TINJAUAN PUSTAKA
2.10. Karakterisasi Campuran Polimer 1 Uji Daya Serap Air
Penentuan daya serap air sesuai dengan SNI daya serap air merupakan sifat fisis papan partikel yang menunjukkan sifat kemampuan papan untuk menyerap air selama perendaman didalam air.
Uji daya serap air dimaksudkan untuk mengetahui batas kemampuan komposit dalam menyerap air sampai batas maksimal (Septiari, 2014). Daya serap air menyatakan banyaknya air yang diserap oleh air contoh uji dalam persen terhadap berat awalnya setelah contoh uji direndam dalam air pada suhu kamar selama 24 jam (Wardani, 2013).
2.10.2 Uji Kuat Tekan (Compressive Strength Test)
Pemeriksaan uji kuat tekan dilakukan untuk mengetahui secara pasti akan kekuatan tekan yang sebenarnya apakah sesuai dengan yang direncanakan atau tidak.
Pada mesin uji kuat tekan benda diletakkan dan diberikan beban sampai benda runtuh, yaitu pada saat beban maksimum bekerja. Hasil uji mekanik adalah pengukuran terhadap kuat tekan, hasil dari pengukuran tersebut antara lain kuat patah MoR (Modulus of Repture) dan Modulus elastisitas MoE (Modulus of Elasticity).
Modulus of Repture (MoR)
Modulus of repture (MoR) merupakan salah satu sifat mekanis kayu yang menunjukkan papan komposit dalam menahan beban.
Nilai MoR dihitung dengan rumus :
MoR =
Dimana : MoR = Modulus of Repture (Kgf/cm2) B = Berat Beban (Kgf)
S = Jarak Sanggah (cm) L = Lebar Spesimen (cm) T = Tebal Spesimen (cm) Modulus of Elastisitas (MoE)
Modulus of Elasticity (MoE) merupakan ukuran ketahanan papan partikel menahan beban dalam batas proporsi (sebelum patah), sifat ini sangat penting sebagai bahan konstruksi (Wardani, 2012).
Nilai MoE dihitung dengan rumus :
MoE = ∆
∆
Dimana : MoE = Modulus of Elasticity (Kgf/cm2) B = Berat Beban (Kgf)
S = Jarak Sanggah (cm) L = Lebar Spesimen (cm) T = Tebal Spesimen (cm) D = Defeleksi (cm)
17
Fourier Transform Infrared (FTIR) adalah teknik yang digunakan untuk mendapatkan spektrum inframerah penyerapan, emisi, fotokonduktivitas atau hamburan Raman dari padat, cair atau gas. Spektrometer FTIR secara bersamaan mengumpulkan data spektral dalam berbagai spektrum yang luas. Mendapat keuntungan yang signifikan atas spektometer dispersif yang mengukur intensitas sedikit rentang panjang gelombang pada suatu waktu.
Pada dasarnya teknik FTIR adalah sama dengan spektroskopi inframerah biasa, kecuali dilengkapi dengan cara perhitungan Fourier Transform dan pengolahan data untuk mendapatkan resolusi dan kepekaan yang lebih tinggi (Wirjosentono,1995).
Hasil spektrum memperlihatkan absorbsi dan transmisi molecular yang membentuk sidik jari molekul sampel. Seperti halnya sidik jari, tidak ada dua struktur molekul berbeda yang memiliki yang memiliki spektrum inframerah yang sama. Hampir semua molekul menyerap sinar inframerah dan masing- masing molekul hanya menyerap sinar inframerah pada frekuensi tetentu. Hal ini menunjukkan karakteristik khas untuk setiap molekul. Masing- masing jenis molekul hanya menyerap pada frekuensi tertentu dan akan terbentuk pola spektrum absorpsi yang khas atau sidik jari pada spectrum inframerah.
