Pengaruh temperatur dan rasio katalis terhadap derajat substitusi pada asetilasi Xanthan Gum dalam media CO2 bertekanan

Abstract

Plastik umumnya digunakan sebagai kemasan . Hal ini dikarenakan plastik mempunyai kelebihan dibandingkan pengemas dari bahan lain yaitu ringan, elastis, tidak mudah pecah, transparan, dan tahan air. Plastik yang kita kenal, umumnya terbuat dari minyak bumi sehingga konsumsi plastik yang tinggi dapat menyebabkan permasalahan yaitu menipisnya cadangan minyak bumi. Minyak bumi tidak dapat diperbarui sehingga perlu di cari alternatif lain pengganti minyak bumi untuk memproduksi plastik. Plastik yang ada sekarang umumya tidak dapat diurai secara alami dan mencemari lingkungan, oleh karena itu dibutuhkan plastik yang bukan hanya berasal dari sumber daya yang bisa diperbarui, namun juga biodegradabel. Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini yaitu xanthan gum. Xanthan gum dipilih karena merupakan polimer alami sehingga biodegradabel . Xanthan gum yang digunakan perlu dimodifikasi karena masih bersifat hidrofilik. Modifikasi yang dilakukan adalah dengan cara asetilasi xanthan gum. Dalam modifikasinya, xanthan gum akan direaksikan dengan asetat anhidrida dalam pelarut CO2 bertekanan pada tekanan konstan sebesar 100 dan katalis K2CO3. Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan percobaan faktorial dua faktor dengan tingkat kepercayaan 95%. Temperatur reaksi divariasikan menjadi 80oC, 100oC, dan 120oC sementara rasio katalis juga divariasikan sebesar 0,1, 0,3, dan 0,5 mol/mol AGU.Asetilasi xanthan gum diharapkan dapat membuat sifat xanthan gum menjadi hidrofobik dan memiliki kestabilan termal lebih baik. Sifat tersebut dapat diperoleh dalam produk yang memiliki nilai derajat substitusi (DS) yang tinggi. DS merupakan jumlah gugus hidroksil yang tertukar dengan gugus asetil pada xanthan gum. Analisa nilai DS dilakukan dengan metode titrasi hidrolisis dan juga dilakukan analisis FTIR untuk mengetahui gugus fungsi yang terdapat pada xanthan gum sebelum dan setelah dimodifikasi. Sifat fisik produk akan dianalisa menggunakan metode Differential Scanning Calorimetry (DSC). Pada penelitian ini, reaksi telah berhasil berlangsung dan gugus asetil pada produk xanthan gum termodifikasi telah dikonfirmasi dengan analisis FTIR. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa semakin besar temperatur reaksi asetilasi, maka nilai derajat substitusi (DS) yang dihasilkan pada produk xanthan gum asetat juga semakin besar. Hal tersebut dikarenakan adanya peningkatan laju reaksi dan selektivitas reaksi utama dibanding reaksi samping hidrolisis asetat anhidrida menjadi asam asetat seiring dengan kenaikan temperatur. Rasio katalis tidak berpengaruh terhadap perolehan nilai DS. Hasil analisis ANOVA pada percobaan utama juga mengkonfirmasi bahwa hanya variasi temperatur yang berpengaruh terhadap nilai DS, sementara variasi rasio katalis dan interaksi antarvariabel tidak berpengaruh terhadap DS. Hasil terbaik dari percobaan asetilasi xanthan gum dalam media CO2 bertekanan memiliki nilai DS tertinggi sebesar 7,338 yang dihasilkan dari variasi temperatur 120oC dan rasio katalis 0,5 mol/mol AGU. DS terendah pada percobaan ini sebesar 2,320 yang dihasilkan dari variasi tempertaru 80oC dan rasio katalis sebesar 0,5 mol/mol AGU. Hasil DSC menunjukkan sifat xanthan gum asetat yang lebih hidrofobik dibandingkan dengan xanthan gum native.