Gambar 4.4 Morfologi nano partikel zeolit alam tanpa kalsinas
4.2. Hasil Analisis Kekuatan Tarik , Perpanjangan Putus dan Modulus Young’s
4.2.1. Hasil Analisis Kekuatan Tarik , Perpanjangan Putus dan Modulus Young,s Komposit TPE campuran PP/Kompon SIR 20/PPMA/Nano
Pada hasil karakterisasi kekuatan tarik yang dilakukan dengan mesin uji mekanik diperoleh data gaya , kekuatan tarik , regangan , perpanjangan putus . dari hasil tersebut dapat dianalisis sifat sifat komposit termoplastik elestomer untuk campuran polipropilena kompon SIR 20 dan PPMA dengan variasi komposisi nano partikel zeolit alam hasil kalsinasi dan tanpa kalsinasi diperlihatkan pada Tabel 4.6 .
4.2.1. Hasil Analisis Kekuatan Tarik , Perpanjangan Putus dan Modulus Young,s Komposit TPE campuran PP/Kompon SIR -20/PPMA/Nano partikel zeolit alam .
Dari hasil sifat mekanik yakni gaya tarik dan kekuatan tarik serta perpanjangan putus yang diperoleh dari mesi uji mekanik dengan sampel
dumbbell JIS K 6781 dapat dilihat pada Tabel 4.6 .
Tabel 4.6 .Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik ,Perpanjangan Putus Modulus Elasitas Komposit TPE campuran PP/Kompon SIR 20/PPMA/nano partikel zeolit alam .
Komposisi nano partikel zeolit alam( %)wt Sampel Luas A (m2) Pmax (kN) max ε (%) max σ (Mpa) max E (Mpa) 0 1 10 0,066 -5 66,90 6,60 9,865 2 (kalsinasi) 2 0,080 82,83 8,00 9,658 4(kalsinasi) 3 0,067 71,25 6,70 9,361 6(kalsinasi) 4 0,065 53,83 6,50 12,081 2(tanpa kalsinasi) 5 0,064 58,66 6,40 10,910 4(tanpa kalsinasi) 6 0,057 35,83 5,70 15,908 6(tanpa kalsinasi) 7 0,077 82,00 7,70 9,390
Dari Tabel 4.6 , terlihat bahwa kekuatan terbesar diperoleh pada komposisi nano partikel zeolit alam kalsinasi 2 % berat sedangkan untuk bahan pengisi nano partikel zeolit alam tanpa kalsinasi pada komposisi 6 % berat, hal ini disebabkan oleh adanya ikatan antara nano partikel zeolit alam kalsinasi dengan ukuran partikel nano menunjukkan adhesi antar muka antara NR dan matriks PP
meningkat. Kecocokan antara dua fase polimer tidak hanya mempengaruhi adhesi antarmuka tapi juga ukuran dan distribusi fase terdispersi, serta keseragaman dari fase terdispersi dalam fase terus-menerus. Akibatnya, kekuatan dan ketangguhan dari campuransecara langsungdipengaruhi.
Gambar 4.8. Grafik hubungan antara gaya terhadap perpanjangan
pada komposisi nano partikel zeolit alam kalsinasi dan tanpa kalsinasi (2,4,6) % wt campuran PP/Kompon SIR20/PPMA
Dari Gambar 4.8 memperlihatkan Grafik hubungan gaya tarik terhadap perpanjangan dari beberapa komposisi nano partikel zeolit alam yang diperoleh dari mesin uji tarik, dari gambar tersebut diperoleh informasi bahwa untuk bahan pengisi nano partikel zeolit alam yang dikalsinasi (ZK) pada campuran kompon karet SIR- 20 dengan termoplastik polipropilena dan kompatibeliser PPMA diperoleh gaya terbesar 80 N dengan komposisi 2 % berat. Makin besar komposisi nano partikel zeolit alam maka gaya tarik semakin kecil , demikian juga halnya dengan nano partikel zeolit alam tanpa kalsinasi (ZTK) , khusus pada komposisi 6 % berat nano partikel zeolit alam tanpa kalsinasi gaya tarik meningkat . Paduan polimer tak dapat campur (immiscible blend) mempunyai tarikan fisik antara komponen yang lemah pada batas fasa, sehingga dapat menyebabkan pemisahan fasa pada kondisi tertentu dan menyebabkan sifat-sifat mekanik campuran menjadi kurang baik (Utracki,1990) . Gambar 4.9 Grafik hubungan antara tegangan terhadap regangan dari beberapa komposisi nano partikel zeolit alam kalsinasi dan tanpa kalsinasi (2,4,6) % wt campuran PP/Kompon SIR20/PPMA, sedangkan Gambar 4.10 adalah hasil rata-rata gaya terhadap komposisi nano
partikel zeolit, Gambar 4.11 memperlihatkan rata-rata perpanjangan putus terhadap komposisi nano partikel zeolit alam .
Gambar 4.9.Grafik hubungan antara tegangan terhadap regangan dari beberapa komposisi nano partikel zeolit alam kalsinasi dan tanpa kalsinasi(2,4,6) % wt campuran PP/Kompon SIR20/PPMA.
