BAB 1 PENDAHULUAN. Universita Sumatera Utara

Transkripsi

1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Menurut Hartono (1998) komposisi sampah atau limbah plastik yang dibuang oleh setiap rumah tangga adalah 9,3% dari total sampah rumah tangga. Di Jabodetabek rata-rata setiap pabrik menghasilkan satu ton limbah plastik setiap minggunya. Jumlah tersebut akan terus bertambah disebabkan sifat-sifat yang dimiliki oleh plastik, antara lain tidak membusuk, tidak terurai secara alami, tidak dapat menyerap air maupun tidak berkarat yang pada akhirnya menjadi masalah bagi lingkungan kita, dan tidak dapatnya mikroorganisme yang terdapat dilingkungan untuk merombak dan menguraikan plastik. Informasi mengenai kemampuan lingkungan dalam menerima, merombak, dan menguraikan plastik sangat dibutuhkan saat ini. Pengembangan bahan plastik biodegradabel merupakan alternatif untuk memecahkan masalah penanganan sampah plastik. Produksi bahan plastik biodegradabel mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya kesadaran akan pentingnya kelestarian lingkungan (Pranamuda, 2011). Tanaman kelapa merupakan jenis tanaman tropik. Tanaman ini dapat tumbuh baik di wilyah dengan iklim panas seperti di Amerika, Asia dan sebagian di Afrika. Tanaman kelapa mudah ditemui hampir di seluruh wilayah Nusantara, Kesemua bagian pohon kelapa berguna kecuali kemungkinannya bagian akar. Ohwoavworhua and Adelakun (2005) meneliti bahwa mikrokristalin selulosa umumnya dipakai sebagai bahan pengisi dan pengikat pada tablet obat karena kemampuan mengikatnya yang sangat baik sebagai dry binder. Pemilihan tandan kelapa (Cocos Nucifra L) sebagai bahan pembuatan mikrokristal selulosa adalah karena dilihat dari diameter dan panjang nya serat tandan kelapa merupakan serat multiseluler (Rajan, et al 2005), memiliki % lignin dan % selulosa yang tinggi sehingga membuat serat menjadi kuat dan kaku (Tsoumis, 1991) dan merupakan serat terorientasi.

2 Pada penelitian ini digunakan maleat anhidrat sebagai copling agent dengan alasan bahwa kehadiran anhidrida maleat sebagai senyawa penghubung dapat meningkatkan adhesi antarmuka antara tepung kayu dan matriks pp dan membawa enkapsulasi yang lebih baik dari partikel kayu oleh plastik yang akibatnya menghasilkan modulus lentur tinggi ( Behzad Kord, 2011). Perubahan sifat fungsional dari polipropilena (baik yang berstruktur ataktik maupun isotaktik) akan menghasilkan hasil yang efektif untuk meningkatkan sifat kepolaran dari polipropilena (Zhang, 2005). Benzoil Peroksida merupakan senyawa peroksida yang berfungsi sebagai inisiator dalam proses polimerisasi dan dalam pembentukan ikatan silang berbagai polimer dan materialnya. Senyawa peroksida ini dapat digunakan sebagai pembentuk radikal bebas. Peroksida akan membentuk radikal yang memicu reaksi pengikat persilangan ( Al Malaika, 1997 ). Mekanisme penempelan gugus fungsi pada matriks polipropilena melalui pembentukan radikal pada atom C tersier dengan adanya inisiator Benzoil Peroksida maka atom H terlepas dan terbentuk radikal, selanjutnya akan berinteraksi melalui gugus vinil asam akrilat (Al Malaika, 1997). Telah banyak penelitian yang dilakukan dengan menggunakan bahan pengisi alami sebagai penguat pada komposit seperti: nenas, sisal, sabut kelapa, tempurung kelapa, rami, kapas, sekam padi, bambu dan tandan kosong kelapa sawit. Luo dan Netravali (1999) telah meneliti dan membuktikan bahwa sifat-sifat regangan dan fleksibilitas yang dihasilkan pada komposit dengan kandungan serat nenas yang berbeda-beda, lebih baik dibandingkan dengan resin tanpa pengisi. Belmeras, dkk (1983), menemukan bahwa serat-serat sisal dan kelapa sawit memiliki sifat regangan, sifat kimia dan fisika yang sama sehingga baik digunakan sebagai bahan pengisi. Selain itu, telah dilakukan pula penelitian oleh (Oksman, 2007) yaitu dengan mencampurkan 60% serat dengan polipropilena dan polipropilena yang telah dimodifikasi dengan memasukkan gugus fungsi berupa maleat anhidrida. Kenaikan jumlah serat yang digunakan mengakibatkan kenaikan kekakuan sifat komposit yang dihasilkan. Sedangkan penggunaan polipropilena yang digrafting dengan maleat

