perkembangan dan evaluasi terjadinya degradasi …
TRANSCRIPT
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-3 Yogyakarta, 29 Oktober 2014
305 Perkembangan dan evaluasi terjadinya degradasi pada plastik ..., Isananto Winursito
PERKEMBANGAN DAN EVALUASI TERJADINYA DEGRADASI PADA PLASTIK OXO-DEGRADABEL
Isananto Winursito
Balai Riset dan Standardisasi Industri Manado Badan Pengkajian Kebijakan, Iklim, dan Mutu Industri, Kementerian Perindustrian RI
E-mail: [email protected]
ABSTRACT
Research on biodegradable plastics in developed countries has applied in
plastic industries. However, since the price is generally still much higher than that of
conventional plastics, the production is limited for special applications. On the other
hand, in recent decades research on oxo-degradable plastic has been growing
rapidly. In the presence of ultra-violet or heat, addition of prodegradant to
conventional polyolefins accelerate oxidation on the polymer chains. Furthermore,
degraded polymer chains can be bioassimilated by naturally-occuring microorganism
as a carbon source for the metabolism. Commonly used prodegradants are salt from
stearic with transition-metals such as Co, Cu, Mn, etc. This paper discusses the
studies of oxo-degradable plastics, as well as prodegradants and its influence on the
molecular weight reduction, carbonyl index, mineralization, loss of mechanical
properties and damage on plastic surfaces, pointing that the degradation was carried
out on the polyolefins. Imported additive has been used in several industrial plastic
packaging bags in Indonesia.
Keywords: oxo-degradable, prodegradant, polyolefin
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-3 Yogyakarta, 29 Oktober 2014
Perkembangan dan evaluasi terjadinya degradasi pada plastik ..., Isananto Winursito 306
PERKEMBANGAN DAN EVALUASI TERJADINYA DEGRADASI PADA PLASTIK OXO-DEGRADABEL
Isananto Winursito
Balai Riset dan Standardisasi Industri Manado Badan Pengkajian Kebijakan, Iklim, dan Mutu Industri, Kementerian Perindustrian RI
E-mail: [email protected] ABSTRAK
Penelitian plastik biodegradabel di negara-negara maju telah mencapai tahap
aplikasi pada skala industri. Namun karena harganya yang relatif lebih mahal jika
dibandingkan dengan plastik konvensional maka saat ini perusahaan hanya
memproduksi untuk keperluan aplikasi khusus. Di lain pihak, pada beberapa dekade
belakangan ini penelitian tentang plastik oxo-degradabel telah berkembang pesat.
Dengan adanya sinar ultra-violet atau panas maka penambahan suatu prodegradan
ke poliolefin kovensional akan dapat mengakselerasi berlangsungnya oksidasi pada
rantai polimer poliolefin. Selanjutnya rantai polimer yang telah terdegradasi
diharapkan dapat diasimilasi oleh mikrobia di alam sebagai sumber karbon untuk
metabolismenya. Prodegradan yang digunakan umumnya berupa senyawa garam
dari stearat dengan logam-logam transisi seperti Co, Cu, Mn, dsb. Dalam paper ini
didiskusikan hasil-hasil penelitian tentang plastik oxo-degradabel, serta prodegradan
dan pengaruhnya terhadap penurunan bobot molekul, karbonil index, mineralisasi,
penurunan sifat mekanikal dan kerusakan permukaan plastik yang menunjukkan
telah terjadinya degradasi pada poliolefin. Di Indonesia, aditif yang masih
sepenuhnya impor ini telah digunakan pada beberapa industri kantong plastik
kemasan.
Kata kunci: oxo-degradabel, prodegradan, poliolefin
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-3 Yogyakarta, 29 Oktober 2014
307 Perkembangan dan evaluasi terjadinya degradasi pada plastik ..., Isananto Winursito
1. PENDAHULUAN
Penelitian tentang plastik degradabel terus berlanjut untuk mendapatkan
hasil sehingga plastik (terutama dalam bentuk film dan sheet) dapat benar-benar
terurai dan tidak lagi menjadi pencemar lingkungan. Di luar negeri pada era
1980-an penelitian tentang plastik yang biodegradabel telah dilakukan. Dari
banyak penelitian tentang biodegradabilitas polimer tersebut telah diperoleh
pengetahuan bahwa menurut struktur kimianya ternyata gugus-gugus karbonil
dalam rantai polimer merupakan bagian yang rentan untuk mengalami
pemutusan rantai, seperti disajikan dalam Gambar 1.
