## PEMBUATAN TERMOPLASTIK RAMAH LINGKUNGAN BERBASIS KHITOSAN MELALUI PENAMBAHAN REFINED BLEACHED AND DEODORIZED PALM OIL
(RBDPO) DAN GLISEROL SEBAGAI PEMLASTIS
Synthesis of Friendly  Thermoplastic Based on Chitosan by The addition of  Refined Bleached and Deodorized Palm Oil (RBDPO) and Gliserol as Plasticyzer
M. Hasan Program Studi Pendidikan Kimia FKIP Unsyiah Banda Aceh e-mail: hasan.kimia@gmail.com

## Abstrak
Khitosan,  merupakan  produk  deasetilasi  khitin,  telah  digunakan  untuk  berbagai  keperluan dalam  berbagai  bidang  pertanian,  makanan,  biomedik,  bioteknologi,  dan  farmasi.  Penggunaan khitosan  dalam  keadaan  murni  dibatasi  oleh  sifatnya  yang  sukar  larut  dalam  berbagai  pelarut  selain asam lemah encer. Selain itu film khitosan bersifat getas dan rapuh sehingga sukar digunakan dalam bentuk  film  untuk  berbagai  aplikasi.  Tujuan  jangka  panjang  penelitian  ini  adalah  memperoleh khitosan yang bersifat elastis melalui penambahan pemlastis. Adapun target khusus dalam penelitian ini  adalah  memperoleh  informasi  tentang  pengaruh  penambahan  RBDPO  dan  gliserol  sebagai pemlastis  terhadap  karakteristik  sifat  mekanik  khitosan.  Metode  penelitian  yang  ditempuh  adalah eksperimen  di  laboratorium.  Desain  penelitian  yang  dilakukan  yaitu  blending  pada  berbagai  variasi komposisi  khitosan  dan  pemlastis  dari  RBDPO  dan  gliserol  terhadap  sifat  mekanik  yang  meliputi kekuatan  tarik  dan  elongasi.  Sampel  hasil  blending  dicasting  dalam  bentuk  film  tipis  dan dikarakterisasi  melalui  uji  kekuatan  tarik.  Hasil  pengujian  sifat  mekanik  menunjukkan  bahwa kekuatan  tarik  mencapai  kondisi  optimum  pada  kandungan  pemlastis  30%,  sedangkan  perpanjangan semakin meningkat dengan meningkatnya kandungan pemlastis.
Kata kunci:  Khitosan, pemlastis, termoplastik ramah lingkungan

## Abstract
Chitosan,  a  product  of  chitin  deacetylation,  has  been  used  for  various  purposes  in  various fields of agriculture, food, biomedical, biotechnology, and pharmaceuticals. The use of chitosan in a pure  state  is  limited  by  its  poorly  soluble  in  various  solvents  other  than  in  aqueous  weak  acids. Moreover, chitosan films are brittle and fragile that it is difficult to use in the form of films for various applications. Long-term goal of this research is to obtain chitosan which is elastic by the addition of plasticizer.  The  specific  target  of  this  research  is  to  obtain  information  about  the  effect  of  adding RBDPO and glycerol as plasticizer on the characteristics of the mechanical properties of chitosan. The research  method  was  carried  out  in  the  laboratory  experiments.  Design  research  is  conducted  on  a wide  variety  of  compositions  blending  chitosan  and  plasticizer  of  RBDPO  and  glycerol  on  the mechanical properties including tensile strength and elongation. The relsulted blended sample is cast in  the  form  of  thin  films  and  characterized  by  tensile  strength  test.  The  test  results  showed  that  the mechanical properties of tensile strength reaches optimum conditions where the plasticizer content of 30%, while the extension increases with increasing of plasticizer content.
Key words: chitosan, plasticizer, Friendly thermoplastic

