Prosiding PertemuanIlmiah gains Materi 1996
POLYBLEND HDPE PATI DENGAN BEBERAPA JENIS SURFACTAN1 Supraptiningsih2.Nursamsi Sarengar, Anun Yuniari
2
ABSTRAK POLYBLEND HDPE -PATI DENGAN BEBERAPA JENiS SURFACTAN .Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui penganJhbeberapajenis surfactan pada Polyblend ImPE-Pati terhadapsifat filiI. Jenis surfactanyang dipakai adalah Hyarnine 1622, NNCetylp)Tidiniurn Chioride-Monohydrat (CPC), NN-cetyl N,N,N Trirnetyl-Amoniurn Bromida (CTAB) dan AsamStearat. Sedangkanjwnlah surfactan belvariasi (2,5 ; 5 ; 7,5 ; 10 ) bagian. Hasil kompon blending setelah diuji sifat filiI menunjukkan bahwa untuk uji kuat tarik, surfactanjenis Hyarnine, CT AB dan Asaro Stearatcenderungmengalamipenurunandenganbertambahnyajurnlah surfactan, sedaltlgkanCPC cenderungtidak mengalami perubahan. Untuk uji kemuluran menunjukkan bahwa makin tinggi kadar surfactan (jenis Hyalnine, CPC, CT AB), kemuluran semakin tunm, sedangkan Asam Stearatmakin tinggi jurnlahnya kemulurannaik.
ABSTRACT POLYBLEND OF HDPE -STARCH WITH VARIOUS SURFACTANTS. The aim of this Researchis to know influence of many surfactantsin ImPE-Starch polyblend to physicalproperties. The kind of surfactantsare Hyamine 1622, NN-Cetylpiridinium Chloride Monohydrat (CPC) , NN-Cetyl N,N,N- Trirnetyl-Amoniurn Bromide (CTAB) and Stearic Acid. Surfactantsquantity variation are 2,5 ; 5 ; 7,5 ; 10 part. The result of physical propertiesblend compoundis tensile strengthwill be lower if surfactantincrease(Hyamine, CT AB and Stearic Acid) but CPC is not. Elongation test showed that rise in sillfactant (Hyamine, CPC, CT AB) elongation will be lower, but.for Stearic Acid elongation will be increase.
PENDAHULUAN Banyak penelitian telah dilakukan yaitu tentang penggunaanplastik sintetis yang dicampur dengan bahan yang hancur oleh mikroornagisme, misalnya karbohidrat clan sellulosa (C6H 10O5)n. Salah satu bahan yang menarik para peneliti adalah polietilen yang dicampur dengan karbohidrat atau sellulosa Pencampuran dua macam atau beberapa polimer (poliblend), dapat menghasilkan poliblend yang homogen clan mungkin poliblend heterogen, tergantung dari parameter kelarutan masing-rnasing komponen polimer .Poliblend merupakan campuran fisika dari dua jenis polimer atau lebih yang strukturnya dapat berbeda yaitu homopolimer atau kopolimer. Terdapat dua hal yang berhubungan dengan poliblend yaitu pertama adalah campuran kopolimer yang mempunyai perbedaan perbandingansatuankomonomer. Hal yang kedua meliputi kopolimer blok yang dengan sendirinya tidak berbentuk blend melainkan berbentuk susunan padat yang campuran-nya mirip secarafisika. Didalam sistim poliblend tidak terjadi ikatan kovalen antara komponen-komponennya. Interaksi yang terjadi pada sistim ini dapat berupa ikatan. hidrogen, antaraksi dipol-dipol clan ikatan Van Der Walls. Untuk memperolehcampuran polimer yang cukup baik perlu dipilih aditif yang dapat mengemulsikan keduanyayaitu surfactan. Untuk membentuk poliblend dapat digunakan berbagai bahan polimer. Poliblend tersebutdapat dibentuk dari .Polimer Sintetik -Polimer Sintetik .Polimer Sintetik -Polimer Alam .Polimer Alam -Polimer Alam Metode yang dapatdigunakan dalam pembentukan poliblend meliputi antara lain : .Pencampuran secaramekanis atau ekstrusi .Pencampuran larutan-larutan polimer diikuti
dengan pengendapanataupun penguapan pelarut 1 Dipresentasikanpada SeminarIlmiah PPSM 1996 2 BBKKP Yogyakarta 222
.Polimerisasi suatu monomer dalam lingkungan polimer lain Pencampuranpolimer normalnya sebagai suatu proses yang endotermis, maka I.JOliblend yang dihasilkan akan lebih banyak sistim heterogen. Dalam sistim heterogen ir" dapat dianggap terjadi dispersi polimer yang satu kedalam polimer yang lain. Tingkat pendispersian tergantung pada metode pencampuran,s(:dangkan pemilihan polimer pendispersi tergantung pada teknik pencampuran.Kedua rnacam polibllend baik homogen rnaupun heterogentelah menjadi bahan dasar polimer komersial yang renting terutarna karenapoliblend mudah dibentuk untuk k4~luankeperluan khusus clan dapat dimodiflkasi untuk memperbaiki sifat bahan menjadi sifat lain yang lebih baik. Pada penelitian ini dimaksudkan untuk mencarikomposisi blendingicampuranPE-Paticlan surfactan yang baik, pada kisaran yang lebih sempit dati penelitian yang pemah dilakukan sebelumnya, dengan mengamati pengaruhnya terhadapsifat-sifat fisika Peralatanuntuk Pengujian : .Tensile Strength Tester .Jangka
Sorong Pemilihan jenis surfactan dengan mempertimbangkan sifat surfactan yang sesuai dengan sifat tiap-tiap polimer yang akan ldicampur agar terbentukemulsi padat yang baik.
