Pengolahan dan Karaterisasi Bentonit Alam Aceh Sebagai Pengisi Bionanokomposit Poli Kaprolakton/ Poli Asam Laktat/Kitosan (PCL/PLA/Kitosan)

Abstract

PCL / PLA is a biopolymer belonging to polyester that has very good prospects, because it is unique in its Biodegradable, Biocompatible, 100% recyclable, and thermoplastic process properties. Polycaprolactone (PCL) and Poly (lactic acid) (PLA) get a lot of attention , and shows the great potential in bioplastiz and biomedical applications among synthetic polymers, PCL / PLA is one of the easiest polymers to be processed and manipulated into a variety of shapes and sizes due to their low melting temperature and unique properties. In this study, we will try to modify the montmorillonite which is the result of purification from bentonite clay, Aceh, which will then be mixed with PCL / PLA and Chitosan where the products produced will be compared with commercial products. . The composition of the PCL / PLA polymer mixture used was 92%, 95% and 97% with a variation of the addition of Bentonite Clay and Chitosan fillers as much as 3%, 5% and 8% by weight of the total mixture. Based on the results of testing with the Universal Testing Machine (UTM) tool, the addition of Clay filler to the composites improved the mechanical properties in the form of higher tensile tensile values as the number of filler percentages added. Characterization of tensile strength (MPa) on PCL / PLA material with bentonite and Nanocomposite chitosan obtained ranged from 3.96 to 66.6 MPa. DSC (Differential Scanning Calorimetry) test results showed that the crystallinity of PLA increased slightly with the presence of Polycaprolactone (PCL), and PCL had a significant effect on PLA crystallization. The results of X-RD (X-ray diffraction) test showed an interaction between the compounds added in in polymers. Based on the results of testing with a Thermo Gravimetric Anlysys (TGA) device, the mixing of PCL and PLA polymers showed an improved effect on thermal stability in composite materials when compared to a single polymer. The results of biodegradation showed that the color change only occurs in polymers that have fillers while the polymers that do not have filler do not change color at all. This study produces a polymer-filler mixture composition that is prospective to be further developed as a bio-based composite for various industrial applications, especially bioplastiz and biomedical.

PCL/PLA adalah biopolimer yang tergolong dalam polyester memiliki prospek yang sangat baik, karena memiliki keunikan sifat Biodegradable, Biocompatible, 100% recyclable,dan kemampuan sifat proses termoplastik.. Polikaprolakton (PCL) dan Poly(lactic acid) (PLA) mendapat banyak perhatian, dan menunjukkan potensi yang besar dalam aplikasi bioplastik dan biomedis di antara polimer sintetis, PCL/PLA adalah salah satu polimer yang paling mudah untuk diproses dan dimanipulasi ke dalam berbagai macam bentuk dan ukuran karena suhu lelehnya yang rendah serta sifat sifatnya yang unik. Pada penelitian ini, akan dicoba melakukan modifikasi terhadap montmorillonit yang merupakan hasil purifikasi dari bentonite clay, Aceh , yang selanjutnya akan dilakukan proses pencampuran dengan PCL/PLA dan Kitosan dimana produk yang dihasilkan akan dibandingkan dengan produk komersial. . Komposisi campuran polimer PCL/PLA yang digunakan yaitu 92 %, 95 % dan 97 % dengan variasi penambahan filler Bentonite Clay dan Chitosan sebanyak 3%, 5% dan 8% berat total campuran keseluruhan. Berdasarkan hasil pengujian dengan alat Universal Testing Machine (UTM), penambahan filler Clay pada komposit meningkatkan sifat mekanik berupa nilai tensile strenght yang semakin tinggi seiring banyaknya persentase filler yang ditambahkan,.Karakterisasi nilai kuat Tarik (MPa) terhadap material PCL/PLA dengan bentonit dan kitosan nanokomposit yang diperoleh berkisar antara 3,96 - 66,6 MPa. Hasil pengujian DSC (Differential Scanning Calorimetry) menunjukan Kristalinitas PLA meningkat sedikit dengan adanya Polikaprolakton (PCL), dan PCL memberikan pengaruh yang signifikan terhadap kristalisasi PLA.Hasil pengujian X-RD (X – ray diffraction ) menunjukan adanya interaksi antara senyawa yang ditambahkan di dalam polimer. Berdasarkan hasil pengujian dengan alat Termo Gravimetric Anlysys (TGA), pecampuran polimer PCL dan PLA menunjukkan efek peningkatan terhadap stabilitas termal yang lebih baik pada material komposit jika dibanding dengan polimer tunggal. Hasil biodegradasi menunjukan bahwa perubahan warna hanya terjadi pada polimer yang memilliki filler sedangkan polimer yang tidak memiliki filler tidak terjadi perubahan warna sama sekali. Penelitian ini menghasilkan komposisi campuran polimer-filler yang prospektif untuk dikembangkan lebih lanjut sebagai komposit bebasis bio untuk berbagai aplikasi industri terutama bidang bioplastik dan biomedis.