degradasi, uji mekanik dan karakterisasi …digilib.unila.ac.id/54789/2/skripsi tanpa bab...

69
DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI POLIPADUAN POLI ASAM LAKTAT DAN POLI Ε-KAPROLAKTON SEBAGAI BAHAN BAKU BENANG OPERASI SERTA PENGARUH PENAMBAHAN PEMLASTIS POLIVINIL ALKOHOL (Skripsi) Oleh NELLA MERLIANI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2018

Upload: nguyenquynh

Post on 12-Jul-2019

255 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI POLIPADUAN

POLI ASAM LAKTAT DAN POLI Ε-KAPROLAKTON SEBAGAI BAHAN

BAKU BENANG OPERASI SERTA PENGARUH PENAMBAHAN

PEMLASTIS POLIVINIL ALKOHOL

(Skripsi)

Oleh

NELLA MERLIANI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2018

Page 2: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

ABSTRAK

DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI POLIPADUAN

POLI ASAM LAKTAT DAN POLI Ε-KAPROLAKTON SEBAGAI BAHAN

BAKU BENANG OPERASI SERTA PENGARUH PENAMBAHAN

PEMLASTIS POLI VINIL ALKOHOL

Oleh

Nella Merliani

Aplikasi polimer Poly Lactic Acid (PLA) dan Poly ε Caprolactone (PCL) dalam

dunia medis semakin dikembangkan karena kemampuan polimer ini untuk

diterima didalam tubuh secara aman dan tidak berbahaya. Pada penelitian ini

dilakukan sintesis, uji degradasi, uji mekanik dan karakterisasi polipaduan PLA

dan PCL sebagai bahan baku benang operasi. Untuk mengurangi kekakuan

ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

secara solution casting dilanjutkan dengan pembentukan lembaran film. Uji

degradasi menggunakan larutan NaCl 0,9% dan uji mekanik memberikan hasil

terbaik pada perbandingan komposisi PLA/PCL 4:1 yang memiliki persentase

degradasi sebesar 2,39% dan nilai tensile strength sebesar 17,99 N/mm2

sedangkan PLA/PCL 4:1 dengan penambahan pemlastis PVA memiliki persentase

degradasi sebesar 3,47% dan nilai tensile strength sebesar 14,63 N/mm2. Analisis

karakterisasi FTIR pada polipaduan menunjukkan adanya pergeseran panjang

gelombang yang lebih rendah akibat terbentuknya ikatan hidrogen antarpolimer.

Analisis SEM menunjukkan bahwa polipaduan PLA/PCL permukaan serat yang

lebih merata dan teratur, sedangkan penambahan pemlastis PVA menyebabkan

morfologi polipaduan menjadi tidak teratur dan cenderung berongga. Analisis

TGA polipaduan mengalami penurunan stabilitas termal dibandingkan dengan

polimer penyusunnya akibat rendahnya interaksi antarpolimer.

Kata kunci : Polimer, Poly Lactic Acid (PLA), Poly ε Caprolactone (PCL),

Poli Vinil Alkohol (PVA)

Page 3: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

ABSTRACT

DEGRADATION, MECHANICAL TESTS AND CHARACTERIZATION

POLYBLEND OF POLY LACTIC ACID AND POLY Ε CAPROLACTONE

AS RAW MATERIALS FOR SUTURES AND EFFECT OF ADDITION

PLASTICIZER POLYVINYL ALCOHOL

By

Nella Merliani

Application of Poly Lactic Acid (PLA) and Poly ε Caprolactone (PCL) polymers

in the medicine are increasingly being developed because the ability of these

polymers to be safely and harmlessly received in human body. In this research,

synthesis, degradation , mechanical test and characterization of polyblend PLA

and PCL were used as raw material for sutures. To reduce the stiffness, poly vinyl

alcohol (PVA) as plasticizer was added. The synthesis method is carried out by

solution casting followed by the formation of film sheets. The degradation test

uses 0.9% NaCl solution and the mechanical test gives the best results on the ratio

of PLA/PCL 4:1 composition which has a degradation percentage of 2.39% and a

tensile strength value of 17.99 N/mm2 while PLA/PCL 4:1 with the addition of

PVA plasticizer has a degradation percentage of 3.47% and tensile strength value

of 14.63 N/mm2. FTIR characterization analysis of polyblend shows a lower

wavelength shift due to the formation of hydrogen bonds between polymers. SEM

analysis shows that the polyblend of PLA/PCL’s film surface is more evenly

distributed and regular than the addition of PVA plasticizer gives morphology of

polyblend become irregular and tend to be hollow. The TGA analysis of the

polyblend has decreased thermal stability compared of constituent polymers due

to the low interaction between polymers.

Keywords : Polymer, Poly Lactic Acid (PLA), Poly ε Caprolactone (PCL),

Poly Vinyl Alcohol (PVA)

Page 4: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI POLIPADUAN

POLI ASAM LAKTAT DAN POLI Ε-KAPROLAKTON SEBAGAI BAHAN

BAKU BENANG OPERASI SERTA PENGARUH PENAMBAHAN

PEMLASTIS POLIVINIL ALKOHOL

Oleh

Nella Merliani

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar

SARJANA SAINS

pada

Jurusan Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2018

Page 5: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan
Page 6: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan
Page 7: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Gisting, pada tanggal 2 Maret 1997 sebagai anak pertama

dari dua bersaudara, putri dari Bapak Mujiman (Alm) dan Ibu Sri Sumarsih.

Penulis mulai menempuh pendidikan pada tahun 2002 di SDN 1 Sanggi,

kemudian menyelesaikan pendidikan di SMPN 1 Gisting pada tahun 2011 dan

SMAN 1 Pagelaran pada tahun 2014. Penulis melanjutkan pendidikan sebagai

mahasiswa di Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Lampung pada tahun 2014 melalui jalur Seleksi Bersama Masuk

Perguruan Negeri (SBMPTN) dan lulus di tahun 2018.

Selama menempuh pendidikan di Jurusan Kimia, penulis pernah mendapatkan

beasiswa Peningkatan Prestasi Akademik (PPA) pada semester 2 dan 3, kemudian

beasiswa Bidikmisi pada semester 5 hingga 8. Selain itu, penulis juga menjadi

asisten praktikum untuk mata kuliah Kimia Organik Biologi 2016 dan 2017 serta

praktikum Kimia Organik I dan Kimia Organik II pada tahun 2018.

Saat menjadi mahasiswa, penulis aktif sebagai Kader Muda Himpunan Mahasiswa

Kimia (Himaki) FMIPA Unila, Garuda Badan Eksekutif Mahasiswa (BEM)

FMIPA Unila, dan anggota muda UKMF ROIS FMIPA Unila pada periode

kepengurusan 2014/2015. Kemudian pada periode 2015/2016 menjadi anggota

Biro Penerbitan Himaki FMIPA Unila dan anggota Bidang Kajian ROIS FMIPA

Page 8: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

Unila, lalu menjadi Sekretaris Biro Penerbitan Himaki FMIPA Unila pada periode

kepengurusan 2016 serta menjadi Sekretaris Departemen Komunikasi dan

Informasi BEM FMIPA Unila pada periode kepengurusan 2017.

Pada tahun 2017, penulis pernah melakukan Kuliah Kerja Nyata (KKN) di Desa

Beringin Kencana, Kecamatan Candipuro, Kabupaten Lampung Selatan pada

bulan Juli sampai dengan Agustus 2017. Pada tahun 2018 penulis telah

menyelesaikan Praktik Kerja Lapangan di Laboratorium Kimia Organik, Jurusan

Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.

Page 9: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

M O T T O

“Maka apabila engkau telah selesai (dari suatu urusan), kerjakanlah dengan

sungguh-sungguh urusan yang lain, dan hanya kepada Tuhanmulah

hendaknya kamu berharap.”

Q.S. Al Insyirah 7-8

“Apabila seorang meninggal dunia, maka terputuslah seluruh amalnya

kecuali tiga hal; sedekah jariyah, ilmu yang bermanfaat

dan anak sholih yang berdoa untuknya.”

(HR. Muslim)

“Manusia yang paling lemah adalah orang yang tidak mampu mencari teman.

Namun yang lebih lemah dari itu adalah seseorang yang mendapatkan banyak teman tetapi

menyia-nyiakannya”

Ali bin Abi Thalib

Page 10: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

P E R S E M B A H A N

Puji syukur kepada Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-Nya,

sholawat serta salam semoga selalu melimpah kepada suri tauladan umat,

Nabi Muhammad SAW.

Dengan segala kerendahan hati, kupersembahkan karya kecilku ini

Kepada :

Orangtuaku tercinta

Bapak Mujiman (Alm) dan Ibu Sri Sumarsih

juga Bapak Purwoko

yang telat merawat, mengasihi dan mencintai adinda. Selalu mendoakan dan

mendukung setiap langkahku menuju kesuksesan. Terima kasih atas segala kerja

keras dan semangat yang diberikan.

Adikku tersayang, Bagus Maulana Yusuf

atas keceriaan dan semangat yang diberikan

Bapak Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, M.T. dan seluruh Dosen

yang telah membimbing dan mendidik adinda selama menempuh pendidikan di

Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung

Seluruh keluarga besar dan sahabat

dan

Almamater tercinta

Page 11: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

SANWACANA

Alhamdulillahirrobbil ‘alamiin. Segala puji dan syukur hanya kepada Allah SWT

yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat untuk mencapai gelar Sarjana Sains di

Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung dengan judul “Degradasi, Uji

Mekanik dan Karakterisasi Polipaduan Poli Asam Laktat dan Poli ε

Kaprolakton sebagai Bahan Baku Benang Operasi serta Pengaruh

Penambahan Pemlastis Poli Vinil Alkohol”.

Sholawat serta salam semoga selalu tercurah kepada suri tauladan umat, Nabi

Muhammad SAW beserta para keluarga, sahabatnya dan semoga melimpah

kepada kita semua selaku umatnya. Aamiin ya robbal ‘alamiin.

Dalam menyelesaikan skripsi ini, penulis menyadari bahwa banyak pihak yang

telah turut serta membantu penulis. Oleh karena itu, melalui tulisan ini penulis

ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada :

1. Kedua orangtuaku, Bapak Mujiman (Alm) dan Ibu Sri Sumarsih yang sangat

aku sayangi. Untuk Bapak yang sudah memberikan semangat, dukungan,

cinta dan kasih sayang, aku sangat berterima kasih dan bersyukur sekali

kepada Allah SWT yang telah menghadirkan Bapak sebagai orangtuaku.

Terima kasih atas segala kerja keras dan usaha Bapak untukku sejak aku lahir

hingga mengeyam pendidikan. Rindu dan kesedihan mendalam bagiku,

Page 12: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

Bapak tidak dapat membersamaiku ketika aku menyelesaikan skripsi ini.

Semoga Allah sampaikan setiap doa dan salamku untuk Bapak. Untuk Ibu,

wanita hebat dan kuat yang selalu memberikan semangat dan doa untuk

kesuksesanku. Terima kasih, Ma. Aku tidak bisa menuliskan setiap bulir rasa

syukur dan terima kasih atas segala apa yang sudah Mama lakukan untukku.

Gelar yang kuraih saat ini adalah salah satu doa indah kalian yang Allah

SWT kabulkan. Entah kalimat apa yang dapat aku ungkapkan selain rasa

syukur dan terima kasih. Hanya Allah SWT yang dapat membalas segala

kebaikan kalian.

2. Untuk adikku, Bagus Maulana Yusuf. Terima kasih atas keceriaan dan canda

tawa yang selalu adik berikan dan hadirkan untukku. Doa-doa kecil adik

sudah menghantarkanku hingga di titik ini. Aku paham aku belum mampu

menjadi kakak yang baik seperti yang adik harapkan, tetapi doa-doa kecil

dariku untukmu di masa depan akan selalu ada setiap harinya. Kalau sudah

besar kamu pasti akan sangat terharu membaca ini. Untuk sekarang, rajin

belajar ya sebentar lagi Ujian Nasional.

3. Bapak Purwoko, Lusi dan Mbak Evi. Terima kasih sudah menjadi keluarga

baru untukku yang selalu memberikan semangat dan dukungan. Mungkin aku

terlalu sulit beradaptasi dengan suasana baru yang Allah berikan. Tetapi aku

yakin, apa yang terjadi saat ini adalah rencana indah dan terbaik yang Allah

kabulkan atas doa-doaku selama ini. Terima kasih telah membantu Ibu

menjadi orangtuaku yang selalu mau ku repotkan disela-sela akhir

perkuliahanku. Semoga Allah SWT membalasnya dengan kebaikan.

