Jurnal Teknik Kimia
Vol. 29, No. 1, 2023, 9-18 e-ISSN: 2721-4885
Tuti Indah Sari* 1 , Fitri Hadiah 1 , David Bahrin 1 , Tri Julieta Putri 1 , Rizka Amanda 1
1 Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya Palembang-Indonesia Email: tutiindahsari@ft.unsri.ac.id

## Abstrak
Modifikasi  karet  alam  menggunakan  pati  ( starch )  dilakukan  untuk  meningkatkan  kualitas  karet  alam  serta meningkatkan  kekuatan  mekanis.  Pati  termasuk  polimer  yang  sering  dikembangkan  dengan  monomer  atau beberapa  polimer,  karena  memiliki  sifat  kekuatan  tarik  yang  tinggi.  Modifikasi  karet  alam  menggunakan  pati dilakukan dengan menambahkan kalium persulfat sebagai inisiator dan asam akrilat sebagai monomer. Penelitian ini  dilakukan  untuk  mengetahui  pengaruh  konsentrasi  inisiator  dan  monomer  terhadap  persen grafting karet alam /starch ,  spektrum  karet  alam/pati  dengan  asam  akrilat,  dan  morfologi  hasil grafting karet  alam  dengan membandingkan  pati  termodifikasi  dan  tak  termodifikasi.  Variasi  konsentrasi  inisiator  kalium  persulfat  yang digunakan berkisar 1 – 3%, sedangkan variasi jumlah monomer asam akrilat berkisar 22 – 30%. Hasil penelitian menunjukkan nilai persen grafting tertinggi yaitu pada konsentrasi inisiator 3% yaitu sebesar 58,28%, sedangkan variasi  monomer  menunjukkan  hasil  optimum  pada  penambahan  monomer  28%  dari  pati  yaitu  45,94%.  Hasil Fourier Transform Infrared (FTIR) pada sampel menunjukkan munculnya peak pada panjang gelombang sekitar 1244,78 cm -1 yaitu gugus C-O-C yang menandakan adanya senyawa pati serta panjang gelombang sekitar 1739,62 cm -1 yaitu gugus C=O yang menandakan adanya asam akrilat. Morfologi sampel grafting karet alam dengan pati termodifikasi menunjukkan hasil yang lebih baik dibandingkan pati tak termodifikasi.
Kata Kunci: asam akrilat, grafting, kalium persulfat, karet alam, pati

## Abstract
The  modification  of  natural  rubber  with  starch  was  carried  out  to improve  the  quality  of  natural rubber  and increase its mechanical strength. Due to its high tensile strength properties, starch is always used for polymer modification combined with monomers and other polymers. The modification of natural rubber with starch was carried out by potassium persulfate as an initiator and acrylic acid as a monomer. This study aims to determine the effect of initiator and monomer concentration on the grafting percent, the spectrum of NR/starch-acrylic acid, and morphology results of natural rubber grafting using modified and unmodified starch. Process optimization is carried  out  by  varying  the  initiator  concentration  1%  to  3%  and  monomer  concentration  22%  to  30%.  The grafting percentages showed that sample with 3% initiator concentration and sample with 28% monomer addition have the highest grafting percentage, they are 58,28% and 45,94%, respectively. The Fourier Transform Infrared (FTIR) results showed the presence of the functional group of starch (C-O-C) at wavenumber 1244,78 cm -1 and the functional group of acrylic acid (C=O) at wavenumber 1739,62 cm -1 . The morphology results showed that samples with modified starch had better results than samples with unmodified starch.
Keywords: acrylic acid, grafting, natural rubber, potassium persulfate, starch.
DOI:  https://doi.org/10.36706/jtk.v29i1.1450 Online at http://ejournal.ft.unsri.ac.id/index.php/jtk
Pengaruh k onsentrasi i nisiator k alium p ersulfat dan m onomer a sam
a krilat terhadap p ersen g rafting k aret a lam/ s tarch
Effect of p otassium p ersulfate and a crylic a cid m onomer c oncentration on t he g rafting p ercentage of n atural r ubber/ s tarch

## 1.   PENDAHULUAN
Indonesia  merupakan  salah  satu  Negara penghasil  tanaman  karet  alam  terbesar  di  dunia. Karet alam  memiliki sejumlah sifat unggul, seperti kekuatan dan elastisitas tarik yang tinggi, ketahanan kikis dan sobek, serta daya rekat yang baik. Namun, karet  alam  tidak  dapat  dibandingkan  dengan beberapa jenis karet sintetis, karena karet alam tidak tahan terhadap sinar matahari, oksigen, ozon, pelarut dan minyak (Alam dan Rihayat, 2007).
Berbagai  modifikasi  produk  karet  alam  yang melibatkan  perubahan  secara  fisik  maupun  kimia pada  struktur  molekul  karet  alam  sehingga  akan menghasilkan material baru (Handayani dkk, 2016).
Modifikasi  karet  alam  dengan  menambahkan bahan penguat dapat menjadi salah satu upaya dalam mengatasi  kelemahan-kelemahan  yang  ada  pada karet  alam.  Salah  satu  bahan  pengisi  yang  umum digunakan  dalam  modifikasi  adalah  pati  dengan metode  pencangkokan  ( grafting )  (Ritonga  dkk, 2018).  Teknik grafting yang  digunakan  untuk modifikasi polimer akan diawali dengan pembentukan  situs  aktif  yang  dapat  berupa  radikal atau  ion  bebas.  Radikal  atau  ion  bebas  ini  akan terlebih  dahulu  terbantuk  pada  monomer  atau polimer induknya (Hidayani dkk, 2018).
