Green Plastics-Part 1-Introduction and The Emerging of Plastics

Halo assalamualaikum, udah lama gak nge post tentang resensi buku nih. Nah, kali ini Early mau sharing tentang isi buku Green Plastics “An introduction to the New Science of Biodegradable Plastics” karangan E.S. Stevens. Jadi, buku ini pas kebeneran banget karena diminta tolong buat belajar bareng dengan Ibu calon doktor, alias saya suruh bantu disertasi bu calon Doktor Teknologi Pertanian, sebut saja Ibu Rima ya. Ibu Rima memiliki topik disertasi tentang bioplastik yang sekarang memang lagi marak dan digencarkan dalam dunia riset. Kajian bioplastik ini dilakukan sangat komprehensif tidak hanya dari sisi sumber nya yang berasal dari biomassa atau lebih terhubung dengan teknologi pertanian tetapi juga kajian mendasar secara kimia yang memang harus diketahui benar mengapa suatu senyawa dapat dikatakan sebagai kandidat sebuah bioplastik. Untuk kajian kimia dasarnya tersebut, Ibu Rima belajar bersama bareng saya. Jadi, judulnya memang belajar bersama karena saya bukan mau “ sok menggurui” lantaran latar belakang jurusan. Lebih dari itu saya ingin menambah ilmu dan pemahaman juga terkait bioplastik (yang sebenarnya juga bukan topik skripsi saya), calling back my memories tentang dasar-dasar ilmu kimia dalam berbagai aplikasi ilmu terapan lainnya, dan tentu saja thalabbul ilmi sambil membantu untuk mengharap Ridha-Nya. Well, langsung aja ya ke isi bukunya.

Awal bab buku menceritakan tentang histori dari plastik itu sendiri, yang mana keberadaanya sangat most commonly dan sangat multipurpose. Pada saat buku ini dicetak sekitar tahun 2009 diperoleh diperoleh data bahwa 100 juta ton plastik diproduksi tiap tahunnya dan 70% penggunaan plastik sebagai pembungkus makanan dan minuman. Kenyataan tersebut sejalan dengan teknologi microwave yang memang membutuhkan wadah berbahan nonlogam untuk menghangatkan makanan. Selain sebagai pembungkus makanan minuman, plastik juga memiliki peranan besar dalam industri packaging. Seiring dengan pertumbuhan dan kebutuhan plastik untuk packaging, penggunaan adhesive atau perekat baik sintetis maupun alami juga turut meningkat. Pada Bab awal ini digambarkan pula kebutuhan plastic yang sangat menunjang berbagai keperluan dan kegiatan misalnya dalam bidang pertanian seperti penggunaan agricultural covers (mulsa) yang berbahan plastik sangat menunjaang untuk peningkatan produksi makanan (hasil panen berlimpah). Lalu ada plant containers binders dan netting untuk melindungi hasil panen dari burung.

Plastik sebagai material memiliki definisi yang kompleks. Material sendiri diartikan sebagai apapun bahan atau materi yang dapat difabrikasi menjadi produk yang (lebih) berguna. Atas dasar definisi tersebut pembuatan suatu material membtuuhkan studi dari berbagai sudut pandang. Oleh karenanya, lahirlah Material Scicence sebagai studi terhadap komposisi material yang membutuhkan aplikasi dalam fabrikasi untuk menjadi produk bermanfaatn. Studi ini merupakan studi interdisipliner yang melibatkan aspek kimia, teknik, fisika, biologi, hingga geologi. Pada studi ini dijelaskan istilah tentang komposit yang merupakan produk padat terdiri dari dua atau lebih fasa termasuk material pengikat (matriks) dan serat sebagai material partikulatnya. Kompisit yang kuat membutuhkan ikatan antar muka yang kuat pula. Sebuah kaca yang dikuatkan oleh plastik dapat lebih kuat dibandingkan baja dengan densitas berkisar 1,5-2,2 g/cm3. Definisi lebih luas dari komposit tidak hanya untuk material heterogen tetapi juga campuran homogen termasuk novel blends dari plastik. Selain komposit ada juga istilah  laminate atau laminar yang merupakan suatu produk terbuat oleh ikatan bersama dari dua atau lebih lapisan material. Tujuan dari pengembangan komposit dan laminar ini yaitu untuk mengombinasikan karakteristik fisika suatu material.

Setelah dikenalkan dengan istilah material dan posisi plastik dalam material science, selanjutnya Bab mengenai Plastics and the Environment. Sebenarnya bahan dasar plastik hanya berasal dari 4-5% produksi minyak dan gas dan dalam proses nya hanya membutuhkan 2-3% penggunaan energi lebih rendah dibandingkan energi yang dibutuhkan untuk memperoses pasir silika menjadi kaca. Namun, yang menjasi permasalahan adalah dalam hal limbah yang dihasilkan. Sampai artikel buku ini dipublikasikan, sebanyak 40-60% sampah yang di temukan di pesisir berupa sampah plastik. Tingginya produksi sampah plastik yang beriringan dengan produksi plastik sendiri untuk memenuhi kebutuhan mendorong upaya untuk melakukan manajemen limbah plastik dengan baik.

Manajemen limbah plastik itu dimulai dari penggunaan komposisi plastik sebagai pembungkus yang lebih rendah dari sebelumnya. Hingga saat ini teknologi untuk daur ulang plastik (recycle) masih tersu  dikembangkan dengan penggunaan compatibilizers  dan stabilizers. Penurunan mutu material selama daur ulang dititikberatkan pada rantai polimer plastik yang perlu dipotong dan kekuatannya yang perlu dikurangi. Contoh pada polistirena setalah tiga kali dimasukkan dalam mesin extruder diperoleh hasilnya 9% ukuran rantai polimer tereduksi dan 34%  kekuatan ikat polimer tereduksi. Bisa dibayangkan proses daur ulang plastik yang dilakukan masih belum efektif dan efisien untuk mendegradasi plastik.  Sementara itu ada jenis polimer plastik lain yaitu Poly(ethyleneterephthalate) yang biasa digunakan sebagai pembungkus minuman ringan tidak dapat dilakukan daur ulang, disebutkan bahwa lebih dari 90% jenis plastik memang tidak dapat didaur ulang dan berpindah penanganannya dalam metode pembuangan.

Metode pembuangan yang dimaksud yaitu insenerasi, pirolisis, dan landfills (penimbunan dalam tanah). Insenerasi yaitu daur ulang energi karena kemungkinan dari munculnya panas dapat merusak nilai material dan tidak mengurangi kebergantungan pada bahan dasarnya. Namun, masalah yang muncul dari metode ini adalah toksisitas yang dihasilkan dari proses pembakaran polimer plastik menimbulkan polutan baru berupa gas HCl, dioksin, hingga logam berat. Metode kedua yakni pirolisis, yaitu material limbah dipanaskan tanpa oksigen dan dimungkinkan dilakukan di bawah tekanan ambient. Metode ini menjaga nilai-nilai material dari limbah. Teknologi pirolisis terbaru dapat memecah limbah plastic terutama polimer panjang dapat dipecah menjadi rantai yang lebih kecil. Jadi, polimer akan berubah menjadi unit penyusun hidrokarbon, yang mana menjadi awal mula plastik dibuat. Selanjutnya, fraksi hidrakarbon penyusun ini yang memiliki berat molekul rendah dapat digunakan lagi untuk membuat virgin polymer. 

Akan kita lanjut pada post Green Plastics Part 2