Page 13: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

4. Kedua sepupu terbaikku, Umi Lupita Rani dan Tiara Al Fitri. Terima kasih

atas segala keceriaan yang kalian bagikan, aku sangat bersyukur kepada Allah

SWT. Segala bentuk semangat, dukungan, doa, cinta dan kasih sayang yang

kalian berikan sangat berarti dan menguatkanku. Semoga Allah SWT

membalasnya dengan kebaikan dan memberikan kemudahan untuk

menggapai kesuksesan.

5. Keluarga besar Nenek Tinah dan Mbah Tumijem. Terima kasih atas beribu

semangat, nasihat, serta doa yang kalian berikan untukku. Bersyukur sekali

menjadi bagian dari keluarga ini. Semoga Allah SWT membalas kebaikan

kalian dan menjaga kalian selalu.

6. Bapak Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, M.T. selaku Dosen Pembimbing I

yang telah membimbing, mendidik, memotivasi dan memberikan semangat

kepada penulis selama penelitian dan penyusunan skripsi ini. Semoga Allah

SWT membalas jasa dan kebaikan Bapak serta melimpahkan keberkahan

selalu.

7. Bapak Dr. Eng. Heri Satria, M.Si. selaku Dosen Pembimbing II yang telah

membimbing, memberikan saran dan motivasi serta semangat kepada penulis

selama penelitian dan penyusunan skripsi ini. Semoga Allah SWT membalas

jasa dan kebaikan Bapak serta melimpahkan keberkahan selalu.

8. Ibu Dra. Aspita Laila, M.S. selaku Dosen Pembahas yang telah memberikan

saran, nasihat, arahan dan semangat kepada penulis sehingga skripsi ini dapat

terselesaikan dengan baik. Semoga Allah SWT membalas kebaikan Ibu.

9. Bapak Dr. Drs. Hardoko Insan Qudus, M.Si. selaku Dosen Pembimbing

Akademik yang selalu membimbing, mengarahkan dan memberikan saran

Page 14: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

kepada penulis dari awal semester hingga penyusunan skripsi ini selesai.

Semoga Allah SWT membalasnya dengan kebaikan.

10. Ibu Prof. Tati Suhartati, M.S. atas dukungan, semangat dan motivasi kepada

penulis. Semoga Allah SWT membalas kebaikan Ibu dan melimpahkan

keberkahan selalu.

11. Ibu Dr. Noviany, M.Si. selaku Kepala Laboratorium Kimia Organik atas

izinnya kepada penulis untuk menyelesaikan penelitian di laboratorium.

12. Bapak Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, M.T. selaku Ketua Jurusan Kimia

FMIPA Universitas Lampung.

13. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung yang telah

membimbing dan memberikan ilmu selama penulis belajar di Jurusan Kimia.

Semoga Allah SWT membalas jasa dan kebaikan Bapak dan Ibu.

14. Bapak Prof. Warsito, S.Si., D.E.A., Ph.D. selaku Dekan FMIPA Universitas

Lampung.

15. Mbak Wiwit, Pak Gani, dan Mas Nomo, terima kasih atas bantuan yang

diberikan kepada penulis selama mengeyam pendidikan di Jurusan Kimia.

16. Teman-teman dekatku sejak awal perkuliahan hingga detik ini, Deni Diora,

Laili Dini Ariza, Rahmah Hanifah, Yola Yashinta Batubara dan Widia Sari.

Terima kasih atas segala bentuk keceriaan, semangat, canda tawa, dukungan

dan nasihat yang telah kalian berikan kepadaku. Aku sangat bersyukur sekali

dikelilingi oleh orang-orang baik yang selalu saja mau ku repotkan dalam

segala hal. Semoga Allah SWT membalas kebaikan kalian, memudahkan

setiap langkah kalian menuju kesuksesan dan mempertemukan kembali kita

di surga-Nya kelak.

Page 15: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

17. Teman-teman baikku, Bidari Maulid Diana dan Reni Anggraeni. Terima

kasih atas semangat, canda tawa, dan segala bentuk kebaikan yang telah

kalian berikan kepadaku. Bersyukur sekali kalian hadir dalam bagian

perjalanan kehidupanku selama perkuliahan hingga penyusunan skripsi ini.

Semoga persahabatan kita tetap terjalin hingga Allah pertemukan kita di

surga-Nya kelak.

18. Teman-teman satu perjuangan penelitian, Fransisca Clodina Dacasta, Dhia

Hawari dan Mbak Yolanda Larasati. Terima kasih telah membantuku

menyelesaikan penelitian ini walaupun selama perjalanan banyak sekali lika-

liku dan duri-duri yang menghiasi. Terkhusus untuk Fransisca Clodina, terima

kasih untuk semangat dan dukungan yang telah diberikan hingga skripsi ini

dapat terselesaikan. Sungguh sangat bersyukur mempunyai teman

seperjuangan yang memiliki semangat luar biasa sepertimu. Semoga

persahabatan kita tetap terjalin selamanya.

19. Rekan-rekan penelitian di Laboratorium Kimia Organik, Laili Dini Ariza,

Fransisca Clodina, Kartika Dewi Rachmawati, Astriva Novri Harahap,

Elisabeth Yulinda, Dhia Hawari, Gabriella Setia Wulandari, Hidayatul

Mufidah, Nurlaelatul Khotimah, Rizky Fijaryani, Herda Yulia, Risa Septiana,

Mbak Yolanda Larasati, Mbak Khalimatus Sa’diah, Dicky Sildianto dan

Hamidin. Terima kasih atas keceriaan yang kalian bagikan selama penelitian

di laboratorium. Adik-adik; Mentari, Setiasih, Siska, Pipit, Marli, Rinda,

Santi, Isnaini, Eva, Zuwita, Valen, Tosa, Dony, Hanif dan Rizky. Semoga

Allah SWT memberikan kemudahan dan kelancaran untuk kita semua.

Page 16: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

20. Kakak-kakak seperjuangan yang telah terlebih dahulu bertemu dengan

polimer. Mbak Dona Mailani, Mbak Khalimatus Sa’diah, Mbak Shella

Anggun, Mbak Siti Mudmainah, Mbak Aulia Pertiwi, dan Kak Ridho

Nahrowi. Terima kasih atas segala bentuk bantuan dan semangat yang kalian

berikan kepadaku. Semoga Allah SWT membalasnya dengan kebaikan.

21. Keluargaku, teman-teman Kimia 2014. Terima kasih untuk kebersamaan,

keceriaan, dan canda tawa yang tercipta selama kita menempuh pendidikan

ini. Aku sangat bersyukur sekali dikelilingi oleh orang-orang baik seperti

kalian semua. Semoga Allah SWT membalas kebaikan kalian, memudahkan

setiap langkah kalian menuju kesuksesan dan mempertemukan kembali kita

di surga-Nya kelak.

22. Pimpinan Himaki FMIPA Unila kepengurusan 2016, Fikri Muhammad,

Kartika Dewi Rachmawati, Riri Auliya, Teguh Wijaya Hakim, Herda Yulia,

Yusuf Hadi Kurniawan, Heny Wijaya, Jepry Romansyah, Yola Yashinta

Batubara, Bidari Maulid Diana, Bunga Lantri Dwinta, Hestianingsih Famela,

Reni Anggraeni dan Ayisa Ramadhona. Terima kasih atas bantuan, kerjasama

dan pembelajarannya selama ini. Terkhusus untuk Hesty Famela, terima kasih

atas semangat dan kebaikan yang telah diberikan untukku. Semoga Allah

SWT memudahkan setiap langkahmu dan mempertemukan kita kembali di

surga-Nya kelak.

23. Pimpinan BEM FMIPA Unila periode kepengurusan 2017, Ardiansyah,

Rahmat Purnama, Annisa Nurul, Nur Isfa’ni, Rashan Pratama, Aatiin

Anisassari dan rekan-rekan lainnya. Terima kasih atas kerjasama dan

kebersamaannya selama satu periode kepengurusan. Terkhusus untuk Rashan

Page 17: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

dan Aatiin, terima kasih atas kerjasama, semangat dan canda tawa yang telah

kalian berikan. Tetap semangat menebar kebaikan. Semoga Allah SWT

memudahkan setiap langkah kita semua.

24. Sahabat-sahabat semasa sekolahku, Reni Kinasih, Esti Novela, Fatmawati,

Vera Nuramaliya, Voni Khotizah, dan Yongki Abraham. Terima kasih atas

semangat yang kalian berikan kepadaku meski dari kejauhan. Semoga Allah

SWT selalu menjaga kalian dan memudahkan segala aktivitas kalian.

25. Teman-teman KKN Beringin Kecana, terkhusus untuk Hanifatus Sa’diah.

Terima kasih atas kebersamaan, semangat dan cerita-cerita menarik yang

selalu dapat menghiburku. Semoga persahabatan kita tetap terjalin hingga

Allah pertemukan kita di surga-Nya kelak.

26. Himaki FMIPA Unila periode kepengurusan 2014/2015, 2015/2016 dan

2016. Terima kasih atas kebersamaan dan pembelajaran yang telah diberikan.

27. Seluruh keluarga besar Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung angkatan

2011-2018.

28. Almamater Universitas Lampung.

29. Semua pihak yang telah membantu dan mendukung dalam penyelesaiin

skripsi ini.

Page 18: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

Penulis menyadari penyusunan skripsi ini masih banyak terdapat kekurangan.

Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun

dari pembaca demi perbaikan penelitian selanjutnya. Akhir kata, semoga skripsi

ini dapat berguna dan bermanfaat untuk kita semua.

Bandar Lampung, Desember 2018

Penulis

Nella Merliani

Page 19: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

v

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL ............................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... vi

I. PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

A. Latar Belakang ............................................................................................... 1

B. Tujuan Penelitian ........................................................................................... 4

C. Manfaat Penelitian ......................................................................................... 5

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Benang Operasi .............................................................................................. 6

a. Berdasarkan Susunan Filamen

1) Monofilamen .................................................................................... 7

2) Multifilamen .................................................................................... 8

3) Pseudo-monofilamen ....................................................................... 8

b. Berdasarkan Jenis Bahan

1) Benang dapat diserap ....................................................................... 9

2) Benang tidak dapat diserap .............................................................. 11

B. Polimer ........................................................................................................... 12

C. Poly Lactic Acid (PLA) .................................................................................. 15

D. Poly (ε-Caprolactone) (PCL) ......................................................................... 20

E. Pemlastis ........................................................................................................ 21

F. Poli Vinil Alkohol (PVA) .............................................................................. 22

G. Degradasi ....................................................................................................... 23

H. Uji Tarik (Tensile Test) .................................................................................. 26

I. Fourier Transform Infra Red (FTIR) ............................................................. 29

J. Scanning Electron Microscopy (SEM) .......................................................... 31

K. Thermo Gravimetric Analyzer (TGA) ........................................................... 32

III. METODE PENELITIAN ............................................................................. 34

A. Waktu dan Tempat ......................................................................................... 34

Page 20: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

v

B. Alat dan Bahan .............................................................................................34

C. Prosedur Penelitian

1. Sintesis Polipaduan ................................................................................. 35

a. Tanpa Pemlastis ................................................................................. 35

b. Dengan Pemlastis .............................................................................. 35

2. Pembentukan Film Polimer dengan Alat Hotpress ................................. 36

3. Uji Degradasi Menggunakan Larutan 0,9% NaCl .................................. 36

4. Uji Degradasi Menggunakan Larutan Buffer Fosfat pH 6, 7 dan 8 ........ 37

5. Uji Mekanik (Uji Tarik atau Tensile Test) .............................................. 38

6. Karakterisasi dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR) ................... 38

7. Karakterisasi dengan Scanning Electron Microscopy (SEM) ................. 39

8. Karakterisasi dengan Thermo Gravimetric Analyzer (TGA) .................. 39

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. 40

A. Sintesis Polipaduan ......................................................................................40

B. Uji Degradasi Menggunakan Larutan 0,9% NaCl .......................................43

C. Uji Degradasi Menggunakan Larutan Buffer FosfatpH 6, 7 dan 8 ..............45

D. Uji Mekanik (Uji Tarik atau Tensile Test) ...................................................48

E. Karakterisasi dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR) ........................51

F. Karakterisasi dengan Thermo Gravimetric Analyzer (TGA) .......................53

G. Karakterisasi dengan Scanning Electron Microscopy (SEM) .....................56

H. Perbandingan Hasil Analisis dengan Standar Benang Bedah Komersil dan

SNI 16-3366-1994 .......................................................................................56

V. SIMPULAN DAN SARAN ....................................................................... 62

A. Simpulan .................................................................................................... 62

B. Saran ............................................................................................................ 63

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 68

LAMPIRAN ....................................................................................................... 69

1. Diagram Alir ................................................................................................ 70

2. Uji Degradasi ............................................................................................... 72

3. Data Uji Tarik atau Tensile Test .................................................................. 81

4. Data spektrum FTIR polimer PLA, PCL dan polipaduan ............................ 84

5. Data analisis TGA polimer PLA, PCL dan polipaduan ............................... 86

ii

Page 21: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

v

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Sifat Fisik dan Mekanik PLA ........................................................................ 17

