SINTESA KOMPOSIT BIOPLASTIK PATI KULIT SINGKONG-PARTIKEL NANOSILIKA DAN KARAKTERISASINYA

Endang Warsiki, Iwan Setiawan, Hoerudin Hoerudin

Abstract


Pada penelitian ini diproduksi bioplastik komposit dari pati kuit singkong yang ditambahkan dengan nanosilika sebagai kemasan plastik biodegradable. Secara umum bioplastik berbasis pati masih memiliki beberapa kelemahan dari segi karakteristik fisis dan mekanis sehingga penggunaan komersial bioplastik ini masih terbatas. Berbagai usaha telah dilakukan untuk memperbaiki kelemahan sifat bioplastik ini. salah satunya dengan penambahan bahan penguat/reinforce seperti nanosilika. Tujuan utama penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan nanosilika terhadap karakteristik bioplastik. Metode yang digunakan dalam pembuatan bioplastik adalah dengan teknik casting (cetak). Konsentrasi nanopartikel silika yang ditambahkan ke dalam larutan bioplastik yaitu 0%, 2%, 4%, 6%, dan 8% (b nanosilika/b pati). Penambahan nanosilika pada komposit bioplastik mampu meningkatkan ketebalan dan kuat tarik secara signifikan dari        0,20 mm (0% nanosilika) menjadi 0,31 mm (8% nanosilika) dan dari 1,6 Mpa (0% nanosilika) menjadi 3,5 MPa (4% nanosilika). Sedangkan peningkatan nilai densitas, elongasi, dan laju transmisi uap air tidak memperlihatkan perbedaan nyata secara statistik. Berdasarkan sifat fisik dan mekanis tersebut diperoleh bahwa perlakuan terbaik pada penelitian ini adalah penambahan nanosilika dengan konsentrasi 4%. Film bioplastik hasil perlakuan terbaik dianalisis bentuk morfologi permukaan menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM) dan tingkat kristalinitas menggunakan X-Ray Diffraction (XRD). Hasil SEM menunjukkan bioplastik memiliki permukaan yang kasar dan hasil XRD menjelaskan struktur penyusun komposit bioplastik lebih didominasi oleh jenis amorf daripada kristalin. Dengan demikian, penambahan nanosilika dalam pembuatan bioplastik ini telah membuktikan dapat memperbaiki sifat fisis dan mekanis film sehingga mempunyai peluang baik dalam penggunaan bioplastik komposit ini sebagai kemasan komersial di masa yang akan datang


Keywords


Komposit bioplastik, nanosilika, pati kulit singkong, sekam padi

Full Text:

PDF

References


Abiodun, Y. O., and A. A. Jimoh. 2018. “Microstructural Characterisation, Physical and Chemical Properties of Rice Husk Ash as Viable Pozzolan in Building Material: A Case Study of Some Nigerian Grown Rice Varieties.” Nigerian Journal of Technology 37 (1): 71. https://doi.org/10.4314/njt.v37i1.10.

Akli, K., Khoiruddin, and I. G. Wenten. 2016. “Preparation and Characterization of Heterogeneous PVC-Silica Proton Exchange Membrane.” Journal of Membrane Science and Research 2 (3): 141–46. https://doi.org/10.22079/jmsr.2016.20312.

Alghdeir, Malek, Khaled Mayya, and Mohamed Dib. 2019. “Characterization of Nanosilica/Low-Density Polyethylene Nanocomposite Materials.” Journal of Nanomaterials 2019: 1–9. https://doi.org/10.1155/2019/4184351.

Amin, Md. Ruhul, Mohammad Asaduzzaman Chowdhury, and Md. Arefin Kowser. 2019. “Characterization and Performance Analysis of Composite Bioplastics Synthesized Using Titanium Dioxide Nanoparticles with Corn Starch.” Heliyon 5 (8): e02009. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e02009.

ASTM (American Society for Testing and Materials). 1995. “Standard Test Methods for Density and Specific Gravity ( Relative Density ) of Plastics” 14: 1–6.

Azmi, M. A., N. A.A. Ismail, M. Rizamarhaiza, A. A.K.W.M. Hasif, and H. Taib. 2016. “Characterisation of Silica Derived from Rice Husk (Muar, Johor, Malaysia) Decomposition at Different Temperatures.” AIP Conference Proceedings 1756. https://doi.org/10.1063/1.4958748.

Basha, Roseliza Kadir, Katsumi Konno, Hiroshi Kani, and Toshinori Kimura. 2011. “Water Vapor Transmission Rate of Biomass Based Film Materials.” Engineering in Agriculture, Environment and Food 4 (2): 37–42. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/S1881-8366(11)80018-2.

