Peningkatan Ketahanan Biomulsa Berbasis Selulosa Kelobot Jagung/LLDPE dengan Penambahan Tinuvin terhadap Paparan Sinar Ultraviolet

Abstract

Mulsa merupakan penutup tanah di sekitar tanaman guna menciptakan kondisi tanah yang lebih baik untuk peningkatan hasil tanaman. Penggunaan mulsa di Indonesia telah banyak diaplikasikan pada berbagai tanaman sayuran dan sangat baik digunakan pada daerah beriklim tropis. Umumnya, bahan baku untuk pembuatan mulsa ialah plastik. Mulsa plastik sangat efektif dalam pengendalian uap air serta suhu pada malam hari. Jenis plastik yang digunakan untuk pembuatan mulsa plastik ialah Linear Low-Density Polyethylene (LLDPE). Penggunaan LLDPE sebagai bahan pembuatan mulsa memiliki keunggulan, yaitu bersifat lentur, kedap air dan mudah dicetak menjadi lembaran tipis. Belakangan ini banyak penelitian yang dilakukan untuk mengeksplorasi sumber daya alam serat lignoselulosa non kayu sebagai filler pada polimer sintetis. Hal tersebut bertujuan untuk meningkatkan sifat mekanik dari plastik serta menambah proporsi kandungan bahan yang bersifat biodegradable. Salah satu serat alam yang digunakan pada penelitian ini ialah kelobot jagung karena selama ini penggunaan kelobot jagung masih hanya sebatas pakan ternak. Berbekal dari penelitian sebelumnya, pada penelitian ini kelobot jagung diekstrak terlebih dahulu agar didapat selulosanya. Selain itu, mulsa berbahan plastik rentan rusak oleh paparan sinar matahari, maka dari itu pada penelitian ini ditambahkan Tinuvin P sebaai UV stabilizer. Sehingga biomulsa yang dihasilkan memiliki laju fotodegradasi yang lebih lambat dibandingkan mulsa berbahan plastik murni. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan biomulsa dari LLDPE dan selulosa dari kelobot jagung dengan penambahan zat aditif Tinuvin P. Kemudian diinvestigasi pengaruh dari selulosa kelobot jagung dan Tinuvin P terhadap sifat mekanik, sifat termal dan sifat optik biomulsa. Ekstraksi selulosa dilakukan dengan proses alkalisasi dan pemutihan pada kelobot jagung. Selanjutnya selulosa yang telah dihasilkan diberi pra perlakuan solvent exchange untuk mengurangi sfat hidrofilik selulosa dan membantu Tinuvin P tercampur pada LLDPE. Pembuatan biomulsa terdiri atas pencampuran bahan dan pencetakan bahan. Variasi yang digunakan pada pembuatan biomulsa ialah konsentrasi selulosa (0%, 5% dan 10%) serta konsentrasi Tinuvin P (0,1%, 0,3% dan 0,5%). Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan selulosa menyebabkan nilai kuat tarik lebih kecil jika dibandingkan dengan sampel tanpa penambahan selulosa. Namun jika dilihat dari sampel kelompok selulosa, adanya penambahan Tinuvin P dapat meningkatkan nilai kuat tarik walaupun tidak signifikan. Berdasarkan hasil uji statistik, konsentrasi Tinuvin P tidak memberikan pengaruh pada nilai kuat tarik. Pada hasil analisis gugus fungsi sampel selulosa setelah solvent exchange, masih terdapat gugus fungsional O-H yang tersisa. Hal tersebut menyebabkan selulosa cenderung menggumpal serta dapat menurunkan nilai kuat tarik dan elongasi dari selulosa. Berdasarkan hasil analisis gugus fungsi biomulsa, terdapat penyerapan dari masing-masing gugus fungsi khas LLDPE, selulosa, dan Tinuvin P. Pada hasil uji termal menggunakan DSC, dengan adanya penambahan selulosa dan Tinuvin P, nilai titik leleh pada biomulsa mengalami penurunan walaupun tidak signifikan. Hal tersebut menunjukkan adanya perubahan dalam struktur komposit biomulsa. Hasil pengujian absorbansi UV-Vis, sampel biomulsa menyerap sinar UV pada rentang panjang gelombang sinar ultraviolet. Hal tersebut menunjukkan bahwa Tinuvin P sudah tercampur di dalam biomulsa karena Tinuvin P memiliki kemampuan menyerap sinar UV pada rentang panjang gelombang 300 nm – 400 nm. Berdasarkan pengujian mekanis pada biomulsa setelah diberi penyinaran ultraviolet selama 20 hari, menunjukkan bahwa dengan adanya penambahan Tinuvin P dan selulosa dapat memperlambat laju fotodegradasi. Penurunan nilai kuat tarik dan elongasi dari biomulsa setelah penambahan selulosa kelobot jagung dan Tinuvin P mengalami penurunan yang lebih kecil dibandingkan dengan film LLDPE murni.

