(l)-lactic acid

Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7
Surabaya, 25 Pebruari 2012
INFLUENCE OF TIME ON THE INTERACTION CHARACTERISTICS LACTIC ACID
POLYMERIZATION POLYMER POLY (L)-LACTIC ACID (PLLA) FROM L-LACTIC
ACID AS BIODEGRADABLE PLASTIC RAW MATERIALS
PENGARUH WAKTU INTERAKSI POLIMERISASI ASAM LAKTAT TERHADAP
KARAKTERISTIK POLIMER POLY(L)-LACTIC ACID (PLLA) DARI L-ASAM LAKTAT
SEBAGAI BAHAN BAKU PLASTIK BIODEGRADABLE
Alfa Gunawan Rasmita1, Rudiana Agustini1, Ismono1, Hamzah2
1
Jurusan Kimia F-MIPA Universitas Negeri Surabaya
2
Jurusan Kimia F-MIPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember
e-mail: [email protected], HP: 081615871766
ABSTRACT - Poly (L)-Lactic Acid (PLLA) is a polyester made of linear or aromatic
compounds have a role as biodegradable plastics because it has potential to be hydrolyzed so
as to reduce the adverse effects of conventional plastics. This study aims to determine the
effect of interaction time on the polymerization of lactic acid polymers PLLA characteristics
of L-lactic acid. PLLA prepared using the method of Ring Opening polymerization (ROP) is
the intermediate lactide using catalyst tin (II) oktoat (Sn(Oct)2) and the initiator octanol at
specified intervals. PLLA produced were characterized by infrared (IR), molecular mass by
ostwald viscometer and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The results showed that the
characteristic crystalline nature of poly (L)-Lactic Acid (PLLA) generated achieved at
polymerization 4 hours with the Transition glass 85.23 0C, Crystallinity 52.45%, Transition
melting 179.58 0C, while the molecular mass of experience added along with the time
polymerisation with the highest molecular mass of the polymerization of 6 hours of
2539.0899 g / mol. Results of analysis of IR spectra showed that the functional groups on the
polymerization process of wave numbers change significantly, and found the existence of
new functional groups. This means that the resulting polymer is a chemical process so that
the polymer has a new nature, different from its components.
ABSTRAK - Poly(L)-Lactic Acid (PLLA) merupakan poliester terbuat dari senyawa linier
atau aromatik yang berperan sebagai biodegradable plastik karena memiliki potensi untuk
terhidrolisis sehingga dapat mengurangi efek buruk dari plastik konvensional. Penelitian ini
bertujuan untuk mengetahui pengaruh waktu interaksi polimerisasi asam laktatterhadap
karakteristik polimer PLLA dari L-asam laktat. PLLA dibuat menggunakan metode Ring
Opening Polymerization (ROP) yaitu dengan intermediet laktida menggunakan katalis
timah(II) oktoat (Sn(Oct)2) dan inisiator oktanol pada selang waktu tertentu. PLLA yang
dihasilkan dikarakterisasi dengan infrared (IR), massa molekul diukur dengan viskometri dan
Differential Scanning Calorimetry (DSC). Hasil penelitian menunjukkan bahwa karakteristik
bersifat kristalin dari Poly(L)-Lactic Acid (PLLA) yang dihasilkan dicapai pada polimerisasi
4 jam dengan Transition glass 85,23 0C, Crystallinity 52,45 %, Transition melting 179,58 0C,
sedangkan massa molekul mengalami pertambahan seiring dengan waktu polimerisasi
dengan massa molekul tertinggi pada polimerisasi 6 jam sebesar 2539,0899 gr/mol. Hasil
analisa spektrum IR memperlihatkan bahwa gugus fungsi pada proses polimerisasi bilangan
gelombangnya mengalami perubahan yang berarti serta ditemukan adanya gugus fungsi yang
baru. Hal tersebut berarti polimer yang dihasilkan merupakan proses secara kimia sehingga
polimer memiliki sifat yang baru, berbeda dengan komponen-komponen penyusunnya.
Kata-kata kunci:Poly(L)-Lactic Acid, Ring Opening Polymerization, Plastik biodegradable.
C - 45
Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7
Surabaya, 25 Pebruari 2012
terbuat dari material yang dapat
diperbaharui.
Poli (asam laktat) merupakan
poliester yang dapat diproduksi
menggunakan bahan baku sumberdaya
alam terbarukan seperti pati dan
selulosa melalui fermentasi asam laktat.