Diharjo, Kuncoro, Ischiadica Elharomy, and Agus Purwanto. 2014. “Pengaruh Fraksi Volume Filler Terhadap Kekuatan Bending Dan Ketangguhan Impak Komposit Nanosilika – Phenolic.” Jurnal Rekayasa Mesin Universitas Brawijaya 5 (1).

Espitia, Paula Judith Perez, Nilda De Fátima Ferreira Soares, Reinaldo F. Teófilo, Jane Sélia Dos Reis Coimbra, Débora M. Vitor, Rejane Andrade Batista, Sukarno Olavo Ferreira, Nélio José De Andrade, and Eber Antonio Alves Medeiros. 2013. “Physical-Mechanical and Antimicrobial Properties of Nanocomposite Films with Pediocin and ZnO Nanoparticles.” Carbohydrate Polymers 94 (1): 199–208. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.01.003.

Foletto, Edson Luiz, Ederson Gratieri, Leonardo Hadlich de Oliveira, and Sérgio Luiz Jahn. 2006. “Conversion of Rice Hull Ash into Soluble Sodium Silicate.” Materials Research 9 (3): 335–38. https://doi.org/10.1590/S1516-14392006000300014.

Fu, Shao-Yun, Xi-Qiao Feng, Bernd Lauke, and Yiu-Wing Mai. 2008. “Effects of Particle Size, Particle/Matrix Interface Adhesion and Particle Loading on Mechanical Properties of Particulate–Polymer Composites.” Composites Part B: Engineering 39 (6): 933–61. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2008.01.002.

Karuniastuti, Nurhenu. 2013. “Bahaya Plastik Terhadap Kesehatan Dan Lingkungan.” Swara Patra: Majalah Pusdiklat Migas 3 (1): 6–14. http://ejurnal.ppsdmmigas.esdm.go.id/sp/index.php/swarapatra/article/view/43/65.

Layuk, Payung. 2012. “KARAKTERISASI KOMPOSIT FILM EDIBLE PEKTIN DAGING BUAH PALA (Myristica Fragrans Houtt) DAN TAPIOKA [Characterization of Edible Film Composite Made of Pectin from Nutmeg Mesocarp and Tapioca].” Jurnal Teknologi Dan Industri Pangan 13 (2): 178.

Lima, Roberta A., Rene R. Oliveira, Célio H. Wataya, and Esperidiana A.B. Moura. 2015. “Biodegradable Starch/Copolyesters Film Reinforced with Silica Nanoparticles: Preparation and Characterization.” TMS Annual Meeting 2015-Janua (January): 687–93. https://doi.org/10.1002/9781119093404.ch87.

Ma, Xiaofei, PeterR Chang, Jingwen Yang, and Jiugao Yu. 2009. “Preparation and Properties of Glycerol Plasticized-Pea Starch/Zinc Oxide-Starch Bionanocomposites.” Carbohydrate Polymers. 75 (3): 472—478. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2008.08.007.

Maran, J Prakash, V Sivakumar, R Sridhar, and K Thirugnanasambandham. 2013. “Development of Model for Barrier and Optical Properties of Tapioca Starch Based Edible Films.” Carbohydrate Polymers 92 (2): 1335–47. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2012.09.069.

Marlina, Leni, Ida Sriyanti, Feri Iskandar, and Khairurijal Khairurijal. 2012. “Pengaruh Komposisi Sekam Padi Dan Nano Silika Terhadap Kuat Tekan Material Nanokomposit.” Jurnal Penelitian Sains 15 (3).

Meindrawan, Bayu, Nugraha Edhi Suyatma, Tien Ruspriatin Muchtadi, and Evi Savitri Iriani. 2017. “Aplikasi Pelapis Bionanokomposit Berbasis Karagenan Untuk Mempertahankan Mutu Buah Mangga Utuh.” Jurnal Keteknikan Pertanian 5 (1). http://jai.ipb.ac.id/index.php/jtep/article/view/16532/12121.

Nafchi, Abdorreza Mohammadi, Roghayeh Nassiri, Samira Sheibani, Fazilah Ariffin, and A. A. Karim. 2013. “Preparation and Characterization of Bionanocomposite Films Filled with Nanorod-Rich Zinc Oxide.” Carbohydrate Polymers 96 (1): 233–39. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.03.055.

Nasution, Reni Silvia. 2015. “Berbagai Cara Penanggulangan Limbah Plastik.” Journal of Islamic Science and Technology 1 (1): 97–104. http://jurnal.ar-raniry.ac.id/index.php/elkawnie/article/view/522.

