BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dewasa ini, penggunaan material komposit mulai banyak dikembangkan dalam dunia
industri manufaktur. Material komposit yang ramah lingkungan dan bisa didaur ulang
kembali, merupakan tuntutan teknologi saat ini. Salah satu material komposit yang
diharapkan di dunia industri yaitu material komposit dengan material pengisi (filler) baik
yang berupa serat alami maupun serat buatan. Pada dasarnya material komposit
merupakan gabungan dari dua atau lebih material yang berbeda menjadi suatu bentuk unit
mikroskopik, yang terbuat dari bermacam-macam kombinasi sifat atau gabungan antara
serat dan matrik. Saat ini bahan komposit yang diperkuat dengan serat merupakan bahan
teknik yang banyak digunakan karena kekuatan dan sifat spesifik yang jauh di atas bahan
teknik pada umumnya, sehingga sifatnya dapat didesain mendekati kebutuhan
(Jones, 1975).
Sebagian besar polimer mempunyai sifat sangat tahan lama, sesungguhnya ini
merupakan sifat yang memungkinkannya berkompetisi dengan bahan-bahan awet lainnya
seperti gelas dan logam. Sebagaimana penelitian sebelumnya lebih berfokus pada
peningkatan masa pakai polimer-polimer tertentu. Akan tetapi, keawetan bisa
menghasilkan permasalahan baru. Akhir-akhir ini para konservasionis makin
meningkatkan perhatiannya terhadap sampah polimer yang merusak pemandangan.
Meskipun saat ini polimer-polimer sintesis mewakili persentase yang relatif kecil dari
semua sampah yang berbentuk padat, mereka tetap sangat merusak pemandangan,
teristimewa jika dilihat dari segi pemakaiannya yang meluas dalam bidang pengemasan
(Stevens, 2007).
Polipropilena merupakan jenis bahan baku plastik yang ringan, densitasnya 0,90-
0,92 g/cm3, memiliki kekerasan dan kerapuhan yang paling tinggi serta bersifat kurang
stabil terhadap panas dikarenakan adanya hydrogen tersier. Penggunaan bahan pengisi
dan penguat memungkinkan polipropilena memiliki mutu kimia yang baik sebagai bahan
Universitas Sumatera Utara
polimer dan tahan terhadap pemecahan karena tekanan walaupun pada temperatur tinggi
(Gachter, 1990).
Polipropilena adalah suatu polimer yang bersifat non polar. Polipropilena ini
dapat diubah sifat non polarnya menjadi polar dengan cara menggrafting gugus fungsi
polar kedalam rantainya dengan adanya suatu inisiator. Grafting maleat anhidrida
kedalam polpropilena bertujuan untuk meningkatkan kompatibilitas dan kereaktifan dari
polipropilena. Reaksi grafting polipropilena telah banyak dilakukan tetapi dengan metode
lelehan lebih baik bila dibandingkan dengan metode pencampuran dalam larutan
(Gracia,1997).
Pati sangat banyak diperoleh dialam dan merupakan cadangan karbohidrat pada
tanaman, pati dapat diperoleh dari berbagai biji-bijian seperti padi, ketela, sagu, jagung,
dan lain sebagainya. Pati merupakan karbohidrat polimer tinggi yang tersusun dalam
satuan Gluko pyranosa, dengan rangkaian glukosida. Karbohidrat mempunyai klasifikasi
secara enzimatis sebagai monosakarida, disakarida,polisakarida. Merupakan bahan yang
tidak berwarna, berbentuk Kristal yang biasanya mempunyai rasa, tidak mudah larut.
Indonesia merupakan daerah yang cukup potensial sebagai penghasil pati seperti ubi
kayu, sagu, jagung, ubi jalar dan lain sebagainya karena tanaman tersebut tersebar
diseluruh Indonesia (Wahidoen, 1991).
Widyasari (2010) meneliti tentang Kajian Penambahan Onggok (Pati Tapioka)
Termoplastis terhadap Karakteristik Plastik Komposit Polietilen,dimana dari penelitian
yang telah dilakukan dapat disimpulkan plastik komposit yang memiliki sifat fisik
mekanik terbaik adalah LDPE dan onggok termoplastis yang ditambahkan gliserol 30%
dengan rasio perbandingan 60:40 (LDPE:onggok termoplastis) secara umum komposit
dapat terdegradasi secara enzimatis dan dapat ditumbuhi kapang, aplikasi dari produk
komposit ini cocok untuk biofoam yaitu substitusi Styrofoam yang mudah terdegradasi.
Bambang (2011) meneliti tentang Penentuan Formula Komposit Plastik
Biodegradable Glukomanan dari Umbi Porang (amorphophallus muelleri B) ditinjau dari
karakteristik fisik dan mekanik, Formula komposit yang menghasilkan karakteristik
plastik glukomanan biodegradable yang terbaik adalah komposit dengan formula kitin 23
g + glukomanan 25 g + plasticizers 29 dengan nilai modulus elastisitas 58,70 kg/cm2,
Universitas Sumatera Utara
modulus patah 59,91 kg/cm2, tegangan tarik maksimum 6,69 kg/cm2 pengembangan tebal
33,30%, persentase penyerapan air 77,63% dan persentase perubahan panjang 1,81%.
