8
Risalah Seminar //miah Penelilian dan Pengembangan Aplikasi !salop daD Radiasi 2004 KARAKTERITIK FILM CAMPURAN POLIPROPILEN-KO- ETILEN/POLI-t-KAPROLAKTON DAN POLIPROPILEN DITEMPEL MALEIK ANHIDRA T HASIL IRADIASI Nikham PuslitbaDg TekDologi Isotop daD Radiasi -BATAN, Jakarta ABSTRAK KARAKTERISTIK FILM CAMPURAN POLI-PROPILEN-KO-ETILEN/POLI-E- KAPROLAKTON DAN POLIPROPILEN DITEMPEL MALEIK ANHIDRAT HASIL IRADIASI. Telah dipelajari efek iradiasi sinar gamma terhadap film campuran polipropilen-ko- etilen (CPP) dan poli-E-kaprolakton (PCL) dan polipropilen ditempel maleik anhidrat IPP-g-MAHI sebagai kompatibiliser.. Tujuan penelitian ini untuk menyiapkan polyblend yang ramah lingkungano Komposisi campuran CPP/PCL divariasi sebagai berikut; 100/0, 75/25, SO/50,25/75 dan 0/100 dengan konsentrasi PP-g-MAH; 0, 10, 15, 20 % berat, diiradiasi menggunakan sinar gamma 6OCO dengan aktivitas 420 kCi pacta dosis 0, 50, 100, ISO, 200 kGy dan laju dosis 802 kGy/jam serta suhu 90 DC. Karakteristik film iradiasi telah dievaluasi dengan mengukur perpanjangan putus, tegangan putus, fraksi gel, degradasi secara enzimatik dan ketahanan panas. Hasilnya menunjukkan bahwa konsentrasi PP-g-MAH untuk mencapai polyblend yang relatif baik adalah 20 % berat. Perpanjangan putus film campuran CPP/PCL -SO/50 yang diiradiasi pacta dosis 200 kGy mengalami penurunan, sedangkan teganganputusnya mengalami kenaikano Fraksi gel dan ketahanan panas film yang diiradiasi mengalami peningkatan. Enzim lipase AK dapat mendegradasi film terse but baik yang tanpa diiradiasi maupun yang diiradiasi. Kualitas film demikian dapat disebut sebagai bahan plastik yang biodegradable. ABSTRACT CHARACTERISTIC OF IRRADIATION RESULT FILM OF POLY-PROPYLENE- CO-ETHYLENE/POLY-6-CAPROLACTONE AND POLY-PROPYLENE GRAFTED MALEIC ANHYDRATE BLEND. The effect of gamma rays irradiation to film of melt-blending polypropylene.co;.ethylene (CPPj and poly-e-caprolactone (PCL! with polypropylene grafted maleic anhydride (PP-g-MAH) blend as compatibilizer has been studied. The objective of the research is to prepare the biodegradable polyblend. The composition blend of CPP/PCL with 0, 10, 15, 20 wt % PP-g-MAH i.e. 10010,75125, 50/50, 25/75 and 01100 were irradiated by using gamma rays 6OCO with activity 420 kCi at doses; 0, 50, 100, 150, 200 kGy, at dose rate 8.2 kGy/hrs and temperature 90 °C. The elongation at break, tensile strength, gel fraction, enzymatic degradation and heat resistance were evaluated. The results showed that the compatibility of PP- g.MAH to reach good enough polyblend is 20 % weight. Elongation at break film of CPP/PCL - 50/50 blend which irradiated at dose 200 kGy decreased, whereas the tensile strength increased. Gel fraction and heat resistance of the film irradiated increased. Enzyme of lipase AK can degraded either without irradiated or irradiated film. Thus quality of the polyblend can be called as biodegradable plastic material. PENDAHULUAN Peningkatan pemakaian polimer untuk barang- barang habis pakai seperti kemasan menimbulkan masalah terhadap sampah yang dibuang sehingga banyak permintaan untuk melakukan degradasi. Untuk memecahkan masalah ini perlu dicarikan jalan keluarnya yaitu dengan mengganti polimer non biodegradable dalam pembuatan barang-barang habis pakai dengan polimer yang biodegradable (dapat mengalami peruraian menjadi CO2, metan, air, senyawa anorganik atau biomassa akibat aktivasi pn~im mikrnhAI SAlAh ~At11 rnntnh Ar1AIAh penggunaan poli-e-kaprolakton (PCL! yang merupakan poliester alifatik turunan dari polimerisasi cincin terbuka e-kaprolakton. Polimer ini terkenal biodegradable clan mempunyai kompatibilitas cukup luas dengan polimer-polimer lainnya [1]. PCL biasanya digunakan untuk kemasan, kontener clan alai-alai kesehatan [2, 3]. Oalam makalah ini diuraikan basil pengukuran sifat mekanik film campuran polipropilen -ko-etilen/poli -e- kaprolakton (CPP I PCL) clan PP-g-MAH serta diuji degradabilitasnya dengan enzim. CPP merupakan polimer sintetik yang ..~-~:_: ~-_: n,., '" trr- __1: :1_- """" -'--- n ..,..