Pati merupakan bahan yang terbarukan dengan jumlah  yang  melimpah  di  alam,  tidak  beracun, terbarukan  dan  harga  nya  yang  tidak  terlalu  mahal (Riyajan  dan  Keawittarit,  2016).  Pati  termasuk polimer  hayati  yang  sering  dikembangkan  sebagai bioplastik  karena  sifat  mekanik  berupa  kekuatan tariknya  yang  tinggi  tetapi  ketahanan  airnya  yang rendah  (Mardiyati  dan  Steven,  2014).  Sementara, karet alam merupakan polimer alam dengan elongasi tinggi  dan  tahan  air.  Pencampuran  pati  dan  karet alam, diharapkan akan memperoleh sifat unggul dari masing-masing  polimer  tersebut  (Mardiyati  dan Steven, 2014).
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  meng- grafting kan  karet  alam  dan  pati  kulit  pisang menggunakan  monomer  asam  akrilat  dan  inisiator kalium  persulfat.  Berdasarkan  penelitian  yang dilakukan  oleh  Liu  (2008)  mengungkapkan  bahwa penggunaan  pati  termodifikasi  yang  di grafting ke karet  alam  jauh  lebih  unggul  daripada  pati  tak termodifikasi.
Inisiator adalah sumber dari radikal bebas yang terdapat  di  alam  polimerisasi  emulsi  (Octavia, 2008).  Inisiator  yang  umumnya  dipakai  dalam proses  polimerisasi  emulsi  adalah  inisiator  yang cepat  larut  dalam  air.  Konsentrasi  inisiator  dapat mempengaruhi  jumlah  partikel  polimer  yang  akan terbentuk  dalam  tahap  nukleasi  pada  saat polimerisasi  emulsi.  Kalium  persulfat  merupakan garam  dengan  memiliki  rumus  K 2 S 2 O 8 yang berbentuk  berupa  padatan  kristal  yang  memiliki warna  putih  dan  tidak  berbau.  Kalium  persulfat biasanya  digunakan  sebagai  inisiator  radikal. Radikal  bebas  dari  kalium  persulfat  yang  telah
terbentuk  yang  digunakan  sebagai  inisiator  untuk memicu terjadinya polimerisasi.
Monomer  merupakan  struktur  molekul  yang secara  kimiawi  dapat  berikatan  dengan  monomer lain  untuk  membentuk  molekul  polimer  yang berulang  dengan  memiliki  ukuran  yang  panjang. Dalam  proses grafting ,  monomer  dan  inisiator adalah  bahan  yang  sangat  dibutuhkan  dalam prosesnya.
Metode grafting merupakan yang paling umum digunakan  didasarkan  pada  aktivitas  dari  rantai utama  polimer,  sebagai  tempat  inisiasi  pada pengcangkokan beberapa monomer rantai bercabang pada rantai utama (Rinawita, 2011). Pada proses grafting ,  pertama-tama  monomer  akan bereaksi  dengan  inisiator  untuk  menyusun  radikal bebas dalam suatu sistem larutan dan kemudian akan terjadi reaksi antar monomer membentuk homopolimer.
Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mengetahui  pengaruh  konsentrasi  inisiator  dan monomer dalam memodifikasi pati agar menghasilkan  produk  karet  alam  dengan  sifat mekanik yang baik.

## 2.   METODOLOGI PENELITIAN
Bahan  yang  digunakan  untuk  penelitian  ini merupakan  jenis  karet  alam  lateks  dengan  60 % Dried Rubber Content (DRC), pati ( starch ) dari kulit pisang,  inisiator  kalium  persulfat  (K 2 S 2 O 8 )  99% pure analysis (merck) , monomer asam akrilat, triton x-100 pure  analysis ,  gas  N 2 dan  aquadest.  DRC dapat dihitung dengan 2 metode, yaitu membandingkan  berat  kering  suatu  sampel  dengan berat basah pada sampel yang sama. Metode lainnya menggunakan  alat  pengukur  DRC  yaitu  metrolak, pengukuran  menggunakan alat ini hanya dilakukan dengan  mencelupkan  metrolak  ke  dalam  cairan lateks yang telah diencerkan sesuai prosedur.
Beberapa  variabel  proses  yang  diberikan adalah  variabel  bebas  berupa  konsentrasi  kalium persulfat 1%, 1,5%, 2%, 2,5% dan 3% serta jumlah asam  akrilat  22%,  24%,  26%,  28%  dan  30% terhadap berat pati ( starch ). Penelitian ini dilakukan di  Laboratorium  Rekayasa  Proses,  Produk  Industri Kimia  Fakultas  Teknik  Universitas  Sriwijaya  dan Laboratorium  Fisika  dan  Kimia,  Pusat  Penelitian Karet, Bogor.
Modifikasi  terhadap  pati  adalah pretreatment terhadap pati dengan melakukan proses gelatinisasi yaitu  menambahkan  pati  ke  dalam  sejumlah  air. Proses  gelatinisasi  dilakukan  tanpa  oksigen, sehingga  saat  melakukan  gelatinisasi  gas  nitrogen ikut  dialirkan  dengan  tujuan  untuk  menghilangkan kandungan  oksigen  yang  masuk  ke  dalam  proses. Oksigen  dapat  mengganggu  proses  gelatinisasi karena  dapat  menonaktifkan  radikal  bebas  yang telah terbentuk (Nurdin dkk, 2015).
