Pengaruh tekanan dan jenis katalis pada asetilasi Xanthan Gum dalam media CO2 bertekanan

Abstract

Plastik merupakan material pengemas yang umum digunakan dalam industri maupun kebutuhan rumah tangga. Plastik sangat disukai karena sifatnya yang ringan, elastis, tidak mudah pecah, transparan, dan tahan air. Kelebihan plastik tersebut membuat tingkat konsumsi plastik terus meningkat dan mengakibatkan meningkatnya produksi limbah plastik. Sebagian besar plastik diproduksi dari minyak bumi yang merupakan bahan baku non-renewable. Berdasarkan kedua hal tersebut, perlu dicari alternatif bahan baku pengganti minyak bumi sebagai bahan baku pembuatan plastik mudah terurai yang sekaligus dapat mengurangi angka limbah plastik yang terakumulasi. Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah xanthan gum. Xanthan gum merupakan polisakarida yang bersifat hidrofilik sehingga masih perlu dimodifikasi. Modifikasi tersebut diharapkan dapat memberikan sifat yang lebih hidrofobik, namun juga mudah terurai. Dalam proses modifikasinya, xanthan gum direaksikan dengan asetat anhidrida dalam media C02 bertekanan pada suhu l00°C. Tekanan reaksi divariasikan pada 80 bar, 100 bar, dan 120 bar, sementara katalis yang digunakan juga divariasikan menggunakan K2C03, Na2C03, dan NaOAc. Tujuan dari reaksi asetilasi xanthan gum adalah membuat produk xanthan asetat yang memiliki sifat yang lebih hidrofobik dan stabil pada suhu yang tinggi. Sifat tersebut dimiliki oleh produk yang memiliki derajat substitusi (DS) yang tinggi. Derajat substitusi merupakan jumlah gugus asetat yang menggantikan gugus hidroksil pada xanthan gum. Analisa derajat substitusi akan dilakukan dengan metode titrasi hidrolisis. Analisa gugus yang menempel pada xanthan gum dilakukan dengan menggunakan FTIR, sementara sifat fisik produk dianalisa menggunakan TGA, dan DSC. Hasil penelitian ini menunjukan bahwa peningkatan tekanan dari 80 bar ke 100 bar menghasilkan derajat substitusi (DS) yang meningkat yang disebabkan oleh meningkatnya kelarutan reaktan dalam pelarut. Peningkatan tekanan dari 100 bar ke 120 bar menunjukan menurunnya nilai derajat substitusi yang disebabkan oleh adanya efek kompresi. Katalis K2C03 memberikan derajat substitusi yang lebih tinggi dari Na2C03 dan NaOAc karena K2C03 memiliki kebasaan yang paling tinggi. Hasil terbaik dari percobaan asetilasi xanthan gum memiliki DS tertinggi sebesar 5,62 (43,2%) dan DS terendah 1,27 (9,76%). Produk xanthan asetat dengan DS tinggi memiliki sifat hidrofobik seperti yang diharapkan. Gugus asetat yang terikat pada xanthan gum telah dikonfirmasi oleh analisa FTIR. Produk xanthan asetat memiliki kestabilan termal yang baik suhu dibawah 180°C. Proses degradasi produk berlangsung pada dua tahap. Hal tersebut menandakan bahwa gugus asetat tersebar secara acak pada sampel xanthan asetat.