasil laut, produk konfeksionari, buah-buahan dan obat-obatan terutama untuk kapsul.

Sifat-sifat yang sama pada film kemasan harus juga dimiliki oleh edible film. Misalnya plastik, dimana plastik merupakan bahan kemasan yang mempunyai sifat mampu menjaga kelembaban produk, pada gas tertentu bersifat permeabilitas selektif, mampu mencegah padatan terlarut yang berpindah guna mempertahankan warna, pigmen alami dan gizi serta mampu mempertahankan kandungan

Teknologi Polimer

180

bahan aditif seperti penambah aroma, pewarna dan pengawet yang berguna memperbaiki mutu bahan pangan.

Untuk memperlambat penurunan mutu pangan maka perlu juga digunakan edible film untuk mengemas produk pangan tersebut. Sebab edible film bisa berfungsi menahan difusi gas karbondioksida, oksigen, komponen flavor dan uap air, sehingga kebutuhan produk yang dikemas keadaannya akan tercipta atmosfir internal yang sesuai.

Beberapa manfaat mengemas bahan pangan menggunakan lapisan film antara lain produk memiliki masa simpan yang dapat diperpanjang (lebih lama) dan tidak menimbulkan pencemaran lingkungan, hal ini karena lapisan ini bisa sekaligus dimakan dengan produk yang dikemasnya.

Edible film atau disebut juga dengan biopolimer adalah polimer yang berbahan baku murni hasil pertanian tanpa campuran plastik sintetis yang digunakan sebagai bahan baku film kemasan. Bahan baku ini didapat sudah berbentuk tepung, pati, tepung atau isolat. Komponen bahan baku ini antara lain Protein (polipeptida), karbohidrat (polisakarida) dan lemak (lipida). Ketiganya memilik sifat termoplastik, sehingga mudah dicetak sebagai edible film. Polimer ini memiliki keunggulan mudah terbarukan dan dapat dihancurkan secara alami (biodegradable).

Edible coating atau Edible film secara aplikasi digolongkan menjadi :

(1) Kemasan Primer Misalnya pemanfaatan pada pengemasan sayur-sayuran dan buah-buahan segar, daging, sosis, permen serta hasil laut.


181

(2) Binding (Pengikat) Aplikasi edible film sebagai pengikat ini sering kita jumpai pada crackers atau snack yang diberi bumbu, hal ini supaya bumbu yang diberikan menempel di makanan, dan juga untuk produk yang dilakukan penggorengan dapat berfungsi untuk mengurangi lemak.

(3) Pelapis (Glaze) Untuk meningkatkan penampilan dari produk-produk bakery, edible film dapat bersifat sebagai pelapis pengganti pelapisan dari telur. Keuntungan dari pelapisan ini adalah terhindarnya lapisan dari masuknya mikroba yang bila dilapisi dengan telur dimungkinkan mikroba masuk.

(4) Barrier Pemanfaatan edible film sebagai barrier sering dijumpai pada produk-produk antara lain: film zein (protein jagung, Fry Shiled (pektin, remah-remahan roti dan kalsium yang digunakan untuk mengurangi lemak pada saat penggorengan french fries), dan reaksi gellan gum dengan garam mono yang membentuk film (dapat mengabsorbsi minyak pada bahan pangan yang digoreng). .

b. Aplikasi zat aktif aromatis pada makanan

Aplikasi zat aktif aromatis pada makanan salah satunya berasal dari rempah-rempah, hal ini disebabkan kandungan zat aktif aromatis di dalam rempah-rempah tersebut. Dengan melalui pengekstrakan zat aktif tersebut dapat dipisahkan, zat aktif aromatis tersebut dikenal dengan nama minyak atsiri atau oleoresin.

Teknologi Polimer

182

Minyak atsiri atau oleoresin sering dimanfaatkan oleh industri makanan, minuman, flavour, parfum, farmasi, pewarna. Contohnya pada industri makanan dan minuman sering dipakai sebagai penambah rasa dalam berbagai produknya seperti roti, kue, puding, sirup, saus, sosis, ikan dan hasil laut lainnya.

c. Aplikasi sebagai bahan tambahan pangan

Produksi jagung di wilayah Indonesia menurut data BPS, dari tahun 2010 sampai dengan 2014 mengalami kenaikan. Sehingga berimbas pula dengan kenaikan dari biomassa dari tanaman jagung yang tidak termanfaatkan, misalnya tongkol jagung. Di sisi lain Indonesia memiliki pertumbuhan industri pangan yang cukup pesat sehingga mendorong tumbuhnya permintaan bahan tambahan pangan.

Bahan tambahan pangan yang ada saat ini adalah CMC (Carboxymethylcellulose). CMC adalah bahan tambahan pangan yang berfungsi sebagai pengental, emulsifier, stabilizer. Dengan begitu banyak dan luas kegunaannya, maka CMC banyak dicari dan diminati oleh industri makanan.

Mengkaji dari hal tersebut di atas perlu adanya cara baru untuk menghasilkan CMC yang berasal dari sumber selulosa tanaman, dimana tanaman ini sangat mudah didapat dan jumlahnya banyak di Indonesia akan tetapi pemanfaatannya masih sangat kurang optimal contohnya ialah tongkol jagung.

Tongkol jagung dapat dibuat CMC dengan cara mengisolasi selulosa dari tongkol jagung tersebut dan selanjutnya dengan menggunakan beberapa variasi metode disintesis menjadi CMC.


183

Dalam melakukan Sintesis CMC melalui beberapa proses antara lain yaitu alkalisasi dan karboksimetilasi. Alkalisasi pada selulosa menggunakan NaOH, hal ini bertujuan agar gugus-gugus OH pada molekul selulosa diaktifkan dan ikatan hidrogennya dipecah serta membuat molekul selulosa mengembang sehingga jarak antar molekul selulosa melebar atau meluas. Dengan mengembangnya selulosa memudahkan terjadinya difusi reagen karboksimetilasi yakni natrium monokloroasetat. Dari reaksi antara alkalisasi dan karboksimetilasi inilah yang akan menentukan karater CMC yang dihasilkan.

d. Aplikasi sebagai gelling agent

Salah satu penelitian pemanfaatan polimer biodegradabel di bidang industri pangan adalah gelatin. Gelatin mempunyai dua sifat yaitu gelling agent (bahan pembuat gel) dan non gelling agent. Gelatin merupakan protein konversi bersifat larut air yang diperoleh dari hidrolisis kolagen yang bersifat tidak larut air. Tulang sapi, kulit sapi, dan kulit babi adalah bahan yang biasa digunakan untuk memperoleh gelatin (Sobral, 2001). Gelatin adalah protein dengan berbagai sifat fungsional dan aplikasi, termasuk kemampuannya membentuk film. Sapi dan babi merupakan sumber bahan baku gelatin, namun ditemukan sumber lain yang lebih relevan untuk mendapatkan gelatin, yaitu gelatin dari tulang dan kulit ikan (Gomez, 2002).

Gelatin pada produk makanan dan minuman dimanfaatkan untuk bahan pembentuk gel, pengikat, penstabil, pengental, pengemulsi dan lain sebagainya. Selain itu, gelatin digunakan sebagai bahan baku

Teknologi Polimer

184

pembuatan kapsul. Permintaan akan gelatin telah meningkat selama bertahun-tahun. Laporan terkini mengindikasikan produksi gelatin dunia mendekati angka 326.000 ton per tahun, dimana gelatin dari kulit babi sebesar 46%, dari kulit sapi sebesar 29,4%, dari tulang sapi sebesar 23,1%, dan dari sumber lain sebesar 1,5% (Karim, 2009).

2. Teknologi nonbiodegradable dalam industry pangan Penggunaan polimer sebagai bahan pengganti kayu,

logam dan kaca semakin diminati oleh masyarakat. Penggunaan bahan ini meluas ke berbagai bidang seperti dalam bidang industri baik makanan atau minuman, tekstil, transportasi, automotif dan konstruksi (Odian, 1991). Dalam industri pangan, polimer biasanya digunakan sebagai plastik kemasan untuk melindungi makanan dari interaksi yang terjadi secara langsung dengan lingkungan. Akan tetapi, pembuangan plastik kemasan menjadi masalah yang komplek terkait pengolahan dan degradasi yang ditimbulkan.

Bahan dasar plastik adalah phtalat ester yang bersifat stabil, sukar diuraikan oleh mikroorganisme. Pada makanan yang dikemas dalam plastik harus diperhatikan secara cermat dan tepat karena bahan plastik zat monomer mudah bermigrasi ke makanan, khususnya bila kemasan yang digunakan tidak sesuai dengan karakteristik makanan tersebut. Migrasi ini dipengaruhi oleh suhu makanan dan penyimpanan (Koswara S, 2006). Sehingga dalam penggunaan plastiknya perlu memperhatikan kode-kode segitiga dibawahnya. Karena kode tersebut memiliki maksud dan arti tersendiri. Dibawah


185

akan penulis jelaskan mengenai kode-kode plastik yang sangat penting untuk diterapkan. a. Segitiga dengan nomor 1 ditengahnya

Polyethylene Terephthalate. Bahan ini adalah transparan, jernih dan kuat. Bersifat terapung di air, gampang dibentuk, apabila dibakar akan terjadi tetesan api dan berasap hitam yang berbau seperti lilin yang dibakar. Biasanya digunakan sebagai botol

minuman seperti soft drink, air mineral, minuman-minuman olahraga dan sebagainya. Tetapi tak boleh digunakan untuk air hangat atau bahkan air panas. Jenis botol ini hanya direkomendasikan untuk digunakan satu kali saja. Karena jenis ini tidak tahan panas sehingga zat-zat berbahayanya mudah mengelupas. Buang botol yang berkode ini jika sudah lama dan timbul baret-baret disekitarnya.

b. Segitiga dengan nomor 2 ditengahnya

High Density Polyethylene. Merupakan bahan yang memiliki ketahanan kimiawi bagus yang tidak diberi pigmen tembus cahaya dan kaku, bahan ini dipakai untuk tipe botol yang cocok digunakan mengemas produk berumur pendek, misalnya susu. Namun walaupun memiliki

ketahanan kimiawi yang bagus, jenis ini juga direkomendasikan untuk digunakan sekali saja. Dengan alasan yang sama seperti jenis pertama.

http://4.bp.blogspot.com/-6txoM69Ym3E/T5zfrvMiJ1I/AAAAAAAAAP0/4ZU1iqV44-w/s1600/(1).jpg

http://1.bp.blogspot.com/-HD-N1nnoGfU/T5zfvsCoaPI/AAAAAAAAAP8/8fFVIvq6Ri8/s1600/(2).jpg

Teknologi Polimer

186

c. Segitiga dengan nomor 3 ditengahnya

Polyvinyl Chloride. merupakan bahan yang mudah tenggelam di air, namun relatif sulit dibakar, namun saat terbakar bau yang ditimbulkan sangat menyengat dan menusuk hidung (berbau keasam-asaman), bahan ini bersifat lunak dan mudah

dibentuk. Sering digunakan pada bahan bangunan seperti pipa pralon dan kontruksi bangunan yang lain.

Selain pada pipa paralon dan bahan kontruksi bangunan lainnya, bahan ini juga dapat dijumpai pada cling wrap (plastik pembungkus) dan botol lainnya. Apabila salah satu kandungannya bocor dan tercampur ke makanan berminyak saat dipanaskan maka dapat menyebabkan bahaya ginjal, hati dan gangguan berat badan.

Daur ulang polyvinyl chloride paling sulit dilakukan karena berkarakter fisik stabil, tahan terhadap bahan kimia, pengaruh cuaca, aliran, dan sifat elektrik.

d. Segitiga dengan nomor 4 ditengahnya

Low Density Polyethylene adalah bahan yang memiliki kode 4 yaitu bahan yang bisa didaur ulang serta cocok untuk membuat produk-produk lain yang membutuhkan fleksibilitas tetapi juga memiliki kekuatan.

Jenis produk ini tidak bisa dihancurkan tetapi bisa digunakan berkali-kali terutama untuk tempat makanan. Penggunaannya dalam kehidupan sehari-hari biasanya

http://1.bp.blogspot.com/-R4ROYtKOP9w/T5zfyTGWVXI/AAAAAAAAAQE/f-46xfwu2KU/s1600/(3).jpg

http://4.bp.blogspot.com/-l49OhIlkBBA/T5zfzwxrqLI/AAAAAAAAAQM/QO9mBYJ7BCw/s1600/(4).jpg


187

digunakan sebagai botol-botol dan tempat makanan yang lembek misalnya madu atau selai.

e. Segitiga dengan nomor 5 ditengahnya

Polypropylene. Bahan ini mempunyai beberapa kelebihan diantaranya adalah memiliki ketahanan terhadap bahan kimia yang cukup baik dan lebih kuat serta mempunyai titik lelehnya tinggi. Bahan ini

sangat sesuai dengan barang-barang yang berkaitan dengan minuman dan makanan, misalnya tempat menyimpan makanan, tempat obat, botol minuman bahkan baik dan aman untuk botol minuman pada bayi. Bahan jenis ini umumnya akan didaur ulang dan dipakai untuk membuat sapu, sikat, casing handphone, baterai dan lain lain. Dalam kehidupan sehari-hari botol dengan bahan ini aman digunakan berulang kali. Disarankan untuk mencari kode ini ketika mencari produk berbahan dasar plastik terutama bagi produk untuk bayi.

f. Segitiga dengan nomor 6 ditengahnya

Polystyrene. Bahan ini biasanya dipakai sebagai tempat makanan styrofoam, tempat CD, karton tempat telur, tempat minuman satu kali pakai dan sebagainya. Sifatnya tenggelam dalam air, mudah terbakar, ketika dibakar

menimbulkan asap yang tebal dan nyala apinya berwarna oranye kekuningan. Bahan jenis ini sangat tidak dianjurkan untuk digunakan sebagai tempat makanan yang langsung berinteraksi dengan makanan, karena jenis bahan ini saat

http://3.bp.blogspot.com/-JqOXri4rvV8/T5zf2COyClI/AAAAAAAAAQU/1EAEZrA_T1Q/s1600/(5).jpg

http://4.bp.blogspot.com/-r5-pOJOtW4A/T5zf4B6FHGI/AAAAAAAAAQc/beYpZz9ZRiM/s1600/(6).jpg

Teknologi Polimer

188

bersentuhan dengan makanan dapat mengeluarkan zat styrine yang akan masuk ke makanan tersebut. Dimana zat styrine dapat membahayakan bagi sistem saraf dan otak manusia. Jadi sebaiknya bahan tipe ini untuk dihindari.

g. Segitiga dengan nomor 7 ditengahnya

Other. Plastik dengan memakai kode ini berasal dari resin yang bukan termasuk dari keenam golongan tersebut di atas. Bahan ini berasal dari beberapa jenis resin dan dipakai untuk kombinasi multi-layer. Kode ini

bisa ditemukan di botol minuman olahraga, makanan ringan. Kode ini biasanya merupakan polycarbonate, dimana polycarbonate dapat menghasilkan zat Bisphenol-A yang apabila bersentuhan dengan makanan dan minuman, zat tersebut dapat masuk ke dalam makanan dan minuman. Bahan Bisphenol-A adalah bahan yang dapat menyebabkan kerusakan pada sistem hormon. Sebaiknya untuk dihindari.

Saat ini masih banyak sekali produk plastik yang tidak menyantumkan kode-kode diatas, biasanya pada produk “bermerek” saja yang mencantumkan kode tersebut. Kalaupun merasa ragu ketika akan membeli produk tanpa label kode-kode kesehatan di atas, lebih baik tidak membeli daripada membahayakan kesehatan.

B. Teknologi Biodegradable dan Nonbiodegradable Polymer dalam Industri Kemasan

Kemasan adalah hal yang sangat penting untuk menjaga mutu suatu produk dari kerusakan. Syarat-syarat kemasan yang baik menurut Syarief (1988) ada lima, antara lain memiliki kemampuan melindungi, memiliki fungsi, bahan dan biayanya

http://3.bp.blogspot.com/-k6n9822sgkE/T5zf7roOmWI/AAAAAAAAAQk/Bb6FrbOoaXs/s1600/(7).jpg


189

murah, penampilan serta limbah kemasannya dapat diolah. Saat ini terdapat beberapa bahan yang digunakan sebagai kemasan, antara lain kertas, plastik, gelas/kaca, aluminium, fibreboard (kardus) dan tinplate (kaleng).

Dari beberapa jenis bahan kemasan tersebut, plastik merupakan jenis yang paling banyak digunakan. Hal ini dikarenakan keunggulan yang dimiliki plastik dibandingkan bahan lain. Beberapa keunggulan plastik diantaranya adalah mempunyai sifat mekanik yang baik (kuat), merupakan barrier yang baik terhadap air maupun udara, harganya murah, ringan dibandingkan bahan lain, berbentuk lembaran sehingga dapat dibuat kantong, dan kemudahan dalam proses serta aplikasinya. Di sisi lain plastik juga memiliki kelemahan yaitu menimbulkan penumpukan sampah yang banyak. Hal ini dikarenakan material plastik tidak dapat diaur ulang secara alami dengan cepat. Waktu yang diperlukan agar plastik dapat terdekomposisi atau terurai sempurna adalah 300-500 tahun. Di sisi lain mengatasi limbah plastik dengan cara dibakar juga dapat menimbulkan masalah, sebab pembakaran kurang dari 800o Celsius, plastik tidak terbakar sempurna, hal ini menyebabkan terbentuknya dioksin. Dioksin adalah senyawa yang sangat berbahaya (Vedder, T. 2008).

Plastik yang banyak digunakan merupakan plastik yang berbahan dasar dari minyak bumi. Padahal keberadaan dari minyak bumi tersebut sekarang kian menipis. Disisi lain, penggunaan minyak bumi juga menyebabkan dampak lingkungan berupa pemanasan global. Plastik yang berbahan dasar minyak bumi tak bisa diuraikan oleh mikroba di dalam tanah secara alami, akibatnya akan menimbulkan pencemaran lingkungan. Oleh karena itu dibutuhkan suatu kemasan yang biodegradable, yaitu mampu didaur ulang secara alami oleh mikroba dalam tanah. Menurut Krochta, J.M., (1997), boidegradable artinya harus sepenuhnya terdegradasi oleh mikroba yang ada dalam tanah dan

Teknologi Polimer

190

hanya menghasilkan senyawa berupa karbondioksida, air, gas methan serta cell biomass.

Plastik adalah salah satu polimer yang terbentuk dari proses polimerisasi. Definisi plastik menurut Shreve dan Brink (1975) merupakan molekul organik yang membentuk materi karena adanya polimerisasi dengan bobot molekul tinggi, dapat dibentuk sesuai dengan yang diinginkan, dan pada akhir produk berbentuk padat. Plastik merupakan salah satu bentuk polimer yang dapat dengan mudah diubah dari bentuk satu ke bentuk lain. Nama plastik didasarkan pada sifat bahan yang dalam salah satu tahap pengolahannya bahan tersebut ada dalam keadaan plastik atau kenyal (Oktaviana, 2002).

1. Teknologi Biodegradable Polymer Industri Kemasan

Menurut Griffin (1994), yang dimaksud dengan plastik biodegradable ialah sebuah material dimana pada keadaan dan periode tertentu struktur kimianya akan berubah karena pengaruh mikroorganisme (jamur, bakteri, algae) sehingga akan menyebabkan terjadinya perubahan pada sifat-sifat yang dimilikinya.

Berdasarkan bahan baku dalam pembuatan film kemasan biodegradable dikelompokkan menjadi tiga, yaitu :

Ø Polyester (polimer mikrobiologi) : biopolimer polyester didapat secara bioteknologis melalui proses fermentasi dengan mikroba genus Alcaligenes. Biopolimer ini mudah terurai sempurna oleh jamur, bakteri dan alga. Tapi sayangnya harga kemasan biodegradable ini relatif mahal, hal ini dikarenakan proses produksi bahan dasarnya yang rumit. Yang termasuk dalam biopolimer ini antara lain: polyglycolic acid (asam poliglikolat), polylactic acid (asam polilaktat), polihidroksi butirat (PHB), dan polihidroksi valerat (PHV).


191

Ø Polimer pertanian : biopolimer ini diperoleh dari hasil pertanian, yang termasuk polimer ini antara lain : cellulose, chitin (pada kulit Crustaceae), celluloseacetat, cellophan, pullulan (hasil fermentasi pati oleh Pullularia pullulans). Pengembangan biopolimer yang memiliki potensi industri antara lain : pati jagung, pati gandum, kentang, zein, soy protein, konsentrat whey, dan casein.

Ø Polimer campuran biopolimer dan sintetis : polimer ini merupakan polimer yang bahan pembuatannya terdiri dari granula pati, polimer sintetis, autooksi dan prooksidan (sebagai bahan tambahan), yang dicampur menjadi satu. Campuran biopolimer ini biodegradabilitasnya rendah dan biofragmentasinya sangat terbatas.

Bioplastik merupakan plastik yang terbuat dari bahan alami dan disebut juga sebagai plastik biodegradabel karena sifatnya yang dapat didegradasi dan mudah hancur terurai karena aktivitas metabolisme mikroorganisme dalam tanah yang menghasilkan air dan gas karbondioksida. Plastik biodegradable atau bioplastik adalah plastik yang dapat didaur ulang dan ramah lingkungan. Bioplastik dibagi menjadi dua kelompok berdasarkan bahan baku yang dipakai antara lain berbahan baku petrokimia dan berbahan baku hasil tanaman misalnya selulosa dan pati. golongan pertama memakai bahan baku sumber daya alam yang tak dapat diperbaharui, adapun yang kedua memakai bahan baku sumber daya alam yang dapat diperbaharui (Pranamuda, 2001).

Beberapa contoh bioplastik yang telah diproduksi secara besar-besaran antara lain poli (α-hidroksi butirat) (PHB), poli ( -kaprolakton) (PCL), poli (butilena suksinat) (PBS), poliasam laktat (PLA). PCL ialah jenis polimer yang berasal dari sintesis kimia yang memakai minyak bumi sebagai bahan bakunya. Keunggulan PCL bersifat mudah

Teknologi Polimer

192

dihancurkan/terurai, dan mudah dihidrolisis oleh enzim. Kekurangan dari PCL ialah titik lelehnya yang rendah yaitu 60oC, hal ini mengakibatkan bidang aplikasinya menjadi terbatas.

Menurut Narayan (2006), polimer-polimer yang mudah terdegradasi harus mempunyai beberapa syarat, antara lain di dalamnya harus terkandung satu jenis ikatan amida, ester atau asetal, mempunyai berat molekul dan kristalinitas yang rendah serta mempunyai hidrofilitas yang tinggi.

Faktor-faktor yang dapat menyebabkan plastik biodegradabel terurai, yaitu : 1) Cahaya (fotodegradasi) 2) Hirolisis (degradasi kimiawi) 3) Bakteri/Jamur 4) Enzim (degradasi enzimatik) 5) Angin, Abrasi (degradasi mekanik).

a. Dasar Pembentukan Film

Dasar pembentukan film bisa dijelaskan dengan peristiwa tahapan peralihan gelas. Tahapan antara cair dan padat dimana suatu bahan bisa dicetak menjadi bentuk tertentu pada temperatur dan kondisi tertentu pula. Tahap peralihan gelas umumnya terbentuk dari material berupa polimer. Adapun temperatur pada tahapan peralihan gelas terjadi dinamakan glassy point. Dalam temperatur ini material dapat di bentuk sesuai keinginan, contohnya pembuatan film kemasan.

Menurut Argos et al., (1982) terbentuknya film secara kimia disebabkan adanya interaksi glutamin yang menumpuk di bantang molekul zein. Sedangkan film dihasilkan dari adanya ikatan hidrofobik, hidrogen dan sedikit ikatan disulfid diantara cabang-cabang molekul zein. (Gennadios, et. al., 1994).


193

b. Cara Pembuatan Film

Pembuatan kemasan bioplastik sudah begitu pesatnya. Berbagai metode sudah dipakai secara luas diantaranya antara lain :

Ø Isobe (1999) mengembangkan metode pembuatan film dengan bahan baku (zein) yang dicampur aceton dan diberi air 30% (v/v). Selanjutnya diberi gliserin atau lipida, larutan dipanaskan selama 10 menit pada suhu 50oC, kemudian larutan dituangkan ke plat polyethylene yang licin sebanyak 10 ml untuk dilakukan pencetakan pada cetakan (casting). Selanjutnya dibiarkan selama 5 jam pada suhu 30o - 45oC pada RH ruangan terkendali. Setelah 5 jam, film yang telah terbentuk dilepas dari permukaan cetakan dan dikeringkan selanjutnya disimpan selama 24 jam dalam suhu ruang.