Polylactic acid
Poly(3- polyhydroxybutyrate)
Poly(Ɛ-propiolactone)
Poly(4- polyhydroxybutyrate)
Polycaprolactone
Poly(ethylene succinate)
Poly(buthylene succinate)
Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-
hydroxyvalerate)
Polyester carbonate
Gambar 1. Struktur kimia dari beberapa polimer biodegradabel, seperti PLA, PHB, PPL, PCL, PES, PBS, PHBV, dan PEC. Sumber: Tokiwa dan Calabia, 2004.
Industri bahan plastik biodegradabel telah sempat tercatat dalam jumlah
yang cukup banyak di negara-negara maju seperti Jepang, Eropa dan Amerika
Serikat, seperti yang terdapat dalam Tabel 1. Meskipun demikian, dari
penelusuran data pada saat ini, perusahaan-perusahaan tersebut tampaknya
banyak yang sudah tidak memproduksi bahan plastik biodegradabel lagi, kecuali
untuk memenuhi kebutuhan khusus seperti di bidang medikal, pembuatan film
mulsa plastik untuk pertanian, dll. Hal ini diduga disebabkan oleh harga plastik
bio-degradabel yang tinggi dan di pasaran dapat mencapai dua hingga empat
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-3 Yogyakarta, 29 Oktober 2014
Perkembangan dan evaluasi terjadinya degradasi pada plastik ..., Isananto Winursito 308
kali lipat dari harga plastik konvensional. (Song et. al, 2009). Dengan demikian,
sesungguhnya secara teknologis plastik biodegradabel telah berhasil membantu
mengatasi masalah lingkungan yang diakibatkan oleh resistensi plastik
konvensional terhadap degradasi, namun dalam skala industri masih belum
dapat diterima secara ekonomis oleh pasar. Itulah sebabnya maka penelitian
untuk mencari alternatif lain agar plastik dapat terdegradasi masih terus
dilakukan.
Tabel 1. Produsen plastik biodegradable di Asia Pasifik, Eropa dan Amerika Serikat. Sumber: Chiellini, 2000
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-3 Yogyakarta, 29 Oktober 2014
309 Perkembangan dan evaluasi terjadinya degradasi pada plastik ..., Isananto Winursito
Lanjutan tabel 1.
Dalam paper ini dibahas mulai dari batasan atau pengertian plastik oxo-
degradabel, cara evaluasi secara ilmiah untuk menyatakan terjadinya degradasi,
sampai kemampuan Indonesia saat ini dalam hal standar, metoda uji, laboratorium
uji dan lembaga sertifikasi.
2. PEMBAHASAN
Studi mengenai plastik oxo-degradabel di Indonesia masih belum banyak
dilakukan dan tampaknya hingga saat ini baru ada satu publikasi ilmiah yang terbit
(Listyarini dan Pudjiastuti, 2014). Sejak sekarang diharapkan akan banyak penelitian
di bidang ini sehingga dengan sumber daya alam yang dimiliki, secara khusus asam
lemak sebagai bahan dasar pembuatan prodegradan, maka Indonesia juga berperan
dalam upaya menjaga keseimbangan lingkungan dengan menciptakan plastik yang
degradabel.
2.1. SEJARAH DAN PENGERTIAN PLASTIK OXO-DEGRADABEL
Poliolefin seperti polietilena (PE), polipropilena (PP) dan polistirena (PS)
sesungguhnya dapat terdegradasi secara alamiah namun membutuhkan waktu yang
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-3 Yogyakarta, 29 Oktober 2014
Perkembangan dan evaluasi terjadinya degradasi pada plastik ..., Isananto Winursito 310
sangat panjang bahkan mungkin hingga beberapa abad. Karena semakin banyaknya
konsumsi plastik dan agar plastik tidak mengganggu kesetimbangan lingkungan,
maka dibutuhkan agar degradasi plastik dapat berlangsung lebih cepat secara
signifikan. Salah satu alternatif solusi yang belakangan ini banyak dikerjakan adalah
dilakukannya percepatan atau akselerasi degradasi terhadap rantai polimer pada
plastik.
