## KINETIKA FOTODEGRADASI-UV PVC BERADI1 IF BENZOPHENON
Parsaoran Siahaan
Laboratorium Kimia Fisik, Jurusan Kimia F-MIPA UNDIP, Kampus Tembalang Semarang
Abstrak : Telah diteliti kinetika fotodegradasi-UV pada PVC dengan penambahan aditif benzophenon. Film PVC dibuat dengan metode penguapan pel amt Aditif benzophenon sebanyak 0,5% ditambahkan pada PVC. Film PVC difotodegradasi dengan sinar UV selama 30, 50, 70, 90, 110 jam. Tingkat degradasi ditentukan melalui pengukuran penumnan berat kering film, penumnan berat molekul, dan pembahan spektra UV dan IR. Hasil Penelitian menunjukkan bahwa penumnan berat kering PVC terfotodegradasi pada variasi waktu tertentu tanpa aditif adalah 4,91%, 6,20%, 7,97%, 9,29%, 10,07% dan dengan aditif benzophenon adalah 0,506%, 1,807%, 3,105%, 3,98%, 2,70%. Laju fotodegradasi PVC tanpa dan dengan aditif benzophenon masing-masing adalah 1,27 x 10'3 mg/jam dan 0,315 x 10'3 mg/jam, waktu paro fotodegradasi PVC tanpa aditif dan dengan aditif benzophenon masing-masing adalah 570 jam dan 2200 jam. Penurunan berat molekul PVC tanpa aditif dari 14080 menjadi 10882, 7400, 8870, 8044, 6360 dan dengan aditif benzophenon dari 14080 menjadi 13264, 12205, 12072, 11746, 11945 serta pola spektra UV dan IR yang berbeda. Dapat disimpulkan bahwa aditif benzophenon adalah inhibitor kinetika fotodegradasi-UV (stabilisator) terhadap PVC. Kata kunci: PVC, fotodegradasi, aditif stabilisator UV
Abstract : It had been researched the effect of benzophenone additive to UV- photodegradation kinetics of PVC. PVC film's was made by evaporating solvent's method. Benzophenone 0,5% is added on PVC. PVC film's photodegradated by UV light as long 30, 50, 70, 90, 110 hours. The kinetics of degradation is followed by weight-loss kinetics, the changing of relative molecular weight, ultraviolet and infra red spectra. The results showed that the weight-loss of photodegradated PVC without additive at some variation of times 4,91%, 6,20%, 7,97%, 9,29%, 10,07% and with benzophenone additive 0,506%, 1,807%, 3,105%, 3,98%, 2,70%, decreasing of relative molecular weight from 14080 to 10882, 7400, 8870, 8044, 6360 for PVC without additive and to 13264, 12205, 12072, 11746, 1 1945 for PVC with It could be concluded that benzophenone additive, changing of UV and IR spectra. benzophenone additive was UV-photodegradation kinetics inhibitor (UV-stabilizer) on PVC Key words : PVC, UV-Photodegradation, additive, UV-stabilizer
Diterima : Juli 1999 . Telah diseminarkan pada acara SPMIPA'98, 28 Nopember 1999
No. Artikel : 46/1999 (Kimia Fisik) 99
polimer dan berfungsi sebagai stabilisator apabila tidak terjadi transfer energi dari aditif ke polimer atau teijadi transfer energi dari polimer ke aditif. Dalam penelitian ini diteliti kinetika fotodegradasi-UV pada PVC beraditif benzophenon.

## PENDAHULUAN
Aplikasi produk polimer sangat
luas seperti dalam bidang industri dan hidup sehari-hari karena sifatnya yang bening, kedap air, tidak toksik, stabil dan ekonomis. Keistimewaan sifat ini, juga menimbulkan masalah-masalah lingku-ngan. Meskipun metode daur ulang telah diterapkan namun terdapat masalah utama pada daur
ulang yaitu kesulitan memperoleh sampah polimer yang bebas dari kontaminasi untuk siap menjalani proses bertemperatur tinggi. Misalnya, ion logam transisi Fe(III) dalam jumlah kecil dapat menimbulkan degradasi termal sehingga hasilnya tidak seperti yang diinginkan. Polimer yang tidak dapat didaur ulang umumnya tetap dalam lingkungan. Untuk mengatasi sampah polimer dilakukan pengembangan riset yaitu menciptakan polimer fotodegradabel dan biodegradabel dengan cara penambahan aditif, sintesis, atau modifikasi produk alamiah dengan bioteknologi. Penelitian ini dibatasi hanya pada kinetika fotodegradasi-UV PVC beraditif. Penambahan aditif yang memiliki gugus kromofor dapat mempengaruhi sifat degradatif polimer yang berfungsi sebagai sensitisator atau stabilisator polimer terhadap sinar UV. Aditif berfungsi sebagai sensitisator apabila teijadi transfer energi dari aditif ke
(UJ
EKSPERIMEN Preparasi film PVC.