Gelatinisasi  untuk  pati  termodifikasi  dimulai dengan  memanaskan  aquadest  sampai  suhu  80 o C lalu  memasukkan  pati  kulit  pisang  sebanyak  20 gram.  Gelatinisasi  dilakukan  selama  30  menit dengan  dialirkan  gas  nitrogen  dalam  tekanan atmosfer  diukur  menggunakan  regulator  gas nitrogen  (Liu  dkk,  2008).  Nitrogen  dialirkan  ke dalam  reaktor  dengan  cara  menghubungkan  salah satu  lubang  pada  tutup  reaktor  ke  tabung  nitrogen menggunakan selang.
Inisiator  kalium  persulfat  dan  monomer  asam akrilat  ditambahkan  secara  bertahap,  lalu  proses gelatinisasi  dilanjutkan  selama  2  jam  dengan mengalirkan  gas  nitrogen  pada  30  menit  awal. Gelatinisasi pati tak termodifikasi dilakukan dengan perlakuan  yang berbeda,  yaitu tidak  menambahkan inisiator  dan  monomer  dalam  prosesnya  sehingga waktu yang dibutuhkan untuk gelatinisasi hanya 30 menit (Riyajan dkk, 2012).
Proses grafting untuk  pati  termodifikasi  dan tak  termodifikasi  memiliki  prosedur  yang  sama. Karet  alam  lateks  60% Dried  Rubber  Content (DRC) atau Kadar Karet Kering (KKK) sebanyak 40 gram  KKK  yang sudah diencerkan diberikan triton x-100  lalu  dicampurkan  dengan  pati  gelatinisasi yang  sudah  didinginkan  (Riyajan  dan  Keawittarit, 2016).  Campuran  di grafting dalam  reaktor sederhana  menggunakan magnetic  stirrer dengan suhu  60 o C  selama  3  jam  dengan  dialirkan  gas nitrogen  selama  30  menit  awal.  Inisiator  kalium persulfat yang sudah di  variasikan ditambah secara bertahap  ke  dalam  proses grafting (Riyajan  dan Keawittarit,  2016).  Setelah  3  jam grafting , campuran tersebut dituangkan ke dalam glass plate dengan  ketebalan  sampel  kurang  lebih  1  cm  dan didiamkan selama 3-4 hari pada suhu ruangan.
Pencucian sampel bertujuan untuk menghilangkan  sisa  serat  tidak  halus  dari  pati  dan sisa  triton  x-100  (Riyajan  dan  Keawittarit,  2016). Sampel  dicuci  dengan  air  panas  pada  suhu  100 o C dan  dilakukan  secara  berulang.  Sampel  kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 50 o C selama 24 jam lalu di ukur moisture content nya.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  sampel grafting menggunakan  pati termodifikasi  dan  tak  termodifikasi  dilakukan beberapa  analisa.  Analisa  pertama  yaitu  persen grafting yang bertujuan untuk mengetahui seberapa besar nilai pati yang berhasil ter grafting pada karet alam  sebuah  sampel.  Analisa  FTIR  ( Fourier Transform  Infrared )  dilakukan  untuk  mengetahui spektrum yang dihasilkan dari sebuah sampel, hal ini bertujuan  untuk  mengetahui  berhasil  atau  tidaknya proses grafting dengan  ditandai  adanya  sejumlah gugus  fungsi  khas  dari  senyawa  yang  akan  di grafting. Analisa SEM ( Scanning Electron Microscopy ) dilakukan untuk mengetahui bagaimana morfologi dari sebuah sampel, dalam hal
ini  melihat  perbedaan  struktur  permukaan  serta pesebaran pati pada sampel grafting .
3.1. Pengaruh Konsentrasi Inisiator Terhadap Persen Grafting
Pati  yang  ter grafting pada  karet  alam  lateks dihitung  dengan  menggunakan  persamaan  persen grafting.
% Grafting = 𝑊1 − 𝑊0 𝑊𝑜 x 100%
Keterangan :
W 0 = berat sebelum grafting (gram) W 1
= berat sesudah grafting (gram)
Variasi  konsentrasi  kalium  persulfat  yang digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  1%,  1,5%, 2%, 2,5% dan 3%. Karakteristik reaksi kopolimerisasi grafting yang dilakukan dengan nilai persen grafting yang  dapat  dilihat  pada Tabel  1 berikut.
Tabel 1. Hasil Persen Grafting Variasi konsentrasi kalium persulfat Konsentrasi kalium persulfat Berat sebelum grafting (gram) Berat sesudah grafting (gram) Persen grafting 1% 40 55,9186 39,80% 1,5% 40 58,0051 45,01% 2% 40 59,5132 48,78% 2,5% 40 61,2231 53,06% 3% 40 63,3111 58,28%
Kalium  persulfat  memiliki  kemampuan  yang lebih  baik  dalam  membentuk  radikal  bebas  jika dibandingkan  dengan  inisiator  lain  sehingga efisiensi grafting akan  lebih  tinggi  dibandingkan inisiator lainnya (Sondari dkk, 2010).
Berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan  oleh Wongthong  dkk,  (2013),  efisiensi grafting akan meningkat sampai penggunaan inisiator 3%.