Pada prinsipnya, suatu zat yang dapat mempercepat terjadinya oksidasi
ditambahkan ke poliolefin konvensional sehingga atom-atom karbon dalam rantai
polimer dapat teroksidasi menjadi gugus karbonil (keton, karboksilat, ester) dan
menjadikannya rentan terhadap pemutusan rantai polimer, seperti pada penjelasan
tentang Gambar 1. Karena bahan yang ditambahkan akan berfungsi menyebabkan
terjadinya degradasi, maka aditif tersebut sering disebut dengan prodegradan. Ada
juga para peneliti yang melihatnya lebih dari sudut pandang proses oksidasi yang
terjadi, sehingga aditif yang digunakan disebutnya sebagai pro-oksidan.
Cikal bakal akselerasi oksidasi dimulai sejak dilakukan penelitian-penelitian
tentang penggunaan ion logam transisi sebagai aditif yang berfungsi sebagai
prodegradan untuk poliolefin yang dilakukan oleh kelompok Eastman Kodak yang
kemudian memperoleh paten pada tahun 1966. Invensinya adalah kontrol kecepatan
degradasi pada film untuk pertanian, menggunakan aditif antara lain dari senyawa
asetil asetonat dengan mangan, kobalt, chromium, tembaga dan vanadium.
Menyusul pada tahun 1971 Scott mengajukan klaim paten penggunaan logam
transisi sebagai aditif prodegradan untuk poliolefin. Dilaporkan bahwa logam
kompleks yang diaktivasi oleh sinar dan panas (optional) dapat mengakselerasi
oksidasi rantai polimer pada poliolefin. Sekali terjadi proses fotodegradasi akibat
adanya sinar UV, maka degradasi oksidatif yang cepat terhadap plastik akan terus
berlangsung meskipun sudah tidak terdapat sumber sinar lagi. Belakangan,
penelitian oleh Vogt dan Kleppe (2009) juga mengonfirmasi akan hal ini. Bahkan
menurut mereka, di antara logam transisi, besi nampaknya paling unggul, meskipun
logam-logam lain seperti kobalt, nikel, mangan, perak, paladium, molibdenum,
kromium, tungsten dan cerium juga dapat digunakan.
Tahun 2008 Gain Mark Technology mendapatkan paten tentang penggunaan
amida asam lemak dalam pengembangan kecepatan degradasi sistem prodegradan
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-3 Yogyakarta, 29 Oktober 2014
311 Perkembangan dan evaluasi terjadinya degradasi pada plastik ..., Isananto Winursito
yang mengandung ion logam transisi. Amida yang disukai adalah yang mengandung
8-20 atom karbon, seperti oleoamida atau 9-oktadesenamida. Demikian juga halnya
dengan garam logam transisi seperti kobalt klorida atau kobalt nitrat, dan amida
asam lemak (oleoamida), komposisinya mengandung asam karboksilat (laurat,
stearat, palmitat, olet, linoleat) dan basa (natrium hidroksida) (Ammala et. al, 2011).
Penelitian-penelitian yang lebih fokus pada penggunaan garam dari asam
lemak dan logam-logam transisi sebagai prodegradan untuk akselerasi degradasi
poliolefin semakin intensif dilakukan di awal dekade 1990-an, namun pada saat itu
istilah oxo-degradasi belum digunakan. Penggunaan istilah oxo-degradasi dan oxo-
biodegradasi diduga pertama kali muncul dalam publikasi ilmiah di akhir dekade
1990-an. Istilah ini digunakan untuk menyatakan terjadinya oksidasi secara cepat
akibat adanya sinar atau panas (termal). Dari sinilah kemudian muncul istilah plastik
oxo-degradabel, yang sementara ini didefinisikan sebagai: plastik olefin yang telah
ditambahkan sejumlah aditif yang bersifat sebagai prodegradan, berupa senyawa
garam yang berasal dari asam lemak dan logam-logam transisi. Prodegradan ini
mengakselerasi terjadinya proses oksidasi, mengakibatkan terjadinya pemecahan
molekuler pada rantai polimer sehingga menghasilkan polimer dengan bobot molekul
rendah, dan memungkinkan terjadinya pemecahan rantai lebih lanjut oleh aktivitas
mikrobia.