MA TERI DAN METODE -Materi Penelitian Materi penelitian meliputi bahan clan alat yang digunakanpada peneltian. -Bahan Bahan yang dipergunakan untuk penelitian adalah
.High DensityPolyethylene(IillPE) merk1m RIGIDEX 5301 AANP, mempunyai titik leleh174 C .Pati/ tepung tapioka
.Surfactan kationik -N Cetylpiridiniwn Chloride Monohydrat (CPC) -N Cetyl N,N,N-trimethyl Bromide (CTAB) -Hyamine 1622 .Surfactan Anionik -Asam Stearat
Arnrnoniwn
-Alat
Alat-alat yang digunakan terdiri dari peralatan untuk prosesdan pengujian. Peralatanuntuk Prosesberupa : .Reocord 90 (laboplastomill) .Mesin Grinder/ pencacah .Timbangan .Hydraulic
Press
PENGUJIAN Uji fisis yang dilakukan meliputi uji kekuatan tarik, kemuluran dan kekuatan sobek. Metode penguJlan sesuaiJIS K 6781-1977 : "Polyethylene Films for Agriculture ". -Metode Penelitian Metode penelitian meliputi desain, pelaksanaan penelitian dan pengujian DesainPenelitian : .Perbandingan HOPE/ Pati (bervariasi) PE : Pati = 60/40,70/30,80/20,90/10 .Jenis Surfactan( bervariasi) Hyamine 1622, CPC, CTAB, Asam Stearat .Jurnlah Surfactan (bervariasi) 2,5; 5; 7,5; 10 Matrik jurnlah kompon yang dibuat = 4 x 4 x 4 = 64 kompon ditambah 4 kompon tanpa surfactan (sebagaikontrol)
PELAKSANAAN PENELITIAN Bahan-bahan disiapkan dan ditimbang, dimasukkan me1a1ui hopper keda1am Reocord. Suhu ditentukan 170 C dan kecepatan putaran mesin 60 rpm (kondisi ini dipero1ehdaTipene1itian terdahu1u). Jika grafik di1ayar monitor te1ah menunjukkan energi putar konstan, maka mesin dihentikan. Kompon diambi1 dan dibiarkan dingin pada suhu kamar, kemudian dimasukkan pada a1at pencacah (grinder). Serpihan kompon dipress dengan menggunakan a1at hidrau1ic press pada suhu 150 C, tekanan 150 Kg/cm2 dan waktu 6 menit. Hasi1yang berbentuk 1empengdikondisikan dalam ruang kondisi selama minimum 24 jam. Secara organo1eptis sampe1 lempeng diamati. Dengan menggunakan dumbe11,sampel dipotong untuk pengujian kuat tarik, kemuluran dan ketahanansobek.