KARAKTERITIK FILM CAMPURAN POLIPROPILEN-KO- …

  • Upload
    others

  • View
    11

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: KARAKTERITIK FILM CAMPURAN POLIPROPILEN-KO- …

Risalah Seminar //miah Penelilian dan Pengembangan Aplikasi !salop daD Radiasi 2004

KARAKTERITIK FILM CAMPURAN POLIPROPILEN-KO-ETILEN/POLI-t-KAPROLAKTON DAN POLIPROPILEN

DITEMPEL MALEIK ANHIDRA T HASIL IRADIASI

NikhamPuslitbaDg TekDologi Isotop daD Radiasi -BATAN, Jakarta

ABSTRAK

KARAKTERISTIK FILM CAMPURAN POLI-PROPILEN-KO-ETILEN/POLI-E-KAPROLAKTON DAN POLIPROPILEN DITEMPEL MALEIK ANHIDRAT HASILIRADIASI. Telah dipelajari efek iradiasi sinar gamma terhadap film campuran polipropilen-ko-etilen (CPP) dan poli-E-kaprolakton (PCL) dan polipropilen ditempel maleik anhidrat IPP-g-MAHIsebagai kompatibiliser.. Tujuan penelitian ini untuk menyiapkan polyblend yang ramahlingkungano Komposisi campuran CPP/PCL divariasi sebagai berikut; 100/0, 75/25, SO/50, 25/75dan 0/100 dengan konsentrasi PP-g-MAH; 0, 10, 15, 20 % berat, diiradiasi menggunakan sinargamma 6OCO dengan aktivitas 420 kCi pacta dosis 0, 50, 100, ISO, 200 kGy dan laju dosis 802kGy/jam serta suhu 90 DC. Karakteristik film iradiasi telah dievaluasi dengan mengukurperpanjangan putus, tegangan putus, fraksi gel, degradasi secara enzimatik dan ketahanan panas.Hasilnya menunjukkan bahwa konsentrasi PP-g-MAH untuk mencapai polyblend yang relatif baikadalah 20 % berat. Perpanjangan putus film campuran CPP/PCL -SO/50 yang diiradiasi pactadosis 200 kGy mengalami penurunan, sedangkan tegangan putusnya mengalami kenaikano Fraksigel dan ketahanan panas film yang diiradiasi mengalami peningkatan. Enzim lipase AK dapatmendegradasi film terse but baik yang tanpa diiradiasi maupun yang diiradiasi. Kualitas filmdemikian dapat disebut sebagai bahan plastik yang biodegradable.

ABSTRACT

CHARACTERISTIC OF IRRADIATION RESULT FILM OF POLY-PROPYLENE-CO-ETHYLENE/POLY-6-CAPROLACTONE AND POLY-PROPYLENE GRAFTED MALEICANHYDRATE BLEND. The effect of gamma rays irradiation to film of melt-blendingpolypropylene.co;.ethylene (CPPj and poly-e-caprolactone (PCL! with polypropylene graftedmaleic anhydride (PP-g-MAH) blend as compatibilizer has been studied. The objective of theresearch is to prepare the biodegradable polyblend. The composition blend of CPP/PCL with 0,10, 15, 20 wt % PP-g-MAH i.e. 10010, 75125, 50/50, 25/75 and 01100 were irradiated by usinggamma rays 6OCO with activity 420 kCi at doses; 0, 50, 100, 150, 200 kGy, at dose rate 8.2kGy/hrs and temperature 90 °C. The elongation at break, tensile strength, gel fraction, enzymaticdegradation and heat resistance were evaluated. The results showed that the compatibility of PP-g.MAH to reach good enough polyblend is 20 % weight. Elongation at break film of CPP/PCL -50/50 blend which irradiated at dose 200 kGy decreased, whereas the tensile strength increased.Gel fraction and heat resistance of the film irradiated increased. Enzyme of lipase AK candegraded either without irradiated or irradiated film. Thus quality of the polyblend can be calledas biodegradable plastic material.

PENDAHULUAN

Peningkatan pemakaian polimer untuk barang-barang habis pakai seperti kemasanmenimbulkan masalah terhadap sampah yangdibuang sehingga banyak permintaan untukmelakukan degradasi. Untuk memecahkanmasalah ini perlu dicarikan jalan keluarnya yaitudengan mengganti polimer non biodegradabledalam pembuatan barang-barang habis pakai

dengan polimer yang biodegradable (dapatmengalami peruraian menjadi CO2, metan, air,senyawa anorganik atau biomassa akibat aktivasipn~im mikrnhAI SAlAh ~At11 rnntnh Ar1AIAh

penggunaan poli-e-kaprolakton (PCL! yangmerupakan poliester alifatik turunan daripolimerisasi cincin terbuka e-kaprolakton.Polimer ini terkenal biodegradable clanmempunyai kompatibilitas cukup luas denganpolimer-polimer lainnya [1]. PCL biasanyadigunakan untuk kemasan, kontener clan alai-alaikesehatan [2, 3]. Oalam makalah ini diuraikanbasil pengukuran sifat mekanik film campuranpolipropilen -ko-etilen/poli -e- kaprolakton (CPP IPCL) clan PP-g-MAH serta diuji degradabilitasnyadengan enzim.