Atom molekul bergerak dengan berbagai cara tetapi selalu pada tingkat energi tertentu. Energi getaran rentang untuk molekul organik harus sesuai dengan radiasi inframerah dengan bilangan gelombang 1200-4000 cm-1. Terdapat dua macam getaran molekul, yaitu getaran ulur dan getaran tekuk. Identifikasi pita absorpsi khas yang disebabkan oleh berbagai gugus fungsi merupakan dasar penafsiran spectrum infamerah. Ikatan O-H dari golongan karboksil diabsorpsi pada daerah 2500 sampai 3300 cm-1 dan ikatan C=O ditunjukkan diantara 1710 sampai 1750 cm-1. Hanya getaran yang menghasilkan perubahan momen dwi kutub secara berirama yang teramati didalam inframerah (Rong, 2011).
2.10.4 Scanning Electron Microscopy (SEM)
Mikroskop elektron adalah sebuah mikroskop yang mampu untuk melakukan pembesaran objek sampai 2 juta kali yang menggunakan elektro statik dan elektro magnetik untuk mengontrol pencahayaan dan tampilan gambar serta memiliki kemampuan pembesaran objek serta resolusi yang jauh lebih bagus dari pada
mikroskop cahaya. Mikroskop elektron ini menggunakan jauh lebih banyak energi dan radiasi elektromagnetik yang lebih pendek dibandingkan mikroskop cahaya (Qiu, 2005).
Teknik SEM pada hakikatnya merupakan pemeriksaan dan analisa permukaan. Data atau tampilan yang diperoleh adalah data dari permukaan. Dari gambar permukaan yang diperoleh merupakan tofografi dengan segala tonjolan, lekukan, dan lubang pada permukaan. Gambar tofografi diperoleh dari penangkapan elektron sekunder yang dipancarkan oleh specimen. Sinyal elektron sekunder yang dihasilkan ditangkap oleh detektor yang diteruskan ke monitor. Pada monitor akan diperoleh gambar yang khas menggambarkan suatu struktur permukaan specimen.
Selanjutnya gambar di monitor dapat dipotret dengan menggunakan film hitam putih atau dapat pula direkam kedalam suatu disket (Negulescu, 2004).
Dalam penelitian morfologi permukaan SEM terbatas pemakaiannya, tetapi memberikan informasi yang bermanfaat mengenai topologi permukaan dengan resolusi sekitar 100 Å. Aplikasi-aplikasi yang khas mencakup penelitian dispersi-dispersi pigmen dalam cat, pelepuhan atau peretakan koting, batas-batas fasa dalam polipaduan yang tak dapat campur, struktur sel busa-busa polimer dan kerusakan pada bahan perekat. SEM teristimewa berharga dalam mengevaluasi betapa penanaman (implant) bedah polimerik bereaksi baik dengan lingkungan bagian tubuhnya (Stevens, 2001).
2.10.5 Difference Scanning Calorimetry (DSC)
DSC (Difference Scanning Calorimetry) merupakan teknik yang digunakan untuk menganalisa dan mengukur perbedaan kalor yang masuk kedalam sampel dan referensi sebagai pembandingnya. DSC dapat digunakan untuk mempelajari perubahan yang terjadi pada bahan pada saat dipanaskan. DSC dapat menentukan kapasitas panas (heat capacity), suhu perubahan dari keadaan kaku ke keadaan elastis (glass transition, Tg), suhu perubahan kristal (Tc), suhu perubahan dari padat menjadi cair (melting point, Tm), dan derajat pengkristalan (cristalinity). Di dalam alat DSC terdapat dua heater, dimana diatasnya diletakkan wadah sampel yang diisi dengan sampel dan wadah kosong (reference). Analisis DSC digunakan untuk mempelajari transisi fase, seperti melting, suhu transisi glass (Tg), atau dekomposisi
19
panas suatu bahan. Salah satu sifat fisik penting yang dimiliki polimer adalah temperatur transisi gelas (Tg), dimana sifat ini akan mengakibatkan polimer tersebut mempunyai daya tahan terhadap panas atau suhu yang berubah-ubah (Harsojuwono, 2015)
DSC merupakan model yang lebih akhir, dan menjadi metode pilihan untuk penelitian-penelitian kuantitatif terhadap transisi termal dalam polimer. Dalam metode DSC atau DTA, suatu sampel polimer dan referensi inert dipanaskan, biasanya dalam atmosfer nitrogen, dan kemudian transisi-transisi termal dalam sampel tersebut dideteksi dan diukur. Dengan DSC, sampel dan referensi diberikan dengan pemanasnya sendiri – sendiri, dan energi disuplai untuk menjaga suhu – suhu sampel dan referensi tetap konstan. Keuntungan utama DSC adalah bahwa area peak termogram berkaitan langsung dengan perubahan entalpi dalam sampel, oleh karenanya bisa dipakai untuk pengukuran-pengukuran kapasitas panas, panas fusi, entalpi reaksi, dan sejenisnya (Stevens, 2001).