2. Sifat fisik poli (ε-kaprolakton) (Lu dan Chen, 2004) ..................................... 20

3. Karakteristik film polimer PLA, PCL dan polipaduan .................................. 41

4. Data nilai tensile strength PLA, PCL dan polipaduan ................................... 48

5. Nilai termogram polimer PLA, PCL dan polipaduan .................................... 54

6. Data uji degradasi polimer PLA .................................................................... 72

7. Data uji degradasi polimer PCL ..................................................................... 73

8. Data uji degradasi polipaduan PLA/PCL (4:1) .............................................. 74

9. Data uji degradasi polipaduan PLA/PCL (1:1) .............................................. 75

10. Data uji degradasi polipaduan PLA/PCL (1:4) .............................................. 76

11. Data uji degradasi polipaduan PLA/PCL (4:1)/P ........................................... 77

12. Data uji degradasi polipaduan PLA/PCL (1:1)/P ........................................... 78

13. Data uji degradasi polipaduan PLA/PCL (1:4)/P ........................................... 79

14. Data nilai tensile strength polimer PLA dan PCL ......................................... 81

15. Data nilai tensile strength polipaduan PLA/PCL ........................................... 82

16. Data nilai tensile strength polipaduan PLA/PCL/P ....................................... 83

Page 22: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Klasifikasi benang operasi secara luas ........................................................... 7

2. Struktur Poli Asam Laktat ............................................................................. 16

3. Metode polimerisasi PLA (Averous, 2008) ................................................... 18

4. Struktur PCL .................................................................................................. 20

5. Struktur PVA ................................................................................................. 22

6. Mekanisme reaksi hidrolisis PLA (Wulan, 2011) .......................................... 25

7. Mekanisme reaksi hidrolisis PCL (Wulan, 2011) .......................................... 26

8. Kurva pengujian tarik .................................................................................... 27

9. Skema Peralatan SEM .................................................................................... 31

10. Alat TGA seri 7000 dengan Autosampler (Grege et al., 2009) ..................... 33

11. Interaksi kimia antara polimer PLA dan PCL (Yew et al., 2005) ................. 43

12. Grafik degradasi sampel dalam larutan NaCl 0,9% (a) PLA/PCL tanpa

penambahan pemlastis (b) PLA/PCL dengan penambahan pemlastis

PVA ................................................................................................................ 43

13. Grafik degradasi sampel dalam larutan buffer fosfat pH 6 (a) PLA/PCL

tanpa penambahan pemlastis (b) PLA/PCL dengan penambahan

pemlastis PVA ............................................................................................... 46

14. Grafik degradasi sampel dalam larutan buffer fosfat pH 7 (a) PLA/PCL

tanpa penambahan pemlastis (b) PLA/PCL dengan penambahan

pemlastis PVA ............................................................................................... 46

15. Grafik degradasi sampel dalam larutan buffer fosfat pH 6 (a) PLA/PCL

tanpa penambahan pemlastis (b) PLA/PCL dengan penambahan

Page 23: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

v

pemlastis PVA ............................................................................................... 47

16. Grafik nilai tensile strength polimer PLA, PCL dan polipaduan

(a) PLA/PCL tanpa penambahan pemlastis (b) PLA/PCL dengan

penambahan pemlastis PVA .......................................................................... 49

17. (a) Spektrum IR polimer PLA (b) Spektrum IR polimer PCL (c) Spektrum

IR polipaduan PLA/PCL (d) Spektrum IR PLA/PCL dengan penambahan

pemlastis PVA ............................................................................................... 51

18. (a) Kurva TGA polimer PLA (b) Kurva TGA polimer PCL (c) Kurva TGA

polipaduan PLA/PCL (d) Kurva TGA polipaduan PLA/PCL dengan

penambahan pemlastis PVA .......................................................................... 54

19. Mikrograf morfologi permukaan dalam film (a) polimer PLA (b) polimer

PCL (c) polipaduan PLA/PCL tanpa pemlastis (d) polipaduan PLA/PCL

dengan penambahan pemlastis PVA .............................................................. 57

20. Mikrograf morfologi permukaan samping film (a) polimer PLA (b) polimer

PCL (c) polipaduan PLA/PCL tanpa pemlastis (d) polipaduan PLA/PCL

dengan penambahan pemlastis PVA .............................................................. 58

21. Grafik degradasi benang poliglekapron dan polipaduan................................ 59

22. Grafik nilai force dan stroke polimer PLA dan PCL ..................................... 81

23. Grafik nilai force dan stroke polipaduan PLA/PCL....................................... 82

24. Grafik nilai force dan stroke polipaduan PLA/PCL/P ................................... 83

25. Spektrum FTIR polimer PLA ........................................................................ 84

26. Spektrum FTIR polimer PCL ......................................................................... 84

27. Spektrum FTIR polipaduan PLA/PCL ........................................................... 85

28. Spektrum FTIR polipaduan PLA/PCL/P ....................................................... 85

29. Termogram analisis TGA polimer PLA......................................................... 86

30. Termogram analisis TGA polimer PCL ......................................................... 86

31. Termogram analisis TGA polipaduan PLA/PCL ........................................... 87

32. Termogram analisis TGA polipaduan PLA/PCL/P ....................................... 87

Page 24: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Luka adalah rusaknya struktur dan fungsi anatomis kulit normal akibat proses

patalogis yang berasal dari internal dan eksternal serta mengenai organ tertentu

(Potter dan Perry, 2006). Salah satu cara yang paling umum untuk menutup dan

menyembuhkan luka yaitu dengan penjahitan dengan benang bedah operasi.

Beberapa kualitas benang bedah operasi yang perlu diperhatikan yaitu bahan-

bahan yang digunakan dalam penjahitan harus aseptik, tidak menyebabkan infeksi

sehingga mempercepat penyembuhan, mudah digunakan, ukuran yang sesuai

dengan penggunaan, memiliki efek yang minimal terhadap pembengkakan

jaringan dan dapat diterima jaringan secara optimal (Anjayani, 2009). Benang

operasi berdasarkan penyerapannya dibedakan mejadi dua yaitu benang yang

dapat diserap tubuh (absorbable suture) dan benang yang tidak dapat diserap

tubuh (non absorbable suture) (Modi, 2009).

Saat ini negara Indonesia masih mengimpor benang operasi dari luar negeri,

dikarenakan para peneliti yang ada di Indonesia masih kesulitan dalam

menemukan bahan baku pembuatan benang bedah operasi yang bersifat

absorbable (dapat diserap) oleh tubuh manusia (Adhitioso, 2012). Oleh karena

Page 25: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

2

itu, banyak penelitian dan penemuan baru untuk dapat membuat benang operasi

yang dapat diserap dan aman bagi tubuh. Benang operasi umumnya terbuat dari

bahan-bahan polimer baik alam maupun sintetik. Jenis benang yang dapat diserap

dari bahan alami diperoleh dari lapisan submukosa usus ternak yang terdiri dari

99% kolagen. Namun benang operasi jenis ini mudah terdegradasi dalam waktu

singkat sehingga kurang optimal untuk digunakan pada operasi luka dalam.

Untuk mengatasi masalah ini, banyak dilakukan penelitian mengenai polimer

sintetik biodegradabel yang aman bagi tubuh dan dapat terdegradasi sesuai waktu

penyembuhan luka tersebut.

Poli asam laktat atau poly lactic acid (PLA) merupakan suatu polimer

biodegradabel yang diperoleh dari polimerisasi asam laktat. Monomer asam laktat

diproduksi dari fermentasi pati yang diperoleh dari bahan baku yang 100% dapat

didaur ulang seperti jagung, gula, gandum, dan bahan-bahan yang memiliki pati

dalam jumlah banyak (Koesnandar, 2004). PLA bersifat biodegradabel karena

memiliki gugus ester dan beberapa gugus hidroksil pada ujung rantainya dan

bersifat biokompatibel yang artinya polimer ini dapat diterima dalam tubuh tanpa

menimbulkan efek berbahaya (Liu et al., 2004).

Karena sifatnya yang aman didalam tubuh dan sumber bahan baku yang dapat

diperbaharui, maka PLA sangat memungkinkan digunakan sebagai bahan baku

benang operasi yang efisien. Namun polimer ini memiliki kekurangan yaitu

sifatnya yang kaku atau rigid, rapuh dan nilai elongasi yang rendah. Oleh karena

itu, dalam beberapa penelitian dilakukan metode polipaduan untuk meningkatkan

sifat fisik dan mekanik PLA tersebut. Ljungberg dan Wesslen (2002), melakukan

Page 26: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

3

penambahan triasetin atau tributil sitrat untuk menurunkan nilai transisi gelas (Tg)

dan meningkatkan kristalinitas PLA. Nisa (2015), menambahkan poli etilen

glikol dan nanopartikel ZnO untuk meningkatkan sifat mekanik kemasan berbasis

PLA, hasil yang diperoleh pada penambahan PEG menurunkan nilai kuat tarik

dan hanya dapat diaplikasikan untuk mengemas pangan dengan kadar air rendah

(kering) dan berpotensi sebagai kemasan antimikroba. Teknik polipaduan aplikasi

PLA terus dikembangkan khususnya dalam dunia medis dengan

menggabungkannya dengan polimer lain, salah satu polimer yang berpotensi baik

dalam metode polipaduan PLA yaitu polimer Poly ε Caprolactone (PCL).

PCL adalah salah satu polimer sintetik yang dapat terbiodegradasi serta bersifat

biokompetibel dan mempunyai permeabilitas yang baik. PCL memiliki regangan

waktu putus yang lebih tinggi 3-5% dibandingkan dengan PLA, yang

mengakibatkan PLA lebih rapuh dibandingkan dengan PCL. Selain itu, PLA

memiliki permeabilitas yang kurang baik dibanding PCL, akan tetapi memiliki

waktu degradasi yang lebih cepat. Penelitian dalam aplikasi medis yang telah

dilakukan terhadap kedua polimer ini yaitu Kemala et al. (2010) melakukan

pembentukan nanoenkapsulasi ibuprofen tersalut polipaduan PLA dengan PCL

dan Rosida (2007) melakukan pencirian poliblend PLA dan PCL, serta Karfeny

(2011) melakukan degradasi in vitro mikrosfer polipaduan PLA dan PCL.

Berdasarkan sifat-sifat yang dimiliki oleh polimer PLA dan PCL, maka kedua

polimer ini memungkinkan digunakan sebagai bahan baku benang operasi yang

aman dan tidak berbahaya didalam tubuh. Selain itu, untuk mengurangi

kerapuhan, kekakuan dan meningkatkan fleksibilitas perlu ditambahkan pemlastis

Page 27: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

4

yang dapat memperbaiki kelemahan PLA salah satunya yaitu dengan penambahan

poli vinil alkohol (PVA). Oleh karena itu, dalam penelitian ini dilakukan uji

degradasi dengan menggunakan larutan infus NaCl 0,9% serta buffer fosfat untuk

mengetahui degradasi polipaduan PLA dan PCL dalam beberapa komposisi dan

uji mekanik yang dilakukan yaitu uji tarik (tensil test) menggunakan alat tipe

ASTM D882 untuk mengetahui kekuatan tarik dari polipaduan tersebut. Selain

itu, dilakukan karakterisasi menggunakan Fourier Transform Infra Red (FTIR)

untuk menganalisis gugus fungsi dan Scanning Electron Microscopy (SEM) untuk

mengetahui bentuk morfologi polipaduan PLA dan PCL tersebut serta dilakukan

analisis Thermo Gravimetric Analyzer (TGA) untuk mengukur perubahan jumlah

serta laju berat serta memprediksi stabilitas termalnya.

B. Tujuan Penelitian

Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dipaparkan diatas, penelitian ini

dilakukan dengan tujuan sebagai berikut :

1. Melakukan sintesis PLA/PCL dalam beberapa komposisi sebagai bahan baku

pembuatan benang operasi yang bersifat absorbable dan mengetahui

komposisi terbaik dari beberapa perbandingan yang dilakukan.

2. Mengetahui kekuatan tarik (tensile strength) dan degradasi polipaduan

PLA/PCL dan mengetahui pengaruh penambahan pemlastis PVA pada

polipaduan PLA/PCL.

3. Melakukan analisis karakterisasi polipaduan yang dihasilkan menggunakan

instrumen FTIR, SEM, dan TGA.

