History: Re ce ived : 25 Juni 2023 Re vise d  : 10 Oktobe r 2023 Acce pte d : 25 De se mber 2023 Publishe d: 26 De se mber 2023
Publisher:  LPPM  Unive rsitas Darma Agung
Licensed:  This work is lice nse d unde r
Attribution-NonComme rcial-No
De rivative s 4.0 Inte rnational (CC BY-NC-ND 4.0)

## Jurnal Darma Agung
Volume: 31, Nomor: 6, (2023), Desember:  497 - 502 https://dx.doi.org.10.46930/ojsuda.v31i6.3773
E-ISSN:2654-3915

## MODIFIKASI LIMBAH PLASTIK JENIS HDPE YANG TERGRAFTING DENGAN GMA (GLACIDYL METHACRYLATE)
Yolandha  Putri 1) , Thamrin 2) , Darwin  Yunus 3)
Department  of Chemistry  Universitas  Sumatera Utara, Medan,  Indonesia 1,2,3) Corresponding Author: pyolandha203@gmail.com 1) , darwin2@usu.ac.id 2)

## Abstrak
Kita menyadari bahwa masalah sampah di Indonesia tidak menjadi masalah yang baru, permaslahan ini sudah cukup pelik  mulai dari dahulu hingga saat ini. Adapun sampah paling banyak dianataranya yaitu limbah  sampah  plastic,  dan  untuk  menguraikan  limbah  plastic  ini  sangat  lama,  sehingga  harus diperhatikan untuk cara pengelolaan  ataupun pemnafaatan untuk limbah sampah plastic tersebut. Dan untuk jenis limbah plastic yang terbanyak salah satunya yaitu jenis plastic HDPE, jenis plastic HDPE cukup sering  dipakai  oleh  masyarakat  dan  dibiarkan  menumpuk  begitu  saja.  Dan  dengan  semakin bertambhakanya produksi  jenis  plastic  dan  dengan  semkain  banyaknya jenis  plastik  HDPE  dipakai membuat limbah ini  juga semkain  banyak dan  perlu  diperhatikan. Maka  dengan  hal itu  Penelitian ini dilakukan  yaitu dengan  pemanfaatan limbah  sampah  jenis  HDPE  untuk  dilakukan  modifikasi  dengan pelarut GMA  (glacidyl  maetacrylate). Dengan  adanya penambahan GMA  yaitu berperan dalam reaksi adisi dimana adanya ikatan etilenik dengan gugus karbonil di dalamnya, dan GMA  merupakan salah sat u bahan yang mempunyai gugus yang bervariasi yaitu gugus yang dapat berikatan dengan bahan polimer dan serta alam. Modifikasi limbah plastic yang tergrafting ini ditambhakan inisiator yaitu berupa Benzoil Peroksida  (BPO)  untuk  mempercepat atau memudahkan  proses grafting yang  terjadi. Untuk  hasil dan pembahasan dari Analisa DSC yaitu hasil yang diperoleh dari grafting limbah plastic HDPE dengan GMA dapat terlihat bawah terdapat puncak kebawah dimana reaksi berlangsung yaitu reaksi endoterm  dan suhu  yang  diperoleh  dari  puncak  tersebut  160,6 o C.  Adapun  untuk  hasil  karakterisasi  dengan menggunakan TGA  adalah terdapat 3 grafik dengan model grafik serta puncak suhu yang berbeda -beda yaitu sebesar 373,3 Cell, 249,7 Cell dan 132,3 Cell.

## Kata kunci: limbah plastic HDPE, GMA, Tergrafting

## Abstract
We realize  that the waste  problem  in  Indonesia  is  not a new problem;  this  problem  has been  quite  complicated  from the past  until now. The most  abundant  waste is plastic  waste, and it takes a long time  to decompose  this  plastic  waste, so attention  must  be  paid  to how to  manage  or  use  this  plastic  waste.  And  one of the most  common  types  of plastic waste is  HDPE  plastic.  HDPE  plastic  is  quite  often used  by the public  and  left to pile  up.  And  with the increasing production  of types  of plastic  and the increasing  number  of types of HDPE  plastic  used,  this waste is also increasing and  needs  to be paid  attention  to. So with that in  mind,  this research  was carried  out by utilizing  HDPE-type  waste to be modified  with a GMA  (glacidyl maetacrylate)  solvent. With the addition  of GMA,  it  plays a role in the addition reaction  where there is an ethylene bond with the carbonyl group  in it, and GMA  is a material  that has various  groups, namely  groups  that  can bond  with  polymers  and  natural  materials.  In  this  modification  of grafted  plastic  waste,  an
initiator  is  added,  namely  benzoyl peroxide  (BPO),  to speed  up or  facilitate  the grafting  process.  For  the results  and discussion  of DSC analysis,  namely the results  obtained  from  grafting  HDPE plastic  waste with GMA,  it can be seen that there  is  a downward  peak  where  the reaction  takes place,  namely  an  endothermic  reaction,  and  the temperatu re obtained  from  this peak  is 160.6 oC. As  for the characterization  results  using  TGA,  there  are  3 graphs  with different graphic  models  and temperature  peaks, namely  373.3 cells, 249.7 cells, and 132.3 cells.

