JURNAL REKAYASA MESIN (JRM)
Hal: 726-733 Vol.
No.
April 2026 e-ISSN: 2988-7429.
p-ISSN: 2337-828X https://ejournal.
id/index.
php/jurnal-rekayasa-mesin Pengaruh Suhu Pemrosesan Terhadap Kekuatan Tarik Bioplastik PLA (Polylactic Aci.
dan Tepung Kulit Singkong Moch.
Kharis Ashrori1*.
Dewi Puspitasari2.
Andita Nataria Fitri Ganda3 1,2,3,Teknik Mesin.
Fakultas Vokasi.
Universitas Negeri Surabaya.
Indonesia 60231 E-mail: *mochashrori.
22025@mhs.
Abstrak: Plastik konvensional banyak digunakan karena sifat mekaniknya yang baik, tetapi sulit terurai secara alami sehingga menimbulkan permasalahan lingkungan.
Oleh karena itu, bioplastik berbasis sumber daya terbarukan, seperti Polylactic Acid (PLA) dengan penambahan tepung kulit singkong sebagai filler alami, dikembangkan sebagai alternatif ramah lingkungan.
Penelitian ini bertujuan menganalisis pengaruh variasi suhu pemrosesan terhadap sifat mekanik dan laju biodegradasi bioplastik PLAAetepung kulit singkong.
Metode yang digunakan adalah eksperimen dengan variasi suhu pemrosesan 200 AC, 225 AC, dan 250 AC.
Material dengan komposisi 70 wt% PLA dan 30 wt% tepung kulit singkong diproses menggunakan injection molding melalui teknik melt intercalation, kemudian diuji tarik sesuai standar ASTM D638 Tipe I.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa suhu pemrosesan 225 AC menghasilkan kekuatan tarik tertinggi sebesar 67 MPa.
Peningkatan suhu hingga 250 AC menyebabkan penurunan kekuatan tarik dan elongasi akibat degradasi termal, meskipun meningkatkan modulus elastisitas dan laju biodegradasi.
Hasil ini menunjukkan bahwa pengendalian suhu pemrosesan berperan penting dalam menentukan hubungan antara proses, struktur material, dan sifat mekanik bioplastik PLAAetepung kulit singkong.
Kata kunci: Bioplastik.
Polylactic Acid.
Tepung Kulit Singkong.
Suhu Pemrosesan.
Sifat Tarik.
Abstract Conventional plastics are widely used due to their good mechanical properties.
however, they are difficult to degrade naturally, leading to environmental problems.
Therefore, bioplastics based on renewable resources, such as Polylactic Acid (PLA) with the addition of cassava peel flour as a natural filler, have been developed as an environmentally friendly alternative.
This study aimed to analyze the effect of processing temperature variations on the mechanical properties and biodegradation rate of PLAAecassava peel flour An experimental method was employed with processing temperatures of 200 AC, 225 AC, and 250 AC.
The material composition consisted of 70 wt% PLA and 30 wt% cassava peel flour, which was processed using injection molding through the melt intercalation technique, followed by tensile testing according to ASTM D638 Type I standards.
The results showed that a processing temperature of 225 AC produced the highest tensile strength of approximately 67 MPa.
Increasing the temperature to 250 AC led to a decrease in tensile strength and elongation due to thermal degradation, although the elastic modulus and biodegradation rate These findings indicate that controlling the processing temperature plays an important role in determining the relationship between processing conditions, material structure, and mechanical properties of PLAAecassava peel flour bioplastics.
Keywords: Bioplastic.
Polylactic Acid.
Cassava Peel Flour.
Processing Temperature.
Tensile Properties.
A 2026.
JRM (Jurnal Rekayasa Mesi.
dipublikasikan oleh ejournal Teknik Mesin Fakultas Vokasi UNESA.
kesehatan manusia (Fauzi, 2.