## PENDAHULUAN
Khitosan, merupakan produk deasetilasi khitin, yang  terdiri  atas  ikatan  (1-4) glukosidik.  Oleh  karena  bersifat  polikationik, khitosan  dan  turunannya  telah  digunakan  untuk berbagai  keperluan  dalam  berbagai  bidang pertanian, makanan, biomedik, bioteknologi, dan
farmasi. Penggunaannya termasuk sebagai koagulan atau flokulan dalam pengolahan limbah (Yang, dkk., 2005), sebagai polimer biodegradable  untuk  bahan  pengemas  makanan, sebagai  bahan  penjernih  aneka  juice,  sebagai antimikroba  (Nan, dkk., 2006),  dan  sebagai biosensor  (Gamze &  Senay,  2006).  Hasil penelitian  terhadap  aktivitas  antibakteri  dari khitosan  dan  oligomernya  menunjukkan  bahwa
khitosan  lebih  efektif  dalam  menginhibisi pertumbuhan  bakteri  dibandingkan  oligomernya (Jeon, dkk., 2001). Lebih lanjut efek anti bakteri dari  khitosan  dan  oligomernya  telah  dilaporkan tergantung pada berat molekul atau viskositasnya (Jeon, dkk., 2001).
Khitosan  juga  memiliki  kekuatan  tarik yang  cukup  tinggi  akan  tetapi  elastisitasnya rendah (Khiar, dkk., 2006). Rendahnya elastisitas khitosan,  menyebabkan  polimer  ini  terbatas pemakaiannya  sebagai  film  terutama  sebagai film  membran  untuk  pemurnian  campuran. Untuk  meningkatkan  elestisitas  suatu  film polimer  dapat  dilakukan  melalui  penambahan pemlastis.
Berbagai hasil penelitian tentang penambahan  pemlastis  terhadap  bahan  polimer telah  dilaporkan,  dimana  penambahan  pemlastis dapat  menurunkan  kekakuan  dan  meningkatkan sifat  mekanik  dan  ketahanan  termal  polimer. Beberapa  jenis  pemlastis  yang  sering digunakan yaitu  senyawa  sitrat  (Nadia &  Wesslen,  2002), dioktilpftalat  (DOP)  (Gregory, dkk., 2004), gliserol (Kristine & Ludescher, 2006), campuran urea dan formamida (Xiaofei & Kennedy, 2005), dan  polietilenglikol  (Laohakunjit &  Noomhorm, 2004). Khitosan  beserta  oligomernya  memiliki sifat  yang  menarik  karena  aktivitas  biologisnya, yakni  bersifat  antimikrobial  (Jae-Young,  dkk., 2006),  anti  jamur,  aktivitas  insektisidal  dan fungisidal  (Entsar,  dkk.,  2005),  antitumor (Suzuki,  dkk.,  1986),  dan  berfungsi  sebagai hipokolesterolemik (Sugano, 1992).
Belum  ada  publikasi  yang  melaporkan tentang  penambahan  pemlastis  RBDPO  dan gliserol  untuk  meningkatkan  fleksibilitas  film khitosan.  Oleh  karena  itu  perlu  dilakukan penelitian  mengenai  pengaruh  penambahan RBDPO  dan  gliserol  sebagai  pemlastis  terhadap karakteristik  sifat  mekanik  film  khitosan.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menentukan pengaruh  konsentrasi  RBDPO  dan  gliserol terhadap  karakteristik  sifat mekanik film khitosan,  yang  meliputi  kekuatan  tarik  dan perpanjangan putus.

## METODE
Metode penelitian adalah eksperimen di laboratorium  dengan  pekerjaan  yang  dilakukan meliputi:  persiapan  bahan,  penyiapan  peralatan, blending masing-masing antara khitosan RBDPO, dan khitosan  gliserol, dan karakterisasi sifat  mekanik  yang  meliputi  kekuatan  tarik (Tensile  Strength),  perpanjangan  (Elongation  at break), dan Modulus Young.

## Alat dan Bahan
Selain  peralatan  gelas  yang  umum digunakan  di  laboratorium  kimia,  peralatan utama  lain  yang  digunakan  adalah  autograph untuk penentuan uji sifat mekanik yang meliputi kekuatan  tarik  dan  elastisitas.  Bahan  yang diperlukan  adalah  asam  asetat  5%,  khitosan (Deradat Deasetilasi, DD, 80%), dan aquades.