## Keywords:  HDPE plastic  waste, GMA,  Grafting

## PENDAHULUAN
Sampah  bukan  menjadi  masalah  yang  biasa,  sampah  semakin  hari  semakin bertambah  dengan  semakin  banyaknya  aktifitas  yang  dilakukan  oleh  masyarakat (Nindya  et  al., 2022).  Dan  sampah  merupakan  masalah  yang cukup  pelik  sejak  dahulu hingga saat  ini.  Dari  data Sistem  Informasi  Pengelolaan  Sampah Nasional  (SIPSN) yang dikelola  oleh  Kementerian  Lingkungan  Hidup  dan  Kehutanan  Dapat  dilihat  sebagai berikut:

## Gambar 1. Data Sampah di Indonesia
Terkhusus  dapat  dilihat  Komposisi  sampah  berdasarkan  jenis  sampah  diantaranya terdapat  sisa  maknaan  sebanyak  41,4  %  dan  Plastik  sebanyak  18,3  %  dan  jika  dilihan komposisi  sampah berdasarakna   sumber sampah dimana sampah terbanyak berasal  dari sampah  rumah  tangga  sebesar  37,6  %  dimana  data  tersebut  terdapat  pada  Sistem Informasi  Pengelolaan  Sampah Nasional.
Dengan  hal  itu  dengan  banyaknya  sampah  yang  terdapat  di  Indonesia,  perlu diperhatikan  dengan  cara pengelolaannya  yaitu dengan pemanfaatan  sampah agar tidak menjadi  tumpukan  dan  jika  tidak  terkendali  dapat  memberikan  hal  negative  bagi masyarakat sekitar.
Pada  penelitian  ini  dimana  limbah  sampah  plastic  yang  berjenis  HDPE  akan dilakukan  grafting dengan GMA. Proses  pencangkokan  MAH ke HDPE awalnya  dimulai pada  tahun  1987,  melalui  proses  pencampuran  kemudian  terus  di  terapkan  dan  di kembangkan  pada  banyak  studi  polimer  seperti  mencangkok  MAH  ke  dalam  LDPE, menggabungkan  polistirena  (PS) dan krilonitril-butadiena-stirena.  (Rahayu  et al., 2020)
Penentuan  derajat grafting atau degree of grafting dapat dilakukan  dengan titrasi  asam- basa  dari  poliolefin  cangkok  anhidrida  maleat  (GMA)  dan  biasanya  dilakukan  dalam pelarut  aromatik  seperti  xylene  atau  toluena,  bahkan  metode  titrasi  pada  suspensi polietilen  dalam  xylene.  Pelarut  yang  digunakan  adalah  murni  atau  jenuh  dengan  air yang  mengarah  ke  kuantifikasi  gugus  anhidrida  atau  terhidrolisisnya  dalam  bentuk masing-masing.  Dalam  pelarut  organik  basah,  semua  fungsi  anhidrida  siklik  harus dibuka  menjadi  kelompok  asam  karboksilat.  Pelarut  dijenuhkan  dengan  air,  atau ditambahkan  dengan  200 ml  air  setelah  pelarutan  matriks  hidrolisis  dilakukan  dengan refluks  dalam  pelarut  xylene  dalam waktu  1-1,5 jam (Sclavons  et al., 2000)

## METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian  ini dilakukan  di  Laboratorium  Kimia  Fisika  FMIPA  USU, dan Laboratorium  Kimia  Polimer  FMIPA  USU. Dan akan dianalisa  dengan  menggunakan DSC.

