BAHAN DAN METODE PENELITIAN
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Sifat Mekanik Komposit dengan Variasi Perbandingan
Komposisi Matriks Limbah Plastik PE dan Bahan Penguat Serat Kaca Tanpa Penambahan Bahan Pembasah Xilena
Pengujian sifat mekanik yang dilakukan terhadap komposit meliputi kekuatan tarik ( t) dan kemuluran ( ). Data hasil pengujian kekuatan tarik dan kemuluran dapat
Hasil Pencampuran limbah plastik PE,serat kaca, dan xilena
Bentuk Film
Spesimen
Analisis Kuat Tarik dan Kemuluran
Analisis DTA
Analisis SEM
Kiki Angreini Siagian : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena (PE) Sebagai Matriks Komposit Dengan Bahan Penguat Serat Kaca, 2010.
dilihat pada lampiran 1.a. (Tabel 1). Dari data terlihat perubahan kekuatan tarik dan kemuluran pada limbah plastik PE sebelum dan sesudah penambahan serat kaca.
Dari data diperoleh kekuatan tarik dan kemuluran limbah plastik PE sebelum penambahan serat kaca adalah sebesar 0.69 Kgf/mm2 dan kemuluran sebesar 529.16%. Setelah penambahan serat kaca pada perbandingan komposisi limbah plastik PE dan serat kaca (b/b) (90:10) (%) terlihat adanya kenaikan pada kekuatan tarik dan kemulurannya yaitu kekuatan tarik sebesar 0.83 Kgf/mm2 dan kemuluran sebesar 179.55% dan maksimum terjadi pada komposisi limbah plastik PE dan serat kaca (b/b) (60:40) (%) yang memberikan kekuatan tarik sebesar 2.48 Kgf/mm2 dan kemuluran sebesar 56.60%. Hal ini menunjukkan bahwa serat kaca dapat bertindak sebagai bahan penguat pada limbah plastik PE, serat kaca memiliki kekuatan dan kekakuan yang tinggi, sifat inilah yang disumbangkan pada matriks limbah plastik PE yang bersifat elastis, namun rapuh. Pada perbandingan komposisi limbah plastik PE dan serat kaca (b/b) (50:50) (%) terjadi penurunan kekuatan tarik dan kemuluran, hal ini kemungkinan terjadi karena titik jenuh dalam pencampuran antara matriks limbah plastik PE dan bahan penguat serat kaca telah terlampaui.
4.2. Pengujian Sifat Mekanik Komposit dari Perbandingan Optimal Matriks Limbah Plastik PE dan Bahan Penguat Serat Kaca dengan Penambahan Variasi Konsentrasi Bahan Pembasah Xilena
Data hasil pengujian kekuatan tarik dan kemulurannya dapat dilihat pada lampiran 1.b. (Tabel 2). Dari data terlihat perubahan kekuatan tarik dan kemuluran pada campuran limbah plastik PE dan serat kaca sebelum dan sesudah penambahan xilena sebagai bahan pembasah.
Dari data diperoleh kekuatan tarik dan kemuluran campuran PE dan serat kaca sebelum penambahan xilena adalah sebesar 2.48 Kgf/mm2 dan kemuluran sebesar
Kiki Angreini Siagian : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena (PE) Sebagai Matriks Komposit Dengan Bahan Penguat Serat Kaca, 2010.
56.60%. Setelah penambahan xilena 5% terlihat adanya kenaikan pada kekuatan tarik dan kemulurannya yaitu kekuatan tarik sebesar 2.78 Kgf/mm2 dan kemuluran sebesar 74.58% dan maksimum terjadi pada penambahan xilena 20% yang memberikan kekuatan tarik sebesar 3.82 Kgf/mm2 dan kemuluran sebesar 58.78%. Hal ini menunjukkan bahwa xilena dapat bertindak sebagai bahan pembasah yang dapat meningkatkan interaksi antara matriks limbah plastik PE dengan bahan penguat serat kaca, dimana dengan adanya bahan pembasah xilena maka serat kaca akan terdispersi (tersebar) secara lebih merata pada matriks PE dan akan mengisi rongga-rongga pada matriks PE dengan lebih baik.
4.3. Analisis Termal dengan Menggunakan Analisis Termal Deferensial (DTA)
Analisis termal diferensial merupakan salah satu cara untuk menentukan sifat panas dari suatu bahan sampel (dalam hal ini komposit PE), dengan mengukur perbedaan temperatur di antara sampel dengan suatu bahan pembanding yang stabil terhadap perubahan panas.
Dari termogram DTA limbah plastik PE tanpa bahan penguat serat kaca pada lampiran 2.a. memperlihatkan adanya puncak endotermis pada suhu 125oC, yang diidentifikasikan sebagai temperatur leleh. Adanya puncak eksotermis pada suhu 370oC sebagai temperatur terdekomposisi.
Pada lampiran 2.b. yang merupakan termogram DTA komposit PE dengan bahan penguat serat kaca tanpa penambahan bahan pembasah xilena memperlihatkan adanya puncak endotermis pada suhu 125oC, yang diidentifikasikan sebagai temperatur leleh. Adanya puncak eksotermis pada suhu 370oC sebagai temperatur terdekomposisi dan pada suhu 470oC sebagai temperatur terbakar. Pada termogram ini, menunjukkan banyak puncak dengan titik yang berbeda-beda.
