Fabrikasi Komposit Bioplastik Pati Biji Durian Berlapis Hidrofobik Berpenguat Serbuk Ampas Tebu

Andrianto, Sis Nanda Kus and Dr. Ir. Femiana Gapsari M.F., S.T., M.T. and Prof. Dr. Eng. Widya Wijayanti, S.T., M.T. (2023) Fabrikasi Komposit Bioplastik Pati Biji Durian Berlapis Hidrofobik Berpenguat Serbuk Ampas Tebu. Magister thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Produk plastik telah menjadi bagian yang tidak terpisahkan dari kehidupan manusia. Tetapi, polusi sampah plastik yang meningkat menjadi sebuah kekhawatiran. Pengembangan plastik biodegradable menjadi pembahasan yang hangat dan telah dilakukan penelitian saat ini. Plastik biodegradable sendiri memiliki sifat ramah terhadap lingkungan yang dapat mengurangi pencemaran lingkungan akibat plastik non-biodegradable. Pembuatan plastik biodegradable dengan menambahkan serat alami sebagai penguat merupakan rekayasa yang menghasilkan produk ringan dan mempunyai sifat mekanis yang baik. Selain itu, penambahan bahan pelapis pada permukaan plastik biodegradable yang dapat memberikan sifat hidrofobik dan antibakteri sangat diperlukan untuk menghasilkan produk yang self-cleaning, aman, tidak beracun, dan biokompatibel. Penting mengevaluasi komposit bioplastik dengan komposisi pati biji durian sebagai bahan dasar plastik dan serat ampas tebu sebagai penguat dengan memberikan pelapisan nanopartikel Zinc Oxide (ZnO) pada permukaan komposit bioplastik. Pembuatan komposit bioplastik dilakukan dengan mencampur beberapa bahan yakni 3 gram pati biji durian, 0,5 gram HEC, 0,5 gram garam, 1 ml gliserol, dan 3 gram nanoselulosa ampas tebu yang telah diberi perlakuan NaOCl+NaOH ke dalam 100 ml aquades. Larutan dipanaskan hingga temperatur gelatinisasi (67,5˚C ± 2,5˚C) dengan pengadukan konstan menggunakan hot plate magnetic stirer selama 40 menit atau sampai gelatinasasi. Campuran yang telah dituangkan ke dalam cetakan kemudian dikeringkan menggunakan oven pada temperatur 50˚C ± 3˚C berdurasi 24 jam. Komposit bioplastik yang telah selesai kemudian permukaannya diberikan pelapis menggunakan nanopartikel Zinc Oxide (ZnO). Pelapisan dilakukan dengan konsentrasi 1 gram , 2 gram, 3 gram, dan 4 gram yang dicampurkan ke dalam 10 ml larutan kloroform. Campuran disemprotkan pada permukaan komposit bioplastik. Hasil penelitian terhadap karakterisasi komposit bioplastik menunjukkan bahwa pelapisan nanopartikel ZnO pada permukaan komposit bioplastik memberikan perbedaan. Akibatnya, sifat fisik, kimia, dan termal dari komposit bioplastik meningkat, tetapi indeks kristalinitas nya menurun. Nilai sudut kontak mengalami peningkatan seiring meningkatknya konsentrasi pelapisan nanopartikel ZnO dengan nilai tertinggi 116,4° pada sampel coating 4. Pada uji kekasaran juga mengalami peningkatkan kekasaran permukaan akibat pelapisan dengan nilali kekasaran tertinggi 15,57 μm pada sampel coating 4. Analisa SEM mengindentifikasian adanya kekasaran permukaan akibat pelapisan permukaan dibandingkan dengan sampel lainnya. Analisa antibakteri menunjukkan adanya penghambatan pertumbuhan bakteri yang disebabkan pelapisan nanopartikel ZnO yang memiliki sifat antibakteri. Ketahanan termal meningkat akibat pelapisan nanopartikel dibandingkan dengan tanpa pelapisan. Nilai indeks kristalinitas mengalami penurunan akibat pelapisan nanopartikle ZnO pada permukaan sampel.

English Abstract

Plastic products have become an integral part of human life. However, the increasing pollution of plastic waste is a concern. The development of biodegradable plastics is a hot topic of discussion and current research has been carried out. Biodegradable plastic itself has environmentally friendly properties which can reduce environmental pollution due to non-biodegradable plastics. The manufacture of biodegradable plastics by adding natural fibers as reinforcement is engineering that produces products that are lightweight and have good mechanical properties. In addition, the addition of coating materials on the surface of biodegradable plastics that can provide hydrophobic and antibacterial properties is needed to produce products that are self-cleaning, safe, non-toxic, and biocompatible. It is important to evaluate bioplastic composites with a composition of durian seed starch as a plastic base material and bagasse fiber as reinforcement by providing a coating of Zinc Oxide (ZnO) nanoparticles on the surface of the bioplastic composite. The manufacture of bioplastic composites was carried out by mixing several ingredients, namely 3 grams of durian seed starch, 0.5 grams of HEC, 0.5 grams of salt, 1 ml of glycerol, and 3 grams of nanocellulose bagasse which had been treated with NaOCl+NaOH into 100 ml of distilled water. The solution was heated to the gelatinization temperature (67.5˚C ± 2.5˚C) with constant stirring using a hot plate magnetic stirrer for 40 minutes or until gelatinization. The mixture that has been poured into the mold is then dried using an oven at a temperature of 50˚C ± 3˚C for 24 hours. The finished bioplastic composite is then given a coating surface using Zinc Oxide (ZnO) nanoparticles. Coatings were carried out with concentrations of 1 gram, 2 grams, 3 grams, and 4 grams mixed into 10 ml of chloroform solution. The mixture is sprayed on the surface of the bioplastic composite. The results of research on the characterization of bioplastic composites show that the coating of ZnO nanoparticles on the surface of bioplastic composites makes a difference. As a result, the physical, chemical, and thermal properties of the bioplastic composites increased, but the crystallinity index decreased. The contact angle value increased with increasing coating concentration of ZnO nanoparticles with the highest value being 116.4° in coating sample 4. In the roughness test, the surface roughness was also increased due to coating with the highest roughness value of 15.57 μm in coating sample 4. SEM analysis identified surface roughness due to surface coating compared to other samples. Antibacterial analysis showed inhibition of bacterial growth due to coating of ZnO nanoparticles which have antibacterial properties. Thermal resistance increases due to nanoparticle coating compared to without coating. The value of the crystallinity index decreased due to the coating of ZnO nanoparticles on the surface of the sample.

Item Type:	Thesis (Magister)
Identification Number:	0423070025
Uncontrolled Keywords:	Komposit Bioplastik, Pati Biji Durian, Serbuk Ampas Tebu, Nanopartikel Zinc Oxide, Hidrofobik, Antibakteri.
Subjects:	600 Technology (Applied sciences) > 621 Applied physics > 621.8 Machine engineering
Divisions:	S2/S3 > Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknik
Depositing User:	Endang Susworini
Date Deposited:	10 Oct 2023 03:43
Last Modified:	10 Oct 2023 03:43
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/203758

Text (DALAM MASA EMBARGO) Sis Nanda Kus Andrianto.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2025. Download (4MB)

Actions (login required)

View Item