Film PVC
dibuat dari resin PVC dengan metode penguapan pelarut. Dalam penelitian ini dibuat dua jenis film PVC yaitu film PVC tanpa aditif dan film PVC beraditif benzophenon (0,5%). Sejum- lah tertentu resin PVC dilarutkan
aseton, diaduk selama 24 jam, dibiarkan 8 jam untuk meningkatkan kristalinitas film PVC yang terbentuk, dan dicetak pada lempeng kaca.
Fotodegradasi film PVC. Film PVC tanpa dan beraditif benzophenon disinari sinar UV dalam ruang fotodegradasi dengan waktu penyinaran 30, 50, 70, 90 dan 1 10 jam kemudian diidentifikasi untuk masing- masing waktu fotodegradasi. Pada fotodegra-dasi, sampel dikondisikan dan disinari UV dari sumber lampu UV 15 Watt dengan range K maksimal pada 300-350 nm
Analisis tingkat degradasi. Analisis tingkat degradasi dibedakan menjadi analisis makroskopik dan mikroskopik. Analisis makroskopik adalah dengan mengamati penurunan berat kering, banyaknya penurunan berat molekul rata-rata
polimer, dan perapuhan film PVC. HC1 terbebaskan, 100 No. Artikel : 46/1999 (Kimia FLsik)
Analisis mikroskopik adalah dengan mengamati
spektra UV dan IR.
Tingkat degradasi ditentukan dengan membandingkan hasil analisis untuk film PVC tanpa dan dengan aditif.
dengan aditif benzophenon masing- masing adalah 1,27 x 10'3 mg/ jam dan 0,315 x 10'3 mg/jam, waktu paro fotodegradasi PVC tanpa aditif dan dengan aditif benzophenon masing- masing adalah 570 jam dan 2200 jam. Penurunan berat kering ini juga didukung dengan data lain. Jumlah HC1 terbebaskan pada fotodegradasi PVC tanpa aditif selama 30 dan 1 10 jam masing-masing adalah 4,452 dan 5,036 mg HC1, sedangkan untuk PVC beraditif benzophenon masing-masing adalah 0,675 dan 2,30 rag HC1.
Penurunan terfotodegradasi selama 30 dan 110 jam untuk PVC tanpa aditif dari 14080 menjadi 10882 dan 6360 gram/mol, untuk PVC beraditif benzophenon menjadi 13264 dan 11945 gram/mol. Data selengkapnya dapat dilihat pada tabel-1.
, 1.4.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Film PVC yang dihasilkan kuat tetapi mudah patah apabila dilipat, hal ini karena PVC memiliki suhu transisi gelas yang tinggi yaitu 80°C. Pada proses degradasi teijadi perubahan karakter fisik dan kimia PVC.
