Amir Hamzah Siregar
Dosen Kimia, FMIPA USU Medan
ABSTRAK
Dalam penelitian ini telah dilakukan, rasio campuran polypropylene (50 g) dan karet sintetis EPDM (50 g) variasi konsentrasi peroksida inisiator dicumyl (1,2,3 phr) dan variasi konsentrasi divinilbenzene crossling agen (0,1,2 , 3 phr). Dari polipropilena pencampuran (50 g) dan EPDM karet sintetis (50 g) dengan konsentrasi peroksida dicumyil 2 phr ditemukan kekuatan tarik dan elastisitas optimum 0,94 dan 8,44% Kgf/mm2. Sedangkan polypropylene pencampuran (50 g) dan EPDM karet sintetis (50 g) dengan konsentrasi 1 peroksida psk dicumyl dan 2 divinilbenzena phr ditemukan kekuatan tarik dan elastisitas optimum 1,75 Kgf/mm2 dan 41,10%. Dari hasil analisis SEM diperoleh bahwa penambahan divinylbenzene dapat meningkatkan permukaan menjadi lebih datar dan homogeneus. Dari analisis gugus fungsi FT-IR menunjukkan gugus fungsional tidak berubah dan interaksi yang terjadi hanya interaksi fisik. Analisis kandungan gel menunjukkan menunjukkan variasi campuran polypropylene konsentrasi (50 g), EPDM karet sintetis (50 g), peroksida dicumyl (1 phr) dan meningkatkan divinylbenzene (2 phr) dalam persentase gel karena interaksi antara komponen-komponen blending lihat xylene pelarut tidak dapat larut.
Keyword : Divinylbenzen, Polypropilen, EPDM, Dicumyl peroksida, Kekuatan Tarik, Kandungan Gel
PENDAHULUAN
Polipropilena merupakan bahan polimer sintetik yang bersifat termoplastik sehingga mudah untuk diproses, memiliki kekuatan tarik dan kekakuan yang baik, ketahanan yang tinggi terhadap pelarut organik, dan harganya murah namun propilena memiliki kelemahan yakni sifat kekerasannya dan kekakuannya yang tinggi menyebabkan
Prosiding Seminar Nasional Kimia 2011
Sedangkan karet sintesis EPDM memiliki kelebihan yaitu ketahanannya terhadap sinar matahari, ozon, serta pengaruh unsur cuaca lainnya, tetapi karet ini juga memiliki kelemahan pada elastisitas dan ketahanan terhadap sobekan (patahan) (Hoffman, 1989).
Campuran dua atau lebih polimer telah mendapatkan suatu bahan dengan sifat-sifat yang diinginkan seperti sifat mekanik, fisik, termal dan kemampuan proses yang baik yang tidak dapat ditemukan dari masing-masing komponen penyusunnya. Jadi campuran elastomer dan termoplastik menghasilkan bahan dengan spesifikasi tehnik yang diharapkan (Halimatuddahliana. dkk, 2008). Umumnya material termoplastik elastomer yang sudah dikembangkan terbuat dari karet sintesis seperti ethylene propylene diene monomer (EPDM), ethylene- propylene rubber (EPR) dan butadiene acrylonitrile rubber (NBR), atau modifikasinya (Bahruddin. dkk, 2007).
Pencampuran Polipropilena dan karet Sintesis EPDM dengan menggunakan dikumil peroksida sebagai inisiator dapat mempengaruhi ketahanan termoplastik elastomer terhadap oksigen dan juga ozon. (Naskar. dkk, 2004) Begitu juga menggunakan kalsium karbonat sebagai bahan pengisi pada pencampuran termoplastik elastomer (polipropilena dan karet sintesis EPDM), dengan penambahan kalsium karbonat sebagai bahan pengisi meningkatkan stabilitas termal dari termoplastik elastomer (Salmah, 2007). Peneliti sebelumnya juga (Halimatuddahliana, dkk, 2008) meneliti pengaruh penambahan bahan sambung silang dikumil peroksida dan N,N-m-phenylenebismaleimide (HVA-2) terhadap kekuatan tarik dan kandungan gel pada campuran karet alam dan polipropilena. Dimana dengan penggunaan kombinasi bahan sambung silang dikumil peroksida dan HVA-2 telah meningkatkan kekuatan tarik dan kandungan gel pada campuran.
METODOLOGI PENELITIAN.
Parameter yang diukur adalah sifat mekanis yaitu nilai kekutan tarik dan kemuluran , kandungan gel, perubahan gugus fungsi, sifat permukaan dari komposit.
Prosiding Seminar Nasional Kimia 2011
dimasukkan ke dalam internal mixer pada suhu 1700C selama 20 menit. Kemudian ditambahkan karet sintesis EPDM hasil ekstrusi ke dalam internal mixer, dibiarkan bercampur selama 10 menit. Ditambahkan dikumil peroksida sebanyak 1 phr, dibiarkan bercampur selama 5 menit. Campuran karet sintesis EPDM, polipropilena, dan dikumil peroksid,. didinginkan sampai terbentuk campuran kering. Selanjutnya dicetak tekan pada suhu 1700C sampai berbentuk film, didinginkan dan dikeluarkan hasilnya. Film campuran yang sudah menjadi spesimen selanjutnya dikarekterisasi dengan uji tarik, SEM, FT-IR dan kandungan gel. Perlakuan yang sama dilakukan dengan perbandingan variasi konsentrasi dikumil peroksida 2 dan 3 phr.
