potensi bahan alam sebagai bahan baku polimer

Potensi Bahan A/am Sebagai Bahan Baku Polimer (N. M. Surdia)

POTENSI BAHAN ALAM SEBAGAIBAHAN BAKU POLIMER

N. M. Surdia

Departemen Kimia, ITBJl. Ganesha No. 10, Bandung 40132

ABSTRAK

Plastik masa kini atau polimer sintetik, bahan mentah utamanya adalah minyak bumi, suatu bahan yang takdapat diperbaharui. Oleh karena itu perlu dicari sumber altematif baru, yaitu bahan alam tanaman. Plastik yangberasal dari bahan tanaman atau plastik hijau di negara maju dimulai dari poli-asam laktat (PLA) dan poli-hidroksialkanoat (PHA) melalui proses fermentasi, namun proses-proses ini masih mahal, sehingga perlu dicari cara lain.Polimer alam yang langsung berasal dari tanaman adalah karet alam, selulosa dari kapas, produk kayu, bamboo,rami, tumbuhan buah (nenas, pisang). Sumber polimer lain adalah sumber laut dan hewani, seperti kulit udang,kulit kepiting, wol domba dan ulat sutra. Umumnya produk-produk ini ramah lingkungan. Indonesia mempunyaibahan-bahan mentah ini, namun pemanfaatannya sebagai produk industri masih pada tahap awal.

PENDAHULUAN

Kebanyakan plastik seperti polietilen,

polipropilen, polistiren dibuat dari minyak bumi,yang kemampuan pengadaannya secara terusmenerus diragukan. Penelitian global mengenai

minyak diramal akan habis setelah 80 tahun, gasalam 70 tahun dan batu bara 700 tahun. Namun

dampak ekonomi dari penurunan produksi minyak

dapat terasa lebih awal. Bila sumber berkurang,maka harga-harga akan naik. Atas dasar itu, maka

para peneliti hams bemsaha untuk dapatmenggantikan sumber minyak dengan materialtumbuh-tumbuhan sebagai bahan mentah untuk

polimer.

PLASTIK HIJAU DI NEGARA MAJU

Cargill, suatu industri pertanian, dan DowChemical, suatu perusahaan di USA bergabungdalam usaha mengubah gula dari jagung menjadi

PLA. Mikroorganisme mengubah gula menjadiasam laktat, kemudian secara kimia menjadi

poliester, suatu polimer yang banyak digunakandalam pertekstilan.

Imperial Chemical Industries (ICI) dari

Inggris mengembangkanjenis plastik lain, yaitu

poli-hidroksi alkanoat (pHA) yang mengubah gulalangsung menjadi plastik dengan menggunakanbakteri. Prinsip ini kemudian digunakan oleh ICIuntuk memproduksi plastik lewat proses

fermentasi secara besar-besaran. Namun temyata

produk ini, meskipun dapat terbiodegradasi, lebihmahal dari pada produk yang berasal dari minyakbumi.

Monsanto dari USA kemudian membeli

proses ini dan berusaha untuk membuat plastikdengan mengubah bibit tanaman secara genetik,

yaitu dengan memasukkan enzim ke dalamtanaman, yang kemudian dengan pengaruh sinar

matahari mengubahnyamenjadi plastik.

MASALAH PROSES DAN LINGKUNGAN

Meskipun produksi PHA dan PLA tampak

menjanjikan, namun timbul beberapa

permasalahan.Pertama, penumbuhan plastik dari tanaman

jagung hams berkompetisi dengan jagungproduksi makanan. Kedua, pemisahan plastik daritanaman memerlukan pelarut banyak yang harusdidaur kembali. Ketiga, PHA dan PLA adalah

bahan yang dapat dibiodegradasi, tetapi prosespembuatan polimer tersebut menghasilkan gas

CO2 yang mempengaruhi atmosfir.Selain itu pembuatan serta pemanfaatan

produk yang mudah terbiodegradasiterbatas, karena masih diperlukan materialdengan sifat khas lain, seperti material

berkekuatan tinggi.

1

Prosiding Simposium Nasional Polimer V

BAHAN ALAM DI INDONESIA

Bahan alam yang berasal dari tanamandisebut pula sebagai polimer hijau, adalah antaralain karet alam, selulosa, bamboo, produk kayu,produk tumbuhan buah (nenas, pisang), produkyang berasal dari hewan (wol domba) dan produklaut (kulit udang, kepiting) dan ulat sutra.

Karet alam

Di Indonesia kegunaan utama dari karetalam adalah untuk ban kendaraan bermotor,meskipun akhir-akhir ini beberapa komponenindustrijuga dibuat, seperti ban berjalan (conveyorbelt), bantalan mesin (engine mounting) danseal. Bahan-bahan terakhir ini dibuat denganpencampuran atau blending dengan karet sintetikatau dengan polimer sintetik yang berasal daribahan bakar fosil. Karet alam berasal dari pohonHevea brasiliensis yang tumbuh baik di daerahtropis, sedangkan karet sintetik terutama berasaldari fraksi minyak bumi. Elastomer total yangdikonsumsi dunia adalah 39% alam dan 61%sintetik.