Pemerintah Indonesia telah berupaya mengurangi penggunaan plastik sekali pakai melalui kebijakan seperti program Diet Kantong Plastik dan pengembangan pasar bebas plastik (Tubagus Achmad Faqih, 2.
Namun, penerapannya belum menyeluruh sehingga belum mampu mengatasi permasalahan limbah plastik secara PENDAHULUAN Plastik merupakan material yang sangat umum digunakan di Indonesia karena sifatnya yang fleksibel, kuat, ringan, transparan, mudah dikombinasikan dengan material lain, serta tidak korosif (Mukhlisien et , 2.
Namun, sebagian besar plastik yang beredar adalah polimer sintetik berbasis petrokimia seperti Polypropylene (PP).
Polyethylene (PE).
Polyvinyl Chloride (PVC).
Polystyrene (PS), dan Polyethylene Terephthalate (PET) yang sulit didegradasi oleh (Wijayanti Ketergantungan pada polimer sintetik ini memicu timbunan limbah plastik yang sulit terurai, sementara pembakarannya menghasilkan karbon dioksida dan gas beracun yang mencemari udara dan berbahaya bagi Salah mengembangkan bioplastik berbasis sumber daya Bioplastik adalah plastik biodegradable yang dibuat dari biopolimer alami dan dapat terurai di lingkungan (Khodijah & Tobing, 2.
Di Indonesia, limbah kulit singkong merupakan bahan baku potensial karena ketersediaannya melimpah dari Jurnal Rekayasa Mesin (JRM).
Vol.
No.
April 2026: 726-733 industri tapioka, keripik, dan olahan singkong lainnya.
Kulit singkong mengandung pati hingga 20Ae59% (Andi Alfian.
Dewi Wahyuningtyas, 2.
, sehingga dapat menjadi bahan pengisi .
alami yang memperbaiki sifat mekanik dan mempercepat degradasi bioplastik (Thakkar et al.
, 2.
Namun, bioplastik berbasis pati saja cenderung rapuh dan memiliki kekuatan tarik rendah, sehingga diperlukan penguatan dengan polimer lain seperti Polylactic Acid (PLA).
PLA merupakan polimer alifatik yang berasal dari sumber nabati seperti pati jagung dan tebu (Wibowo et al.
, 2.
PLA memiliki sifat mekanik relatif baik, tetapi laju biodegradasinya lambat.
Kombinasi PLA dan tepung kulit singkong berpotensi menghasilkan material dengan kekuatan tarik lebih baik sekaligus mudah terdegradasi.
Akan tetapi, sifat akhir bioplastik ini sangat dipengaruhi oleh kondisi pemrosesan, terutama suhu.
PLA memiliki temperatur transisi gelas (T.
sekitar 60AC dan titik leleh (T.
sekitar 170AC.
Pemrosesan di bawah atau di atas kisaran ini dapat memengaruhi kristalinitas, distribusi filler, homogenitas campuran, serta potensi degradasi rantai polimer (Dmitruk et al.
, 2.
Beberapa penelitian telah mengevaluasi pengaruh suhu terhadap bioplastik berbasis pati kulit Menurut Made et al.
, .
suhu dan pH gelatinisasi berpengaruh terhadap sifat mekanik dan biodegradabilitas bioplastik pati kulit singkong, sedangkan penelitian lain oleh Ni Made Heni Epriyanti et al.
, .
mengkaji pengaruh suhu dan lama pengeringan pada komposit pati-kitosan.
Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa suhu berpengaruh terhadap kuat tarik, elongasi, dan laju degradasi, tetapi sifat mekanik yang dicapai masih rendah .
ekuatan tarik maksimum A1 MP.
karena tidak melibatkan PLA sebagai matriks penguat.
Sementara itu, menurut Adina et al.
, .
suhu pengeringan berpengaruh pada bioplastik pulp singkong-kitosan, tetapi belum menggabungkan PLA sehingga struktur morfologinya masih berpori dan kurang homogen.