Page 28: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

5

C. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari penelitian ini adalah memberikan informasi tentang proses

sintesis, degradasi, uji mekanik dan karakterisasi polipaduan PLA dan PCL

sebagai bahan baku pembuatan benang operasi serta mengetahui pengaruh

penambahan pemlastis PVA pada polipaduan tersebut.

Page 29: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

6

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Benang Operasi

Benang operasi merupakan benda yang tertanam dalam jaringan tubuh selama

proses penyembuhan luka. Istilah benang operasi atau benang bedah telah dikenal

dan digunakan sejak 4000 tahun lalu. Catatan arkeologi dari Mesir Kuno

menunjukkan bahwa orang Mesir dahulu menggunakan kain linen dan urat daging

atau otot hewan untuk menutup luka (Abdessalem et al., 2009). Benang operasi

adalah biomaterial yang paling banyak digunakan untuk menutup luka dan

jaringan. Ada tiga hal yang perlu diperhatikan dalam menentukan dan memilih

jenis benang operasi yaitu susunan filamennya, jenis bahannya, dan kemampuan

tubuh untuk menyerapnya.

Umumnya bahan benang jahit harus memenuhi syarat-syarat ideal seperti dibawah

ini:

a. Memiliki tensile strength yang tinggi untuk menahan luka dengan baik

hingga proses penyembuhan selesai.

b. Tidak menyebabkan alergi atau menyebabkan inflamasi pada jaringan.

c. Memiliki daya simpul yang baik.

Page 30: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

7

d. Memiliki daya kapilaritas yang minimum sehingga bahan material jahitan

tidak menyerap banyak cairan jaringan yang sedang meradang disekitar luka

dan menyebabkan infeksi.

e. Mudah disterilisasi.

f. Murah dan sumber bahan baku dapat diperbaharui.

Klasifikasi Benang Operasi

Klasifikasi benang operasi secara luas ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Klasifikasi benang operasi secara luas (Chellamani et al., 2013).

1. Berdasarkan Susunan Filamen

Benang operasi berdasarkan proses pembuatannya dan susunan filamennya

dibedakan menjadi tiga kelompok yaitu benang monofilamen, multifilamen dan

pseudo-monofilamen (Desai, 2005).

Surgical sutures

Monofilament Multifilament / braid Pseudo monofilament

Absorbable Non absorbable Absorbable Non absorbable

Natural Natural Synthetic Synthetic Synthetic Synthetic

Polyester

Polyamide

Stainless steel

Silk

Linen

Cotton

Polyglycolic acid

(Dexon)

Polyglactin

910 (Vicryl)

Polyamide

(Ethilon)

Polypropyle

ne (Prolene)

Polybutester

(Novafil)

Polyester

Stainless

steel

Polydioxanone (PDS II)

Poly glyconate

(Maxon)

Poly

glecaprone 25 (Monocryl)

Poly glycolic

acid (Dexon)

Surgical Gut – Plain

& Chromic

Collagen –

Plain &

Chromic

Page 31: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

8

a) Monofilamen

Benang monofilamen atau benang dengan serat tunggal adalah jenis benang yang

memiliki permukaan halus dan hanya dapat dibuat dari bahan sintesis dengan

metode ekstrusi polimer. Sifat penting yang dimiliki benang monofilamen ini

adalah reaksi pada jaringan yang minimal, permukaannya yang halus dan

memiliki sifat antibakteri. Benang jenis ini juga mudah pengaplikasiannya pada

penempatan simpul didalam tubuh, namun memiliki kelemahan yaitu kekuatan

simpul yang lebih kecil sehingga simpul jahitan mudah terbuka dan fleksibilitas

yang rendah. Poliester, poliamida, polipropilena, dan polidioksanon banyak

digunakan sebagai benang monofilamen (Chellamani et al., 2012).

b) Multifilamen

Benang multifilamen atau benang serat banyak adalah jenis benang yang dibentuk

dari benang jenis monofilamen yang dipelintir membentuk braided seperti rambut

dikepang. Umumnya digunakan delapan sampai enam belas benang monofilamen

untuk membuat satu unit benang multifilamen. Benang multifilamen ini memiliki

kekuatan simpul yang lebih baik karena jalinan seratnya, serta fleksibel dan

mudah digunakan dibandingkan dengan benang monofilamen. Poliester,

poliamida dan sutra biasanya digunakan dalam pembuatan benang ini

(Chellamani et al., 2012).

c) Pseudo-monofilamen

Benang jenis pseudo-monofilamen adalah jenis benang yang terdiri dari beberapa

bahan yang dilapisi dengan ekstruksi bahan yang sama dengan intinya. Benang

ini memiliki tarikan jaringan yang rendah, simpul yang baik dan fleksibilitas yang

Page 32: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

9

cukup. Benang jenis ini memiliki kelemahan yang sama dengan benang jenis

monofilamen yaitu kekuatan simpul yang rendah (Chellamani et al., 2012).

2. Berdasarkan Jenis Bahan

Benang operasi berdasarkan jenis bahan dan kemampuan tubuh untuk

menyerapnya dibedakan mejadi dua yaitu benang yang dapat diserap tubuh

(absorbable sutures) dan benang yang tidak dapat diserap tubuh (non absorbable

sutures) (Modi, 2009).

a) Benang Dapat Diserap (Absorbable Sutures)

Benang yang dapat diserap adalah jenis benang yang dapat dicerna oleh enzim

atau dapat dihidrolisis oleh tubuh. Benang jenis absorbable dibedakan menjadi

dua yaitu alami dan sintetik. Jenis benang absorbable yang terbuat dari bahan

alami adalah catgut, collagen, cargille membrane, kangaroo tendon, dan fascia

lata. Jenis benang absorbable yang terbuat dari bahan sintetik polyglicolic acid

(dexon), polyglactic acid (vicryl), polydioxanone (PDS), dan polytrimethylene

carbonate (maxon) (Balaji, 2007).

Salah satu jenis benang yang dapat diserap dari bahan alami yaitu catgut. Catgut

merupakan benang operasi yang biasa digunakan dalam bidang medis yang

terbuat dari lapisan submukosa usus ternak yang terdiri dari 99% kolagen. Catgut

adalah jenis benang monofilamen yang dapat diserap oleh proses enzimatik.

Tingkat penyerapan tergantung pada ukuran benang tersebut, umumnya benang

ini hanya memiliki daya serap pengikat selama 7 – 19 hari dan akan diabsorbsi

secara sempurna dalam waktu 70 – 90 hari.

Page 33: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

10

Sedangkan contoh jenis benang yang dapat diserap tubuh dari bahan sintesis

yaitu:

1. Polidioksanon

Benang ini berbentuk monofilamen yang berasal dari polimer polidioksanon.

Benang ini dapat diserap dan dihidrolisis selama 180 – 190 hari, kehilangan 26%

kekuatan tarik setelah 14 hari implantasi, 42% setelah 28 hari dan 86% setelah 56

hari implantasi. Setelah 6 minggu implantasi benang jahitan ini masih memiliki

masa paruh kekuatan tarik. Polidioksanon memiliki keamanan simpul yang baik,

tarikan jaringan yang rendah dan reaksi tubuh terhadap benda asing minimal

sehingga tidak berbahaya bagi tubuh (Chellamani et al., 2013).

2. Poliglecarprone

Benang ini berbentuk monofilamen yang berasal dari kopolimer kaprolakton dan

glikolida. Benang ini dapat diserap dan dihidrolisis selama 90 sampai 120 hari,

kehilangan 50% kekuatan tarik setelah 7 hari implantasi, 75% setelah 14 hari, dan

100% setelah 21 hari. Benang poliglecarprone ini memiliki keamanan simpul

yang baik, reaksi jaringan yang minimal dan karakteristik penanganan yang baik

karena fleksibilitasnya yang tinggi. Benang jenis ini digunakan untuk jaringan

yang dapat sembuh dengan cepat karena kemampuan kehilangan kekuatan

tariknya yang cepat setelah implantasi (Chellamani et al., 2013).

3. Poli asam glikolat

Benang ini berbentuk multifilamen (braided sutures) yang berasal dari sintesis

asam glikolat. Benang ini dapat diserap dan dihidrolisis selama 100 sampai 120

Page 34: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

11

hari, kehilangan 33% kekuatan tariknya dalam waktu 7 hari implantasi dan 80%

dalam waktu 14 hari setelah implantasi (Chellamani et al., 2013).

4. Poliglactin 910

Benang ini berbentuk multifilamen (braided sutures) yang berasal dari kopolimer

asam glikolat dan asam laktat. Benang ini dapat diserap dan dihidrolisis selama

100 sampai 120 hari dan mampu mempertahankan kekuatan tariknya selama 14

sampai 21 hari implantasi. Poliglactin 910 lebih mudah digunakan dan reaksi

pada jaringan minimal. Kelebihan lain yaitu stabil pada lingkungan alkali serta

memiliki kekuatan tarik dan kekuatan simpul yang lebih tinggi

(Chellamani et al., 2013).

b) Benang Tidak Dapat Diserap (Non Absorbable Sutures)

Benang yang tidak dapat diserap adalah jenis benang yang tidak dapat dicerna

oleh enzim maupun dihidrolisis oleh tubuh (Modi, 2009). Benang jenis non

absorbable juga dibedakan menjadi dua yaitu alami dan sintetik. Benang non

absorbable yang terbuat dari bahan alami adalah silk, linen, dan cotton. Jenis

benang non absorbable yang terbuat dari bahan sintetik adalah nylon,

polypropylene, braided polyester, dan polybutester. Jenis benang non absorbable

yang paling sering digunakan dalam bidang kedokteran gigi adalah silk dengan

ukuran 4-0 dan 3-0. Benang silk terbuat dari pintalan filamen protein alami oleh

ulat sutra, mudah digunakan serta harganya relatif murah. Namun, benang jenis

ini harus segera dibuka pada minggu pertama setelah implantasi karena dapat

menyebabkan inflamasi dan infeksi akibat sifatnya yang mudah mengalami

Page 35: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

12

penumpukan akumulasi plak serta dapat menyebabkan bakteri masuk kedalam

luka.

B. Polimer

Polimer adalah makromolekul yang memiliki bobot molekul besar dan dibangun

dari pengulangan unit monomer. Kata polimer pertama kali digunakan oleh

kimiawan Swedia Berzelius pada tahun 1833. Polimer berasal dari bahasa yunani

yaitu poly, yang berarti banyak, dan mer, yang berarti bagian atau satuan. Ciri

utama suatu molekul polimer yaitu mempunyai rantai yang sangat panjang dan

memiliki massa molekul yang besar (Steven, 2001).

Polimer dapat diklasifikasikan berdasarkan beberapa kelompok, yaitu:

1. Berdasarkan pembentukan polimernya (polimerisasi)

a. Polimer Adisi

Polimer adisi merupakan suatu polimer yang terbentuk dari polimerisasi

adisi (poliadisi). Pembentukan polimer ini melibatkan reaksi pemutusan

ikatan rangkap dari monomer yang memiliki ikatan rangkap serta diikuti

oleh penambahan monomer ikatan rangkap. Contoh polimer ini adalah

polietilen, polipropilen dan poli vinil klorida.

b. Polimer Kondensasi

Polimer kondensasi merupakan suatu polimer yang terbentuk dari

polimerisasi kondensasi yang terjadi antara gugus fungsi dari monomer -

monomer yang sama atau monomer yang berbeda membentuk molekul

besar yang baru. Dalam polimerisasi kondensasi terkadang disertai

Page 36: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

13

dengan terbentuknya molekul kecil seperti H2O, NH3 atau HCl. Contoh

polimer ini adalah protein dari asam amino.

2. Berdasarkan Asalnya

a. Polimer Alam

Polimer alam adalah polimer yang dihasilkan dari proses metabolisme

mahluk hidup. Jumlah yang terbatas, kurang stabil dan sukar dibentuk

menyebabkan penggunaanya sangat terbatas. Contoh sederhana polimer

alam seperti, amilum dalam beras, jagung dan kentang, pati, selulosa

dalam kayu, protein dalam daging dan karet alam yang diperoleh dari

getah atau lateks pohon karet.

b. Polimer buatan (sintesis)

Polimer buatan dapat berupa polimer regenerasi dan polimer sintetis.

Polimer regenerasi adalah polimer alam yang dimodifikasi. Contohnya

rayon, yaitu serat sintetis yang dibuat dari molekul sederhana (monomer)

dalam pabrik atau polimer yang dibuat dari bahan baku kimia disebut

polimer sintetis seperti polietena, polipropilena, poli vinil klorida (PVC),

dan nilon.

3. Berdasarkan Fase

a. Polimer Kristalin

Polimer kristalin merupakan polimer dengan susunan antara rantai yang

satu dengan rantai yang lain teratur, disebabkan oleh adanya ikatan antar

rantai yang kuat.

