(Tri Yogo Wibowo, Astuti, Heryoki Yohanes, Maisaroh)

## UJI KOMPATIBEL EPOKSI METIL OLEAT TURUNAN MINYAK SAWIT SEBAGAI PLASTICIZER PLASTIK KANTONG DARAH
Tri Yogo Wibowo 1 , Astuti 1 , Heryoki Yohanes 1 , Maisaroh 1 ,
1 Pusat Teknologi Agroindustri, Deputi Bidang TAB Gedung LAPTIAB, Puspiptek triyogaw@yahoo.com
ABSTRAK. Dalam  penelitian  ini,  plastik  PVC  dibuat  dengan  mencampur  resin  PVC  dan plasticizer    epoksi  metil    oleat  di  dalam  sebuah  mixer  dan  dicetak  dengan  metode  PVC coating.  Plastik  PVC  yang  terbentuk  dan  kantong  darah  komersial  dikarakterisasi  dengan mengukur sifat-sifat mekanik (kuat tarik dan regang ulur) dan sifat kelarutan plasticizer dalam metanol.  Adapun  plasticizer  epoksi  metil  oleat  dibuat  melalui  rangkaian  proses  esterifikasi, dan  epoksidasi.  Epoksi  metil  oleat  yang  dihasilkan  memiliki  sifat-sifat  yang  lebih  baik daripada    produk  komersial.  Hal  ini  ditunjukkan  oleh  angka  oksiran  yang  lebih  tinggi  dan angka  iod  yang  lebih  rendah  daripada  epoksi  komersial.  Uji  kompatibel  epoksi  metil  oleat sebagai plasticizer untuk produksi lembar plastik PVC menunjukkan hasil yang hampir sama (lebih  rendah)  dengan  lembar  plastik  kantong  darah  komersial.  Lembar  plastik  yang dihasilkan  memiliki  kuat  tarik  sebesar  15,7  Mpa  dan  regang  putus  315  %.  Sementara  itu kantong  darah  komersial  memiliki  kuat  tarik  sebesar  19,2  Mpa  dan  regang  putus  340  %. Adanya  asam  lemak  yang  tidak  bereaksi  pada  proses  epoksidasi  menyebabkan berkurangnya  kekuatan  perpaduan  antara  matriks  dan  fase  terdispersi.  Hal  ini  yang menyebabkan  nilai  kuat  tarik  dan  regang  putus  plastik  menurun.  Adapun  jumlah  senyawa ftalat  (DOP)  yang  terlarut  dalam  metanol  dari  produk  plastik  PVC  dan  kantong  darah komersial  masing-masing  sebesar  42,1%  dan  40,2%.  Jumlah  DOP  yang  terlarut  baik  dari produk plastik PVC maupun kantong darah komersial masih memenuhi standar kesehatan.
Kata Kunci : oleat, minyak sawit, kantong darah