CPP merupakan polimer sintetik yang..~-~:_: ~-_: n,., '" trr- __1: :1_- """" -'--- n ..,..

Page 2: KARAKTERITIK FILM CAMPURAN POLIPROPILEN-KO- …

Risalah Seminar IImiah Peoe/itian daD Peogembangan Ap/ikasi lsotop daD Radiasi, 2004

dahulu. Enzim lipase AK yang dipakai dalamproses degradasi diperoleh dari AmanoPharmaceutical Industry Co. Ltd., ]epang.

Peralatan. Mesin Pres digunakan untukmembuat film. Dumbbell dipakai untukmemotong film menjadi sampel dengan bent ukmenurut ASTM 1922-L. Tensi meter Strograph-RIdigunakan untuk mengukur perpanjangan putusclan tegangan putus. Iradiator sinar gamma 6OCOdengan aktivitas 420 kCi sebagai sumber energiuntuk iradiasi sampel film. Alat pemanas untukmengatur suhu saat iradiasi sampel film Alatekstraksi dipakai untuk analisis fraksi sol-gelfilm.

Persiapan polyblend. Penelitian inidilakukan di Laboratorium Takasaki RadiationCh~:mistry Research Establishment, ]AERI]epang. Komposisi campuran CPP/PCL divariasisebagai berikut; 100/0, 75/25, 50/50, 25/75 clan0/100 dengan konsentrasi PP-g-MAH 0, 10, 15clan 20 % berat. Sampel campuran sekitar 50 gdigiling dengan menggunakan Laboplastomillbuatan Toyoseiki Co. Ltd., ]epang. Kondisipenggilingan pada suhu 200 °C dengan kecepatanpisau putar 30 rpm clan waktu pencampuransekitar 8 menit. Setelah penggilingan selesai,sampel campuran yang sudah meleleh,dikeluarkan sec~patnya clan didinginkan padasuhu kamar. Sampel campuran dibuat filmdengan ketebalan 0,5 mm di bawah tekanan 150kg/c:m2 pada suhu 200 °C selama 3 menit clanpemanasan awal selama 3 menit, kemudiandidinginkan di bawah tekanan sekitar 100 kg/cm2dengan sirkulasi air selama 5 menit.

lradiasi sampel. Sampel berbentukdumbbell berukuran standar dalam tabung reaksiberdiameter 2,5 cm, divakumkan hingga 10-3Torr, kemudian disegel. lradiasi dilakukandengan menggunakan sinar gamma 6OCO denganaktivitas 420 kCi pada dosis 0, 50, 100, ISO, 200kGy clan laju dosis 8,2 kGy/jam clan suhu 90 DC.

etilen. Penambahan etilen dengan tujuan untukmemperbaiki kejernihan clan kekerasanproduknya [4]. Telah diketahui bahwa PP dipakaiuntuk membuat alat-alat kedokteran sepertisyringe, kateter, kantung transfusi darah clandialyizer untuk cuci darah. Namun barang-barangtersebut setelah dipakai clan dibuang ke alam,tidak dapat ramah dengan lingkungan, sehinggamenimbulkan masalah baru. Alat-alat kedokteranini sering disterilkan dengan sinar gamma 6OCOatau mesin berkas elektron. Selama proses radiasiPP mengalami degradasi oksidatif clan jugaselama penyimpanan [5, 6]. Untuk memecahkanmasalah ini, salah satu caranya adalahmenciptakan polyblend baru yang biodegradablemisalnya mencampur polimer yangnon biodegradable dengan polimer yangbiodegradable clan PP-g-MAH sebagaikompatibiliser supaya menghasilkan bahan baruyang produknya jika setelah dipakai, kemudiandibuang ke alam akan ramah dengan

lingkungannya.Umumnya polimer CPP !nonbiodegradable}

clan PCL (biodegradable) tidak kompatibelterutama jika dicampur. Campuran bahan-bahantersebut menghasilkan produk heterogen denganperlekatan antar permukaan relatif lemahsehingga sifat mekaniknya rendah. Agarcampuran polimer CPP/PCL dapat kompatibel,maka diperlukan kompatibiliser yang dalampenelitian ini digunakan PP-g-MAH. Untukmengetahui bahwa dua jenis polimer ini menjadikompatibel, biasanya ditunjukkan adanya blok,acak, atau kopolimer tempel [7, 8]. Kopolimertempel ini bekerja sebagai kompatibiliser antarpermukaan di mana bagian rantai-rantaikopolimer mengikat secara fisika atau kimiadengan salah satu polimer clan dengan bagianlainnya.