39.80% 45.01% 48.78% 53.06% 58.28% 30.00% 35.00% 40.00% 45.00% 50.00% 55.00% 60.00% 65.00% 0.5% 1.5% 2.5% 3.5% % G raf ti n g Konsentrasi kalium persulfat (%)
Gambar 1. Grafik Persen Grafting Variasi Konsentrasi Inisiator
Gambar  1 .  menunjukkan  bahwa  pada penggunaan  konsentrasi  inisiator  kalium  persulfat yang lebih tinggi menghasilkan persen grafting yang juga  meningkat.  Nilai  persen grafting tertinggi diperoleh  pada  konsentrasi  kalium  persulfat  3% yaitu  sebesar  58,28%.  Hal  ini  dibuktikan  oleh Pulungan  dkk,  (2017)  bahwa  persen grafting pati pada  karet  alam  lateks  meningkat  seiring  dengan bertambahnya konsentrasi inisiator yang digunakan. Dapat disimpulkan bahwa proses grafting pati pada karet alam dengan inisiator kalium persulfat melalui mekanisme proses pembentukan radikal.
Menurut  Eddiyanto  dkk.  (2012),  reaksi  yang terjadi  oleh  radikal  bebas  dari  inisiator  merupakan awal  kalium  persulfat  untuk  membentuk  radikal bebas  yang  menyerang  rantai  karet  alam  sehingga membentuk radikal bebas karet alam lateks.

## (Sumber: Laksanawati, 2019)
Konsentrasi  inisiator  mempunyai  peranan penting  dalam  pembentukan  situs  aktif  dalam polimer. Semakin besar konsentrasi inisiator kalium persulfat yang digunakan, maka akan semakin besar juga situs aktif (makroradikal) yang terbentuk pada karet  alam  lateks  untuk  menginisiasi  polimerisasi grafting (Suka dan Wasinton, 2007).
Ketika  larutan  inisiator  kalium  persulfat dipanaskan, radikal sulfat terbentuk untuk mengawali proses polimerisasi. Terurainya persulfat
menjadi radikal bebas lalu akan menginisiasi gugus –OH pati.

## (Sumber: Laksanawati, 2019)
Penggunaan  inisiator  dalam  proses grafting dilakukan sampai batas optimum. Ketika penambahan inisiator sudah melebihi batas optimum maka  nilai  persen grafting akan  menurun.  Hal  ini dikarenakan  semakin  banyak  inisiator  yang ditambahkan akan menyebabkan semakin banyaknya radikal bebas yang terbentuk maka akan meningkatkan  kemungkinan  terjadinya chain transfer (Sondari dkk, 2010).

## 3.2 Pengaruh Konsentrasi Inisiator Terhadap Hasil FTIR
Pada Gambar 4 . menunjukkan hasil uji FTIR untuk sampel dengan  variasi konsentrasi inisiator. Inisiator yang digunakan adalah kalium persulfat dengan variasi konsentrasi (a) 1%, (b) 1,5%, (c) 2%, (d) 2,5% dan (e) 3%
Gambar 2. Reaksi Dekomposisi Inisiator Kalium Persulfat
Gambar 3. Mekanisme Reaksi Grafting Asam
Akrilat pada Pati dan Karet Alam
Gambar 4. Spektrum FTIR pada Variasi Konsentrasi Inisiator Kalium Persulfat
Pengaruh konsentrasi inisiator kalium persulfat dan monomer asam akrilat terhadap persen grafting karet alam/starch
Dari Gambar 4. dapat dilihat bahwa terdapat beberapa  puncak  di  berbagai  panjang  gelombang menunjukkan  kemiripan  yang  menandakan  bahwa setiap  sampel  memiliki  ikatan  atau  gugus  yang hampir  sama.  Bilangan  gelombang  yang  pertama terdapat pada rentang 3315,11 – 3276,10 cm -1 yang menandakan adanya gugus hidroksil –OH (Afif dkk, 2018). Gugus hidroksil ini menandakan adanya pati di dalam sampel grafting tersebut.
Gugus  C-O-C  khas  pati  pada  sampel  varisi inisiator  menunjukkan  panjang  gelombang  yang berkisar  dari  1244,59  –  1244,86  cm -1 .  Tidak  ada perbedaan  yang  signifikan  dari  5  sampel  variasi konsentrasi inisiator dikarenakan pada setiap sampel terdapat  perlakuan  yang  sama,  jumlah  bahan  baku berupa pati dan karet alam yang sama.
Perbedaan panjang  gelombang pada Gambar 4 ditunjukkan  dari  tajam  atau  tidaknya  panjang gelombang  grafik transmittance FTIR  yang merupakan  ukuran  seberapa  besar  cahaya  yang lewat atau dipantulkan oleh sampel.

## 3.3 Pengaruh Variasi Monomer Terhadap Persen

## Grafting
Mekanisme grafting pati  ke  karet  alam menggunakan  inisiator  kalium  persulfat  optimum dan  monomer  asam  akrilat.  Konsentrasi  inisiator kalium  persulfat  maksimal  didapatkan  dari  proses sebelumnya  yaitu grafting menggunakan  pati  tak termodifikasi  yaitu  sebesar  3%.  Konsentrasi inisiator yang optimum digunakan untuk melanjutkan proses grafting dengan pati termodifikasi.
Tabel 2. Hasil Persen Grafting Variasi Jumlah Monomer pada konsentrasi KPS 3%
Jumlah asam akrilat (persen berat) Berat sebelum grafting (gram) Berat sesudah grafting (gram) Persen Grafting 22% 40 51,9102 29,78% 24% 40 53,1285 32,82% 26% 40 54,5089 36,27% 28% 40 58,3771 45,94% 30% 40 57,8902 44,73%
Pengaruh  monomer  asam  akrilat  dengan variasi 22, 24, 26, 28 dan 30% berat dari jumlah pati telah  diteliti.  Hal  ini  mengacu  pada  penelitian  Liu, dkk  (2008)  yang  menggunakan  jumlah  monomer 24% dari jumlah pati. Hasil persen grafting Gambar 3 .  Menunjukkan  bahwa  persen grafting akan meningkat  seiring  meningkatnya  jumlah  asam akrilat  yang  digunakan.  Hal  ini  diperkuat  dengan penelitian  yang  dilakukan  oleh  Fika  dkk,  (2019), meningkatnya  massa  monomer  asam  akrilat  akan menyebabkan  meningkatnya  berat  molekul  dan efisiensi grafting dari produk.