Polimerisasi secara kimiawi untuk
menghasilkan PLA dari asam laktat
dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu
secara langsung dari asam laktat dan
secara
tidak
langsung
melalui
pembentukan laktida (dimer asam
laktat) terlebih dahulu dan diikuti
dengan polimerisasi menjadi PLA
(Ramakrishna, 2006).
Poliester dapat terbuat dari
senyawa
linier
atau
aromatik
mempunyai
peran
sebagai
biodegradable plastik karena punya
potensial untuk terhidrolisis. Poliester
dari aromatik yang dikenal seperti PET
mempunyai sifat mekanik yang bagus
dan sangat kuat terhadap serangan
mikroba. Sedang poliester linier mudah
terdegradasi dengan mikroba namun
kurang mempunyai kekutan mekanik.
Poli (asam laktat) merupakan
poliester yang dapat terbuat dari
senyawa aromatik yaitu asam laktat
yang dikonversi menjadi laktida pada
reaktor dengan penyaluran tekanan dan
suhu.
Sintesis
polimer
dengan
intermediet
laktida
ini
lebih
menguntungkan
karena
dapat
dihasilkan polimer dengan berat
molekul tinggi. Hal tersebut dapat
terjadi sebab polimerisasi dapat
dilakukan terhadap laktida dalam
kondisi bebas pelarut. Reaksi yang
terjadi sebenarnya adalah reaksi
esterifikasi. Asam laktat memiliki
gugus hidroksil dan karboksil. Kedua
gugus ini yang dimanfaatkan dalam
pembentukan laktida.
Polylactic
acid
(PLA)
merupakan polimer termoplastik kaku
yang dapat semicrystalline atau amorf,
tergantung pada komposisi optik
PENDAHULUAN
Plastik
merupakan
bahan
polimer kimia yang banyak digunakan
dalam kehidupan manusia. Hampir
setiap produk menggunakan plastik
sebagai kemasan atau bahan dasar
karena plastik mempunyai keunggulan
seperti ringan tetapi kuat, transparan,
tahan air serta harganya relatif murah
dan terjangkau oleh semua kalangan
masyarakat.
Kebutuhan plastik
masyarakat Indonesia di tahun 2002
sekitar 1,9 juta ton kemudian meningkat
menjadi 2,1 juta ton di tahun 2003 dan
di tahun 2004 meningkat lagi menjadi
2,3 juta ton per tahun (Dewi
Martaningtyas, 2007). Berpuluh – puluh
juta ton plastik yang diproduksi dan
digunakan
masyarakat
Indonesia,
dengan demikian plastik telah menjadi
kebutuhan yang terus meningkat
jumlahnya.
Plastik yang beredar di pasaran
saat ini merupakan polimer sintetik
yang terbuat dari minyak bumi yang
sulit untuk terurai di alam, akibatnya
semakin banyak yang menggunakan
plastik, akan semakin meningkat pula
pencemaran
lingkungan
seperti
penurunan kualitas air dan tanah
menjadi tidak subur. Sumber minyak
yang digunakan sebagai bahan dasar
polimer semakin lama semakin
berkurang. Bungkus plastik yang kita
buang ke lingkungan akan tetap ada dan
mungkin akan ditemukan oleh anak
cucu kita setelah ratusan tahun
kemudian.
Plastik biodegradable saat ini
telah
dikembangkan,
untuk
menyelamatkan lingkungan dari bahaya
plastik,
artinya plastik ini dapat
diuraikan kembali mikroorganisme
secara alami menjadi senyawa yang
ramah lingkungan. Biasanya plastik
konvensional
berbahan
dasar
petroleum, gas alam, atau batu bara.
Sementara
plastik
biodegradable
C - 46
Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7
Surabaya, 25 Pebruari 2012
kopolimer. Komposisi optik kopolimer
mempengaruhi karakterstik polimer
seperti kinetika kristalisasi, kuat tarik,
elongasi, kristalinitas dan massa
molekul. L (-)-asam laktat (asam
propionat 2-hidroksi) adalah bentuk
yang paling umum asam laktat, tapi D
(+) asam-laktat juga dapat diproduksi
oleh
mikroorganisme.
Kristalisasi
poli(L)-asam laktat (PLLA) lebih besar
dibanding dengan poli(D)-asam laktat
(PDLA) (Henton, 2005).