Fotodegradasi PVC. Penurunan berat kering film PVC tanpa aditif
terfotodegradasi 30 dan 110 jam
masing-masing adalah 4,91%, dan 10,07%, sedangkan PVC beraditif benzophenon menurun masing-masing adalah 0,506% dan 2,70%. Dari data penurunan berat kering ini deperoleh
laju fotodegradasi PVC tanpa dan
berat molekul PVC Tabel-1 : Hasil Analisis Fotodegradasi PVC
HC1 Terbebas-
kan (mg) _
Waktu (Jam) Penurunan Berat (%) Berat Molekul (g/mol) Intensitas gugus C~Q _ ill 121 (1) 121 ill ill ill ill 0 0 14080 10882 14080 13264 12205 12072 11746 11945 0,2272 0,2286 0,3587 0,5952 0,5595 0,6700 0,3658 0,0760 0,2200 0,3900 0,2032 0,1740 0 0 0 30 4,91 0,506 1,807 3,105 4,452 4,891 0,675 1,450 2,150 2,900 2,300 7400 50 6,20 8870 70 7,97 6,131 9,29 3,98 6,495 5,036 8044 90 110 10,07 2,70 6360 Keterangan : (1) PVC tanpa aditif (2) PVC beraditif benzophenon
Pola spektra IR film PVC tanpa dan dengan aditif benzophenon sebelum dan setelah fotodegradasi pada setiap
variasi waktu secara umum memiliki
kesamaan yaitu tidak teijadi perubahan pola spektra IR pada daerah "sidik jari"
101
No. Artikel :46/1999 (Kimia Fisik)
(1200-600 cm'1). Artinya fotodegradasi pada PVC tidak banyak merubah struktur rantai utama PVC. Secara kuantitatif tingkat fotodegradasi PVC dapat dilihat dan besamya perubahan intensitas puncak-puncak C=0 atau C-Cl. Intensitas ikatan C=0 meningkat seiring dengan waktu fotodegradasi.
Pada PVC tanpa aditif, intensitas ikatan C=0 selama waktu
fotodegradasi 30 dan 110 jam adalah 0,2286 dan 0,67, sedangkan untuk PVC dengan aditif benzophenon adalah 0,076 dan 0,174. Intensitas ikatan C-Cl menurun seiring dengan waktu fotodegradasi. Pada PVC tanpa aditif intensitas ikatan
C-Cl dari semula 0,3977 menurun menjadi 0,2976 setelah 70 jam dan menjadi 0,2307 setelah 1 10 jam terfotodegradasi, untuk PVC beradi-tif benzophenon intensitas ikatan C-Cl dari semula 0,3977 menu-run menjadi 0,3448 setelah 70 jam dan menjadi
0,2826 setelah 110 jam terfoto¬ degradasi. Uluran -OH belum terlihat pada hasil spektra IR untuk PVC terfotodegradasi baik tanpa maupun dengan aditif benzophenon. Hal tersebut karena peroksida yang terikat pada rantai PVC tidak stabil dan cenderung membentuk ikatan keton pada rantai PVC. Untuk terbentuknya ikatan -OH yang stabil yaitu -OH terikat asam karboksilat (-COOH) umumnya berlangsung sangat lama (sarapai beberapa ribu jam terfotodegradasi).(5'6) Data selengkap- nya dapat dilihat pada tabel-1.
Pola spektra UV PVC tanpa dan beraditif terdapat perubahan. Setelah fotodegradasi spektra melebar ke
daerah visibel baik pada PVC tanpa maupun beraditif benzophenon. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut : PVC memiliki puncak spektra UV pada 325, setelah mengalami fotodegradasi
oksidatif akan terbentuk ikatan C=0 pada rantai polimer.

## KESIMPULAN
Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan benzophenon yang
pada PVC dapat
Menghambat teijadinya fotodegradasi
PVC dimana aditif berfungsi sebagai adsorben sinar UV. bahwa aditif
ditambahkan
DAFTAR PUSTAKA
1. Schnabel, W., (1981), " Polymer Degradation Principles and Practical Application", First Edition, Hanser International, New
York.
2. Koichi, H., (1997), "Recycling Technology : (1) All Wrapped Up, (2) Full Steam Ahead In Fucushima, (3) Waste Plastic In
The Raw", Look Japan, Tokyo.
3. Skowronski T., Rabek, J. F., and Ranby B., (1984), "Photodegrada¬ tion of Some PVC Blends : PVC/ EVA Copolymers and PVC/NBR Copolymers", J. 102
No. Artikel : 46/1999 (Kimia Fisik)

## P. Siahaan : Kinetika FotodegradasirUV PVC
Polymer Enginee-ring & Science, Vol. 24 No. 4, The Society of
Plastic Engineering, Inc., New York. 4. Humphry, J. M., (1990), "Identifi¬ cation of Polymers In University Class Experiments J. of Chemical Education, Vol. 67 No.
1, England.
103
No. Artikel : 46/1999 (Kimia Fisik)