2.2. EVALUASI TERJADINYA DEGRADASI
Hal yang paling penting dalam penentuan dan pengukuran degradabilitas
plastik bagi para peneliti maupun kalangan industri di bidang plastik degradabel
adalah pembuktian secara ilmiah dengan menunjukkan fakta empiris yang terukur
dan dilandasi dengan hipotesis yang berbasis teori. Jika tidak, maka pernyataan atau
statement ilmiah tersebut mudah diragukan atau bahkan disanggah oleh pihak atau
komunitas lain (Anonim, 2010).
Beberapa metoda uji yang banyak digunakan dalam membuktikan dan
menegaskan (confirmed) bahwa telah terjadi degradasi pada rantai polimer plastik
adalah: penurunan bobot molekul, mineralisasi, karbonil indeks, penurunan sifat
mekanik yang meliputi penurunan kuat tarik dan perpanjangan putus, serta
pengamatan visual secara mikroskopik untuk mengamati kondisi permukaan plastik
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-3 Yogyakarta, 29 Oktober 2014
Perkembangan dan evaluasi terjadinya degradasi pada plastik ..., Isananto Winursito 312
ataupun mikrobia yang mungkin ada di dalamnya. Pada bagian berikut didiskusikan
beberapa hasil uji untuk mengevaluasi degradabilitas plastik. Data yang dipakai
sebagai contoh diambil dari publikasi ilmiah hasil penelitian yang telah dilakukan.
Diharapkan hal ini akan menambah wawasan atau bahkan menjadi referensi bagi
para pemerhati bidang plastik degradabel.
2.2.1. Penurunan bobot molekul
Terjadinya degradasi polimer dapat dimonitor dengan mengamati penurunan
bobot molekul (BM) dan distribusi BM-nya, melalui SEC (size exclusion
chromatography) dengan menggunakan GPC (gel permeation chromatography).
Polimer yang telah mengalami degradasi akan mempunyai BM lebih rendah dan
polidispersitas atau distribusi BM (Mw/Mn) yang relatif semakin sempit (narrow)
(Ojeda, et.al., 2009; Winursito, 2012).
Gambar 2.Pengaruh suhu dan waktu pada oksidasi termal bahan AF 20 terhadap perubahan bobot molekul polietilena. Sumber: Jakubowicz, 2002
Jakubowicz (2002) mempelajari biodegradasi dari PE-biodegradabel
menggunakan bahan plastik AF 10 dan AF 20 yang diperoleh dari EKM
Produktentwicklung (Jerman). Bahan ini merupakan PE yang telah dicampur dengan
sejumlah tertentu Mn-stearat. Dalam penelitian ini dilakukan oksidasi termal pada
suhu 50, 60 dan 70 °C sampai selama 70 hari.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa oksidasi termal telah berhasil
menurunkan bobot molekul PE dari mula-mula sekitar 75.000 gr/mol menjadi di
bawah 5.000 gr/mol, dan semakin tinggi suhu perlakuan semakin cepat pula
terjadinya degradasi seperti tampak pada Gambar 2.
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-3 Yogyakarta, 29 Oktober 2014
313 Perkembangan dan evaluasi terjadinya degradasi pada plastik ..., Isananto Winursito
a.
b.
Gambar 3.Pengaruh kandungan gas oksigen dan waktu oksidasi terhadap bobot molekul dari AF 10 (a) dan AF 20 (b). Sumber: Jakubowicz, 2002
Pengaruh ketersedian gas oksigen (dengan konsentrasi 5%, 10% dan oksigen
yang terdapat di udara) dalam termo-degradasi juga dipelajari, dan seperti tampak
pada Gambar 3, ternyata perbedaan konsentrasi gas oksigen tidak menunjukkan
perbedaan yang nyata pada kecepatan degradasi. Meskipun demikian, jumlah
prodegradan yang ditambahkan mempengaruhi kecepatan penurunan bobot molekul.
Pada AF 10, penurunan bobot molekul plastik sebesar 10.000 gr/mol tercapai dalam
18 hari, sedangkan AF 20 (jumlah prodegradan yang ditambahkan adalah sebanyak
dua kali dibanding AF 10) dicapai hanya dalam 11 hari (Jakubowicz, 2002).
2.2.2. Mineralisasi
Mineralisasi dalam degradasi plastik dapat didefinisikan sebagai konversi
bahan biodegradabel atau biomassa menjadi gas karbon dioksida, air, garam,
mineral, dan biomassa. Mineralisasi dinyatakan selesai ketika semua bahan
biodegradabel atau biomassa telah dikonsumsi oleh mikrobia dan semua karbon di
dalamnya telah diubah menjadi karbon dioksida.
