Pengaruh temperatur dan rasio katalis pada transesterifikasi xanthan gum dengan vinyl laurat dalam karbondioksida bertekanan

Abstract

Plastik merupakan produk yang paling sering digunakan sebagai kemasan. Hal ini dikarenakan plastik mempunyai kelebihan seperti ringan, eslastis, tidak mudah pecah, transparan, dan tahan air dibandingkan kemasan dari bahan lain. Plastik merupakan turunan minyak bumi yang sifatnya tidak terbarukan. Selain itu, plastik sulit terurai secara alami oleh lingkungan. Apabila hal ini terjadi dalam waktu yang lama, akibatnya limbah plastik akan terus meningkat sehingga berbahaya untuk lingkungan. Dari permasalahan yang ada, diperlukan alternatif penganti plastik yaitu bioplastik yang terbuat dari biomassa dan mudah terurai. Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini yaitu xanthan gum. Xanthan gum dipilih karena sifatnya sebagai polimer alami sehingga dapat diurai oleh alam. Sebelum digunakan, xanthan gum perlu dimodifikasi karena memiliki sifat hidrofilik. Modifikasi dilakukan dengan reaksi transesterifikasi menggunakan vinil laurat didalam media superkritik CO2. Modifikasi dilakukan pada tekanan konstan 150 bar dan diaduk pada 1000 rpm. Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan percobaan faktorial dua faktor terhadap rasio katalis dan temperatur. Temperatur reaksi divariasikan menjadi 100, 110, dan 120 oC sementara rasio katalis 0,1; 0,2; dan 0,3 mol/mol Xanthan Gum Unit (XGU). Dari modifikasi ini diharapkan sifat xanthan gum dapat berubah menjadi hidrofobik dan memiliki karakteristik termal yang lebih baik. Produk setiap variasi dianalisis dengan mencari nilai Derajat Substitusi (DS) dengan metode titrasi sebagai metode analisis awal. Produk yang memiliki nilai DS terbaik akan dianalisis lebih lanjut dengan Fouried Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Scanning Electron Microscope (SEM), dan X-ray Diffraction (XRD). Dari hasil analisis, bahan baku xanthan gum (XG) yang digunakan memiliki kadar air sebesar 20,88 %. Melalui hasil percobaan transesterifikasi xanthan gum dalam media CO2 bertekanan diperoleh DS tertinggi sebesar 0,5905 yang dihasilkan dari variasi temperatur 100 oC dan rasio katalis 0,1 mol/mol Xanthan Gum Unit (XGU), sedangkan DS terendah pada percobaan ini sebesar 0,3548 yang dihasilkan dari variasi temperatur 120 oC dan rasio katalis sebesar 0,3 mol/mol XGU. Apabila dibandingkan dengan DS maksimal untuk XG yang bernilai 13, DS yang diperoleh percobaan menunjukan nilai yang kecil. Selain itu, hasil penelitian menyimpulkan bahwa semakin besar temperatur dan rasio katalis, maka nilai derajat substitusi (DS) yang dihasilkan pada produk xanthan laurat akan semakin kecil. Hasil peolehan nilai DS tertinggi didukung dengan analisis FTIR yang menunjukan tidak adanya perubahan signifikan pada rentang gugus karbonil dan pada struktur kimia dari produk. Hasil analisis XRD pada produk xanthan laurat memiliki bentuk amorf yang sesuai dengan karakteristik dari termoplastik. Hasil analisis ANOVA menunjukkan bahwa meningkatnya faktor eksperimen (katalis, temperatur dan interaksi) memberi pengaruh negatif terhadap nilai DS.