SKRlPSI. APLlKASI DAN KARAKTER!SASI SIFAT FISIK-MEKANIK LLDPE DAN TAPIOKA. Oleh VALENTINA THERESIA F

Transkripsi

1

2 Adalah suatu anugerah... Orang yang bisa tersenyum dalam kesulitan, Yang bisa mengerahkan kekuatan dari kesusahan, Dan menjadi berani melalui renungan, Merupakan urusan pikiran kecil untuk menyusut, Tetapi dia yang hatinya teguh, Dan nuraninya menyetujui tingkah lakunya, Yang akan mengikuti prinsipnya sampai mati. (Thomas Paine)

3 SKRlPSI APLlKASI DAN KARAKTER!SASI SIFAT FISIK-MEKANIK PLASTIK BIODEGRADABLE DAR! CAMPURAN LLDPE DAN TAPIOKA Oleh VALENTINA THERESIA F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

4 APLIKASI DAN KARAKTERISASI SIFAT FISIK-MEKANIK PLASTIK BIODEGRADABLE DARI CAMPURAN LLDPE DAN TAPIOKA Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada JurusBn Teknologi Industri Pertanisn, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor Oleb VALENTINA THERESIA F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

5 INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN APLIKASI DAN KARAKTERISASI SIFAT FISIK-MEKANIK PLASTIK BIODEGRADABLE DARI CAMPURAN LLDPE DAN TAPIOKA Skripsi Sebagai salah satu syarst untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, lnstitut Pertanian Bogor Oleh VALENTINA THERESIA F Dilahirkan pada tanggal 2 Februari 1980 di Bogor Tanggal lulus: 10 Januari 2003 Menyetujui, \M./ Dr. Ir. Hi. lliab Sailab. MS. Dosen Pembimbing I Jr. Lies A. Wisojodharmo. MSc. Dosen Pembimbing n

6 VALENTINA THERESIA. F Aplikasi dan Karakterisasi Sifat Fisik-Mekanik Plastik Biodegradable dari Campuran LLDPE dan Tapioka. Di bawah bimbingan : lliah Sailah dan Lies A. Wisojodharmo RINGKASAN Plastik mempunyai peranan penting dalarn kehidupan manusia. mulai dari sekedar pemenuhan kebutuhan yang sangat sederhana sarnpai pada kebutuhan yang serba rumit dan canggih. Akan tetapi, sarnpah plastik menjadi masalah lingkungan berskala global karena plastik tidak. dapat terombak. dalam lingkungan. Pengembangan bahan lastik biodegradable merupakan salah satu altematif untuk memecahkan masalah ini. Tujuan dari peneiitian ini adalah untuk roempelajari teknik pembuatan plastik biodegradable berbahan baku poliroer sintetis (LLDPE) dan polimer alam (pati tapioka) dengan metode pencampuran yang kemudian diaplikasikan menjadi barang j adi berupa mangkuk (cup) serta untuk mengetahui pengaruh pencampuran LLDPE dan pati tapioka dengan penarnbahan bahan aditif seperti asam sitrat, natrium bikarbonat, hyarnin, dan gliserin terhadap sifat fisik dan mekanik dari material yang terbentuk. Penelitian ini menggunakan rancangan percobaan aeak lengkap dengan faktor tunggal yaitu konsentrasi pati (15 %, 25 %, dan 30 %). Karakterisasi dari bahan plastik biodegradable yang diamati adalah Melt Flow Index (MFI), kekuatan tarik dan perpanjangan putus, analisa morfologi dengan Scanning Electron Microscopy (SEM), dan analisa gugus fungsi dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR). Dari hasil analisa Melt Flow Index (MFI) menunjukkan bahwa semakin banyak konsentrasi pati tapioka yang ditambahkan mengakibatkan nilai MFI semakin rendah. Hal ini berarti bahwa pada konsentrasi pati tapioka yang tinggi mengakibatkan bahan menjadi sulit mengalir. Perlakuan konsentrasi pati tapioka berpengaruh sangat nyata terhadap kekuatan tarik dan perpanjangan putus dari plastik biodegradable yang dihasilkan, dimana semakin besar konsentrasi pati tapioka yang ditarnbahkan maka kekuatan tarik dan perpanjangan putusnya akan semakin menurun. Penambahan pati tapioka optimum dengan konsentrasi 30 % dengan nilai kekuatan tarik sebesar 8.48 MPa dan perpanjangan putus %. Hal ini didukung dari hasil analisa Scanning Electron Microscopy (SEM) yang memperlihatkan penyebaran yang merata antara molekul pati tapioka dengan LLDPE. Sedangkan menurut hasil analisa FTIR, gugus fungsi yang terbentuk merupakan penggabungan antara gugus fungsi LLDPE dengan pati tapioka dan tidak. memperlihatkan munculnya gugus fungsi spesifik baru. Hal ini berarti pencampuran antara LLDPE dan pati tapioka dengan penambahan bahan aditif hanya bersifat pencampuran fisik saja.