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Hasil Penelitian uji
Hasil Penelitian berupa data basil kuat tarik, kemuluran dan kuat sobek. Dan
basil uji tersebut dibuat graflk hubungan Imtara sifat fisis (kuat tarik, kemuluran dan kuat sobek) dengan berat masing-masing surfactan dan graflk hubungan antara sifat fisis dengan perbandingan Pati/Pati + PE PEMBAHASAN Pengaruh Jumlah Pati Pengaruhjwnlah pati terhadap sifat fisis kuat tarik, kemuluran dan kuat sobek ternyata untuk keempatjenis surfactanmenunjukkan gejala yang sarna yaitu makin tinggi jumlah pari, maka ketiga sifat fisis tersebut makin turun. Hipotesa untuk gejala ini adalah bahwa pari pada kompon ini ternyata berfungsi sebagai filler atau bahan pengisi dalam kompon HDPE, sehingga dengan penambahanjumlah filler sifat-sifat fisis tersebut akan turun. Pengaruh Jenis daD Jumlah Surfactan Surfactan yang digunakan adalah surfactankationik 3 macam yaitu Hyamine 1622, N- Cetylpiridiniwn Chloride Monohidrat (CPC), N-Cetyl-N,N,N Trimetyl Amoniwn Bromide (CTAB). Sedangkananionik 1 macam yaitu Asam Stearat. Tujuan penggunaanPE dengan Pati agar terjadi campuran yang homogen. Hasil kompon blending setelah diuji sifat fisisnya menunjukkan bahwa untuk uji kuat tarik, surfactan jenis hyamine 1622, CTAB clan Asam Stearatcenderungmengalami penurunan dengan bertambahnya jumlah surfactan. Sedangkanuntuk surfactan CPC cenderung tidak mengalamiperubahan. Untuk uji kemuluran ternyata menunjukkan bahwa semakin tinggi kadar surfactan Genis hyamine, CPC dan CTAB) maka kemuluran semakin turun' sedangkanuntuk asam stearatmakin tinggi jumlahnya maka kemuluran semakinnaik. Hal ini diduga karena asam stearat juga berfungsi sebagai lubricant sehingga akan menaikkankemuluran.
KESIMPULAN
Dari basil penelitian dan pembahasan yang dilaku kan maka dapat ditarik kesimpulan : I) Penambahanjumlah surfactanjenis hyamine 1622, N-Cetyl N,N,N-trimetyl- Amonium Bromide (CrAB) dan asam stearat menurunkan basil uji kuat tarik poliblend. 2) Penambahanjumlah surfactant asam stearat menaikkan kemuluran poliblend HDPE-Pati.
DAFT AR PUSTAKA 1. MARK F. HERMAN, Encyclopedia of Polymer Science Engineering Vol. 2, Polytechnic Institute of New York. 2. MUCHY MUL YOHARJO, 1987 " manual Analisia Pati & Produk Pati ", Pusat antar Universitas Pangan & Gizi Universitas Gadjah Mada Yogyakarta 223
3. RACHMA YENI, "Peranan Surfactan dalam Antar-aksi antara Polietilen dan Pati '"
Suppraptiningsih: 1.
Program Magister Kimia, Pasca Sarjana lIB BandWlg DISKUSI : Agus Hadi Ismoyo : 1. Bagaimanakah penempatanpolyblend IillPEPati tersebut(homogenitasnya)? 2. Apa tujuan utama dari penambahan Pati tersebut dan apakah fungsi surfactan pada prosestersebut?
0
01
02
O.
04
2.
Pengamatanhanya dilakukan secara visual, rencana penelitian lanjutan adalah pengamatan homogenitas dan struktur molekulnya. Penambahan poliblend tergantung komposisinya, ada beberapayang tampak homogen. Tujuan penambahan Pati adalah agar bled HDPE dengan Pati tersebut dapat menjadi film yang dapat terdegradasi oleh mikroba. Fungsi surfactant sebagai kompatibilitas antarapolimer HDPE dan polimer alam Patio
01
0
0\
IPa'VlPal1 .PEl)
O~
08
o.
as
1Pa1i/IP"1 .P!)!
-""'HIa.", -..".H".""", -""'0' HIa.I, .'0.
~- ,- ,."..,.." ~ IC..,..,
-D.."". HIo-, "
~. .Ia'" Pengaruh."
Gambar
2(a).
-,..t. pati dan ", PE
pada
kemuluran
poliblend
Gambar1(a). Penganlh pIli dIn PE pada kuat tarik poliblend
TOO_an
-~..
_.1 400,_.
I~J
...I "Y"~
~
100-
.~:~~:'"';:::::::"5-".: ."" ..
100, 0
01
02
03
O.
ca
~,
IPaIiI/PaIi .PIli
-"".co
,"", -+-",'CO
Gambar_."".Cor.."'"" l(b). Pengaruh
-"",c pati dIn
"...
PE ,pada kuat
", tarik
poliblend
02 03 1P0ti/lPotf .PeJl
04
~
05
-"".0.""",,".-,- 0.".0.."'.0..7,"",.,.f 'C.T..u...,
-"".O.T..A.',,~
0
Gambar2(b). Penganlhpati daDPE pada kemuluran poliblend
0
01
OZ
01
'Pail/CPa,' .PEl' -"". C.'.Ct.1.1I -1.". CI.c1.'.' I '-G.'"".c.'.CI.II ~ '.'10 CI.CI.tO I
04
01
,...
Gamberl(c). Pengaruhpati dan PE pada kW!;ttank poliblend
0
01
-aOt'
.-e..I
02
03
04
OS
IPaU/(Patl+ PElf
a.". a...,.. I. ~ ...0..,
a...,...7.1. -lirl.
I
10.