Gambar 4 di atas merupakan hasil studi dari Ojeda dkk (2009) yang dalam
penelitiannya menggunakan prodegradan d2w (produksi Symphony Environmental
Ltd.) yang ditambahkan ke dalam polietilena. Film diperlakukan secara natural
weathering dengan cara dipaparkan ke sinar matahari selama 7 dan 30 hari.
Pengaruh dari lamanya pemaparan sinar matahari terhadap biodegradabilitas
dengan dan tanpa prodegradan ditampilkan dalam gambar tersebut. Dari hasil
penelitiannya diperoleh bahwa mineralisasi oxo-biodegradabel lebih tinggi dari pada
sampel polietilena konvensional. Menurut perhitungan dari persamaan eksponensial,
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-3 Yogyakarta, 29 Oktober 2014
Perkembangan dan evaluasi terjadinya degradasi pada plastik ..., Isananto Winursito 314
diperoleh koefisien kecepatannya adalah 0,8 %/hari (pemaparan setahun) dan
2,4 %/hari (pemaparan 30 hari).
Gambar 4. Pengaruh waktu inkubasi (pada RH 50%, kompos : perlite = 1 : 1, suhu 58 C) terhadap biodegradasi dari film PE oxo-biodegradabel dan PE konvensional setelah disinari dengan matahari selama 7 dan 30 hari. Sumber: Ojeda, et. al, 2009
2.2.3. Karbonil index
Berlangsungnya oksidasi pada rantai polimer plastik mengakibatkan
terbentuknya gugus-gugus karbonil, dan sebaliknya ikatan -CH menjadi berkurang.
Karbonil indeks dihitung sebagai perbandingan pita absorpsi pada puncak
maksimum serapan gugus karbonil dengan puncak pada 1375 cm-1 (serapan C-H).
Semakin banyak terbentuk gugus karbonil maka harga karbonil indeks semakin
besar.
Gambar 5. Karbonil indeks film PP dengan beberapa konsentrasi prodegradan pada foto-oksidasi selama 100 jam. Sumber: Islam, et. al (2011)
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-3 Yogyakarta, 29 Oktober 2014
315 Perkembangan dan evaluasi terjadinya degradasi pada plastik ..., Isananto Winursito
Timbulnya gugus karbonil (keton, karboksilat, ester) dapat dideteksi secara
kualitatif dan dihitung secara kuantitatif dari pengamatannya menggunakan FTIR
(Fourier Transform Infrared - spectroscopcopy). Islam dkk (2011) melakukan
penelitian foto-oksidasi terhadap bahan plastik polipropilena yang telah ditambahkan
prodegradan Co-stearat sebanyak 1-5 % dan disinari dengan lampu fluorescent pada
suhu 50 °C selama 100 jam. Dilaporkan bahwa pada analisa dengan FTIR muncul
stretch C=O (karbonil) pada absorpsi sekitar 1714 cm-1. Pita karbonil ini terdiri dari
aldehida dan/atau ester (1733 cm-1), gugus karboksilat (1700 cm-1) dan lakton (1780
cm-1).
Gambar 5 menunjukkan bahwa kenaikan karbonil indeks proporsional dengan
jumlah Co-stearat dalam film PP dan durasi penyinaran UV. Semakin lama waktu
foto-oksidasi dan semakin banyak penambahan prodegradan telah menaikkan
karbonil indeks. Kadar Co-stearat sebesar 3, 4 dan 5% telah dapat menghancurkan
film secara total.
2.2.4. Penurunan sifat mekanik
Penurunan sifat mekanik sering digunakan untuk secara kuantitatif
menyatakan penurunan kualitas dan dijadikan indikator terjadinya degradasi polimer.
Pengujian dilakukan menggunakan tensile tester sehingga dapat diperoleh data kuat
tarik (tensile strength) dan perpanjangan putus (elongation at break). Kedua sifat
mekanik ini umum digunakan untuk menyatakan kuat mekanik pada suatu produk
plastik.
