Senin, 16 November 2015

Plastik Degradable PLA dan Metode Pembuatannya

Dalam artikel sebelumnya telah diterangkan sedikit tentang apa itu Bioplastik. Dalam artikel tersebut juga telah disebutkan beberapa contoh dari Bioplastik.
Artikel Terkait : Apa Itu Bioplastik
Mungkin dari beberapa contoh produk Bioplastik yang dipaparkan, yang paling menarik untuk dibahas secara lanjut adalah Bioplastik jenis PLA (Polylactic Acid). Bioplastik jenis ini memiliki potensi besar untuk dilakukan suatu pengembangan di Indonesia. Karena Indonesia memiliki kekayaan alam berupa sumber karbohidrat berbentuk Pati. Dimana Pati ini merupakan salah satu sumber bahan dasar untuk pembuatan Bioplastik PLA.


Sumber Pati di Indonesia berupa 2 jenis sumber yaitu pangan dan biomassa. Untuk biomassa itu sendiri di Indonesia belum termanfaatkan secara maksimal, sehingga hal ini mungkin bisa menjadi suatu upaya untuk memulai penelitian dan pengembangan pemanfaatan dari biomassa itu sendiri.

Sekitar 15 tahun lalu, penelitian dan pengembangan Bioplastik telah dilakukan, namun untuk produksi skala industri masih terbatas dilakukan, karena mengingat proses produksi dari Bioplastik yang berlangsung lambat, mahal, dan sifat yang tak sama bila dibandingkan dengan plastik yang dibuat dari Petroleum. Namun karena adanya sebuah isu mengenai keberadaan minyak bumi yang semakin hari semakin menurun, maka proses produksi dan pengembangan Bioplastik masih bisa dilakukan. Mengingat bioplastik bisa dijadikan sebagai produk plastik alternatif jika pembuatan plastik konvesional tidak bisa diteruskan akibat dari terbatasnya cadangan minyak bumi.

Entah kapan hal itu akan terjadi!

Baik kembali lagi ke topik utama yaitu PLA (Polylactic Acid). Seperti yang telah di bahas dalam artikel sebelumnya. PLA merupakan sejenis Biopoliester yang terbuat dari polimer asam laktat. PLA tergolong dalam kelompok Biodegradable Polyester.

PLA atau Poli asam laktat ditemukan pada tahun 1932 Oleh Carothers (DuPont), beliau memproduksi PLA melalui proses pemanasan asam laktat dalam kondisi vacuum. Poli laktat yang dihasilkan memiliki nilai berat molekul rendah. Selanjutnya, DuPont dan Ethicon bekerja sama dalam pemfokusan pembuatan PLA untuk aplikasi medical grade satures, implan, dan kemasan obat.

PLA memiliki rumus kimia (CH3CHOHCOOH)n, walaupun PLA telah dikenal sejak abad 19, namun produksi PLA baru saja dilakukan di akhir-akhir tahun 2008. Terbukti perusahaan Jepang seperti Shimadzu dan Mitsui telah memproduksi PLA untuk aplikasi plastik. PLA memiliki sifat Biodegradable, Thermoplastis, dan dapat dibuat dari segala sumber PATI seperti kulit singkong, pati jagung, maupun pati tebu.

Proses dalam sintesa poli asam laktat menurut Averous (2008) dapat melalui 3 metode, yaitu:

1. Polikondensasi Langsung (direct condensation polymerization)
Poli asam laktat yang dihasilkan melalu proses ini memiliki berat molekul rendah sehingga sebagian besar tidak dapat digunakan karena rapuh, perlu adanya menambahan agen Chain Coupling yang berfungsi untuk meningkatkan panjang rantai polimer.

Proses ini merupakan proses yang paling murah namun memiliki segi kekurangan dari PLA yang dihasilkan. Menurut Hasibuan (2006) adanya gugus hidroksil dan karboksil pada reaksi asam laktat tidak dapat meningkatkan berat molekul PLA dan metode ini juga berlangsung sangat lama akibat dari sulitnya mengeluarkan air dari produk PLA. Kandungan air dalam PLA akan cenderung menghidrolisis polimer yang terbentuk.

Reaksi polikondensasi langsung akan menghasilkan PLA dengn bobot kurang dari 1,6x10^4 (Hyon et al, 1998). Biasanya polikondensasi langsung akan melibatkan suatu proses pengurangan air menggunakan pelarut dan tekanan vacuum serta suhu yang tinggi.

Untuk meningkatkan berat molekul maka PLA hasil dari polikondensasi langsung perlu ditambahkan bahan Coupling Agent yang dapat berupa anhydride, epoxide, dan isocyanate. Hanya saja penambahan agen ini dapat memungkinkan adanya sisa-sisa agen yang tidak bereaksi atau adanya sisa-sisa zat pengotor, selain itu juga beberapa agen seperti isocyanate merupakan agen yang bersifat racun. Proses penambahan agen juga cukup rumit dan memakan waktu yang cukup lama, sehingga dari segi efisiensi proses ini kurang menguntungkan.