3 anhidrida meningkatkan sifat kekakuan dan kekuatan komposit secara signifikan. Abubakar (2009) juga telah melakukan penelitian mengenai Biodegrdasi Bahan Komposit Polipropilena Dengan Pengisi Serat Limbah Padat (Fiber Recovery). Berdasarkan hasil uraian diatas maka peneliti tertarik untuk melakukan penelitian dengan memanfaatkan mikrokristal selulosa dari tandan kelapa (Cocos Nucifera L) sebagai bahan pengisi plastik polipropilena yang terbiodegradasikan. 1.2 Rumusan Masalah Adapun permasalahan yang ditemui dalam penelitian ini adalah : 1. Bagaimana Preparasi MCC dari tandan kelapa sebagai pengisi plastik terbiodegradable. 2. Bagaimana pengaruh penambahan komposisi selulosa mikrokristal dari tandan kelapa dengan perbandingan tertentu sebagai penguat komposit polipropilena yang terbiodegradasikan. 3. Bagaimana pengaruh coupling agent anhidrida asam maleat (MA) terhadap morfologi dari sifat komposit polipropilena dengan bahan pengisi selulosa mikrokristal dari tandan kelapa dengan perbandingan tertentu sebagai penguat komposit polipropilena yang terbiodegradasikan. 4. Bagaimana karakteristik dan interaksi dari polipropilena dengan bahan pengisi selulosa mikrokristal dari tandan kelapa dengan adanya anhidrida asam maleat yang diperiksa dengan uji tarik, FT-IR, SEM, DTA, XRD dan uji biodegradasi. 1.3 Pembatasan Masalah Adapun masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini akan dibatasi pada : 1. Serat yang digunakan adalah serat yang berasal dari tandan kelapa yang selanjutnya dibuat menjadi mikrokristal. 2. Polipropilena yang digunakan adalah polipropilena komersial. 3. Perbandingan komposisi PP-MCC yang digunakan adalah 100 : 0, 90 : 10, 80 : 20, 70 : 30, 60 : 40, 50 : 50.

4 4. Pembuatan film dilakukan dengan metode kempa ( hot press ) 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Menyelidiki pengaruh penambahan komposisi selulosa mikrokristal dari tandan kelapa dengan perbandingan tertentu sebagai penguat komposit polipropilena yang terbiodegradasikan. 2. Menyelidiki pengaruh coupling agent asam maleat anhidrat (MA) terhadap morfologi dari sifat komposit polipropilena dengan bahan pengisi selulosa mikrokristal dari tandan kelapa dengan perbandingan tertentu sebagai penguat komposit polipropilena yang terbiodegradasikan. 3. Menyelidiki karakteristik dan interaksi polipropilena dengan bahan pengisi selulosa mikrokristal dari tandan kelapa dengan adanya Maleat Anhidrat yang diperiksa dengan uji tarik, FT-IR, SEM, DTA, XRD dan uji biodegradasi. 1.5 Manfaat Penelitian Adanya penelitian ini diharapkan mempunyai manfaat sebagai berikut : 1. Memanfaatkan limbah tandan kelapa menjadi bahan yang mempunyai nilai ekonomis. 2. Pemanfaatan selulosa mikrokristal dari limbah tandan kelapa sebagai bahan alternatif pengisi komposit polipropilena yang terbiodegradasi 3. Dengan adanya bahan plastik yang biodegradable diharapkan dapat mengurangi masalah pencemaran limbah plastik. 1.6 Metodologi Penelitian Penelitian ini bersifat eksperimen Laboratorium yaitu terdiri dari tiga tahapan. Tahapan yang pertama adalah pemisahan α-selulosa dari serat tandan kelapa dilakukan dengan metode Okhamafe yang kemudaian di hidrolisa dengan HCl 2,5 N untuk memperoleh mikrokristal selulosa. Tahapan kedua adalah membuat larutan campuran PP-BPO-MCC-MA dan dimurnikan dengan metode refluks dalam pelarut

5 xilena. Tahap ketiga adalah pembuatan film yang dilakukan dengan metode kempa tekan pada suhu 160 o C dengan menggunakan benzoil peroksida sebagai inisiator/zat pendegradasi, polipropilena tergrafting maleat anhidrida Adapun variabel yang digunakan adalah: Variabel bebas : 1. Serat tandan kelapa diambil secara acak dari limbah kelapa. 2. Variasi massa mikrokristal selulosa 1 g ; 2 g; 3 g; 4 g dan 5 g. Variabel tetap : 1. Pembuatan alfa selulosa menggunakan serat tandan kelapa sebanyak 75 g dengan suhu 90 o C. 2. Suhu dalam pembuatan bahan campuran polypropilen dan mikrokristal selulosa adalah 170 o C dengan pelarut Xylen dan waktu 15 menit. 3. MA 3% dari total perbandingan komposisi (sebanyak 10 ml dalam larutan xylena). 4. BPO 1% dari berat MA (sebanyak 10 ml dalam larutan xylena). Variabel terikat: 1. Analisa gugus fungsi dengan uji FTIR 2. Analisa sifat mekanis dengan uji tarik 3. Analisa Morfologi dengan uji permukaan (SEM) 4. Analisa sifat thermalnya dengan uji DTA 5. Analisa kemampuannya terurai di alam dengan uji biodegradasi dalam bentuk penyimpanan dalam tanah selama 30 hari. 6. Analisa kristalinitasnya dengan uji XRD

6 1.7 Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Dasar USU, Laboratorium Kimia Polimer USU, Laboratorium Politeknik Loksemawe Banda Aceh dan Laboratorium PTKI Medan.