Dari uraian tersebut diatas, maka dari itu penulis berkeinginan membuat komposit
terbiodegradasikan dengan menggunakan polipropilena yang di-grafting dengan maleat
anhidrida dan menggunakan pati biji cempedak sebagai bahan pengisi(filler) untuk
meningkatkan sifat fisik, mekanis, dan degradabilitas dari bahan komposit
terbiodegradasikan. Diharapkan dari penelitian ini akan memberikan informasi bagi
peneliti selanjutnya dan menghasilkan komposit sesuai dengan yang diharapkan.
1.2. Permasalahan
Bagaimanakah karakteristik dari komposit terbiodegradasikan dengan menggunakan
polipropilena yang digrafting dengan maleat anhidrida, dan berapakah variasi berat
maksimum untuk menghasilkan bahan komposit terbiodegradasikan yang memiliki
karakteristik meliputi: sifat mekanik, degradabilitas, morfologi bentuk yang baik dan
analisa gugus fungsi dengan FTIR.
1.3. Pembatasan Masalah
1. Dalam penelitian ini biji cempedak yang digunakan yaitu biji cempedak yang
diperoleh dari Bagan Batu Riau
2. Bahan polimer yang digunakan adalah polipropilena isotaktik, polipropilena isotaktik
yang di-grafting dengan maleat anhidrida.
3. Pembuatan komposit biodegradabel dilakukan dengan metode kempa tekan (hot
press).
1.4. Tujuan Penelitian
Untuk mengetahui karakteristik komposit terbiodegradasikan dari polipropilena,
polipropilena tergrafting maleat anhidrida dan pati biji cempedak
Universitas Sumatera Utara
1.5. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat yang diinginkan dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan
informasi sifat komposit terbiodegradasikan dari polipropilena, polipropilena tergrafting
maleat anhidrida dan pati biji cempedak.
1.6. Metodologi Penelitian
Penelitian ini berupa eksperimen laboratorium. Ada beberapa tahapan penelitian.
1. Tahap pertama adalah penyiapan pati biji cempedak, biji cempedak yang telah
dipisahkan dengan daging buah nya dicuci sampai bersih, dikeringkan untuk
menghilangkan airnya, lalu dilakukan pengukusan untuk memudahkan
pengupasan kulit keras maupun kulit ari biji cempedak selama 60 menit. setelah
dingin, kemudian dikupas kulit arinya dan dipotong kecil-kecil, lalu diblender
sampai halus.
2. Tahap kedua adalah proses grafting menggunakan alat internal mixer dengan
perbandingan poliropilena, dikumil peroksida, maleat anhidrida yaitu 95% : 3% :
2% ( berat/berat) pada suhu 1650C dan menghasilkan polipropilena yang telah di-
grafting dengan maleat anhidrida (PP-g-MA). Selanjutnya PP-g-MA dimurnikan
dengan cara direfluks dengan xilena, diendapkan dengan aseton, disaring dan
endapannya dicuci dengan methanol berulang-ulang. Kemudian dikeringkan
dalam oven pada suhu 1200C selama 6 jam.
3. Tahap ketiga adalah pembuatan bahan komposit terbiodegradasikan dengan
proses pengepresan dengan memvariasikan berat pati biji cempedak.
4. Tahap keempat yaitu tahapan karakterisasi, untuk karakterisasi yang dilakukan
adalah uji kekuatan tarik (tensile test) dan kemuluran, sifat morfologi dengan uji
Scanning Electron Microscopy (SEM), Uji biodegradable,uji FTIR.
Universitas Sumatera Utara
Variabel yang digunakan dalam penelitian adalah:
1. Variabel tetap
Suhu internal mixer pada saat grafting ( 1650C )
Ukuran partikel tepung ( m)
Berat PP-g-MA
Berat Polipropilena murni
2. Variabel bebas
Perbandingan yang digunakan (berat/berat)
PP : PP-g-MA : Pati Biji Cempedak (9,5:0,5:0,1) g
PP : PP-g-MA : Pati Biji Cempedak (9,5:0,5:0,2) g
PP : PP-g-MA : Pati Biji Cempedak (9,5:0,5:0,3) g
PP : PP-g-MA : Pati Biji Cempedak (9,5:0,5:0,4) g
PP : PP-g-MA : Pati Biji Cempedak (9,5:0,5:0,5) g
3. Variabel terikat
Karakterisasi dengan Uji Kekuatan Tarik dan Kemuluran (ASTM D638),
biodegradabilitas Komposit, morfologi SEM (Scaning Electron Microscopy),
FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy)
1.7. Lokasi Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Polimer, Uji Kekuatan Tarik dan Kemuluran
dilakukan dilaboratorium Penelitian Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara, Uji SEM dilaboratorium Geologi Kuarter Bandung, FTIR
dilakukan diBea Cukai Belawan Medan.
Universitas Sumatera Utara