Sintesa pati tapioka ikatan silang reversibel dengan reaksi Diels-Alder

Abstract

Penggunaan plastik sebagai bahan pengemas merupakan hal yang banyak dilakukan, khususnya di Indonesia. Plastik merupakan polimer yang mudah ditemukan, kuat, dan tidak memerlukan biaya yang mahal. Namun, plastik konvensional membutuhkan waktu yang sangat lama agar bisa terurai sehingga penggunaan plastik dapat menimbulkan beberapa masalah. Salah satunya adalah pencemaran lingkungan yang diakibatkan oleh menumpuknya sampah plastik. Untuk mengurangi pencemaran akibat plastik yang tertimbun, dilakukan berbagai penelitian untuk mengembangkan plastik yang dapat didaur ulang, yaitu dengan menggunakan biopolimer sebagai bahan bakunya. Biopolimer yang dapat digunakan untuk menghasilkan bioplastik adalah pati tapioka. Namun, penggunaan pati secara alami masih memiliki keterbatasan sehingga perlu dimodifikasi agar menghasilkan produk pati dengan sifat yang lebih baik untuk dijadikan bahan baku pembuatan plastik. Pada penelitian ini akan dilakukan modifikasi secara kimia pada pati tapioka menggunakan reaksi Diels Alder dengan tujuan untuk menghasilkan produk yang bersifat biodegradable dan thermoreversible. Selain itu, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh rasio katalis dan temperatur terhadap reaksi transesterifikasi dan untuk mengetahui pengaruh waktu reaksi dan temperatur terhadap reaksi Diels Alder. Penelitian ini dibagi menjadi dua tahap, yaitu reaksi transesterifikasi pati tapioka dengan methyl 2-furoate dan reaksi crosslinking dengan mekanisme Diels Alder menggunakan bismaleimide. Reaksi transesterifikasi dilakukan dengan konsentrasi methyl 2-furoate sebesar 2 mol/molAGU dengan variasi rasio katalis (0,3 mol/molAGU, 0,5 mol/molAGU, dan 0,7 mol/molAGU) dan temperatur reaksi (100oC dan 120oC). Reaksi crosslinking dilakukan dengan konsentrasi bismaleimide sebesar 1 mol/molAGU dengan variasi waktu reaksi (3 jam dan 6 jam) dengan temperatur annealing (60oC, 130oC, 150oC dan 170oC). Tahap transesterifikasi bertujuan untuk menghasilkan pati ester yang memiliki gugus furan sehingga dapat direaksikan dengan bismaleimide pada reaksi crosslinking dengan mekanisme Diels-Alder. Produk pati yang dihasilkan akan dilakukan serangkaian analisis yang meliputi analisis degree of substitution dengan metode titrasi, analisis gugus pada produk transesterifikasi dan Diels-Alder dengan FTIR, analisis morfologi pati dengan SEM, analisis kristalinitas dengan XRD, uji kelarutan produk, analisis stabilitas termal dengan TGA. Dari hasil penelitian, diperoleh bahwa variasi katalis 0,3 mol/molAGU dengan temperatur reaksi transesterifikasi 120oC menghasilkan nilai DS paling baik sebesar 0,3366. Pati ester dengan DS terbesar kemudian di-crosslinking. Hasil pati crosslinking menunjukkan bahwa suhu annealing sebesar 60oC menghasilkan network crosslinking sedangkan suhu annealing sebesar 130oC menghasilkan pemutusan ikatan silangnya. Pati crosslinking mempunyai sifat kristalinitas serta memiliki stabilitas termal yang lebih baik dibandingkan dengan pati ester.