Contoh Outline Proposal Penelitian - Poliblen LDPE/PCL

Oleh:

Erwinsyah Utama

4151210006

Mahasiswa Program Studi Kimia

A.    Judul Penelitian

Kompatibilitas Poliblen Low Density Polyethylene (LDPE) Termodifikasi dan Poli-ɛ-kaprolakton (PCL) sebagai Plastik Biodegradasi

B.     Latar Belakang

Plastik sangat penting dalam kehidupan sehari-hari. Banyak barang kebutuhan yang di olah dari bahan plastik. Plastik merupakan bahan polimer alternatif yang lebih disenangi untuk digunakan sebagai penyediaan bahan sandang dan papan bagi kehidupan manusia, karena tersedia dalam jumlah besar dan lebih murah harganya dibanding bahan-bahan konvensional serta lebih aman digunakan (Wirjosentono, 1995). Polietilena (PE) merupakan salah satu jenis plastik yang paling banyak dipakai dalam kehidupan sehari-hari seperti kantong plastik yang terbuat dari jenis low density polyethylene (LDPE) (Peacokk dan Saito, 2000). Polietilena adalah bahan termoplastik yang transparan, berwarna putih yang mempunyai titik leleh bervariasi antara 110^oC-137ºC. Umumnya polietilena  tahan terhadap zat kimia. Monomernya, yaitu etana, diperoleh dari hasil perengkehan (cracking) minyak atau gas bumi (Billmeyer, 1994).

LDPE merupakan salah satu jenis plastik sintetik yang bersifat non-biodegradable atau tidak dapat terdegradasi oleh mikroorganisme, sehingga menyebabkan masalah lingungan (Darni dkk, 2008). Untuk mengatasi masalah tersebut, saat ini banyak dikembangkan metode alternatif untuk mendapatkan bahan plastik yang dapat terbiodegradasi di alam adalah melalui modifikasi bahan plastik yang telah ada yang sukar terbiodegradasi melalui pencampuran dengan bahan plastik yang dapat terbiodegradasi (Arcana, 2002). Beberapa penelitian sebelumnya telah melakukan pencampuran Low Density Polyethylene (LDPE) dengan polimer alam seperti pati jagung dan chitosan (Mufidah dkk, 2008), tapioka (Yuniari, 2011), dan pati bonggol pisang (Marfu’ah, 2015) untuk menghasilkan plastik biodegradable.

Polimer sintetis biodegradabel yang sedang dikembangkan sejauh ini adalah poliester alifatik, seperti poli-ɛ-kaprolakton (PCL) (Arcana dkk, 2002). Polikaprolakton (PCL) adalah poliester alifatik dengan kristalinitas sebesar 50%, merupakan bahan biokompatibel, dan dapat teroresorpsi secara biologis. Dibandingkan dengan poliester biodegradable lainnya, degradasi PCL secara in vivo sangat panjang. PCL memiliki temperatur transisi gelas yang rendah yaitu -60˚C, titik leleh 60˚C, dan suhu dekomposisi yang tinggi yaitu sekitar 350˚C (Mofokeng dan Luyt 2015). Kristalinitas PCL yang cukup tinggi dan sifatnya yang rapuh membatasi aplikasi praktisnya (Akahori dan Osawa, 1994). Namun, PCL memiliki beberapa sifat yang menarik, seperti permeabilitas tinggi, toksisitas yang rendah, biodegradabilitas, dan kapasitas untuk dicampur dengan berbagai polimer komersial pada rentang komposisi yang luas (Brode dan Koleske, 1972). PCL umumnya digunakan dalam pengemasan makanan, rekayasa jaringan, pembalut luka, dan pemberian obat. PCL dapat dengan mudah dibuat dengan polimerisasi ring-opening dari monomer ɛ-kaprolakton dengan adanya katalis turunan distannoxane (Otera dkk, 1991). Beberapa partikel anorganik biasanya digunakan untuk meningkatkan beberapa sifat polimer (Wang dkk, 2010).