Gambar 6.Pengaruh jumlah penggunaan prodegradan Co-stearat terhadap sifat kuat tarik (a) dan perpanjangan putus (b) pada film polipropilena setelah terpapar dengan UV selama 100 jam. Sumber: Islam, et. al (2011)
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-3 Yogyakarta, 29 Oktober 2014
Perkembangan dan evaluasi terjadinya degradasi pada plastik ..., Isananto Winursito 316
Gambar 6 menunjukkan pengaruh dari waktu penyinaran di dalam ruang UV
terhadap sifat kuat tarik dan perpanjangan putus dari film PP yang telah ditambahkan
prodegradan Co-stearat. Kedua sifat ini menurun sesuai dengan naiknya konsentrasi
Co-stearat (1-5 % b/b) yang ditambahkan.
Film yang mengandung 1% Co-stearat masih relatif tahan dibanding yang lain.
Film dengan kadar Co-stearat 3-5 % setelah penyinaran pada hari ke-3 telah
terpecah-pecah sehingga tidak dapat dilakukan pengujian lebih lanjut. Dari beberap
hasil ini ditunjukkan bahwa adanya Co-stearat dalam PP telah menyebabkan
terjadinya degradasi.
2.2.5. Pengamatan visual secara mikroskopik
Evaluasi terhadap degradasi juga dapat dilakukan dengan mengamati
perubahan kenampakan plastik, termasuk permukaannya yang menjadi kasar, serta
terbentuknya patahan atau lubang. Perubahan-perubahan ini belum menjamin
bahwa telah terjadi proses biodegradasi dalam arti telah terjadi metabolisme
mikrobia, tetapi paling tidak parameter perubahan secara visual ini merupakan
indikator pertama bahwa telah terjadi degradasi.
Untuk mengamati struktur mikroskopik bahan atau mikrobia, misalnya terjadinya
keretakan atau lubang pada bahan, atau tumbuhnya koloni mikrobia di permukaan
sampel, pengamatannya secara optikal dapat menggunakan SEM (scanning electron
microscopy) yang perbesarannya dapat mencapai 10.000-15.000 kali.
Gambar 7.Foto SEM dari film PE sebagai kontrol (kiri) dan film PE oxo-biodegradabel (kanan) setelah dimasukkan ke dalam kompos selama 30 hari. Sumber: Rosato, 2008
Gambar 7 memberikan gambaran secara visual tentang telah terjadinya
kerusakan pada permukaan plastik setelah dilakukan uji degradasi dengan cara
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-3 Yogyakarta, 29 Oktober 2014
317 Perkembangan dan evaluasi terjadinya degradasi pada plastik ..., Isananto Winursito
memasukkanya ke dalam media kompos selama 30 hari, serta perbandingannya
terhadap kontrol yang masih tetap belum mengalami kerusakan.
2.3. STANDAR DAN CARA UJI
Amerika Serikat merupakan negara terdepan dalam penelitian plastik
biodegradabel sehingga mereka juga berjalan lebih dahulu dalam hal penyusunan
standar. Tidak mengherankan jika ASTM banyak dipakai oleh para peneliti, atau
dijadikan acuan dalam menyusun standar di negara masing-masing. Standar mutu
dan cara uji secara global untuk menentukan biodegradabilitas yang digunakan
oleh lembaga-lembaga peneliti maupun asosiasi masih beragam dan belum ada
kesatuan. Oleh karena itu, sampai saat ini pun mereka masih terus saling
berkomunikasi dan berupaya menyusun standar mutu dan cara uji secara
internasional (ISO) untuk berbagai jenis, penggunaan dan lingkungan
pembuangan plastik biodegradabel (Winursito, 2013).
Dalam hal Standar, Indonesia masih jauh tertinggal dari negara-negara lain
karena untuk standar yang terkait dengan plastik degradabel sampai saat ini baru
ada dua SNI yaitu SNI 7188.7:2011: Kriteria ekolabel - Bagian 7: Kategori produk
kantong belanja plastik (BSN, 2011), dan SNI 7818:2014: Kantong plastik mudah
terurai (BSN, 2014). Semua cara uji untuk mengevaluasi syarat mutu dalam
RSNI4 ini menggunakan ASTM dan JIS.
Dalam hal uji degradabilitas, kedua SNI tersebut hanya mensyaratkan pada
aspek kemuluran (tensile elongation) yang merupakan penurunan sifat mekanik
(seperti pada butir 2.2.4 di atas). Dipersyaratkan bahwa kemuluran (tensile
elongation ) setelah penyinaran sinar UV maksimal 250 jam harus mencapai < 5%.