## PENDAHULUAN
Seiring dengan pertumbuhan jumlah penduduk,  maka  kebutuhan  kantong  darah akan semakin meningkat. Kebutuhan kantong darah di Indonesia pada tahun 2013 diperkirakan mencapai 5 juta kantong darah per  tahun  yang  semuanya  masih  di  impor (Wardah, 2013). Hal ini mendorong dilakukannya  penelitian  pembuatan  kantong darah  yang  memanfaatkan  sumber  daya alam Indonesia.
Sistem  kantong  darah  merupakan  alat biomedika yang dipakai untuk
mengumpulkan,  menyimpan,  mengalirkan dan  memindahkan  darah  dan  komponen darah manusia (Carmen, 1993). Hingga saat ini, bahan yang digunakan secara luas untuk kantong  darah  adalah  plastik  jenis  polivinil klorid  (PVC).  Plastik  PVC  memiliki  banyak kelebihan dibanding bahan lainnya diantaranya  harga  yang  kompetitif,  bersifat biokompatibel  sehingga  aman  bagi  pasien, bersifat fleksibel, mudah fabrikasi dan tahan panas, mudah untuk disterilkan dan menunjukkan  kinerja  yang  baik  selama siklus beku-tidak beku.
Pada  dasarnya,  PVC  merupakan  satu  jenis polimer  yang  kaku  dan  rapuh. Plasticizer ditambahkan pada resin PVC untuk memudahkan  proses  dan  memperoleh  sifat fleksibilitas yang diinginkan (Wypych, 2004). Proses plastis PVC terjadi ketika gugus polar plasticizer berikatan  dengan  gugus  polar polimer.  Molekul plasticizer berpenetrasi memisahkan  ikatan  molekul  -  molekul polimer yang memungkinkan mereka bergerak lebih mudah sehingga meningkatkan fleksibilitasnya.
Plasticizer untuk PVC  umumnya merupakan senyawa  organik  rantai  panjang  seperti ftalat,  adipat, dan  organopospat.  Sementara itu, plasticizer skunder  mencakup  parafin terklorinasi  dan  epoksi  minyak  nabati. Bagaimanapun, plasticizer yang  umum digunakan dalam pembuatan plastik kantong darah adalah di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP). DEHP merupakan senyawa  lipofilik atau  suka  lemak  yang  menyebabkannya cenderung  berkonsentrasi  pada  jaringan lemak  (Rock,  1990).  Senyawa  ftalat  ini  juga memiliki  mobilitas  yang  tinggi  dan  diketahui
bermigrasi  dari  plastik  ke  media  lingkungan seperti  darah  atau  makanan.  Berdasarkan penelitian  in  vivo  dan  in  vitro,  DEHP  yang terdapat  dalam  darah  berpengaruh  buruk pada resiko penyakit jantung, hati dan ginjal. DEHP juga berpotensi menyebabkan kanker hepatitis  pada  manusia  (Tickner  et  al., 2001).  Bahkan  Uni  Eropa  telah  melarang penggunaan di-octyl  phtalate (DOP)  dalam plastik  PVC  yang  dipakai  untuk  produksi mainan  dan  kemasan  makanan.  Dampak negatif yang ditimbulkan oleh DEHP ini telah mendorong dilakukannya usaha untuk mencari plasticizer alternatif  untuk  DEHP tanpa mengurangi sifat optimum PVC.
Perhatian yang meningkat atas bahan kimia yang  ramah  lingkungan  dan  terbarukan, maka bioplasticizer telah  dikembangkan. Minyak  nabati  dan  esternya  merupakan bahan  yang  dapat  dipakai  untuk  produksi plasticizer alternatif  bagi  DEHP.  Epoksi minyak nabati telah diteliti sebagai bioplasticizer yang memiliki sifat plastik yang baik  dan  mudah  terurai  (Park  et  al.,  2004). Namun,  epoksi  minyak  nabati  memiliki kelemahan  yaitu  kelarutannya  yang  rendah dalam  matriks  polimer  (Park,  et  al.,  2004) sehingga  epoksi  minyak  nabati  dipakai sebagai plasticizer sekunder. Sementara itu, epoksi  metil  ester  asam  lemak  merupakan plasticizer yang  lebih  baik  karena  mereka lebih  mudah  larut  dalam  matrik  polimer daripada  epoksi  minyak  nabati.  Selain  itu, epoksi metil ester asam lemak juga memberi fleksibilitas  yang  sangat  baik  untuk  produk akhir,  oleh  karena  itu  dapat  digunakan sebagai plasticizer utama (Galli et al., 2014). Ester  asam  lemak  diproduksi  dari  proses transesterifikasi  minyak  nabati  maupun esterifikasi  asam  lemak.  Selanjutnya  epoksi metil ester asam lemak dihasilkan dari reaksi epoksidasi in-situ ester  asam  lemak  tak jenuh  dengan  katalis  asam  sulfat  dan menggunakan  hidrogen  peroksid  dan  asam asetat  sebagai  pembawa  oksigen  (Goud  et al., 2006).
Minyak  sawit  merupakan  salah  satu  minyak nabati  yang  bisa  dimanfaatkan  untuk produksi  epoksi  ester  asam  lemak  karena mengandung  45 –60  %  asam  lemak  tak jenuh  (oleat,  linoleat).  Indonesia  merupakan produsen  minyak  sawit  terbesar  di  dunia dengan luas perkebunan mencapai 13,5 juta
hektar  (tahun  2013)  dengan  produksi  CPO 26  juta  ton,  ekspor  CPO  dan  PKO  beserta produk  turunannya  mencapai  21,2  juta  ton. Namun  demikian  harga  jual  CPO  masih mengalami  tekanan  sehingga  ada  peluang untuk mengembangkan produk turunan CPO lebih  besar  lagi.  Epoksi  ester  asam  lemak dari minyak sawit merupakan produk turunan CPO  yang  cukup  menjanjikan.  Epoksi  ester asam  lemak  dari  minyak  sawit  ini  dipakai sebagai plasticizer pada  pembuatan  plastik kantong  darah.  Pada  pembuatan  plastik kantong darah harus memenuhi persyaratan formulasi  PVC  untuk  alat  kesehatan  seperti yang terlihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Formulasi produksi plastik PVC untuk alat kesehatan basis 100 bagian resin
PVC Komponen Bagian per seratus resin (phr) Plasticizer 20 – 45 Stabilizer 2 – 3 Epoxy 2 – 3 Impact modifier 4 – 6 Processing aid 1 – 2 External lubricant 0.2 – 0.3 Pigment As per colour requirement Sumber: Zhao dan Courtney, 2009
Pada  penelitian  ini  akan  dikaji  proses esterifikasi  asam  oleat,  epoksidasi  metil oleat,  dan  uji  aplikasi  epoksi  metil  oleat sebagai plasticizer pada  pembuatan  plastik kantong  darah.  Tujuan  dari  penelitian  ini adalah  untuk menginvestigasi  interaksi antara  epoksi  metil  oleat  dengan  PVC sehingga epoksi metil oleat cocok digunakan sebagai plasticizer pada  pembuatan  plastik kantong darah.