10 mL (L)-asam laktat
dimasukkan ke dalam erlenmeyer
leher
samping
kemudian
dihubungkan dengan penghisap
vakum dengan tekanan 300 mmHg
dan dilakukan pemanasan 1000C
menggunakan hotplate stirrer sambil
diaduk menggunakan magnetic
stirrer dengan kecepatan rotor 150
rpm selama 2 jam dikontrol dengan
thermocontroller.
b. Sintesis Kristal Laktida
Prepolimer yang terbentuk
ditambahkan
katalis
Sn(Oct)2
sebanyak 5 µL (0,05%), kemudian
dipanaskan 120 0C serta diaduk
dengan kecepatan 150 rpm dan
dihubungkan dengan penghisap
vakum dengan tekanan 300 mmHg
selama 2 jam. Hasil dikarakterisasi
dengan menggunakan analisis gugus
fungsi.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di
Laboratorium Penelitian Kimia FMIPA
Universitas
Negeri Surabaya dan
analisis hasil penelitian dilakukan di
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
(uji DSC), Universitas Negeri Surabaya
(uji massa molekul) dan Universitas
Airlangga (uji gugus fungsi). Bahanbahan yang digunakan dalam penelitian
ini adalah L-asam laktat 90%, Sn(Oct)2,
oktanol, etil asetat. Sedangkan peralatan
analisis yang digunakan adalah
spektrometer IR, Differential Scanning
Calorimetry (DSC)dan viskometer
Ostwald.
Variabel
yang
divariasi
adalahwaktu interaksi polimerisasi
selama 2, 4, dan 6 jam. Adapun
variabeltetapnya adalah Lart. asam
laktat Pa 10 mL, suhu pada
prepolimerisasi 1000C selama 2 jam,
tekanan
vakum
300
mmHg,
pengadukan dengan kecepatan rotor
150 rpm, katalis pada sintesis kristal
laktida 0,05%, suhu pada sintesis kristal
laktida 120 0C selama 2 jam, massa
kristal laktida 1 gr, volume katalis pada
polimerisasi 1,1990 µL (0,15%),
volume oktanol pada polimerisasi 3,296
µL (0,4%), suhu polimerisasi 1200C
dengan tekanan 1 atm, suhu saat
pengukuran massa molekul 25 0C.
c. Polimerisasi
Kristal laktida yang terbentuk
kemudian ditimbang seberat 1 gr.
Kristal laktida dimasukkan pada
erlenmeyer 25 mL dengan ditambah
katalis Sn(Oct)2 1,1990 µL (0,15%),
oktanol 3,296 µL (0,4%) dan
dipanaskan secara kondensasi pada
1200C pada tekanan 1 atm selama 2,
4, dan 6 jam. Hasil dikarakterisasi
dengan menggunakan analisis gugus
fungsi, massa molekul, Transition
glass, Crystallinity,dan Transition
melting.
d. Analisa Gugus Fungsi
Polimer yang dihasilkan
dicampur dengan KBr untuk
dijadikan
pellet,
kemudian
diletakkan pada alat kearah sinar
infra merah. Hasilnya akan direkam
ke dalam kertas berskala berupa
aliran kurva bilangan gelombang
terhadap intensitas.
Prosedur Kerja
a. Prepolimerisasi
e. Penentuan Massa Molekul
C - 47
Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7
Surabaya, 25 Pebruari 2012
Polimer yang dihasilkan
ditimbang seberat 0,2 gr; 0,3 gr; 0,4
gr; dan 0,5 gr kemudian dilarutkan
dengan 10 mL etil asetat. Penentuan
massa
molekul
menggunakan
viskometer Ostwald, metode ini
mengukur viskositas dengan cara
membandingkan waktu alir pelarut
dan larutan polimer pada berbagai
kepekatan atau konsentrasi.
Pengukuran bobot molekul
dengan metode ini didasarkan pada
persamaan
Mark–
Houwink–
Sakurada, yaitu: [η] = k(Mv)α
k dan α merupakan tetapan
Mark–Houwink –Sakurada, [η]
adalah viskositas intrinsik, dan Mv
merupakan
bobot
molekul
viskositas.
Nilai k dan α bukan
merupakan tetapan yang bernilai
mutlak. Tetapan tersebut bergantung
pada polimer, pelarut, dan suhu.
(Steven 2001)
bermassa molekul rendah dengan
menghilangkan kandungan air pada
(L)-Lactic Acid. Kandungan air pada
(L)-Lactic Acid dihilangkan dengan
cara pemanasan kemudian disedot
oleh pompa vakum. Kandungan air
yang terdapat pada (L)-Lactic Acid
akan menghidrolisis polimer yang
terbentuk sehingga polimer yang
terbentuk akan terurai kembali
menjadi monomernya.