Nikmatin, Siti, Setyo Purwanto, Akhirudin Maddu, Tieneke Mandang, Departemen Teknik, Jl Kampus, I P B Darmaga, and Bogor G Wing S. 2010. “Sebagai Filler Bionanokomposit Dengan Difraksi Sinar-X.” Jurnal SainsMateri Indonesia Indonesian Journal OfMaterials Science, 97–102.

Noviyanti. 2014. “Bioplastik Komposit Pati Tapioka Dan Lilin Lebah Dengan Tambahan Natrium Alginat Sebagai Pengemulsi.”

Nurseha, Danny. 2012. “Pengaruh Penambahan Plasticizer Sorbitol Untuk Pembuatan Bioplastik Dari Pati Kulit Singkong,” no. 07630005.

Orellana, F., J. Lisperguer, and C. Nuñez. 2014. “Synthesis and Characterization of Polypropylene-Silica, Alumina and Titania Nanoparticles, Prepared by Melting.” Journal of the Chilean Chemical Society 59 (1): 2389–93. https://doi.org/10.4067/S0717-97072014000100030.

Ristian, Ina. 2015. “Bahan Pengemas Antimikroba Berbasis Nanokomposit Film Pati Tapioka, Montmorilonit, Dan Nanopartikel Perak Ina Ristian.” Disertasi.

Setiawan, Wahyu Kamal. 2015. “Preparasi Nanosilika Dari Abu Ketel Dengan Metode Kopresipitasi Sebagai Aditif Membran Elektrolit Berbasis Kitosan,” 1–53.

Shankar, Shiv, Xinnan Teng, Gaobin Li, and Jong Whan Rhim. 2015. “Preparation, Characterization, and Antimicrobial Activity of Gelatin/ZnO Nanocomposite Films.” Food Hydrocolloids 45: 264–71. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2014.12.001.

Sorrentino, A., M. Tortora, and V. Vittoria. 2006. “Diffusion Behavior in Polymer-Clay Nanocomposites.” Journal of Polymer Science, Part B: Polymer Physics 44 (2): 265–74. https://doi.org/10.1002/polb.20684.

Suka, Irwan Ginting, Wasinton Simanjuntak, Simon Sembiring, and Evi Trisnawati. 2008. “Karakteristik Silika Sekam Padi Dari Provinsi Lampung Yang Diperoleh Dengan Metode Ekstraksi.” Mipa 37 (1): 47–52.

Sulistyono. 2016. “Penggunaan Produk Plastik Dari Petrokimia Dengan Bahan Dasar Minyak Dan Gas Bumi Memanfaat Dan Bahayanya Bagi Kesehatan Dan Lingkungan.” Forum Teknologi 06 (2): 90–101.

Supraptiningsih, Supraptiningsih, and Sri Brataningsih Puji Lestari. 2005. “Pengaruh Rss/Sbr Dan Filler CaCO3 Terhadap Sifat Fisis Kompon Karpet Karet.” Majalah Kulit, Karet, Dan Plastik. https://doi.org/10.20543/mkkp.v21i1.316.

Torabi, Z., and A. Mohammadi Nafchi. 2013. “The Effects of SiO2 Nanoparticles on Mechanical and Physicochemical Properties of Potato Starch Films.” The Journal of Chemical Health Risks 3 (1): 33–42. http://www.jchr.org/article_544018.html.

Turmanova, Sevdalina, Svetlana Genieva, and Lyubomir Vlaev. 2012. “Obtaining Some Polymer Composites Filled with Rice Husks Ash-A Review.” International Journal of Chemistry 4 (4). https://doi.org/10.5539/ijc.v4n4p62.

Udjiana, S Sigit, Sigit Hadiantoro, Muchamad Syarwani, and Profiyanti Hermien Suharti. 2019. “Pembuatan Dan Karakterisasi Plastik Biodegradable Dari Umbi Talas ( Xanthosoma Sagittifolium ) Dengan Penambahan Filler Kitosan Dan Kalsium Silikat” 3 (9): 10–19.

Wardana, Ata Aditya. 2016. “Pembuatan Pelapis Bionanokomposit Tapioka, Nanopartikel ZnO Dan Asam Stearat Serta Aplikasinya Pada Mangga Terolah Minimal,” 1–51.

Warsiki, Endang, Juanda Sianturi, and Titi Candra Sunarti. 2011. “Physical-Mechanical Properties and Permeability Evaluation of Chitosan Film.” Journal of Agroindustrial Technology 21 (3).




DOI: http://dx.doi.org/10.24817/jkk.v42i2.3535

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2020 Iwan Setiawan

Jurnal Kimia dan Kemasan is indexed by:

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.