Mulch is a ground cover around plants to create better soil conditions for increasing crop yields. The use of mulch in Indonesia has been widely applied to various vegetable crops and is very well used in tropical climates. Generally, the raw material for making mulch is plastic. Plastic mulch is very effective in controlling moisture and temperature at night. The type of plastic used for the manufacture of plastic mulch is Linear Low Density Polyethylene (LLDPE). The use of LLDPE as a mulch-making material has the advantage of being flexible, waterproof, and easy to process into thin sheets. Recently, many studies have been conducted to explore the natural resources of non-wood lignocellulosic fibers as fillers in synthetic polymers. It aims to improve the mechanical properties of plastics and increase the proportion of biodegradable materials. One of the natural fibers used in this study is corn husks because the use of corn husks is still limited to animal feed. Based on previous research, in this study, corn husks were extracted first in order to obtain cellulose. In addition, mulch made of plastic is susceptible to damage by exposure to sunlight, therefore in this study Tinuvin P was added as a UV stabilizer. So that biomulch has a slower rate of photodegradation than mulch made from pure plastic. This study aims to produce biomulch from LLDPE and cellulose from corn husk with the addition of Tinuvin P as an UV stabilizer. Later, the effect of corn husk cellulose and Tinuvin P on biomulch’s mechanical properties, thermal properties and optical properties will be investigated. Cellulose extraction was carried out by alkalizing and bleaching processes on corn husks. Furthermore, the cellulose that has been produced is pretreated with solvent exchange methods in order to reduce the hydrophilic properties of the cellulose and help Tinuvin P mix in LLDPE. Step of producing biomulch consists of mixing materials and pressing materials into thin sheets. Variations used in the manufacture of biomulch are the concentration of cellulose (0%, 5% and 10%) and the concentration of Tinuvin P (0.1%, 0.3% and 0.5%). The results showed that the addition of cellulose caused the biomulch tensile strength to be smaller than the sample without cellulose. However, when viewed from the group of cellulose added biomulch samples, the addition of Tinuvin P could increase the tensile strength value, although not significantly. Based on the results of statistical tests, the concentration of Tinuvin P has no effect on the biomulch tensile strength value. In the analysis of functional groups of cellulose samples after solvent exchange, there are still O-H functional groups remaining. This causes the cellulose tends to agglomerate and can reduce the tensile strength and elongation values of cellulose. Based on the results of the functional group analysis of biomulch, there were absorption peaks of each typical functional group, namely LLDPE, cellulose, and Tinuvin P. In the results of the thermal test using DSC, with the addition of cellulose and Tinuvin P, the melting point value of the biomulch decreased even though it was not significant. This indicates a change in © Hak Cipta milik IPB, tahun 20221 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah, dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB. the biomulch structure. The results of the UV-Vis absorbance test showed that the biomulch sample absorbs UV light in the wavelength range of ultraviolet light. This shows that Tinuvin P in the biomulch has the ability to absorb UV light in the wavelength range of 300 nm - 400 nm. Based on mechanical testing of the biomulch after being exposure by ultraviolet irradiation for 20 days, it was shown that the addition of Tinuvin P and cellulose could slow down the rate of photodegradation. The decreasing in biomulch tensile strength and elongation value was less than that of pure LLDPE film.