BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Komposit merupakan salah satu jenis bahan yang dibuat dengan penggabungan dua atau lebih macam bahan yang mempunyai sifat yang berbeda menjadi satu material dengan sifat yang berbeda pula. Komposit mempunyai keunggulan seperti kuat, ringan, tahan korosi, ekonomis dan sebagainya (Wicaksono, 2006). Komponen penyusun plastik terdiri atas dua jenis, yaitu komponen utama berupa polimer (resin) yang merupakan komponen terbesar dari bahan plastik dan aditif. Aditif adalah komponen yang sangat penting dalam plastik (Saefurohman, et.al, 2011). Penambahan bahan aditif kedalam bahan polimer, tentunya disesuaikan dengan tujuan yang ingin dicapai. Penambahan pemlastis misalnya bertujuan untuk menurunkan akumulasi gaya antar molekul pada rantai polimer, sehingga terjadi pertambahan kelenturan (fleksibilitas), pelunakan (softness) dan pemanjangan (elongation) bahan polimer tersebut (Fras, 1998). Dalam hal lain, bahan aditif dapat bersifat racun karena disintetis dari minyak bumi, bahan-bahan organik yang kompleks. Oleh karena itu, pemilihan dan penggunaan bahan aditif yang cermat dapat meningkatkan
manfaaat penggunaan bahan polimer dalam kehidupan sehari-hari.
Penggunaan aditif dari minyak nabati telah mulai dikembangkan, karena minyak nabati selain tidak beracun, juga lebih bersahabat dengan lingkungan (Gunstone, 1993). Plastik yang paling banyak digunakan atau diperdagangkan adalah Poli Etilena (PE), Poli Vinil Klorida (PVC), Poli Propilena (PP), Poli Stirena (PS) dan Poli Etilen Tereftalat (PET). PVC termasuk bahan termoplastik yang banyak digunakan dan mengusai 75% pasaran bahan polimer dunia (Anasagasti, et.al, 1999). Hal ini disebabkan PVC dapat kompatibel dengan sejumlah besar bahan aditif seperti pemlastis, pemantap dan bahan pemodifikasi lainnya (Andreas, 1990). Derajat kekerasan membuat PVC dapat diubah dari bahan yang keras menjadi bahan lunak pada suhu kamar, sehingga dapat dipakai sebagai bahan pembuat jas hujan, pipa,
lempengan tabung, isolasi kabel, kartu kredit, botol, piringan hitam dan sebagainya (Gunstone,1993). Hingga saat ini bahan pemlastis untuk PVC yang masih banyak digunakan berasal dari minyak bumi seperti DOP (Dioktil Phtalat), TOP (Trioktil Phtalat), DMP (Dimetil Phtalat) dan lain-lain (Gibbon, et.al, 1998). Bahan-bahan ini selain tidak dapat diperbaharui, juga bersifat racun (Dirven, et.al, 1993), terutama bila produk digunakan sebagai pembungkus obat dan makanan karena sifatnya yang dapat bermigrasi dari matriks polimernya (Pena, et.al, 1999). Selain plastisizer, bahan aditif lainya adalah pengisi (filler). Pemberian bahan pengisi akan mempengaruhi sifat komposit polimer, termasuk sifat degradasi dan stabilitas polimer. Bahan pengisi juga digunakan untuk berbagai tujuan diantaranya sebagai penguat, dan pengurangan biaya (Khoesoema et.al, 2012). Salah satu limbah biomassa hasil kegiatan pertanian yang melimpah di Indonesia adalah limbah kulit pisang sebagai hasil samping komoditas buah pisang. Potensi ketersediaan pisang yang cukup melimpah inilah yang turut menghasilkan limbah. Kulit pisang yang merupakan bagian dari buah pisang yang umumnya hanya dibuang sebagai limbah (Rahmawati, et.al, 2010). Kulit pisang merupakan limbah di Indonesia yang pemanfaatanya belum begitu banyak, sehingga akan digunakan sebagai pengisi. Selain itu menurut Anhwange (2009) bahwa kulit pisang mengandung serat sebanyak 31,70%, sehingga merupakan potensi sumber serat alami untuk diolah menjadi pengisi polimer. Penggunaan kulit pisang yang merupakan sampah organik dari buah pisang juga bisa mengurangi volume sampah atau limbah yang akan mencemari lingkungan (Khoesoema et.al, 2012) Nirwana (2001) telah melakukan penelitian tentang penggunan asam lemak bebas dari PKO (Palm Kernel Oil) sebagai pemlastis PVC. Nasruddin (2010) dalam disertasinya melakukan penelitian tentang simulasi permodelan dan laju difusi aditif asam stearat pada polivinil klorida. Penelitian tersebut dimaksud untuk mengetahui kompatibilitas dan mempelajari interaksi pemlastis yang telah bercampur dalam matriks PVC. Sitorus (2009) juga dalam penelitiannya tentang komposit PVC menggunakan
pemlastis stearin dengan bahan pengisi pati singkong dan Tandan
kosong kelapa sawit (TKKS). Penelitian tersebut untuk mengetahui bahwa campuran PVC dapat terbiodegradasi meskipun dengan laju yang berbeda-beda, dimana
biodegradabilitas dengan jamur lebih besar dibanding dengan penguburan dalam tanah. Serta Coltro et.al (2013) juga melakukan penelitian tentang kekuatan tarik dari PVC menggunakan pemlastis dari DEHA (Di Etilheksil Adipat) dan minyak kedelai yang diepoksidasi. Berdasarkan informasi diatas, penulis ingin mencoba menggunakan asam lemak dari minyak nabati yaitu asam laurat sebagai pendispersi, karena asam lemak juga merupakan pendispersi yang tidak beracun. Selain itu, asam lemak juga mudah diperoleh yang merupakan produk dari industri oleochemical. Oleh karena itu asam lemak yang digunakan sebagai pemlastis adalah asam laurat. Selain itu ditambahkan bahan pengisi yang digunakan untuk menambah sifat mekanik dari matriks PVC tersebut. Bahan pengisi yang digunakan adalah limbah kulit pisang dimana kulit pisang memiliki serat alami yang cukup baik digunakan sebagai bahan pengisi.
