Slide 1

Polimer Campuran Poly(asamlaktat)/polikaprolakton Compatibilized dengan Kopolimer BlokHairunisa140204016

PENDAHULUANDalam beberapa tahun terakhir, pencemaran lingkungan telah menjadi perhatian besar karena dampak tinggi sampah plastik yang digunakan sehari-hari. Salah satu solusi yang mungkin untuk masalah ini adalah untuk menggantikan komoditas polimer sintetik dengan polimer ramah lingkungan (biodegradable) yang mudah diuraikan oleh mikroba. Dari sekian banyak polimer bahan alam (biobased) dan ramah lingkungan (biodegradable), polylactic acyd (PLA) telah menarik banyak perhatian karena sifat mekaniknya menyerupai komoditas plastic yang banyak digunakan sehari-hari seperti PE, PP dan PS.Bioplastik (Plastik Biodegradable) Bioplastik atau plastik organik adalah salah satu jenis plastik yang terbuat dari sumber biomassa terbarukan, seperti minyak nabati, pati jagung, pati kacang polong dan mikrobiota, jika dibandingkan dengan plastik konvensional yang terbuat dari bahan baku petroleum.Plastik biodegradable adalah plastik yang dapat digunakan layaknya seperti plastik konvensional, namun akan hancur terurai oleh aktivitas mikroorganisme menjadi hasil akhir air dan gas karbondioksida setelah habis terpakai dan dibuang ke lingkungan. Karena sifatnya yang dapat kembali ke alam, plastik biodegradable merupakan bahan plastik yang ramah terhadap lingkunganPlastik biodegradable telah berkembang lebih dari 10 tahun lalu, dan perkembangan kearah plastik komersial sangat lambat. Hal ini disebabkan umumnya karena harga mahal dan sifat agak lain dari plastik konvensional. Namun dengan isu menipisnya cadangan minyak bumi maka bioplastik akan segera menjadi kompetitif dibanding plastik lainnya.Klasifikasi polimer biodegradable

Polylactic acyd (PLA)

Salah satu jenis biodegradable polyester adalah Poli asam laktat (polylactic acid). Poli asam laktat atau Poli laktida (PLA) dengan rumus kimia (CH3CHOHCOOH)n adalah sejenis polimer atau plastik yang bersifat biodegradable, thermoplastic dan merupakan poliester alifatik yang terbuat dari bahan-bahan terbarukan seperti pati jagung atau tanaman tebu. Poli asam laktat mempunyai potensi yang sangat besar dikembangkan sebagai pengganti plastik konvensional. Poli asam laktat bersifat termoplastik, memiliki kekuatan tarik dan modulus polimer yang tinggi, bobot molekul dapat mencapai 100.000 hingga 500.000, dan titik leleh antara 175-200C. Kekurangan PLADensitas dan harganya lebih tinggi (1.25 G/cc dan 2.6 USD/kg ) dibanding PP (0.9 g/cc dan 0.7 USD/kg) dan PS (1.05 g/cc dan 1 USD/kg).Mempunyai polaritas lebih tinggi sehingga sulit direkatkan dengan PE dan PP yang non polar dalam system film multi lapis.PLA juga mempunyai ketahanan panas, moisture dan gas barier kurang bagus dibanding dengan PET.Sifat barier terhadap uap air, oksigen dan CO2 lebih rendah disbanding PET, PP atau PVC.Perbaikan sifat barier dapat dilakukan dengan system laminasi dengan jenis film lain seperti PE, PVOH, Alufoil, Nanopartikel dan lainnya

Saat ini, PLA sudah digunakan untuk beragam aplikasi, diantaranya dibidang medis, kemasan dan tekstil. Dibidang medis, PLA sudah lama digunakan sebagai benang jahit pada saat operasi serta bahan pembungkus kapsul. Selain itu pada dasawarsa terakhir PLA juga dikembangkan dalam upaya perbaikan jaringan tubuh manusia. Di Jepang, PLA bahkan sudah dikembangkan sebagai bahan dasar pembuatan compact disc (CD) oleh Sanyo.

Polycaprolakton (PCL)

Polikaprolakton adalah plastik biodegradabel yang bersifat termoplastik yang disintesis dari turunan minyak mentah dan diikuti oleh proses polimerisasi pembukaan cincin. PCL memiliki sifat :tahan terhadap air, minyak, dan pelarut klorin,mempunyai kekentalan rendah, mudah diproses secara termal, mempunyai titik leleh yang rendahmemiliki sifat mekanik yang cukup baik. Untuk memperoleh hasil mekanik yang bagus PCL biasanya dicampur (blending) atau dikopolimerisasi dengan polimer lain.Poly(-caprolactone) (PCL) adalah suatu polimer biodegradable yang berbentuk semikristalin yang memiliki temperatue transisi gelas yang rendah (-60 0C). karena kristanilitas dan hidroposibilitasnya maka degradasi PCL sangat lambat sehingga lebih cocok untuk penghantaran jangka panjang untuk periode lebih dari satu tahun. PCL memiliki kemampuan untuk membentuk campuran yang kompatibel dengan polimer lain, yang mana memberikan kesempatan untuk memanipulasi laju pelepasan obat dari mikropartikel. Karena ketahanannya terhadap air dan mudah dibentuk poliester ini sering dibuat menjadi lembaran, botol, dan perlengkapan plastik lainnya.