Page 37: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

14

b. Polimer Amorf

Polimer amorf adalah polimer yang susunan rantainya acak dan kurang

kompak sebagai akibat tidak ada interaksi antarrantai yang cukup kuat dan

mempunyai transisi gelas.

4. Berdasarkan Sifat Termal

a. Polimer Termoplastik

Polimer termoplastik adalah polimer yang mempunyai sifat fleksibel dan

tidak tahan terhadap panas. Jika polimer jenis ini dipanaskan, maka akan

menjadi lunak dan didinginkan akan mengeras.

b. Polimer Termoset

Polimer termoset adalah polimer yang mempunyai sifat tahan terhadap

panas. Jika polimer ini dipanaskan, maka tidak dapat meleleh sehingga

tidak dapat dibentuk ulang kembali. Polimer termoset memiliki ikatan

silang yang mudah dibentuk pada waktu dipanaskan, hal ini membuat

polimer menjadi kaku dan keras.

5. Berdasarkan Komposisi Polimer

a. Homopolimer

Homopolimer merupakan polimer yang disusun oleh satu jenis monomer.

b. Heteropolimer

Heteropolimer merupakan polimer yang disusun oleh dua atau lebih

monomer.

Polimer dari bahan terbarukan (renewable material) menjadi objek penelitian

yang menarik perhatian selama dua dekade akhir ini. Terdapat dua alasan yang

Page 38: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

15

mendasari polimer tersebut menjadi objek riset, yaitu lingkungan dan realisasi

dari sumber bahan bakar fosil yang terbatas. Oleh karena itu, diharapkan polimer

dari bahan terbarukan adalah polimer biodegradabel yaitu polimer yang dapat

mengalami degradasi secara alami. Biodegradasi merupakan suatu peristiwa

terurainya senyawa menjadi senyawa-senyawa lain yang lebih sederhana yang

terjadi karena sebab-sebab alami, seperti proses fotodegradasi (degradasi yang

melibatkan cahaya dan kalor), degradasi kimiawi (hidrolisis), degradasi oleh

bakteri dan jamur, degradasi enzimatik, dan degradasi mekanik (disebabkan oleh

angin, abarasi), atau gabungan dari beberapa sebab (Khoerudin, 2013).

Polimer biodegradabel digunakan untuk aplikasi medis seperti implantasi jaringan

dan sebagai penyalur obat serta aplikasi dalam pertanian seperti jerami dan

agrokimia. Polimer biodegradabel dapat terhidrolisis karena mengandung gugus

fungsi yang peka terhadap hidrolisis enzimatik dan oksidasi, diantaranya gugus

hidroksil (-OH), gugus ester (–COO-) dan gugus karbonil (C=O). Poliester,

seperti poli kaprolakton, poli asam glikolat, dan poli asam laktat merupakan

contoh polimer ini.

C. Poli Asam Laktat

Poli asam laktat atau poly lactid acid (PLA) merupakan poliester termoplastik

linear yang mengandung ikatan ester dan diproduksi dari sumber yang dapat

diperbaharui. Ikatan ester pada polimer PLA menyebabkan PLA dapat

terhidrolisis baik melalui reaksi kimia maupun secara enzimatik (Pandey, 2004).

PLA termasuk kedalam golongan poliester alifatik yang dapat terdegradasi dan

Page 39: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

16

terurai didalam tanah karena terbuat dari bahan baku yang dapat didaur ulang

seperti jagung, gula, gandum, dan bahan-bahan yang memiliki pati dalam jumlah

banyak (Koesnandar, 2004).

Polimer PLA tersusun dari monomer asam laktat yang disatukan langsung dari

asam laktat maupun secara tidak langsung melalui pembentukkan laktida. PLA

dapat disintesis dari pembukaan cincin laktida dengan penambahan katalis seperti

PbO, SbF5, Sn(Oct)5 atau pemanasan pada suhu 140 °C. PLA bersifat

biodegradabel karena memiliki beberapa gugus hidroksil pada ujung rantainya

dan bersifat biokompatibel yang artinya polimer ini dapat diterima

dalam tubuh tanpa menimbulkan efek berbahaya. Struktur dan sifat – sifat PLA

ditunjukkan pada Gambar 2 dan Tabel 1 berikut:

Gambar 2. Struktur PLA (Liu et al., 2004).

Page 40: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

17

Tabel 1. Sifat fisik dan mekanik PLA

Sifat PLA Keterangan

Kerapatan

Titik leleh

Kristalinitas

Suhu peralihan kaca (Tg)

Kuat tarik

Regangan

Elongasi

Biodegradasi

Densitas

Permeabilitas air

Tegangan permukaan

1,25

130-215 oC

0-1%

61oC

49 MPa

9%

2,5%

100

1,25 g/cm3

172 g/me

50 mN.nm

(Averous, 2008; Lu dan Chen, 2004).

Menurut Averous (2008), sintesis PLA terdiri dari beberapa langkah mulai dari

produksi asam laktat sampai pada tahap polimerisasi. PLA dapat diproduksi

melalui tiga metode, yaitu:

1. Polikondensasi langsung (direct condensation-polymerization)

Asam laktat yang menghasilkan poli asam laktat dengan berat molekul rendah dan

rapuh sehingga sebagian besarnya tidak dapat digunakan kecuali jika ditambahkan

chain coupling agent untuk meningkatkan panjang rantai polimer.

2. Kondensasi dehidrasi azeotropik (Azeotropic dehydration condensation)

Asam laktat dengan menggunakan pelarut azeotropik, yang dapat menghasilkan

poli asam laktat dengan berat molekul mencapai 15.400 dan rendemen sebesar

89%.

Page 41: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

18

3. Polimerisasi pembukaan cincin (ring opening polymerization, ROP)

Polimerisasi pembukaan cincin dilakukan melalui tiga tahapan yaitu

polikondensasi asam laktat, depolimerisasi sehingga membentuk dimer siklik

(lactide), dan dilanjutkan dengan polimerisasi pembukaan cincin sehingga

diperoleh poli asam laktat dengan berat molekul tinggi. Polimerisasi pembukaan

cincin menghasilkan poli asam laktat dengan berat molekul 2x104 hingga 6.8 x

105. Metode ROP ini telah dipatenkan oleh Cargill (Amerika Serikat) pada tahun

1992.

Gambar 3. Metode polimerisasi PLA (Averous, 2008).

Menurut Botelho et al. ( 2004), kelebihan PLA dibandingkan dengan polimer

plastik yang terbuat dari minyak bumi yaitu:

1. Biodegradabel, artinya poli asam laktat dapat diuraikan secara alami di

lingkungan oleh mikroorganisme.

Page 42: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

19

2. Biokompatibel, artinya poli asam laktat pada kondisi normal dapat diterima

oleh sel atau jaringan biologi.

3. Dihasilkan dari bahan yang dapat diperbaharui (termasuk sisa industri) dan

bukan dari minyak bumi.

4. 100 % dapat di daur ulang melalui hidrolisis asam laktat dapat diperoleh dan

digunakan kembali untuk aplikasi yang berbeda atau bisa digabungkan untuk

menghasilkan produk lain.

5. Tidak menggunakan pelarut organik/bersifat racun dalam memproduksi poli

asam laktat.

6. Dapat dibakar sempurna dan menghasilkan gas CO2 dan air.

PLA dalam dekade terakhir telah banyak diaplikasikan dalam bidang kemasan,

medis dan tekstil. Dalam bentuk film dan bentuk foam, PLA digunakan untuk

pengemas daging, produk susu, atau roti. Selain itu juga, PLA digunakan dalam

bentuk botol dan cangkir sekali pakai untuk kemasan air, susu, jus dan minuman

lainnya. Meskipun PLA memiliki beberapa kelebihan, namun polimer ini dalam

beberapa aplikasi membutuhkan perbaikan karena sifat rigid dan rapuh yang

dimilikinya. Selain itu, PLA memiliki nilai elongasi yang sangat rendah yaitu

dibawah 10% (Rasal dan Hirt, 2008). Oleh karena itu, PLA dalam aplikasinya

banyak dipadukan dengan polimer lain untuk memperbaiki sifat fisik dan

mekaniknya.

Page 43: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

20

D. Poli (ε- Kaprolakton) (PCL)

Poli (ε-kaprolakton) adalah salah satu polimer sintetik yang dapat terbiodegradasi

serta bersifat biokompetibel dan mempunyai permeabilitas yang baik. PCL

merupakan polimer semikristalin bersifat termoplastik yang dapat disintesis dari

turunan minyak mentah melalui proses polimerisasi pembukaan cincin

kaprolakton rendah (Flieger et al., 2003).

Polimer ini memiliki sifat tahan terhadap air, minyak, pelarut, dan klor. Perkiraan

waktu degradasi dari PCL adalah lebih dari 24 bulan (Gunatillake dan Adhikari,

2003). PCL yang digunakan memiliki Mn = 42500 dan Mw = 65000. Struktur dan

sifat – sifat PCL ditunjukkan pada Gambar 4 dan Tabel 2.

Gambar 4. Struktur PCL.

Tabel 2. Sifat fisik poli (ε-kaprolakton)

Sifat PCL Keterangan

Suhu transisi kaca - 60oC

Titik leleh 60 oC

Elongasi 800-1000%

Densitas 1,145 g/cm3

(Lu dan Chen, 2004).

Page 44: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

21

E. Pemlastis

Bahan pemlastis (plasticizer) adalah suatu bahan organik dengan berat molekul

rendah yang ditambahkan dengan maksud memperlemah kekakuan dari polimer,

meningkatkan fleksibilitas dan ekstensibilitas polimer. Bahan pemlastis larut

dalam tiap-tiap rantai polimer sehingga akan mempermudah gerakan molekul

polimer dan bekerja menurunkan suhu transisi gelas, suhu kristalisasi atau suhu

pelelehan dari polimer (Wypych, 2004).

Mekanisme kerja pemlastis pada resin adalah memisahkan rantai melalui

pemutusan ikatan yaitu ikatan hidrogen dan ikatan van der waals atau ikatan ion,

yang menyebabkan rantai polimer bersatu dan melapisi tenaga di tengahnya

melalui pembentukan ikatan polimer-pemlastis. Beberapa jenis pemlastis yang

dapat digunakan adalah gliserol, poli vinil alkohol, sorbitol, asam laurat, asam

oktanoat, poli etilen glikol dan trietilen glikol.

Hasil kompatibilitas yang baik menunjukkan campuran pemlastis dan polimer

yang stabil dan homogen, yang ditentukan oleh interaksi molekul polimer–

pemlastis, bahan aditif, tekanan, suhu, kelembaban dan cahaya. Kompatibilitas

campuran dapat ditentukan melalui panas reaksi campuran, transisi gelas,

morfologi, sifat mekanikal dinamis secara viskometrik (Chattopadhyay, 2000).

Page 45: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

22

F. Poli Vinil Alkohol (PVA)

PVA adalah polimer sintetik yang diproduksi oleh hidrolisis dari polivinil asetat.

PVA bersifat nontoksik dan larut dalam air sehingga banyak digunakan diberbagai

bidang, antara lain bidang medis dan farmasi seperti tablet salut, tetes mata,

biofermentasi dan topikal (Theresia, 2011). PVA berwarna putih, bentuk seperti

serbuk, memiliki berat molekul 85.000–146.000, mempunyai temperatur transisi

gelas (Tg) sebesar 85 oC dan temperatur leleh (Tm) sebesar 228 – 256. PVA

memiliki film yang sangat baik membentuk, pengemulsi dan sifat perekat, tahan

terhadap minyak, lemak dan pelarut, tidak berbau dan tidak beracun, memiliki

kekuatan tarik yang tinggi dan fleksibilitas, serta oksigen yang tinggi dan sifat

aromanya penghalang. PVA merupakan polimer biodegradabel dan cepat larut

(Shalumon, 2010). Struktur PVA dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5. Struktur PVA.

Poli vinil alkohol ini memiliki beberapa singkatan yang umum dipakai yaitu,

PVOH, PVA, dan PVAL. Sintesis poli vinil alkohol yang secara komersial

melalui hidrolisis. PVA tidak bisa dibuat secara langsung karena vinil alkohol

merupakan bentuk enol yang tidak stabil dari asetildehida. Poli vinil alkohol

dihasilkan melalui hidrolisis dari polivinil asetat dengan menggunakan metanol.