Gambarl(d). Pengarohpati dan PE pada kuat tarik poliblend
0
01
02 03 IPaIV(PaU .PI)J
-"rl. """".11 -lurl. I,..rat, 7.1.
04
01
1...
..aurl.I_." .I -1..,. '...r'h" 1 Gambar2(d). Pengarohpati dan PE pada kemuluran poliblend
224
"---'--"'-' ~
K1Iat 80b'"
(Ioa'C.,)
-..'.0. :
110.
2tO.
i
i
100.
_I T.,lk 1~/c.,)
i
80.
.i
200'
150'
80'
.0-
:-.
100'
10-
.
10" 0
01
02 lPa'l/lPali
03 .Pel!
04
01
-_.,,-,.,... .-'- ...,."Ia." ,7.1. ,... -0" ,I. ,..
Ot,
,
0
2
'
'
4
..10
,--' 12
.0'01 c. T0'.AI8m.8,_lda(0)
Gambar3(a). Pcnganlh pati dan PE pada kuat sobekpoliblcnd
-','VIp""'O"
0,1
-P.tV(,.tlo"l-
-","Ip",,'OI-
0"
"D- ...,,(,
Gambar S(b). Pcngaroh surf.C.A.Br
K..t 8cbek fllO/cl\l
~~:::::::::::>-
140 110 100
.,.
t
:~~~
80 40
,
~~
--:--'--:::::~;;::~
pada kuat tank poliblcnd
lie...",,"" (~I
12.00 ;-~~-
00,
80
0,1
1-0,'
I
1000.
-,
.
eGG"
10 0
0
01
02
03
04
o.
!PaUI/Patl .PEl)
-awl.
,... 1.1I
,..at..,.t,,...
t.-,...
"..
,.....I
200'
01
trol
0
..' 2
4
..~
'
.-
12
-eret Burl. Hlaml" 10)
Gambar3(d). Penganlh pati dan PE pada kuat sobekpoliblend
-""'1
0.' ,,(.,'I"S"
--+-...",.', 0.1 D. ..tVI,,'I-.Vo0.'
Gambar 6(a). Pengaruh sun.Hiamin ISO
.-'-
"""-".'-0"..""
pada ken1uluran poliblend
ICMt T.,* (tG/c.,'
200
tSO tOO 10 0
0
2
...10
,
,. Hlam"10)
t2
,( ".1- 00' -1'otV< ,. 0.1 ,1 1-00' "" 0.' Gamba!S(a). Pcnganlh swf.Hiamin pada kuat tank poliblcnd
225
~
100_kif..
(~
l
lCuat 8_~ (~...)
1-0
120
800"
100 ~
500'
400.
_.
~
'--"'-'-'--"""'.'-".."."""'-""--"-'0
40
.
ZOO.,
20
tOO.
0
O. 0
2
4 8 8 Derat C.'rm.AI8m.Bro..ida (gJ
-"'1/"""'11- 0.'
0
12
~
-&
8
-"'II'.a"'-II-..' IIIpal.._11-O,a
..G',""IC..,I-'")o 0.'
Gambar6(b). Pengaruhsurf.C.T.A.Br. pada kemuluran
10
12
S.r.' Burt. Hlam'n(gJ
,1/1..,1-")0.2
--"'I/C.."",!- 0.3
2
-+- _alii/paIl--II- 0" a"/!pall,-.)' 0,-
Gambar 7(a). Pengaroh swf.Hiamin
pada kuat sobek poliblend
JK'liblend
700,"-_I.,.. (~)
--
100. 100"
000. 300;
ZOO, tOO
0
2
.e e eora' Surf. e,o.,o' (0)
-,"",<.,OIoP_/00' -_/(..".._/- 0,3
10
12
-..tU<., ,/-0.. "OUC..",../0,'
Gambar6(d). Pengaruh.wf.stearat pada kemuluran poliblend
__klllo/...)
1CO
::~-~
---1
,~I7~~
120
'-
I
.
10'
IO.-.'.-'
~ ~.
co.
100 80
80
.
A
40
.
Q
20
10-
o. I 0
I Z
...10
a...\ ".f. c'pJ('Of'"(g)
-_"".)0..1 1iliooi"'.)0
12
-,.,1/(..II...)og.! g..'.1/(0011..,). D.'
Gzmbar7(c). Pengarohsurf.C.P. Cl. pada kemuluran poliblend
226
~t 8obek(kg/om!
0 0
I
-"IV',.""... -h,vl,'I"P'"
.8
B
B.,.I 811t1. 810.,., (G1
G.' 0.'
1C
"
--P,tV(, P'" 0.. ..g..P.tl/l,...,.,. 0,'
Gambar7(d). Penganlil swf.Stearat pada kemuluran poliblend