Scanning Electron Microscopy (SEM)

Scanning Electron Microscopy (SEM) adalah suatu instrumen yang menghasilkan seberkas elektron pada permukaaan spesimen target dan mengumpulkan serta menampilkan sinyal-sinyal yang diberikan oleh material target. Penggunaan alat Scaning Electron Microscopy dalam morfologi kopolimer telah dikembangkan secara luas. Prinsip analisis SEM adalah dengan menggunakan alat sinyal elektron sekunder. Teknik SEM pada hakekatnya merupakan pemeriksaan dan analisis permukaan. Data yang diperoleh merupakan data dari permukaan atau lapisan yang tebalnya sekitar 20 m dari permukaan. Gambar permukaan yang diperoleh merupakan topografi dengan segala tonjolan, lekukan dan lubang pada permukaan. Gambar topografi diperoleh dengan penangkapan elektron sekunder yang dipancarkan oleh specimen.

Differential Scanning Calorimetry (DSC)

Differential Scanning Calorimetry(DSC) merupakan salah satu metode analisis termal yang dapat digunakan untuk menentukan kapasitas panas dan entalpi dari suatu sampel. Teknik DSC merupakan teknik analisa untuk mengukur perbedaan kalor yang masuk ke dalam sampel dan pembanding sebagai fungsi temperatur. Data yang diperoleh dari analisis DSC dapat digunakan untuk mempelajari kalor reaksi, kinetika, kapasitas kalor, transisi fase, kestabilan termal, kemurnian, komposisi sampel, titik kritis, dan diagram fase. Termogram hasil analisis DSC dari suatu bahan polimer akan memberikan informasi titik transisi kaca (Tg), yaitu suhu pada saat polimer berubah dari bersifat kaca menjadi seperti karet, titik kristalisasi (Tc), yaitu pada saat polimer berbentuk kristal, titik leleh (Tm), yaitu saat polimer berwujud cair dan titik dekomposisi (Td), yaitu saat polimer mulai rusak.

METODOLOGIBahan :Poli (asam laktat) Polikaprolakton (70,000-90,000 g / mol)blok kopolimer poli (etilena glikol) dan poli (propilen glikol) (PEG-PPG) (2.500 g / mol )

Instrumen :Scanning Electron Microscopy (SEM)Differential Scanning Calorimetry (DSC)

Persiapan Bahan Dan Campuran

Sebelum Pencampuran

Proses Pencampuran

PLA+PCL80:20PLA+PCL+(PEG-PPG) 2,5PLA+PCL+(PEG-PPG) 7,5

PLA+PCL+(PEG-PPG) 10

PLA+PCL+(PEG-PPG) 5,0

Campuran dibuat dengan pencampuran lelehan menggunakan internal mixer Barbender di 180C dan 50 rpm selama 6 menit. KarakterisasiScanning Electron Microscopy (SEM)Campuran PLA dan PCLCampuran PLA+PCL+(PEG-PPG)Campuran PLA+PCL+(PEG-PPG) setelah uji tarikan

Differential scanning kalorimetrik (DSC)Dilakukan menggunakan NETZSCH DSC 204 F1 untuk mengevaluasi miscibility dari campuran dan pengaruh konsentrasi compatibilized pada jumlah panas, Seperti Transisi Gelas (Tg), Peleburan (Tm), Suhu Kristalisasi (Tc), dan Derajat Kristalinitas. Kristalinitas PLA fase dalam campuran ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut :

Dimana HC,PLA adalah entalpi kristalisasi PLA, Hm adalah entalpi fusi PLA. kristal memiliki ketebalan kristal tak terbatas (93 J/g), dan WPLA adalah fraksi berat PLA.

kedua dipanaskan 200 C dengan laju pemanasan yang sama di bawah atmosfer nitrogen.Uji MekanikPengukuran tarik (mesin uji universal, instron 3366).

Uji dilakukan dengan kecepatan crosshead dari 3 mm/menit. Minimal lima sampel berulang kali diuji dan dirata-rata.HASIL DAN PEMBAHASANHasil SEM

(a) PLA/PCL murni(b) PLA/PCL/PEG-PPG 7,5

(c) PLA/PCL murni(d) PLA/PCL/PEG-PPG 7,5Gambar SEM setelah pengujian tarik

Sifat MekanikTabel 1. tekanan maksimum, regangan pada keretakan, dan modulus PLA dan campuran PLA/PCL yang mengandung berbagai isi PEG-PPG

Hasil DSCGambar.2. Termogram DSC PLA dan PLA/PCL bercampur dengan berbagai konsentrasi PEG-PPG.

Sifat Termal Tabel 2. Sifat Thermal PLA dan campuran PLA / PCL mengandung berbagai isi PEG-PPG (pemanasan kedua)

KESIMPULANCampuran PLA/PCL compatibilized dengan kopolimer blok (PEG-PPG) diselidiki. Mikrograf SEM mengungkapkan bahwa fase PCL itu lebih baik didistribusikan dan lebih larut dalam matriks PLA. Peningkatan konsentrasi PEG-PPG dalam campuran menghasilkan peningkatan drastis dalam ketegangan saat putus, di mana optimal diperoleh pada 7,5 phr, mencapai 74% regangan. Hadirnya kompatibiliser mengurangi suhu kristalisasi dan meningkatnya derajat kristalinitas campuran .