Development of Thermoplastic Natural Rubber Composites Using Polybutylene Adipate Terephthalate and Natural Rubber Reinforced With Palm Fiber

Nasywa Amar Faizah, Prof. Dr. Ir. Chusnul Hidayat, Asst. Prof. Dr. Ladawan Songtipya

2025 | Skripsi | TEKNOLOGI PANGAN & HASIL PERTANIAN

Seiring dengan meningkatnya kebutuhan akan alternatif kemasan yang berkelanjutan, penelitian ini mengeksplorasi pengembangan komposit karet alami termoplastik (TPNR) dengan peningkatan efektivitas biaya menggunakan limbah pertanian. Komposit polibutilen adipat-ko-tereftalat (PBAT) dan karet alami (NR), yang dipadukan dengan serat palm dan bubuk daun dari buah palm palmyra (Borassus flabellifer L.), disiapkan menggunakan mixer internal. Penelitian ini mengkaji pengaruh berbagai karakteristik serat (partikel dari bubuk, serat, dan campuran 1:1 dari keduanya). Selain itu, pengaruh penambahan silika dan rasio berat TPNR/serat palm (100, 120, 140, dan 160 php) juga diteliti. Namun, dalam eksperimen kedua ini, 30 php silika ditambahkan untuk meningkatkan kekerasan produk. Terakhir, uji migrasi total dilakukan untuk mengevaluasi potensi aplikasi material ini untuk bahan kontak makanan. Di antara karakteristik serat yang diteliti, TPNR/Mix, yang menggabungkan serat dan bubuk dengan rasio 1:1, menunjukkan sifat mekanik optimal seperti kekuatan tarik, regangan saat putus, modulus, ketangguhan, dan kekerasan. Selain itu, formulasi ini menunjukkan karakteristik penampilan yang baik, termasuk dispersi pengisi yang seragam dan tekstur permukaan yang halus, yang berkontribusi pada kinerja dan aplikabilitasnya secara keseluruhan. Berdasarkan hasil ini, TPNR/Mix dengan rasio berat 120 php menunjukkan sifat yang superior, mencapai kekuatan tarik maksimum sebesar 8,27 ± 0,28 N/mm², dan modulus sebesar 416 ± 18,18 MPa. Pengujian migrasi dengan simulant makanan (etanol 95%, air distilasi, dan asam asetat 3%) mengonfirmasi kesesuaian terhadap Regulasi EU 2020/1245, dengan tingkat migrasi di bawah 10 mg/dm² pada 40°C selama 30 menit. Dengan demikian, TPNR/Mix dengan 120 php dianggap aman untuk aplikasi kontak makanan jangka pendek (?30 menit) dalam kondisi dingin atau suhu ruangan.

In response to the growing need for sustainable packaging alternatives, this study explores the development of thermoplastic natural rubber (TPNR) composites with enhanced cost-effectiveness using agricultural waste. The composite of poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT) and natural rubber (NR), incorporated with husk fiber and leaf powder from the palmyra palm fruit (Borassus flabellifer L.), was prepared using an internal mixer. The study examined the influence of different fiber characteristics (particles from powder, fibers, and their 1:1 mixture). The effect of silica addition and TPNR/palm fiber weight ratios (100,120, 140, and 160 php) was also investigated. However, in this second experiment, 30 php of silica was added to enhance the hardness of the product. Lastly, overall migration was assessed to evaluate the potential application of these materials for food contact materials. Among the fiber characteristics studied, TPNR/Mix, which combines fiber and powder in a 1:1 ratio, demonstrated optimal mechanical properties such as tensile strength, elongation at break, modulus, toughness, and hardness. Additionally, this formulation exhibited good appearance characteristics, including uniform dispersion of fillers and a smooth surface texture, which contribute to its overall performance and applicability. Based on these results, TPNR/Mix with a weight ratio of 120 php demonstrated superior properties, achieving a maximum tensile strength of 8.27 ± 0.28 N/mm², and a modulus of 416 ± 18.18 MPa. Migration testing with food simulants (95% ethanol, distilled water, and 3?etic acid) confirmed compliance with EU Regulation 2020/1245, with migration levels below 10 mg/dm² at 40°C for 30 minutes. Thus, TPNR/Mix with 120 php is considered safe for short-term food contact applications (?30 minutes) under cold or ambient conditions

Kata Kunci : Composite, natural rubber, thermoplastic natural rubber, palm fibers, polybutylene adipate terephthalate