Ø Frinault, et al., (1997). Metode pembuatan filmnya menggunakan bahan baku casein, dengan tahapan proses sebagai berikut : bahan baku dicampur aceton/etanol dan air, ditambahkan plasticiser, dan dilakukan pencetakan dengan ekstruder, kemudian film dikeringkan.

Ø Metode pembuatan film juga dikembangkan Yamada, et. al., (1995), metodenya menggunakan zein sebagai bahan dasar yang dicampur dalam etanol 80 %, ditambah pemlastis, kemudian dipanaskan selama 15 menit pada suhu 60 - 70oC. Selanjutnya campuran tersebut dicetak dalam auto-casting machine, dan dibiarkan selama 3 – 6 jam pada suhu 35oC dengan RH ruangan 50 %. Tahap berikutnya, film dikeringkan selama 12 – 18 jam pada suhu 30oC dengan RH 50 %, dan dilanjutkan dengan conditioning dalam ruang pada suhu dan RH ambient selama 24 jam.

Teknologi Polimer

194

c. Karakteristik Kemasan Plastik Umumnya film memiliki karakteristik yang bisa diuji

antara lain permeabilitas, mekanik dan nilai biodegradabilitasnya. Masing-masing karakteristik tersebut memiliki pengertian sebagai berikut : 1) Permeabilitas

Komponen kimia alamiah berperan penting dalam permeabilitas. Permeabilitas suatu film kemasan dapat didefinisikan sebagai kemampuan melewatkan partikel gas dan uap air pada suatu unit luasan bahan pada suatu kondisi tertentu. Nilai permeabilitas sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor sifat kimia polimer, struktur dasar polimer, sifat komponen permeant. Umumnya nilai permeabilitas film kemasan berguna untuk memperkirakan daya simpan produk yang dikemas.

2) Karakteristik mekanik Karakteristik mekanik suatu film kemasan merupakan kemampuan film kemasan yang diukur melalui parameter-parameter sebagai berikut : tensile strength (kuat tarik), puncture strength (kuat tusuk), elongation to break (persen pemanjangan) dan elastic/young modulus (elastisitas). Parameter tersebut dapat menjelaskan struktur kimia dari suatu polimer dan bisa memperlihatkan/menunjukkan indikasi integrasi film dalam keadaan stress (mendapat tekanan) selama proses pembuatan film. Kuat Tarik (Tensile strength). Kuat tarik ialah kemampuan film untuk menahan gaya tarik maksimum selama berlangsungnya pengukuran. material pemlastis yang ditambahkan pada saat pembentukan film mempengaruhi besarnya kuat tarik.


195

Kuat tusuk (puncture strength). Kuat tusuk adalah ketahanan film dalam menerima tusukan maksimum. Jenis film yang memiliki struktur yang kaku akan menunjukkan ketahanan terhadap tusukan atau nilai kuat tusuk yang tinggi. Persen pemanjangan (elongation to break). Persen pemanjangan adalah kemampuan film untuk melakukan perubahan panjang maksimum sebelum terputus. Elastisitas (elastic/young modulus). Elastisitas adalah ukuran dari kekuatan film yang dihasilkan. Dimana peningkatan jumlah material pemlastis yang ditambah akan mengakibatkan semakin menurunnya kemampuan elastisitas. Hal ini menunjukkan bahwa parameter elastisitas berlawanan atau berbanding terbalik dengan parameter-parameter lain dengan meningkatnya bahan pemlastik yang ditambahkan pada proses pembuatan film.

3) Biodegradabilitas Kemasan plastik dengan bahan baku bioplimer

memiliki sifat alamiahnya yang mudah terdegradasi atau mudah hancur. Biasanya sampah kemasan plastik apabila dibuang ke tanah, mengalami proses penghancuran alami baik melalui proses biodegradasi (bakteri, jamur, alga, enzim), fotodegradasi (cahaya matahari, katalisa), degradasi mekanik (angin, abrasi), maupun degradasi kimiawi (air, oksigen). Degradasi tersebut bisa berlangsung secara kombinasi maupun tunggal.

Terminologi biodegradable plastic, merupakan salah

satu pengertian turunan dari bioplastik, dimana bioplastik didefinisikan sebagai:

Teknologi Polimer

196

1) Penggunaan sumber daya alam terbarukan dalam produksinya (biobased) : mengurangi ketergantungan terhadap bahan bakar fosil, meningkatkan konsumsi sumberdaya alam terbaharukan, mempromosikan sumberdaya alam lokal.

2) Sifat biodegradabilitas atau kompostabilitas (biodegradable plastic): Dapat dibuang dan hancur terurai, segmentasi produk untuk kemasan pangan, mampu mengalihkan pengolahan sampah dari landfill dan incinerator (Narayan, 2006). Golongan biopolimer yang merupakan bahan baku pada pembentukan biodegradable plastic, ialah: (a) Campuran biopolimer dengan polimer sintetis. (b) Poliester, diperoleh dengan cara fermentasi menggunakan mikroba dari genus Alcaligenes dan bisa terdegradasi secara sempurna oleh jamur, alga dan bakteri. (c). Polimer pertanian. Yang termasuk polimer pertanian antara lain : kitin, pullulan, cellophane dan seluloasetat (Latief, 2001).

Jenis biodegradable plastic lain yang banyak diteliti dan dikembangkan adalah plastik campuran dari bahan non-biodegradable dengan bahan biodegradable, misalnya polipropilen dicampurkan dengan kitosan. Pencampuran tersebut merupakan salah satu alternatif yang mungkin untuk diterapkan walaupun tidak terdegradasi sempurna. Biodegradable plastic merupakan salah satu solusi alternatif yang sangat prospektif untuk dikembangkan pada masa yang akan datang dengan pemanfaatan optimal sumber daya alam lokal. Saat ini di negara luar, penggunaan tray dan container untuk buah, sayuran, telur dan daging, botol-botol untuk softdrinks dan produk-produk dari susu, blister foil untuk buah-buahan dan produk-produk catering termasuk yang menggunakan perishable plastic, disposable crockery dan cutlery, pot, cawan, pack foils untuk hamburger dan sedotan


197

untuk minum mulai diproduksi secara luas menggunakan bioplastik. Beberapa aplikasi bioplastik untuk outside packaging seperti casing handphone (oleh NEC Jepang), serat karpet (oleh Dupont Sorona) dan interior mobil oleh Mazda. Tahun 2005, Fujitsu Jepang telah membuat case komputer dari bioplastik. Tahun 2007, Brazil memproklamirkan pembuatan HDPE menggunakan turunan dari etilen yang diambil dari gula tebu (Sunarti et. al., 2008).

2. Teknologi Nonbiodegradable Polymer Industri Kemasan

Teknologi polimer dalam pembuatan plastik nonbiodegradable menggunakan bahan dasar preform. Proses pembuatan botol plastic dengan bahan dasar preform menggunakan suatu proses yang di kenal dengan nama Blow Molding. Setelah ditinjau lebih lanjut penggunaan produk plastik saat ini di anggap efisien sebab proses produksinya yang tidak terlalu sulit serta hasilnya dapat di variasikan sesuai dengan bentuk yang ingin di buat, maka dari itu proses pembuatan produk plastik dapat dikatakan sebagai produk yang ekonomis dan berdaya guna besar bagi kehidupan manusia saat ini yang lebih mengutamakan ke ekonomisan dalam produk yang digunakan.

Blow molding atau blow forming adalah suatu proses pembuatan plastik (termoplastik) yang bentuknya memiliki rongga–rongga pada bagian tengah dari produk. Plastik cair pada proses ini berbentuk pipa kemudian dimasukan kedalam cetakan lalu ditiup hingga menempel pada dinding cetakan. Pada hasil cetakannya, proses ini cenderung memiliki ketebalan dinding yang tidak merata dan umumnya produk berupa silinder. Proses ini terdiri dari pembentukan sebuah tabung (disebut parison) dan memasukkan udara atau gas lain yang menyebabkan tabung tersebut mengembang

Teknologi Polimer

198

menjadi berongga, tertiup bebas sesuai cetakan untuk membentuk menjadi produk dengan ukuran dan bentuk tertentu.

Parison secara tradisional dibuat oleh proses ekstrusi. Sebelum kita masuk ke dalam proses pembentukan botol plastik disini akan dijelaskan terlebih dahulu mengenai mesin/perangkat pendukung serta bahan yang di gunakan dalam proses blow molding ini. Adapun perangkat pendukung dan bahannya adalah sebagai berikut

(a) Kompresor Kompresor berperan sangat penting dalam pembentukan ini sebab kompresor berfungsi untuk meniup bahan preform hingga membentuk botol. kompresor yang digunakan untuk pembuatan botol plastik ini mempunyai tekanan 40 bar,dimana tekanan yang 40 bar ini kemudian di bagi lagi sehingga hanya sekitar 30 bar yang digunakan untuk proses pembentukan botol plastik atau yang kita kenal dengan istilah (pre blow dan main blow).

(b) Chiler Chiler merupakan sebuah mesin pendingin yang berfungsi sebagai pendingin heater dan mold sebab karena pada proses pembentukan ini digunakan suhu yang cukup tinggi maka perlu proses pendinginan agar mesin/perangkat dalam kondisi baik dan akan menghasilkan produk secara maksimal.

(c) Pressure Pressure merupakan penggerak mesin mesin dimana dalam hal ini perangkat ini menggunakan 10 bar dari tekanan kompresor untuk menjalankan mesin agar bekerja optimal, adapun mesin yang di gerakan oleh pressure ini misalnya mesin mesin peneumatik yang berfungsi untuk


199

menjalankan preform atau memindahkan preform dari satu posisi ke posisi lain untuk mendapatkan pengerjaan selanjutnya.

(d) Cooling Tower Merupakan sebuah perangkat mesin yang berfungsi untuk mendinginkan kompresor.

(e) Komputer pengontrol mesin Alat ini sangat berperan penting terhadap hasil yang akan dicapai jadi sebelum melakuakan proses produksi alat in akan di setting sedemikian rupa dan telah melakukan proses pengujian yang akurat sehingga hasi yang dicapai dapat maksimal, dimana data yang telah di dapat kemudian disimpan dan menjadi patokan untuk melakukan proses produksi selanjutnya.

(f) Mold Mold merupakan pencetak yang digunakan sebagai wadah preform yang mana pada saat angina bertekanan tinggi dihembuskan ke dalam preform maka preform akan berubah bentuk seperti mold.

(g) Oven Oven merupakan alat yang berfungsi untuk memanaskan atau melunakan tekstur dari preform itu sendiri agar dapat di kerjakan untuk proses selanjutnya.

(h) Jump roll Merupakan suatu alat yang berfungsi untuk memindahkan preform dari oven menuju rell berjalan, dimana bentuk atau konstruksi jump roll sendiri hampir sama dengan tangga berjalan.

(i) Rell Merupakan suatu alat penghubung berjalan antara jump roll dengan gate dimana setelah preform selesai dipanasi di dalam oven kemudian dipindahkan dengan menggunakan jump roll dan selanjutnya preform berada

Teknologi Polimer

200

pada rell dan bergerak menuju gate untuk kemudian ditahan sementara untuk di cek apakah suhu pada preform sudah cukup untuk di buat menjadi botol atau tidak.

(j) Preform Preform mempunyai bentuk yang hampir sama dengan tabung reaksi kimia dimana memiliki ukuran yang beragam sesuai dengan volume botol yang akan di produksi, dalam hal ini kami tidak mengulas lebih jauh mengenai preform namun lebih terperinci pada proses pembentukan preform menjadi botol plastic dalam proses blow molding, karena umumnya untuk membuat botol plastic tersebut perusahaan tidak memproduksi preform namun mengordernya kepada produsen preform jadi dapat di katakan untuk proses pembuatan botol plastik ini menggunakan bahan setengah jadi.

Proses kerja pembuatan botol plastik dengan bahan preform dengan cara blow molding berawal dari penuangan preform kedalam oven, yang sebelumnya perform-preform ini di masukan kedalam plastik besar agar dalam penuangan dapat dilakukan secara cepat. Setelah preform masuk kedalam oven maka preform kemudian dipanaskan yang bertujuan untuk melembekan tekstur/bentuk dari preform itu sendiri agar dapat mudah dibentuk.

Proses berikutnya perform-preform yang telah dipanaskan dalam oven dipindahkan menuju rel menggunakan jump roller. Setelah perform-preform tersebut tersusun di rel kemudian perform-preform itu menuju gate, dimana gate itu berfungsi sebagai alat deteksi (detektator) apakah suhu pada perform-preform tersebut layak atau tidak untuk di buat menjadi botol, apabila suhu pada preform sudah sesuai untuk di buat menjadi botol maka gate akan terbuka namun jika suhu belum mencapai suhu yang telah ditentukan


201

maka preform secara otomatis dibuang dan tidak dapat digunakan lagi, maka dari itu sebelum melakukan proses ini telah dilakukan proses percobaan untuk mendapatkan hasil yang optimal karena jika tidak perusahaan akan rugi besar kalau banyak bahan/preform yang dibuang karena suhunya tidak sesuai dengan ketentuan suhu untuk proses ini.

Adapun yang perlu diketahui dalam proses blow molding ini semua gerakan mesin dikontrol menggunakan computer sebelum melakukan proses masal. Hasil pengujian yang telah dilakukan disimpan di dalam computer sebagai patokan untuk proses-proses selanjutnya, walaupun demikian masih tetap ada juga yang namanya kegagalan produksi pada hal system computer sudah benar, masalahnya biasanya akibat tegangan/arus listrik yang kurang stabil atau mesinnya terdapat kerusakan. Proses berlanjut ke heater dan selanjutnya menuju korpfinger dimana korp fingger ini berfungsi untuk mengatur atau menyusun perform-preform agar masuk kedalam mold (cetakan). Sebelum menuju korp finger preform-preform tersebut menuju player dilanjutkan menuju mold, sebagai pemberitahuan bahwa jarak preform ke korp finger sama dengan jarak preform ke player.

Jumlah mold yang digunakan dalam proses ini berjumlah empat buah jumlah mold yang digunakan dapat di atur sesuai dengan kebutuhan produksi. Mold ditutup dan kemudian menuju noching dan nochingpun naik dimana sudah terdapat beberapa nozzle yang siap menghembuskan angin bertekanan tinggi yang tekanannya kurang lebih 30 bar.

Setelah nozzle masuk ke dalam mold dan menghembuskan angin tersebut maka botol pun jadi dan mold pun terbuka dan botol pun jatuh. Setelah itu proses dilanjutkan dengan pengumpulan botol-botol untuk dikerjakan proses lainnya, misalnya dilakukan test kelayakan atau quality

Teknologi Polimer

202

control untuk mengetahui apakah sudah sesuai dengan yang dikehendaki atau tidak. http://www.alibaba.com/product-gs/257208680/bottle_preform.html?s=p.)

C. Teknologi Biodegradable dan Nonbiodegradable Polymer dalam Industri Aroma dan Parfum

Sejak dahulu minyak atsiri sudah dikenal sebagai suatu zat yang mampu memberikan perasaan senang dan memperkaya kehidupan manusia. Rasa dan aromanya dimanfaatkan untuk beragam aplikasi, antara lain untuk parfum, kosmetik, perlengkapan mandi (seperti sabun, shampoo, bilasan, dan lain-lain), pasta gigi, bahan makanan dan minuman serta berbagai fasilitas lain.

Minyak atsiri adalah minyak yang mudah menguap pada temperatur kamar tanpa mengalami dekomposisi ((Doyle dan Mungall, 1980), tetapi minyak atsiri dapat rusak karena penyimpanan jika minyak atsiri dibiarkan lama. Oksigen dari udara akan diabsorpsi oleh minyak atsiri, ini menyebabkan terjadinya perubahan aroma, warna dan kekentalannya, sehingga sifat kimia minyak atsiri juga berubah (Ketaren, 1985).

Minyak atsiri larut dalam pelarut organik dan bau harum sesuai dengan tanaman penghasilnya, namun minyak atsiri tidak dapat larut dalam air. Minyak atsiri terbagi dalam dua golongan. Pertama, golongan minyak atsiri yang komponen senyawa penyusunnya sulit untuk dipisahkan, misalnya minyak akar wangi dan minyak nilam. Minyak atsiri golongan ini umumnya langsung dipakai tanpa diisolasi komponen penyusunnya untuk pewangi bermacam-macam produk. Kedua, golongan minyak atsiri yang komponen senyawa penyusunnya bisa dengan mudah dipisahkan jadi senyawa murni, misalnya minyak daun cengkeh, minyak permen, minyak sereh dan minyak terpentin. Senyawa murni hasil

http://www.alibaba.com/product-gs/257208680/bottle_preform.html?s=p

http://www.alibaba.com/product-gs/257208680/bottle_preform.html?s=p


203

pemisahan ini umumnya dipakai untuk bahan baku guna diproses menjadi produk yang lebih bermanfaat.

1. Teknologi biodegradable polymer dalam industri aroma dan parfum a. Minyak daun cengkeh

Minyak daun cengkeh diperoleh dari hasil distilasi uap daun pohon cengkeh (Eugenia Caryophyllata Thunberg) yang telah gugur. Dalam berbagai aspek kehidupan minyak daun cengkeh banyak dipakai untuk bahan penyedap makanan, kosmetik, parfum, obat-obatan, dan pestisida nabati. Eugenol dan kariofilena merupakan senyawa utama penyusun utama minyak daun cengkeh.

Gambar 42. Rumus kimia minyak daun cengkeh Sumber : Sastrohamidjojo, 1981

Eugenol dengan kadar sekitar 80% merupakan

bahan dasar yang dapat digunakan untuk mensitesis vanilin sebagai flavour makanan, isoeugenol dan benzil isoeugenol sebagai bahan parfum (Sastrohamidjojo, 1981); metil eugenol dan 1,2-dimetoksi-4-propilbenzena sebagai feromon lalat buah jantan Dacus dorsalis Hendel (Anwar,

Teknologi Polimer

204

1994 dan Demilo, et al., 1994); -metildopa, sebagai obat parkinson (Anwar, 1994). Kariofilena merupakan komponen kedua terbanyak dalam minyak daun cengkeh dengan kadar sekitar 10%, mempunyai banyak kegunaan baik secara langsung maupun senyawa turunannya. Kariofilena asetat digunakan sebagai bahan kosmetik dan parfum (Opdyke, 1974); kariofilena alkohol digunakan sebagai bahan untuk membuat parfum berbau kayu (Mussinan et al., 1980); kariofilena alkohol digunakan untuk menarik atau memikat Collops vittatus jantan, kumbang ladang kapas di Arizona (Flint et al., 1981); tetrahidrokariofilenon merupakan penyusun bahan kosmetik (Brunke dan Rojahn, 1989); kerangka kariofilena diduga dapat digunakan sebagai bahan awal untuk membuat beberapa seskueterpena trisiklik yang merupakan bahan anti biotik Punctatin A, D, E, dan F (Abraham et. al., 1990); kariofilena minyak cengkeh merupakan anti karsinogenik yang penting (Zheng et al., 1992); campuran kariofilena dengan indol efektif untuk membunuh Steptococcus mutans, bakteri penyebab karies gigi (Muroi dan Kubo, 1993); kariofilena sangat baik untuk membunuh Propionibacterium acnes, bakteri gram-positive yang sangat efektif (Muroi et al., 1993 dan Kubo et al. 1994); campuran epoksida kariofilena dengan epoksida humelena merupakan insektisida biologi (Tahid dan Connolly, 1994); serta metoksi klovanol (turunan kariofilena) merupakan penghambat tumbuhnya tanaman patogen Botrytis cinerea (Collado, et al., 1997).

b. Minyak sereh Minyak sereh adalah salah satu jenis minyak atsiri yang dihasilkan melalui proses distilasi uap daun sereh. Pada


205

bidang perdagangan dijumpai dua jenis minyak sereh, yaitu jenis Ceylon dan jenis Jawa. Minyak sereh jenis Ceylon dihasilkan dari proses distilasi daun Cymbopogon nardus Rendle atau Lenabatu, sedangkan minyak sereh jenis Jawa dihasilkan dari Cymbopogon winterianus Jowitt atau Mahapengiri. Minyak daun sereh dimanfaatkan untuk mengusir/menolak serangga, misalnya semut dan nyamuk. Menurut Wijesekara (1973), senyawa utama penyusun minyak sereh adalah geraniol, sitronelal dan sitronelol. Gabungan ketiga senyawa utama minyak sereh dikenal sebagai total senyawa yang dapat diasetilasi. Ketiga senyawa inilah sebagai penentu nilai dan harga minyak sereh karena adanya intensitas bau harumnya,. Menurut standar pasar internasional, kandungan sitronelal dan jumlah total alkohol masing-masing harus lebih tinggi dari 35%.

Gambar 43. Rumus kimia minyak sereh Sumber : Sastrohamidjojo, 1981

Sitronelol dan geraniol (biasa disebut rodinol), serta ester geraniol dan ester sitronelol banyak dipakai untuk bahan kosmetik, pengharum ruangan, tisu dan sabun.

Teknologi Polimer

206

Untuk itu perlu upaya untuk meningkatkan nilai ekonomi minyak serah salah satunya dengan cara meningkatkan kadar rodinol yang terkandung dalam minyak sereh yang selanjutnya diubah menjadi senyawa ester dengan berbagai asam karboksilat. Siddiqui, et al. (1975) mengemukakan minyak sereh tipe Jawa mengandung rodinol antara 25-30%, sedangkan menurut Hieronymus (1991) kandungannya dapat mencapai 45%. Devakumar, et al. (1977) mengemukakan kegunaan berbagai ester sitronelol dan geraniol turunan dari minyak daun sereh, seperti disajikan pada tabel 11.

Tabel 11. Kegunaan berbagai senyawa sitronelil ester dan geranil ester

Sumber : Sastrohamidjojo, 1981


207

c. Minyak permen Berbeda dengan minyak atsiri yang dibahas di atas, yang merupakan bahan ekspor Indonesia, minyak permen bukan merupakan bahan ekspor tetapi merupakan bahan impor yang masuk ke Indonesia. Padahal tumbuhan Mentha arvensis dapat tumbuh subur di Indonesia. Kebutuhan akan minyak permen Indonesia dari tahun ke tahun semakin meningkat, baik berupa mentol maupun senyawa turunannya. Dalam kehidupan sehari-hari banyaknya ragam bahan yang menggunakan mentol, baik sebagai bahan utama maupun sebagai bahan aditif, seperti pada obat-obatan, makanan, kosmetik, pasta gigi, sampo, dll. Minyak permen diperoleh dari hasil distilasi uap tumbuhan Mentha arvensis. Sastrohamidjojo (1981) mengemukakan (-) mentol merupakan senyawa penyusun utama minyak permen dengan kadar antara 53-78 %. Selain mentol minyak permen juga mengandung beberapa senyawa yang mempunyai struktur mirip dengan (-) mentol seperti (-) menton, (+) isomenton, piperiton, dan (-) mentil asetat.

Gambar 44. Rumus kimia minyak permen Sumber : Sastrohamidjojo, 1981

Teknologi Polimer

208

d. Isolasi minyak atsiri Isolasi minyak atsiri dari tanaman umumnya dihasilkan melalui proses distilasi uap. Pemisahan komponen minyak atsiri dapat dilakukan secara fisika dan secara kimia. (1) Pemisahan secara fisika

Secara fisika pemisahan komponen senyawa penyusun minyak atsiri umumnya melalui proses distilasi bertingkat (FD) dan distilasi molekular (MD). Proses FD dilakukan pada senyawa dengan berat molekul rendah, sedangkan MD untuk senyawa dengan berat molekul besar. Untuk Pemisahan komponen minyak sereh akan baik dilakukan dengan distilasi bertingkat, tetapi pemisahan komponen minyak nilam akan lebih baik dilakukan dengan distilasi molekuler. Distilasi yang dilakukan umumnya dalam kondisi vakum. Ini dilakukan untuk mencegah terjadinya polimerisasi, isomerisasi atau proses penguraian karena panas.

(2) Pemisahan secara kimia Secara kimia pemisahan dilaksanakan berdasarkan reaksi kimianya. misalnya Isolasi eugenol yang terdapat dalam minyak daun cengkeh dengan larutan natrium hidroksida, dan isolasi sitronelal dalam minyak sereh dengan menggunakan larutan jenuh natrium bisulfit.