Gap ini menunjukkan bahwa kajian suhu pemrosesan pada sistem PLAAetepung kulit singkong belum banyak dilakukan, padahal sangat menentukan kualitas material.
Berdasarkan hal tersebut, penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi suhu pemrosesan terhadap kekuatan tarik bioplastik berbasis PLA dan tepung kulit singkong guna memperoleh material bioplastik dengan kekuatan tarik yang lebih tinggi dibandingkan hasil yang telah dilaporkan sebelumnya.
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan rekomendasi suhu pemrosesan yang optimal dalam menghasilkan bioplastik dengan sifat mekanik yang DASAR TEORI Bioplastik Bioplastik adalah polimer yang dapat berubah menjadi biomassa, air (H2O), karbon dioksida (CO.
atau metana (CH.
melalui tahapan depolimerisasi dan Depolimerisasi terjadi karena enzim ekstraseluler yang terdiri atas endo dan ekso enzim.
Endo enzim memutus ikatan internal pada rantai utama polimer secara acak, dan ekso enzim, memutus unit monomer pada rantai utama secara berurutan.
Bagianbagian oligomer yang terbentuk dipindahkan ke dalam sel dan menjadi mineralisasi.
Proses mineralisasi membentuk CO2.
CH4.
N2.
H2O, garam-garam, mineral dan biomassa (Tedeschi et al.
, 2023 .
Fadzil & Othman, 2.
Jenis-jenis bioplastik dapat dibedakan berdasarkan sumber bahan baku dan kemampuan Berdasarkan sumbernya, bioplastik dibagi menjadi bioplastik berbasis pati dan turunannya .
hermoplastic starch.
TPS), bioplastik berbasis selulosa, bioplastik berbasis minyak nabati atau protein hewani/tumbuhan .
isalnya protein kedelai, gelati.
, dan bioplastik berbasis poliester alifatik yang diproduksi mikroba seperti polyhydroxyalkanoates (PHA) dan polyhydroxybutyrate (PHB).
Dari sisi sifat, bioplastik umumnya memiliki kelebihan berupa kemampuan terurai secara alami, berasal dari sumber daya terbarukan, dan berpotensi mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil.
Namun kelemahannya antara lain sifat mekanik dan ketahanan termal yang masih di bawah plastik konvensional, serta biaya produksi yang relatif lebih Banyak penelitian terkini menunjukkan bahwa kombinasi pati dengan polimer biodegradable lain, atau modifikasi pati dengan plastisizer dan filler alami, mampu meningkatkan sifat mekaniknya (Chinaglia et , 2024.
Parera & Gusriani, 2.
Oleh karena itu, banyak penelitian saat ini berfokus pada pengembangan formulasi, proses, untuk meningkatkan performa bioplastik agar dapat bersaing dengan plastik konvensional (Negrete-bolagay & Guerrero, 2.
Gambar 1.
Bioplastik Berbahan Alami Sumber : (Bioplastik et al.
, 2019 .
Illing & MB, 2.
PLA (Polylactic Aci.
PLA merupakan jenis polimer dengan banyak keunggulan diantaranya merupakan material yang terbuat dari bahan baku pertanian yang terbarukan .
, dan mampu dikomposkan sepenuhnya secara alami .
dengan tingkat polusi sehingga dapat mengurangi akumulasi limbah plastik yang menjadi masalah global saat ini.
PLA
memiliki berbagai aplikasi biomedis, pengemasan, serat tekstil, dan barang-barang teknis.
Di bawah Moch.
Kharis Ashrori, dkk.
| Studi Pengaruh Suhu Pemrosesan Terhadap A Jurnal Rekayasa Mesin (JRM).
Vol.
No.
April 2026: 726-733 pengaruh panas, bakteri, dan cahaya, degradasi PLA dapat terjadi secara alami (Suryani et al.
, 2.