Di Indonesia, 84% karet dihasilkan oleh

pengusaha kedl, yaitu karet rakyat. Hasilnyarendah sertamutu kurang.Yangharus ditingkatkanadalah penggantian pohon tua oleh pohon yanglebih muda dan lebih baik hasilnya. Kemungkinanuntuk mengembangkan teknik genetika dalamkultivasi karet perlu ditinjau.

Selain itu produksi komponen karet untukindustri perlu digalakkan untuk mengurangiketergantungan akan produk luar.

Selulosa

Indonesia adalah N egara tropis danberpenduduk 220juta orang, sehingga keperluanakan katun/selulosa sangat besar. Produksiselulosa dalam tahun 1978 hanya 455 ton,sedangkan keperluan adalah 91.300 ton. Dalamtahun 1988 produksi 5000 ton, keperluan200.000 ton. Dalam tahun 1995, Indonesiamenjadi pengimpor selulosa kedua terbesar didunia.

Dalam usaha mengurangi ketergantunganakan impor katun, maka perlu dicari sumberselulosa lain, selain kapas. Sumber tanaman dapat

2

ISSN 1410-8720

berupa batang (bambu, linen, jute, rami, kenaf),daun (abaca, sisal, nenas) atau buahnya (kapuk,kelapa).

Selain sebagai bahan baku tekstil, selulosadapat digunakan untuk kertas. Dalam hal ini seratselulosa dibuat pulp. Kualitas pulp sangatbergantung pada sumber bahan mentah danproses yang digunakan. Sumber bahan mentahselain yang telah disebut di atas, dapat berupaberbagai jenis jerami Gerami padi, gandum),bagase tebu danjenis rerumputan lain. Selainselulosanya, produk samping berupa lignin dapatdimanfaatkanuntuk membuat polimer, antara lainpoliuretan.

Limbah kayu dan non kayu dapatdimanfaatkan untuk produk bangunan (particleboard), sabut kelapa untuk jok/bantal dansebagainya.

Sumber selulosa terkini adalah selulosa

bakterial, yaitu polimer alam yang dibuat lewatproses fermentasi dengan bakteri. Jenis polimerinimempunyaikekuatan lebihtinggi dibandingkandengan pulp dari tanaman. Contoh dari selulosabakterial adalah hasil fermentasi air kelapa, ataunata de coco, yang kini berupa makanan, tetapidapat diproses lanjut menjadi kertas.

Kanji (Starch)

Polimer yang biodegradabel dari kanjididapat dari pencampuran atau blending kanjisebagaipolimeralam dengan suatupolimer sintetikdengan penambahan suatu aditif. Aditif iniberfungsi sebagai zat antara untuk kedua polimermembentuk blend yang kompatibel.

Cara lain adalah mengubah kanji yangsecara kimia bersifat hidrofil menjadi hidrofob,misalnya dengan cara asetilasi dari tapioka.

Caraketiga adalah mensintesa polimer barndengan kanji sebagai bahan mentah, misalnyasintesa poliuretan dari kanji.

Material lain

Selain tanaman, produk laut atau hewandapat dimanfaatkan sebagai bahan mentahpolimer, contoh :wol domba untuk bahan tekstil,kokon dari ulat sutera untuk tekstil halus.

Produk laut adalah antara lain kulit udangdan kepiting,yang khitinnya dapat diubah menjadi


khitosan. Khitosan ini dapat dimanfaatkan untukmembran, benang operasi dan obat-obatan.Produk laut lainnya masih banyak yang belumditelitidan dimanfaatkan.

Produk tanaman laut yang kini menjadiperhatianadalahrumput lautyangantaralaindapatdimanfaatkan sebagai bahan pengental dalampertekstilan.

KESIMPULAN

Banyak bahan mentah untuk polimer yangdapat dimanfaatkan dari tanaman, produk laut danhewan di Indonesia. Jenis bahan alam yang dapatmenjadi andalan untuk menjadi produk industriadalah karet alam, berbagai produk selulosa darikayu dan non-kayu, kanji dan lain-lain.