2. Teknologi nonbiodegradable polymer dalam industri

aroma dan parfum a. Alkohol

1) Etanol Etanol digunakan sebagai pelarut, campuran minuman (intoxicant) dan sintesis bahan kimia lain Etanol juga bisa diminum dalam jumlah sedikit dengan cara dicampur dengan air dan bisa membantu proses metabolisme.


209

2) Pentanol Pentanol digunakan sebagai pelarut dan pada esterfication misalnya dalam produksi asetat.

3) Heksanol Heksanol diyakini menjadi komponen yang memberikan bau rumput yang baru dipotong. Hal ini digunakan dalam industri parfum.

4) Heptanol Heptanol umumnya digunakan dalam percobaan elektrofisiologi jantung untuk memblokir persimpangan kesenjangan dan meningkatkan ketahanan aksial antara miosit. Meningkatkan ketahanan aksial akan menurunkan kecepatan konduksi dan meningkatkan kerentanan jantung untuk eksitasi reentrant dan aritmia berkelanjutan. Heptanol memiliki bau yang menyenangkan dan digunakan dalam kosmetik untuk aroma nya.

5) Nonanol Penggunaan utama dari nonanol adalah dalam pembuatan minyak lemon buatan. Ester Berbagai nonanol, seperti asetat nonil, yang digunakan dalam parfum dan rasa.

b. Eter 1) Etilena oksida

Etilen oksida adalah salah satu bahan baku yang paling penting yang digunakan dalam produksi kimia besar-besaran. Etilen oksida Kebanyakan digunakan untuk sintesis etilen glikol, dietilen glikol dan termasuk glikol trietilen, yang menyumbang hingga 75% dari konsumsi global. Produk penting lainnya termasuk eter etilena glikol, ethanolamines dan etoksilat. Di antara glikol, etilen glikol digunakan sebagai antibeku, dalam

Teknologi Polimer

210

produksi poliester dan polyethylene terephthalate (PET - bahan baku botol plastik), pendingin cair dan pelarut. Polyethyleneglycols digunakan dalam parfum, kosmetik, farmasi, pelumas, pengencer cat dan plasticizer. Etilen glikol eter adalah bagian dari cairan rem, deterjen, pelarut, dan cat lak. Produk lainnya dari etilen oksida. Ethanolamines digunakan dalam pembuatan sabun dan deterjen dan untuk pemurnian gas alam. Etoksilat adalah produk reaksi etilen oksida dengan tinggi, asam alkohol atau amina. Mereka digunakan dalam pembuatan deterjen, surfaktan, emulsifier dan dispersan

2) Anisol Anisol dapat digunakan sebagai bahan untuk parfum, sebagai pelarut, sebagai pendingin antara dan sebagai bahan awal dalam sintesis senyawa organik lainnya. Jadi, misalnya, anisol berada dalam posisi orto-akan deprotonated dengan n-butyllithium.

c. Aldehid

1) Heksanal Heksanal senyawa organik milik kelompok

turunan dari hidrokarbon, yang dikenal sebagai aldehida. Hal ini ditandai dengan campuran aroma tertentu aldehid, potongan rumput dan buah.

Senyawa ini digunakan dalam berbagai industri: makanan (bumbu), kimia (resin sintetis dan aditif insektisida), kosmetik (parfum).

2) Heptanal Heptanaldehyde adalah aldehida alkil dengan bau buah yang kuat yang digunakan sebagai bahan dalam kosmetik, parfum, dan rasa. Hal ini dapat diperoleh dari


211

minyak jarak dengan distilasi pengurangan tekanan industri, digunakan dalam pembuatan heptanoate 1-Heptanol dan etil

3) Dekanal Decanal merupakan senyawa organik dengan rumus kimia C9H19CHO. Ini adalah aldehida sepuluh-karbon sederhana. Decanal terjadi secara alami dan digunakan dalam wewangian dan bumbu. Decanal terjadi di alam dan merupakan komponen penting dalam jeruk bersama dengan octanal, citral, dan sinensal. Decanal juga merupakan komponen penting dari bau soba.

4) Nonanal nonanaldehyde juga disebut atau pelargonaldehyde, merupakan aldehida alkil. Memiliki buah yang kuat atau bau bunga dan digunakan dalam rasa dan parfum. Hal ini juga diproduksi oleh tubuh manusia.

d. Keton siklik Keton siklik digunakan sebagai bahan untuk membuat parfum.

D. Teknologi Biodegradable dan Nonbiodegradable Polimer dalam Industri Tekstil

1. Teknologi biodegradable polymer dalam industry tekstil

Tekstil yang mudah mengalami biodegradable berasal dari serat alam, dimana serat alam diperoleh langsung dari alam. Dengan teknologi yang sederhana, serat ini dapat dibuat dipintal menjadi benang dan dirajut menjadi kain. biasanya kain dari serat alam memiliki karakteristik serupa yaitu padat, mudah kusut, kuat, dan tahan penyetrikaan (Jumaeri, 1977).

Teknologi Polimer

212

Serat alam dapat dikelompokkan menjadi :

a) Serat tumbuh-tumbuhan (Selulosa)

Selulosa merupakan serat yang berasal dari tumbuhan, bisa berasal dari batang, biji, buah, dan daun. Selulosa dari biji antara lain kapas dan kapok. Untuk serat yang berasal dari kapas (cotton) lebih banyak digunakan untuk membuat pakaian. Serat kapas mempunyai kekuatan yang cukup tinggi dan bisa lebih ditingkatkan melalui teknologi perendaman dengan larutan soda kostik. Cara ini dapat memperbaiki kualitas dari serat kapas yaitu menghasilkan serat yang lebih berkilau dan daya serapnya lebih tinggi. Kekuatan serap kapas ditentukan dari kandungan selulosa, panjang rantai molekul, dan orientasinya. Pada kondisi basah kekuatan serap kapas lebih tinggi yaitu 3,3 -6,4 g/d daripada pada kondisi kering yaitu 3 – 4 g/d dengan berat molekul kapas 1,50 – 1,56.

Umumnya serat kapas tahan terhadap penyimpanan. Kapas juga bersifat higroskopis namun tidak tahan terhadap asam. Kapas yang terdiri dari selulosa apabila terkena asam dapat membentuk hidroselulosa dan merusak kapas. Apa lagi bila terkena asam kuat, kapas bisa terlarut. Sedangkan alkali hanya berpengaruh sedikit terhadap kapas, kecuali apabila larutan alkalinya pekat seperti proses merserisasi yaitu larutan alkali pekat menyebabkan terjadinya penggelembungan serat pada dinding sekunder, sehingga penampang melintang serat membulat dan menyebabkan serat menjadi berkilau/mengkilap dan kekuatannya bertambah tinggi. Dalam kondisi lembab dan hangat kapas mudah diserang


213

jamur dan bakteri, kapas mempunyai sifat- sifat istimewa antara lain untuk pakaian nyaman saat dipakai, mudah dibersihkan dan dicuci, serta mudah menyerap panas tubuh. Inilah yang menyebabkan bila dibandingkan dengan serat-serat yang lain kapas lebih unggul.

Serat kapas saat ini telah menghasilkan berbagai macam dan bentuk kain, salah satunya kain katun. Kain katun memiliki kelebihan dibanding dari bahan sintetis, katun lembut di tubuh, karena memiliki sirkulasi udara yang baik, menyerap panas tubuh sehingga terasa tetap sejuk, dan kering, karena mampu menyerap keringat. Namun kain katun memiliki kelemahan yaitu mudah kusut. Kelemahan kain katun saat ini dengan perkembangan teknologi tekstil mampu diatasi dengan cara mencampur katun dengan bahan lain, yang disebut dengan nama cotton blend, katun dicampur dengan poliester, linen. Biasanya katun dicampur dengan 65 % serat sintesis, dan 35 % kapas. Kekurangan kain campuran ini yaitu serat kapas cepat menjadi rusak, sementara serat sintetisnya tidak. Ketahanan yang berbeda ini karena terbentuknya gumpalan benang bulat-bulat kecil yang muncul dipermukaan kain.

b) Serat Protein

Serat protein berbentuk staple atau filamen yang juga disebut dengan wol. Serat ini berasal dari rambut hewan domba, alpaca, unta, cashmer, mohair, kelinci, dan vicuna. Namun dari beberapa hewan tersebut yang paling sering digunakan adalah bulu domba.

Wol memiliki sifat hidroskopis, namun serat ini juga melepaskan uap air secara perlahan-lahan, sewaktu wol melepaskan uap air akan menimbulkan panas pada bahan

Teknologi Polimer

214

tekstil. Sehingga apabila di buat baju, kain ini terasa hangat. Wol tahan kusut dan bersifat dapat menahan lipatan, misalnya karena penyetrikaan. Wol dan serat yang sejenis merupakan serat alam yang dapat menggumpal, apabila dikerjakan dalam larutan sabun bersuhu panas.

Gambar 45. Contoh Wol pendek dan panjang Sumber : http://id.wikipedia.org/wiki/Wol

c) Serat sutera

Kepompong larva ulat sutera, menghasilkan serat berbentuk filamen. Umumnya serat sutra di campur dengan serat sintetis untuk menghasilkan kain sutera yang halus dan memiliki ketahanan yang kuat.

Gambar 46. Serat sutra Sumber : http://id.wikipedia.org/wiki/Sutra

http://4.bp.blogspot.com/-wzSyyGmaYxM/UZedaQAQEiI/AAAAAAAAAG8/OyFdrODM-ss/s1600/wol.jpg

http://id.wikipedia.org/wiki/Wol

http://2.bp.blogspot.com/-lrWXx5YHPXY/UZeej8vXqfI/AAAAAAAAAHI/7m1UOMwrWzE/s1600/sutera+murbei.jpeg

http://id.wikipedia.org/wiki/Sutra


215

2. Teknologi nonbiodegradable polymer dalam industri Tekstil

Serat sintetis atau serat buatan merupakan serat yang molekulnya disusun secara sengaja oleh manusia. Serat buatan biasanya mempunyai sifat yang kuat dan tahan gesekan (Jumaeri, 1979).

a. Rayon

Serat rayon pertama kali dibuat untuk membuat kain pakaian jenis krep atau menyerupai linen. Ada bermacam-macam serat rayon antara lain rayon viskos, rayon kupramonium, rayon modulus, rayon kekuatan tinggi, dan serat polinosic. Jenis serat rayon yang dapat digunakan sebagai kain untuk busana anak, yaitu serat rayon viskosa dan rayon kuproamonium.

(1) Rayon Viskosa Bahan pakaian atau umumnya disebut kain biasanya banyak yang menggunakan campuran antara poliester dan rayon viskosa. Penggunaan kain-kain ini tergantung dari kebutuhan, biasanya kain rayon viskosa yang halus dipakai untuk pakaian dalam. Jenis bahan ini memiliki karakteristik tahan terhadap penyetrikaan, namun jika pemanasannya lama warna kain akan berubah menjadi kuning. Begitu juga dengan penyinaran, apabila terkena sinar terus menerus, kekuatan kain ini akan berkurang. Bila dibandingkan dengan kapas, rayon viskosa lebih tahan terhadap pelarut-pelarut. Namun jika terkena asam rayon viskosa lebih cepat rusak terutama dalam kondisi panas. Demikian juga bila ada serangan jamur, rayon viskosa kekuatannya akan berkurang dan warnanya menjadi kusam.

Teknologi Polimer

216

(2) Rayon Kupramonium Rayon ini dihasilkan dari serat tanaman yang digenerasi, sehingga pada berbagai hal mempunyai sifat yang sama dengan rayon viskosa. Yang membedakan sifat-sifat antar keduanya adalah rayon kupramonium dapat menghasilkan kain yang halus, lebih mulur diwaktu basah dibanding waktu kering, bahan mudah terbakar, dan kekuatannya berkurang oleh sinar matahari.

b. Polimer Sintesis Serat sintetik dihasilkan dengan cara polimerisasi

senyawa-senyawa kimia. Polimer tersebut bisa berupa polimer yang berasal dari alam ataupun polimer buatan. Teknologi polimer sintetis dilakukan dengan cara menyemprotkan polimer cair pada lubang-lubang kecil yang disebut Spinneret. Proses ini hanya mungkin dilakukan pada cairan yang relatif kental. Pembentukan filamen dipengaruhi oleh viskosatas larutan, tegangan permukaan cairan dan waktu pengerjaan. Cara pembuatan polimer menjadi cairan, menentukan cara penyemprotan dan cara memadatkan cairan polimer menjadi filamen. Pengubahan polimer menjadi bentuk serat ditentukan oleh kelarutan polimer di dalam pelarut yang sesuai dan titik leleh jauh di bawah suhu dekomposisinya. Cairan polimer atau larutan polimer yang disemprotkan, dipadatkan oleh antar aksi dengan lingkungan sekelilingnya yang dalam antar aksi tersebut terjadi pemindahan panas dan massa atau kedua-duanya. Yang termasuk polimer sintesis antara lain poliamida yang dikenal dengan nilon dan poliester. (1) Poliamida (Nilon)

Serat poliamida diperdagangkan dengan nama nilon, pertama kali dibuat oleh Du Pont Company pada


217

tahun 1939 yang dipamerkannya di Pekan Raya New York berupa kaos kaki wanita. Pada tahun 1941-1946 produk nilon dibuat terutama untuk keperluan militer seperti kain parasut, tali dan lainnya. Sampai tahun 1964 dikenal 44 tipe nilon yang telah dibuat dengan 1.200 varitas yang tiap varitas dapat berbeda dalam ukuran denier, pilinan, jumlah filamen, bentuk serat, kecerahan, warna dan sebagainya. Di Amerika Serikat jenis nilon yang banyak dibuat adalah Nilon 66, sedangkan jenis lainya adalah Nilon 6, Nilon 6.10 dan sebagainya. Angka 6 menunjukan jumlah 6 atom karbon yang terdapat pada masing-masing molekul pembentuk molekul serat.

Serat nilon mempunyai molekul serupa dengan molekul protein, karenanya serat nilon memiliki sifat yang sama seperti serat protein yaitu dapat dicelup dengan zat warna asam, tapi memiliki juga kemampuan dicelup dengan zat warna lain misal dengan zat warna dispersi. Nilon mudah sekali menyerap zat waktu jika dicuci bersama dengan tekstil lain yang berwarna. Oleh karena itu sering serat nilon disebut serat penangkap zat warna. Serat Nilon bersifat tembus cahaya, sehingga sangat baik untuk kaos kaki wanita. Keelastikan dan kekuatan Nilon didasarkan pada kekuatan ikatan hidrogen yang bekerja antar molekul serat. Sifat kain nilon mudah berbulu (pilling), tetapi karena kekuatan nilon tinggi, maka bulu-bulu yang terbentuk tidak mudah lepas tetapi menggumpal lebih banyak.

Ketahanan gesek nilon sangat tinggi, sehingga gunting untuk memotong kain nilon perlu lebih sering diasah. Stabilitas dimensi serat nilon dapat dimantapkan pada suhu tinggi. Molekul nilon pada waktu dikerjakan

Teknologi Polimer

218

pada suhu panas akan bergerak dengan cepat sehingga menjadi bahan berenergi tinggi, mudah diberi bentuk seperti dilipat, dihaluskan, diregangkan, apabila dalam keadaan tersebut bahan didinginkan, maka kedudukan molekulnya akan tetap sampai suhu melebihi suhu pemantapan, tetapi tidak boleh melebihi suhu titik lunak yang merupakan titik suhu dimana ikatan hidrogen serat Nilon menjadi lemah dan serat dapat terputus.

Dalam perdagangan selain dikenal nilon 66 dengan nama dagang Nilon dan Nilon 6 dengan nama dagang Perlon L, Caprolan, Kapron dan Amilan. Juga dikenal jenis lain, yaitu Nilon 610 dan Nilon trilobal dengan nama dagang Antron, Nilon 7 dengan nama dagang Enant, Nilon 11 dengan nama dagang Rilsan, Nilon 6T dan Nomer.

Kegunaan nilon bermacam-macam tergantung dari jenisnya. Jenis nilon 66 banyak dipakai sebagai kain kursi, permadani, kain parasut, benang untuk ban, tali pancing, tali temali, kaos kaki, kain penyaring (gasa) dan kain untuk pakaian wanita. Sedangkan Nilon 610 dan Nilon 11 digunakan untuk sikat gigi. Nilon trilobal digunakan untuk bahan yang memerlukan sifat tahan api, misalnya untuk pakaian ruang angkasa dan pakaian pembalap mobil. Selain itu juga digunakan untuk pelapis mesin seterika dan penyaring gas suhu tinggi.

(2) Poliester

Sifat serat poliester pada umumnya tahan terhadap asam maupun basa yang lemah tetapi kurang tahan terhadap basa kuat dan dapat dikelantang dengan zat pengelantang kapas. Demikian pula tahan terhadap serangga, jamur dan bakteri, sedangkan terhadap sinar matahari ketahanannya cukup baik.


219

Gambar 47. Serat polyester (http://textile99.blogspot.com/2011/12/serat-poliester.html)

Poliester larut dalam meta kresol panas dan akan menggelembung dalam 2% larutan asam benzoat dan asam salisilat. Selain poliester yang biasa diperdagangkan dengan nama Terylene, Dacron, Tetoron, Trivera, dikenal poliester khusus, Kodel, Vycron, Grilene dan A-Tell.

Penggunaan serat poliester sangat luas karena sifat-sifat baiknya yaitu dimensinya yang stabil dan tahan kusut, antara lain digunakan untuk bahan pakaian dan dasi, pakaian ringan/tipis dan untuk menambah nyaman pemakaian poliester dicampur dengan kapas. Poliester 100 % digunakan untuk kain tirai, kaos kaki wanita, pipa pemadam kebakaran, kain layar, terpal, transport-ban, tali temali, jala, pakaian pelindung pada pabrik kimia dan untuk benang ban.

c. Poliakrilat

Serat akrilat dan modakrilat kedua-duanya mengandung senyawa akrilat hanya berbeda dengan jumlahnya. Serat modakrilat mengandung lebih sedikit senyawa akrilonitril dan bersifat lebih peka terhadap panas

http://2.bp.blogspot.com/-z3-xRKj-Elg/UZehIQdVZtI/AAAAAAAAAHs/zkZbah7nynI/s1600/polyester_fibre.jpg

http://textile99.blogspot.com/2011/12/serat-poliester.html

Teknologi Polimer

220

sehingga penggunannya untuk pakaian terbatas. Serat akrilat terbakar sempurna, sedangkan serat modakrilat tidak membantu pembakaran. Dibandingkan dengan serat-serat sentetik lainnya, serat akrilat dan modakrilat lebih mendekat sifat-sifat wol dan sutera dalam hal kehangatan dan sifat pegangannya.

Beberapa jenis serat poliakrilat yang dikenal dan penggunaannya yaitu : 1) Orlon 81, yaitu serat poliakrilat yang berbentuk filamen

banyak digunakan untuk tekstil keperluan rumah tangga dan industri misalnya untuk tenda, kap mobil, tirai jendela, permadani, kain saring untuk penyaring zat kima. Sedangkan Orlon 42 yang berbentuk stapel banyak dipakai untuk kain rajut untuk pakaian dalam dan luar, yang juga sering dicampur dengan wol.

2) Pan, adalah serat filamen poliakrilat yang dibuat oleh Bayer, sedangkan Dralon yang berbentuk stapel. Pan banyak digunakan untuk pakaian dalam, pakaian renang, pullover, pakaian olah raga dan tirai jendela. Sedangkan Dralon banyak digunakan untuk pakaian, kaos kaki, benang rajut dan pakaian olah raga.

3) Acrilan, dibuat oleh Chemstad Corp. USA, serat Acril 100% terutama digunakan untuk sweater, kain rajut untuk pakaian luar dan pakaian dalam. Sedangkan serat campurannya dengan kapas, rayon atau wol digunakan untuk pakaian kerja.

4) Courtele dibuat oleh Courtauld Ltd. Courtele banyak digunakan untuk kain rajut untuk pakaian.

5) Creslan dibuat oleh Amerika Cyanamid Co. Creslan terutama digunakan untuk kain rajut, selimut, kain-kain berbulu, pakaian pria dan wanita serta tekstil untuk keperluan industri.


221

6) Zefran dibuat oleh Dow Chemikal Co. Peggunaan zefran seperti courtele.

7) Darvan atau Travis dibuat oleh Goodrich Chemaical Co. Darvan banyak digunakan sebagai benang rajut, sweater; dan campurannya dengan serat-serat lain untuk bahan pakaian.

E. Teknologi Biodegradable dan Nonbiodegradable Polymer dalam Industri Kertas

Pulp dan kertas yang dihasilkan dari bahan dasar selulosa fiber, misalnya kayu pada umumnya, limbah kertas yang didaur ulang dan sisa-sisa hasil pertanian. Pada negara berkembang sekitar 60% dari selulosa fiber berasal dari bahan baku nonwood (bukan kayu) seperi ampas tebu, jerami, bambu, alang-alang dan rami. Langkah-langkahutama dalam manufaktur pulp dan kertas adalah : persiapan bahan baku dan penanganan, manufaktur pulp, pulp cuci dan screening, pemulihan kimia, bleaching, stock preparation, dan pembuatan kertas. Pabrik pulp dan pabrik kertas dapat berdiri secara terpisah atau sebagai satu kesatuan operasi terpadu. Pabrik terpadu salah satunya melakukan pembuatan bubur kertas (pulp) di tempat. Sedangkan pabrik yang tidak terintegrasi tidak memiliki kapasitas untuk pulping tetapi harus membawa pulp pabrik dari sumber luar (Bajpai, 2012)

Cellulosa merupakan komponen organik utama dalam tanaman kayu dengan jumlah yang melimpah dan terjangkau. Celullosa sangat diminati karena kemampuannya untuk dikonversi menjadi bermacam-macam produk dari pulp dan kertas industri. Proses manufaktur pulp dan kertas cukup rumit

Teknologi Polimer

222

dan tidak mudah untuk dikontrol. Namun saat ini penggunaan alat digital kontrol yang baik telah meningkatkan efisiensi industri dan juga menghemat nilai ekonomis proses operasi. Tanpa alat kontrol yang baik, mesin pada industri pulp dan kertas tidak dapat berfungsi. Pembuatan kertas menggunakan banyak bahan kimia seperti yang terlihat pada tabel 12. industri pulp and papper tidak hanyamenggunakan banyak chemical namun juga menggunakan energi yang cukup besar.

Tabel 12. Komposisi dalam satu metrik ton kertas Air 133000 Liter Power 4752 MJ Sulfur 15,5 Kg Talc 28 Kg MagnesiumHidroxide 20 Kg Syntethic

Fiber 10,5 Kg

Kapur 176,5 Kg Alum 14 Kg Na2SO4 33 Kg Clay 66 Kg Soda api 29 Kg Rosin 6 Kg Klorin 54 Kg Pewarna 8 Kg Kanji 53 Kg Kayu 4 m2 Bahan bakar 686 Liter Minyak

atau

1 ton Batu bara Sumber : (Shreve, 1984)

1. Bahan Baku

Kapas dan linen adalah salah satu sumber fiber untuk kertas yang sekarang telah digantikan dengan fiber dari kayu. Sekitar 20 % pulp yang digunakan di Amerika adalah recycle, dan Eropa serta Jepang melakukan recycle lebih banyak. Woods (soft and hardwood) digunakan untuk membuat pulp, tapi kulit kayu tidak, karena tidak memiliki serat dan sulit untuk di bleaching. Komponen utama dari kayu yang perlu dihilangkan untuk mengubah menjadi kertas dikenal sebagai senyawa lignin. Nama ini mengacu pada sekelompok bahan


223

kimia yang pada dasarnya tiga polimer dimensi trans-coniferol, trans-sinapol dan trans-p-coumarol (Gambar 48), bersama dengan hemiselulosa dan asam karboksilat aromatik. Lignin adalah senyawa yang memperkuat yang diendapkan pada dinding sel pohon untuk membuat kayu cukup kuat. Namun, lignin juga merupakan senyawa yang membuat pulp kayu bewarna coklat, sehingga senyawa tersebut akan dihilangkan dari pulp kecuali jika digunakan untuk membuat kertas buram dan kardus.

