Kajian awal pembuatan pati sagu ikatan silang dengan reaksi Diels-Alder

Abstract

Penggunaan plastik di dunia ini sangatlah luas, khususnya di Indonesia. Namun penggunaan plastik konvensional mulai dipertimbangkan oleh karena sifatnya yang bersifat tidak ramah lingkungan. Berbagai penelitian telah dilakukan untuk mengembangkan plastik yang dapat didaur ulang dan dapat terurai secara alami. Salah satu cara mengurangi penggunaan plastik konvensional adalah penggunaan biopolimer sebagai plastik. Bioplastik dapat dibuat dengan menggunakan tanaman sagu. Penggunaan pati tanaman sagu secara alami memiliki banyak keterbatasan sehingga pati harus dimodifikasi terlebih dahulu agar pemanfaatannya sebagai pengemasan lebih maksimal. Penelitian ini bertujuan untuk memodifikasi pati alami dengan mekanisme Diels-Alder. Secara khusus penelitian berfungsi untuk meneliti pengaruh konsentrasi reagen metil furanoat dan temperatur terhadap reaksi transesterifikasi. Selain itu, juga untuk meneliti pengaruh konsentrasi reagen bismaleimides dan temperatur terhadap sifat termal dan morfologi pati termoplastik pada reaksi Diels-Alder. Penelitian ini dibagi menjadi dua tahap yaitu transesterifikasi pati sagu dengan metil furanoat dan crosslinking melalui mekanisme Diels-Alder dengan bismaleimide. Transesterifikasi pati sagu berlangsung dengan variasi konsentrasi metil furanoat (0,3; 1; 4 mol/mol AGU) dan variasi temperatur reaksi (100°C dan 120°C). Tahap ini bertujuan untuk membuat pati ester bergugus furan sehingga dapat berlangsung reaksi Diels-Alder dengan bismaleimide pada tahap crosslinking. Adapun konsentrasi bismaleimide yang digunakan divariasikan berupa 0,25; 0,5; dan 1 mol/mol AGU. Produk hasil crosslinking di-annealing pada temperatur 50°C, 70°C, dan 150°C untuk mempelajari sifat thermoreversible pada produk yang diperoleh. Karakterisasi produk pati yang dihasilkan dilakukan dengan serangkaian analisis meliputi analisis nilai degree of substitution (DS) dengan metode titrasi, analisis gugus pada produk transesterifikasi dan Diels-Alder dengan FTIR, analisis kelarutan produk, analisis morfologi permukaan dengan SEM, dan analisis fasa kristalin dengan XRD. Dari penelitian yang dilakukan diperoleh bahwa konsentrasi metil furanoat yang menghasilkan nilai DS yang paling besar adalah 4 mol/mol AGU dengan nilai DS yang diperoleh adalah 0,2099. Pati ester dengan DS 0,2099 tersebut kemudian di-crosslinking melalui mekanisme Diels-Alder dan diperoleh produk pati dengan %solubility yang lebih rendah dibandingkan pati sagu asli dan pati ester. Melalui tahap transesterifikasi juga diperoleh pati ester dengan DS 1,1625 dimana setelah direaksikan pada tahap crosslinking diperoleh produk pati yang bersifat thermoreversible yang ditunjukkan dengan terjadinya retro-Diels-Alder. Produk pati dengan temperatur annealing yang semakin meningkat memberikan %solubility yang menurun. Namun pada temperatur 120°C sebaliknya terjadi peningkatan %solubility akibat terjadinya retro-Diels-Alder. Melalui karakterisasi sampel dengan instrumen FTIR, SEM, dan XRD menunjukkan terjadinya perubahan sifat fisiokimia dan morfologi pada produk pati termodifikasi.