Kekuatan memungkinkan aplikasi PLA pada berbagai industri misalnya untuk dijadikan biokomposit dengan menggunakan berbagai macam proses seperti ekstrusi, injection molding, pemintalan, compression molding, dan thermoforming.
TABEL I.
Perbandingan Sifat Mekanik PLA dengan Polimer Properties Tensile Yield Strenght Elongation Polymer Modulus (Mp.
(%) (GP.
Polylactic Acid
(PLA)
Polyvinyl chloride (PVC) Polypropylene (PP) Polystyrene (PS) Nylon Sumber : (Laura & Lorenzo, 2.
Sifat termal PLA menentukan ketahanan material terhadap temperatur dan sangat berkaitan dengan titik leleh serta stabilitas struktur selama aplikasi.
PLA
merupakan polimer biodegradable semikristalin yang disintesis dari asam laktat dan memiliki temperatur transisi kaca (T.
sekitar 55Ae65 AC, yaitu suhu saat material berubah dari kondisi padat menjadi lunak.
Nilai Tg berpengaruh langsung terhadap kemampuan proses dan batas suhu penggunaan, karena PLA dengan Tg rendah akan mudah melunak pada paparan Pada suhu ruang.
PLA bersifat relatif rapuh, dengan ketahanan impak berkisar 13Ae20 kJ/mA untuk kristalinitas rendah dan 18Ae35 kJ/mA untuk kristalinitas Sifat termal dan derajat kristalinitas PLA dipengaruhi oleh berat molekul, kondisi polimerisasi, riwayat termal, dan tingkat kemurnian material.
TABEL 2.
Sifat Termal PLA Sifat Termal PLA Berat Jenis Energi Permukaan .
Suhu Leleh (AC) Berat Molekul (Dalto.
Sekitar 1.
6 x 105 Indeks Aliran Lelehan .
/10 meni.
Kristalinitas (%) Suhu Transisi Kaca Parameter Kelarutan (J0.
5/cm1.
Sumber : (Pantani et al.
, 2014 .
Ranakoti et al.
, 2.
PLA memiliki kemiripan sifat mekanik dengan berbagai polimer, seperti yang diilustrasikan dalam Tabel 1, seperti polivinil klorida, polistirena, dll.
PLA
dianggap sebagai salah satu biopolimer yang paling cepat berkembang di penggunaan material komposit (Liang et al.
, 2.
Perbandingan sifat PLA dengan polimer biasa menunjukkan bahwa PLA memiliki modulus tarik yang lebih tinggi daripada PVC.
PP, dan nilon sementara memiliki kekuatan lentur yang lebih tinggi daripada PP, yang menunjukkan potensi PLA, yang dapat dieksplorasi dengan berbagai cara dalam domain rekayasa.
PLA memiliki potensi yang sangat besar untuk perbaikan sifat fisik dan mekanisnya (Bajpai et al.
, 2.
Selain itu.
PLA juga memiliki sifat termal.
Gambar 2.
PLA (Polylactic Aci.
Sumber : (IndiaMART, 2.
Pati Kulit Singkong Menurut Andi alfian & dewi wahyuningtyas.
Kulit singkong mengandung pati dalam kisaran 2059%, yang menjadikannya bahan polimer alami yang baik sebagai bahan pengisi .
dalam pembuatan bioplastik untuk meningkatkan sifat mekanik bioplastik.
Kandungan pati yang tinggi ini memungkinkan pembentukan matriks polimer yang homogen dan fleksibel, sehingga dapat meningkatkan sifat mekanik serta mempercepat proses biodegradasi bioplastik yang dihasilkan.
Moch.
Kharis Ashrori, dkk.
| Studi Pengaruh Suhu Pemrosesan Terhadap A Gambar 3.
Pati Kulit Singkong Sumber : (Dokumentasi Pribad.
Jurnal Rekayasa Mesin (JRM).
Vol.
No.
April 2026: 726-733 TABEL 3.