Gambar 48. Gugus kimia lignin

Bahan baku untuk membuat kertas ialah selulosa. Dimana selulosa ini merupakan hasil dari proses fotosistesis pada tumbuhan yang artinya pembuatan kertas ini memakai bahan dasar yang dapat diperbaharui (renewable rescurce). Selulosa merupakan polisakarida (C6H10O5)n yang berbentuk serat dan putih warnanya (n = 250-1500). Adapun rumus bangunnya sebagai berikut :

Teknologi Polimer

224

Gambar 49. Rumus Bangun Selulosa

Pada produksi pulp dipakai dua macam bahan baku, yaitu:

a. Bahan baku primer Adalah bahan baku yang didapat dari tanaman yang berkayu (wood) atau tak berkayu (non wood) untuk memperoleh serat. 1) Kayu (wood)

Tanaman kayu berdasarkan ukuran daun yang dimiliki dibedakan atas : hard wood (kayu berdaun lebar) dan soft wood (kayu berdaun jarum). hardwood pada musim kemarau biasanya daunnya digugurkan, misalnya pada pohon Antochehalus candabia, Albazia falcatera dan Euclyptus sp. Kayu berdaun jarum (soft wood) terdapat pada jenis pohon yang daunnya tetap berwana hijau sepanjang tahun dan pada musim kemarau daunnya tidak digugurkan misalnya pada pohon tusam (Pinlis sp) dan dammar (Aganthis sp). Dalam pemilihan jenis kayu untuk bahan dasar pulp perlu adanya analisa sifat pengolahan kayu. Analisa tersebut antara lain : bilangan permanganate, faktor retak, panjang putus, rendemen pulp dan konsumsi alkali.


225

2) Bukan Kayu (non wood) Sumber serat untuk bahan baku pulp dari beberapa jenis tumbuhan bukan kayu, berdasarkan sumbernya dapat dikelompokan menjadi empat serat, yaitu: Rerumpunan : Gelaga, Bambu, Jerami, Merang,

Baggase. Bulu biji : Kapuk, Kapas. Kulit batang : Rami, Jule, Haramay, Fax, Kenaf,

Hemo. Daun : Nenas, Palm, Sisal, Abaca, Manila.

b. Bahan Baku Sekunder Serat dari bahan baku primer saat ini sudah mulai

sulit diperoleh, sehingga perlu dilakukan penghematan atau efisiansi dalam penggunaannya serta mendorong penggunaan bahan baku sekunder. Pemanfaatan bahan baku sekunder sebagai bahan baku pulp, dewasa ini telah dilakukan dan dikembangkan seperti misalnya pemanfaatan waste paper (kertas bekas).

2. Proses pembuatan pulp Untuk membuat pulp proses yang dilakukan adalah :

a. Proses bahan baku (1) Penyediaan bahan baku berupa log yang disimpan

dengan tujuan agar terjadi pelapukan terlebih dahulu. (2) Kemudian log yang lapuk kulitnya di kupas

menggunakan drum barker (alat yang berbentuk drum). (3) log yang telah dikupas dilewatkan alat berbentuk silinder

(stone trap) agar batu-batu yang menempel pada log dapat di hilangkan.

(4) log di cuci sampai bersih.

Teknologi Polimer

226

(5) Selanjutnya mengiris Log sampai berbentuk chip (potongan kecil-kecil).

(6) Kemudian chip dibawa untuk dipisahkan yang bisa dipakai dengan yang tidak ke tempat penyaringan utama.

(7) Chip di saring dengan cara diputar dan digetarkan pada scerren untuk memisahkan chip yang melebihi ukuran, produk yang sesuai, dan debu sisa pemotongan.

(8) Chip yang melebihi ukuran dibawa ke pemotongan ulang untuk mengurangi ukuran menjadi ukuran chip yang sesuai.

(9) Setelah itu chip dikirim ke bejana pemasak (digester) dengan konveyor.

b. Pemasakan pada digester terjadi dengan beberapa tahap. (1) Melakukan kukus awal (presteamed) pada sekitar 100

Kpa untuk menguapkan turpentine dan gas yang tidak terkondensasi,

(2) Melewatkan ke suatu zona impregnasi pada sekitar 900 KPa.

(3) Memasak chip dengan cooking liquor (cairan pemasak). Pada fase ini dilakukan proses kimiawi dengan cara menambahkan zat kimia (NaOH, Na2S, Na2CO3) dan panas. Waktu pemasakan sekitar satu setengah jam pada suhu 170oC.

(4) Setelah proses memasak selesai, untuk menghentikan reaksi pemasakan diberikan suatu aliran pemadam yaitu suatu cairan pemasak dingin.

(5) Mengeluarkan campuran antara pulp, limbah kayu dan sisa kimia dari digester,

(6) Memasukan pulp ke dalam blown tank sampai tekanan berkurang, sehingga akan terbentuk flash steam yang akan digunakan untuk presteaming saat chip dimasukan ke digester.


227

(7) Pulp yang keluar dari blown tank kemudian dicuci pada countercurrent displacement washing untuk mengurangi kandungan kimia pada chif dan memisahkannya dengan sisa-sisa zat kimia dan limbah yang berupa cairan hitam.

(8) Cairan yang berwarna hitam (Black liquor) hasil dari pemanasan ini dipisahkan dari pulp (brownstock). Black liquor direcovery kandungan kimianya untuk digunakan kembali dan kandungan organiknya direcovery menjadi panas. Proses recovery black liquor biasanya lebih sulit dijalankan dibandingkan dengan proses pulping itu sendiri. Dari dasar tabung digester pulp (brownstock) diambil untuk dilakukan pencucian.

c. Melakukan pencucian agar larutan-larutan lain dapat dihilangkan dan sekaligus mendinginkan pulp di dalam digester.

d. Melakukan proses kraft pulping. Proses kraft pulping merupakan proses kimia dalam pembuatan pulp. Pada proses kraft pulping diperoleh hasil pulp yang lebih rendah dari kayu sebesar 45% sehingga pulp bisa dipakai menjadi bahan kertas. Pada tahap ini pulp (brownstock) siap diputihkan.

e. Memisahkan bubur kertas dengan cairan sisa hasil pemasakan dengan cara mencuci, hal ini juga untuk mengurangi dampak terhadap lingkungan.

f. Menyaring pulp yang bertujuan agar kualitas pulp terbebas dari bahan-bahan pengotor dengan cara melakukan penyaringan kasar dan penyaringan halus sehingga terpisahnya pulp dari pasir, sisa potongan, dan chip yang belum bereaksi dari pulp.

g. Melewatkan pulp melalui slot dalam piringan berputar untuk memotong serat dengan ukuran panjang yang seragam serta memperbaiki ikatan dan kekuatan produk akhir kertas.

Teknologi Polimer

228

Hal ini bertujuan untuk memisahkan gumpalan selulosa menjadi serat dan mempersiapkan pulp untuk proses pembuatan kertas.

h. Proses pengelantangan (bleacing), yaitu proses untuk mengurangi kandungan lignin, serta memutihkan pulp.

Pada proses kraft, pulp yang dihasilkan berwarna coklat, untuk penggunaan kertas kardus, sack, dan kantong kertas hal ini tidak menjadi masalah. Namun kebutuhan utama dari kertas adalah kertas putih dan berwarna sebagai kertas tulis atau percetakan. Sehingga pulp perlu digelantang.

Pengelantangan terdiri dari dua tahap proses yaitu oksigen delignifikasi dan pengelantangan akhir. Dalam delignification tower pada tahap oksigen delignifikasi sebelum pulp dicuci dalam washer bubur kertas dicampur dengan sodium hidroksida (NaOH) dan oksigen (O2). Tujuannya adalah untuk memutihkan pulp dan mengurangi pemakaian bahan-bahan kimia serta mengurangi kandungan lignin. Dalam proses bleaching (pemutihan) digunakan oksigen untuk menghilangkan sisa lignin dari brownstock yang merupakan tahap prebleaching. Dengan penggunaan oksigen maka jumlah kebutuhan klorin dapat dikurangi.

Kemudian pulp yang sudah jadi dikeluarkan dan dicuci dengan air dalam tanki pencuci sehingga liquornya dapat dipisahkan. Liquor yang dihasilkan dimasukkan dalam tanki penampung untuk di olah kembali. Selanjutnya dengan alat saringan rotary drum filter dilakukan penyaringan kembali pulp yang sudah dicuci. Tahap selanjutnya untuk mencapai derajat keputihan sesuai standar bubur kertas dikelantang (bleacing) final dengan bahan kimia.

Bahan kimia yang digunakan adalah klorin, klorin dioksida, sodium hipoklorit, oksigen, peroksida, dan ozon.


229

bahan kimia yang mengandung klorine digunakan dalam proses kelantang karena efisien dan tidak mengurangi kekuatan pulp.

Pada modern bleaching plant penggunaan klorin sangat dikurangi. Klorin dioksida, digunakan sebagai tambahan pada komponen non klorin, lebih aman dibandingkan dengan klorin dan biasanya digunakan pada stage awal dari multiple-stage proses kelantang. Pada tahapan ini, dilakukan pencampuran brownstock dalam reaktor dengan ClO2 yang akan bereaksi dengan lignin. Selanjutnya dilakukan kembali dewatering (pencucian) bubur kayu agar senyawa lignin yang berikatan dengan klor dapat dihilangkan. Kemudian aliran pulp dalam stage ekstraksi diberi O2, NaOH dan peroksida sehingga pulp dapat dinetralisasi dan proses pencucian sebelumnya dapat diperbaiki. Pada proses bleaching akhir dilakukan penambahan klorin dioksida kembali dimana ClO2

memberikan pemutihan terakhir pada pulp. i. Pulp diolah kembali di bagian stock preparation untuk

diramu dengan menambahkan zat retensi, filler (untuk mengisi pori - pori diantara serat kayu), pewarna untuk kertas (dye). Bahan yang keluar dari bagian ini di sebut stock campuran pulp, bahan kimia dan air.

j. Kemudian membawa pulp yang telah diputihkan untuk dibuat lembaran pulp pada screen di mesin pembuat kertas. Cara kerja mesin ini adalah pulp dimasukan diantara dua roll yang berputar. Roll bagian atas di beri tekanan sehingga air keluar dari web (air akan dibuang 30 %), dan dapat menghemat energi, karena kerja dryer tidak terlalu berat. Selanjutnya kertas yang keluar dari mesin digulung di pop reel sehingga berbentuk gulungan kertas yang besar atau disebut paper roll. Kemudian Paper roll dipotong - potong sesuai ukuran dan dikirim ke konsumen.

Teknologi Polimer

230

F. Teknologi Biodegradable dan Nonbiodegradable Polymer dalam Industri Perekat

ASTM (American Society for Testing and Materials) mendefinisikan bahwa perekat adalah suatu bahan yang mampu mengikat material secara bersama-sama melalui hubungan permukaan. Perekatan adalah suatu keadaan dimana dua permukaan di ikat bersama-sama melalui kekuatan interfasial, mungkin daya valensi, aksi bersikunci, atau keduanya. Daya valensi adalah daya tarik-menarik yang dihasilkan dari interaksi atom, ion-ion, dan molekul-molekul yang ada pada perekat dan sirekat. Aksi bersikunci disebut juga sebagai ikatan mekanik, yang berarti permukaan diikat bersama-sama dengan perekat. Perekat menjangkarkan diri pada sirekat selama proses pematangan (solidification) (Vick, 1999).

Menurut Blomquist, et al., (1983), berdasarkan unsur kimia utama, perekat dibagi menjadi dua kategori yaitu:

1. Perekat alamiah.

a. Berasal dari tumbuhan, seperti starches (pati), dextrins (turunan pati) dan vegetable gums (getah-getahan dan tumbuh-tumbuhan).

b. Berasal dari protein, seperti kulit, tulang, urat daging, blood (albumin dan darah keseluruhan), casein (susu) serta soybean meal (termasuk kacang tanah dan protein nabati seperti biji– bijian pohon dan biji durian.

c. Berasal dari material lain, seperti asphalt, shellac (lak), rubber (karet), sodiumsilicate, magnesium oxychloride dan bahan anorganik lainnya.


231

2. Perekat sintesisa.

a. Perekat thermoplastis yaitu resin yang akan kembali menjadi lunak ketika dipanaskan dan mengeras ketika kembali didinginkan. Contohnya seperti polyvinyl alcohol (PVA), Polyvinyl acetat (PVac), copolymers, celluloseesters dan ethers, polyamids, polystyrene, polyvinyl butyral serta polyvinilformal.

b. Perekat thermosetting yaitu resin yang pada pemanasan mengalami reaksikimia dengan pengaruh katalis, sinar ultraviolet dan sebagainya, sehingga mengalami perubahan bentuk yang permanen. Contohnya urea,melamine, phenol, resorcinol, epoxy, polyurethane dan unsaturated polyesters (poliester tidak jenuh).

1. Teknologi Biodegradable Polymer dalam Industri Perekat

Istilah lain dalam perekat yang memiliki kekhususan menurut Blomquist et al ,1983 antara lain paste, mucilage, cement dan glue a. Paste merupakan perekat berbentuk pasta yang terbuat

dari campuran starch (pati) yang dicampur dengan air dan dibuat melalui proses pemanasan.

b. Mucilage merupakan perekat kertas yang terbuat dari getah dan air.

c. Cement merupakan perekat yang bahan dasarnya karet dan mengeras melalui pelepasan pelarut.

d. Glue adalah perekat kayu yang sering dipakai dalam industri pengerjaan kayu, dibuat dari bahan protein hewani seperti otot, urat, tulang, kulit, dan kuku.

Teknologi Polimer

232

2. Teknologi nonbiodegradable polymer dalam industri perekat

Secara kimiawi, polimer sintetik dirancang dan dirumuskan dalam perekat untuk menunjukkan variasi yang besar dari fungsi ikatannya. Apakah itu berbahan dasar thermoplastk atau thermosetting yang berpengaruh besar pada kemampuan perekat dalam aplikasinya. Thermoplastik adalah polimer rantai panjang yang mencair pada saat dipanaskan, kemudian mengeras kembali saat pendinginan. Contohnya adalah PVAc (polyvinyl acetate), elastomer, dan lain-lain. Polimer thermosetting memiliki reaksi kimia yang bersifat irreversible, artinya pada saat pemanasan kembali, perekat tidak bisa mencair lagi. Polimer ini mempunyai kekuatan yang tinggi, ketahanan terhadap kelembaban, cukup kaku, dan memiliki kemampuan jangka pembebanan yang lama tanpa mengalami perubahan bentuk. Jenis perekat yang tergolong kategori polimer ini adalah fenol, resorsinol, melamin, isosianat, urea, dan epoksi (Vick, 1999).

Isosianat yang disebut juga diphenylmethane di-isocyanate (MDI) umumnya dipakai untuk perekat pada pencetakan produk papan komposit. MDI dipakai sebagai perekat menurut Vick, (1999) adalah karena kesesuaiannya untuk produk khusus dengan pertimbangan bahan-bahan yang direkatkan, sifat mekanis, ketahanannya, kadar air saat perekatan, dan biayanya.

Menurut Taki dkk (1994), salah satu perekat kayu yang tidak menghasilkan emisi formaldehida adalah perekat poliisosianat atau disebut juga Aqueous Polymer Isocyanate (API). Perekat ini terbentuk dari polimer larut air poli vinil alkohol (PVOH) dan emulsi lateks seperti SBR (Styrene Butadiene Rubber) dengan senyawa isosianat sebagai crosslinking agent. API biasanya dipakai pada proses kempa panas maupun kempa dingin.


233

Pembuatan hardboard menggunakan bahan perekat PI-120 berbasis isosianat. PI-120 adalah salah satu jenis perekat dari bahan dasar polimer isosianat dengan pelarut air yang ditujukan untuk perekatan kayu lamina dari bahan kayu daun lebar menggunakan kempa dingin. PI-120 bersama dengan bahan pengerasnya H-3 dapat digunakan sebagai perekat struktural dengan sifat ketahanan yang sangat baik terhadap air. Pot life-nya cukup panjang, sekitar 120 menit pada suhu 20oC. Sifat perekat ini sangat baik dan mudah dalam pemanfaatannya. Perekat ini berupa cairan berwarna putih kental dengan kandungan total padatan 40 - 44%, viskositas 40 - 80 poise (4 - 8 Pa.s) dan pH 6,0 - 8,0. Bahan pengerasnya berupa cairan berwarna coklat gelap dengan kandungan total padatan minimum 98% dan viskositas 1,5 - 2,0 poise (0,15 - 0,2 Pa.s). Perekat berbasis isosianat ini tidak mengandung senyawa formaldehida dan tidak menggunakan hardener yang mengandung senyawa formaldehida (Maloney, 1993).

G. Teknologi Biodegradable dan Nonbiodegradable Polymer dalam Industri Kesehatan

Teknologi polimer dalam industri sudah menjadi kebutuhan

yang sulit untuk dipisahkan. Hampir semua bentuk polimer, seperti plastik, karet, serat, elastomer, selulosa, protein adalah pengertian polimer yang sudah banyak dimanfaatkan oleh dunia industri, tidak terkecuali industri kesehatan,

1. Teknologi Biodegradable polymer dalam industry

kesehatan

Penelitian dan pengembangan hanya sebagian dari pekerjaan yang dilakukan dalam rangka untuk memperkenalkan

Teknologi Polimer

234

penggunaan bahan polimer biodegradable. Desain bahan-bahan tersebut biasanya dimulai dengan aplikasi konseptual. Ini mungkin diharapkan untuk menggantikan bahan yang ada, atau untuk melengkapi salah satunya. Biopolimer telah diperkenalkan dan dapat diaplikasi antara lain pada sektor kedokteran, kemasan, pertanian, dan industri otomotif. Banyak bahan yang telah dikembangkan dan dikomersialisasikan dan kemudian diterapkan pada lebih dari satu sektor/kategori ini (Kolybaba dkk, 2003).

Salah satu biodegradable polymer yang digunakan dalam industry kesehatan adalah kitosan. Kitosan adalah suatu biopolimer dari D-glukosamin yang dihasilkan dari proses deasetilasi kitin dengan menggunakan alkali kuat. Kitosan merupakan polimer kationik yang pH di atas 6,5 tidak larut dalam air dan larutan alkali. Namun asam organik bisa melarutkan kitosan dengan mudah seperti asam asetat, asam sitrat, dan asam formiat (Mekawati dkk, 2000).

Saat ini menurut Balley, et al., (1977) terdapat lebih dari 200 aplikasi dari kitin dan kitosan serta turunannya di industri makanan, pemrosesan makanan, bioteknologi, pertanian, farmasi, kesehatan dan lingkungan. Karena zat-zat organik mudah berinteraksi dengan kitosan, maka kitosan umumnya sering dipakai di bidang industri kesehatan berikut terapannya.

Kitosan mempunyai berat molekul 1,2 X 10-5 . Sifat biologi kitosan adalah biocompatible yaitu tidak beracun, tidak mempunyai efek samping, tidak dapat dicerna, mikroorganisme mudah menguraikannya, secara agresif dapat berikatan dengan sel mamalia dan mikroba, dapat membantu berperan dalam pembentukan tulang, antitumor, antikolestrol, dan bersifat sebagai depresan pada sistem saraf pusat (Mekawati dkk, 2000).


235

2. Teknologi nonbiodegradable polymer dalam industri kesehatan

Jenis nonbiodegradabale polymer yang sering digunakan dalam industri kesehatan salah satunya adalah polimetil pentena (PMP). Plastik PMP merupakan plastik ringan yang memiliki titik lebur 2400C. Sehingga apabila dalam aplikasi di industri kesehatan pemanasannya hanya sampai 2000C maka material yang dibuat dari Polimetil Pentena ini bentuknya tidak mengalami perubahan. Disamping itu daya tahan PMP dari benturan lebih baik dari material yang terbuat dari polistiren. PMP juga memiliki ketahanan dari pelarut organik dan zat-zat kimia yang korosif, Namun PMP tidak tahan apabila dilarutkan pada pelarut organik yang mengandung klor, contohnya karbon tetraklorida dan kloroform. Melihat dari sifat-sifatnya, maka polimetil pentena ini apabila dibuat alat-alat kedokteran dan laboratorium sangat cocok, karena tahan tekanan dan panas.

H. Teknologi Biodegradable dan Nonbiodegradable Polymer dalam Industri Cat

Cat merupakan zat pelapis yang diperuntukkan untuk melapisi permukaan dengan tujuan keindahan (estetika) dan menjaga keawetan bahan yang dilapisi. Pada kehidupan sehari-hari cat primer biasanya tersedia dalam bentuk kemasan yang mempunyai tekstur lebih encer daripada cat biasa dan dapat terlarut didalam air atau minyak. Umumnya cat kemasan terdiri dari : (1) bahan pengikat (resin) yang berguna untuk mengikat pigmen warna di dalam cat (contohnya: getah tumbuhan dan minyak biji rami, antara lain gom senegal, gom), (2) penstabil yang berguna sebagai penetral pengaruh sinar ultraviolet matahari, (3) bahan pengisi yang berguna untuk memperbaiki

Teknologi Polimer

236

sifat mekanis dan fisik cat agar tidak retak atau terjadi goresan saat pengeringan (misalnya: lampu pada rambu lalu lintas atau bubuk kaca agar memantulkan cahaya matahari), (4) pengering pelarut dan pigmen.

Pigmen mempunyai sifat ganda, yaitu memberi sifat mekanik pada lapisan atau selaput yang terbentuk dan dapat memberikan penampilan yang indah pada suatu obyek. Pigmen berfungsi untuk menghalangi terjadinya pengaruh sinar matahari langsung dan penyebaran uap air pada bahan yang dilapisi. Banyaknya sinar matahari yang diserap dan dipantulkan akan menentukan warna yang dihasilkan oleh pigmen. Pigmen harus berupa senyawa anorganik yang tidak larut dalam pelarut organik. Pigmen tidak boleh bersifat toksit. Golongan pigmen metalik banyak dipakai untuk membuat dekorasi contohnya pigmen aluminium, zink, dan stainless, sedangkan krom biasanya dalam bentuk polikrometik banyak digunakan untuk cat pelapis akhir pada kendaraan bermotor.

I. Teknologi Biodegradable dan Nonbiodegradable Polymer dalam Industri Kabel

Polymer Extrusion Specialyst for wire cable cara membuat kabel : Media yang berfungsi untuk menyalurkan energi listrik adalah kabel listrik. Komponen kabel listrik adalah isolator dan konduktor. Isolator adalah bahan yang sukar menghantarkan listrik. Di sini yang berfungsi sebagai isolator ialah pembungkus kabel dan umumnya dibuat dari plastik atau karet atau sejenis lainnya sedangkan konduktor terbuat dari logam yang dapat menghantarkan arus listrik. Benda ini sangat dibutuhkan oleh umat manusia untuk membantu mengantarkan arus listrik dari satu tempat ke tempat lain, dengan kabel, manusia bisa


237

mendapatkan cahaya penerangan, dan dengan kabel pula energy listrik bisa ditransmisikan kedalam energy gerak dan lain lain.

Dilihat dari segi fungsi, kabel dibedakan atas 3 jenis yaitu :

1. Kabel instrument, kabel ini termasuk low voltage, biasanya diameter konduktornya hanya (max 2.5 mm2), kabel ini biasanya di gunakan untuk industry elektronika dan automotive

2. Kabel optic, kabel jenis ini tidak menggunakan conductor tetapi menggunakan fiber optic, tujuan utamanya bukan mengantarkan arus listrik, tetapi mengantarkan signal dari satu tempat ke tempat yang lain, kabel ini digunakan untuk mengantarkan signal telepon. Sebelum Hand phone menjadi trend masa kini, kabel ini sangat laris dipasaran, tetapi setelah trend hand phone menanjak, produksi kabel ini menjadi menurun tajam Ada perbedaan jenis mesin dalam proses pembuatan kabel dalam hal ini insulationnya, proses kabel untuk low voltage, instrument kabel dan kabel optik menggunakan mesin extruder biasa sedangkan untuk medium voltage dan high voltage menggunakan mesin CCV konstruksi kabel pun banyak beragam, ada yang menggunakan armour, ada pula yang tidak tergantung dari lokasi yang akan di pasang kabel

3. Power cable, kabel ini di pakai pada umumnya memiliki fungsi utama adalah mentransmisikan arus listrik dari satu tempat ketempat lain.