Gambar 5. Pengaruh Persen Grafting pada Variasi Jumlah Monomer
Kenaikan  persen grafting dimulai  dari penggunaan  monomer  asam  akrilat  sebanyak  22% dari pati hingga jumlah asam akrilat 28% dari pati. Ketika  monomer  semakin  banyak,  maka  intensitas tumbukan  antar  molekul  asam  akrilat  besar, sehingga  laju  propagasi  rantai  poli  asam  akrilat radikal akan  menjadi cepat.  Hal ini mengakibatkan dalam menghasilkan rantai poli asam akrilat radikal menjadi  cepat  sehingga  pati  termodifikasi  asam akrilat  menghasilkan  persen grafting yang  besar (Suka dan Wasinton, 2007).
Pada jumlah monomer 28% menghasilkan nilai persen grafting tertinggi  yaitu  45,94%.  Sehingga dapat  disimpulkan  bahwa  pada  jumlah  28% monomer yang digunakan, laju propagasi rantai poli asam  akrilat  radikal  menjadi  sangat  cepat.  Hal  ini menyebabkan  poli  asam  akrilat  radikal  yang  ter grafting pada  sisi  aktif  polimer  induk  karet  alam lateks menjadi sangat panjang (Laksanawati, 2019).
Pada  sampel  menggunakan  monomer  asam akrilat sebanyak 30% dari jumlah pati, menunjukkan hasil  persen grafting yang  menurun.  Hal  ini dikarenakan  penggunaan  monomer  yang  sudah melewati  batas  optimum  atau  sudah  terlampau tinggi.  Pada  jumlah  monomer  yang  terlalu  besar, menyebabkan pembentukan rantai poli asam akrilat radikal  yang  terlalu  panjang  (Pratama  dkk,  2011). Rantai yang terlalu panjang ini akan  menyebabkan poli asam akrilat radikal sulit bergabung dengan sisi aktif  pada  polimer  induk  karet  alam  lateks. Pergerakan  homopolimer  radikal  yang  sangat lambat  akan  mengakibatkan  hanya  sebagian  kecil poli  asam  akrilat  yang  ter grafting pada  karet  alam lateks (Laksanawati, 2019).
Asam  akrilat  digunakan  sebagai  monomer dalam  penelitian  ini  karena  asam  akrilat  memiliki ikatan  rangkap  yang  dapat  menjadi  radikal  oleh inisiator. Radikal asam akrilat ini akan lebih mudah terikat pada karet alam (Sibarani dkk, 2018).
3.4 Pengaruh Jumlah Monomer Terhadap Hasil FTIR
Pada Gambar  6 .  menunjukkan  hasil  FTIR untuk sampel dengan variasi jumlah monomer asam akrilat.
29.78% 32.82% 36.27% 45.94% 44.73% 20.00% 25.00% 30.00% 35.00% 40.00% 45.00% 50.00% 20% 25% 30% % G raf ti n g Asam Akrilat (%)
Jurnal Teknik Kimia, Vol. 29, No. 1, 2023
Dari  analisa  FTIR  masing-masing  sampel dengan  variasi  jumlah  monomer  terbukti  bahwa pati  modifikasi  asam  akrilat  berhasil  ter- grafting pada  karet  alam.  Terdapat  gugus  khas  dari  pati modifikasi  seperti  C-OH,  C-O-C,  C-H  dan  C-O pada  masing-masing  sampel,  hanya  saja  masing- masing  memiliki  panjang  gelombang  berbeda. Dibandingkan hasil FTIR sampel variasi konsentrasi  inisiator,  hasil  FTIR  pada  variasi jumlah monomer ini menunjukkan satu gugus yang berbeda,  yaitu  gugus  C=O.  Gugus  ini  merupakan asam akrilat yang membuktikan bahwa asam akrilat juga berhasil ter- grafting ke karet alam (Fika dkk, 2019).  Gugus  C=O  pada  sampel  ini  terdapat  pada rentang 1733,44 – 1739,54 cm -1.
3.5 Pengaruh  Jenis  Sampel  Terhadap  Hasil FTIR
Sebagai kombinasi struktur kimia dari pati dan karet  alam,  spektrum  FTIR  sampel modified dan unmodified menunjukkan  puncak  yang  termasuk dalam  gugus  fungsi  pada  karet  alam  dan  selulosa (Laksanawati,  2019).  Perbedaannya  hanya  terletak pada gugus asam akrilat pada sampel modified . Pada Gambar  7 ,  menunjukkan  perbedaan yang  lebih  signifikan  di  antara  spektra  dari  karet alam murni, unmodified dan modified . Spektra FTIR dari ketiga gambar ini menunjukkan adanya puncak pada panjang  gelombang antara 2915,53 - 2924,58 cm -1 , panjang gelombang ini menunjukkan adanya
Gambar 6. Spektrum FTIR pada Variasi Jumlah Monomer Asam Akrilat
Gambar 7 . Spektrum FTIR pada Jenis Sampel (a) Karet Alam Murni (b) Unmodified (c) Modified
gugus  C-H  atau  gugus  yang  khas  dari  karet  alam (Kurniawan  dan  Nirwana,  2015). Hal  ini menandakan  bahwa  dari  ketiga  sampel  tersebut masih  terdapat  karet  alam  sebagai  bahan  baku utama. Identifikasi adanya gugus khas karet alam ini menjadi  penting  karena  karet  alam  akan  menjadi rantai utama dimana gugus-gugus dari pati dan asam akrilat akan ter- grafting.