Karakteristik Fisik dan Mekanik Edible Film Berbasis Pati Kulit Singkong
Karakteristik
Nilai Kadar Air
14,62%
Kadar Pati
73,29%
Kadar Amilosa
21,02%
Kadar Amilopektin
52,27%
Kadar HCN
7,01%
Nilai Kuat Tarik 0,08 Ae 0,37 Mpa Tebal 0,09 Ae 0,17 mm WVTR 0,26 Ae 0,39 g/m2/hari Elongasi 31,86 Ae 56,43 % Titik Leleh 82 Ae 127 (AC) Sumber : (Wasistha et al.
, 2.
Menurut Wasistha et al.
, .
, tepung kulit singkong memiliki kadar air 14,62% dan kandungan pati yang tinggi sebesar 73,29%, dengan komposisi amilosa 21,02% dan amilopektin 52,27%, yang mendukung pembentukan film bioplastik dengan kombinasi struktur padat dan fleksibel.
Kadar HCN tercatat sebesar 7,01%, masih dalam batas yang dapat dikendalikan melalui proses pengolahan.
Secara mekanik, bioplastik berbasis pati kulit singkong menunjukkan kuat tarik relatif rendah, yaitu 0,08Ae0,37 MPa, tetapi memiliki elongasi cukup tinggi sebesar 31,86Ae56,43%, yang menandakan sifat material yang Ketebalan film berada pada kisaran 0,09Ae0,17 mm, dengan nilai WVTR 0,26Ae0,39 g/mA/hari yang menunjukkan permeabilitas uap air cukup tinggi.
Titik leleh bioplastik berada pada rentang 82Ae127 AC.
Secara keseluruhan, pati kulit singkong berpotensi sebagai bahan baku bioplastik ramah lingkungan, tetapi memerlukan optimasi formulasi atau penambahan penguat untuk meningkatkan kekuatan Injection Molding Proses injection molding merupakan proses yang paling banyak digunakan dalam memproduksi produk Proses injeksi dilakukan dengan memasukkan bahan baku berupa butiran-butiran plastik melalui hopper dan plastik akan di panaskan dalam barrel.
Setelah plastik meleleh dengan temperatur tertentu, maka plastik tersebut didorong keluar dari dalam tabung melalui nozzle untuk diinjeksikan ke dalam cetakan .
Selanjutnya benda cetak dibiarkan membeku dan mendingin beberapa saat di dalam cetakan sebelum cetakan dilepas dan dibuka untuk mengeluarkan benda cetak.
dan selanjutnya diinjeksikan ke dalam cetakan atau mold.
Gambar 4.
Mesin Injection Molding Pneumatic Sumber : (IndiaMART, 2.
METODE Alat dan Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi ekstrak tepung kulit singkong .
berwarna krem/putih serta PLA (Polylactic Aci.
jenis NV dengan karakteristik tidak mengkilap .
dan berwarna putih, yang diperoleh dari toko online.
Peralatan yang digunakan mencakup mesin injection molding untuk proses pencetakan spesimen, mesin penggiling biji-bijian (Miller Machine FGD-Z.
untuk pengolahan bahan, gelas beaker dan spatula stainless steel untuk proses pencampuran, serta timbangan digital dan jangka sorong untuk pengukuran massa dan dimensi spesimen.
Pengujian sifat mekanik dilakukan menggunakan Universal Testing Machine (UTM) dengan cetakan uji tarik standar ASTM D638 Tipe I.
Selain itu, digunakan cutter, box penyimpanan, tanah persawahan sebagai media pengujian, serta alat pelindung diri berupa masker dan sarung tangan untuk menunjang keselamatan kerja selama penelitian.
Pembuatan Spesimen PLA Tepung Kulit Singkong Tahap berikutnya adalah formulasi dan pencampuran bahan sebagai langkah awal dalam pembuatan bioplastik.
Bahan utama berupa pellet PLA ditimbang sesuai komposisi yang telah ditentukan, yaitu 70% PLA sebagai matriks polimer dan 30% tepung kulit singkong kering sebagai filler alami.