Warna
jernih
pada
prepolimer menunjukkan kemurnian
larutan, jika prepolimer yang
dihasilkan berwarna coklat hingga
berwarna
hitam
hal
tersebut
menandakan adanya oksigen dan uap
air yangmengkontaminasi pada
prepolimer. Oksigen dan uap air
akan mengoksidasi prepolimer yang
akan terbentuk sehingga tidak
terbentuk
prepolimer
dengan
sempurna dan berwarna hitam.
Oksigen merupakan zat yang bersifat
pelambat dan penghambat (inhibitor)
pada reaksi polimerisasi sehingga
dalam polimerisasi yang peka
terhadap oksigen, oksigen harus
dihilangkan sebelum polimerisasi
dilakukan (Cowd, 1991).
f. Uji
Transition
Glass,
Crystallinity,dan
Transition
melting
Pengujian Transition glass,
Crystallinity,dan
Transition
meltingdilakukan
dengan
menggunakan Differential Scanning
Calorimetry (DSC).
b. Sintesis Kristal Laktida
Pada tahap ini menghasilkan
kristal laktida yang berbentuk krital
yang menjarum berwarna jernih (tak
berwarna). Kristal laktida terbentuk
dari
uap
prepolimer
yang
didinginkan oleh pompa vakum
sehingga tersublimasi menjadi krital
jernih menjarum. Reaksi yang terjadi
pada
sintesis
kristal
laktida
merupakan reaksi esterifikasi. Asam
laktat memilikigugus hidroksil dan
karboksil.
Kedua
gugus
ini
dimanfaatkan dalam pembentukan
kristal laktida.
Kristal laktida yang terbentuk
berbentuk kristal yang sesuai dengan
sifat bentuk fisiknya yang berupa
HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Prepolimerisasi
Pada tahap prepolimerisasi
menghasilkan prepolimer
yang
bermassa molekul rendah berwarna
jernih. Prepolimer yang terbentuk
merupakan hasil dari penggabungan
secara kondensasi (berulang) dari
monomer (L)-Lactic Acid. Pada
gambar 23 dapat dilihat reaksi
penggabungan
(L)-Lactic
Acid
menjadi
prepolimer
bermassa
molekul rendah dengan berat 10005000.
Tujuan tahap prepolimerisasi
ini yaitu menghasilkan polimer
C - 48
Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7
Surabaya, 25 Pebruari 2012
kristal menjarum berwarna jernih.
Warna jernih diakibatkan oleh
prepolimer yang berwarna jernih
menandakan prepolimer bebas dari
pelarut (murni). Prepolimer yang
berwarna coklat atau kehitaman
menandakan
ketidakmurnian
prepolimer tersebut seperti adanya
air atau oksigen yang dapat
mengoksidai prepolimer sehingga
akan
mengakibatkan
tidak
terbentuknya kristal laktida.
Kristal laktida yang terbentuk
bersifat higroskopis yaitu kristal
laktida dapat menyerap uap air pada
udara bebas karena memiliki gugus
karbonil yang dapat berikatan
dengan air maka penyimpanan
kristal laktida harus pada botol
tertutup rapat ditempatkan pada
freezer sehingga dapat terhindarkan
reaksi hidrolisis. Krital laktida yang
terbentuk kemudian dianalisis gugus
fungsinya.
Gambar 1. Reaksi
prepolimerisasi (L)-asam laktat
(Averous, 2008)
Gambar 2. Reaksi esterifikasi asam
laktat membentuk laktida
(Averous, 2008)
Gambar 3. Ring opening
polymerization (Averous, 2008)
pembukaan cincin laktidamenjadi
polimer bermassa molekul tinggi
seperti gambar 3.
Polimer yang terbentuk memiliki
massa molekul yang tinggi ini dapat
dibuktikan
dengan
cara
menyentuhnya secara fisik polimer
yang terbentuk memiliki kekerasan
yang lebih tinggi dibandingkan
c. Polimerisasi
Pada
tahap
polimerisasi
menghasilkan
polimer
yang
bermassa molekul tinggi berwarna
kekuningan dan transparan. Polimer
yang terbentuk merupakan hasil dari
pembukaan cincin laktida. Pada
gambar 30 dapat dilihat reaksi
C - 49
Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7
Surabaya, 25 Pebruari 2012
dengan
kristal
laktida
dan
prepolimer. Warna kuning pada
polimer diakibatkan oleh kandungan
oksigen yang mengoksidasi reaksi
polimerisasi, hal tersebut terjadi
karena pada tahap ini pemanasan
pada tekanan 1 Atm sehingga tidak
dilengkapi oleh penyedot vakum.