## METODOLOGI PENELITIAN

## Bahan dan Alat
Asam  oleat  diperoleh  dari  PT  Cisadane Raya  Chemicals.  Asam  asetat  glasial CH 3 COOH (98%), H 2 O 2 encer (50%), H 2 SO 4
(98%),  n-Heksan  diperoleh  dari  Merck (Indonesia).  Sampel  kantong  darah  dibeli dari  perusahaan  pemasok  alat  dan  bahan kedokteran.

## Metode Penelitian
Prosedur  yang  digunakan  dalam  penelitian ini adalah melalui tahapan reaksi metanolisis asam  oleat,  epoksidasi  metil  oleat  dan  uji epoksi metil oleat sebagai plasticizer .

## a.  Metanolisis asam oleat
Metil  oleat  diproduksi  dengan  mereaksikan asam oleat dan metanol di dalam reaktor 20 L  berpengaduk  mekanis  dan  berpendingin balik.  Untuk  menghasilkan  metil  oleat  yang tinggi,  reaksi  dilakukan  pada  suhu  60 –  70 °C,  rasio  mol  asam oleat  dan  metanol  1:10, katalis asam sulfat 1 %, serta waktu reaksi 2 jam.  Pemisahan  metanol  dari  produk  metil oleat  dilakukan  memakai rotary  evaporator . Selanjutnya,  produk  metil  oleat  dianalisis bilangan  asam, bilangan  ester  dan bilangan iod.

## b.  Epoksidasi metil oleat
Reaksi  epoksidasi  dilakukan  dalam  sebuah reaktor gelas 5 L berpengaduk mekanis dan berpendingin  balik.  Suhu  reaksi  dijaga konstan  menggunakan thermostatic  bath . Metil  oleat  dan  asam  asetat  dengan  rasio mol  1:1,05  dan  katalis  IRA  120  20% terhadap  berat  asam  asetat  bersama-sama dimasukkan  ke  dalam  reaktor  sedangkan hidrogen  peroksid  diteteskan  selama  15 menit  pada  50  °C.  Ketika  penambahan hidrogen  peroksid  berakhir,  suhu  akan  naik hingga  pada  suhu  reaksi  yang  diinginkan. Selanjutnya  campuran  dicuci  dengan  air distilat  hangat  dan  dibiarkan  hingga  lapisan minyak  terpisah  dari  lapisan  air.  Lapisan minyak  diambil  dan  ditambahkan  MgSO 4 dan  n-heksan  untuk  mengambil  air  yang tersisa  dalam  minyak.  n-heksan  dipisahkan dari produk epoksi memakai rotary evaporator .  Selanjutnya  produk  epoksi  metil oleat dianalisis bilangan oksiran dan bilangan iod.
c.  Uji epoksi metil oleat sebagai plasticizer
Uji  sebagai plasticizer dilakukan  dengan mencampur  epoksi  metil  oleat  dan  resin PVC  beserta  komponen  yang  lain.  Formula campuran  pembuatan  plastik  PVC  dapat dilihat  pada  Tabel  2.  Pencetakan  plastik dilakukan  dengan  metode  PVC casting ( coating )  pada  suhu  200°C.  Selanjutnya plastik PVC diuji sifat mekanik dan kelarutan ftalat  dalam  metanol.  Analisa  komponen ftalat  terlarut  menggunakan  metode  ISO 3826-1 2003 E, yaitu dengan merendam 0,1 g  sampel  plastik  kedalam  10  mL  etanol. Selanjutnya  larutan  etanol  diinjeksikan  ke dalam GCMS.
Tabel 2. Formulasi produksi plastik PVC pada penelitian ini
Komponen Bagian per seratus resin (phr) Plasticizer (DEHP) 40 Stabilizer 5 Epoksi Metil Oleat 15