## A. Bahan
Bahan yang digunakan  : Limbah HDPE, Aquades,  Xylene,  GMA,  Benzoil  Peroksida, Metanol

## B. Alat
Adapun  Alat  yang digunakan  : Hot plate  stirrer,  Neraca Analitik,  Magnetik bar, Labu leher  tiga,  Statif  dan  klem,  Termometer,  Alat  refluks,  Pompa  air,  Gelas  ukur,  Batang Pengaduk,  Gelas  beaker,  Pipet tetes,  Teflon,  Aluminium foil, Panci, Seperangkat alat DSC

## C. Prosedur
Pembuatan HDPE yaitu : Pada tahap ini ditimbang  HDPE yang sudah  dipotong  kecil- kecil  sebanyak  1000 php  dan  dimasukkan  ke dalam  beaker  glass  2 L. Kemudian  diukur 1  L  xilena  dan  dimasukkan  kedalam  beaker  glass  yang  berisi  HDPE.  Ditutup  rapat dengan  menggunakan aluminium  foil,  kemudian  dipanaskan  di atas hotplate  pada suhu 135 o C dan  di  aduk  dengan  magnetic  stirrer.  Direpresipitasi  campuran  polistirena kedalam  metanol  sehingga  terbentuk  endapan.  Kemudian  endapan  dikeringkan.
Pembuatan  Campuran  HDPE,  GMA  dan  BPO  yaitu  :  Pada  tahap  ini  dimasukkan HDPE  yang  sudah  di  represipitasi  kedalam  labu  leher  tiga  dan  ditambahkan  pelarut xilena  dengan  perbandingan  (1:10).  Dirangkai  kondensor  pada  lubang  bagian  tengah labu leher  tiga, sementara  bagian kiri lubang labu leher  tiga ditutup  dengan  stopper  kaca dan  bagian  kanan dimasukkan  termometer,  lalu  direfluks  diatas  di  hotplate  pada  suhu 135 0 C selama 60 menit dan diaduk  dengan magnetic stirrer.  Setelah bahan-bahan tersebut larut  dengan  sempurna  ditambahkan  dengan  (GMA)  sebanyak  10  php  lalu  diaduk kembali  menggunakan  magnetik  stirrer  selama  ±  15  menit  tanpa  pemanasan.  Setelah tercampur  kemudian  ditambahkan  2,75  php  Benzoil  peroksida  (BPO)  lalu  diaduk
kembali menggunakan  magnetik stirrer  selama  ± 15 menit sambil  dipanaskan.  Kemudian campuran  direpresipitasi  dengan  metanol  lalu  dikeringkan  pada  suhu  ruang.Dari  hasil yang diperoleh  dilakukan  Analisa  DSC.

## HASIL DAN  PEMBAHASAN
Hasil  dan  pembahasan  pada  penelitian  ini  dengan  menggunakan  analisa  DSC  ( Differencial  Scanning  Calorimenry)  dapat  dilihat  pada  gambar  dibawah  bahwa.  Pada penelitian  ini  digunakan  DSC  untuk  uji  sifat  termal.  DSC  merupakan  teknik  analisa dengan  mengukur  perbedaan  kalor  yang  masuk  ke  dalam  sampel  dan  pembanding sebagai  fungsi  temperatur.  Sampel  yang  dianalisis  dalam  keadaan  kering.  Jika  sampel dalam  keadaan  basah  akan menganggu  analisa  dengan  munculnya  puncak  termogram yang tidak  diinginkan.

## Gambar 2. Hasil Karakterisasi Analisa DSC
Penentuan  temperatur  leleh  dan temperatur  degradasi  dengan menggunakan metode DSC. Hal ini  bertujuan  untuk menentukan  temperatur  proses  agar menghasilkan  HDPE- g-GMA.  Adapun  syarat  temperatur  adalah  harus  dilakukan  pada  temperatur  diantara temperatur  leleh  masing-masing  komponen  dengan  temperatur  degradasi.  Hasil  analisa termal  komponen  HDPE-g-GMA  dapat  dilihat  pada gambar diabawah  ini.
Pada  gambar  menunjukkan  termogram  untuk  sampel  awal  yang  menunjukkan adanya  sebbuah  puncak  yaitu  pada  suhu  160,6 o C . Dimana  suhu  tersebut  diidentifika si sebagai temperatur  leleh  sampel  awal  sedangkan  entalpi  adalah energi  yang dibutuhkan untuk  mengubah  sampel  awal  dari  wujud  padat  menjadi  cair/  leleh.  Dan  reaksi  yang terjadi  adalah  reaksi  endoterm  yang ditunjukkan  dengan  puncak yang kebawah.
Lain  dari  hasil  dan  pembahasan  diatas,  peneliti  juga  melakukan  uji  karakterisasi dengan  TGA  pada  suatu  jenis  limbah  plastik  HDPE  yang  tergrafting  oleh  GMA.  TGA berfungsi  untuk  mengukur  perubahan  berat  suatu  zat  selama  proses  pemanasan  dan pendinginansuatu  sampel  tersebut.  Dimana  dapat  dilihat  hasil  grafik  yang  diperoleh pada uji karakterisasi  TGA  sebagai  berikut:
Gambar 3. Hasil Karakterisasi Analisa TGA
0 200 400 600 800 −3000 −2500 −2000 −1500 −1000 −500 0 500 DTG (m g/m in) Temperatur Cell
Pada  gambar dapat  dilihat  pada  garis  berwarna  merah  puncak  suhu  terdapat  pada 249,7  Cel  dan  juga  dapat  diartikan  untuk  model  grafik  pada  gambar  diatas  diartikan bahwa  awal  massa  hilang  secara  cepat  dengan  adanya  karakterisasi  pengeringan. Adapun  untuk  grafik  berwarna  biru  terdapat  pada  suhu  132,3 Cel  adanya  penguraaian massa yang terdapat  didalamnya  dan dengan  model  grafik diatas dapat diartikan  bahwa adanya penguraian  massa  pada  permukaan.  Dan adapaun  untuk  grafik berwarna  hitam dengan  puncak  suhu  yang  terurai  terdapat  pada  suhu  3731,3  Cell  dan  dengan  model grafik  tersebut  artinya  adalah  produk  oksidasi  terurau  Kembali  pada  suhu  yang  lebih tinggi.dan  hal tersebut  sangat jarang terjadi.