Polimer dengan massa molekul
tinggi ini dapat dibentuk karena
polimer bebas dari pelarut, seperti
air. Air dapat menghidrolisis
polimer yang terbentuk sehingga
ikatan polimer akan terputus dan
kembali
menjadi
monomernya.
monomer-
d. Analisis Gugus Fungsi Poly(L)Lactic Acid (PLLA)
Karakterisasi ini dilakukan
dengan tujuan mengidentifikasi
gugus-gugus fungsi dari Poly(L)Lactic Acid (PLLA). Analisis ini
juga digunakan untuk melihat
kemungkinan terjadinya reaksi pada
tahap pengolahan yang ditandai
dengan munculnya gugus-gugus
fungsi baru yang sebelumnya tidak
terdeteksi atau sebaliknya.
Gambar 4. Overlay spektrum IR
Gambar
4
merupakan
overlay dari (L)-asam laktat, laktida
dan Poly(L)-Lactic Acid (PLLA)
sehingga kita melihat perbedaan
gugus fungsi. Pada (L)-asam laktat
mempunyai dua macam ikatan -OH
dengan jangkauan yang sangat besar
meliputi daerah 2500-3550cm-1,
terlihat puncak peak hasil IR
Spektrum
tampak
panjang
gelombang 3418,44 cm-1 yang
merupakan gabungan gugus –OH
dari asam dan alkohol sedangkan
pada laktida tidak terdapat gugus –
OH namun overtone ikatan C=O
pada senyawa alisiklik yang
ditunjukkan
pada
panjang
gelombang 3505,28 cm-1. Pada
Poly(L)-Lactic Acid (PLLA) gugus –
OH kembali muncul dengan
ditunjukkan
pada
panjang
gelombang 3500,48 cm-1dengan
C - 50
Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7
Surabaya, 25 Pebruari 2012
didukung pada daerah sidik jari
gugus –OH sekunder 1383,63 cm-1
dan 1134,52 cm-1.
(L)-asam laktat merupakan
rantai alifatik yang memiliki gugus
C-O yang ditunjukkan pada panjang
gelombang 743,67 cm-1 begitu juga
pada Poly(L)-Lactic Acid (PLLA)
yang merupakan rantai alifatik
memiliki
gugus
C-O
yang
ditunjukkan
pada
panjang
gelombang 756,76 cm-1 namun pada
laktida yang merupakan rantai siklik
sehingga gugus C-O ditunjukkan
pada panjang gelombang 1272,11
cm-1.
Pada
(L)-asam
laktat
merupakan monomer yang tidak
mempunyai gugus C-O-C sehingga
pada
spectrum
IR
tidak
menunjukkan panjang gelombang
1050 – 1100 cm-1 yang menunjukkan
gugus C-O-C. Pada laktida terdapat
gugus C-O-C yang ditunjukkan pada
panjang gelombang 1096,17 cm-1
begitu jugapada Poly(L)-Lactic Acid
(PLLA) terdapat gugus C-O-C yang
ditunjukkan
pada
panjang
gelombang 1096,17 cm-1.
Bilangan bobot molekul ratarata viskositas (Mv) ditentukan
berdasarkan
persamaan
MarkHouwink:
[η] = k(Mv)α
k dan α merupakan tetapan
yang bergantung pada pelarut,
polimer, dan suhu. Pelarut dan suhu
yang digunakan pada penelitian ini
adalah etil asetat dan 25°C. Nilai k
dan α secara berturut-turut adalah
1,58×10-4 dan 0,78 (Steven, 2001).
Gambar 5 merupakan hasil
regresi waktu dengan massa
molekul, dapat dilihat dari grafik
bahwa semakin lama waktu
polimerisasi maka semakin besar
pula massa molekulnya dibuktikan
dengan regresi linear (R2) sebesar 1.
f. Penentuan Transition Glass
Gambar 6 dapat dilihat
bahwa dengan waktu polimerisasi 4
jam memiliki derajat Transition
glass (Tg) tertinggi sehingga pada
polimerisasi 4 jam membutuhkan
energi panas yang besar untuk dapat
mengubah dari fasa glassy (kaku)
menjadi fasa reberry (lentur).
Derajat Tg ini dipengaruhi oleh
crytallinity, pada polimerisasi 2 dan
6 jam didapatkan derajat Transition
glass sebesar 70,460C dan 62,270C
hal ini diakibatkan oleh kecilnya
prosentase
crystallinity
yang
terbentuk dari polimer tersebut,
sedangkan pada polimerisasi 4 jam
didapatkan derajat Transition glass
sebesar 85,23 0C hal ini diakibatkan
oleh
besarnya
prosentase
crystallinity yang terbentuk dari
polimer tersebut yaitu sebesar 52,45
%.
e. Penentuan Massa Molekul
Karakterisasi ini dilakukan
dengan tujuan menentukan massa
molekul dari Poly(L)-Lactic Acid
(PLLA) menggunakan viskometer
Ostwald.