Pada Gambar  7. Juga  menunjukkan  adanya puncak baru pada panjang gelombang 1739,62 cm -1 , milik  C=O  yang  menandakan  adanya  gugus  asam akrilat  (Rinawita,  2011).  Gugus  yang  menandakan asam  akrilat  selanjutnya  yaitu  pada  panjang gelombang  1100,82  cm -1 milik  C=C  (Ismail  dkk,
2011). Panjang gelombang  adanya  gugus C=O dan C=C  ini  tidak  terlihat  dari  spektra  FTIR  untuk sampel  karet  alam  murni  karena  belum  diberikan monomer  asam  akrilat.  Begitu  pula  dengan spektrum  FTIR  untuk  sampel unmodified ,  pada perlakuan unmodified , pati yang ditambahkan tidak
Gambar 8 (a) menunjukkan hasil analisa SEM sampel unmodified dengan  perbesaran  500x.  Pada hasil  analisa  ini  terlihat  permukaan  sampel  yang tidak  terlalu  halus,  menurut  penelitian  yang dilakukan  Wahyuni  (2018)  hal  ini  menandakan adanya  molekul  pati  yang  tersebar  secara  tidak merata dengan bentuk yang tidak beraturan. Partikel pati  pada Gambar  8. terlihat  pada  area  yang berwarna  abu-abu  terang  sedangkan  karet  alam berwarna  abu-abu  gelap.  Pada  sampel unmodified (a) terdapat retakan, hal ini dikarenakan unsur-unsur yang bereaksi pada sampel unmodified menghasilkan  interaksi  antar  partikel  yang  lemah, sehingga  menghasilkan  sifat  mekanik  yang  buruk dari sampel unmodified (Min dan Rashid, 2013).
Tabel 3 . Hasil Uji Sifat Mekanis
Uji Mekanis Sampel Modified Unmodified Elongation at break , % 300 280 Compression set , % 40,98 30,87
ter grafting dengan monomer asam akrilat, maka dari itu  panjang  gelombang  yang  menunjukkan  gugus C=O dan C=C tidak terlihat.
Adanya  gugus  C=O  dan  C=C  pada  sampel modified ini  menandakan  bahwa  asam  akrilat berhasil  ter- grafting pada  karet  alam  (Rinawita, 2011).  Hal yang sama juga ditemukan untuk gugus C-O-C milik pati. Gugus C-O-C yang muncul pada spektrum  FTIR  menunjukkan  adanya  gugus  fungsi dari  pati  yang  ter- grafting pada  rantai  utama (Riyajan  dan  Keawittarir,  2019),  sehingga  proses grafting sampel unmodified dan modified dapat dikatakan berhasil.
3.6 Analisa Scanning  Electron Microscopy
(SEM)
Hasil  analisa  SEM  pada  jenis  sampel menggunakan pati termodifikasi dan tak termodifikasi dapat diamati pada Gambar 8 berikut.
Pada Tabel  3 .  Menunjukkan  hasil  uji  sifat mekanis sampel unmodified dan modified . Dari tabel dapat  dilihat  bahwa  penggunaan  sampel modified menghasilkan  sifat  uji  mekanis  yang  lebih  unggul dari unmodified . Sifat mekanis elongation at break atau perpanjangan putus sampel modified menunjukkan  persentase  yang  lebih  besar  yakni 300%  sedangkan unmodified sebesar  280%. Elongation  at  break merupakan  pertambahan panjang  potongan  uji  mekanis  karet  pada  saat direnggangkan sampai putus yang dinyatakan dalam persen  (%)  dari  panjang  potongan  uji  sebelum direnggangkan.  Pengujian  perpanjangan  putus  ini bertujuan  untuk  mengetahui  sifat  tegangan  dan regangan  vulkanisat  karet  dan  sifat  termoplastik (Nasruddin, 2010).
Sifat mekanis berikutnya yaitu compression set atau  pemampatan  tetap. Compression  set berkaitan erat  dengan  ikatan  silang  yang  terbentuk  dan dipengaruhi oleh kepadatan antar molekul persatuan volume  dalam  satu  ruang  yang  sama.  Nilai compression set sampel modified juga menunjukkan
Gambar 8. Hasil Analisa SEM sampel Unmodified (a) perbesaran 500x (b) 2000x
persentase yang lebih besar dibandingkan unmodified.
Penurunan sifat mekanik ini dikarenakan pada proses  pembuatan  sampel,  pati  yang  digunakan tidak  dimodifikasi.  Pati  yang  tak  termodifikasi hanya akan bertindak sebagai pengisi inert sehingga tidak  memberikan  sifat  mekanik  yang  baik  pada produknya (Min dan Rashid, 2013).
Pada  sampel modified, tidak terdapat  retakan. Tidak adanya retakan pada sampel ini menandakan bahwa  pati  yang  termodifikasi  lebih  terdistribusi dengan  baik.  Retakan  tidak  terjadi  pada  sampel modified dikarenakan  interaksi  antar  partikel  yang terdapat  dalam  sampel  kuat,  sehingga  dapat mempengaruhi  sifat  mekanik  dari  sampel  tersebut (Min  dan  Rashid,  2013).  Permukaan  yang  cukup merata  pada  sampel  menandakan  hasil grafting dapat dikatakan berhasil dengan cukup baik.