Di lain pihak, standar degradabilitas di negara-negara maju lebih menekankan
pada aspek besarnya penurunan bobot molekul, mineralisasi dan karbonil indeks
(butir 2.2.1~2.2.3) pada durasi waktu tertentu. Pada masa yang akan datang saat
seluruh dunia menuju ke arah perdagangan yang semakin bebas, sudah
waktunya Indonesia mempersiapkan diri juga dengan berbagai Standar plastik
oxo-degradabel untuk berbagai aplikasi. Diharapkan standar-standar tersebut
dapat menjadi pedoman yang harus ditaati bagi produksi plastik oxo-degradabel
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-3 Yogyakarta, 29 Oktober 2014
Perkembangan dan evaluasi terjadinya degradasi pada plastik ..., Isananto Winursito 318
dalam negeri, sekaligus sebagai technical barrier untuk memfilter produk sejenis
yang akan masuk ke Indonesia.
2.4. APLIKASI PLASTIK OXO-DEGRADABEL
Di luar negeri, para produsen aditif prodegradan dengan masing-masing
variasi komponen aktifnya, seperti contoh yang terdapat pada Tabel 2, telah
berproduksi dalam skala industri dan merambah pasar internasional. Jumlah
pemakaian aditif sangat tergantung pada jenis aditif, desain pemakaian dan shelf-life
yang dikehendaki konsumen.
Tabel 2. Produsen aditif prodegradan dan plastik oxo-degradable di dunia
Produsen Nama Dagang Komponen aktif
EPI
(Environmental Products Inc.)
TDPA (Totally Degradable Plastic Additive)
Metal-stearat (Fe, Ce, Co)
Nor-X Industry AS Renatura Fe-stearat dan kombinasi dengan stabilizer dan antioksidan.
P-Life Japan Inc. P-Life Campuran beberapa katalis berbasis asam lemak.
Symphony Environmental Ltd.
d2w Metal stearat (khususnya Mn)
Wells Plastics Ltd. Reverte
Willow Ridge Plastics Inc.
BDA, PDQ, PDQ-H, OxoTerraTM
Add-X Biotech Addiflex Metal-karboksilat (Fe, Mn, Cu, Co, Ni), pati, CaCO3.
Sumber: Ammala, et. al, 2011 dan Rosato, 2008; diolah.
Di Indonesia penelitian ilmiah terkait plastik oxo-degradabel tampaknya
belum berkembang. Meskipun demikian, short cut tampaknya lebih disukai oleh
kalangan industri. Tinggal membeli prodegradan dari luar negeri dan aplikasi
prodegradan untuk mendapatkan plastik yang diistilahkan sebagai mudah terurai
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-3 Yogyakarta, 29 Oktober 2014
319 Perkembangan dan evaluasi terjadinya degradasi pada plastik ..., Isananto Winursito
telah berlangsung. Beberapa perusahaan sejak beberapa tahun belakangan ini
telah mengeluarkan produk plastik yang diklaim sebagai mudah terurai (Winursito,
2013).
Semangat untuk menyelamatkan lingkungan dengan mendorong
pemakaian plastik ramah lingkungan di Indonesia cukup tinggi, dan sudah diawali
oleh pemerintah kota Bandung yang telah mengeluarkan Peraturan Daerah
(Perda) 17/2012 terkait dengan pelarangan pemakaian kantong plastik selain
kantong plastik ramah lingkungan. Perda tersebut secara tegas menyebutkan
bahwa setiap produsen yang memproduksi kantong plastik wajib mengupayakan
pembuatan kantong plastik yang ramah lingkungan.
Indonesia perlu didorong untuk juga melakukan penelitian tentang oxo-
degradabel mengingat material prodegradan yang digunakan selalu berasal dari
asam lemak yang di Indonesia tersedia secara melimpah dan mudah didapat.
Selain itu, dalam menentukan mutu plastik oxo-degradabel, diperlukan
Laboratorium Uji terakreditasi dan Lembaga Sertifikasi yang menjamin mutu
terkait dengan degradabilitas dan keamanan produknya, sehingga faktor
degradabilitas tidak sekedar berdasar klaim oleh perusahaan seperti yang telah
terjadi saat ini.