Gambar 4.10. Grafik Hubungan Gaya terhadap Komposisi nano partikel zeolit alam pada Campuran PP/PPMA/Kompon SIR -20
Gambar 4.11. Grafik Hubungan Perpanjangan Putus terhadap Komposisi Nano Partikel Zeolit Alam pada Campuran PP/PPMA/Kompon SIR- 20.
Dari Gambar 4.11 terlihat perpanjangan putus ada peningkatan pada komposisi nano zeolit alam kalsinasi pada komposisi 2 % wt, hal ini disebabkan adanya inter klasi antara nano zeolit alam kalsinasi dan PPMA lebih homogen , akan tetapi untuk komposisi nano zeolit alam lebih dari 2 % wt terjadi penurunan , dalam hal ini semakin banyak kandungan pengisi yang ditambahkan maka bahan tersebut semakin kaku sehingga nilai pemanjangan pada saat putus semakan rendah . Sesuai menurut (Ray ,1990) penambahan pengisi akan menimbulkan pengaruh terhadap sifat perpanjangan komposit . Gambar 4.12 memperlihatkan kekuatan tarik rata-rata terhadap komposisi nano partikel zeolit alam, Gambar 4.13 memperlihatkan Modulus Young terhadap komposisi nano partikel zeolit alam pada campuran PP/PPMA/Kompon SIR-20 .
Gambar 4.12. Grafik Hubungan Kekuatan Tarik Terhadap Komposisi Nano Partikel Zeolit Alam Kalsinasi dan tanpa Kalsinasi pada Campuran PP/PPMA/Kompon SIR 20 .
Gambar 4.13. Grafik Hubungan Modulus elasitas terhadap Komposisi Nano partikel zeolit alam kalsinasi dan tanpa kalsinasi pada campuran PP/PPMA/Kompon SIR -20.
Dari hasil pengujian mekanik untuk kekuatan tarik Gambar 4.12 secara umum diperoleh kekuatan tarik TPE dengan bahan pengisi nano partikel zeolit alam kalsinasi lebih baik dibanding dengan nano partikel zeolit alam tanpa kalsinasi demikian juga halnya dengan perpanjangan putus . Dengan bertambahnya komposisi nano partikel zeolit alam hasil kalsinasi kekuatan tarik dan perpanjangan putus semakin berkurang demikian juga untuk komposisi nano partikel zeolit alam tanpa kalsinasi ,akan tetapi pada komposisi 6 % wt kekuatan tarik meningkat, kondisi yang baik diperoleh pada kondisi campuran PP/PPMA/Kompon SIR -20 dengan nano partikel zeolit alam kalsinasi pada komposisi 2 %wt ,dengan bahan pengisi dalam ukuran nano maka campuran antara poliropilen dan karet alam SIR 20 lebih homogen dan kompatibel . Hal ini kemungkinan disebabkan karena lapisan silikat pada zeolit alam yang berukuran nanometer dapat tersebar secara acak dan merata yang memberikan struktur eksfoliasi pada nanokomposit. Lapisan silikat yang tersebar secara individu memiliki luas kontak permukaan yang besar sehingga dapat berikatan kuat dengan matrik polipropilena dan kompon SIR- 20 yang selanjutnya memberikan efek pada peningkatan kekuatan tarik. Penggabungan nano partikel zeolit alam lebih dari 2 % wt justru sebaliknya memberikan efek negatif yakni menurunkan kekuatan tarik. Hal ini kemungkinan disebabkan karena terjadinya penurunan derajat penyebaran eksfoliasi dari lapisan silikat nano partikel zeolit alam pada nano komposit dengan kandungan nano partikel zeolit alam yang tinggi (<6 %wt). Selain itu, adanya aglomerasi/pengumpulan partikel zeolit alam juga menyebabkan penurunan kekuatan tarik. Aglomerasi partikel zeolit alam dipercaya menjadi tempat konsentrasi tegangan dan menjadi awal terjadinya retak sehingga kekuatan tarik akan menurun. Hal yang sama hasil penelitian ( Kusmono , 2010) Penggabungan clay lebih dari 4 phr justru sebaliknya memberikan efek negatif yakni menurunkan kekuatan tarik. Hal ini kemungkinan disebabkan karena terjadinya penurunan derajat penyebaran eksfoliasi dari lapisan silikat clay pada nanokomposit.Penambahan kompatibeliser PPMA dapat meningkatkan kekuatan tarik dan morfologi serta kompatibilisasi yang baik antara matrik polimer dan bahan pengisi sesuai dengan hasil penelitian (Ragunatan Santiagoo ,2010 ). Demikian juga halnya hasil penelitian ( T. Laose ,1998) secara umum kekuatan
tarik campuran polipropilena dengan karet alam menurun , akan tetapi dengan penambahan kompatibeliser PPMA akan meningkatkan interaksi antara karet alam dengan polipropilena .
4.2.2. Hasil Analisis Kekuatan Tarik , Perpanjangan Putus dan Modulus