## 4.   KESIMPULAN
Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan  inisiator  dan  monomer  dalam  proses grafting sangat  berpengaruh  pada  persen grafting . Persen grafting tertinggi pada penambahan inisiator adalah  58,28%  dan  45,94%  pada  penambahan monomer. Semakin tinggi konsentrasi inisiator dan monomer,  maka  akan  semakin  tinggi  nilai  persen grafting . Hasil  FTIR  sampel modified menunjukkan adanya  gugus  fungsi  pada  panjang  gelombang 1244,78  cm -1 khas  pati  (C-O-C)  serta  panjang gelombang  1739,62  cm -1 dan  1100,82  cm -1 khas asam  akrilat  (C=O  dan  C=C)  yang  membuktikan bahwa grafting berhasil dilakukan.
Analisa  morfologi  pada  sampel modified menunjukkan pati terdistribusi dengan baik dengan adanya penambahan monomer asam akrilat. Hal ini juga meningkatkan sifat mekanik sampel.
Gambar  9 (a)  menunjukkan  hasil  pengujian SEM  pada  sampel modified .  Jika  dibandingkan dengan  sampel unmodified sebelumnya,  molekul pati pada permukaan sampel modified tersebar lebih sedikit. Hal ini dibuktikan dari pengambilan gambar dengan  perbesaran  2000x.  Permukaan  yang dihasilkan  terlihat  tidak  terlalu  bergelombang  jika dibandingkan dengan sampel unmodified.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Kami  ucapkan  terima  kasih  kepada  semua  pihak yang  telah  membantu  terutama  kepada  Universitas Sriwijaya  yang  telah  membiayai  penelitian  ini melalui  Anggaran  DIPA  Badan  Layanan  Umum Universitas  Sriwijaya  Tahun  Anggaran  2021.  SP DIPA-023.17.2.677515/2022, tanggal 13 Desember 2021. Sesuai dengan SK Rektor Nomor: 0017/UN9.3.1/SK.LP2M.PT/2022  tanggal  15  Juni 2022.

## DAFTAR PUSTAKA
Afif,  M.  N.,  Wijayanti  dan  S.  Mursiti.  2018. Pembuatan  Bioplastik  dari  Pati  Biji  Alpukat- Kitosan  dengan Plasticizer Sorbitol. Jurnal Teknik Kimia , 7(2): 102-109.
Alam,  P.N.,  dan  Rihayat,  T.  2007.  Sintesa  dan
Karakteristik Sifat Mekanik Karet Nanokomposit. Jurnal  Rekayasa  Kimia  dan Lingkungan , 6(1): 1-6. Eddiyanto,  M.S.  2012. Grafting Maleat  Anhidrat pada  Karet  Alam  Siklis  ( Cyclic  Natural Rubber/Cnr ) dengan Inisiator Dicumyl Peroksida. Agrium , 1(1): 128-133.
Fika,  W.,  Kasim,  A.,  Novelina,  N.,  dan  Septevani,
A.A.  2019.  Rasio  Pati  dan  Asam  Akrilat terhadap  Kapasitas  Absorbsi  pada  Sintesis Komposit  Polimer  Superabsorben. Jurnal Matematika, Sains, dan Teknologi , 20(2): 111- 119.
Gambar 9. Hasil Analisa SEM Sampel Modified (a) perbesaran 500x (b) perbesaran 2000x
Jurnal Teknik Kimia, Vol. 29, No. 1, 2023
Handayani,  H.,  Maspanger,  D.H.,  dan  Radiman,
C.H.  2016.  Peningkatan  ketahanan  oksidasi karet  alam  melalui  pengikatan  antioksidan  4- aminodifenilamina  secara  kimia.  Majalah Kulit, Karet, dan Plastik, 32(2): 65-74.
Hidayani,  T.R.,  Akli,  K.,  dan  Samah,  S.D.  2018.
Grafting Polipropilena dengan Maleat
Anhidrida  sebagai  Pengikat  Silang  dengan Inisiator  Benzoil  Peroksida. Eksakta ,  19(1): 59-61.
Ismail,  O.,  Beyribey,  B.,  dan  Turhan  K.  2011. Removal of Water in Liquid Fuel with a Super Absorbent Copolymer. Energy Sources , 33(1): 1669-1677.
Khairuddin,  N.,  dan  Muhamad,  I.  I.  2009. Antimicrobial  Effects  on  Starch-Based  Films Incorporated  with  Lysozymes. Pertanika Journal of Sciences and Technology , 17(1): 8. Kurniawan,  D.,  Nirwana.  Dan  Bahruddin.  2015. Epoksidasi Karet  Alam dengan Menggunakan Surfaktan  Amonium  Lauril  Sulfat  sebagai Wetting Agent. JOM FTEKNIK , 2(2): 1-4.
Laksanawati, T.A. 2019. Sintesis dan Karakteristik Gel  Komposit  Starch-Graft-Acrylic  Acid/ Bentonite  dengan  Bahan  Jaringan  N,N- Methylenebisacrykamide untuk EOR. Skripsi. Departemen Teknik Kimia.  Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Liu,  C.,  Shao,  Y.,  dan  Jia,  D..  2008.  Chemically Modified  Starch  Reinforced  Natural  Rubber Composites. Journal  Polymer ,  49(8):  2176- 2181.