Hipotesis penelitian adalah bahwamonomer yang diiradiasi dengan menggunakansinar gamma akan mengalami ikatan silang,sehingga diharapkan menghasilkan polimer yangberkualitas baik clan biodegradable. Adapuntujuan penelitian ialah menyiapkan polyblendyang ramah lingkungan dengan mencampurdalam kondisi meleleh CPP clan PCL dengan PP-

g-MAH sebagai kompatibiliser

Pengukuran sifat mekanik. Pengukuransampel ini dilakuakn di Laboratorium yang sarnaseperti tersebut di alas. Film sampel campurandipotong menjadi berbentuk dumbbell sesuaiASTM 1822-L. Untuk menentukan teganganputus clan perpanjangan putus diukur denganmenggunakan tensile tester Strograph RI buatanToyoseiki Co. Ltd., jepang, pada kecepatancrosshead 100 mm/menit pada suhu kamar sekitar20 °c.

BAHAN DAN METODE

Bahan, Tepung polipropilen-ko-etilen(CPPj dengan 2,5 M % etilen MFR 10 diperolehdaTi Chiso Corporation, ]epang, Pelet poli-e-kaprolakton (PCLj diterima daTi Showa HighPolymer Co,Ltd" ]epang, PP-g-MAH dibeli daTiMitsubishi Chemical Co, Ltd" ]epang. Semuabahan yang dipakai tanpa dimurnikan lebih

Analisis sol-gel. Untuk menghilangkanbagian terlarut atau tidak berikatan silang (fraksisol) sampel iradiasi diekstraksi dengan

Page 3: KARAKTERITIK FILM CAMPURAN POLIPROPILEN-KO- …

Risalah Seminar J/mJah Penelitian don Pengembangan Aplikasi lsotop don Radiasi, 2004

ikatan rantai utama (degradasij clan pembentukanikatan silang antara molekul polimer berbeda.

Mekanisme ikatan silang merupakan temaperdebatan penting clan mungkin bervariasi diantara polimer-polimer yang berbeda. Ada tigakemungkinan proses pembentukan radikal yangterjadi. Pertama pemutusan ikatan C-H pada saturantai polimer untuk membentuk atom hidrogen,diikuti dengan abstraksi atom hidrogen keduadari rantai tetangganya untuk menghasilkanhidrogen. Radikal polimer yang berdekatanbergabung untuk membentuk ikatan silang. Kedua migrasi posisi radikal yang dihasilkan olehpembelahan ikatan C-H sepanjang rantai-rantaipolimer hingga dua darinya berdekatan,kemudian bergabung membentuk ikatan silang.Ke tiga reaksi kelompok tak jenuh dengan atomhidrogen untuk membentuk radikal-radikalpolimer yang dapat bergabung [10].

menggunakan pelarut yang sesuai. Untukmelarutkan CPP digunakan xylene dan PCLdengan kloroform. Ekstraksi dilakukan sekitar 30jam dalam xylene dan kemudian dalam kloroformdalam waktu yang sarna. Setelah diekstraksisampel film diangkat dan dikeringkan pada suhuruang, kemudian diteruskan dalam oven vakumhingga berat stabil. Fraksi sol ditentukan denganmenggunakan persamaan sebagai berikut;

Fraksi sol (s) = Wo -Weks. : Wodan fraksi gel (g) dihitung menurut persamaanberikut;

Fraksigel (g) = (I -s) x 100 %Dalam hal ini Wo = berat sampel sebelumdiekstraksi dan Weks. = berat sampel setelahdiekstraksi.

Uji enzimatik. Untuk uji degradasi secaraenzimatik film daTi campuran polimer CPP/PCLdan PP-g-MAH, dilakukan dalam larutan dengankomposisi sebagai berikut; 0,2 M buffer fosfat pH7,0 4,0 ml, 0,1 % MgClz 1,0 ml dan 10 mg/mlenzim lipase AK 1,0 ml [9]. Film sampel dengandimensi (10 x 10 x 0,51 mm, dikeringkan dalamoven vakum pada suhu 40 °C selama 48 jam.Sampel kemudian dimasukkan ke dalam tabungreaksi dengan diameter 15 mm yang berisi 6 mlcampuran larutan, kemudian diinkubasi padasuhu 55 °C sambil digoyang selama waktutertentu. Sampel yang telah diinkubasidikeluarkan daTi tabung dan dicuci dengan airsuling, kemudian dengan metanol, selanjutnyadikeringkan dalam oven vakum pada suhu 40°C selama 24 jam. Degradasi secara enzimatikdinyatakan dengan persentase kehilangan berat.

Kehilangan be rat = (Wa -Wll/Wa x 100 %dalam hal ini Wa dan WI berat film sebelum dansesudah uji enzimatik.