7 VALENTINA THERESIA. F034980S2. The Application and Characterization of Physical-Mechanical Properties of Biodegradable Plastic from Blending of LLDPE and Tapioca Starch. Under Supervision: 1l1ah Sailah and Lies A. Wisojodharmo SUMMARY Plastic plays important role in human life. It covers the very simple needs of human being up to the complicated one. However, nowadays, plastic trash seems still to be a global environmental problem, as it has non-biodegradable characteristic in the environment. The development of biodegradable-based plastic material becomes one of alternatives to solve the' problem. The objective of this research was to study the technique of biodegradable plastic making originated from synthetic polymer (LLDPE) and natural polymer (tapioca starch) using blending method, which, in further be applied into cup shaped product. The second objective was to find out the effect of blending between LLDPE and tapioca starch by adding an additive agent such as citric acid, natrium bicarbonate, hyamin, and glycerin to the physical and mechanical properties of the formed material. This research was conducted using completed random experiment design using single factor, which was tapioca starch concentration (15 %, 25 %. and 30 %). The characterization of biodegradable-based plastic material observed were the Melt Flow Index (MFI), the tensile strength and the elongation at break, morphology test using Scanning Electron Microscopy (SEM), and specific group test using Fourier Transform Infra Red (FTIR). The MFI test showed that, as much as the tapioca starch concentration added into the blending, the MFI point become lower. It means that high level of tapioca starch concentration caused the difficuliies for material to flow. Tapioca starch concentration treatment has significant effect to the tensile strength and the elongation at break of the resulted biodegradable plastic, which as much as the tapioca starch concentration added into the blending, it caused the tensile strength and the elongation at break 'Nere become lower. The addition of optimum tapioca starch at 30 % of concentration resulted 8.48 MPa for the tensile strength and % for the elongation at break. This fact had been supported by SEM photograph which showed the smooth distribution between tapioca starch molecule and LLDPE. While, FTIR analysis showed that the formed specific group was resulted from the fusion between LLDPE specific group and tapioca starch, and it did not reveal the visibility of new specific group. This means that the new material has been clearly produced by technique of physical blending only.

8 karena hanya dengan rahmat dan hidayah-nya penulis berhasil menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi yang berjudul "Aplikasi dan Karakterisasi Sifat Fisik-Mekanik Plastik Biodegradable dari Campuran LLDPE dan Tapioka". Selama melakukan penelitian sampai dengan terselesainya skripsi ini, penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis menghaturkan rasa terima kasih yang sedalam-dalamnya kepada: I. Ibu Dr. Ir. Hj. lllah Sailah, MS selaku dosen pembimbing I yang telab banyak memberikan bimbingan dan pengarahan yang sangat membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini serta selama penulis menyelesaikan pendidikan di IPB. 2. Ibu Ir. Lies A. Wisojodharmo, MSc selaku dosen pembimbing II yang senantiasa meluangkan waktunya untuk penuiis, juga bimbingan dan fasilitas yang diberikan selama penulis melakukan penelitian. 3. Bapak Dr. Ir. Sapta Raharja, DEA selaku dosen penguji atas saran dan masukan untuk kesempurnaan skripsi ini. Tak lupa penulis menghaturkan rasa terima kasih yang tulus kepada Mamah, Papah, dan kakak-kakakku tercinta (Aa Hengky dan Aa Erwin), yang sdalu mencurahkan kasih sayang, dukungan baik materi maupun spirituil, dan doa yang tak henti-hentinya demi keberhasilan penulis. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran dari berbagai pihak demi penyempumaan skripsi ini. Akhir kata semoga skripsi ini dapat bennanfaat bagi pihak-pihak yang membutuhkannya. Bogor, Januari 2003 Penulis

9 " UCAPAN TERIMA KASIH Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besamya kepada : 1. Kakak-kakak iparku (Mbak Pipih dan Mbak Tuti), Tante Henny dan Selvy, atas perhatian dan dukungannya, serta "si Dede Keeil" yang kehadirannya telah membuat suasana barn di keluarga kita. 2. Ibu Ida dan Bapak Dody A. Winarto yang telah banyak membimbing penulis selama melakukan penelitian di STP - Puspiptek Serpong. 3. Bapak Abdurrahman, Bapak Rahmat, Bapak Wawas, lbu leha, Bapak Jayatin, Mbak Yepi, dan seluruh staf STP - Puspiptek Serpong, atas semua bantuan dan bimbingannya. 4. lbu Eel, lbu Rini, Bapak Tjutjuk, Mbak Vina dan Bapak Jainal yang telah banyak memhantu dan memberikan masukan. 5. Bapak Sudirman dan Ibu Ari yang telah banyak membantu penulis selama melakukan pengujian SEM di BAT AN. 6. Bapak Wagimin dan Bapak.-bapak di Perpustakaan Fateta, atas pinjaman buku-bukunya. 7. Ternan-ternan satu bimbingan - Dessy D. dan Dian I., atas kerjasamanya yang baik, serta Vina F. atas bantuan dan inspirasinya. 8. Sahabat-sahabatku - Yuni, Novi, Ayu, Titin, Rutty, Anti, Dino, Santi, Eno, dan teh Rani, atas bantuan dan dukungannya. 9. Ternan-ternan TIN-35 yang tidak dapat disebutkan satu-persatu namanya, terirna kasih atas kebersamaannya. 10. Sernua pihak yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian dan penyelesaian skripsi ini.

10 '" DAFTAR lsi KATA PENGANTAR.... Halaman UCAPAN TERIMA KASIH... DAflAR lsi... DAFT AR T ABEL DAF"T AR GAMBAR... DAF"IAR LAMPlRAN... ii iii v vi vii I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang... I B. Tujuan II. TINJAUAN PUST AKA... 4 A. Plastik Biodegradable... 4 B. Polietilen... 4 C. Pati Tapioka... 6 D. Proses Pembuatan Plastik Biodegradable E. Bahan Aditif F. Karakterisasi Plastik Biodegradable Karakterisasi Aliran Bahan (Melt Flow Index).., Karakterisasi Sifat Mekanik...,...,..., Karakterisasi Morfologi Bahan dengan SEM Karakterisasi Gugus Fungsi dengan FTIR m. METODE PENELITIAN A. Bahan dan Alat I. Bahan Alat B. Metode Penelitian Penelitian Pendahuluan..., Penelitian Utama Karakterisasi Plastik Biodegradable