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## A.  Metil oleat
Metil  oleat  yang  dihasilkan  memiliki  angka asam kurang dari 10 mg KOH/g, dan angka ester  lebih  dari  180  mg  KOH/g.  Angka ester  yang  tinggi  menunjukkan  bahwa reaksi  metanolisis  berhasil  merubah  asam oleat menjadi metil oleat.

## B.  Epoksi metil oleat
Produk  epoksi  yang  dihasilkan  memiliki sifat-sifat  seperti  yang  terlihat  pada  Tabel 3. Angka oksiran menunjukkan terbentuknya  gugus  oksiran  pada  rantai metil oleat. Angka oksiran dari epoksi metil oleat  yang  dihasilkan  dari  penelitian  ini lebih  tinggi  daripada  epoksi  metil  oleat komersial.  Proses  pencucian  dengan  air hangat tanpa NaHCO 3 memudahkan pemisahan produk dari fase air. Magnesium Sulfat dipakai untuk mengikat air yang  terikut  dalam  produk  epoksi.  Dengan demikian,  produk  epoksi  metil  oleat  akan memiliki  angka  oksiran  yang  tinggi.  Angka
iod  dari  epoksi  yang  dihasilkan  mendekati nol  menunjukkan  bahwa  ikatan  rangkap yang  terdapat  pada  metil  oleat  hampir semuanya  terpecah  membentuk  gugus oksiran.  Penggunaan  katalis  amberlit  IRA 120  dapat  menurunkan  tingkat  degradasi cincin oksiran selama reaksi.
Tabel 3. Hasil uji epoksi metil oleat
Parameter Uji A B Angka oksiran, % min 3,8 – 4,2 3,5 Angka iod, % max 0 – 8 8 Warna jernih jernih Density (20°C) g/cm 3 0,933 0,915 – 0,925
Keterangan: A: epoksi metil oleat hasil penelitian B: epoksi metil oleat produk komersial

## C.  Plasticizer
Keadaan mekanik (kuat tarik dan regang putus) dan kandungan ftalat terlarut dari lembar  plastik  penelitian  dan  komersial ditampilkan pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil uji lembar plastik PVC untuk kantong darah Parameter Uji Kode Satu an Standar A B Kuat tarik ( tensile strength ) MPa 10 – 20   19,1 6 15,7 2 Regang putus ( elongation ) % 100 – 500 340 315 Kandungan DOP, hasil GCMS % <50 42,1 40,2
Keterangan: A: plastik kantong darah komersial B: plastik hasil penelitian
Sifat kuat tarik, regang putus, dan kandungan ftalat terlarut dalam metanol dari lembar  plastik  hasil  penelitian  ini  masih rendah  dibandingkan  plastik  kantong  darah komersial.  Namun  demikian  sifat-sifat  dari plastik  yang  dihasilkan  dalam  penelitian  ini masih  memenuhi  standar  plastik  kantong darah.  Penurunan  kuat  tarik  dan  regang putus  dari  produk  plastik  disebabkan  oleh adanya fase terdispersi yang tidak kompatibel  dengan  resin  PVC  sehingga kekuatan  kohesif  matriks  polimer  menjadi berkurang (Ajili et al., 2003). Fase terdispersi yang  tidak  kompatibel  ini  kemungkinan adalah asam lemak yang tidak bereaksi saat pembentukan epoksi.
Gambar 1. Kromatogram DOP terlarut dalam etanol  dari  plastik  PVC  yang  hanya menggunakan DOP sebagai plasticizer
Sementara itu kandungan DOP yang terlarut dalam  etanol  teramati  berdasarkan  hasil GCMS  yang  terlihat  pada  Gambar  1. Gambar  1  menunjukkan  kadar  DOP  yang terlarut  dalam  etanol  dari  plastik  PVC  yang menggunakan plasticizer DOP  saja.  DOP teramati  pada retention  time 28,0  menit dan jumlah  62,1  %.  Adapun  hasil  GCMS kandungan  DOP  yang  terlarut  dalam  etanol dari  plastik  PVC  yang  menggunakan  epoksi metil  oleat  15  phr  terlihat  pada  Gambar  2. Berdasarkan  kromatogram  pada  gambar  2, DOP teramati pada retention time 28,0 menit dan jumlah 42,1 %.
Gambar 2. Kromatogram DOP terlarut dalam etanol  dari  plastik  PVC  yang  hanya  epoksi metil oleat sebagai plasticizer
Untuk produk kantong darah komersial, hasil GCMS kandungan DOP yang terlarut  dalam etanol  dari  plastik  terlihat  pada  Gambar  3. Berdasarkan  kromatogram  pada  gambar  3, DOP teramati pada retention time 28,0 menit dan jumlah 40 %.
Gambar 3. Kromatogram DOP terlarut dalam etanol  dari  plastik  PVC  kantong  darah komersial
Berdasarkan  gambar  2,  terlihat  bahwa epoksi  metil  oleat  menyebabkan  DOP  yang terlarut dalam etanol semakin kecil.