PerpaP1ifangan putus dun tegangan putus filmsebelun diiradiasi. Telah diketahui bahwa lasecontinuous daTi polyblend dapat dipercayamemperbaiki sifat-sifat fisiko-mekanik [11].Namun demikian dalam kenyataannyapembentukan lase continuous daTi polyblend yangterdiri daTi dua jenis polimer tidak kompatibel,sangat jarang terjadi tanpa melibatkankompatibilizer seperti ditunjukkan pada Gambar1 clan 2. Hal ini dapat dilihat bahwa tanpaadanya kompatibiliser, maka campuran CPP/PCLmenunjukkan sifat-sifat mekanik yang buruk,seperti tegangan putus rendah clan kerapuhanperpanjangan putus. Selain itu ketergantungansifat mekanik tersebut clan sifat yang mudahdiubah pada komposisi campuran, umumnyamenunjukkan nilai yang rendah daripadakomponen murninya. Ternyata ini disebabkankurangnya formasi lase co-continuous sebagaibasil penempelan antar permukaan yang burukclan tegangan yang tinggi antar permukaanUji stabilitas panas. Sifat mekanik

ketahanan panas sampel film iradiasi diukurmenggunakan oven pacta berbagai suhu. Filmberukuran (0,3 x 1 x O,OSt cm digantung dalamoven dengan diberi beban dan suhu 140, 160, 180dan 200 DC. Selanjutnya film diamati perubahanperpanjangan putus dan waktu yang diperlukanuntuk putus saat digantung dalam oven tersebut.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Efek radiasi pada polimer meliputipembentukan produk gas, reduksi eksitasi takjenuh clan produksi tak jenuh baru. Tetapi duareaksi yang menyebabkan perubahan utamadalam sifat-sifat polimer adalah pemotongan

25 50 75 100Komposisi CPP/PCL

Perpanjangan putus film campuranCPP/PCL dengan berbagai konsentrasi pp.

g-MAH

Gambar

Page 4: KARAKTERITIK FILM CAMPURAN POLIPROPILEN-KO- …

Risa1ah Seminar Umiah Peneli/ion don Pengembongon Aplikasi ls%p don RadiaSJ; 2004

diantara dua polimer. Sebaliknya penambahansejumlah kompatibiliser, fase boundary menjaditidak bertahan lebih lama dan fase dispersedmengikat lebih baik atau perlahan-lahan melekatke dalam matriks dan membentuk fase co-continuous. Karena basil penempelan antarpermukaan akan lebih baik, sehinggamemperbaiki keseluruhan sifat mekanik. Untukmemprediksi konsentrasi optimal kompatibiliser,maka dalam penelitian ini telah dicobakonsentrasi PP-g-MAH 0, 10, 15 dan 20 % beratuntuk menghasilkan ikatan silang campuranpolimer CPP/PCL. Sebagaimana ditunjukkanpada Gambar 1 dan 2 konsentrasi optimal PP-g-MAH sebagai kompatibiliser didapatkan 20 %,walaupun untuk perpanjangan putus dantegangan putus dengan 10 % berat PP-g-MAHsudah cukup. Lagi pula campuran polimeryang mengandung CPP tinggi (CPP/PCL = 75/251dan CPP rendah (CPP/PCL = 25/751,penambahan 10 % berat PP-g-MAH juga cukupuntuk mencapai tegangan putus yang cukuptinggi. Jika penambahan PP-g-MAH berlebihanmaka ada kemungkinan rantai molekulterkonsentrasi pada permukaan [11, 12].

dan 3 mengalami penurunan cukup nyata,namun pada dosis 150 kGy dan 200 kGy nampakstabil. Sedangkan film nomor 2 yang diiradiasipada dosis 150 kGy dan 200 kGy mengalamikenaikan. Penurunan film nomor 1 dan 3 yangdiiradiasi pada dosis 200 kGy masing-masingsekitar 61 % dan 31 %. Adapun film nomor 2yang diiradiasi pada dosis 200 kGy mengalamikenaikan sekitar 15 %. Jika memperhatikandata ini film nomor 2 (CPP/PCL = 50/501cukup tahan terhadap radiasi dibanding filmnomor 1 yang mengandung PCL tinggi. Hal ini

dimungkinkan campuran dengan komposisiterse but selama radiasi mengalami ikatan silangsedemikian rupa sehingga menghasilkan polimeryang cukup tahan dengan radiasi dosis tinggi.

Gambar 3,

50 100 150 200

Oasis iradiasi sinar gamma (kGy)

Perubahan perpanjangan putus filmcampuran CPP/PCL daD 20 % PP-g-MAHsetelah diiradiasi pads sinar gammadalam vakum daD suhu 90 .C.

Gambar 2. Tegangan putus film campuran CPP/PCLdengan berbagai konsentrasi PP-g-MAH

Perubahan pe~anjangan putus dantegangan putus film setelah diiradiasi. Hasilpengukuran perubahan perpanjangan putus, dantegangan put us film campuran CPP/PCL dan 20% PP-g-MAH, setelah diiradiasi dapat dilihatpada Gambar 3 dan 4. Perubahan perpanjanganputus film nomor 2 dan 3 ICPP/PCL = 50/50 dan100/01 turun sejalan dengan peningkatan dosisiradiasi, namum pada dosis 150 dan 200 kGynampak stabil. Hal ini berarti film nomor 2 dan 3yang diiradiasi pada dosis 200 kGy masing-masing mengalami penurunan sekitar 20 % dan50 %. Adapun untuk film nomor 1 (CPP/PCL =0/1001 mengalami penurunan hingga pada dosis200 kGy mencapai.29 %. Oemikian juga hiladiperhatikan tegangan putusnya, film nomor 1

Perubahan tegangan putus f11m campuranCPP/PCL clan PP-g-MAH setelah diiradiasipada sinar gamma dalam vakum clan suhu90 .C.

