Green Plastics Part 3-Degradable of Plastics

Berbicara tentang degradasi plastik, berikut dijelaskan beberapa polimer plastik yang bersifat biodegradable. Pertama adalah PVA atau Poly(vinylalcohol) yang diperoleh dari polimerisasi vinil asetat diikuti dengan alkoholisis larut air. Penggunaan polimer ini secara luas yaitu untuk memproduksi film, serat, pelapis kertas, dan adhesives. Kedua adalah poly(glycolic acid) yang termasuk kelompok polyester dan bersifat thermoplast. Polimer ini diperoleh dari polimerisasi asal glikolat atau sebuah proses terkatalisis dari pembukaan cincin polimerisasi glikosida. Polimer ini digunakan untuk kebutuhan farmasi dan biomedis. Ketiga adalah polycarprolactone  yang disintesis oleh pembuatan cincin polimerisasi dari carprolactone. Polimer ini termasuk dalam polyester yang bersifat thermoplast dan banyak digunakan dalam aplikasi pertanian sebagai system matriks untuk mengontrol pelepasan dari pestisdia, herbisida, dan pupuk. Polycarprolactone memiliki kemiripan dengan poly(vinyl alcohol) tetapi lebih dapat terdegradasi dengan sempurna. Keempat adalah poly(ethylene oxide) yang memiliki struktur ekuivalen dengan poly(ethylene glycol) termasuk larut air dan bersifat thermoplast. Polimer jenis ini duganakan untuk adhesive, pelimas, kosmetik, faramasi, hinga tinta pencetak. Keempat polimer diatas dikatakan biodegradable karena memiliki gugus OH yang membuat polimer bersifat hidrofilik dan atom O (oksigen) yang membuat polimer bersifat polar sehingga mudah terdegradasi.

Di samping mempelajari tentang plastik dalam buku tersebut juga dijelaskan istilah serat (fiber) dan elastomers atau rubbers (karet). Kedua jenis material ini erat juga dengan plastik seperti ulasan sebelumnya yang menyatakan bahwa polimer plastik tertentu juga dapat menghasilkan serat. Jadi serat ini memang dapat terbuat dari pemutaran polimer. Serat sintetik sering dibuat menjadi kain sebagaimana serat dari polyethylene terephatalate yang digunakan untuk memproduksi polyester permanen cetakan pabrik. Sedangkan elastomers atau karet didefiniskan sebagai material polimer yang dapat dideformasi melalui aplikasi tekanan lalu pengembalian ke bentuk aslinya setalah tekanan dihilangkan (sifat elastis). Tipe tipe utama dari karet ini yaitu kopolimer dari stirena dan butadiene, acrylonitrile dan butadiene (NBR rubbers), neoprene, karet poliuretan, dan elastomer poliakrilat.

Dalam degradasi plastik dikenal istilah Performance Integrity (PI) yang mengindikasikan bagaimana keutuhan plastik secara fisik dan seberapa resisten untuk terdegradasi atau dapat dikatakan sebagai ukuran kemudahan plastik terdegradasi. Semakin mudah plastik terdegradasi maka nilai PI ini akan menurun. Degardasi alamiah pada plastik dapat dilakukan melalui beberapa cara berikut.

1.     1.  Fotodegradasi

Apabila plastik ingin terdegradasi melalui cara ini maka membutuhkan gugus yang berperan sebagai photosensitizing pada polimernya. Pemeberian gugus ini pada rantai polimer dapat dilakukan melalui reaksi kimia tertentu. Gugus  photosensitizing ini berupa gugus keton (sebagai monomer baru) yang dimasukkan dalam polimer plastik awal melalui kopolimerisasi. Cara kerja sederhananya yaitu ketika gugus photosensitizing terpapar pada sinar matahari alami maka ia akan menyerap radiasi yang menyebabkan rantai polimer pecah menjadi segmen-segmen yang lebih kecil. Contoh aplikasinya yaitu adanya gugus keton yang terkopolimerisasi dengan etilena menghasilan polimer photodegradable untuk manufaktur skala besar. Komposisi dari 1% gugus keton akan mampu tergradasi melalui cahaya matahari setelah tiga minggu terpapar di ruang terbuka yang terkena cahaya matahari.

Beberapa gugus  photosensitizing dapat diinkoporasikan setelah polimerisasi terjadi. Contohnya garam-garam logam, dari nikel kobalt dan besi serta beberapa jenis logam dapat diinkoporasikan sebagai additives dari gugus photosensitizing selama proses. Intinya koporasi tersebut diharap dapat meningkatkan kerja dari  gugus photosensitizing sehingga proses degradasi melalui bantuan sinar matahari ini dapat mudah terjadi. Dengan pemilihan yang hati-hati serta tepat terhadap kombinasi dan stabilizer dan konsentrasi aktivator maka panjang periode induksi dan laju fotodegradasi dapat dikontrol.

2.     2.  Degradasi oksidatif

Degradasi ini melibatkan proses oksdasi dari senywa-senyawa kimia yang ada pada polimer plastik. Proses ini juga membutuhkan additives  tertentu contohnya yang terbaru adalah poliolefin. Formula terbaru dari additive ini menginzinkan adanya degradasi oksdiatid yang diinisiasikan oleh adanya cahaya matahari, panas, atau dengan tekanan mekanis. Fragmen yang terbentuk hasil dari degradasi oksidatif ini bersifat lebih basah kaerna interaksinya meningkat dengan air dan mudah terjadi hidrolisis.

3.     3. Biodegradasi (Biotic Degradation)

Merupakan degradasi kimia yang terjadi oleh adanya aktiviats alami dari mikroorganisme yang terlibat. Degradasi ini menghasilkan gas CO2 dan CH4  

4.       Abiotic Degradation

Merupakan degradasi kimia yang tidak melibatkan adanya aktivitas biologis.

5.       Aerobic and Anaerobic Degradation

Merupakan metode degradasi dengan keberadaan oksigen (aerob) dan tidak adanay oksigen (anaerob).

Kinetika dari degradasi plastik secara khusus bergantung pada konsentrasi, temperature, dan sifat alamiah kimiawi dari plastik.