Page 46: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

23

Sifat mekanik dari PVA merupakan sifat yang menarik terutama dalam preparasi

hidrogel. PVA memiliki struktur kimia yang sederhana dengan gugus hidroksil

yang tidak beraturan. Monomernya, yaitu vinil alkohol tidak berada dalam bentuk

stabil, tetapi berada dalam keadaaan tautomer dengan asetaldehida (Perwitasari,

2012). PVA dagang biasanya merupakan campuran dari beberapa tipe

stereoregular yang berbeda (isotaktik, ataktik dan sindiotaktik). Mutu PVA

dagang yang baik ditentukan oleh derajat hidrolisisnya. Derajat hidrolisis

berpengaruh terhadap kelarutan PVA dalam air, semakin tinggi derajat

hidrolisisnya maka kelarutannya akan semakin rendah. PVA dengan derajat

hidrolisis 98,5% atau lebih dapat dilarutkan dalam air pada suhu 70oC. Dalam

pembuatan hidrogel kitosan – PVA, PVA dilarutkan daam larutan kitosan pada

suhu 80oC selama lima menit (Perwitasari, 2012).

G. Degradasi

Degradasi adalah peristiwa terurainya suatu senyawa menjadi lebih sederhana

karena sebab-sebab alami (Latief, 2011), seperti fotodegradasi (degradasi yang

melibatkan cahaya), degradasi kimiawi (hidrolisis), degradasi ezimatik, dan

degradasi mekanik (angin, abrasi). Degradasi dapat terjadi melalui empat tahap,

yaitu penyerapan air, pengurangan kekuatan mekaniknya (modulus dan kekuatan),

pengurangan massa molar, dan kehilangan bobot. Pada degradasi polimer terjadi

perpendekan rantai polimer melalui pemutusan ikatan antar monomer.

Degradasi kimiawi sangat berperan penting dalam proses degradasi polimer

biodegradabel (biopolimer). Dengan adanya gugus fungsi yang mudah

Page 47: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

24

terhidrolisis dalam rantai polimer, polimer menjadi tidak stabil dalam lingkungan

berair, sehingga dapat terhidrolisis menjadi oligomer maupun monomer

penyusunnya. Faktor-faktor yang mempengaruhi biodegradabilitas suatu polimer

antara lain yaitu panjangan rantai molekul polimer, kompleksitas struktur polimer,

kristalinitas dan hidrofilitas polimer.

Metode kuantitatif paling sederhana yang dilakukan untuk mengkarakterisasi

terjadinya biodegradasi suatu polimer adalah dengan menentukan kehilangan

berat material polimer. Kehilangan berat dapat ditentukan dengan cara

menimbang massa polimer sebelum dan setelah proses biodegradasi selama

selang waktu tertentu.

Polimer golongan poliester seperti poli asam laktat dan poli (ε-kaprolakton)

mengalami degradasi dengan adanya pemutusan ikatan ester antar monomernya

melalui proses hidrolisis. Menurut Goffrich (1997), degradasi dimulai dengan

difusi air kedalam polimer yang diikuti dengan terjadinya swelling. Proses

degradasi suatu poliester dalam lingkungan berair terjadi melalui pemutusan

ikatan pada sambungan ester dari tulang punggung polimer. Serangan molekul

H2O pada rantai poliester menyebabkan terputusnya ikatan ester menghasilkan

polimer-polimer dengan bobot molekul yang lebih rendah daripada bobot molekul

awal. Polimer-polimer ini selanjutnya mengalami pemutusan ikatan

menghasilkan monomer-monomer yang larut dalam air dan menyebabkan polimer

tersebut kehilangan beratnya (Calabia, 2010). Poli asam laktat dan poli (ε-kapro

lakton) mengalami degradasi lebih cepat dalam kondisi basa daripada kondisi

asam (Jung et al., 2006).

Page 48: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

25

Mekanisme reaksi hidrolisis ikatan ester yang dimungkinkan terjadi pada proses

degradasi poli asam laktat dan poli (ε-kaprolakton) dapat dilihat pada Gambar 6

dan Gambar 7. Reaksi diawali dengan penyerangan pada atom C karbonil oleh

ion OH-.

Gambar 6. Mekanisme reaksi hidrolisis PLA (Wulan, 2011).

Page 49: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

26

Gambar 7. Mekanisme reaksi hidrolisis PCL (Wulan, 2011).

H. Uji Tarik (Tensile Test)

Pengujian tarik adalah suatu pengukuran terhadap bahan untuk mengetahui

keuletan dan ketangguhan suatu bahan terhadap tegangan tertentu serta

pertambahan panjang yang dialami oleh bahan tersebut. Beban yang diperlukan

untuk menghasilkan regangan tersebut, ditentukan dari defleksi suatu balok atau

proving ring, yang diukur dengan menggunakan metode hidrolik, optik atau

elektro mekanik (Syukur, 2012).

Page 50: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

27

Gambar 8. Kurva pengujian tarik.

Uji tarik atau tensile test dilakukan dengan pemberian gaya tarik secara terus-

menerus, sehingga bahan (perpanjangannya) terus meningkat dan teratur sampai

putus, dengan tujuan menentukan nilai tarik. Untuk mengetahui kekuatan tarik

suatu bahan dalam pembebanan tarik, garis gaya harus berhimpit dengan garis

sumbu bahan sehingga pembebanan terjadi beban tarik lurus. Tetapi jika gaya

tarik sudut terhimpit maka yang terjadi adalah gaya lentur. Hasil uji tarik tersebut

mencatat fenomena hubungan antara tegangan–regangan yang terjadi selama

proses uji tarik dilakukan. Mesin uji tarik terdiri dari beberapa bagian pendukung

utama, diantaranya kerangka, mekanisme pencekam spesimen, sistem penarik dan

mekanik, serta sistem pengukur.

Pada uji tarik benda uji diberi beban gaya tarik sesumbu yang bertambah secara

terus menerus, bersamaan dengan itu dilakukan pengamatan mengenai

perpanjangan yang dialami benda uji. Sifat–sifat mekanik material

dikuantifikasikan salah satunya dengan kuat tarik dapat diperoleh dengan

pengujian tarik. Pada pengujian tarik uniaksial atau uji satu arah, benda uji diberi

beban atau gaya tarik pada sutu arah dan gaya yang diberikan bertambah besar

Page 51: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

28

secara kontinu. Pada saat bersamaan benda uji akan bertambah panjang dengan

bertambahnya gaya yang diberikan. Umumnya kekuatan tarik polimer lebih

rendah dari baja 70 kgf/mm2. Hasil pengujian adalah grafik beban versus

perpanjangan (elongasi) (Nasrullah, 2014). Kekuatan tarik menunjukkan ukuran

ketahanan sampel yaitu regangan maksimal yang dapat diterima sampel,

sedangkan persen pemanjangan menunjukkan perubahan panjang maksimum

yang dialami sampel pada saat uji kuat tarik yaitu pada saat sampel sobek

(Apriyanto, 2007).

Tegangan ( ) :

dengan :

= Tegangan (MPa)

F = Gaya yang diberikan (N)

A = Luas penampang (m2)

Dalam pengkajian tentang benang operasi, tensile strength didefinisikan sebagai

beban yang diberikan per unit area dan dinyatakan dalam psi atau kg/cm2 atau

kekuatan yang dibutuhkan untuk memutuskan jahitan yang dinyatakan dengan lb

atau kg. Semakin kuat tensile strength suatu benang, semakin besar pula daya dan

kekuatan benang bedah operasi dalam merapatkan luka. Benang dengan kekuatan

tarik yang tinggi dipakai untuk menahan luka didaerah yang memiliki beban

tinggi, misalnya abdomen atau ekstremitas.

Page 52: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

29

I. Fourier Transform Infra Red (FTIR)

Fourier Transform Infra Red (FTIR) merupakan suatu metode spektroskopi yang

digunakan untuk menganalisa gugus fungsi suatu senyawa kimia. Spektroskopi IR

dapat mengidentifikasi kandungan gugus kompleks dalam senyawa tetapi tidak

dapat menentukan molekular unsur penyusunnya. Pada spektroskopi IR, radiasi

IR dilewatkan pada sampel, sebagian dari radiasi IR diserap oleh sampel dan

sebagian lainnya diteruskan. Jika frekuensi dari suatu vibrasi spesifik sama dari

frekuensi radiasi IR yang langsung menuju molekul, molekul akan menyerap

radiasi tersebut. Spektrum yang dihasilkan menggambarkan absorpsi dan

transmisi molekular, membentuk sidik jari molekular suatu sampel. Karena

bersifat sidik jari, tidak ada dua struktur molekuler unik yang menghasilkan

spektrum IR yang sama (Kencana, 2009).

Sistem optik spektrofotometer FTIR dilengkapi dengan cermin yang bergerak

tegak lurus dan cermin diam. Dengan demikian radiasi IR akan menimbulkan

perbedaan jarak yang ditempuh menuju cermin yang bergerak dan jarak cermin

yang diam. Perbedaan jarak tempuh radiasi tersebut selanjutnya disebut sebagai

retardasi (δ). Hubungan antara intensitas radiasi IR yang diterima detektor

terhadap retardasi disebut sebagai interferogram, sedangkan sistem optik dari

Spektrofotometer IR yang didasarkan atas bekerjanya interferometer disebut

sebagai sistem optik.

Menurut Dachriyanus (2004), FTIR pada umumnya digunakan untuk:

1) Menentukan gugus fungsi suatu senyawa organik.

Page 53: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

30

2) Mengetahui informasi struktur suatu senyawa organik dengan

membandingkan daerah sidik jarinya.

Pada analisis PLA menggunakan spektrofotometri IR yang telah dilakukan oleh

Septiana (2017), gugus karbonil (C=O) PLA ditunjukkan pada bilangan

gelombang 1757,15 cm-1

, –CH3 ulur ditunjukkan pada bilangan gelombang

1458,18 cm-1

, C=O tekuk ditunjukkan pada bilangan gelombang 1215,15 cm-1

,

C–O ulur ditunjukkan pada bilangan gelombang 1186,22 cm-1

, O–H tekuk dan

ulur ditunjukkan pada bilangan gelombang 1043,49 cm-1

dan 3506,59 cm-1

, C–H

ulur ditunjukkan pada bilangan gelombang 2949,16 cm-1

, serta C–C ulur

ditunjukkan pada bilangan gelombang 920,05 cm-1

.

Hasil tersebut juga sesuai dengan spektrum PLA standar yang telah dilakukan

oleh Lukmana (2007), yaitu adanya pola spektrum gugus karboksil (–OH) pada

bilangan gelombang 3490,9 cm-1

, vibrasi ulur C–H pada bilangan gelombang

2993,3 cm-1

dan 2943,2 cm-1

, gugus karbonil (C=O) pada bilangan gelombang

1751,2 cm-1

, vibrasi tekuk C–H pada bilangan gelombang 1454,2 cm-1

dan C–O

tekuk pada bilangan gelombang 1269 cm-1

.

Sedangkan analisis polimer PCL diperoleh puncak spektrum IR yang

menunjukkan uluran C–H (–CH2–) pada bilangan gelombang 2840-3000 cm-1

,

O–H karboksil pada bilangan gelombang 3330-3500 cm-1

, gugus karbonil C=O

pada bilangan gelombang 1540-1820 cm-1

serta C–O ester pada bilangan

gelombang 1000-1300 cm-1

(Shriner et al., 2004).

Page 54: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

31

J. Scanning Electron Microscopy (SEM)

SEM adalah suatu instrumen penghasil berkas elektron pada permukaan spesimen

target dan mengumpulkan serta menampilkan sinyal-sinyal yang diberikan oleh

material target. Suatu berkas elektron dilewatkan sepanjang spesimen sehingga

terjadi interaksi antara berkas elektron dengan spesimen menghasilkan beberapa

fenomena berupa pemantulan elektron berenergi tinggi, pembentukan elektron

sekunder berenergi rendah, penyerapan elektron, pembentukan sinar X atau

pembentukan sinar tampak. Pada prinsipnya SEM terdiri dari kolom elektron,

ruang sampel,dan sistem vakum. Prinsip analisis menggunakan SEM adalah

dengan sinyal elektron sekunder dapat dilihat pada skema Gambar 9 berikut:

Gambar 9. Skema Peralatan SEM.

Teknik SEM pada dasarnya merupakan pemeriksaan dan analisis permukaan.

Data yang diperoleh merupakan data dari permukaan atau lapisan topografi

dengan segala tonjolan, lekukan dan lubang pada permukaan. Gambar topografi

diperoleh dengan penangkap elektron sekunder yang dipancarkan oleh spesimen.