Pencampuran polipropilena, karet sintesis EPDM dan dikumil peroksida dengan penambahan divinilbenzena
Karet sintesis EPDM diekstrusi pada suhunya 800C, hasilnya ditimbang sebanyak 50 gram. Polipropilena sebanyak 50 gram dimasukkan ke dalam internal mixer pada suhu 1700C selama 20 menit. Kemudian setelah itu ditambahkan karet sintesis EPDM hasil ekstruder ke dalam internal mixer, dibiarkan bercampur selama 10 menit. Ditambahkan dikumil peroksida sebanyak 1 phr, dibiarkan bercampur selama 5 menit. Selanjutnya ditambahkan divinilbenzena 1 phr dibiarkan bercampur selama 10 menit. Akhirnya didapat campuran karet sintesis EPDM, polipropilena, dikumil peroksida dan divinilbenzena. Didinginkan sampai terbentuk campuran kering. Selanjutnya dicetak tekan pada suhu 1700C sampai berbentuk film, didinginkan dan dikeluarkan hasilnya. Film campuran yang sudah menjadi spesimen selanjutnya dikarekterisasi dengan uji tarik, SEM, FT-IR dan analisa kandungan gel .
Perlakuan yang sama dilakukan dengan perbandingan variasi konsentrasi divinilbenzena dan dikumil peroksida (v/b); 1 phr : 1 phr, 1 phr : 2 phr, 1 phr : 3 phr ; 2 phr :1 phr, 2 phr: 2 phr, 2 phr : 3 phr ; 3 phr : 1 phr, 3 phr : 2 phr, 3 phr : 3 phr.
Pembuatan Film Spesimen Hasil Poliblen
Hasil pencampuran diletakkan diantara lempengan aluminium yang berukuran 15 x 15 cm yang terlebih dahulu dilapisi dengan kertas aluminium. Lempengan diletakkan diantara pemanas mesin pencetak tekan yang dipanaskan pada suhu 1700C selama 5 menit tanpa tekanan. Pemanasan dilanjutkan selama 5 menit pada suhu 1700C dengan
Prosiding Seminar Nasional Kimia 2011
HASIL DAN PEMBAHASAN Pengujian Sifat Mekanik
Pengujian sifat mekanik penting untuk melihat tingkat kompatibilitas suatu campuran polimer dan menentukan campuran polimer yang sesuai dengan yang diinginkan. Variasi komposisi campuran dari polimer menghasilkan tingkat kompatibilitas yang berbeda. Derajat kompatibilitas menggambarkan kekuatan interaksi yang terjadi antara rantai-rantai polimer, sehingga membentuk campuran yang homogen ( Mustafa. I, 2010).
Pengujian sifat mekanik bahan polimer dilakukan untuk mendapatkan data pencampuran suatu bahan. Sifat mekanik yang diuji disini meliputi kekuatan tarik (σt) dan kemuluran (ε). Hasil dari pengujian didapatkan harga Fmaks dalam satuan Kgf dan perubahan
panjang dalam satuan mm.
Data hasil kekuatan tarik (σt) dan kemuluran (ε) campuran karet
sintesis EPDM, polipropilena, dan dikumil peroksida
No Sampel Load (Kgf) Stroke (mm) Kekuatan tarik ((Kgf/mm2) σt) Kemuluran (ε)( % )
1 50 g EPDM + 50 g PP + 1 phr DCP 9,96 3,09 0,83 8,13 2 50 g EPDM + 50 g PP + 2 phr DCP 11,36 3,21 0,94 8,44 3 50 g EPDM + 50 g PP + 3 phr DCP 3,45 3,15 0,49 8,28
Data hasil kekuatan tarik (σt) dan kemuluran (ε) campuran karet
sintesis EPDM, polipropilena, dikumil peroksida dan 1 phr divinilbenzena No Sampel Load (Kgf) Stroke (mm) Kekuatan tarik (σt) (Kgf/mm2) Kemuluran (ε) ( % ) 1 50 g EPDM + 50 g PP + 1 phr DCP + 1 phr DVB 9,94 3,55 0,82 9,34 2 50 g EPDM + 50 g PP + 2 phr DCP + 1 10,87 5,22 0,90 13,73
Prosiding Seminar Nasional Kimia 2011
Data hasil kekuatan tarik (σt) dan kemuluran (ε) campuran karet sintesis
EPDM, polipropilena, dikumil peroksida dan 2 phr divinilbenzena
No Sampel Load (Kgf) Stroke (mm) Kekuatan tarik (σt) (Kgf/mm2) Kemuluran (ε) ( % ) 1 50 g EPDM + 50 g PP + 1 phr DCP + 2 phr DVB 21,11 15,62 1,75 41,10 2 50 g EPDM + 50 g PP + 2 phr DCP + 2 phr DVB 13,63 9,34 1,13 24,57 3 50 g EPDM + 50 g PP + 3 phr DCP+ 2 phr DVB 12,70 4,75 1,05 12,50
Data hasil kekuatan tarik (σt) dan kemuluran (ε) campuran karet
sintesis EPDM, polipropilena, dikumil peroksida dan 3 phr divinilbenzena No Sampel Load (Kgf) Stroke (mm) Kekuatan tarik (σt) (Kgf/mm2) Kemuluran (ε) ( % ) 1 50 g EPDM + 50 g PP + 1 phr DCP + 3 phr DVB 10,37 7,28 1,37 19,15 2 50 g EPDM + 50 g PP + 2 phr DCP + 3 phr DVB 14,81 6,34 1,23 16,68 3 50 g EPDM + 50 g PP + 3 phr DCP + 3 phr DVB 13,35 4,26 1,11 11,21
Hasil analisis uji tarik ( σt) dan kemuluran (ε) dari campuran
Dari hasil analisis kekuatan tarik dan kemuluran suatu campuran karet sintesis EPDM dan PP pada variasi berat DCP dan DVB merupakan faktor penting untuk menentukan variasi yang optimum campuran yang dipilih agar diperoleh sifat mekanis yang diinginkan.