Gunawan (2018) telah mensintesis poli-ε-kaprolakton (PCL) dengan metode polimerisasi pembukaan cincin (Ring Opening Polymerization) monomer ε-kaprolakton menggunakan katalis Zr(acac)₂, Zr(bzac)₂, dan Zr(phph)₂. Hasil yield yang diperoleh dari masing-masing penggunaan katalis adalah 72,87% untuk katalis Zr(acac), 77,3% untuk katalis Zr(bzac) dan 82,1% untuk katalis Zr(phph). Hasil tersebut menunjukkan bahwa dari ketiga jenis katalis yang digunakan yang hasilnya paling optimal adalah katalis Zr(phph) dengan yield 82,1%.

PE memiliki kekurangan sulit terdegradasi namun titik lelehnya tinggi dan sifatnya kuat/tahan terhadap zat kimia (Billmeyer, 1994), sedangkan PCL memiliki biokompatibilitas tinggi dan sifat mekanik yang baik namun titik lelehnya rendah (Vaskova dkk, 2008). Berdasarkan sifat ini, diharapkan pencampuran antara PE/PCL dapat menghasilkan poliblend yang kompatibel, kuat, dan dapat terurai di lingkungan.

Masalah utama dalam pencampuran dua jenis polimer adalah kompatibilitas antara dua jenis polimer yang dicampur, karena kedua jenis polimer umumnya memiliki karateristik yang berbeda terutama sifat polaritasnya (Amelia dan Arcana, 2006). Misalnya pada penelitian Laili (2010) yang melakukan pencampuran antara LDPE dengan pati ubi kayu dan gliserol sebagai plastisizer menghasilkan poliblen yang tidak kompatibel dengan sifat mekanik yang kurang sempurna karena LDPE bersifat nonpolar dan pati ubi kayu bersifat polar, akan tetapi dengan adanya penambahan asam akrilat (Susilawati dkk, 2011), kompabilitas dari poliblend LDPE/pati ubi kayu menjadi meningkat. Polimer yang sukar terbiodegradasi seperti poliolefin (PE) tidak memiliki gugus fungsi yang bersifat polar, sedangkan polimer yang dapat terbiodegradasi dengan mudah seperti polilakton dan biopolimer memiliki gugus fungsi yang bersifat polar atau jenis ikatan yang dapat terhidrolisis seperti ikatan ester, amida, eter, dan sebagainya.

Untuk itu, sebelum dibentuk poliblen, poliolefin perlu dimodifikasi terlebih dahulu agar dalam struktur rantainya ada gugus fungsi atau ikatan yang bersifat polar baik melalui reaksi oksidasi reduksi ataupun substitusi gugus fungsi seperti gugus sulfonat. Penambahan aditif yang berupa zat pengoksidasi seperti senyawa kromat dan senyawa peroksida bertujuan agar sebagian rantai polietilen mengalami oksidasi membentuk gugus fungsi baru yang bersifat lebih polar seperti gugus hidroksida atau gugus karbonil, sehingga polietilen dapat berinteraksi dengan polimer lain yang mengandung gugus fungsi yang bersifat polar membentuk campuran polimer yang homogen dan kompatibel (Amelia dan Arcana, 2006).

C.    Rumusan Masalah

1.      Bagaimana kompabilitas poliblen LDPE/PCL yang dihasilkan?

2.      Bagaimana biodegradabilitas poliblen LDPE/PCL yang dihasilkan?

3.      Bagaimana laju migrasi PCL dalam LDPE?

4.      Bagaimana kontaminasi poliblen LDPE/PCL yang dihasilkan terhadap media air dan oli?

D.    Tujuan Penelitian

1.      Memperoleh data kompabilitas poliblen LDPE/PCL yang dihasilkan

2.      Memperoleh data biodegradabilitas poliblen LDPE/PCL yang dihasilkan

3.      Memperoleh data laji migrasi PCL dalam LDPE

4.      Memperoleh data kontaminasi poliblen LDPE/PCL yang dihasilkan terhadap media air dan oli

Medan, 28 Februari 2019

Mengetahui,                               Menyetujui,

Ketua Jurusan Kimia                  Dosen Pembimbing Skripsi           Mahasiswa Peneliti

Dr. Ayi Darmana, M.Si              Dr. Muhammad Yusuf, M.Si         Erwinsyah Utama

NIP. 19660807 199010 1 001    NIP. 19830411 200801 1 005        NIM. 4151210006