2. Kondensasi Dehidrasi Azeotropik
Proses ini merupakan modifikasi dari proses polikondensasi langsung. PLA yang dihasilkan dari proses ini memiliki berat molekul yang lebih tinggi. proses ini tidak melibatkan penggunaan Coupling Agent, tidak seperti proses polikondensasi langsung yang menggunakan tekanan vacuum, proses kondensasi azeotrop dilakukan pada tekanan atmosferik.

Perusahaan Mitsui Chemical Jepang, telah memproduksi PLA melalui proses dimana asam laktat dan katalis di dehidrasi secara azeotropik reflux dengan suhu tinggi dan pelarut aprotic. Proses yang dilakukan oleh Mitsui menghasilkan produk PLA dengan berat molekul mencapai kurang dari 300.000.

Pelarut yang dapat digunakan antara lain xilena, bifenil, difenil eter, dan klorobenzena. Pelarut ini dipilih karena lebih mudah dalam proses pemisahan air. Jenis katalis yang dapat digunakan dalam proses ini adalah logam, oksida logam, logam halida, asam protonoat, logam timah dan garam asam organik.

Hasibuan tahun 2006 dalam penelitiannya telah berhasil menciptakan PLA melalui Kondensasi azeotropik dengan berat molekul mencapai 22.000. Optimasi reaksi polimerisasi asam laktat dilakukannya pada proses polimerisasi selama 30 jam dengan menggunakan katalis logam timah konsentrasi 0,5%. Beliau menyampaikan bahwa untuk menghasilkan PLA yang memiliki berat molekul lebih tinggi maka dibutuhkan penggunaan pelarut yang memiliki titik didih lebih dari pelarut xilena seperti pelarut o-klorotoluena atau difenil eter.

3. Metode Ring Opening Polymerization (ROP)
Telah dipatenkan oleh Cargill (USA) pada tahun 1992. Proses ini merupakan proses yang paling baik dan menghasilkan PLA dengan berat molekul yang sangat tinggi. Proses ini pertama kali digunakan oleh Carothers pada tahun 1932, namun PLA yang dihasilkan belum memiliki berat molekul yang cukup tinggi karena prose pemurnian belum berkembang saat itu.

ROP merupakan proses polimerisasi berupa reaksi ionik. Secara umum proses pembuatan PLA melalui proses ROP dimulai dengan polimerisasi kondensasi untuk menghasilkan PLA dengan berat molekul rendah, setelah itu dilanjutkan dengan proses depolimerisasi yang berfungsi menghasilkan dimer laktida, selanjutnya laktida dipolimerisasi ROP dengan bantuan katalis untuk menghasilkan PLA dengan berat molekul yang tinggi.

Aplikasi PLA
PLA memiliki potensi besar untuk dikembangkan. PLA memiliki sifat termoplastis, kekuatan tarik dan berat molekul tinggi antara 100.000-500.000 serta titik leleh berkisar antara 175-210 oC (Oota 1997)

Penggunaan PLA dapat menggantikan PET, PVC Lentur, dan selofam film. PLA memiliki beberapa keuntungan yaitu ; ramah lingkungan, 100% terdegradasi di alam, dapat dibuat dari bahan yang dapat diperbaharui, tidak  beracun, dan dapat dibakar karena hasil pembakaran akan menghasilkan gas CO2 dan air.

Kekurangan PLA saat ini adalah harganya yang mahal mencapai 2,6 USD/kg bila dibandingkan dengan plastik-plastik berbahan dasar petroleum yang hanya berkisar antara 0,8-1,3 USD/kg.

Aplikasi PLA sudah diterapkan untuk sektor Medis (Sebagai benang jahit dan bahan pembungkus kapsul), Kemasan (kemasan produk makanan minuman, pembungkus buah sayuran dan kantong plastik), Tekstil (Kaos dan Tas).

Spesial Thanks to Rieko Kristian dalam Blog DuniaRieko


lahir era tahun "95" menjadikan seorang bayu, pria mochi semakin beranjak umur. Punya hobi ngedekem di kamar setiap 'weekend' akibat suka-duka mencari segenggam rezeki.


Terimakasih kepada Allah SWT yang telah memudahkan segala jalan yang gue tempuh. Terimakasih juga karena telah mengirimkan special persons ; teman-teman gue, rekan-rekan kerja gue, dan keluarga yang perfect banget yang selalu menyokong gue untuk selalu maju ke depan.

Semoga apa yang gue saat ini kerjakan bisa bermanfaat buat gue dan orang lain. Aminn. wish me luck!! thank you xoxo

2 komentar

bang mau tanya sumbernya ini dari mana ya untuk aplikasi PLA

bang mau tanya sumbernya ini dari mana ya untuk aplikasi PLA

yukkk dimari yang mau komentar...
NOTE : jangan masukin link aktif, nnti di deteksi SPAM.
EmoticonEmoticon