Viskositas
relatif
(η r)
ditentukan
dengan
cara
membandingkan waktu alir pelarut
dengan waktu alir larutan polimer
(t0/t). Viskositas intrinsik [η] dicari
dengan
cara
memplotkan
ηspesifik/[PLLA] sebagai sumbu y dan
konsentrasi sebagai sumbu x.
C - 51
Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7
Surabaya, 25 Pebruari 2012
100
2000
Tg (0C)
Massa Molekul
(gr/mol)
3000
y = 438.6x - 95.36
R² = 1
1000
0
0
5
Waktu Polimerisasi (jam)
0
2
Waktu4 (jam)
6
8
Gambar 6. Regresi Transition glass pada
variabel waktu
200
40
150
Tm (0C)
60
100
y = 5.63x + 10.23
R² = 0.303
20
y = -2.047x + 80.84
R² = 0.123
0
10
Gambar 5. Hasil analisis regresi
waktu dengan massa molekul
C (%)
50
y = -1.005x + 162.2
R² = 0.011
50
0
0
0
2
Waktu4 (jam)
6
8
Gambar 7. Regresi prosentase
Crytallinity pada variabel waktu
g. Penentuan
0
2
4
Waktu (jam)
6
Gambar 8. Regresi Transition
Melting pada variabel waktu
Crytallinity (Tc) merupakan derajat
yang digunakan untuk memisahkan
struktur kristalit, pada tabel di atas
semakin
besar
prosentase
Crytallinity maka semakin besar
pula Tc yang diperlukan.
Prosentase
Crytallinity
Gambar di atas dapat dilihat
bahwa dengan waktu polimerisasi
4
jam memiliki prosentase
Crytallinity (C) tertinggi sehingga
pada
polimerisasi
4
jam
membutuhkan energi panas yang
besar untuk dapat memisahkan
rantai-rantai polimer. Pelelehan
daerah kristalit pada dasarnya
merupakan pemisahan ranta-rantai
dalam daerah berkristal, molekulmolekul akan terpisah dan saling
menjauh serta akan terjadi vibrasivibrasi dan rotasi sehingga struktur
molekul menjadi tidak teratur.
Proses pemanasan ini membuat
strutur teratur pada kristalit
menjadi acak, sedangkan struktur
amorf menjadi lebih mengembang
dan lebih tidak teratur. Transition
h. Penentuan Transition Melting
Gambar 8 dapat dilihat
bahwa dengan waktu polimerisasi 4
jam memiliki Transition Melting
tertinggi sehingga pada polimerisasi
4 jam membutuhkan energi panas
yang besar untuk dapat memisahkan
rantai-rantai berkristal, sehingga
memungkinkan polimer mampu
mengalir.
Transition
Melting
merupakan
temperatur
dimana
polimer mulai meleleh menjadi
lelehan kental, maka semakin besar
Transition Melting semakin besar
pula kalor lebur yang dibutuhkan.
Pada polimerisasi 4 jam memiliki
C - 52
8
Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7
Surabaya, 25 Pebruari 2012
prosentase Crytallinity yang tinggi
sehingga energi yang dibutuhkan
untuk memisahkan rantai-rantai
polimer hingga menjadi lelehan
kental membutuhkan energi yang
tinggi.
Pada polimerisasi 2 jam
didapatkan crystallinity sebesar
11,65 % namun memiliki derajat
Transition
Crytallinity
sebesar
0
134,87
C
sedangkan
pada
polimerisasi 6 jam memiliki
prosentase crystallinity 34, 17 % dan
derajat
Transition
Crytallinity
134,57 0C, hal tersebut bertolak
belakang
dengan
teori
yang
seharusnya semakin besar prosentase
crystallinity maka semakin besar
pula derajat Transition Crytallinity.
Hal ini dapat terjadi karena pada
polimerisasi 2 jam memiliki jarak
antar kristal lebih kecil (lebih rapat)
sehingga membutuhkan suhu derajat
Transition Crytallinity yang lebih
besar untuk memisahkan ikatan antar
kristal, namun pada polimerisasi 6
jam memiliki jarak antar kristal lebih
besar (lebih renggang) sehingga
membutuhkan
suhu
derajat
Transition Crytallinity yang lebih
kecil untuk memisahkan ikatan antar
kristal.