Proses pencampuran diawali dengan menghaluskan PLA yang masih berupa butiran menggunakan miller machine .
esin penggilin.
dengan kecepatan putar 000 rpm untuk memperoleh serbuk/bubuk PLA.
Selanjutnya, kedua bahan diaduk dan dicampurkan menggunakan metode melt intercalation, di mana PLA dilelehkan dan dicampur bersama tepung kulit singkong pada suhu tertentu hingga mencapai kondisi Campuran bahan yang telah homogen kemudian melalui proses pencetakan menggunakan mesin injection molding.
Proses ini dilakukan pada tiga variasi suhu pemrosesan, yaitu 200AC, 225AC, dan 250AC.
Pada tahap ini, campuran dilelehkan dan diinjeksikan ke dalam cetakan standar ASTM D638 Tipe I sehingga dihasilkan spesimen berbentuk dogbone sesuai spesifikasi uji tarik.
Setelah dicetak, spesimen dilepaskan dari cetakan yang telah didinginkan, diperiksa dimensi dan cacatnya.
Moch.
Kharis Ashrori, dkk.
| Studi Pengaruh Suhu Pemrosesan Terhadap A Jurnal Rekayasa Mesin (JRM).
Vol.
No.
April 2026: 726-733 kemudian dikondisikan pada dibersihkan dari sisa material.
Dalam penelitian ini, pembuatan spesimen dilakukan sebanyak tiga .
kali untuk setiap variasi suhu pemrosesan guna memastikan konsistensi hasil, meningkatkan reliabilitas data, serta meminimalkan pengaruh kesalahan eksperimental.
Proses Injection Molding Proses injection molding dilakukan untuk membentuk campuran PLA dan tepung kulit singkong menjadi spesimen standar ASTM D638 Tipe I.
Campuran bahan dimasukkan melalui hopper ke barrel mesin yang dipanaskan pada suhu pemrosesan tertentu hingga meleleh secara homogen.
Mesin yang digunakan dalam proses pembuatan spesimen yaitu mesin injection molding tipe pneumatic.
Tinggi mesin 69,4cm, dengan tinggi injection 15cm, 2 heating injection, dan mampu dioperasikan pada suhu tinggi hingga 350AC.
Ilustrasi proses injection molding dapat dilihat pada gambar 5.
Gambar 6.
Spesimen Uji Tarik Standar ASTM D638 Tipe I Sumber : (ASTM D638, 2.
Setiap sampel di uji sebanyak 3 kali pengujian selanjutnya di ambil rata-rata dari ketiga sampel.
Setelahnya grafik uji, diambil pendekatan rata-rata sampel yang telah di uji.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil uji kuat tarik bioplastik berbasis PLA dan pati kulit singkong dengan variasi suhu .
AC, 225AC, 250AC) dapat disajikan pada gambar 7 dalam bentuk grafik tegangan-regangan.
Gambar 5.
Ilustrasi Proses Pencetakan Metode Karakterisasi Uji Tarik Pengujian tarik digunakan untuk mengukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis yang diberikan secara lambat.
Pengujian tarik adalah dasar dari pengujian mekanik yang dipergunakan pada Untuk melakukan pengujian ini diperlukan alat khusus, salah satunya adalah Universal Testing Machine (UTM).
Melalui uji ini diperoleh data yang sangat krusial bagi rekayasa teknik, antara lain kekuatan tarik maksimum (Tensile Strengh.
, modulus elastisitas (YoungAos modulu.
, regangan putus .
longation at brea.
Pengujian tarik plastik dan bioplastik dalam penelitian ini mengacu pada standar ASTM D638 yang mengatur prosedur, peralatan, kecepatan tarik, serta bentuk dan dimensi spesimen uji.
Standar ini menyediakan beberapa tipe spesimen, di mana Tipe I umum digunakan untuk material tipis dengan ketebalan hingga A3 mm.