Page 55: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

32

Sampel yang akan dianalisis dengan menggunakan teknik ini harus mempunyai

permukaan dengan konduktivitas yang tinggi. Jika sampel mempunyai

konduktivitas yang rendah maka bahan perlu dilapisi dengan bahan konduktor

(bahan pengantar) yang tipis. Bahan yang biasa digunakan adalah perak, emas

atau campuran emas dan palladium. Berkas elektron diarahkan pada suatu

permukaan spesimen yang telah dilapisi oleh suatu film konduktor. Interaksi

berkas elektron dengan spesimen akan menghasilkan pola difraksi elektron yang

dapat memberikan informasi mengenai kristalografi, jenis unsur serta

distribusinya dan morfologi dari permukaan bahan (Wu et al., 2007).

K. Analisis Thermo Gravimetric Analyzer (TGA)

Analisis TGA merupakan analisis yang digunakan untuk menentukan stabilitas

termal suatu material dan mengukur perubahan jumlah serta laju dalam berat

materi yang dihubungkan dengan temperatur. Teknik ini dapat mengkarakterisasi

material yang menunjukkan pengurangan atau penambahan berat akibat

dekomposisi, oksidasi atau dehidrasi (Kadine, 2010). Ketika sampel dipanaskan

pada atmosfer inert, terjadi dekomposisi kimia dari material organik dengan

pemanasan tanpa oksigen atau reagen, proses ini disebut dengan pirolisis

(Patraini, 2014).

TGA biasanya digunakan untuk pengujian karakteristik material seperti polimer,

untuk menentukan penurunan temperatur, kandungan material yang diserap,

komponen anorganik dan organik di dalam material, dekomposisi bahan yang

mudah meledak, dan residu bahan pelarut. TGA juga sering digunakan untuk

Page 56: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

33

kinetika korosi pada oksidasi temperatur tinggi. Bentuk termogram menunjukkan

dekomposisi material yang disebabkan oleh kehilangan air, unsur volatil dan

karbon secara berurutan. Bentuk alat TGA disajikan pada Gambar 10.

Gambar 10. Alat TGA seri 7000 dengan Autosampler (Grege et al., 2009).

Page 57: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

34

III. METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat

Penelitian ini telah dilakukan pada bulan April 2018 sampai dengan bulan

Agustus 2018 di Laboratorium Kimia Organik Jurusan Kimia Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung, hot-press serta uji

tarik (tensile test) dilakukan di Laboratorium Biomaterial Lembaga Ilmu

Pengetahuan Indonesia (LIPI) Bogor. Analisis FTIR (Fourier Transform Infra

Red), analisis SEM (Scanning Electron Microscope) serta analisis TGA (Thermo

Gravimetric Analyzer) dilakukan di Unit Pelaksana Teknis Laboratorium Terpadu

dan Sentra Inovasi Teknologi (UPT LTSIT) Universitas Lampung.

B. Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain, erlenmeyer, gelas

beaker, labu ukur, gelas ukur, pipet tetes, spatula, oven, botol kaca, pengaduk

magnetik, magnetic stirer, cetakan kaca, stopwatch, neraca analitik, alat hot-press

(Yasuda Electric Heating System Mini Test Press), alat uji mekanik (UTM

Shimadzu AG-IS 50Kn), Spectrofotometri FTIR Varian Seri Scimitar 2000, SEM

EVO® MA 10, dan TGA/DTA (SII TG/DTA 7300). Sedangkan bahan-bahan

Page 58: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

35

yang digunakan antara lain, poli asam laktat, poli (ε-kaprolakton), kloroform, poli

vinil alkohol, larutan 0,9% NaCl, NaH2PO4, Na2HPO4 dan akuades.

C. Prosedur Penelitian

1. Sintesis Polipaduan

a. Tanpa Pemlastis

Metode sintesis polipaduan atau blending PLA dan PCL yang dilakukan

didasarkan pada metode Broz et.al (2003) dan Rosida (2007) ) yang dilakukan

secara mekanik menggunakan alat magnetic stirrer dengan kecepatan putaran

konstan dengan beberapa perbandingan komposisi. Sintesis polipaduan PLA dan

PCL dilakukan dengan cara melarutkan masing-masing polimer kedalam 175mL

kloroform dan diaduk dengan magnetic stirrer selama 2 jam. Dengan

perbandingan komposisi PLA dan PCL 1:1 (w/w). Kemudian kedua larutan

polimer tersebut dipadukan dan diaduk kembali dengan magnetic stirrer selama 3

jam. Selanjutnya hasil polipaduan terseb ut dicetak dan dikeringudarakan selama

24 jam hingga sampel terbebas dari pelarut. Perlakuan yang sama juga dilakukan

pada polipaduan PLA dan PCL dengan perbandingan komposisi 4:1 dan 1:4 serta

sebagai pembanding digunakan juga PLA dan PCL murni.

b. Dengan Pemlastis

Polimer PLA dan PCL masing-masing dilarutkan kedalam 175mL kloroform dan

diaduk dengan magnetic stirrer selama 2 jam. Dengan perbandingan komposisi

Page 59: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

36

PLA dan PCL 1:1 (w/w). Kedua polimer yang telah dilarutkan tersebut kemudian

dipadukan dan ditambahkan pemlastis PVA 1,5% dari berat total polimer lalu

diaduk kembali selama 3 jam dengan putaran konstan. Selanjutnya hasil

polipaduan tersebut dicetak dan dikeringudarakan selama 24 jam hingga sampel

terbebas dari pelarut. Perlakuan yang sama juga dilakukan pada polipaduan PLA

dan PCL dengan perbandingan komposisi 4:1 dan 1:4 dengan penambahan

pemlastis PVA 1,5%.

2. Pembentukan Film Polimer dengan Alat Hot-press

Sampel polipaduan yang telah kering kemudian dipotong hingga membentuk

potongan-potongan kecil, lalu masing-masing sampel ditimbang sebanyak 18

gram kemudian diletakkan pada plat yang berukuran 15cm x 12cm dengan alas

teflon dan plastik OHP. Selanjutnya sampel dimasukkan pada alat hot-press dan

ditekan dengan tekanan 5 atm selama 12 menit dengan suhu yang disesuaikan

dengan titik leleh polipaduan PLA dan PCL yaitu 170oC. Film polimer dan

polipaduan yang dihasilkan pada ketebalan 0,5mm dan 1mm yang selanjutkan

dilakukan uji degradasi dan uji mekanik yaitu uji tarik (tensile test).

3. Uji Degradasi Menggunakan Larutan NaCl 0,9%

Uji degradasi dilakukan untuk mengetahui degradasi polipaduan PLA dan PCL,

digunakan larutan 0,9% NaCl karena larutan ini mempunyai sifat yang sama

dengan cairan tubuh, sehingga dapat diasumsikan sebagai media degradasi

polipaduan sebagai bahan baku benang operasi ketika diimplantasi di dalam

Page 60: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

37

tubuh. Uji dilakukan dengan cara menyiapkan sampel film polipaduan hasil

hot-press berukuran 6mm x 6mm dengan ketebalan 0,5mm. Kemudian film

polipaduan tersebut ditimbang dengan berat yang sama hingga konstan lalu

dimasukkan kedalam botol kaca bening yang berisi 20 mL larutan NaCl 0,9% dan

direndam selama 1, 7, 14, 21, dan 28 hari. Setiap interval waktu 1, 7, 14, 21, dan

28 hari sampel diangkat, dicuci dengan akuades, dikeringkan dan ditimbang berat

akhir sampel untuk mengetahui berat sampel yang terdegradasi.

Dihitung % kehilangan berat dengan cara berikut :

% Berat terdegradasi =

4. Uji Degradasi Menggunakan Larutan Buffer Fosfat pH 6, 7 dan 8

Uji degradasi menggunakan larutan buffer fosfat dilakukan untuk mengetahui

degradasi polipaduan PLA dan PCL dalam kondisi pH yang berbeda. Uji

dilakukan dengan cara menyiapkan sampel film polipaduan hasil hot-press

berukuran 6mm x 6mm dengan ketebalan 0,5mm. Kemudian film polipaduan

tersebut ditimbang dengan berat yang sama hingga konstan lalu dimasukkan

kedalam botol kaca bening yang berisi 20 mL larutan buffer fosfat pH 6, 7, 8

yang telah disiapkan dari larutan stok A (NaH2PO4 dalam 1L akuades) dan larutan

stok B (Na2HPO4 dalam 1L akuades) dan direndam selama 1, 7, 14, 21, dan 28

hari. Setiap interval waktu 1, 7, 14, 21, dan 28 hari sampel diangkat, dicuci

dengan akuades, dikeringkan dan ditimbang berat akhir sampel untuk mengetahui

berat sampel yang terdegradasi.

Berat awal – Berat akhir

Berat awal x 100%

Page 61: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

38

Dihitung % kehilangan berat dengan cara berikut :

% berat terdegradasi =

5. Uji Mekanik (Uji Tarik atau Tensile Test)

Uji tarik atau tensile test dilakukan untuk mengetahui kekuatan tarik (tensile

strength) sampel polipaduan PLA dan PCL sebagai salah satu persyaratan yang

diperlukan untuk bahan baku benang operasi. Sampel hasil hot-press dengan

panjang 8cm, lebar 1cm dan ketebalan 1mm disiapkan sesuai dengan ukuran tipe

sampel polimer pada alat UTM Shimadzu AG-IS 50Kn lalu dimasukkan kedalam

alat dan ditarik semaksimal mungkin hingga melewati batas elastis sampai

akhirnya sampel putus dan diperoleh nilai force dan stroke yang menunjukkan

kekuatan tarik (tensile strength) sampel tersebut.

6. Karakterisasi dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR)

Analisis karakterisasi menggunakan FTIR dilakukan dengan cara menimbang 0,2

mg sampel kemudian dicampurkan dengan 2 mg KBr dan dibentuk menjadi pellet.

Pellet dari sampel kemudian dimasukkan ke instrumen FTIR dengan ƛ 4000 –

400 cm-1

dan hasil akhir diperoleh puncak-puncak serapan pada spektrum FTIR

sampel tersebut.

Berat awal – Berat akhir

Berat awal x 100%

Page 62: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

39

7. Karakterisasi dengan Scanning Electron Microscopy (SEM)

Analisis karakterisasi menggunakan SEM dilakukan menggunakan secondary

electron. Metode ini yaitu pembentukan gambar dihasilkan dari elektron yang

telah bertumbukan dengan spesimen yang sebelumnya sampel dilapisi dengan

emas 99% selama 3 menit dengan arus 230 A.

8. Karakterisasi dengan Thermo Gravimetric Analyzer (TGA)

Analisis karakterisasi menggunakan TGA dilakukan dengan cara sampel

ditimbang sekitar 3-6 mg dan dimasukkan ke dalam thermocouple yang terbuat

dari alumunium. Thermocouple yang berisi sampel dan material referensi

kemudian ditempatkan dalam furnace. Analisis dilakukan pada suhu 30-600 oC

dengan pengaturan kenaikan suhu sebesar 10 oC/menit. Hasil yang diperoleh

ditampilkan dalam bentuk kurva.

Page 63: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

62

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Dari penelitian yang telah dilakukan, maka diperoleh simpulan sebagai berikut:

1. Telah dilakukan sintesis polipaduan PLA dan PCL dalam beberapa variasi

komposisi. Perbandingan komposisi terbaik yaitu PLA/PCL 4:1 berdasarkan

hasil uji degradasi dan uji mekanik yang dilakukan.

2. Hasil uji degradasi dalam larutan NaCl 0,9% polipaduan PLA/ PCL 4:1

memiliki presentase degradasi sebesar 2,39 % dan polipaduan PLA/PCL 4:1

dengan penambahan pemlastis PVA memiliki persentase degradasi sebesar

3,47% selama 28 hari perendaman. Uji degradasi pada variasi pH masing-

masing sampel memiliki persentase degradasi yang lebih tinggi pada pH 8

dibandingkan dengan variasi pH lainnya.

3. Uji mekanik polipaduan PLA/PCL pada perbandingan 4:1 memiliki nilai

tensile strength tertinggi yaitu sebesar 17,99 N/mm2 dan PLA/PCL pada

perbandingan 4:1 dengan penambahan pemlastis PVA memiliki nilai tensile

strength sebesar 14,63 N/mm2, namun hasil ini belum memenuhi standar

benang operasi komersil menurut SNI 16-3366-1994.

Page 64: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

63

4. Penambahan pemlastis PVA pada polipaduan PLA dan PCL meningkatkan

persentase degradasi namun menurunkan nilai tensile strength polipaduan

yang dihasilkan.

5. Dari hasil analisis FTIR polipaduan PLA/PCL memiliki karakteristik puncak

serapan yang hampir sama dengan polimer PLA dan PCL, namun terjadi

pergeseran bilangan gelombang pada gugus fungsi hidroksi 3623,0-3742,2

cm-1

serta gugus karbonil pada bilangan gelombang 1722-1744 cm-1

menunjukkan bahwa telah terjadi ikatan hidrogen antara PLA dan PCL.