Dilihat dari besarnya tegangan, kabel di bedakan atas 3 jenis tegangan : 1. Kabel tegangan rendah (low voltalge) Kabel tegangan rendah

biasanya di pakai untuk aliran listrik yang tegangannya dibawah 1 kV, thickness dari insulationnya biasanya tidak terlalu tebal, antara 1 sampai 2 mm, biasanya di gunakan

Teknologi Polimer

238

untuk bangunan rumah, apartement dan lain-lain. Insulatinnya terbuat dari bahan PVC maupun XLPE

2. Kabel tegangan menengah (medium voltage) Kabel tegangan menengah dipakai untuk alliran listrik dengan kapasitas sampai 20 kV.

3. Kabel tegangan tinggi (high voltage) Kabel jenis ini merupakan kabel dengan kapasitas diatas 20kV Pada umumnya bagian-bagian utama kabel terdiri dari : 1) Conductor 2) Insulation 3) Cabling 4) Taping, 5) Inner sheath, 6) Armour 7) Sheath

Conductor adalah bagian utama kabel yang berfungsi untuk mengantarkan arus listrik dari satu tempat ke tempat lain, sebenarnya penghantar listrik yang paling baik adalah logam emas, namun karena tingginya biaya maka dipilihlah tembaga sebagai conductor, sedangkan untuk signal, penghantar yang paling baik adalah optik. Untuk daerah yang mengandung garam biasanya Aluminium atau tembaga tadi dilapisi dengan timah untuk menghindari terjadinya korosif. Bahan baku conductor/aluminium tadi di dapat dari peleburan, pabrik kabel di supply dengan bentuk gulungan dengan diameter yang agak besar (dia 5 mm), kemudian dilakukan proses pengecilan dengan cara ditarik dengan menggunakan drawing machine Setelah diameter conductor dibuat sesuai dengan sepsification, proses selanjutnya adalah memilih conductor dengan menggunakan stranding machine, maksud memilih ini adalah menggabungkan conductor yang satu dengan yang lain agar menjadi satu kesatuan. Dari segi bentuk conductor dapat di bedakan beberapa jenis yaitu Re, Rm, Cm dan flexible

Insulation Insulation adalah pelindung pertama dari conductor, prosesnya menggunakan mesinextruder (extrusi untuk low voltage) material yang digunakan sangat beragam, bisa dari PVC,XLPE, LSOH, XL-LSOH, XL-HDPE dan lain-lain. Setiap


239

material mempunyai karakteristik danperlakuan proses yang beragam, seperti temperature, pemakaian dies nipple dan lain-lain

J. Rangkuman

Teknologi biodegradable polimer dalam industry pangan antara lain 1) aplikasi edible film pada bahan pangan, misalnya : pada sosis, pelapisan buah-buahan dan sayuran segar. 2) aplikasi zat aktif aromatis pada makanan, 3) Aplikasi sebagai bahan tambahan pangan, misalnya CMC (Carboxymethylcellulose). 4) Aplikasi sebagai gelling agent, misalnya gelatin yaitu bahan yang dapat dipakai uuntuk membuat gel atau bersifat sebagai gelling agent, yaitu bahan yang dimanfaatkan untuk bahan penstabil, pembentuk gel, pengikat, pengental, pengemulsi dan lain sebagainya.

Teknologi nonbiodegradable polimer dalam industry pangan antara lain plastik kemasan untuk melindungi makanan dari interaksi yang terjadi secara langsung dengan lingkungan. Akan tetapi, pembuangan plastik kemasan menjadi masalah yang komplek terkait pengolahan dan degradasi yang ditimbulkan.

Biodegradable polimer dalam industri kemasan secara umum didefinisikan sebagai film kemasan yang bisa diolah kembali (daur ulang) dan bisa diuraikan secara alami. Polimer yang telah diproduksi dalam skala industri antara lain adalah jenis polimer plastik biodegradabel. Contoh plastik biodegradabel yaitu poli ( -kaprolakton) (PCL), poli (α-hidroksi butirat) (PHB), poli (butilena suksinat) (PBS), poliasam laktat (PLA).

Teknologi polimer dalam pembuatan plastik nonbiodegradable menggunakan bahan dasar perform. Proses pembuatan botol plastic dengan bahan dasar preform

Teknologi Polimer

240

menggunakan suatu proses yang di kenal dengan nama Blow Molding.

Teknologi biodegradable polimer dalam industri aroma dan parfum antara lain minyak atsiri yang dipakai pada berbagai aplikasi aroma antara lain : untuk parfum, perlengkapan mandi (sabun, shampoo, deterjen dan bilasan), pasta gigi, kosmetik, bahan makanan, minuman dan tembakau.

Teknologi nonbiodegradable polimer dalam industry aroma dan parfum antara lain Alkohol (etanol, pentanol, heksanol, heptanol, nonanol), Eter (etilena oksida, anisol), Keton siklik

Teknologi biodegradable polimer dalam industri tekstil umumnya berbahan dasar serat alami (kapas, wol, sutera, katun, dan rami), untuk serat alami berbahan kapas, wol sutera dan katun biasanya di manfaatkan untuk berbagai jenis kain, handuk dan sprei. Sedangkan serat rami yang menghasilkan linen yang kuat dan indah biasanya banyak dipakai untuk saputangan, taplak dan serbet.

Teknologi nonbiodegradable polimer dalam industri tekstil memakai bahan dasar serat sintetik misalnya rayon, poliester, nilon, dakron, akrilik dan polyolefin.

Teknologi polimer dalam industri kertas dihasilkan dari selulosa fiber sebagai bahan dasarnya, seperti kayu, kertas daur ulang, dan limbah pertanian. Langkah-langkah utama dalam manufaktur pulp dan kertas adalah : persiapan bahan baku dan penanganan, manufaktur pulp, pulp cuci dan screening, pemulihan kimia, bleaching, stock preparation, dan pembuatan kertas.

Teknologi polimer dalam industry perekat berdasarkan unsur kimia utama, dapat dibagi menjadi dua kategori yaitu: (1) Perekat alamiah : (a) Berasal dari tumbuhan (b) Berasal dari protein, (c) Berasal dari material lain, seperti asphalt, shellac (lak), rubber (karet), sodiumsilicate, magnesium oxychloride dan bahan


241

anorganik lainnya. (2) Perekat sintesisa: (a) Perekat thermoplastic, (b) Perekat thermosetting.

Salah satu biodegradable polymer yang digunakan dalam industry kesehatan adalah kitosan. Kitosan adalah suatu biopolimer dari D-glukosamin yang dihasilkan dari proses deasetilasi kitin dengan menggunakan alkali kuat.

K. Soal-soal latihan 1. Apa yang dimaksud dengan teknologi biodegradable

polimer dalam industri pangan ? jelaskan? 2. Sebutkan dan jelaskan teknologi nonbiodegradable polimer

dalam industri pangan ? 3. Sebutkan dan jelaskan teknologi biodegradable polimer

dalam industri kemasan ? 4. Jelaskan teknologi nonbiodegradable polimer dalam

industri kemasan ? 5. Sebutkan dan jelaskan teknologi biodegradable polimer

dalam industri aroma dan parfum ? 6. Sebutkan dan jelaskan teknologi nonbiodegradable polimer

dalam industri aroma dan parfum ? 7. Sebutkan dan jelaskan teknologi biodegradable polimer

dalam industri tekstil ? 8. Sebutkan dan jelaskan teknologi nonbiodegradable polimer

dalam industri tekstil ? 9. Sebutkan dan jelaskan teknologi biodegradable polimer

dalam industri kertas ? 10. Sebutkan dan jelaskan teknologi nonbiodegradable polimer

dalam industri ? 11. Sebutkan dan jelaskan teknologi polimer dalam industri

perekat ? 12. Sebutkan dan jelaskan teknologi polimer dalam industri

kesehatan ?

Teknologi Polimer

242

PENGUJIAN

POLIMER Kemajuan penting dalam kimia polimer, seperti polimer

ramah lingkungan (dapat dibiodegradasi) telah berhasil disintesis dengan menggunakan komonomer berupa lignoselulosa.

Berbagai bahan dari tumbuhan seperti minyak sawit kasar, minyak kedelai, minyak jarak, lignin kraft, kopi, dan sakarida, serta amilosa dapat dibuat menjadi poliuretan ramah lingkungan lewat pencampuran dengan polioksietilen glikol (PEG) atau polioksipropilen glikol dan direaksikan dengan metilena-4,4’- difenildiisosianat. Poliuretan yang dibuat dari bahan alam memiliki struktur kimia yang bergantung pada komponen bahan alamnya. Busa poliuretan hasil sintesis dari molase, menunjukkan kemudahan biodegradasi di antara kayu beech (Fagus sieboldi) dan kayu cryptomeria (Cryptomeria japonica) (Hatakeyama, 1998).

Owen (1995) telah berhasil mensintesis poliuretan yang dapat dibiodegradasi dengan cara mereaksikan poli-D,L-asam laktat dengan polimetilen polifenil poliisosianat. Kehilangan massa

BAB IX


243

poliuretan terutama disebabkan oleh terbiodegradasinya bagian PEG dan poliol asam laktat.

Sejalan dengan pemakaian polimer yang terus meningkat mengingat keunggulan sifat dan pemakaiannya cukup praktis ternyata semakin meningkat pula limbah polimer yang dihasilkan terhadap lingkungan. Kondisi ini bila dibiarkan dapat mengganggu dan membahayakan lingkungan. Solusi efektif dan tidak berdampak negatif yaitu dengan cara biodegradasi, namun saat ini polimer yang dipakai secara besar-besaran tidak terbiodegradasi. Sehingga menimbulkan masalah limbah yang cukup mengkhawatirkan. Untuk mengatasi masalah tersebut dan menanggulangi limbah secara biodegradasi maka kita harus mendorong pengembangan polimer-polimer baru yang ramah lingkungan dan mudah terbiodegradasi.

Polimer alam, seperti halnya lignin dan polisakarida, dapat terdegradasi menjadi molekul-molekul yang lebih sederhana. Produk degradasi ini selanjutnya dapat dipergunakan oleh organisme hidup sebagai sumber energy atau untuk mensintesis senyawa-senyawa baru (termasuk biopolimer) (Schnabel, 1981).

Mekanisme umum degradasi polimer menjadi molekul yang sederhana dapat dijelaskan secara kimiawi. Organisme hidup mempunyai kemampuan untuk memproduksi bermacam-macam enzim yang dapat menghancurkan struktur biopolimer. Kerja suatu enzim sebagai katalisator dalam merombak struktur polimer merupakan kerja yang spesifik, artinya suatu enzim tertentu hanya memiliki kemampuan untuk mengkatalisis suatu reaksi kimia tertentu pula.

Biodegradasi material organik, terutama polimer alam seperti selulosa, lignin, atau karet alam, dapat terjadi akibat

Teknologi Polimer

244

serangan secara mikrobiologis terhadap material tersebut. Mikroorganisme mempunyai kemampuan memproduksi bermacam-macam enzim yang dapat bereaksi dengan polimer alam. Reaksi enzimatik terhadap polimer merupakan suatu proses kimiawi dimana mikroorganisme memperoleh sumber makanan dari polimer.

Hasil yang ada menunjukkan bahwa laju biodegradasi oleh mikroorganisme campuran umumnya berlangsung lebih cepat, namun sukar untuk memperkirakan mekanisme degradasi yang terjadi.

Pada Bab ini diungkapkan berbagai teknik pengujian pada biodegradasi polimer. Teknik pengujian yang akan dibahas meliputi kehilangan massa dan degradabilitas polimer, analisis gugus fungsi polimer dengan FTIR (Fourier Transform Infrared), Analisis sifat termal polimer dengan teknik Differential Thermal Analysis (DTA), Analisis kristalinitas polimer dengan teknik X-Ray Diffraction (XRD), Pengamatan permukaan polimer dengan teknik Scanning Electron Microscopy (SEM), Difference Scanning Colorimetry (DSC), Analisis uji mekanik, kandungan gel (derajat sambung silang) dan Amplifikasi DNA menggunakan Metode Polymerase Chain Reaction (PCR).

A. Kehilangan Massa dan Degradabilitas Polimer

Metode kuantitatif yang paling sederhana untuk mengkarakterisasi terjadinya biodegradasi suatu polimer adalah dengan menentukan kehilangan massa dan degradabilitas material polimer (Owen, 1995; Hatakeyama, 1995).


245

Kehilangan massa ditentukan dengan cara menimbang massa polimer sebelum dan setelah proses biodegradasi selama selang waktu tertentu. Kehilangan massa sesungguhnya dapat dihitung dengan memasukkan faktor koreksi massa pada massa sampel awal sebelum proses biodegradasi, yang dapat diperoleh dari kontrol negatif. Untuk mengetahui massa sampel awal sesungguhnya sebelum mengalami proses biodegradasi, maka perlu disiapkan suatu control negatif bagi polimer yang akan dibiodegradasi. Kontrol negatif adalah sampel polimer yang diinkubasi selama waktu tertentu tanpa adanya mikroorganisme. Massa sampel polimer sesungguhnya sebelum mengalami proses biodegradasi dapat dihitung dengan persamaan (1).

Wi = W is – (W is x C) ……………………. (1)

dimana :

Wi = massa sampel sesungguhnya sebelum dibiodegradasi Wis = massa sampel awal tanpa faktor koreksi massa

C = faktor koreksi massa, diperoleh dari kontrol negatif yang dapat dihitung dengan persamaan (2).

Wic - Wfc C (%) = ------------- x 100% …………………(2) W ic dimana : Wic = massa sampel sebelum proses biodegradasi Wfc = massa sampel sesudah proses biodegradasi Persen kehilangan massa sesungguhnya dapat ditentukan dengan persamaan (3).

Wi - Wr kehilangan massa = ------------ x 100% …………..(3) Wi dimana :

Teknologi Polimer

246

Wi = massa sampel sesungguhnya sebelum proses biodegradasi

Wf = massa sampel sesudah proses biodegradasi

Degradabilitas dapat menunjukkan kemudahan terdegradasinya suatu bahan polimer, dapat ditentukan dengan cara membagi kehilangan massa terhadap waktu biodegradasi seperti ditunjukkan pada persamaan (4).

Degradabilitas = kehilangan massa / waktu (4)

B. Analisis Gugus Fungsi Polimer dengan FTIR (Fourier Transform Infrared)

1. Analisis Gugus Fungsi

Analisis gugus fungsi dilakukan dengan menggunakan alat spektroskopi infra merah. Spektroskopi infra merah merupakan salah satu teknik identifikasi yang dapat digunakan untuk analisis senyawa secara kuantitatif dan kualitatif. Analisis kualitatif dilakukan untuk menentukan struktur polimer dan kopolimer sedangakn analisis kuantitatif dihitung berdasarkan hukum Lambert Beer. Analisis ini berdasarkan pada perubahan vibrasi dari molekul sampel polimer tersebut. Pita serapan yang khas diperoleh untuk menentukan gugus fungsi yang berguna di dalam mengidentifikasi senyawa. Perbedaan ikatan dalam polimer, memiliki vibrasi yang berbeda. Keunggulan digunakan metode FTIR adalah adanya rasio sinyal terhadap noise yang lebih rendah, dapat mendeteksi sinyal-sinyal lemah vibrasi molekul, jumlah sample yang diperlukan sedikit serta dapat mendeteksi sample pada absorbansi yang tinggi (Skoog,1998).


247

Analisa infra merah menyangkut penentuan gugus fungsi dari molekul yang memberikan regangan pada daerah serapan infra merah. Dimana daerah serapan infra merah terletak antara spectrum elektromagnetik sinar tampak dan spektrum radio yaitu 4000-400 cm-1. Ahli kimia organik pada tahun 1930 secara serius mulai memikirkan spektra infra merah sebagai salah satu yang memungkinkan untuk mengidentifikasi senyawa melalui gugus fungsinya (Silverstain, R.M., 1986).

Analisis infra merah memberikan informasi tentang kandungan aditif, panjang rantai, struktur polimer. Di samping itu analisis mengenai bahan polimer yang terdegradasi oksidatif dengan munculnya gugus karbonil dan pembentukan ikatan rangkap rantai polimer. Gugus lain yang menunjukkan terjadinya degradasi oksidatif adalah gugus karbonil dan karboksilat. Biasanya pita serapan polimer pada spektrum infra merah karena adanya ikatan C/H/regangan pada daerah 2880 cm-1 s/d 2900 cm-1 serta regangan dari gugus lain yang membantu suatu analisa mineral (Hummel, D.O., 1985).

Jika seberkas sinar inframerah dilewatkan pada suatu sampel polimer, maka beberapa frekuensinya diabsorpsi oleh molekul sedangkan frekuensi lainnya ditransmisikan. Transisi yang terlibat pada absorpsi IR berhubungan dengan perubahan vibrasi yang terjadi pada molekul. Jenis ikatan (C-O, C=O C-C, C=C) yang ada dalam molekul polimer memiliki frekuensi vibrasi yang berbeda. Adanya ikatan tersebut dalam molekul polimer dapat diketahui melalui identifikasi frekuensi karakteristik sebagai puncak absorpsi dalam spektrum IR. (Eli Rohaeti, 2005)

Teknologi Polimer

248

Dengan membandingkan spektrum FTIR dari poliuretan yang tidak dibiodegradasi dengan poliuretan yang di biodegradasi menunjukkan bahwa untuk poliuretan yang mengalami proses biodegradasi terjadi penghilangan puncak serapan pada daerah bilangan gelombang sekitar 1700 dan 1720 cm-1 yang merupakan ciri khas untuk suatu poliuretan dalam hal ini gugus uretan –NHCOO. Hilangnya puncak serapan gugus uretan menjadi petunjuk bahwa gugus fungsi tersebut merupakan sumber nutrisi bagi mikroorganisme.

Antara spektrum FTIR poliuretan yang diinkubasi dalam lumpur aktif dengan yang diinkubasi dalam P.aeruginosa menunjukkan pola yang mirip yaitu hilangnya puncak serapan gugus fungsi uretan (Eli Rohaeti dkk, 2005).

Ini menjadi petunjuk bahwa untuk kedua jenis mikroorganisme yang dipilih, gugus fungsi uretan merupakan sumber nutrisi bagi keduanya. Namun apabila ditinjau dari data kehilangan massa poliuretan yang diinkubasi dalam lumpur aktif dengan yang diinkubasi dalam P. aeruginosa menunjukkan bahwa untuk poliuretan yang diinkubasi dalam lumpur aktif menghasilkan data kehilangan massa total lebih tinggi daripada poliuretan yang diinkubasi dalam P.aeruginosa. Kedua data tersebut menjadi petunjuk bahwa setelah semua gugus fungsi habis dimakan mikroorganisme selanjutnya unit ulang – CH2CH2O- yang berasal dari bagian polietilen glikol (PEG) dapat pula menjadi sumber nutrisi bagi mikroorganisme.

2. Analisis FT – IR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) Instrumen yang digunakan untuk mengukur resapan

radiasi infra merah pada berbagai panjang gelombang disebut spektrofometer infra merah (Fessenden F, 1997). Alat


249

spektrofotometer infra merah pada dasarnya terdiri dari komponen-komponen pokok yang sama dengan alat spektrofotometer ultra lembayung dan sinar tampak, yaitu terdiri dari sumber sinar, monokromator berikut alat-alat optik seperti cermin dan lensa, sel tempat cuplikan, detektor amplifier dan alat dengan skala pembacaan atau alat perekam spektra (recorder) akan tetapi disebabkan kebanyakan bahan dalam menstransmisikan radiasi infra merah berlainan dengan sifatnya dalam menstransmisikan radiasi ultra lembayung, sinar tampak, sifat dan kemampuan komponen alat tersebut diatas berbeda untuk kedua jenis alat spektrofotometer itu. Keuntungan pemakaian sistem berkas rangkap pada alat spektrofotometer adalah : a. Memperkecil pengaruh penyerapan sinar infra merah oleh

CO2 dan uap air dari udara. b. Mengurangi pengaruh hamburan (scattering) sinar infra

merah oleh partikel-partikel debu yang ukurannya mendekati nilai rata-rata panjang gelombang infra merah.

c. Kalau blanko yang digunakan adalah pelarut dari cuplikan dengan sistem berkas rangkap itu pita-pita serapan pelarut tidak akan timbul pada spektra yang direkam.

d. Sistem berkas rangkap mengurangi pengaruh ketidak stabilan pancaran sumber sinar dan detektor.

e. Perekaman otomatis dapat dilakukan (scanning) (Noerdin D, 1985).

Sistem analisis spektroskopi infra merah (IR) telah memberikan keunggulan dalam mengkarakterisasi senyawa organik dan formulasi material polimer. Analisis infra merah (IR) akan menentukan gugus fungsi dari molekul yang memberikan regangan pada daerah serapan infra merah.

Teknologi Polimer

250

Untuk mengetahui karakteristik pita serapan pada masing-masing polimer, pertama-tama perlu dilakukan identifikasi bahan polimer, dan membandingkan antara spektra yang telah dikenal.

Spektroskopi infra merah merupakan metode yang sangat luas digunakan untuk karakterisasi struktur molekul polimer, karena memberikan banyak informasi. Perbandingan posisi absorpsi dalam spectrum infra merah suatu sampel polimer dengan daerah absorpsi dalam spectrum infra merah suatu sampel polimer dengan daerah absorpsi karekteristik, menunjukkan identifikasi pada keberadaan ikatan dan gugus fungsi dalam polimer (Rabek, J.F, 1975).

Sampel yang digunakan untuk analisa dapat berupa padat, cair dan gas. Metode penyiapan untuk polimer antara lain melarutkan polimer ke dalam suatu pelarut seperti karbon bisulfida, karbon tetra klorida atau kloform, pembuatan film transparan dan metode pellet Kbr. Pada saat ini spektrofotometer infra merah sering digunakan untuk keperluan analisa kuantitatif, akan tetapi sering digunakan untuk analisa kualitatif dengan spektrofotometer ultra-lembayung dan sinar tampak. Penggunaan spektrofotometer infra merah dimaksudkan untuk analisa yang lebih banyak ditujukan untuk identifikasi senyawa organik.

C. Analisis Sifat Termal Polimer dengan DTA (Differential Thermal Analysis)

Untuk analisis sifat termal dapat dilakukan dengan tiga teknik yaitu TGA (Thermo Gravimetry Analysis), DTA (Differential Thermal Analysis), dan DSC (Differential Scanning Calorimetry). Analisis termal bertujuan untuk mengevaluasi kestabilan termal


251

suatu polimer, studi kinetika reaksi dekomposisi polimer serta identifikasi polimer. Prinsip dasar dari TGA adalah pengukuran berat dari sampel sebagai fungsi dari suhu. Pada DTA, pengukuran dilakukan berdasarkan pada perbedaan suhu antara sampel dan pembanding sebagai fungsi suhu. Ketika sampel mengalami perubahan fisik atau kimia, kenaikan suhu antara sampel dan pembanding akan berbeda sehingga akan muncul puncak pada sinyal DTA.

Analisis termal digunakan untuk membangun sifat termodinamika yang penting untuk memahami perilaku material di bawah pemanasan yang berbeda dan tingkat pendinginan atau di bawah tekanan gas yang berbeda (Klancnik et al., 2010). DTA menurut Wismogroho dan Wahyu, (2012) adalah metoda analisa termal material yang mendasarkan pada pengukuran perbedaan suhu antara referensi dengan sampel ketika suhu lingkungan berubah dengan kecepatan tertentu.

DTA merupakan teknik analisis termal dengan menganalisis perbedaan temperatur (ǻT) antara sampel dan bahan pembanding terhadap waktu atau temperatur sampel selama pemanasan (Eli Rohaeti, 2005). Umumnya teknik ini digunakan untuk mengetahui temperatur transisi gelas, Tg, temperatur leleh, Tm, serta temperatur dekomposisi, Td. Secara skematik termogram DTA untuk polimer semikristalin ditunjukkan pada Gambar 50.

Teknologi Polimer

252

Gambar 50. Termogram DTA untuk polimer semikristalin (Eli Rohaeti, 2009).

Temperatur transisi gelas dapat ditentukan dari Gambar 50 dengan menggunakan metode yang diperlihatkan pada Gambar 51. Pada Gambar 51, temperatur transisi gelas ditunjukkan oleh titik pada ½DCp hasil ekstrapolasi dari kurva Tg. Namun untuk kebanyakan aplikasi, temperatur awal hasil ekstrapolasi (Tf) lebih berarti sehingga dinyatakan sebagai Tg menggantikan titik pada ½DCp hasil ekstrapolasi dari kurva Tg.