Dari ketiga data tersebut
dapat kita ketahui bahwa nilai
maksimum derajat Transition glass,
prosentase Crystallinity dan derajat
Transition
melting
maksimal
terdapat pada variabel waktu 4 jam
polimerisasi,
sedangkan
pada
variabel 6 jam memiliki nilai lebih
rendah
dibanding
dengan
polimerisasi 4 jam. Meskipun
demikian, pada variabel polimerisasi
6 jam memiliki selisih nilai yang
tidak
signifikan.
Hal
ini
membuktikan bahwa polimerisasi
diatas 4 jam memiliki nilai derajat
Transition
glass,
prosentase
Crystallinity dan derajat Transition
melting lebih rendah.
1. SIMPULAN
Berdasarkan
pembahasan
terhadap hasil penelitian maka dapat
disimpulkan bahwa pengaruh waktu
interaksi polimerisasi asam laktat
terhadap polimer Poly(L)-Lactic Acid
(PLLA)
dapat
mengakibatkan
perubahan karakteritik berupa gugus
fungsi, hasil analisa spektrum IR
memperlihatkan bahwa gugus fungsi
pada proses polimerisasi bilangan
gelombangnya mengalami perubahan
yang berarti serta ditemukan adanya
gugus fungsi yang baru. Hal tersebut
berarti polimer Poly(L)-Lactic Acid
(PLLA) yang dihasilkan merupakan
proses secara kimia sehingga polimer
memiliki sifat yang baru, berbeda
dengan
komponen-komponen
penyusunnya.
Massa
molekul
mengalami pertambahan seiring dengan
pertambahan
waktu
interaksi
polimerisasi dengan massa molekul
tertinggi pada polimerisasi 6 jam
sebesar 2539,0899 gr/mol. Perubahan
sifat kristalinitas juga terpengaruh oleh
waktu interaksi polimerisasi asam
laktat, karakteristik bersifat kristalin
dari poly(L)-lactic acid (PLLA) yang
dihasilkan dicapai pada polimerisasi 4
jam dengan derajat Transition glass
85,23 0C, prosentase Crystallinity 52,45
%, derajat Transition melting 179,580C.
DAFTAR PUSTAKA
Ajioka, I.; Enomoto, K.; Suzuki, K. dan
Yamaguchi, A.1995. The basic
properties of poly lactic acid
produced
by
the
direct
condensation polymerisation of
lactic
acid.Journal
of
Environmental
polymer
degradation,. 3, no. 3, no. 8, p. 8,
p. 225-234.
Averous,
L.2008.Polylactic
Acid:
Synthesis,
Properties
And
Applications
Brydson,
J.
A.1999.Plastics
Materials.Butterworth-Heinemann,
C - 53
Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7
Surabaya, 25 Pebruari 2012
7th Ed (www.en.wikipedia.org,
diakses 1 November 2011)
Clark, Jim.Memahami Arti Sebuah
Spektrum Infra merah.(www.
chem-is-try.org, diakses 27 Mei
2011)
Cocca, M.2010.Influence of crystal
polymorphism on mechanical and
barrier properties of poly(L-lactic
acid). Istituto di Chimica e
Tecnologia dei Polimeri: Italy
Cowd, M.1991.Kimia Polimer.Bandung:
ITB
Day,
R.A,
Jr
and
Underwood.A.L.1989.Analisis
Kimia Kuantitatif.Edisi kelima
(diterjemahkan oleh Aloysius
Hendrayana
Pudjaatmaka).
Jakarta:Erlangga
Dedy,
P.2006.Kuliah
reologi
dan
Fabrikasi IV.ppt.Depok
Dewi,
Martaningtyas.Potensi
Plastik
"Biodegradable". (www.pikiranrakyat.com, diakses 4 Maret 2011)
Edy, yoky. Analisa Termal Differential
Scanning
Calorimetry
(DSC).(www.chem-is-try.org,
diakses 1 November 2011)
Emi,
H.Plastik
biodegradable.(
www.emiheru.blogspot.com,
diakses 30 oktober 2010)
Farrington, D.2005.Poly(Lactic Acid)
Fibers.USA: NatureWork
Fessenden, R.1986.Kimia Organik.Edisi
kesatu
(diterjemahkan
oleh
Aloysius
Hendrayana
Pudjaatmaka). Jakarta:Erlangga
Hanapi.2007.Production Of Organic Acid
From
Local
Raw
Materials.Malaysia:
Universiti
Teknologi Malaysia
Handayani, M. 2000.Uji Aktivitas Isolat
Bakteri
Asam
Laktat
dari
Fermentasi Ekstrak Buah Durian
(Durio zibethinus Murr.). Bandar
Lampung: Universitas Lampung
Hasan, M.2006.Intesis Dan Karakterisasi
Poli(Ester-Uretan)
Dari
Prepolimer
Senyawa
Lakton
Dengan
4,4-Difenilmetana
Diisosianat. Mathematics and
Natural Sciences: ITB
Henton.2005.Polylactic Acid Technology.