## KESIMPULAN
Asam oleat yang merupakan turunan minyak sawit dapat diolah menjadi plasticizer plastik kantong  darah.  Setelah  melalui  rangkaian proses  esterifikasi  dan  epoksidasi  maka dihasilkan  produk  epoksi  yang  memiliki angka  oksiran  3,8-4  dan  angka  iod  kurang dari  8.  Hasil  uji  pencampuran  dengan  resin PVC  menunjukkan  bahwa  plastik  yang
dihasilkan  memiliki  sifat-sifat  mekanik  (kuat tarik  dan  regang  putus)  yang  lebih  rendah dibandingkan  dengan  plastik  kantong  darah komersial,  namun  masih  memenuhi  standar plastik kantong darah.

## DAFTAR PUSTAKA
Ajili S.H., Ebrahimi N.G., and Khorasani M.T. 2003. Studies on TPU/PP Blend and Comparing  it  with  PVC  Used  as Blood Bag . Iranian Polymer Journal, Vol 12 (3). pp 179-184. Carmen  R.  1993. The  selection  of  plastics material for blood bags : Transfusion. Med. Rev . Vol 7. pp 1-10. Galli  F.,  Nucci  S.,  Pirola  C.,  Bianchi  C.L. 2014.
Epoxy  methyl  soyate  as  bio- plasticizer  two  different  preparation strategies,  Chemical  Engineering Transactions. Vol 3.  pp 601-606. Goud  V.V,  Patwardhan  A.V,  Pradhan  N  C. 2006.  Studies on the epoxidation of mahua  oil  Madhumica  indica)  by hydrogen peroxide . Bioresource
Technology. Vol 97. pp 1365 –1371.
Park  S,  Jin  F,  Lee  J.  2004. Synthesis  and Thermal  Properties  of  Epoxidized Vegetable Oil, Macromolecular
Rapid  Communication .  Vol  25.  pp
724 –727.
Rock  G. 1990. Risks of plasticizers  in  blood bags, Transfusion . Vol 30. p 767.
Tickner  J.A.,  Schettler  T.,  Guidotti  T.,  McC
M., and  Rossi M. 2001. Health risks posed  by  use  of  di-2-ethylhexyl phthalate  (DEHP)  in  PVC  medical devices: A critical review . Am. J. Ind.
Med. Vol 39. pp 100-111. Wardah  F.  2013. Indonesia  Kekurangan
Darah  1  Juta  Kantong  Darah  Per Tahun .: 13.06.2013.
http://www.voaindonesia.com/conten t/indonesia-kekurangan-1- jutakantong-darah-per- tahun/1681588.html Wypych  G.  2004. Handbook  of  Plasticizers .
Chemtec Publishing, Toronto, Canada. Zhao,  X.  And  Courtney,  J.M.  2009.  Update on Medical Plasticised PVC. Smithers-Rappa, UK