Gambar 4.

Uji degradabilitas film secara enzimatik.Untuk mengetahui degradabilitas secaraenzimatik, maka dalam penelitian ini dipakai

Page 5: KARAKTERITIK FILM CAMPURAN POLIPROPILEN-KO- …

RisaJah Seminar Ilmiah Penelitian daD Pengembangan Aplikasi lsotop daD Radiasi, 2004

2200 % clan film nomor 3 sekitar 683 %. Jadi filmnomor 2 campuran CPP/PCL -50/50 dengan 20% PP-g-MAH yang diiradiasi pada dosis 200 kGydapat menghasilkan fraksi gel yang cukup tinggi.dibandingkan film lainnya. Dengan demikianiradiasi dengan dosis 200 kGy dapatmeningkatkan kualitas film tersebut.

~~~.8~L

!

enzim lipase AK yang berasal dari Pseudomonast1ourescens. Enzim ini dapat didefinisikan sebagaikatalis protein aktif yang bekerja dalam kondisikhusus. Aktivitas enzim dipengaruhi olehbeberapa faktor seperti suhu, larutan buffer,pH, substrat, konsentrasi enzim dan surfaktan[13, 14]. Efek suhu inkubasi sekitar 60 °C pactadegradasi secara enzimatik dari film campuranCPP/PCL dengan 20 % berat PP-g-MAH,ditunjukkan dalam Gambar 3. Kecepatandegradasi naik cukup tajam sejalan dengan waktuinkubasi selama 8 hari. Untuk film nomor 1campuran CPP/PCL = 0/100 tanpa diiradiasi,kehilangan berat hingga sekitar 71%, film nomor2 yang diiradiasi pacta dosis 50 kGy sekitar 68 %dan film nomor 3 yang diiradiasi pacta dosis 200kGy sekitar 41 %. Sedangkan untuk filmnomor 4 campuran CPP/PCL -50/50 tanpadiiradiasi kehilangan beratnya hanya sekitar 12%,. Film nomor 5 yang diiradiasi pacta dosis 50kGy sekitar 5 % dan film nomor 6 yang diiradiasipacta dosis 200 kGy sekitar 3 % saja. Hal inimungkin menunjukkan bahwa film hasil iradiasiterbentuk ikatan silang sedemikian rupa sehinggasulit untuk diserang enzim. Perlu dipahamibahwa degradasi secara enzimatik, terjadi secaraerosi di permukaan film, dan dibagian amorp.Disamping itu untuk film dengan kandunganPCL tinggi ICPP/PCL -0/100) dengan 20% PP-g-MAH acta kemungkinan bagian amorpnya lebihbanyak sehingga kehilangan beratnya setelahproses enzimatik lebih tinggi daripada filmdengan kandungan PCL lebih rendah ICPP/PCL

-50/50).

CPP/PCL; 0/100 ; 1 = 0 kGy, 2 = 50 kGy, 3 = 200 kGyCPP/PCL; SO/50; 4 = 0 kGy, 5 = 50 kGy, 6 = 200 kGy

Gambar 5. Kehilangan berat film campuran CPP/PCLdan 20 % PP-g-MAH yang diiradiasi sertasetelah diinkubasi dengan enzim lipase AKpada suhu 60 °C, selama 8 hari.

Penentuan fraksi gel. Efek radiasi pengionterhadap polimer menghasilkan ikatan silang clanpemutusan rantai. Akhir proses ini menyebabkanpembentukan suatu gel tak larut, jika ikatansilang lebih ban yak daTi pada pemutusan rantai.Radiasi pada suhu 90 DC (titik leleh) clan dalamkondisi vakum akan menimbulkan kandungangel lebih banyak daTi pada suhu lebih rendah.Pada suhu 90 DC polimer diubah daTi bentukkristalin menjadi amorp sempurna.

Hasil penentuan fraksi gel film campuranCPP/PCL clan 20 % PP-g-MAH, setelah diiradiasidapat dilihat pada Gambar 5. Pada Gambar inimenunjukkan bahwa film fraksi gel meningkatsejalan dengan peningkatan dosis radiasi. Di sinifilm nomor 1 dengan kandungan PCLnya tinggi(CPP/PCL -0/100) yang diiradiasi pada dosis 200kGy fraksi gelnya sekitar 50 % I film nomor 2(CPP/PCL -50/50) sekitar 46 % clan film nomor3 yang kandungan CPPnya tinggi (CPP/PCL =100/0) sekitar 47 %. Jika data ini dibandingkandengan film yang diiradiasi pada dosis 50 kGy,maka kenaikan fraksi gel akibat iradiasi untukfilm nomor 1 sekitar 316 %, film nomor 2 sekitar

Gambar 6. Fraksi gel film campuran CPP/PCL dan20 % PP-g-MAH setelah diiradiasi pactasinar gamma dalam kondisi vakum dansuhu 90 °C

