Pembuatan Poliblen Degradabel Menggunakan Teknik Pengolahan Reaktif Poliolefin dan Serat Limbah Kelapa Sawit

Basuki Wirjosentono, Setiady Pandia, Nursjamsu Bahar, Rusdan Dalimunthe, Purboyo Guritno, Darwin Y Nasution, dan Erman Munir

Jurusan Kimia, Universitas Sumatera Utara

Limbah padat kelapa sawit mencapai 20 juta ton per tahun dan sampah plastik kemasan yang tidak degradabel masih menjadi masalah lingkungan. Plastik degradabel menggunakan pengisi pati kentang dan jagung masih terlalu tinggi harganya. Oleh karena itu terbuka kemungkinan memanfaatkan limbah sawit sebagai pengisi plastik kemasan yang degradabel. Kompabilitas plastik poliolefin dengan pengisi limbah sawit yang sangat rendah diharapkan meningkat dengan menggunakan teknik pengolahan yang melibatkan reaksi kimiawi. Penelitian ini bertujuan menghasilkan bahan plastik poliolefin degradabel menggunakan pengisi serat limbah kelapa sawit dan selanjutnya dapat menghasilkan ‘kayu plastik’ dari serat limbah kayu dan perkebunan.

Pengolahan poliblen polietilena dengan serbuk pulp tandan sawit dalam skala laboratorium menunjukkan kompabilitas optimum dengan komposisi 20% pengisi, 2% asam akrilat, dan sedikit benzoil klorida. Data mikroskop elektron payar (SEM) memperlihatkan pengompatibel aktrilat yang terkumpul pada fase pengisi pulp, yang menyiratkan keefektifan kerja kompabilitas.

Pengolahan reaktif skala ekstrusi dengan tambahan pendispersi parafin memperlihatkan tampilan poliblen yang lebih cerah dan homogenitas yang lebih baik, kekuatan tarik yang lebih rendah, tetapi kemuluran yang lebih baik dibandingkan tanpa pendispersi. Kadar pendispersi parafin optium yang memberikan tampilan, homogenitas, kemuluran terbaik, dan kekuatan tarik memadai ialah 5-10% berdasarkan bobot poliblen. Pendispersi asam stearat juga memberikan kerja sinergisme dengan pendispersi parafin.

Analisis poliblen poliprilena yang diolah dengan 10% asam akrilat dan dikumilperoksida (0.1%) menghasilkan kurva distribusi bobot molekul dengan adanya puncak tambahan pada daerah bobot molekul tinggi, yang menunjukkan terbentuknya taut-silang gugus akrilat dengan rantai polipropilena. Ini didukung dengan munculnya puncak endoterm tambahan pada termogram DSC. Pengamat-an dengan spektroskopi inframerah sebelum dan sesudah ekstraksi akrilat menunjukkan bahwa hampir semua akrilat tidak terekstraksi karena ‘terikat’ secara kimia-fisika pada rantai polipropilena.

Kandungan gabungan pendispersi yang optimum, dengan modulus poliblen yang maksimum dan homogenitas memadai ialah 3% parafin dan 2% tristearin. Perendaman poliblen selama 90 hari di dalam air suling, air sungai hulu, dan air sungai muara menunjukkan penurunan bobot spesimen uji rata-rata hanya 2%, yang berarti mikrob dalam ketiga jenis air tersebut tidak aktif mendegradasi sampel poliblen. Uji biodegradasi dengan mengubur sampel dalam tanah selama 30 hari memperlihatkan laju degradasi yang lebih cepat untuk semua sampel poliblen polipropilena dan polietilena, baik yang rapatan tinggi maupun rapatan rendah. Penurunan bobot dalam hal ini lebih besar dibandingkan uji biodegradasi dalam media bakteri Cellulomonas sp. 

Pada uji sifat keterolahan dengan cara cetak tekan, terlihat bahwa morfologi poliblen yang homogen hanya diperoleh bila kandungan serbuk pengisi <10%. Kandungan serbuk pengisi yang lebih tinggi pada umumnya mempercepat laju degradasi termal spesimen poliblen, tetapi masih lebih lambat dibandingkan jika serbuk pengisinya berupa amilum.

Kenaikan kadar laminasi karet alam pada permukaan pengisi tandan sawit menyebabkan naiknya kompatibilitas, naiknya kemuluran, turunnya kekuatan tarik, dan turunnya modulus. Modifikasi matriks poliprilena dengan peroksida menaikkan kompatibilitas, menaikkan modulus, menurunkan kekuatan tarik dan kemuluran. Modifikasi pengisi pulp dengan gugus stearat meningkatkan homoge-nitas, kekuatan tarik dan kemuluran. Di sisi lain, sampel poliblen termodifikasi peroksida mengalami oksidasi atau pemutusan serat, dan penambahan pemantap 2,6-di-tert-butil p-hidroksitoluena (BHT) dapat memperbaiki sifat termal. 

Pemekacahaya FeCl3 dapat menunjukkan kinerja memadai selama perlakuan fotodegradasi dibandingkan pemekacahaya komersial 4-metil benzofenon atau feriasetil asetonat. Data spektroskopi inframerah menunjukkan mekanisme pemekacahaya FeCl3 melalui pembentukan gugus karbonil dan hidroksil (reaksi Norris tipe I dan II). Kombinasi pemekacahaya FeCl3 dengan antioksidan BHT dan penyerap cahaya 2-hidroksi benzofenon dapat mengendalikan laju fotodegra-dasi poliblen. 

Dengan demikian, mekanisme degradasi hidrolisis dan biodegradasi poliblen di dalam medium berair telah menggambarkan kemungkinan degradasi bahan kemasan polimer pascapakai yang dibuang dalam saluran limbah, sungai, dan daerah pantai. Gabungan bahan pemantap dan pemekacahaya dapat dijadikan landasan dalam merancang masa pakai bahan poliblen di alam terbuka yang dipengaruhi cahaya ultraviolet dan sinar surya. Oleh karena itu, poliblen degradabel ini dapat digunakan pada industri film kemasan, lapisan penutup lahan pertanian, kantong sampah domestik, dan sebagainya.

 

Adopted by : @_pararaja from Hibah Bersaing V

 

2 thoughts on “Pembuatan Poliblen Degradabel Menggunakan Teknik Pengolahan Reaktif Poliolefin dan Serat Limbah Kelapa Sawit

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s