Berlin: Wiley-VCH
Holten.1971.Lactid acid : Properties and
Chemistry Of Lactid Acid And
Derivatives. Weinhein: Verlag
Chemie
Hyon, S.H; Jamshidi, K. dan Ikada,
Y.1997. Synthesis of polylactides
with different molecular weights.
Biomaterials,. 18, no. 18, no. 22, p.
22, p. 1503-1508.
Khoirulumam.Keunggulan Poly Lactic
Acid.
(www.khoirulumam.com,
diakses 30 oktober 2010)
Kim, S.H. dan Kim, Y.H.1999. Direct
condensation of polymerisation of
lactic
acid.
Macromolecular
Symposium, jilid,. 144 p. 227-287.
Kister, G.1997.Effects of morphology,
conformation and configuration on
the IR and Raman spectra of
various
poly(
lactic
acid)s.University
Montpellier:
Prancis
Melisa Balkcom.2009.Polylactic Acid -An
Exciting
New
Packaging
Material.University of Florida
Narayanan, N.2004.L (+) Lactic Acid
Fermentation and its Product
Polymerization.Indian Institute of
Technology Delhi: India
Nikkila, K. 2000. Metabolic engineering
of
Lactobacillus
helviticus
CNRZ32 for production of pure L(+) lactic acid. Applied and
Environmental Microbiology
Nolan.2002.The Chemical Composition of
Degradable Plastics.Australia: The
Pennsylvania State University
Nurhayani.2008.Degradasi
Poliblend
Poli(asam laktat) dengan Poli(εkaprolakton)
Secara
In
Vitro.Bogor: ITB
Porter,
K.2006.Ring
Opening
Polymerization of Lactide for The
synthesis of Poly(Lactic Acid)
C - 54
Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2012 – ISBN : 978-979-028-550-7
Surabaya, 25 Pebruari 2012
Södergård, A.2002.Properties Of Lactic
Acid Based Polymers and Their
Correlation
With
Composition.Finland: Turku Center
for Biomaterials
Steven MP. 2001. Kimia Polimer. Sopyan
I, penerjemah: Jakarta: Erlangga.
Terjemahan
dari
Polymer
Chemistry: An Introduction.
Surdia, dkk.1992.Pengetahuan Bahan
teknik.Cet 2. Pradnya Paramita:
Jakarta. Hal 173-213
Syafir, Ridwan.2008.Analisis Pengaruh
Komposisi
Pengisi
terhadap
Karakterisasi
Komposit
Polipropilena-Serbuk
Kayu.Departemen teknik metalurgi
dan material: FT UI
Tegar, T.2008.Pengembangan Poly Lactic
Acid Sebagai Kemasan Ramah
Lingkungan Berbasis Ubi Kayu
(manihot esculenta).Bogor: ITB
William D. Callister Jr.Material Science
and Engineerng an Introduction,
(New York : Jhon Willey & Sons,
2004), hal 492-494,538-539,597.
Zhou,X.2007.Correlation
of
Cellulase
Gene
Expression
and
Cellulolytic
Activity
throughout the Gut of the
TermiteReticulitermesflavipes.
Gene (395): 29–39
Pranamuda,
Hardaning.2001.Pengembangan
Bahan Plastik Biodegradabel
Berbahanbaku Pati Tropis. Jakarta:
Badan Pengkajian dan Penerapan
Teknologi
Preechawong, D.2004.Preparation and
Characterization of Starch/Poly(LLactic Acid) Hybrid Foams.
Chulalongkorn
University:
Thailand
Ramakrishna, S.2006.Process for the
Production of Polylactic Acid from
Renewable Feedstock,US Patent
Publication, US 2006/003062A1
Said EG. 1988.Teknologi Fermentasi.
Rajawali Pr dan PAU Bioteknologi
Saitoh , A.2003.Structure and properties
of the mesophase of syndiotactic
polystyrene IV.Release of guest
molecules from d form of
syndiotactic polystyrene by time
resolved FT - IR and WAXD
measurement.Polymer J. , 35 , 868
– 871
Sitorus,
A.2009.Penyediaan
Film
MikrokompositPVCMenggunakanP
emlastis
Stearin
dengan
PengisiPati dan Penguat Serat
Alam.Medan: Universitas Sumatera
Utara
C - 55