3. KESIMPULAN
Pembuatan prodegradan yang bertujuan untuk mengakselerasi reaksi
oksidasi pada rantai polimer poliolefin sehingga plastik secara signifikan menjadi
lebih cepat hancur telah berkembang dan telah diterapkan di industri. Senyawa
prodegradan bervariasi, namun hampir semuanya merupakan garam dari stearat
dengan logam transisi. Evaluasi ilmiah terhadap keberhasilan degradasi plastik dapat
dilakukan dengan pengujian bobot molekul, mineralisasi, karbonil indeks, penurunan
sifat mekanik (kuat tarik dan perpanjangan putus), serta pengamatan visual secara
mikroskopik. Di Indonesia plastik yang diklaim sebagai oxo-degradabel telah
diterapkan di industri, namun dukungan laboratorium uji dan lembaga sertifikasi
belum cukup memadai.
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-3 Yogyakarta, 29 Oktober 2014
Perkembangan dan evaluasi terjadinya degradasi pada plastik ..., Isananto Winursito 320
DAFTAR PUSTAKA
Ammala, A., Bateman, S., Dean, K., Petinakis, E., Sangwan, P., Wong, S., Yuan, Q.,
Yu, L., Patrick, C., Leong, K.H., 2011. An overview of degradable and
biodegradable polyolefins. Progress in Polymer Science, 36: 1015–1049.
Anonim, 2010. 'Biodegradable' plastic bags may not be as eco-friendly as thought.
http://www.telegraph.co.uk/earth/earthnews/7422006/Biodegradable-plastic-
bags-may-not-be-as-eco-friendly-as-thought.html. 11 Mar 2010. Diakses 27
September 2014.
Badan Standardisasi Nasional, 2011. SNI 7188.7:2011. Kriteria ekolabel - Bagian 7:
Kategori produk kantong belanja plastik.
Badan Standardisasi Nasional, 2014. SNI 7817:2014: Kantong plastik mudah terurai.
Chiellini, E., 2000. Environmentally Degradable Plastics: An Overview on Present
Status and Perspectives, ICS Proceedings, Environmentally Degradable
Plastics - Expert Group Meetings on Present Status and Perspectives, Trieste,
Italy 16-17 November 2000. Hal. 1-15.
Islam, N.Z.M., Othman, N., Ahmad, Z., Ismail, Z., 2011. Effect of Pro-Degradant
Additive on Photo-Oxidative Aging of Polypropylene Film. Sains Malaysiana.
40(7): 803–808.
Jakubowicz, I., 2002. Evaluation of degradability of biodegradable polyethylene (PE).
Paper presented at the 2nd international conference on polymer modification,
degradation and stabilisation, 1-5 August 2002, Budapest.
Listyarini, A., Pudjiastuti, W. 2014. Fotodegradasi (degradasi abiotik) kantong plastik
polietilena yang mengandung aditif oxo-degradable. Jurnal Kimia dan Kemasan.
36(1): 207-214.
Ojeda, T.F.M., Dalmolin, E., Forte, M.M.C., Jacques, R.J.S., Bento, F.M., Camargo,
F.A.O. 2009. Abiotic and biotic degradation of oxo-biodegradable polyethylenes.
Polymer Degradation and Stability. 94: 965-970.
Rosato, D., 2008. Emerging Oxo-Biodegradable Plastics Additives in Packaging.
SpecialChem- Apr 8, 2008.
Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-3 Yogyakarta, 29 Oktober 2014
321 Perkembangan dan evaluasi terjadinya degradasi pada plastik ..., Isananto Winursito
Song, J.H., Murphy, R.J., Narayan, R., and Davies, G.B.H., 2009. Biodegradable and
compostable alternatives to conventional plastics. Philosophical Transactions of
the Royal Society B. 364: 2127–2139.
Tokiwa, Y., Calabia, B.P., 2004. Degradation of Microbial Polyester. Dalam: Shah,
A.A., Hasan, F., Hameed, A., Ahmed S., 2008. Biological degradation of
Plastics: A Comprehensive Review. Biotechnology Advances. 26: 246-265.
Vogt, N.B., Kleppe, E.A., 2009. Oxo-biodegradable polyolefins show continued and
increased thermal oxidative degradation after exposure to light. Polymer
Degradation and Stability. 94: 659–663.
Winursito, I., 2012. Biodegradable and water-soluble polycarboxylates derived from
starch. Majalah Kulit, Karet dan Plastik. 28(1): 1-7.
Winursito I., 2013. Perkembangan penelitian dan pemakaian plastik biodegradabel di
Indonesia. Jurnal Riset Industri, 6(3): 251-262.