## SIMPULAN
Dari  hasil  Analisa  termal  DSC menunjukkan  sebuah  puncak  ke  bawah    yaitu  pada suhu  160,6 o C    .dan  untuk  hasil  reaksi  yang  diperoleh  yaitu  reaksi  endoterm  yang ditunjukkan  dnegan  puncak  kebawah.  Adapun  untuk  hasil  karakterisasi  dengan menggunakan  TGA  adalah  terdapat  3  grafik  dengan  model  grafik  serta  puncak  suhu yang berbeda-beda  yaitu sebesar  373,3 Cell,  249,7 Cell  dan 132,3 Cell.

## Ucapan Terima Kasih
Saya  mengucapkan  terimasih  kepada  dosen  pembimbing  saya  Prof.  Tamrin  yang telah  membimbing  dalam  penulisan  ini  dan  juga  kepada  pihak  Laboratorium  yang membantu  dalam  proses  Penelitin  ini.

## REFERENSI
Nindya, S., Cantrika, D., Murti, Y. A., Widana, E. S., & Kurniawan,  I. G. A. (2022). Edukasi pengolahan  sampah organik  dan anorganik  di desa  rejasa tabanan. Bubungan Tinggi: Jurnal Pengabdian Masyarakat, 4(2), 352–357.
Rahayu,  I., Zainuddin,  A.,  Malik,  Y. T., & Hendrana,  S. (2020). Maleic  anhydride  grafted
onto  high  density  polyethylene  with  an  enhanced  grafting  degree  via  monomer microencapsulation.
Heliyon, 6(4),
e03742. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e03742
Sclavons,  M., Franquinet,  P., Carlier,  V., Verfaillie,  G., Fallais,  I., Legras,  R., Laurent,  M.,
&  Thyrion,  F.  C.  (2000).  Quantification  of  the  maleic  anhydride  grafted  onto polypropylene  by  chemical  and  viscosimetric  titrations,  and  FTIR  spectroscopy. Polymer, 41(6), 1989–1999. https://doi.org/10.1016/S0032-3861(99)00377-8
Shashidhara,  G.  M.,  Kameshawari  Devi,  S.  H.,  &  Preethi,  S.  (2013).  Isothermal crystallization  behavior  of  PP  and  PP-g-GMA  copolymer  at  high  undercooling. Polymer Science - Series A, 55(6), 393–403.
Shokri,  E., Yegani, R., Heidari,  S., & Shoeyb, Z. (2015). Effect  of PE-g-MA  compatibilizer on  the  structure  and  performance  of  HDPE/EVA  blend  membranes  fabricated  via TIPS method.  Chemical Engineering Research and Design, 100, 237–247.
Singh, S. K., Tambe,  S. P., Samui,  A.  B., & Kumar,  D. (2004).  Maleic  acid  grafting  on  low density  polyethylene.  Journal of Applied Polymer Science, 93(6), 2802–2807.
Stevens,  M. P. (2001). Kimia Polimer (Cetakan pe).  Oxford  University  Press,  Inc.
Thomas,  L.  C.  (2005).  An  Introduction  to  the  Techniques  of  Differential  Scanning Calorimetry  (DSC) and Modulated  DSC. TA Instruments, 1–17.
Utracki,  L. A.  (2002).  Compatibilization  of  polymer  blends.  Canadian Journal of Chemical Engineering, 80(6), 1008–1016.