Temperatur transisi gelas merupakan kisaran temperatur yang sempit, dibawah temperatur tersebut polimer bersifat glassy dan diatasnya bersifat rubbery. Polimer dapat bersifat glassy atau rubbery tergantung pada keadaan diatas atau di bawah temperatur transisi gelas. Pada umumnya temperatur transisi gelas polimer tergantung pada gaya tarik antar molekul, volume bebas polimer, kekakuan rantai polimer dan mobilitas internal rantai. (Eli Rohaeti, 2009).


253

Gambar 51. Penentuan temperatur transisi gelas (Eli Rohaeti, 2009).

Dengan membandingkan termogram antara poliuretan yang tidak dibiodegradasi dengan yang dibiodegradasi menunjukkan bahwa poliuretan yang mengalami proses biodegradasi memiliki temperatur transisi gelas dan temperatur dekomposisi dibandingkan dengan poliuretan yang tidak dibiodegradasi. Hal ini menjadi petunjuk bahwa setelah proses biodegradasi poliuretan mengalami perubahan struktur (Eli Rohaeti, 2009).

D. Analisis Kristalinitas Polimer dengan Teknik XRD (X-Ray Diffraction)

Wilhelm Conrad Rontgen pada tahun 1895 menemukan sebuah sinar yang berguna bagi manusia, oleh karena asalnya tidak diketahui waktu itu maka sinar tersebut disebut dengan sinar-X. Sinar-X digunakan untuk tujuan pemeriksaan yang tidak merusak pada material maupun manusia. Disamping itu, sinar-X dapat juga digunakan untuk menghasilkan pola difraksi tertentu yang dapat digunakan dalam analisis kualitatif dan kuantitatif material.

Teknologi Polimer

254

Analisis kristalinitas dilakukan dengan alat X-ray Diffraction (XRD). XRD merupakan teknik analisis yang dipakai untuk mendeteksi keteraturan susunan atom atau molekul dalam ruang, yang dikenal dengan kristanilitas. Sifat ini berhubungan dengan struktur rantainya. Semakin linier suatu rantai polimer, derajat kristalinitasnya semakin besar. Polimer yang bersifat kristalin akan menghasilkan puncak-puncak pola difraksi yang melebar (West,1989). Jika struktur atom atau molekul tertata secara teratur membentuk kisi, maka radiasi elektromagnetik pada kondisi eksperimen tertentu akan mengalami penguatan.

Difraktogram sinar-X polimer kristalin menghasilkan puncak-puncak yang tajam, sedangkan polimer amorf cenderung menghasilkan puncak yang melebar. Pola hamburan sinar-X juga dapat memberikan informasi tentang konfigurasi rantai dalam kristalit, perkiraan ukuran kristalit, dan perbandingan daerah kristalin dengan daerah amorf (derajat kristalinitas) dalam sampel polimer (Eli Rohaeti dan Senam, 2008).

Dasar dari prinsip pendifraksian sinar-X yaitu atom dalam sebuah kisi periodik terjadi difraksi akibat adanya hamburan elastis foton-foton sinar-X. Dalam fase tersebut, hamburan monokromatis sinar-X memberikan interferensi yang konstruktif. Untuk mempelajari kisi kristal dari penggunaan difraksi sinar-X dapat dilakukan melalui persamaan Bragg berikut ini :

n.λ = 2.d.sin θ ; n = 1,2,........... (5)

Dari persamaan Bragg dapat dikatakan jika pada sampel kristal dijatuhkan seberkas sinar-X, maka bidang kristal tersebut akan membiaskan sinar-X yang mempunyai panjang gelombang sama dengan jarak antar kisi dalam kristal. Selanjutnya detektor akan menangkap pembiasan sinar tersebut, dan menerjemahkan menjadi puncak difraksi. Jika pada sampel bidang kristal semakin


255

banyak, maka intensitas pembiasan yang dihasilkan akan semakin kuat. Setiap satu bidang kristal akan diwakili oleh satu puncak yang muncul pada pola XRD yang mempunyai orientasi tertentu pada sumbu tiga dimensi. Data hasil pengukuran mengenai puncak-puncak yang diperoleh selanjutnya dibandingkan dengan standar difraksi sinar-X untuk semua jenis benda. Standar difraksi tersebut dinamakan Joint Committee of Powder Difraction Standard.

Secara umum prinsip kerja X-ray Diffraction adalah : X-ray Diffraction dibagi menjadi 3 kelompok, antara lain ; tabung sinar-X, wadah meneliti objek dan detektor sinar X. Tabung sinar X yang berisi katoda menghasilkan sinar X yang kemudian memanaskan filamen dan menyebabkan terbentuknya elektron. Adanya perbedaan tegangan mengakibatkan electron bergerak cepat dan menembaki objek. Pada saat energi elektron mencapai tingkat tinggi terjadi tabrakan antar elektron yang menyebabkan terjadinya pancaran sinar-X. Objek dan detektor bergerak memutar guna menangkap dan merekam intensitas refleksi sinar-X. Selanjutnya diproses menjadi sinyal sinar-X kemudian di olah menjadi bentuk grafik.

Fungsi dari X-ray Diffraction adalah untuk memilah-milah bahan yang mempunyai sifat kristal dan sifat amorf, mengetahui karakterisasi bahan kristal, mengidentifikasi mineral-mineral yang bertekstur halus misalnya tanah liat, mengetahui penyimpangan kristal dan mengukur macam-macam keacakannya serta menentukan dimensi-dimensi satuan sel. Sedangkan aplikasi XRD diantaranya yaitu pemakaian rietveld refinement untuk menentukan struktur kristal, mengalisis mineral secara kuantitatif dan menentukan karakteristik sampel film.

Teknologi Polimer

256

Keunggulan pemakaian sinar-X pada karakterisasi bahan ialah mempunyai kemampuan untuk menetrasi, hal ini disebabkan energi sinar-X sangat tinggi, hal ini disebabkan karena sinar X memiliki panjang gelombang yang pendek. Adapun kekurangannya ialah untuk objek berupa kristal tunggal untuk mendapatkan senyawa dalam bentuk kristalnya sangat sulit. Sedangkan untuk objek berupa bubuk (powder) sulit untuk menentukan strukturnya (Ratnasari dkk., 2009).

Metode XRD berdasarkan sifat difraksi sinar-X, yakni Sinar-X terjadi jika suatu bahan ditembakkan dengan elektron dengan kecepatan dan tegangan yang tinggi dalam suatu tabung vakum. Elektron-elektron dipercepat yang berasal dari filamen (Anoda) menumbuk target (Katoda) yang berada dalam tabung sinar-X sehingga elektron-elektron tersebut mengalami perlambatan (Cullity, 1992). Data yang diperoleh dari metode karakterisasi XRD adalah sudut hamburan (sudut Bragg) dan intensitas. Berdasarkan teori difraksi, sudut difraksi bergantung kepada lebar celah kisi sehingga mempengaruhi pola difraksi, sedangkan intensitas cahaya difraksi bergantung dari berapa banyak kisi kristal yang memiliki orientasi yang sama (Tipler, 1991). Dengan menggunakan metode ini dapat ditentukan sistem kristal, parameter kisi, derajat kristalinitas dan fase yang terdapat dalam suatu sampel (Cullity and Stock, 2001).

Metode analisis difraksi sinar-X dikenal dengan sebutan X-Ray Diffraction (XRD) ini digunakan untuk mengetahui fasa kristalin meliputi transformasi struktur fasa, ukuran partikel bahan seperti keramik, komposit, polimer dan lain-lain (Cullity, 1992). Difraksi sinar-X dalam analisis padatan kristalin memegang peranan penting untuk meneliti parameter kisi dan tipe struktur, selain itu dimanfaatkan untuk mempelajari cacat pada kristal individu dengan mendeteksi perbedaan intensitas difraksi di


257

daerah kristal dekat dislokasi dan daerah kristal yang mendekati kesempurnaan (Smallman, 2000).

Jika jalan sinar yang terdifraksi oleh kisi kristal tersebut memenuhi hukum Bragg pada persamaan (5), maka akan terbentuk puncak pada pola difraksi. Untuk menentukan besarnya parameter kisi kristal HA yang telah diketahui memiliki sistem kristal heksagonal, yakni dengan menggunakan persamaan (Cullity and Stock, 2001):

……. (6)

Berdasarkan pengukuran yang telah dilakukan, diketahui bahwa parameter kisi kristal HA adalah a= 9.423 Å dan c = 6.875 Å (Bernache et al., 2002)

E. Pengamatan Permukaan Polimer dengan SEM (Scanning Electron Microscopy)

Scanning Electron Mikroskopy (SEM) merupakan alat yang dapat membentuk bayangan permukaan. Struktur permukaan suatu benda uji dapat dipelajari dengan mikroskop elektron pancaran karena jauh lebih mudah untuk mempelajari struktur permukaan itu secara langsung.

Pada dasarnya SEM menggunakan sinyal yang dihasilkan elektron dan dipantulkan atau berkas sinar elekton sekunder. SEM meggunakan prinsip skanning dengan prinsip utamanya adalah berkas elektron diarahkan pada titik-titik permukaan spesimen. Gerakan elektron diarahkan dari satu titik ke titik lain pada

Teknologi Polimer

258

permukaan spesimen. Jika seberkas sinar elektron ditembakkan pada permukaaan spesimen maka sebagian dari elektron itu akan dipantulkan kembali dan sebagian lagi di teruskan. Jika permukaan spesimen tidak rata, banyak lekukan, lipatan atau lubang-lubang maka tiap bagian permukaan itu akan memantulkan elektron dengan jumlaah dan arah yang berbeda dan jika ditangkap detektor akan diteruskan ke sistem layer dan akan diperoleh gambaran yang jelas dari permukaan spesimen dalam bentuk tiga dimensi (Nur, 1997).

Setiap sinyal yang terjadi dapat dimonitor oleh suatu detektor. Alat SEM terdiri atas bagian-bagian, yaitu sumber elektron (electron gun) berupa filamen kawat wolfram, alat untuk mencacah (scanner) titik-titik sepanjang spesimen berupa sistem lensa elektromagnetik dan foil pencacah elektromagnetik, seperangkat lensa elektromagnetik untuk memfokuskan elektron dari sumber menjadi titik kecil di atas spesimen, sistem detektor, serta sistem layar.

Jika pada suatu spesimen ditembakkan seberkas elektron di permukaannya, maka elektron tersebut sebagian akan dipantulkan kembali dan sebagian lagi akan diteruskan. Apabila permukaan spesimen tidak rata, misalnya ada lekukan, lipatan, retakan, atau lubang-lubang, maka tiap-tiap bagian di permukaan itu akan memantulkan elektron dengan jumlah dan arah yang berbeda. Jika elektron-elektron yang dipantulkan oleh masing-masing bagian permukaan itu ditangkap oleh detektor dan diteruskan ke sistem layar, maka akan diperoleh gambar yang sesuai dengan keadaan permukaan spesimen. Jadi gambar yang diperoleh merupakan bayangan dari pantulan elektron. Bila digunakan potensial pemercepat yang relatif rendah akan diperoleh gambar yang jelas.


259

Prinsip kerja SEM mirip dengan mikroskop optik, hanya saja berbeda dalam perangkatnya. Pertama magnet yang sudah didesain khusus sebagai lensa dipakai untuk menyejajarkan dan memfokuskan berkas elektron. Energi elektron sebesar 100 keV, biasanya akan menghasilkan panjang gelombang kurang lebih 0,04 nm. Obyek spesimen harus sangat tipis supaya berkas yang dihantarkan tidak terlalu banyak menyebar atau dihamburkan. Bayangan akhir diproyeksikan ke dalam layar pendar atau film. Berbagai distorsi yang terjadi akibat masalah pemfokusan dengan lensa magnetik membatasi resolusi hingga sepersepuluh nanometer (Tipler, 1991).

Hasil analisis SEM berguna untuk mengetahui mikrostruktur diantaranya bentuk retakan dan porositas pada benda padat. Elektron gun adalah berkas sinar elektron yang diperoleh dari filamen yang dipanaskan. Selain itu untuk preparasi cuplikan dibutuhkan suatu ruang hampa udara. Dan untuk Analisis cuplikan di kolom Scanning Electron Microscopy harus disiapkan terlebih dahulu. Untuk mempersiapan cuplikan ada tiga tahap yang harus dilalui, yaitu: (1) membersihkan seluruh kandungan air, larutan dan semua benda yang dapat menguap apabila divakum, dan menyiapkan pelet yang telah dipotong menggunakan gergaji intan. (2) mengeringkan cuplikan minimal 1 jam pada suhu 60ºC. (3) melapisi cuplikan non logam dengan emas tipis.

Bahan yang akan dikarakterisasi dengan teknik SEM tentulah bahan yang harus dapat berinteraksi dengan elektron. Suatu bahan dapat berinteraksi dengan elektron bila bahan tersebut bersifat konduktor. Untuk bahan yang tidak bersifat konduktor, maka karakterisasi dengan teknik SEM dapat dilakukan bila bahan tersebut dilapisi terlebih dahulu dengan bahan konduktor (misalnya emas, perak) dengan tebal sekitar 100 – 500 angstrom (Vaughan, 1993). Pelapisan bahan dapat dilakukan

Teknologi Polimer

260

dengan menempatkan spesimen dalam evaporator dengan kevakuman yang tinggi. Bahan pelapis dipanaskan sehingga menguap dan selanjutnya uap akan melapisi permukaan spesimen.

F. Difference Scanning Colorimetry (DSC)

DSC (Difference Scanning Colometry) merupakan teknik yang digunakan untuk menganalisa dan mengukur perbedaan kalor yang masuk ke dalam sampel dan referensi sebagai pembandingnya. DSC dapat digunakan untuk mempelajari perubahan yang terjadi pada bahan pada saat dipanaskan. DSC dapat menentukan kapasitas panas (heat capacity), suhu perubahan dari keadaan kaku ke keadaan elastis (glass transition, Tg), suhu pembentukan kristal (Tc), suhu perubahan dari padat menjadi cair (melting point, Tm), dan derajat pengkristalan (cristallinity). Di dalam alat DSC terdapat dua heater, dimana diatasnya diletakkan wadah sampel yang diisi dengan sampel dan wadah kosong (reference). Wadah tersebut biasanya terbuat dari alumunium. Komputer akan memerintahkn heater untuk menaikkan suhu dengan kecepatan tertentu, biasanya 10 oC per menit. Komputer juga memastikan bahwa peningkatan suhu pada kedua heater berjalan bersamaan. Apabila suhu kedua wadah naik bersamaan, maka akan terdapat perbedaan heat (panas) pada keduanya, karena wadah pertama berisi sampel sedangkan yang lain kosong. Perbedaan heat direkam oleh komputer dan ditampilkan dalam bentuk kurva heat flow berbanding dengan temperatur (Widiarto, 2007).

Analisis DSC digunakan untuk mempelajari transisi fase, seperti melting, suhu transisi glass (Tg), atau dekomposisi eksotermik, serta untuk menganalisa kestabilan terhadap oksidasi


261

dan kapasitas panas suatu bahan. Salah satu sifat fisik penting yang dimiliki polimer adalah temperatur transisi gelas (Tg), dimana sifat ini akan mengakibatkan polimer tersebut mempunyai daya tahan terhadap panas atau suhu yang berubah-ubah. Pada waktu suhu/temperatur luar mendekati suhu/temperatur transisi glassnya maka polimer akan berubah dari kondisi yang keras kaku menjadi lunak seperti karet (Hidayat, 2003).

G. Analisis Uji Mekanik

Analisis uji mekanik bertujuan untuk mengetahui sifat mekanik dari suatu zat. Parameter yang biasa digunakan untuk analisis ini adalah tensile strength (kekuatan tarik), elongation at break (regangan putus), dan Modulus Young. Kekuatan tarik menggambarkan kekuatan tarik maksimum suatu polimer sedangkan regangan putus menggambarkan titik patah dan kekuatan akhir suatu polimer (Stevens,2001).

Sifat-sifat mekanik pada polimer dapat dinyatakan dalam beberapa parameter yaitu modulus elastisitas (modulus young), kuat tarik (tensile strength), kuat tekan (inpact strength) dan kuat leleh (fattyque strength) untuk bahan polimer, parameter-parameter mekanik tersebut dapat diperoleh dari kurva tegangan regangan. Sifat tegangan regangan polimer sangat dipengaruhi oleh laju deformasi (laju regangan) suhu dan lingkungan adanya air, oksigen dan pelarut organik. Pada umumnya penurunan laju deformasi sama dengan laju peningkatan temperatur terhadap sifat tegangan regangan yaitu bahan menjadi lebih lunak dan lebih rapuh. Tegangan dan regangan memiliki perbedaan arti, dalam hal mekanika tegangan normal merupakan gaya tegak lurus persatuan luas sedangkan regangan merupakan hasil perpanjangan.

Teknologi Polimer

262

Kekuatan tarik adalah salah satu sifat dasar dari bahan polimer. Kekuatan tarik suatu bahan didefenisikan sebagai besarnya beban maksimum (Fmaks) yang digunakan untuk memutuskan spesimen bahan dibagi dengan luas penampangnya pada keadaan semula.

…………. (7)

Keterangan :

σt = kekuatan tarik bahan (Kgf/mm2 )

Fmaks = Tegangan maksimum (Kgf)

Ao = Luas penampang mula-mula (mm2)

Disamping bersama kekuatan tarik (σt) sifat mekanik bahan juga diamati dari sifat kemulurannya (ε) yang didefenisikan sebagai :

…………. (8)

Keterangan :

ε = Kemuluran (%)

Io = Panjang spesimen mula-mula (mm)

If = Panjang spesimen setelah diberi beban (mm)

(Wirjosentono, 1993).

H. Kandungan Gel (derajat sambung silang)

Penentuan derajat sambung silang dilakukan dengan menentukan kandungan gel bahan. Pelarut yang digunakan adalah xilena yang dapat melarutkan karet sintesis. Kandungan gel dalam sampel diukur dengan teknik ekstraksi. Sampel ditimbang dan selanjutnya dimasukkan dalam tabung soklet yang


263

dibawahnya terdapat pelarut xilena yang dipanaskan pada titik didihnya selama 8 jam. Setelah proses ekstraksi selesai, sampel dikeringkan dan ditimbang kembali. Persentase kandungan gel (derajat sambung silang) dalam sampel diperoleh dengan perhitungan :

(9)

Dimana,

Wg = berat sampel setelah diekstraksi

Wo = berat sampel sebelum ekstraksi

(Halimatuddaliana, Ismail.,2008)

I. Amplifikasi DNA Menggunakan Metode Polymerase Chain Reaction (PCR)

PCR merupakan suatu teknik amplifikasi DNA secara in vitro yang mampu mengamplifikasi segmen tertentu dari keseluruhan genom bakteri. Proses amplifikasi PCR melibatkan variasi suhu yang mendekati suhu didih air, jadi diperlukan enzim polimerase yang tetap stabil dalam temperatur yang tinggi. Pada proses PCR, enzim polimerase yang digunakan berasal dari bakteri Thermus aquaticus (Taq) yang hidup di lingkungan bersuhu lebih dari 90 oC. Berikut adalah tiga tahap pengulangan yang penting dalam proses PCR yaitu :

1. Denaturasi Di dalam proses PCR, denaturasi awal dilakukan

sebelum enzim taq polimerase ditambahkan ke dalam tabung reaksi. Denaturasi DNA merupakan proses

Teknologi Polimer

264

pembukaan DNA untai ganda menjadi DNA untai tunggal. Ini biasanya berlangsung sekitar 3 menit, untuk meyakinkan bahwa molekul DNA terdenaturasi menjadi DNA untai tunggal. Denaturasi yang tidak lengkap mengakibatkan DNA mengalami renaturasi (membentuk DNA untai ganda lagi) secara cepat, dan ini mengakibatkan gagalnya proses PCR. Adapun waktu denaturasi yang terlalu lama dapat mengurangi aktifitas enzim Taq polymerase. Aktifitas enzim tersebut mempunyai waktu paruh lebih dari 2 jam, 40 menit, 5 menit masing-masing pada suhu 92,5; 95 dan 97,5oC.

Gambar 52. Untai DNA mengalami denaturasi

Sumber :(Innis M., et al., 1990)

2. Annealing (penempelan primer) Kriteria yang umum digunakan untuk merancang

primer yang baik adalah bahwa primer sebaiknya berukuran 18 – 25 basa, mengandung 50 – 60 % G+C dan untuk kedua primer tersebut sebaiknya sama. Sekuens DNA dalam masing-masing primer itu sendiri juga sebaiknya tidak saling berkomplemen, karena hal ini akan mengakibatkan terbentuknya struktur sekunder pada primer tersebut dan mengurangi efisiensi PCR. Waktu annealing yang biasa digunakan dalam PCR adalah 30 – 45 detik. Semakin panjang ukuran primer, semakin tinggi temperaturnya. Kisaran


265

temperatur penempelan yang digunakan adalah antara 36oC sampai dengan 72oC, namun suhu yang biasa dilakukan itu adalah antara 50 – 60oC.

3. Pemanjangan Primer (Extention)

Selama tahap ini Taq polymerase memulai aktivitasnya memperpanjang DNA primer dari ujung 3’. Kecepatan penyusunan nukleotida oleh enzim tersebut pada suhu 72oC diperkirakan 35 – 100 nukleotida/detik, bergantung pada buffer, pH, konsentrasi garam dan molekul DNA target. Dengan demikian untuk produk PCR dengan panjang 2000 pasang basa, waktu 1 menit sudah lebih dari cukup untuk tahap perpanjangan primer ini. Biasanya di akhir siklus PCR waktu yang digunakan.

J. Rangkuman

Kemudahan biodegradasi polimer dapat diketahui melalui penentuan kehilangan massa dan degradabilitas selama biodegradasi.

Perubahan gugus fungsi dalam polimer akibat biodegradasi dapat ditentukan melalui teknik FTIR dan perubahan sifat termal dalam polimer akibat biodegradasi dapat diketahui melalui teknik DTA.

Penyerangan mikroorganisme ke dalam daerah kristalin atau amorf dalam biodegradasi polimer dapat diketahui melalui uji kristalinitas dengan teknik XRD.�

Kerusakan permukaan polimer akibat biodegradasi dapat ditentukan melalui pengamatan permukaan dengan teknik SEM.

Teknologi Polimer

266

DSC (Difference Scanning Colometry) merupakan teknik yang digunakan untuk menganalisa dan mengukur perbedaan kalor yang masuk ke dalam sampel dan referensi sebagai pembandingnya. DSC dapat digunakan untuk mempelajari perubahan yang terjadi pada bahan pada saat dipanaskan.

Analisis uji mekanik bertujuan untuk mengetahui sifat mekanik dari suatu zat. Parameter yang biasa digunakan untuk analisis ini adalah tensile strength atau kekuatan tarik, elongation at break atau regangan putu, dan modulus young. Kekuatan tarik menggambarkan kekuatan tarik maksimum suatu polimer sedangkan regangan putus menggambarkan titik patah dan kekuatan akhir suatu polimer

Dalam penentuan derajat sambung silang dilakukan dengan menentukan kandungan gel bahan. Pelarut yang digunakan adalah xilena yang dapat melarutkan karet sintesis. Kandungan gel dalam sampel diukur dengan teknik ekstraksi.

PCR merupakan suatu teknik amplifikasi DNA secara in vitro yang mampu mengamplifikasi segmen tertentu dari keseluruhan genom bakteri. Proses amplifikasi PCR melibatkan variasi suhu yang mendekati suhu didih air, jadi diperlukan enzim polimerase yang tetap stabil dalam temperatur yang tinggi. Pada proses PCR, enzim polimerase yang digunakan berasal dari bakteri Thermus aquaticus (Taq) yang hidup di lingkungan bersuhu lebih dari 90 oC. Tiga tahap pengulangan yang penting dalam proses PCR yaitu : Denaturasi, Annealing (penempelan primer), dan Pemanjangan Primer (Extention).


267

K. Soal-soal Latihan 1. Jelaskan pengujian biodegradasi polimer menggunakann ujii

melalui penentuan kehilangan massa dan degradabilitas polimer?

2. Jelaskan uji perubahan gugus fungsi dalam polimer akibat biodegradasi melalui teknik FTIR?

3. Jelaskan uji perubahan sifat termal dalam polimer akibat biodegradasi melalui teknik DTA?

4. Jelaskan uji kristalinitas dengan teknik XRD? 5. Jelaskan pengamatan permukaan dengan teknik SEM? 6. Jelaskan teknik untuk menganalisa dan mengukur perbedaan

kalor yang masuk ke dalam sampel dan referensi sebagai pembandingnya dengan uji DSC?