Spesimen ASTM D638 Tipe I berbentuk dog-bone dengan panjang total sekitar 165 mm, lebar bagian tengah A13 mm, dan panjang gauge 57 mm, sehingga memungkinkan distribusi tegangan yang merata dan kegagalan terjadi pada daerah uji.
Penggunaan standar ini menghasilkan pengukuran sifat tarik yang lebih representatif untuk material bioplastik hasil pencetakan atau lembaran tipis.
Ilustrasi bentuk spesimen dapat dilihat pada gambar 6 Gambar 7.
Grafik Tgeangan Regangan Bioplastik PLA-Tepung Kulit Singkong Gambar 7 menunjukkan kurva hubungan antara nilai strain (%) terhadap tensile strength (MP.
dari bioplastik berbasis polylactic acid (PLA) dan tepung kulit singkong yang diproses pada tiga variasi suhu, yaitu 200 AC, 225 AC, dan 250 AC.
Terlihat bahwa suhu pemrosesan memberikan pengaruh signifikan terhadap sifat mekanik material.
Spesimen pada suhu 200 AC (Garis Hita.
menunjukkan kekuatan tarik maksimum sebesar 36,69 MPa, tetapi dengan regangan tertinggi hingga 7%, yang mengindikasikan elastisitas yang lebih tinggi tetapi kekuatan struktur yang lebih rendah dibandingkan pada suhu optimum.
Spesimen yang diproses pada suhu 225 AC (Garis Mera.
menghasilkan kekuatan tarik maksimum tertinggi sebesar 67,24 MPa pada regangan sekitar 6%, mengindikasikan bahwa suhu ini merupakan suhu optimum untuk pencampuran dan pembentukan struktur molekul yang kuat dan seragam antara PLA dan komponen lignoselulosa dari kulit singkong.
Sebaliknya, pada suhu 250 AC (Garis Bir.
, kekuatan tarik maksimum hanya mencapai 39,80 MPa dan menunjukkan keruntuhan dini pada regangan sekitar 2,8%.
Hal ini menunjukkan bahwa suhu tinggi dapat menyebabkan degradasi termal pada PLA maupun Moch.
Kharis Ashrori, dkk.
| Studi Pengaruh Suhu Pemrosesan Terhadap A Jurnal Rekayasa Mesin (JRM).
Vol.
No.
April 2026: 726-733 komponen biomaterial lainnya, yang menurunkan ikatan antarmolekul dan mengakibatkan retakan mikro pada struktur bioplastik.
Hal ini sejalan dengan studi Widyaningrum et al.
, .
, yang menyatakan bahwa suhu tinggi dan lama pengeringan yang tidak tepat dapat menyebabkan penurunan kekuatan akibat pengerasan berlebihan dan perubahan struktur Selain itu.
Goutianos & Beauson, .
menyatakan bahwa variasi suhu pemrosesan juga memberikan pengaruh yang signifikan terhadap modulus elastisitas bioplastik.
Modulus elastisitas adalah ukuran kekakuan material yang menunjukkan seberapa besar deformasi elastis yang terjadi akibat semakin besar modulusnya, semakin kaku material tersebut dan semakin kecil regangan elastis yang terjadi (Setiawan et al.
, 2.
sebagaimana ditampilkan pada Gambar 8.
Gambar 8.
Grafik Modulus Elastisitas Bioplastik PLA-Tepung Kulit Singkong Berdasarkan Gambar 8, peningkatan suhu pemrosesan berpengaruh nyata terhadap kekakuan bioplastik PLAAetepung kulit singkong.
Pada suhu 200 AC, modulus elastisitas sebesar 1674,42 MPa menunjukkan kekakuan yang masih rendah akibat interaksi antarfase yang belum optimal sehingga interaksi antar molekul polimer masih lemah (Ineke Velghe.
Bart Buffel.
Veerle Vandeginste.
Wim Thielemans, 2.