Mardiyati  dan  Steven.  2014.  Acrylic  Sebagai Compatibilizer  Agent  pada  Plastik  Pati Tapioka/  Lateks  Karet  Alam. Jurnal  Sains Materi Indonesia , 16(1): 33. Min,  L.X.,  dan  A.Rashid,  A.  2013.  Effect  of Modified  Tapioca  Starch  on  Mechanical Properties of Styrene-Grafted Natural-
Rubber/Starch Composites. International
Journal  Materials  Engineering  Innovation. 4(3): 265-266. https://dx.doi.org/10.1504/IJMATEI.2013.057 152.
Nasruddin.  2010.  Karakteristik  Sifat  Fisika  Kimia
Membran  dari  Berbagai  Formula  Kompon. Dinamika Penelitian BIPA . 21(37): 60-71.
Nurdin, S. U., Nurdjanah, S., Astuti, S., Sukohar, A., dan  Kustyawati,  M.E.  2015. Manfaat  Herbal Indonesia . Plantaxia: Yogyakarta Octavia,  J.  2008.  Pengaruh  Konsentrasi  Surfaktan, Inisiator  dan  Monomer  terhadap  Ukuran Partikel  pada  Polimerisasi  Stirena. Skripsi. Departemen Kimia, Universitas Indoneisa. Pratama,  I.G.D.Y.,  Ida,  A.R.A.A.,  dan  James,  S. 2011.  Studi  Kopolimerisasi  Grafting  Asam Akrilat  (AA)  pada  Polietilen  (PE)  dengan
Inisiator  H 2 O 2 /Fe 2+ : Sebagai  Penukar  Kation. Jurnal Kimia , 5(2): 143 – 155.
Pulungan, A.N., Basuki, W., Eddiyanto., dan Sunit,
H.  2017. Grafting Maleat  Anhidrida  pada Lateks  Karet  Alam  dengan  Inisiator  Benzoil Peroksida. Prosiding Seminar Hasil Penelitian untuk  Kesejahteraan  Masyarakat. Lembaga Penelitian  Universitas  Negeri  Medan.  28 September: 24-30.
Rinawita, 2011. Modifikasi Selulosa dengan Teknik
Pencangkokan dan Penautan Silang
Menggunakan  Akrilamida. Skripsi.  Jurusan Kimia, Institur Pertanian Bogor.
Ritonga, A.H., Aritonang, B., dan Zai, L.I.P. 2018.
Modifikasi  Kopolimer  Karet  Alam  Siklis Grafting  Asam  Oleat  Menggunakan  Inisiator Benzoil  Peroksida  dan  Bahan  Pengisi Bentonit-Cetil  Trimetil  Amonium  Bromida.
Jurnal Kimia Mulawarman , 16(1): 42-43.
Riyajan, S., dan Keawittarit. 2016. A Novel Natural Rubber-graft-cassava  Starch  Foam  for  Oil/ Gasohol  Absorption. Polym  Int., 65(1):  491- 502.
Riyajan,  S.,  Yodsathorn,  S.,  dan  Pranee,  P.  2012. Green  Natural  Rubber-g-Modified  Starch  For Controlling  Urea  Release. Carbohydrate Polymers , 89(1): 251-258.
Rofiqoh,  S.,  Kurniadi,  D.,  dan  Riansyah,  A.  2020. Sistem  Pakar  Menggunakan  Metode  Forward Chaining  untuk  Diagnosa  Penyakit  Tanaman Karet. Sultan  Agung  Fundamental  Research Journal , 1(1): 54-60.
Setiorini,  I.  A.  2019.  Karakteristik  Termoplastik Elastomer  dari  Karet  Alam  dan  Polipropilena dengan  Penambahan  Carbon  Black  Filler. Jurnal Teknik Patra Akademika , 10(2): 41-44. Sibarani, J., Arisma, D., Irdhawati., Manuntun, M., dan  Ni,  M.P.  2018.  Sintesis  Kopolimer Cangkok Kitosan-g-Poli(Asam Akrilat)
Sebagai  Adsorben  Kation  Cu2+,  Pb2+  dan Cr3+. Cakra Kimia , 6(2): 98-105.
Sondari, D., Haryono,  A.,  Ghozali, M., Randy,  A., Suhardjo, K.A. dan Surasno. 2010. Pembuatan
Elastomer Termoplastik Menggunakan Inisiator Potassium Persulfate dan Ammonium Peroxodysulfate. Jurnal Sains Materi
Indonesia. 12(1): 41-45. Suka, I.G., dan Wasinton, S. 2007. Fungsionalisasi Polietilen Film dengan Sifat Peka pH  melalui Grafting  Asam  Akrilat  yang  Diinduksi  oleh Sinar  Ultraviolet. Jurnal  Ilmu  Dasar ,  8(2): 148-157.
Wahyuni,  S.  2018.  Karakteristik  Edible  Film  Pati Beras  Patah  (Oryza  sativa  L.  dengan Penambahan  Gliserol  dan  Ekstrak  Jahe (Zingiber  officinale  Riscoe). Skripsi .  Jurusan Kimia.  Universitas  Islam  Negeri  Alauddin Makassar.
Polymerization with  Maleic Anhydride. European Polymer Journal , 49(1): 4035-4046.
Widyaningsih, S., Karika, D., dan Nurhayati, Y. T. 2012.  Pengaruh  Penambahan  Sorbitol  dan Kalsium Karbonat Terhadap Karakteristik dan Sifat Biodegradasi Film dari Pati Kulit Pisang. Moleku , 7(1): 69-81.
Wongthong, P., Nakason, C., Pan, Q., Rempel, G.L., dan  Kiatkamjornwong,  S.  2013.  Modification of Deproteinized Natural Rubber  via  Grafting