6. Hasil SEM menunjukkan polipaduan morfologi PLA/PCL memiliki

permukaan serat yang lebih merata dan teratur, sedangkan polipaduan

PLA/PCL dengan penambahan pemlastis PVA memiliki morfologi yang tidak

teratur dan permukaan cenderung berongga dan kurang merata.

7. Hasil TGA pada polimer PCL memiliki stabilitas termal yang lebih tinggi

dibandingkan dengan polimer PLA, sedangkan polipaduan PLA/PCL dengan

dan tanpa penambahan pemlastis PVA memiliki stabilitas termal yang lebih

rendah.

B. Saran

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, perlu dilakukan penambahan

waktu dan kecepatan pengadukan dan penambahan bahan lain untuk

meningkatkan tensile strength, homogenitas serta stabilitas termal polipaduan

PLA/PCL sebagai bahan baku benang operasi. Selain itu, perlu dikembangkan

penelitian lebih lanjut tentang aplikasi PLA dan PCL dalam dunia medis.

Page 65: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

64

DAFTAR PUSTAKA

Abdessalem, F. Debbai, H. Jedda, S. Elmarzougui dan Sofiene Mokhtar, 2009.

Tensile and Knot Performance of Polyester Braided Sutures. Textile Res.

J. 9 (3). Hlm. 247-252.

Adhitioso, S. 2012. Paduan Gel Getah Batang Pisang dengan PGA

(Polyglycolic Acid) sebagai Bahan Baku Benang Jahit Operasi yang

Absorbable. (Skripsi). Universitas Airlangga, Surabaya.

Anjayani, M. 2009. Karakteristik Benang Kitosan yang Terbat dari Kitin

Iradiasi dan Tanpa Iradiasi. (Skripsi). UIN Syarif Hidayatullah, Jakarta.

Apriyanto, J. 2007. Karakteristik Biofilm dari Bahan Dasar Polivinil Alkohol

(PVOH) dan Kitosan. (Skripsi). Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Averous, L., 2008 . Polylactic Acid: Synthesis, Properties and Applications dalam

Monomers Polymers and Composites from Renewable Resources (Ed

Mohamed Naceur Belgacem dan Alessandro Gandini), 1st Edition, Chapter

21. Elsevier Ltd: Amsterdam.

Balaji, S.M. 2007. Textbook of Oral Maxillofacial Surgery. New Delhi: Elsevier.

Hlm. 04-15.

Botelho, Thiago, Nadia, Teixira dan Felipe. 2004. Polylactic Acid Production

from Sugar Molasses. International Patent WO 2004/057008 A1.

Broz, M.E., D.L. Vanderhart, N.R. Washburn. 2003. Structure and Mechanical

Properties Of Poly(D,L-Lactic Acid)/Poly(E-Caprolactone) Blends.

Polymers Division, National Institute of Standards and Technology.

Gaithersburg, USA.

Calabia, B. 2010. Hydrolitic Degradation of Poly (Lactic Acid): Synthesis,

Structures, Properties, Processing, and Applications. New Jersey: Wiley

Series on Polymer Engineering and Technology.

Chattopadhyay, S. 2000. Compatibility Studies on Solution Of Polymer Blends by

Viscomateric and Phase Separation Technique. Journal Applied Polymers

Science. 77. Hlm. 880-889.

Page 66: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

65

Chellamani, K.P., Veerasubramanian, D. dan Vignesh Balaji, R.S. 2012. Barbed

Bi-Directional Surgical Sutures. SITRA Res. Rep. SITRA. 56 (11). Hlm.

1-4.

Chellamani, K.P., Veerasubramanian, D. dan Vignesh Balaji, R.S. 2013. Surgical

Sutures : An overview. SITRA Res. Rep. SITRA. 1 (12). Hlm. 778-782.

Dachriyanus. 2004. Analisis Struktur Senyawa Organik Secara Spektroskopi

Cetakan I. Andalas University Press, Padang.

Delvia, V. 2006. Kajian Pengaruh Penambahan Dietilen Glikol sebagai Pemlastis

pada Karakterisasi Bioplastik dari Poli-β-hidroksialkanoat (PHA) yang

dihasilkan pada Substrat Hidrolisa Pati Sagu. (Skripsi). Institut Pertanian

Bogor, Bogor.

Desai, A.A. 2005. Biomedical implantable materials sutures. Asian Textile J.

14 (3). Hlm. 54-56.

Ferri, J.M., O. Fenollar, A. J. Vilaplana, D. G. Sanoguera, dan R. Balart. 2016.

Eff ect Of Miscibility on Mechanical and Thermal Properties of

Poly(Lactic Acid)/ Polycaprolactone Blends. Research Article. Wiley

Online Library.

Flieger, M., Kantorova, A., dan Pell, T. 2003. Biodegradable Plastics from

Renewable Sources. Folia Microbiol. 48 (1). Hlm. 27-44.

Gopffrich, A. 1997. Mechanism of Polymer Degradation and Elimination.

Overseae Publisher Assosiation, Amsterdam.

Grege, Klancnik, J. Medved, dan P. Mrvar. 2009. Diffential Thermal Analysis

(DTA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC) as a Method of

Material Investigation. RMZ-Materials and Geoenvironment. Pp 127-142.

Gunatillake, PA., Adikari, R. 2003. Bioderadable Sythetic Polymers for Tissue

Engineering. European Cells and Materials. 5. Hlm. 1-16.

Jung, J.H, Ree, M., dan Kim, H. 2006. Acid Base Catalyzed Hydrolyses of

Aliphatic Polycarbonates and Polyester. Catal. 115. Hlm. 283-287.

Kadine, Mohomed. 2010. Thermogravimetric Analysis Theory, Opration,

Calibration, and Data Interpretation. Thermal Application Chemist, TA

Instrument.

Karfeny, M. 2011. Degradasi in Vitro Mikrosfer Polipaduan Poli (Asam Laktat)

dengan Poli (Ε-Kaprolakton). (Skripsi). Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Kemala, T., Emil, B., dan Bambang, S. 2010. Preparation and Characterization

of Microsphere Based on Blend of Poly (Lactic Acid) and Poly(Ε

Page 67: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

66

Caprolactone) with Poly(Vinyl Alcohol) as Emulsifier. Arabian Journal of

Chemistry.

Kencana, A.L. 2009. Perlakuan Sonifikasi Terhadap Kitosan Viskositas dan

Bobot Molekul. (Skripsi). Fakultas MIPA Institut Teknologi Bandung,

Bandung.

Khoerudin, A. 2013. Sintesis Mikrokapsul Ibupropen dengan Polipaduan

Poli(asam laktat) dan Kitosan: Pengaruh Komposisi terhadap Uji

Efisiensi Enkapsulasi dan Uji Disolusi. (Skripsi). Universitas Indonesia,

Jakarta.

Koesnandar, F. 2004. Kimia Pangan Komponen Mikro. PT. Dian Rakyat, Jakarta.

Latief, R. 2011. Pembuatan Pencirian Poli (Asam Laktat). (Skripsi). FMIPA

Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Ljungberg N, dan Wesslen B. 2002. The Effects of Plasticizers on The Dynamic

Mechanical and Thermal Properties of Poly (Lactic Acid). Journal Applied

Polymer Science. 86. Hlm. 1227–34.

Lu Y, dan Chen SC. 2004. Micro and Nanofabrication of Biodegradable Polymers

for Drug Delivery. Advanced Drug Delivery Reviews. 56. Hlm. 1621

1633.

Lukmana. 2007. Pembuatan dan Pencirian Poli Asam Laktat. (Skripsi). FMIPA

Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Modi, M. 2009. Critical Evaluation of Suture Materials and Suturing Techniques

in Implant Dentistry. International Journal Clinical Implant Dentisty. 1

(2). Hlm. 31-40.

Mofokeng, J.P., dan A.S, Luyt. 2015. Morphology and Thermal Degradation

Studies Of Melt-Mixed Poly(Lactic Acid) (PLA)/Poly(e-Caprolactone)

(PCL) Biodegradable Polymer Blend Nanocomposites With TiO as Filler.

Polymer Testing.

Nasrullah, F. 2014. Pengembangan Komposit PVA – Alginat – Daun Binahong

sebagai Wound Dressing Antibakteri. UIN Maulana Malik Ibrahim,

Malang.

Nisa, A.M. 2015. Pengaruh Penambahan Polietilen Glikol dan Nanopartikel ZnO

Terhadap Sifat Fungsional Kemasan Berbasis Poli Asam Laktat. Sekolah

Pascasarjana Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Pandey, J.K. 2004. Degradation of Polymer Composite from Renewable

Resources. (Thesis). University of Pune Chemistry Devision.

Page 68: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

67

Patraini, C. G. 2014. Pembuatan Selulosa Asetat dari α-Selulosa Tandan Kosong

Sawit (TKS). (Skripsi). Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam. Universitas Lampung, Bandar Lampung.

Perwitasari F.I.R. 2012. Jurnal Karakterisasi Invitro dan Invivo Komposit

Alginat – Polivinil Alkohol – ZnO Nano sebagai Wound Dressing

Antibakteri. Universitas Airlangga, Surabaya.

Potter dan Perry, 2006. Buku Ajar Fundamental Keperawatan. EGC, Jakarta.

Rasal, RM., dan Hirt, DE. 2008. Toughness Decrease of PLA-PHBHHx Blend

Films upon Surface-Confined Photo Polymerization. Journal of Appied

Polymer Science. 101. Hlm. 1583-1590.

Rosida, A. 2007. Pencirian Poliblend Poli Asam Laktat dengan Poli Kaprolakton.

(Skripsi). Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Septiana, S.A. 2017. Pengaruh Penambahan Polietilen Glikol (PEG) Pada

Campuran Poli Asam Laktat Dengan Selulosa Dari Limbah Padat

Tapioka. (Skripsi). Universitas Lampung, Bandar Lampung.

Shalumon, K.T. 2010. Sodium Aglinat/Poly (Vinyl Alcohol)/ Nano Zno

Composite Nanofibers for Antibacteriall Wound Dressings. Elsevier:

International Journal of Biological Macromolecules. 49. Hlm. 247-254.

SNI 16-3366-1994. 1994. Benang Operasi Serap Hologen Sekali Pakai

(Absorbable Sutures). Badan Standarisasi Nasional. Jakarta.

Steven, M.P. 2001. Kimia Polimer. PT. Pradnya Paramita, Cetakan Pertama.

Jakarta.

Syukur, M. 2002. Pembuatan dan Karakterisasi Genteng Komposit Polimer dan

Campuran Resin Poliester, Aspal, Stryrofoam Bekas dan Serat Panjang

Ijuk. USU, Medan.

Theresia Mutia, 2011. Penggunaan Membran Alginat sebagai Produk Alternatif

Tekstil Medis Pembalut Luka Primer pada Kelinci Albino Jantan, Arena

Tekstil. 26 (1).

Wu C.F., Y.L Chen,, C.C Chen., T.T Yang., dan P.E Chang. 2007. Applying

Open-Path Fourier Transform Infrared Spectroscopy for Measuring

Aerosols. Journal of Environmental Science and Health , Part A. 42 :

1131-1140.

Wulan, M.D. 2011. Degradasi In Vitro Mikrosfer Polipaduan Poli (Asam

Laktat) dan Poli Kaprolakton (Skripsi). Universitas Indonesia, Jakarta.

Wypych, G. 2004. Handbook of Plasticizers. ChemTec Publishing, Canada.

Page 69: DEGRADASI, UJI MEKANIK DAN KARAKTERISASI …digilib.unila.ac.id/54789/2/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · ditambahkan bahan pemlastis poli vinil alkohol (PVA). Metode sintesis dilakukan

68

Yew, G.H., A. M. Yusof, ZA Ishak dan U.S Ishiaku. 2005. Water Absorption and

Enzymatic Degradation of Poly(Lactic Acid)/Rice Starch Composites.

Polymer Degradation and Stability. 90. Pp 488-500.

Zahedi, P., Karami, Z., Rezaeian, I., Jafari, S. H., Mahdaviani, P., Abdolghaffari,

A. H., dan Abdollahi, M. 2011. Preparation and Performance Evaluation

of Tetracycline Hydrochloride Loaded Wound Dressing Mats Based on

Electrospun Nanofibrous Poly(Lactid Acid)/Poly(e-Caprolactone) Blends.

Journal of Applied Polymer Science, 4175-4183.

Zhao, H., dan G, Zhao. 2016. Mechanical and Thermal Properties of Conventional

and Microcellular Injection Molded Poly (Lactic Acid)/Poly (

Caprolactone) Blends. Journal of Mechanical Behavior of Biomaterial

Materials. Pp 59-67.