Ketika suhu dinaikkan ke 225 AC, terjadi peningkatan hingga mencapai 2999,69 MPa, menunjukkan bahwa pada suhu ini terjadi peningkatan mobilitas rantai polimer yang memperkuat pembentukan struktur semi-kristalin.
Peningkatan suhu menyebabkan dispersi dan kompatibilitas antara PLA dan tepung kulit singkong meningkat, yang berkontribusi pada kekakuan yang lebih tinggi (Goutianos & Beauson, 2.
Pada suhu 250 AC, modulus elastisitas mencapai nilai tertinggi sebesar 4725,46 MPa, menandakan terbentuknya struktur yang sangat kaku akibat antarmolekul (Mokhena et al.
, n.
Hasil ini menunjukkan bahwa pengendalian suhu pemrosesan berperan penting dalam meningkatkan sifat mekanik bioplastik berbasis PLA dan biomassa.
Selanjutnya, pengaruh suhu pemrosesan terhadap fleksibilitas material dianalisis melalui nilai elongasi putus yang ditunjukkan pada Gambar 9.
Gambar 9.
Grafik Elongasi Bioplastik PLA-Tepung Kulit Singkong Berdasarkan Gambar 9, nilai elongasi bioplastik PLAAetepung kulit singkong menurun seiring peningkatan suhu pemrosesan dari 200 AC hingga 250 AC.
Pada suhu 200 AC, elongasi tertinggi sebesar 7,21% menunjukkan kelenturan material yang optimal karena struktur PLA masih stabil dan interaksi matriksAefiller berlangsung baik sehingga mampu menahan deformasi sebelum putus (Wang et al.
, 2.
Ketika suhu dinaikkan menjadi 225 AC, elongasi menurun menjadi 6,58% akibat berkurangnya fleksibilitas material yang dipengaruhi peningkatan kristalinitas dan awal degradasi termal.
Penurunan paling signifikan terjadi pada suhu 250 AC dengan nilai elongasi 2,58%, yang mengindikasikan degradasi termal lanjut, melemahnya interaksi antarfase, serta terbentuknya cacat mikro yang menyebabkan material menjadi lebih getas (Ridwan.
Teuku Hidayat.
Awanis Ilmi, 2.
Temuan ini sejalan dengan penelitian oleh Patti et , .
yang menyatakan bahwa suhu pemrosesan tinggi dapat mempercepat pemutusan rantai polimer .
hain scissio.
, menyebabkan berkurangnya sifat elastis dan meningkatnya kekakuan.
Selain itu, (Wang et al.
, .
dalam penelitiannya menunjukkan bahwa kristalinitas tetapi berdampak negatif terhadap elongasi, karena material menjadi lebih getas.
Oleh karena itu, suhu pemrosesan optimal untuk menjaga sifat elastis bioplastik berada di bawah 230 AC.
SIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa variasi suhu pemrosesan berpengaruh signifikan terhadap sifat mekanik bioplastik berbasis PLA dan tepung kulit singkong.
Peningkatan suhu pemrosesan dari 200 AC ke 225 AC menyebabkan kenaikan nilai kekuatan tarik secara signifikan, dengan nilai optimum dicapai pada suhu 225 AC sebesar A66,99 MPa.
Hal ini menunjukkan bahwa pada suhu tersebut terjadi pencampuran yang lebih homogen serta interaksi antarmolekul yang optimal antara matriks PLA dan filler tepung kulit singkong.
Namun.
Moch.
Kharis Ashrori, dkk.
| Studi Pengaruh Suhu Pemrosesan Terhadap A Jurnal Rekayasa Mesin (JRM).
Vol.
No.
April 2026: 726-733 pada suhu 250 AC terjadi penurunan kekuatan tarik akibat degradasi termal rantai polimer PLA, yang menyebabkan material menjadi lebih rapuh meskipun memiliki tingkat kekakuan yang lebih tinggi.
REFERENSI