Polylactic Acid Fiber- Serat Sintetis Ramah Lingkungan

Sebagai bahan baku plastik yang mudah terurai, penelitian tentang Polylactic Acid merupakan peluang besar bagi peneliti Indonesia

Oleh Ahmad Satria Budiman – Serat (fiber) adalah material yang memiliki perbandingan antara berat dan panjang, serta mempunyai sifat-sifat tertentu untuk selanjutnya dapat diolah menjadi produk yang bernilai tambah. Pakaian yang kita pakai sehari-hari adalah produk olahan dari serat kapas. Jas hujan dan payung yang kita gunakan untuk melindungi diri dari air hujan juga hasil manufaktur serat, yaitu polivinil alkohol (PVA). Bahkan, sejumlah komponen di dalam industri otomotif dan penerbangan pun memanfaatkan serat sebagai bahan dasar dari produk komposit, antara lain serat karbon. Dalam ilmu sains dan teknologi, serat adalah bahan dasar suatu produk sehingga memahami sifat-sifat serat merupakan hal yang sangat mendasar untuk merancang produk.

Berdasarkan cara memperolehnya, serat digolongkan ke dalam dua kelompok, yaitu serat alam yang didapatkan langsung dari alam dan serat sintetis yang dibuat dari persenyawaan kimia melalui keahlian manusia. Poliester adalah serat yang paling populer di kalangan serat sintetis. Aplikasinya tidak hanya dalam industri sandang, tetapi juga sektor industri lainnya. Poliester sendiri terbuat dari reaksi antara etilen glikol dan asam tereftalat melalui polimerisasi kondensasi. Poliester kemudian dikembangkan oleh para ilmuwan dan menghasilkan beberapa jenis serat lain sebagai hasil turunan, di antaranya adalah polylactic acid (PLA).

1
Serat Poliester dan Serat-serat Hasil Turunannya

Berdasarkan susunan atom karbon yang menyusun suatu molekul, terdapat dua kelompok senyawa kimia, yaitu alifatik dan aromatik. Senyawa alifatik tersusun dari rantai karbon yang terbuka sehingga memungkinkan rantai tersebut bercabang, sementara senyawa aromatik tersusun dari rantai karbon yang melingkar (tertutup). PLA termasuk senyawa alifatik.

Ide dari penemuan PLA berawal dari sejumlah masalah produk polimer (plastik), yaitu waktu lama yang dibutuhkan untuk terurai dengan tanah dan minyak bumi yang harus terbagi penggunaannya dengan bahan baku polimer. Sebagai contoh, kartu ATM membutuhkan waktu 100 tahun untuk benar-benar terurai dengan tanah, sedangkan sisa buah apel hanya memerlukan tiga bulan saja. Hal ini kemudian mendorong para peneliti untuk mengembangkan polimer dengan bahan baku dari alam, maka muncullah produk yang dinamakan biodegradable polymer dimana terdapat berbagai serat-serat hasil turunan yang salah satunya adalah PLA.

Sama halnya dengan poliester, aplikasi PLA begitu luas dan tidak terbatas pada sektor-sektor tertentu saja. Pada umumnya, PLA banyak dimanfaatkan sebagai produk pembungkus (packaging). Secara visual, produk-produk yang terbuat dari PLA hampir serupa plastik. PLA dapat digunakan pada peralatan makan dan minum saat bepergian, seperti kotak bekal, gelas, piring, mangkuk, sendok, dan garpu. PLA pun juga berperan dalam pembuatan komponen otomotif, komponen elektronik, pakaian manusia, dan industri obat-obatan.

2.png
Produk-produk yang terbuat dari serat PLA

Produk-produk dari PLA tidak terlepas dari sifat-sifat yang dimilikinya. Selain memiliki kekuatan yang tinggi, awet, dan tidak mudah rusak, PLA mempunyai tingkat kelarutan yang rendah dalam pelarut (larutan), seperti air, alkohol, dan parafin. Hal ini yang menjadikan PLA banyak dipakai sebagai produk packaging. Produk dari PLA dapat menahan suhu atau temperatur antara -20oC hingga 120oC. Dalam beberapa parameter, karakternya mendekati produk dari low density polyethylene (LDPE) dan polystyrene (PS). Untuk mendapatkan hasil terbaik, PLA digunakan pula sebagai bahan campuran (polymer blending) dengan serat atau polimer lainnya, di antaranya dengan polybutylene terephthalate (PBT) dan polypropylene (PP). Secara khusus, sifat PLA dapat diketahui dari perbandingan pada tabel berikut:

Fiber Properties PA (Nylon 6) PET PLA
Density (gr/cm3) 1.14 1.39 1.25
Glass transition temperature (Tg oC) 90 125 55 – 60
Melting temperature (Tm oC) 215 255 130 – 175
Tenacity (gr/den) 5.5 2.4 – 7.0 2.0 – 6.0
Moisture regain (%) 4.1 0.2 – 0.4 0.4 – 0.6
Elastic recovery (5% strain) 89 65 93
Flammability Medium smoke, melts High smoke, burns 6 min. after flame removed Low smoke, burns 2 min. after flame removed
UV Resistance Poor Fair Excellent

Sebenarnya, PLA sudah ada sejak lama. Hanya saja saat ini, tren perbincangan mengenai PLA meningkat semakin pesat, sebab PLA sedang hangat dibicarakan untuk mengganti bahan pembuatan plastik karena ramah lingkungan. PLA dikenal pula sebagai produk bioplastik karena terbuat dari bahan dasar yang dapat diperbarui, seperti dari batang tanaman tebu (sugar cane) dan kanji tepung jagung (corn starch). Bahan-bahan ini akan melalui beberapa tahap proses, yaitu tahap fermentasi karbohidrat menghasilkan lactic acid, tahap kondensasi menghasilkan lactide, dan tahap polimerisasi menghasilkan PLA. Dari sini, butir-butiran PLA (chips) akan diproses kembali sesuai dengan produk yang sudah dirancang dan akan dibuat, antara lain injection moulding, sheet extrusion, fiber spinning, nonwoven spinning, dan lain-lain.

3.png
Siklus PLA dari Bahan Baku sampai ke Produk

Apabila dibandingkan dengan produk plastik lain, seperti polypropylene (PP), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), dan polycarbonate (PC), setidaknya PLA memiliki kelebihan dalam beberapa hal, yaitu mampu terurai oleh mikroorganisme dalam waktu yang relatif cepat (biodegradable) dan mampu terurai kembali ke tanah (compostable). PLA adalah serat sintetis yang ramah lingkungan (environmentally friendly) dengan emisi karbon sekitar 60% lebih rendah dari produk plastik lain. Selain sifat-sifat unggul tersebut, PLA memanfaatkan limbah pertanian sebagai bahan baku sehingga secara tidak langsung ikut mengurangi ketergantungan pada bahan dari petrokimia atau minyak bumi.

Daftar Pustaka
  • Sin, Lee Tin, dkk. 2012. Polylactic Acid: PLA Biopolymer Technology and Applications. United Kingdom: Elsevier.
  • Corbion Purac: PLA Bioplastics, A Significant Contributor to Global Sustainability.
  • Nature Works Ingeo: Fiber and Fabric Properties.
  • Nature Works Ingeo: From Plants to Plastics.
  • https://www.youtube.com/watch?v=JgrevlhUSNI (What is PLA (Poly Lactic Acid)? – 1.5min)
  • https://www.youtube.com/watch?v=S_C4x-jjZBc (Learn how PLA Bioplastic can be recycled)

Tentang Penulis:

Ahmad Satria Budiman. Lahir di Palembang, 26 April 1990. Merupakan alumni dari Teknik Kimia UII Yogyakarta, 2009-2014. Pernah menjadi Redaktur Pelaksana di LPM Himmah UII, Kabid Publikasi di HMTK-TT FTI UII, dan mengikuti join degree program dengan beasiswa selama setahun di Thailand. Terpilih menjadi student volunteer di Ikatan Ilmuwan Indonesia Internasional (I-4). Penulis bisa dihubungi via e-mail: as.budiman@ymail.com .

Artikel Berhubungan:

Sponsor Warstek.com:
Warung Sains Teknologi

Warstek Media

Warung Sains Teknologi (Warstek) adalah media SAINS POPULER yang dibuat untuk seluruh masyarakat Indonesia baik kalangan akademisi, masyarakat sipil, atau industri. Sampai saat ini, sains dan teknologi berkesan ekslusif yang hanya ada di laboratorium dan tidak mampu secara langsung berdampak kepada masyarakat. Akibatnya masyarakat, pemerintah dan industri tidak menjadikan sains sebagai sarana mengatasi permasalahan atau membuat kebijakan. Untuk itu, warstek hadir untuk menjawab tantangan tersebut.

Yuk Ajukan Pertanyaaan atau Komentar