1.2. Permasalahan
Adapun permasalahan yang dapat ditimbulkan dalam penelitian ini adalah: 1. Apakah asam laurat yang digunakan sebagai bahan pendispersi berpengaruh terhadap sifat mekanik dari matriks PVC. 2. Apakah kulit pisang raja dan asam laurat yang digunakan berpengaruh terhadap sifat termal dari matriks PVC . 1.3. Pembatasan Masalah
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Bahan matriks poliolefin yang digunakan adalah resin polivinil klorida dengan merk siamvic 372 LD yang diperoleh dari purwokerto 2. Bahan pendispersi yang digunakan adalah asam laurat yang diperoleh dari tempat peneliti bekerja di PT. Jasindo Testing Services, Medan. 3. Bahan pengisi yang digunakan adalah kulit pisang raja yang diperoleh dari tempat penjualan gorengan daerah Asrama Haji Medan.
1.4. Tujuan Penelitian
Berdasarkan masalah diatas maka tujuan penelitian adalah: 1. Mengetahui pengaruh penambahan asam laurat dalam matriks PVC terhadap sifat mekanik. 2. Mengetahui sifat termal dari matriks PVC dengan dan tanpa penambahan asam laurat.
1.5. Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat bermananfaat, yaitu: 1. Untuk memberikan informasi tentang manfaat asam laurat sebagai pendispersi dan serbuk kulit pisang sebagai bahan pengisi pada komposit PVC. 2. Untuk memberikan informasi tentang pengolahan bahan polimer untuk memperoleh
sifat-sifat yang
baik,
serta memberikan
informasi
tentang
pemanfaatan kulit pisang yang selama ini kurang dimanfaatkan.
1.6.Metodologi Penelitian
Penelitian ini bersifat eksperimen laboratorium, dengan variabel-variabel sebagai berikut: 1. Penyiapan serbuk kulit pisang. Kulit pisang yang telah dipisahkan dengan daging buahnya kemudian dicuci hingga bersih, dipotong kecil-kecil, lalu dikeringkan pada suhu 800C. Selanjutnya, dihaluskan dan diayak dengan ayakan 100 mesh. 2. Proses pembuatan komposit resin PVC, asam laurat dan serbuk kulit pisang raja dengan menggunakan pelarut THF dan direfluks menggunakan magnetik stirer pada suhu 500C selama 4 jam. 3. Proses pencetakan komposit sesuai dengan ASTM D-638 4. Karakterisasi yang dilakukan meliputi uji kekuatan tarik (tensile test) dan kemuluran, uji sifat termal TGA dan DSC serta analisa gugus FTIR.
Variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah: Variabel tetap
: pelarut Tetrahidrofuran (THF) 70 ml
suhu sampel pada saat di refluks 500C waktu pengadukan selama 4 jam berat PVC :serbuk kulit pisang adalah (7:3) g
Variabel bebas
: berat asam laurat adalah 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 dan 1 g
Variabel terikat
: hasil analisa dikarakteristik dengan uji sifat mekanik yaitu kekuatan tarik dan kemuluran (sesuai ASTM D 638), uji sifat termal dengan TGA dan DSC serta perubahan gugus fungsi dengan FTIR.
1.7.Lokasi Penelitian
Adapun lokasi Penelitian ini dilakukan di beberapa laboratorium, yaitu: 1.
Pembuatan komposit dilakukan ditempat peneliti bekerja, yaitu di Laboratorium Independent PT. Jasindo Testing Services-Medan.
2.
Pencetakan spesimen dilakukan di Laboratorium Kimia Polimer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3.
Uji sifat mekanik yaitu kekuatan tarik dan kemuluran dilakukan di Laboratorium Penelitian Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
4.
Uji sifat termal dengan TGA dan DSC dilakukan di Laboratorium Terpadu Universitas Sumatera Utara
5.
Uji gugus fungsi FTIR dilakukan di Laboratorium Kimia Organik Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Gajah Mada Yogyakarta.