## Prosedur Kerja
Khitosan beserta pemlastis RBDPO dan gliserol ditimbang dengan berat tertentu (Tabel  1.  Rancangan  Penelitian)  sesuai  dengan komposisi yang diinginkan. Khitosan  dilarutkan dalam  asam  asetat  5%.    Kemudian  ditambahkan pemlastis.  Campuran  tersebut  kemudian  diaduk selama  2  jam  dengan  magnetik  stirer.  Setelah larutan  homogen,  kemudian  campuran  tersebut dituang  ke  dalam  cawan  petri  dan  dikeringkan dalam  oven  hingga  pelarutnya  menguap  dan diperoleh film plastik yang transparan.
Tabel 1 Rancangan penelitian: pengaruh komposisi pemlastis
Sampel Khitosan/Pemlastis Berat Khitosan (gram) Berat RBDPO (gram) Berat Gliserol (gram) K0 KKS10 KKS20 KKS30 KKS40 KGL10 KGL20 KGL30 KGL40 100/0 90/10 80/20 70/30 60/40 90/10 80/20 70/30 60/40 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,90 0,80 0,70 0,60 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0.00 0,10 0,20 0,30 0,40 Penentuan Sifat Mekanik Metode  yang  dipakai  adalah  ASTM Method D-822 (ASTM 1992) dengan menggunakan  alat  Shimadzu Autograph.  Uji
dilakukan  dengan  cara  sampel  dalam  bentuk dumbell dijepit pada grip bagian atas dan bawah. Uji  dijalankan  dengan  kondisi:.  Ukuran  sampel yang digunakan untuk uji ini yaitu 7 x 3,5 cm (70
mm  x  35  mm),  kecepatan  tarik  700  mm/menit, load 50  N/5  Kgf.  Kekuatan tarik  (  )  dihitung dengan Pers. (3-1):
 (Kgf/mm 2 )= A F (1)
keterangan : F= pembebanan (Kg.f) A = penampang lintang (mm 2 ) Dengan menggunakan Autograph (Shimadzu,  Japan)  juga  dapat  ditentukan  nilai elastisitas sampel atau elongasi. Elongasi digunakan  untuk  melihat  panjang  maksimal film sebelum terputus pada uji kuat tarik. Perpanjangan sampel  terbaca  secara  otomatis  dalam  bentuk selisih perpanjangan = Δ L = L – L 0 (mm)
% Elongasi (L) = % 100   Lo L
(2)
keterangan: Δ L =  Selisih Perpanjangan film (mm)
Lo =  Panjang awal (mm)
Sedangkan nilai modulus elastisitas atau modulus  Young  dihitung dengan  menggunakan rumus:
L E   (3)

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Khitosan  beserta  pemlastis  dari  RBDPO dan  gliserol  dapat  bercampur  dengan  baik  dan dapat  dicetak  dalam  bentuk  film  tipis.  Film dari sampel khitosan tanpa pemlastis bersifat getas/rapuh.  Sedangkan  film  yang  ditambah pemlastis  lebih  kuat  dan  bersifat  lebih  elastis. Adapun pengaruh komposisi pemlastis, terhadap krakateristik sifat mekanik  dapat  dilihat  pada Tabel 2.
Tabel 2 Kekuatan tarik, elastisitas, dan Modulus Young sampel bioplastik
Sampel Kuat Putus / σ (Mpa) Regangan / ε (%) Modulus Elastisitas (Mpa) K0 0,625 1,55 0,42 KKS10 4,125 3,57 1,15 KKS20 6,375 4,80 1,32 KKS30 6,500 6,40 1,01 KKS40 4,375 9,05 0,48 KGL10 5,250 4,75 1,10 KGL20 6,625 7,80 0,85 KGL30 7,000 10,15 0,69 KGL40 6,125 15,50 0,39 Berdasarkan  data  pada  Tabel  2  di  atas terlihat bahwa
kekuatan tarik dan elongasi/perpanjangan spesimen sangat dipengaruhi  oleh  kandungan  pemlastis.  Semakin tinggi  kandungan  pemlastis  baik  RBDPO
maupun  gliserol  maka  semakin  besar  nilai perpanjangan  saat  putus  film  plastik.  Adapun nilai kekuatan tarik saat putus mula-mula terlihat meningkat seiring dengan meningkatnya kandungan pemlastis hingga kandungan pemlastis  mencapai  30%,  kemudian  turun  pada kandungan  pemlastis  sebesar  40%.  Kondisi  ini dicapai  oleh  ke  dua  pemlastis  meskipun  besaran harga  kekuatan  tariknya  sedikit  berbeda  karena perbedaan  jenis  pemlastis.  Hal  ini  dapat dijelaskan  sebagai  berikut:  pemlastis  yang ditambahkan  dapat  menurunkan  kekakuan  rantai polimer  khitosan,  yang  mempermudah  rantai- rantai  biopolimer  tersebut  berotasi  sehingga elastisitas  polimer  meningkat.  Demikian  juga halnya  dengan  kekuatan  tarik  saat  putus  dari bioplastik.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  permasalahan,  tujuan,  dan hasil  penelitian  serta  pembahasan  yang  telah disajikan  maka  dapat  disimpulkan sebagai berikut: (i) biopolimer dari khitosan dapat dibuat film tipis dengan cara casting, (ii) kekuatan tarik film  dipengaruhi  kandungan  pemlastis,  dimana kondisi  optimum  dicapai  pada  kandungan pemlastis sebesar 30% dan
(iii)
elastisitas/perpanjangan spesimen
pada penarikan  semakin  meningkat  seiring  dengan bertambahnya kandungan pemlastis RBDPO dan gliserol.