Penentuan ketahanan panas film.Ketahanan film basil radiasi terhadap panasditentukan dengan mengukur kerusakan filmpacta suhu tertentu dengan berbagai beban ataupacta suhu berbeda dengan beban tetap dan jugadengan pengukuran sifat mekanik pacta suhu

tinggi.Hasil penentuan ketahanan terhadap panas

film campuran CPP/PCL dengan 20 % PP-g-MAH, setelah diiradiasi dapat dilihat pada

Page 6: KARAKTERITIK FILM CAMPURAN POLIPROPILEN-KO- …

Risalah Seminar Ilmiah Penelitian dan Pengembangan Aplikasi lsotop daD Radiasi, 2004

Tabel1. Pada Tabel tersebut dapat dilihat bahwaketahanan panas film menurun sejalan dengankenaikan suhu. Di sini film yang diiradiasicenderung lebih tahan terhadap panas, dibandingfilm tanpa diiradiasi. Jadi dalam hal ini radiasidapat meningkatkan ketahanan film terhadapradiasi. Sebagai confab film campuran yangkandungan PCL tinggi (CPP/PCL = 0/100)sebelum diiradiasi lalu dipanaskan pada suhu 140DC dapat bertahan sekitar 0,35 menit, sedang filmyang telah diiradiasi pada dosis 200 kGybertahan sekitar 62,35 menit, jadi mengalamipeningkatan sekitar 1771 %. Untuk filmcampuran CPP/PCL = SO/50 pada perlakuansarna, yang belum diiradiasi tahan sekitar 347,00menit clan yang diiradiasi pada dosis 200 kGydapat tahan sekitar 1126,20 menit, jadimengalami peningkatan sekitar 224 %. Untukfilm lainnya yaitu campuran dengan kandunganCPP tinggi (CPP/PCL = 100/0) juga denganperlakuan sarna, sebelum diiradiasi claratahannya sekitar 870,20 menit, sedangkan yangdiiradiasi pada dosis 200 kGy bertahan sekitar1064,57 menit, jadi mengalami peningkatanhanya sekitar 22 % saja. Dari tiga macam filmtersebut, film campuran CPP/PCL = SO/50mempunyai clara tahan terhadap panas padasuhu 140 DC, cukup dibanding film lainnya.

KESIMPULAN

Dari basil penelitian ini dapat disimpulkansebagai berikut;1. Dua jenis polimer yang nonkompatibel

(CPP/PCLI menjadi kompatibel ketikadicampur dengan melibatkan kompatibiliser(PP-g-MAHI.

2. Tingkat kompatibilitas tergantung kepadakonsentrasi PP-g-MAH clan untuk mencapaikompatibilitas polyblend yang relatif baikadalah 20 % berat.

3 Perpanjangan putus untuk film campuranCPP/PCL -50/50 yang diiradiasi pada dosis200 kGy mengalami penurunan sekitar 20 %,:sedangkan tegangan putusnya naik sekitar15 %.

4. Fraksi gel film campuran CPP/PCL = 50/50:'{ang diiradiasi pada dosis 200 kGy mengalamipeningkatan sekitar 2200 % dibanding yangdiiradiasi pada dosis 50 kGy.

5. Pada kondisi suhu 55 °C clan konsentrasienzim lipase AK, dapat mendegradasi film(~ampuran CPP/PCL = 50/50 yang tanpadiiradiasi sekitar 12 % clan yang diiradiasipada dosis 200 kGy hanya sekitar 3 %.

6. Ketahanan terhadap panas film yang diiradiasilebih tinggi daripada film yang tanpadiiradiasi.

Tabel Ketahanan panas (menit) film iradiasi daricampuran polimer CPP/PCL dengan 20 % PP-g-MAH

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih disampaikan kepadarekan-rekan di Laboratorium Proses RadiasiTRCRE ]AERI ]epang yang telah membantupenelitian ini clan rekan-rekan di kelompokIradiator Gamma yang telah membantumengiradiasi sampel selama penelitianberlangsung. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada Kepala Bidang Proses Industri sertarekan-rekan di Kelompok Sterilisasi atasdukungan moril clan bantuan yang telahdiberikan sehingga penelitian ini dapatdiselesaikan.

KOMPOSISICPP/PCL/PP.

e:-MAH

SUHU (oCIDOSIS

J!QJl000

140~ 160 j 180,zoo0/5/15/5/25/0/1

~~

I 0,13 I347,00 I 1,02 I 0,50 I o~iOI

l-s70;20-I-l~~_I~I~1

0/5/15/5/25/0/1

505050

5,02

IO;;Z-I~I~I

450,00 I 1,05 I 0,53 I 0,27I 906,25 ~1-0:321 0,27

0/5/1

5/5/2

5/0/1

100100100

24,32 I 6,32 I 2,30 / 1..33

1-~lu3-'

l,~ r1~~1DAFTAR PUSTAKA972,30 , 1,27 I 1,20 " 1,02 I

0/5/15/5/25/0/1

150150150

4!30

~j~~