Sedangkan pada lampiran 2.c. yang merupakan termogram DTA komposit PE dan serat kaca dengan bahan pembasah xilena memperlihatkan adanya puncak endotermis pada suhu 130oC, yang diidentifikasikan sebagai temperatur leleh. Adanya
Kiki Angreini Siagian : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena (PE) Sebagai Matriks Komposit Dengan Bahan Penguat Serat Kaca, 2010.
puncak eksotermis pada suhu 370oC sebagai temperatur terdekomposisi dan pada suhu 460oC sebagai temperatur terbakar. Pada termogram ini, puncak yang dihasilkan lebih sedikit daripada termogram komposit PE tanpa penambahan xilena.
Adanya perubahan titik leleh dari kedua komposit sebelum dan sesudah penambahan bahan pembasah xilena diduga disebabkan karena meningkatnya gaya adhesi dan interaksi fisik antara matriks PE dan bahan penguat serat kaca karena adanya penambahan xilena, sehingga dibutuhkan suhu yang lebih tinggi untuk melelehkan campuran tersebut. Hal ini juga dapat dilihat dari jumlah puncak yang terdapat pada termogram kedua komposit. Pada termogram komposit PE sebelum penambahan xilena terdapat banyak puncak pada berbagai titik berbeda dibandingkan dengan termogram komposit PE dengan penambahan xilena. Perbedaan jumlah puncak ini menunjukkan bahwa komposit PE dengan penambahan xilena lebih homogen dibandingkan tanpa penambahan xilena. Terlihat bahwa penambahan xilena dapat meningkatkan ketahanan termal komposit.
4.4. Analisis Skanning Elektron Mikroskopi (SEM)
Dalam analisis foto SEM dapat diketahui bentuk dan perubahan permukaan dari suatu bahan. Pada prinsipnya bila terjadi perubahan pada suatu bahan misalnya patahan, lekukan dan perubahan struktur dari permukaan, maka bahan tersebut cenderung mengalami perubahan energi. Energi yang berubah tersebut dapat dipancarkan, dipantulkan dan diserap serta diubah bentuknya menjadi fungsi gelombang elektron yang dapat ditangkap dan dibaca hasilnya pada foto SEM.
Kiki Angreini Siagian : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena (PE) Sebagai Matriks Komposit Dengan Bahan Penguat Serat Kaca, 2010.
Pada gambar 4.1. hasil foto SEM menunjukkan permukaan yang kasar. Hal ini disebabkan serat kaca yang dicampurkan tidak menyebar secara merata dalam matriks limbah plastik PE karena tidak adanya kesesuaian di antara keduanya, sehingga terlihat adanya gumpalan-gumpalan serat kaca pada permukaan spesimen.
Gambar 4.1. Foto SEM Komposit PE dan serat kaca tanpa penambahan xilena
Pada gambar 4.2. hasil foto SEM menunjukkan permukaan yang lebih halus dibandingkan pada permukaan spesimen tanpa penambahan xilena, tidak terlihat adanya gumpalan serat kaca pada permukaan spesimen. Hal ini disebabkan rongga-rongga pada permukaan limbah PE telah diisi oleh serat kaca, yang dengan penambahan bahan pembasah xilena sehingga penyebaran serat kaca dalam limbah PE lebih merata dan homogen.
Kiki Angreini Siagian : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena (PE) Sebagai Matriks Komposit Dengan Bahan Penguat Serat Kaca, 2010.
Gambar 4.2. Foto SEM Komposit PE dan serat kaca dengan penambahan xilena
4.5. Analisis Spektrum Infra Merah (FT-IR)
Analisis spektrum infra merah ini dapat membantu untuk mengetahui apakah limbah plastik yang digunakan termasuk jenis polietilena atau tidak dengan memberi informasi tentang gugus fungsi dari limbah plastik, yang kemudian dibandingkan dengan spektrum infra merah polietilena komersil.
Pada lampiran 3.a. yang merupakan spektrum infra merah polietilena komersil, memiliki bilangan gelombang yang khas yaitu pada pita dengan bilangan gelombang 2950 cm-1 yang menunjukkan keberadaan gugus C-H, dan pada bilangan gelombang 1460 cm-1 dan 720 cm-1 menunjukkan adanya gugus CH2 ( Bark, L.S., & Allen, N.S., 1982).
Pada lampiran 3.b. yang merupakan spektrum limbah plastik, memberikan informasi pada bilangan gelombang 2918.15 cm-1 dan didukung pita dengan bilangan gelombang 2851.19 cm-1 yang menunjukkan adanya gugus C-H, dan pada bilangan gelombang 1471.59 cm-1 dan didukung pita dengan bilangan gelombang 1463.34 cm-1 serta pada bilangan gelombang 730.09 cm-1 dan didukung pita dengan bilangan gelombang 719.86 cm-1 yang menunjukkan adanya gugus CH2. Hal ini menunjukkan bahwa plastik yang digunakan merupakan jenis plastik polietilena.
Kiki Angreini Siagian : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena (PE) Sebagai Matriks Komposit Dengan Bahan Penguat Serat Kaca, 2010.
BAB 5