## DAFTAR PUSTAKA
Chan,  H.L.,  Duck,  S.A.,  Hyun,  J.P.,  dan  Dong, S.L. (2003). Wide-spectrum  Packaging Materials Incorporating Nisin and Chitosan  in  the  Coatin. Packag.  Technol. Sci. 16: 99-106.
Entsar  I.R.,  Mohamed,  E.B.,  Tina,  M.R., Christian,  V.S.,  Monica,  H.,  Walter,  S., dan  Guy,  S.  (2005). Insecticidal  and fungicidal  activity  of  new  synthesized chitosan derivatives. Journal Pest Management Science 61: 951 – 960.
Fei, B., C. Chen, H. Wu, S. Peng, X. Wang, dan L.  Dong. (2004). Comparative  study  of PHBV/TBP  and  PHBV/BPA  blends, J. Polymer International 53 : 903-910.
Gamze,  D.A.,  dan  Senay,  A.C.  (2006). Immobilization  of  Pepsin  on  Chitosan beads. Food Chemistry.
Gregory, S.S., C.B. Skidmore, P.M. Howe, dan J. Majewski. (2004). Diffusion, Evaporation, and  surface  enrichment  of  a  plasticizing additive in an annealed polymer thin film.
Journal Polym.  Sci.  Part  B:  Polym  Phys. 42: 3258-3266. Jae-Young, J., Young-Sook, C., dan Se-Kwon K. (2006).  Cytotoxic  Activities  of  water- soluble  chitosan  with  different  degree  of deacetylation, Journal  Bioorganic  &
Medicinal Chemistry Letters. Jeon,  Y.  J.,  Park,  P.  J.,  dan  Kim,  S.  K.  (2001). Antimicrobial effect of chitooligosaccharides produced by bioreactor. Carbohydrate  Polymers 44:
71 – 76. Khiar,  A.S.A.,  Puteh,  R.,  Arof,  A.K.  (2006). Conductivity  Studies  of  a  chitosan-based Polymer  electrolite. Physica  B. 373: 23- 37.
Kristine,  V.L.,  dan  R.D.  Ludescher. (2006). Molecular  mobility  in  water  and  glycerol plasticized  cold- and  hot- cast  gelatin films. Journal  Food  Hydrocolloids 20 : 96-105.
Laohakunjit,  N.,  dan  A.  Noomhorm. (2004). Effect  of  plasticizers  on  mechanical  and barrier properties  of  rice  starch  film. J. Starch/Starke 56: 348-356.
Nadia, L., dan B. Wesslen. (2002). The effect of plasticizers  on  the  dynamic  mechanical and thermal properties of poly(lactic acid). Journal Appl. Polym. Sci. 86: 1227-1234. Nan,  L,  Xi-Guang,  C.,  Hyun-Jin,  P.,  Chen- Guang,  L,  Cheng-Sheng,  L.  Xiang-Hong, M., dan Le-Jun, Y. (2006). Effect of MW and Concentration of chitosan
antibacterial  activity  of  Escherichia  coli. Carbohydrate Polymers. 20: 1-6.
No, H. K.,dan Meyers, S. P. (1995). Preparation and characterization of chitin and chitosan — a  review. Journal  of  Aquatic Food Product Technology 4: 27 – 52. Sugano,  M.,  Yoshida,  K.,  Hashimoto,  M.,
Enomoto,  K.,  dan  Hirano,  S.  (1992). Hypocholesterolemic  activity  of  partially hydrolyzed  chitosans  in  rats.  In  C.  J. Brine,  P.  A.  Sandford,  dan  J.  P.  Zikakis (Eds.),  Advances  in  chitin  and  chitosan. Proceedings  from the  fifth  international conference  on  chitin  and  chitosan.
Elsevier, London. Halaman: 472 – 478. Suzuki, K., Mikami, T., Okawa, Y., Tokoro, A., Suzuki,  S.,  dan  Suzuki,  M.  (1986).
Antitumor effect
of hexa-N- acetylchitohexaose and chitohexaose.
Carbohydrate Research 151: 403 – 408. Xiaofei,  M.,  J.  Yu,  dan  Kennedy,  J.F.  (2005). Studies  on  the  Properties  of  Natural Fibres-Reinforced  Thermoplastic  Starch
Composites. Journal Carbohydrate Polymers 62: 19-24.
Yang,  T.C.,  Chin-Fung,  L.,  Shin-Shou,  C.,  dan Cheng-Chun,  C.  (2005). Adsorption  of Metal  Cations  by  Water-Soluble  N Alkylated. Journal  of  AppliedPolymer Science 98: 564-570.