2.10.6 Uji Koefisien Serap (α) Bunyi
Pengujian sampel untuk mengetahui berapa koefisien absorbsinya dengan menggunakan metode tabung impedansi. Metode tabung impedansi merupakan salah satu cara untuk mengukur absorpsi bahan terhadap gelombang bunyi. Penggunaan metode ini berdasarkan dua standart, yaitu ISO 10534-2:1998 and American Standart for Testing Materials (ASTM) E 1050-98. Prinsip dasar metode tabung impedansi adalah refleksi, absorpsi dan transmisi gelombang bunyi oleh permukaan bahan pada suatu ruang tertutup, dimana bahan tersebut digunakan untuk melapisi permukaan dinding ruang tertutup (Baheramsyah, 2006).
Efisiensi penyerapan bunyi suatu bahan pada suatu frekuensi tertentu yang dinyatakan dengan suatu koefisien penyerapan bunyi (coefficient of sound absorption). Koefisien penyerapan bunyi suatu permukaan adalah bagian energi bunyi datang yang diserap, atau tidak dipantulkan oleh permukaan. Satuan ini dinyatakan dalam huruf Geek α. Nilai α dapat berada antara 0 sampai dengan 1 (Astika, 2016). Bila nilai serapan bunyi 0 maka gelombang bunyi dipantulkan semuanya, bila nilai serapnya 1 maka gelombang bunyi diserap semua (Balaka, 2016).
Metode ini terutama digunakan didalam pekerjaan riset ataupun dalam pengaturan kualitas untuk pembuatan dari bahan-bahan penyerapan suara. Jika perpindahan gelombang datang yang terjadi pada sembarang waktu dapat dihitung.
d1= A sin(ωt – kx)
k = 2 / λ (2.2)
dan perpindahan gelombang pantulan dapat ditunjukkan pada rumus 2.2 dengan persamaan:
d2= RA sin(ωt + kx) (2.3)
Keterangan :
A = Simpangan maksimum mula- mula R = Koefisien energi pantul gelombang
Jadi sebagai akibat perpindahan pada setiap titik diberikan dengan : d = d1+d2
= A sin(ωt – kx) + RA sin(ωt + kx) (2.4)
Gambar 2.5 Perpindahan energi gelombang datang dan gelombang pantul
Dapat terlihat bahwa masing- masing nilai amplitudo maksimum dan minimum adalah A(1 + R) dan A(1 – R). Jika nilai jarak maksimum dan minimum dari amplitudo adalah A1 dan A2 maka :
= (( )) (2.5)
Atau
21
R= = (2.6)
Energi dapat ditunjukkan sebagai berbanding langsung terhadap amplitudo kuadrat yaitu :
Energi = = 1 +(( )) (2.7)
R = Sebagian energi yang dipantulkan (refleksi) α = Koefisien energi yang diserap (absorbsi) maka :
2.11 Faktor yang Mempengaruhi Kinerja Akustik dari Material Penyerap