Lembaran Komposit Plastik Berbahan Linear Low Density Poly Ethylene Dengan Penambahan Lignin Sebagai Penyerap Sinar Ultraviolet untuk Mulsa Pertanian

Abstract

Mulsa berbahan Low Linear Density Polyethylene (LLDPE) mempunyai sifat mekanik yang cukup baik yaitu bersifat fleksibel sehingga mudah dibentuk menjadi lembaran tipis. Namun selain memiliki kelebihan, LLDPE juga memiliki kekurangan jika diterapkan di lapangan. Mulsa LLDPE mudah terdegradasi akibat radiasi sinar ultraviolet (UV) sinar matahari dan juga sulit terurai di dalam tanah. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menghasilkan film mulsa dari LLDPE dengan penambahan serbuk lignin yang diekstrak dari lindi hitam dan serbuk serat kelapa, kemudian menganalisis ketahanan mulsa berbahan dasar LLDPE dan biomassa tersebut terhadap sinar UV. Selanjutnya, pati termoplastik (TPS) dan poli (etilen-alt-maleat anhidrida) atau MAPE ditambahkan ke dalam formula untuk meningkatkan biodegradasi mulsa. LLDPE, serbuk lignin dan serbuk sabut kelapa dicampur dengan metode melt mixing menggunakan rheomixer pada suhu 130 °C dan kecepatan 80 rpm selama 6 menit. Proporsi lignin atau sabut kelapa adalah 1, 5 dan 9% dari berat total. Sedangkan pada tahap selanjutnya, proporsi lignin atau serbuk sabut kelapa adalah 0, 1, 2, 3, 4, 5 dan 9% untuk mulsa yang dicampur dengan LLDPE, TPS, dan MAPE. Campuran hasil pengolahan rheomixer dikempa panas menjadi lembaran plastik tipis. Lignin dan serbuk serat kelapa dikarakterisasi kristalinitasnya dengan X-Ray Diffractometer (XRD), uji termal menggunakan Differential Scanning Calorimetry (DSC) dan analisis gugus fungsinya dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR). Sedangkan karakterisasi plastik lembaran tipis dilakukan dengan menggunakan Mesin Uji Universal (sifat mekanik). Kinerja serapan UV lignin dan serbuk sabut kelapa pada mulsa berbahan dasar LLDPE dianalisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis, sedangkan uji biodegradabilitas dilakukan selama 60 hari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa derajat kristalinitas lignin dan serbukserat kelapa masih sangat rendah sehingga dapat dikatakan masuk dalam kategori amorf. Sementara hasil uji termal menunjukkan penambahan lignin dan serbuk seratkelapa sampai sebanyak 9% tidak menyebabkan perubahan titik leleh yang signifikan. Berdasarkan analisa gugus fungsi lembaran komposit didapatkan penyerapan gugus fungsi khas dari LLDPE dan lignin. Sementara itu, karakterisasi sifat mekanis lembaran komposit, menunjukkan penambahan lignin menyebabkan nilai kekuatan tarik lebih kecil jika dibandingkan dengan sampel tanpa penambahan lignin. Namun setelah penambahan MAPE terlihat pada lembaran komposit dengan konsentrasi lignin 9% terjadi peningkatan daya tarik yang tajam, kuat tariknya menjadi sama dengan lembaran plastik komposit dari LLDPE ditambah pati termoplastik tanpa penambahan lignin. Pada uji serapan UV-Vis menunjukkan bahwa semakin tinggi kandungan lignin dan serbuk sabut kelapa pada lembaran komposit maka serapan UV semakin besar, terlihat pada kandungan 9% menunjukkan serapan terbaik dibandingkan sampel lainnya, namun sebaliknya tingkat pengurangan massa lebih kecil. Berbeda dengan sampel yang diuji biodegradasi, semakin tinggi kandungan serbuk sabut kelapa dan lignin maka semakin besar pula laju reduksi massanya.

Mulsa berbahan Low Linear Density Polyethylene (LLDPE) mempunyai sifat mekanik yang cukup baik yaitu bersifat fleksibel sehingga mudah dibentuk menjadi lembaran tipis. Namun selain memiliki kelebihan, LLDPE juga memiliki kekurangan jika diterapkan di lapangan. Mulsa LLDPE mudah terdegradasi akibat radiasi sinar ultraviolet (UV) sinar matahari dan juga sulit terurai di dalam tanah. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menghasilkan film mulsa dari LLDPE dengan penambahan serbuk lignin yang diekstrak dari lindi hitam dan serbuk serat kelapa, kemudian menganalisis ketahanan mulsa berbahan dasar LLDPE dan biomassa tersebut terhadap sinar UV. Selanjutnya, pati termoplastik (TPS) dan poli (etilen-alt-maleat anhidrida) atau MAPE ditambahkan ke dalam formula untuk meningkatkan biodegradasi mulsa. LLDPE, serbuk lignin dan serbuk sabut kelapa dicampur dengan metode melt mixing menggunakan rheomixer pada suhu 130 °C dan kecepatan 80 rpm selama 6 menit. Proporsi lignin atau sabut kelapa adalah 1, 5 dan 9% dari berat total. Sedangkan pada tahap selanjutnya, proporsi lignin atau serbuk sabut kelapa adalah 0, 1, 2, 3, 4, 5 dan 9% untuk mulsa yang dicampur dengan LLDPE, TPS, dan MAPE. Campuran hasil pengolahan rheomixer dikempa panas menjadi lembaran plastik tipis. Lignin dan serbuk serat kelapa dikarakterisasi kristalinitasnya dengan X-Ray Diffractometer (XRD), uji termal menggunakan Differential Scanning Calorimetry (DSC) dan analisis gugus fungsinya dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR). Sedangkan karakterisasi plastik lembaran tipis dilakukan dengan menggunakan Mesin Uji Universal (sifat mekanik). Kinerja serapan UV lignin dan serbuk sabut kelapa pada mulsa berbahan dasar LLDPE dianalisis menggunakan spektrofotometer UV-Vis, sedangkan uji biodegradabilitas dilakukan selama 60 hari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa derajat kristalinitas lignin dan serbukserat kelapa masih sangat rendah sehingga dapat dikatakan masuk dalam kategori amorf. Sementara hasil uji termal menunjukkan penambahan lignin dan serbuk seratkelapa sampai sebanyak 9% tidak menyebabkan perubahan titik leleh yang signifikan. Berdasarkan analisa gugus fungsi lembaran komposit didapatkan penyerapan gugus fungsi khas dari LLDPE dan lignin. Sementara itu, karakterisasi sifat mekanis lembaran komposit, menunjukkan penambahan lignin menyebabkan nilai kekuatan tarik lebih kecil jika dibandingkan dengan sampel tanpa penambahan lignin. Namun setelah penambahan MAPE terlihat pada lembaran komposit dengan konsentrasi lignin 9% terjadi peningkatan daya tarik yang tajam, kuat tariknya menjadi sama dengan lembaran plastik komposit dari LLDPE ditambah pati termoplastik tanpa penambahan lignin. Pada uji serapan UV-Vis menunjukkan bahwa semakin tinggi kandungan lignin dan serbuk sabut kelapa pada lembaran komposit maka serapan UV semakin besar, terlihat pada kandungan 9% menunjukkan serapan terbaik dibandingkan sampel lainnya, namun sebaliknya tingkat pengurangan massa lebih kecil. Berbeda dengan sampel yang diuji biodegradasi, semakin tinggi kandungan serbuk sabut kelapa dan lignin maka semakin besar pula laju reduksi massanya.