DAFTAR PUSTAKA

[1]. GERNGROSS, TILLMAN U, STEVENC. SLATER, Scientific American, (2000)

[2]. ROWELL, ROGER M., RAYMOND A.YOUNG, JUDITH K. ROWELL, Paperand Composites from Agro-BasedResources, CRC Press, Inc., LewisPublisher, (1997)

[3]. SURDIA, N.M., et ai. URGE Batch II,1995/1996, Department of HigherEducation, Jakarta, (1999)

[4]. SURD lA, N.M., et ai. URGE Batch IV,1998/1999, Department of HigherEducation, Jakarta, (2000)

3

Prosiding Simposium Nasional Polimer V

PENDAHULUAN

~ Bahan mentah plastik masa kiniPE,PP,PVC,PS

be rasa I dari: cr minyak bumi (habis setelah 80 tahun)

cr gas alam (habis setelah 70 tahun)

(.. Sumber yang lak dapal diperbaharui

".'-It Perlu sumber alternatif baru

Sumber baru Q Polimer hijau

IItanaman (kayu, kapas, karet, bambu)

IIhewan (domba, ulat sutera)

IIsumber laut ( udang, kepiting)

Perkembangan plastik hijau di Negara Maju

1. Cargill, Dow Chemical (USA)memanfaatkan mikroba

jagung I gula mikroba. a5am laktat

cara kimia ~ polilaktat (PLA)a5am laktat

----.. polie5ter (PET)

Kekurangan metoda

4

ISSN 14/0-8720


2. ICI (Imperial Chemical Industry), UK 1970mengembangkan

gula bakteri polihidroksi alkanoat (PHA)

PRODUK ~ aspek positif -- ramah lingkungan

--------. aspek nega" I " proses mahalhasil CO2 berlebih

Proses

3. Penelitian awal para peneliti

(llISA)

Michigan State University

James Madison University II~ USA,1992

Tanaman + enzim

Monsanto

mikroba +

batang dan daun jagung

sinar

matahariplastik PHA (rapuh)

PHA (f1eksibef)

ng

dan tanaman lain secara langsung

POLIMER ALAM di INDONESIA

~ Polimer Hijau : polimer alam dari tanaman

Jenis

Q karet alam

Q selulosa

kanji

Sumber

c::> hevea brasiliensis

c::> kapas, jute, bambu, kayu(keras & lunak), rum put,sesal, kenaf

c::> ketela, jagung, biji-bijian

5

>dari hewan»-sumber laut

Prosiding Simposium Nasional PoUmer V

Selulosa

1. Terutama pendukung industri:tekstil dan kertas

Industri lain:

furniture, rumah, geotekstil

2. Mutu bergantung pada :"t/' jenis dan umur tanamanv bagian tanaman (akar, batang dalam dan luar, daun,

buah).,/ musim penanaman./ proses perolehan dan teknologi

POLIMER ALAM LAIN

Q wol (domba); sutera (ulat)

Q kulit udang ; kulit kepiting;rumput laut

"yang terkini Q air buah-buahan,dikembangkan secarabioteknologi (nata de coco;nata de pina)

Karet alam

-[ karet rakyat 84%PRODUKSI

karet perkebunan 16%

ISSN 1410-8720

Kegunaan : ban kendaraan bermotor, komponen industri

(ban conveyor, dudukan mesin, seal)

atanarn,~J:I;(tarJaman Qaru)··,_,· ••._•••••• ·'·r·'·····,'.'.'.·,····,.,·.·.·.· __•••·

~produksi komponensecara lokal

~penerapan teknik genetika

6


Prod uk sam ping kayu

lignin

Nira buah

sintesa • POLIURETAN

limbah kayu

Buah-buahan

aditif

polimer sintetik• POLIURETAN

air kelapa -bmakanan

fermentasi-----+. nata de coco

preskertas

Jenis buah lain:

}>Nenas

}>Air tahu

Kanji I Starch

~ nata de pina

~ nata de soya

-c seratKetela aditif

tapioka • blend

TapiokaModifikasi

(asetilasi)• produk

Tapioka sintesa • poliuretan

7

Prosiding Simposium Nasional Polimer V ISSN 1410-8720

. ~ minyak gorengJagung Lpoliol ~ polimer

(poliester, poliuretan)

Biji asam

Produk laut

proses

• POlisakarida:Jpengental(pendukung tekstil)

kulit udang ~ khitin ~kulit kepiting I.khitosan

Membran

Benang

Obat-obatan

Sumber hewan

Domba 11_ bulu II•••. serat

ulat sutera 11_(murbei, liar) kokon II•••• serat :)

C-benangkain sutera

;:ti', Jenis tilnam:cui'tdaunmenentukan warna

dan mutu benang

8


KESIMPULAN

Telah dibahas

1. Sintesa polimer baru dari tanaman secarabioteknologi di negara maju

2. Bahan mentah yang berpotensi sebagaibahan baku polimer di Indonesia, seperti karetalam, selulosa, kanji I prod uk laut dan hewaniserta air buah-buahan

SARAN

~ Perlu ada penelitian untuk meningkatkanlmemanfaatkan sumber alam Indonesia untukmengurangi ketergantungan akan luar negeri

~ Perlu ada kerjasama dengan instansi terkait(Pertanian, kehutanan, kelautan)

~ Perlu kerjasama antara PT, Lembagapenelitian dan penentu kebijakanl Pemerintah

9

potensi bahan alam sebagai bahan baku polimer

Documents