579,07 I 8,32 j 2,50 I 1,33

I

990,50 I 6.27 I 2,47 I 1,02 ~

1. SEEFRIED, C.G., dan KOLESKE, J.V.,Journal Polymer Science, PolymerPhysic, Ed. 13 (1975) 851.

2. POTS, J. E., (Aspects of degradation andStabilitization of Polymer, H. H. Go,JELLINEK, Ed.,) Elsevier ScientificPublishing Company, Amsterdam(1978) 618.

3. YASIN, M., dan TIGHE, B.J., Biomaterial, 13(1992) 9.

0/5/15/5/25/0/1

200200

62,35 I 19,23 I 7,07 I 3,071126,20 l~f-7;zg--I3:00-

200 I. 1064!~_1~U!?-j~

Page 7: KARAKTERITIK FILM CAMPURAN POLIPROPILEN-KO- …

Risa1ah Seminar IlmJiIh Peneli/ian daD Pengembangan Aplikasi Is%p daD Radiasi, 2004

4.

5.

6.

7

10. IWAMOTO, A. and TOKIWA, Y., PolymerDegradation and Stability, ElsevierScience Ltd, Northern Ireland, Vol. 45(19941205.

11. FAYT, R., JEROME, R. and TEYSSIE,Ph., Journal Polymer Science,Polymer Physic, Vol. 20 (19821 2209.

12. FAVIS, B. D., Polymer, Elsevier Science Ud, G:reat Britain Vol. 35 (71 (199411552.

13. TORREY, S., Enzyme technology,

preparation, purification, stabilization,immobilization recent advances, NoyesData Corporation, USA (19831 3.

14. BERGMEYER, H. U., Determination ofEnzyme Activities in Methods ofEnzymatic Analysis, (BERGMEYER, H.U., Ed.l, Vol. 1, Verlag Chern Weinheim,Academic Press Inc. (19741127.

8.

9.

YOSHII, F., SASAKI, T., MAKUUCHI, K.,and TAMURA, N., Journal AppliedPolymer Science, John Wiley & Sons,Inc. Vol. 30 (19851 339.

DUNN, T.S., EPPERSON, B.J., SUGG,H.,STANNETT, Y., and WILLIAMS, J.L.,Radiation Physic and Chemistry,Pergamon Press Ltd. Great BritainVol. 14 (19791625.

DUNN, T.S.,and WILLIAMS, J.L., JournalIndustry and Technology, Vol.2 (1983133.

PAUL, D. R. and NEWMAN, S., PolymerBlends (Eds., D.R. PAOUL and S.NEWMANI, Academic Press, NewYork, Vol. 2 (1978140.

HEIKENS, D., HOEN, N., BARENTSEN,W., PIET, P., and LADAN, H. J.,Polymer Science, Polymer Symposium,Vol. 62 (19781 309.

GORELIK, B. A., SOKOLOVA, L. A.,GRIGORIEV, A. G., KOSHELEN, S.D., SEMENENKO, E. I., MATIUSHIN,G. A. and RYCHLA, L.,Makromolekule Chemie,Macromolecule Symposium, Vol. 28(19891249.

Page 8: KARAKTERITIK FILM CAMPURAN POLIPROPILEN-KO- …

Risalah Seminar Ilmiah Penelilian dIn Pengembangan Aplikasi lsotop dIn Radiasi, 2(J()4

DISKUSI

WIWIK SOFIARTI NIKHAM

Oalam hal ini bukan berarti jumlah fraksigel campuran CPP/PCL -SO/50 yang diiradiasipada dosis 200 kGy mencapai 2200 %, melainkanpeningkatan fraksi gel sampel yang diiradiasipada dosis 50 kGy dibandingkan dengan yangdiiradiasi pada dosis 200 kGy. Adapun fraksi geluntuk sampel yang diiradiasi pada dosis 200 kGysekitar 46 % daD pada dosis 50 kGy sekitar 2%.

Oi dalam abstrak disebutkan prosesiradiasi menggunakan sumber Co-50, perlakuandosis 0, 50, 100, 150 clan 200 kGy pada suhu90°C. Apakah sampel terse but pada tiap-tiapdosis dipanaskan pada suhu 90 °C ?

NIKHAM

Ya betul tiap-tiap dosis iradiasi, sarnpeldipanaskan pada suhu yang sarna 90 DC.

ORA. NAZLY HILMY PhO. APUDR. DARMA WAN DARWIS

Dalam kesimpulan disebutkan bahwaCPP/PCL -SO/50 yang diradiasi pada dosis 200kGy meningkatkan fraksi gel 2200 %,dibandingkan dengan dosis 50 kGy. Setahu sarafraksi gel maksimum adalah 100 %, sedangkanpada CPP/PCL dosis 200 kGy meningkat menjadi2200 %. Mohon dijelaskan, juga disebutkan nilaifraksi gel pada dosis 200 kGy clan 50 kGy ?

1. Di mana penelitian dilakukan ?2. Kalau dilakukan di luar negeri, sebaiknya

nama pembimbingnya dicantumkan.

NIKHAM

1. Penelitian ini dilakukan di lab Proses RadiasiTRCRE ]AERI, ]epang

2. Terima kasih, memang sebaiknya demikian,namun hal ini sebelumnya telah sarabicarakan dengan pembimbing di sana bahwauntuk penulisan dia bilang tidak perludicantumkan namanya.