7. Jelaskan analisis uji mekanik pada polimer? dan parameter apa yang biasa digunakan ?

8. Jelaskan uji polimer dengan kandungan gel? 9. Jelaskan proses amplifikasi PCR pada pengujian DNA?

Teknologi Polimer

268

Abduh, M. 2011. Plastik dengan nanoteknologi.

http://polimer.wordpress.com/2011/04/03/ plastik-nanoteknologi-ramah-lingkungan/html

Abraham, Wolf-Rainer, Ernst, L., and Stumpf, B., 1990, “Biotransformation of Caryophyllene by Diplodia gossypina”, Phytochemistry, 29, 115-120.

Alexander, M. 1977. Introduction to Soil Microbiology. Second edition. John Willey and Sons, New York.

Allen, N.S. 1983. “Degradation and Stabilisation Of Polyolefins” London : Applied Science Publishers.

Altschul, A.M. 1976. New Protein Food. Academic Press Ltd. London. Anggadiredja, T., Zatnika, A., Purwoto, H., dan Istini, S. (2010). Rumput

Laut. Jakarta: Penebar Swadaya. Hal. 26-38 Angka SL, Suhartono TS. 2000. Bioteknologi Hasil Laut. Bogor: Pusat

Kajian Sumber Daya Pesisir dan Lautan. Institut Pertanian Bogor. hlm 49-56

Anonym. 2000. du-pont-temukan-metoda-baru-daur-ulang-nylon. http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/berita/du-pont-temukan-metoda-baru-daur-ulang-nylon.

Anonymous. 2003. Virtual Chembook, “Glycogen”, diakses 6 Des. 2014 http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/547 glycogen.html

http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/berita/du-pont-temukan-metoda-baru-daur-ulang-nylon

http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/berita/du-pont-temukan-metoda-baru-daur-ulang-nylon

http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/


269

Anonim. 2009. Degradasi polimer. http://en.wikipedia.org/wiki/Polymer_degradation

Anonym. 2009. Degradasi kimia. http://www.degradation.com/degradasi-kimia-chart

Anonim. 2009a. Plastic. http://www.wikipedia.com. [20 November 2009]. Anonim. 2009b. Maleic Anhydride. http://en.wikipedia.org/wiki/ Maleic

Anhydride. [1 Agustus 2009]. Anonim. 2010a. Glycerol. http://en.wikipedia.org/wiki/ Glycerol. [1 Mei

2010]. Anonim. 2010c. 2nd European Bioplastics Conference in 2007

established as the place to be of bioplastics industry. http://www.european bioplastics.org/index.php?id=621. [10 April 2010].

Antonio, Zamora. 2005. Fats, Oils, Fatty Acids, Triglycerides. http://www.scientificpsychic.com/fitness/fattyacids.html diakses 16 Desember 2014

Anwar, C., 1994, The Conversion Of Eugenol Into More Valuable Substances, Disertation, Gadjah Mada University, Yogyakarta.

Argos, P., Pederson, K., Marks, M.D., and Larkins, B.A. 1982. A structural model for maize zein proteins. J. Biol. Chem. 257 (17): 9984-9990.

Arifianto. 2008. Analisis Karakteristik Termal pada Kabel Berisolasi danBerselubung PVC Tegangan Pengenal 300/500 Volt. Skripsi Sarjana,Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok.

Aslan, L. M. 1998. Rumput Laut. Kanisius, Yogyakarta. Astawan, M. dan Aviana.T.,(2002).”Pengaruh Jenis Larutan Perendam

serta Metode Pengeringan terhadap Sifat Fisik, kimia dan Fungsional Gelatin dari Kulit Cucut”.Seminar Nasional PATPI, Malang.

Astawan, M. 2010. Bakteri Patogen Pada Makanan, Waspadalah. Departemen Teknologi Pangan dan Gizi Institut Pertanian Bogor. Kompas. http://www.ikatanapotekerindonesia.net/ berita-farmasi/22-berita-farmasi/1401-bakteri-patogen-pada-makanan-waspadalah.html.

Aswani V., 2010. How Well Do You Understand Blood Glucose Levels?. Available from: http://www.medscape.com/viewarticle/438144 [Accesed 15 Januari 2015]

Awang, M. R. (1999) Bahaya Bahan Kimia dalam Pembungkus Plastik. Terdapat pada http://www.prn2.usm.my/mainsite/ bulletin/kosmik/1999/kosmik12.html. Tanggal akses: 21 Desember 2014.

http://en.wikipedia.org/wiki/Polymer_degradation

http://www.wikipedia.com/

http://en.wikipedia.org/wiki/%20Maleic%09Anhydride.

http://en.wikipedia.org/wiki/%20Maleic%09Anhydride.

http://en.wikipedia.org/wiki/%20Glycerol.

http://www.european/

http://www.scientificpsychic.com/fitness/fattyacids.html

http://www.ikatanapotekerindonesia.net/

http://www.medscape.com/viewarticle/438144

http://www.prn2.usm.my/mainsite/%20bulletin/kosmik/1999/kosmik12.html

http://www.prn2.usm.my/mainsite/%20bulletin/kosmik/1999/kosmik12.html

Teknologi Polimer

270

Aziz A.A., M. Husin and A. Mokhtar. 2002. Preparation of cellulose from oil palm empty fruit bunches via ethanol digestion: effect of acid and alkali catalysts. Journal of Oil Palm Research 14(1):9-14.

Bajpai, P. 2010. Biotechnology for Pulp and Paper Processing. Springer Science and Business Media. DOI 10.1007/978-1-4614-1409-4_2

Balley, J.E., & Ollis, D.F. 1977. Biochemical Engineering Fundamental. Mc. Graw Hill Kogakusha. Tokyo.

Bernardini R., 1985, Vegetable Oils and Fats Processing, Vol. N, Interstampa Italy P. 637.

Berry Satria H., Yusuf Ahda. 2009. Pengolahan Limbah Kulit Pisang Menjadi Pektin Dengan Metode Ekstraksi. Jurusan Teknik Kimia, Fak. Teknik, Universitas Diponegoro Semarang

Billmeyer, F.W.Jr. 1971. Text Book of Polimer Science. John Willey and Sons Inc., New York.

Billmeyer, F.W. 1982. “Textbook Of Polymer Science”. Second Edition. New York : John Wiley and Sons.

Billmeyer, Fred W.1984. Textbook of Polymer Science. Troy, New York. Boedeker plastic. 2013. Polyethylene Specification.

http://www.boedeker.com/polye_p.htm. Diakses pada tanggal 11 Januari 2015.

Borror, D.J.et al. 1996. Pengenalan Pelajaran Serangga. Diterjemahkan oleh Partosoedjono. Edisi ke-enam.Yogyakarta.Penerbit Gadjah Mada University Press.

Blomquist, R.F., Christiansen, A.W., and Myres, G.E., 1983, “Adhesive Bonding ofWood and Other Structural Materials”, The University of Wisconsin-Extension, Wisconsin.

Braverman, J.B.S. 1963. Introduction to the Biochemistry of Food. Elsevier Publishing CO.,Amsterdam.

Brunke, E.J. and Rojahn, W., 1989, "Perfumed Containing Tetrahidrocaryphyllenon", Ger. Offen. DE, 3, 639, 230.

Chandra, S., 1997, Waste Materials Used in Concrete Manufacturing, New Jersey USA: Noyes Publications.

Chandra, L.H. 2011. Pengaruh konsentrasi tapioka dan sorbitol dalam pembuatan edible coating pada penyimpanan buah melon. (Skripsi). Departemen Teknologi Pertanian. Fakultas Pertanian. Universitas Sumatera Utara.

Chaplin, M. (2007). Carrageenan, http://www.isbu.ac.uk/water/hycar.html. 21 Januari 2015

Charron, N., 2001. Plastic Products and Industries, Statistics Canada Ref. No. 33-250-XIE. Ottawa,Canada: Manufacturing, Construction, and Energy Division.

http://www.isbu.ac.uk/water/hycar.html

http://www.isbu.ac.uk/water/hycar.html


271

Charoen Nakason, Krungjit Nuansomsri, Azizon Kaesaman, Suda Kiatkamjornwong. 2006. Dynamic Vulcanisation Of Natural Rubber/ High-Density Polyethylene Blend : Effect Of Compatibilization Blend Ration And Curing System. Chulalongkorn University. Bangkok 10330 Thailand

Cheremisinoff, N.P., 1996, “Polymer Characterization-Laboratory Techniques and Analysis”, Noyes Publications, USA, 3-7.

Collado, I.G., Hamson, J.R., Hitchcock, and Macias-Sanchez, A.J., 1997, “Stereochemistry of Epoxidation of Some Caryophyllene”, J. Org. Chem., 62, 1965-1969.

Cowd, M.A. 1991. Kimia Polimer. Bandung : Penerbit ITB. cP Kelco Aps. Carrageenan. Denmark. http://www.cPKelco.com [16

Januari 2015]. Darnell J., Lodish H., and Baltimore D., 1990, Molecular Cell Biology,

2nd edition, Scientific American Book Inc., New York, p. 99-76 Demilo, A.B., Cunningham, R.T., and McGovern, T.P., 1994, “Structural

of Methyl Eugenol and Their Attractiveness to the Oriental Fruit Fly (Diptera: Tephritidae)”, J. Econ. Entomol., 87, 957-964.

Desrosier, N. W., 1988. Teknologi Pengawetan Pangan. Penerjemah M. Muljohardjo. UI-Press, Jakarta

Devakumar, C., Narayan, M.R., and Khan, M.N.A., 1977, “Synthetic Product From Oil of Citronella”, Indian Perfumer, XXI, 3, 139-145

Devendra. C. dan G. B. Mcleroy. 1982. Goat and Sheep Production in The Tropics. Longman Group limited, London and New york.

Doyle, M.P. and Mungall, W.S., 1980, Experimental Organic Chemistry, John Wiley & Sons, New York

Elli Rohaeti, N.M Surdia, C.Y Radiman, E. Ratnaningsih. 2002. Sintesis Poliuretan dari Amilosa-Peg400-Mdi dan Biodegradasinya Menggunakan Pseudomonas aeruginosa http:// pkukmweb. Ukm.my /~kimia/ukmitb2002/ abstrakitb/eli_abs.htm. Tanggal akses 7 Desember 2014.

Eli Rohaeti, N.M.Surdia, C.L.Radiman, E.Ratnaningsih (2003), Pengaruh variasi komposisi amilosa terhadap kemudahan biodegradasi poliuretan, Jurnal Matematika & Sains, Volume 8 No.4, 157-161.

Eli Rohaeti, N.M.Surdia, C.L.Radiman, E.Ratnaningsih (2004), Pengaruh dua macam perlakuan mikroorganisme terhadap kemudahan degradasi poliuretan hasil sintesis dari monomer Polietilen Glikol berat molekul 400 dengan Metilen-4,4’-difenildiisosianat, Proc.ITB Sains & Tek., Volume 36A No.1, 1-

Eli Rohaeti (2005), Kajian tentang sintesis poliuretan dan karakterisasinya, Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA, FMIPA UNY, Yogyakarta, K1 – K9.

http://www.cpkelco.com/

Teknologi Polimer

272

Eli Rohaeti dan Senam (2008), Efek minyak nabati pada biodegradasi poliuretan hasil sintesis dari polietilenglikol 400 dan metilen-4,4’- difenildiisosianat, Laporan Penelitian, Dikti Depdiknas, Jakarta.

Eli Rohaeti 2009. Karakterisasi Biodegradasi Polimer, Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA, Fakultas MIPA, Universitas Negeri Yogyakarta.

Emil Budianto, Noverra Mardhatillah Nizardo, dan Tresye Utari. 2008. Pengaruh Teknik Polimerisasi Emulsi Terhadap Ukuran Partikel Kopoli (Stirena/Butil Akrilat/Metil Metakrilat). Makara Sains. Vol. 12. No. 1 April 2008: 15-22 15 15. Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Indonesia, Depok 16424.

Ensminger. 1962. Animal Science. 5th Ed. The Interstate Printers Publishers, Inc. Denvile, Illionis.

FAO. 1990. Training Manual on Gracilaria Culture and Seaweed Processing in China. Rome. p 37-42

Fessenden. F., (1997). Kimia Organik, Edisi ketiga, Erlangga, Jakarta. Firdaus, F., S. Mulyaningsih dan E. Darmawan. 2006. Rekayasa pati

dengan pentanol-1 dan khitosan untuk peningkatan kualitas film plastik biodegradable, analisis morfologi, karakteristik mekanik, dan ketahanan air. Rubrik ilmiah. www. jawapos.com, 6 Januari 2006.

Flint, H.M., Merkle, J.R., and Sledge, M., 1981, “Attraction of Male Collops Vittatus in the Field by Caryophyllene Alcohol”, Chem. Abstr., 86, 129873c.

Frinault, A., D.J. Gallant, B. Bouchet and J.P. Dumont. 1997. Preparation of casein film by a modified wet spinning process. J. of Food Science 62 (4): 744-747

Gatcher, M. 1990. Plastics Additives Handbook. Third Edition. Munich: Hanser Publish

Gatenby, R. M. dan J. M. Humbert. 1991. Sheep. MacMillan Education Ltd, London.

Gennadios, A., McHugh, T.H., Weller, C.L., and Krochta,. J.M. 1994. Edible coating and film based on protein. In Edible coating and film to improve food quality; Krochta, J.M., Baldwin, E.A., Nisperros-Carriedo, N., Eds.; Technomic Pub.: Lancaster, PA; pp 201-278.

Ginting, (2006), Pembuatan Komposit dari Karung Plastik Bekas dan Polietilena dengan Pelembut Heksan, Jurnal Teknologi Proses, Juli 2006:138-141.

Gomez-Guillen, M. C., Perez-Mateos, M., Gomez-Estaca, J., Lopez-Caballero, Gimenez, B., & Montero, P. 2009. Fish gelatin: a


273

renewable material for developing active biodegradable films. Trends in Food Science & Technology, Vol. 20, No. 1, pp. (3-16)

Greenwood, C.T. dan D.N. Munro.,1979, Carbohydrates. Di dalam R.J. Priestley,ed. Effects of Heat on Foodstufs. Applied Seience Publ. Ltd., London.

Griffin, R.C. 1994. Technical Methode of Analyst. New York : Mc.Graw Hill.

Guilbert, S. 1999. Corn protein-based thermoplastic resins : Effect of some polar and amphiphilic plastisizers. J.Agric.Food.Chem. 47: 1254-1261.

Guilbert, S. 2001. A survey on protein absed materials for food, agricultural and biotechnological uses. In Active bioplymer films and coating for food and biotechnological uses. Park,H.J., R.F.Testin, M.S.Chinnan and J.W.Park (Ed). Materials of Pre-Congress Short Course of IUFoST, Korea University-Seoul, Korea.

Guiseley KB, Stanley NF, Whitehouse PA. 1980. Carrageenan. Di dalam: Davids RL (editor). Hand Book of Water Soluble Gums and Resins. New York, Toronto, London: Mc Graw Hill Book Company. p 125-14

Hadi, Sapto Nugroho. 2006. www.chem-is-try.org. tanggal akses : 16 Desember 2014.

Halimatuddahliana. 2008. Modifikasi Bahan Elastomer Termoplastik Polipropilena/Karet Alam (PP/NR) Dengan Proses Pemvulkanisasian Dinamik. Vol 1: hal 38-42

Halimatuddahliana dan H. Ismail., 2008, Kekuatan Tarik dan Kandungan Gel Campuran Karet Alam (NR) dan Polipropilena (PP:Pengaruh Penambahan Bahan Sambung Silang Dicumil Peroksida (DCP) dan N-N-m-Phenylenebismaleimide (HVA-2), Medan: Universitas Sumatera Utara.

Harper, C.A. 2002. Handbook Of Plastic, Elastomers & Composites.Fourth Edition, New York : McGraw –Hill

Harsojuwono, B. A. 2005. Laporan survai kawasan porang di Jawa Timur. PT FIM, Jakarta.

Harsojuwono, B. A. 2006. Studi cara ekstraksi glukomanan dari umbi porang (Amorphophallus muelleriB.), FTP, Universitas Udayana Denpasar, Bali.

Harsojuwono, B.A. 2011. “Karakteristik fisik dan mekanis dari variasi formula komposit plastik biodegradable glukomanan dari umbi porang (Amorphophallus muelleri B)”. Universitas Udayana, Bali.

Hart, dkk. 2003. Kimia Organik Edisi Kesebelas. Jakarta : Erlangga http://images.google.co.id/imgres?imgurl=


http://images.google.co.id/imgres?imgurl

Teknologi Polimer

274

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/df/Nylon6_and_Nylon6,6_structure.svg/708px-

Hartomo, A.J., 1995. Penuntun Analisis Polimer Aktual. Yogyakarta : Penerbit Andi

Harumningtyas, A. 2010. Aplikasi edible plastik pati tapioka dengan penambahan madu untuk pengawetan buah jeruk Citrus sp. (Skripsi). Universitas Airlangga. Surabaya. 101 hlm

Hatakeyama, H., S. Hirose, T. Hatakeyama, K. Nakamura, K. Kobashigawa, N. Morohoshi (1995), Biodegradable Polyurethanes from Plant Component, J. Pure Applied Chemistry, A32(4), 743 – 750.

Hatakeyama, H. (1998), Biodegradable Polyurethanes from Natural Resources, Fukui Institute, Japan. Nicholson, J. W. (1997), Polymers and the Environment, dalam The Chemistry of Polymers, 2nd ed., The Royal Society of Chemistry, Cambridge, 173.

Hawkins, W.L. (1984), Polymer Degradation and Stabilization, Springer-Verlag, New York.

Hee-Young An., 2005, Effects of Ozonation and Addition of Amino acids on Properties of Rice Starches. A Dissertation Submitted to the Graduate Faculty of the Louisiana state University and Agricultural and Mechanical College.

Henrique, C.M.2007. Classification Of Cassava Starch Film By Physicochemical Properties and Water Vapor Permeability Qualification by FTIR and PLS. Journal Of Food Science.

Hidayat. 2003. Uji Kekuatan Mekanik pada Plastik Ramah Lingkungan.http://bioindustri.blogspot.com/2008_05_01_archive.html. Diakses pada tanggal 18 Januari 2015

Hieronymus, 1991, Sereh Wangi Bertanam dan Penyulingan, Kanisius, Yogyakarta

Hongjiu, H. L, Z. Jinjin, L. Jie. 2006. Investigation of Adhesive Performance Of Aqueous Polymer Latex Modified By Polymetric Methylene Diisocyanate. Journal of adhesian 82 (1):93-114

http://blog.ub.ac.id/mochamat/2012/02/21/material-komposit/ 5. http://id.wikipedia.org/wiki/Senyawa_organik 3.http://kimiadahsyat.blo

gspot.com/2009/07/perbedaan-polimerisasi-kondensasi-dan.html 4.

http://industrikaret.wordpress.com diakses Januari 2015 http://gadabinausaha.wordpress.com/2011/12/11/karet-alam/ di akses

Januari 2015. http://ginaangraeni10.wordpress.com/about/viskositas cairan. Diakses

24 januari 2015.



http://ginaangraeni10.wordpress.com/about/viskositas


275

http://www.chem-is-try.org/artikel kimia/kimia material/vulkanisasi karet/ diakses Januari 2015.

http://en.wikipedia.org/wiki/Glucomanan diakses Januari 2015. http://en.wikipedia.org/wiki/cross_linked_Polyethylene diakses Januari

2015. http://en.wikipedia.org/wiki/Polyethylene diakses Januari 2015. http://en.wikipedia.org/wiki/Polyvinyl_alkohol diakses Januari 2015. http://en.wikipedia.org/wiki/Wol diakses Januari 2015. http://usupress.usu.ac.id/files/Polimer;%20Ilmu%20Material_Normal_ba

b%201.pdf 6. http://wartawarga.gunadarma.ac.id/2010/01/tugas-material-teknik-

tentang-polimer/ Hui, Y. H. 2006, Handbook of Food Science, Technology, and,

Engineering. Volume I. USA : CRC Press Hummel, D.O.1985. Infrared Spectra Polymer in The Medium and Long

Wavelength Region. Jhon Willey and Sons : London Husein Umar, (2008). Metode Riset Bisnis, PT Gramedia Pustaka

Utama, Jakarta. Innis, M. A, et al. (1990). PCR Protocols a Guide to Methods and

Applications. California: Academic Press. Isobe, S. 1999. Properties of plasticized-zein film as affected by

plasticier treatments. In Formula dan rekayasa proses pembuatan biodegradable film dari zein jagung; Paramawati, R.: PPS – IPB, Bogor.

Jendrossek, D. 2001. Extracellular Poly Hydroxyalkanoat Depolymerases : The Key Enzyme of PHA Degradation. Institute fur Mikrobiologie de Universitat Stuggart. Germany

Jane, J. 1995. Starch Properties, Modifications, and Application. Journal of Macromolecular Science, Part A. 32: 751-757.

Johnson, D.A., Jacobson, R., and Maclean, W.D., 2002, ”Wheat Straw as a Reinforcing Filler in Plastic Composites”, The Fourth International Conference on Woodfiber-Plastic Composites, hal. 200-205

Johnson James R. and Owens Krista, 2004, Rapid and Specific Detection of the O15:K52:H1 Clonal Group of Escherichia coli by Gene-Specific PCR, J. Clin. Microbiol. 42:3841-3843

Johnson James R. and Kuskowski Michael A., 2005, Virulence Genotype, and Phylogenetic Origin, in Relation to Antibiotic Resistance Profile among Escherichia coli Sample Isolates from Israeli Women with acute Uncomplicated Cystitis, Antimicrobial Agents and Chemo. J. 49 : 26-31

Johnson, Richard, 2007, Applied Multivariate Statistical Analysis, Prentice Hall, United States of America

Teknologi Polimer

276

Jose Claudio Caraschi, Alcides Lopes Ledo, 2002, ”Woodflour as Reinforcement of Polypropylene”, Materials Research, Vol. 5, No. 4, hal. 405-409.

Julianti E. dan Nurminah M. 2006. Teknologi Pengemasan. http://library.usu.ac.id/download/fmipa/kimia-Juliati.pdf.

Jumaeri, 1977, Pengetahuan Barang Tekstil Bandung: Institut Teknologi Tekstil.

Kammlade, W. G. Sr. dan W. G. Kammlade, Jr. 1955. Sheep Science. J. B. Lippincot Company, New York.

Kantouch dan Tawfik. S.,1998, Gelatinization of Hypochlorite Oxidized Maize Starch in Aqueous Solutions. Starch 50 Nr.2-3.S.114-119.

Karim, A. A. dan Bhat, R., (2009), Review Fish Gelatin: Properties. Challenges. And Prospects As An Alternative To Mammalian Gelatins,Trends in Food Science and Technology, 19: 644-656.

Ketaren, 1985, Pengantar Teknologi Minyak Atsiri, Balai Pustaka, Jakarta.

Ketaren, S. 1986. Minyak dan Lemak. Penerbit UI-press. Jakarta. Ketaren, S. 2008. Pengantar Teknologi Lemak dan Minyak Pangan. UI-

Press. Jakarta. Kim, H.S., Yang, H.S., and Kim, H.J., 2005, ”Biodegradability and

Mechanical Properties of Agro-Flour-Filled Polybutylene Succinate Biocomposites”, Journal of Applied polymer Science, Vol. 97, hal. 1513-1521

Kiyohara Y, et al. 2003. Ten Year Prognosis of Stroke and Risk Factors for Death in a Japanese Community. Available from http://stroke.ahajournals.org/cgi/content/full/34/10/2343 [Accessed 12 Januari 2015]

Kokini, J.L., C.T. Ho, M.V. Karwe, 1996, Food Extrusion Science and Technology, Culinary and Hospitality Industry Publications Ser.

Koswara, 2006, Teknologi Modifikasi Pati. Ebook Pangan. Leach HW, Mc Cowen LD, Schoch TJ, 1959, Structure of the starch granules.

Koswara, S. 2006. Iles-iles dan hasil olahannya. Ebook pangan.com http://www.e-bookpangan.com

Krochta,J.M. 1992. Control of mass transfer in food with edible coatings and film. In: Singh,R.P. and M.A.Wirakartakusumah (Eds) : Advances in Food Engineering. CRC Press : Boca Raton, F.L. pp. 517-538.

Krochta,J.M., Baldwin,E.A. dan M.O.Nisperos-Carriedo. 1994. Edible coatings and film to improve food quality. Echnomic Publ.Co., Inc., USA.

Kroschwitz, J. L. 1990. Concise Enciclopedia of polymer Science and Enggineering. USA : Jhon Wiley & Sons,In

http://library.usu.ac.id/download/fmipa/kimia-Juliati.pdf

http://stroke.ahajournals.org/cgi/content/full/34/10/2343


277

Kolybaba, M.; Tabil, L.G.; Panigrahi, S.; Crerar,W.J.; Powell, T. and Wang, B., 2003. Biodegradable Polymers: Past, Present, and Future, CSAE/ASAE Annual Intersectional Meeting, Fargo, North Dakota, USA

Kubo, I, Muroi, H., and Kubo, A., 1994, "Naturally Occurring Antiacne Agents", J. Nat. Prod., 57, 9-17.

Latief, R. 2001. Teknologi kemasan Plastik Biodegradabel. http://www.hayati_ipb.com/users/rudyct/individu 2001/rindam_latief.htm 87k. [21 Januari 2015].

Leeder, J. D. 1984. Wool Nature’s Wonder Fibre. Principle Researce Scientist. CSIRO Division of Textile Industry, Geelong.

M. Alonso-Sande, Teijeiro-Osorio, D, Remunan-Lopez, C., and Alonso, M.J. 2008. “Glucomannan, a Promising Polysaccharides for Biopharmaceutical Purposes”, Eur. J. Pharm. Biophar. Doi 10.1016/j.ejpb.2008.02.

Made Arcana, 2003(, ahli kimia dari Institut Teknologi Bandung yang dikutip Gatra edisi Juli 2003.

Maekaji. 1974 .Sifat Glukomanan Pada Porang. Lordbrokenwordpress.-glukporang.com Diakses 8 Oktober 2011.

Maloney, T.M., 1993, Modern Particle Board and Dry Process Fiberboard Manufacturing, USA : Miller Freeman Publication, Inc.

Mangkoedihardjo, S., (2005), Fitoteknologi dan Ekotoksikologi dalam Desain Operasi Pengomposan Sampah, Seminar Nasional Teknologi Lingkungan III, 27 September 2005, ITS, Surabaya.

Mark, A. M., and Melltretter, C. L, (1970), “Acetylation of high amylose corn starch”, Influence of pretreatment techniques on reaction rate and triacetate solubility. Starch 22:108-110.

Mark, J.E. 1992. Inorganic Polymers. Prentice-Hall International, Inc. : New Jersey.

Mark, Dawn B, Allan D. Mark, Collen M. Smith. 2000. Biokimia Kedokteran Dasar. Jakarta: EGC.

McKee, T., dan McKee, J.R. (2003). Biochemistry: The Molecular Basis Of Life. Edisi III. Boston: The McGraw-Hill. Hal. 68-71.

Mekawati, F.E.,dan D. Sumardjo. 2000. Aplikasi Kitosan Hasil Tranformasi Kitin Limbah Udang (Penaeus merguiensis) untuk Adsorpsi Ion Logam Timbal. Jurnal Sains and Matematika, FMIPA Undip. Semarang. Vol. 8 (2), hal. 51-54

Meyer, L.H., 1978. Food Chemistry Reinhold Publishing Coorporation, New York.

Mikonnen, K.S. 2009. Mannans as fi lm formers and emulsion stabilizers. Dissertation. Department of Food Tecnology, University of Helsinki. Helsinki, Finlandia.

http://www.hayati_ipb.com/users/rudyct/individu%202001/rindam_latief.htm

http://www.hayati_ipb.com/users/rudyct/individu%202001/rindam_latief.htm

Teknologi Polimer

278

Miller, G.L. 1959. Use of Dinitrosalicylic Acid Reagen for Determination if Reducing Sugar. J. Anal. Chem. 31 (3).

Mindarwati, E. 2006. Kajian Pembuatan Edible Film Komposit dari Karagenan Sebagai pengemas Bumbu Mie Instant Rebus. Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Bogor

Moirano AL. 1977. Sulphated Seaweed Polysaccharides In Food Colloids. Graham MD (editor). The AVI Publishing Company Inc. Westpoint Connecticut. 347 – 381 p.

Muroi, H., Kubo, A. and Kubo, I., 1993, “Antimicrobial Activity of Cashew Apple Flavor Compounds”, J. Agric. Food Chem., 41, 1106-1109.

Mussinan, C.T., Mookherjee, B.D., Vock, M.H.,Vinals, J.F., Kiwala, J., and Schmitt, F.L., 1980, "Preparation of a caryophyllene Alcohol Micture", U. S. Pat., 4,229,599.

Murray, Robert K, Daryl K. Granner, Peter A Mayers, Victor W. Rodwell. 2000. Biokimia Harper. Jakarta: EGC

Narayan R. 2006. Biobased and Biodegradable Plastic. http://www.plasticsindustry.org/files/events/pdfs/bio-narayan-061906.pdf. Diakses pada 12 Januari 2015. Pages 1119-1126.

Ni’mah, Y.L., Atmaja, L., dan Juwono, H., (2009), Synthesis and Characterization of HDPE Plastic Film for Herbicide Container Using Fly Ash Class F as Filler, Indo.J. Chem 9(3) : 348-354

Noerdin, D., 1985, Elusidasi Struktur Senyawa Organik dengan Cara Spektroskopi Ultra Lembayung dan Infra Merah, Angkasa, Bandung.

Norman, 2007. Polietilen Tereftalat http://www.gogreencharleston.org/. Diakses pada 18 Januari 2015.

Nugroho, S., 2006, “Ancaman Polimer Sintetik Bagi Kesehatan Manusia”, Jurnal Kimia Sains dan Aplikasi, Vol 8.

Nur, C. 1997. Pengaruh Radiasi Sinar Gamma dan Rapat Massa serta Sifat Mekanis HDPE dan LDPE. Medan: Lembaga Penelitian USU.

Odian, G. 1991. Principles of Polymerization. 3rd edition, John Wiley & Sons, Inc : New York

Odian, George (2004). "Priciples of Polymerization" John Wiley & Sons, Inc.

O’Keefe, S.F. (2002). Nomenclature and Classification of Lipids. Dalam: Food Lipids: Chemistry, Nutrition, and Biotechnology. Edisi II. New York: Marcel Dekker Inc. Hal. 19-56.

Oktaviana, T. D. 2002. Pembuatan dan Analisa Film Bioplastik dari Kitosan Hasil Iradiasi Kitin yang Berasal dari Kulit Kepiting Bakau (Scylla serata). (Skripsi). Universitas Pancasila. Jakarta.

http://www.plasticsindustry.org/files/events/pdfs/bio-narayan-061906.pdf

http://www.plasticsindustry.org/files/events/pdfs/bio-narayan-061906.pdf

http://www.gogreencharleston.org/


279

Opdyke, D.L.J., 1974, “Monographs on Fragrance Raw Materials Caryophyllene Acetate”, Food Cosmet. Toxicol., 12, 841, Lihat Chem. Abstr., 86, 364.

Owen, S., M. Masaoka, R. Kawamura, and N. Sakota (1995), Biodegradation of Poly-D,L-Lactic Acid Polyurethanes, dalam Degradable Polymers, Recycling, and Plastics Waste Management, editor : Ann-Christine Albertsson and Samuel J. Huang, Marcel Dekker Inc., New York, 81-85.

Paramawati, R. 2001. Kajian fisik dan mekanik terhadap karakteristik film kemasan organik dari zein jagung. Disertasi Program, Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.

Paramita P, Maya Shovitri dan N D Kuswytasari. 2012. Biodegradasi Limbah Organik Pasar dengan Menggunakan Mikroorganisme Alami Tangki Septik. JURNAL SAINS DAN SENI ITS Vol. 1, (Sept, 2012) ISSN: 2301-928X

Patterson, H. B. W. 2000. Hidrogenation of Fats and Oils: Theory and Practice, AOCS PRESS, Champa n, Illionis.

Perez, J., J. Munoz-Dorado, T. de ls Rubia, and J. Martinez. 2002. Biodegradation and biological treatments of cellulose, hemicellulose and lignin: an overview. Int Microbiology 5: 53-63.

Polystyrene. http://en.wikipedia.org/wiki/Polystyrene, diakses tanggal 20 Desember 2014.

Pranamuda, H. 2001. Pengembangan Plastik Biodegradable Berbahan Baku Pati Tropis. http://www.std.ryu.titech.ac.jp/~Indonesia/zoa/paper/pf/makalah hardaning pdf.

Pranamuda, H. 2006. Pengembangan bahan plastik biodegradabel berbahan baku pati tropis. Majalah Ilmiah Biology Resourches, Univ. Negeri Semarang.

Prentis, Steve. 1990. Bioteknologi. Jakarta: Erlangga Purbianti., D, I, (2005), Pemamfaatan Kulit Buah Jeruk (Citrus Sp)

Dalam Pembuatan Pektin (Kajian Varietas Buah Jeruk Dan Jenis Pengendap).http.digilip.umm.ac.id.print.php.id. 2005

Purnomo, H. 1997. Studi tentang stabilitas protein daging dan dendeng selama penyimpanan. Laporan Penelitian. Fakultas Peternakan. Malang: Universitas Brawijaya

Rabek, Jan F, 1980, “Experimental Methods in Polymer Chemistry”, New York: John Wiley and Sons, Ltd

Raghavan VA, 2009 “Glucose-6-Phosphat Deficiency”, diakses 6 Desember 2014, http://emedicine.medscape.com/article/ 119184-overview 7.

Ratnasari. Dina.2009. Karakterisasi Menggunakan X-Ray Difraction (XRD). Universitas Negeri Surakarta. Solo.

http://en.wikipedia.org/wiki/Polystyrene

http://www.std.ryu.titech.ac.jp/~Indonesia/zoa/paper/pf/makalah

http://emedicine.medscape.com/article/

Teknologi Polimer

280

Rizaldi, R. 2008. “Pengelolaan Sampah Secara Terpadu Di Perumahan Dayu Permai Yogyakarta”. Universitas Islam Indonesia.

Robertson GL. 1993. Food Packaging. Principle and Practice. New York: Marcel deckker Inc,.

Safro, A.S.M., W.Lestariana danHaryadi. 1990.Protein, Vitamin dan BahanIkutan Pangan. Yogyakarta: UGM.

Saha, B.C. 2004. Lignocellulose Biodegradation and Application in Biotechnology. US Government Work. American Chemical Society. 2-14

Salmoral, E.M.; Gonzalez, M.E. and Mariscal, M.P.,2000. Biodegradable plastic made from bean products, Industrial Crops and Product, 11: 217-225.

Sastrohamidjojo, H., 1981, A Study of Some Indonesian Essential Oils, Disertasi, FMIPA UGM, Yogyakarta

______________, 2000, The Prospect of Indonesian Essential Oils, FMIPA UGM, Yogyakarta, 1-25.

Schnabel, W. 1981. Polymer Degradation, Principles and Particle Application. MacMillan Publ.Co., Inc., New York.

Schnabel, W. (1981), Biodegradation, dalam Polymer Degradation, Principles and Practical Applications, Macmillan Publishing Co, Inc., New York, 154 – 176.

Seal, K.J. 1994. Test methods and standards for biodegradable plastic. In: . Chemistry and technology of biodegradable polymer: Griffin, G.J.L. Blackie Academic and Proffesional, Chapman and Hall

Sheftel., VO. 2000. Indirect Food Additives and Polymer: Migration and Toxicology. Boca Raton London New York Washington, DC: Lewis Publisher. Hal. 736-737, 1167-1169

Shreve, R.N., 1977. The Chemical Process Industries, second ed., pp.

630-660, Mc Graw Hill Book Company, Inc., New York Siddiqui, M.S., Sen, T., Migan, M.C., and Datta, C., 1975, “Isolation of

Alcoholic Constituens of the Oil of Citronella (Java) by Sodium Complex Method”, Parfumeric and Cosmetic, 56, 194-195.

Sidik, M. 2003. Kimia Polimer. Jakarta : Pusat Penerbitan Universitas Terbuka

Silalahi, J dan Nurbaya, S. (2011). Minyak Kelapa dan Minyak Kelapa Sawit Didalam Makanan Serta Implikasinya Terhadap Kesehatan. Presented at the Seminar & Workshop Pharmacy Update 3. Medan: Departemen Kimia Farmasi Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara.

Silverstain, R. M. dan Bassler, G. C. 1967. Spectrometric Identification of Organic Compounds. Second edition. New York: John Wiley and Sons Inc


281

Sitepu, M., et al.,1994, Studi Adhesi Serat Alam Matrik Resin Polimer, Laporan Penelitian, DP3M – Dikti, Medan.

Sitepu, M., Yoshida, H., 2002, The Chemical Analyses and XRD of Palmyra Fibre and Modification on It’s Surface, Proceeding of the 4th International Wood Science Symposium, P2FT–LIPI, WRI, Serpong.

Sitepu, I.W., (2009), Pengaruh Konsentrasi Maleat Anhidrat Terhadap Derajat Grafting Maleat Anhidrat Pada High Density Polyethylene (HDPE) Dengan Inisiator Benzoil Peroksida, Skripsi, FMIPA, USU, Medan

Sitorus, A. 2009. Penyediaan mikrokomposit PVC menggunakan pemlastis stearin dan pengisi pati dan penguat serat alam. Tesis. PPS Univ. Sumatra Utara. Medan.

Sixta, Herbert. 2006. Handbook of Pulp. Volume 1.Wiley-VCH Verlag Gmbh. Newyork

Sjostrom, E. 1995. Kimia Kayu dan Dasar-Dasar Penggunaan. Edisi 2. Terjemahan Hardjono Sastrohamidjojo. Yogyakarta: UGM Press.

Skoog,Douglas A.1998. Principles Instrumental Analysis. 5th edition. New York : John Wiley and Sons.

Smallman, RE dan RJ Bishop. 2000. Metalurgi Fisik Modern dan Rekayasa Material. Jakarta : Erlangga.

Sobral, P. J. A., dan Habitante, A. M. Q. B. 2001. “Phase Transitions of Pigskin Gelatin”. Food Hydrocolloids, 15: 377–382.

Stephanie DeMarco, 2005, ”Advances in Polyhydroxyalkanoate Production in Bacteria for Biodegradable Plastics”, MMG 445 Basic Biotechnology eJournal, hal. 1:1 – 1:4

Stevens, E.S., 2003. What makes green plasticsgreen?, Biocycle. 44(3): 24-27. Stevens, M.P.2001. Kimia Polimer. Penerjemah Iis Sopyan. 1st Edition.

Jakarta : Pradnya Paramita. pg 3,195. Stevens MP. 2007. Polymer Chemistry. Iis Sopyan, penerjemah.

Jakarta: PT Pradnya Paramita. Suhardjo dan Clara M.K. 1992. Prinsip-prinsip Ilmu Gizi. Yogyakarta:

Kanisius Suharty, N. S., 1993, “Reactive Processing of Polyelefins using

Antioxidant Systems”, Ph.D. Thesis, Department of Chemical Engineering and Applied Chemistry, Aston University, Birmingham, United Kingdom.

Suharty, N. S., 2001, “Reactive Processing of Hindered Phenol as Antioxidant in Polypropylene”, Prosiding Regional Conference for Young Chemist 2001, University Sains Malaysia, Penang, Malaysia.

Teknologi Polimer

282

Suharty, N. S., 2002, “Structure of Grafted DBBA with Crosslinker Agent in Polypropylene Processed in Novel Reactive Processing”, Jurnal Gema Teknik, Vol. 2 / Tahun V.

Suharty, N. S., Wirjosentono, B., 2005, “Impregnasi Reaktif Kayu Kelapa dengan Limbah Plastik Polistirena serta Penyediaan Komposit Polistirena Menggunakan Penguat Serbuk Kayu Kelapa”, Jurnal Alchemy, Vol. 4, No. 2.

Suharty, N. S., 2007, “Improvisasi Sifat Mekanik Kayu Sengon secara Impregnasi Reaktif dengan Resin Termoplastis”, Prosiding: 1st International Post Graduate an Under Graduate Chemistry Conference 2007, Program Pasca Sarjana USU, Medan

Suharty, N.S. and Maulidan Firdaus, M., 2007, “Synthesis of Degradable Bio-Composites Polystyrene Recycle Modified in Reactively Process Using Natural Fibre Filler”, Prociding The 12th Asian Chemical Congress, IKM KualaLumpur – Malaysia.

Suharty, N.S., Wirjosentono, B., Firdaus, M., 2007, “Pembuatan Biokomposit Degradabel dari Polipropilena Daur Ulang dengan Serbuk Sekam Padi atau Serbuk Bambu”, Penelitian Hibah Bersaing Angkatan XII, DIKTI-DIKNAS, Jakarta

Suharty, N.S., Wirjosentono, B., Firdaus, M., 2007, “Pembuatan Poliblen Degradable dari Limbah Kemasan Polipropilena dengan Bahan Pengisi Serbuk Sekam Padi dan Pemlastis Crude Palm Oil (CPO) Secara Reaktif”, Penelitian Program Insentif Riset Dasar, MENRISTEK, Jakarta.

Sulaiman, A., (1997), Apresiasi Teknologi Material, Disampaikan pada Kursus Reguler SESKOAD y & Sons, inc.publication New Jerse.

Sun, T., Xu, P., Liu, Q., Xue, J., and Xie, W, 2003, Graft Copolymerization of Methacrylic Acid onto Carboxymethyl Chitosan, European Polymer Journal, vol. 39, pp. 189–192.

Sunanto H., 1997, Budidaya Murbey dan Usaha Persuteraan Alam. Penerbit Kanisius Yogyakarta.

Sunarti, T. C., U.M. Yuliasih. 2008. Makalah Seminar: Aplikasi Pati sebagai Campuran Plastik: Peluang dan Tantangan. dalam Seminar Nasional “Meretas Langkah Menuju Bumi Bebas Sampah Plastik dengan Bioplastik. Universitas Negeri Yogjakarta. Yogyakarta.

Surdia T dan S. Saito. 1985. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta : PT. Pradnya Paramita.

Syamsuar. 2006. Karakteristik Karaginan Rumput Laut Euchema Conttonii Pada Berbagai Umur Panen. Konsentrasi KOH dan Lama Ekstraksi Pasca Sarjana Institut Pertanian Bogor.

Syarief, R dan A. Irawati, 1988. Pengetahuan Bahan untuk Industri Pertanian. Mediyatama Sarana Perkasa, Jakarta.


283

Tahid and Connolly, J.D., 1994, "Computer-Assisted Structure Elucidation of Humelene Epoxide and Caryophyllene Epoxide Mixture of Turraea Brownii", JKTI, 4, 45-47.

Tejasari. 2005. Nilai-nilai Gizi Pangan. Yogyakarta: Graha Ilmu Tharanathan, R. N. 2003. ”Biodegradable Film and Composite, Coating:

Past, Present, and Future”. Trends in Food Science and Technology, 14(3): 71-78.

Thomas, H.W. 1985. Bailey’s Industrial Oil and Fat Product, Volume 3. Jhon Wiley & Sons, New York

Thomas, M., 1997. Ultraviolet and Visible Spectroscopy, Second edition,Uneversity of Greenwich, UK.

Thomas DJ, W.A Atwell. 1999. Starches. The American Association of Cereal Chemist Inc. Minnesota.

Tokiwa, Yutaka, Buenaventurada P. Calabia, Charles U. Ugwu dan Seiichi Aiba. 2005. Biodegradability of Plastics. International Journal of Molecular Sciences, 10: 3722-3742

Tonukari. J.N., 2004, Cassava and Future of Starch. Electronic Journal of Biotechnology, ISSN: 0717-3458, Vol 7, No 1, Issue of April 15. 2004.

Tortora, G.J., & Derrickson, B., 2006. An Introduction to The Human Body. Principles of Anatomy and Physiology. 11th ed. USA: John Wiley & Sons, Inc, 4-7.

Towle, G. A. 1973. Carrageenan, di dalam: Wistler RL (editor), Industrial Gums. Second Edition, Academik Press, New York.

Vedder, T. 2008. Edible Film. http://japemethe.port5.com (diakses 16 Januari 2015).

Vick, C.B. 1999. Adhesif Bonding Of Wood Material Wood Handbook, Wood as an Engineering Materials.USA:Forest Product Society

Weiping, B. 2006. Improving the physical and chemical functionally of glucomannan – derived fi lms with biopolymers. Journal of Applied Polymer Science, August 2006 Vol. 100. P. 123-120.

Weiping, B. 2007. Infl uence of natural biomaterials on the elastic properties of glucomannan-derived fi lms: An optimization study. Journal of Applied Polymer Science, Feb. 2007 Vol. 102. P. 201-206.

West, A., (1984), Solid State Chemistry and Its Application, John Wiley and Sons, Singapore,104-107

West, A.R.1989.Solid State Chemistry and Its application. Singapore : John Wiley &Sons. Pg 104-113.

Widiarto, S. 2007. Karakterisasi Bahan Polimer dengan Metode Differential Scanning Calorimetry; dalam Analisis dan Karakterisasi Kimia, Suatu Seri . Monograf. Jurusan Kimia FMIPA UNILA. Kimia Press. Lampung.

Teknologi Polimer

284

Wijesekara, R.O.B., 1973, “The Chemical Composition and Analysis of Citronella Oils”, Journal of the National Science Council of Srilanka, 1, 67-81.

Wirjosentono,B,Abdi Negara S, Sumarno,Tirena A.S dan Samsul Bahri 1, 1995, Analisa dan Karakteristik Polimer,USU Press.Medan.

Wirjosentono,B.1998. Struktur dan Sifat mekanisme Polimer,Intan Dirja Lela, Medan.

Wirjosentono,B.1999. Pembuatan Poliblen mampu tredegradasi Menggunakan Teknik Pengolahan Reaktif Poliolefin dan Serat Limbah Kelapa Sawit. Laporan Akhir Penelitian Hibah Bersaing V/1-V/3 Perguruan Tinggi 1996 s/d 1999.USU

Winarno, F.G., 1990. Tempe, Misteri Gizi dari Jawa, Info Pangan. Teknologi Pangan dan Gizi, Fatameta, IPB, Bogor.

Winarno, F. G. 1997. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Wiratmaja. 2011. Pembuatan Etanol Generasi Kedua dengan Memanfaatkan Limbah rumput Laut Eucheuma Cottonii sebagai Bahan Baku. Ejournal. http://ejournal.unud.ac.id/abstrak/13.%20jurnal-cakram. wiratmaja%20ok.pdf. Diakses tanggal 12 Januari 2015.

www.aagos.ristek.ac.id, “Iles-iles (Amorphophallus oncohpyllus )” www.bioplastics24.com www.chem-is-try.org www.chinaecogreen.com www.kurzweilai.net www.news.mongabay.com Yamada, K., Takahashi, H., and Noguchi, A. 1995. Improved water

resistance in edible zein films and composites for biodegradable food packaging. Int. J. Food Sci. Tech. 30: 559-608

Ye, X., J. F. Kennedy, B. Li, and B. J. Xie/ 2006. Condensed state structure and biocompatibility of the konjac glucomannan/chitosan blend fi lms. J. Carbohydr. Polym. 64: 532–538.

Yuniarti, A., (2008), Identifikasi Bahaya-Bahaya Zat Kimia Pada Industri Pulp/Kertas, http://www.blogster.com/ayyunie/identifikasi-bahaya-bahaya-zat-kimia-pada-industri-pulp-kertas-240908095545, diakses tanggal 12 Januari 2015

Zheng, G.Q., Kenney, P.M. and Lam, L.K.T., 1992, "Sesqueterpenes from Clove (Eugenia caryophyllata) as Potential Anticarcinogenic Agents", J. Nat. Prod., 55, 999-1003.

Zheng, Y.T., Cao, D.R., Wang, D.S., and Chen, J.J., 2007, ”Study on The Interface Modification of Bagasse Fibre and The Mechanical

http://www.bioplastics24.com/

http://www.chinaecogreen.com/

http://www.news.mongabay.com/


285

Properties of Its Composite With PVC”, Composites e-Journal, Part A: Applied Science and Manufacturing, 38, hal. 20-25.

TEKNOLOGI POLIMER Industri Pertanian · C. Manfaat Polimer ... polimer sangat akrab dalam kehidupan...

Documents

Transcript of TEKNOLOGI POLIMER Industri Pertanian · C. Manfaat Polimer ... polimer sangat akrab dalam kehidupan...