PREPARASI DAN KARAKTERISASI NANO-KOMPOSIT
POLIPROPILENA-ORGANOBENTONIT ALAM BENER
MERIAH DENGAN MENGGUNAKAN MALEAT
ANHIDRIDA DAN DIVINYL BENZENA
SEBAGAI KOMPATIBILIZER
TESIS
Oleh:
TAUFIK HIDAYAT
117006002/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PREPARASI DAN KAREKTERISASI NANO-KOMPOSIT
POLIPROPILENA-ORGANOBENTONIT ALAM BENER
MERIAH DENGAN MENGGUNAKAN MALEAT
ANHIDRIDA DAN DIVINYL BENZENA
SEBAGAI KOMPATIBILIZER
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Megister Sains dalam Program Studi Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Oleh :
TAUFIK HIDAYAT
117006002/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Judul Tesis : PREPARASI DAN KAREKTERISASI NANO - KOMPOSIT POLIPROPILENA-RGANOBENTONIT ALAM BENER MERIAH DENGAN ENGGUNAKAN MALEAT ANHIDRIDA DAN DIVINYL BENZENA SEBAGAI KOMPATIBILIZER
Nama Mahasiswa : TAUFIK HIDAYAT Nomor Pokok : 117006002
Program Studi : Ilmu Kimia
Menyetujui Komisi Pembimbing
(Saharman Gea, MSi, Ph.D) (Dr. Marpongahtun, M.Sc Ketua Anggota
)
Ketua Program Studi, Dekan,
Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D Dr. Sutarman, M.Sc
Telah diuji pada Tanggal: 04 Juli 2013
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Saharman Gea, MSi, Ph.D Anggota : 1. Dr. Marpongahtun, M.Sc
2. Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D 3. Prof. Dr. Thamrin, M.Sc
PREPARASI DAN KAREKTERISASI NANO-KOMPOSIT
POLIPROPILENA-ORGANOBENTONIT ALAM BENER
MERIAH DENGAN MENGGUNAKAN MALEAT
ANHIDRIDA DAN DIVINYL BENZENA
SEBAGAI KOMPATIBILIZER
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kerjasama di suatu perguruan tinggi dan sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu dalam naskah dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Medan, 29 Juli 2013 Penulis
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai Sivitas Akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Taufik Hidayat
Nomor Pokok : 117006002
Program Studi : Magister Ilmu Kimia Jenis Karya Ilmiah : Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusif Royalty Free Right) atas Tesis saya yang berjudul:
PREPARASI DAN KAREKTERISASI NANO KOMPOSIT POLIPROPILENA-ORGANOBENTONIT ALAM BENER MERIAH DENGAN MENGGUNAKAN MALEAT ANHIDRIDA DAN DIVINYL BENZENA SEBAGAI KOMPATIBILIZER
beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, 04 Juli 2013
PERNYATAAN ORISINALITAS
PREPARASI DAN KAREKTERISASI NANO KOMPOSIT
POLIPROPILENA-ORGANOBENTONIT ALAM BENER
MERIAH DENGAN MENGGUNAKAN MALEAT
ANHIDRIDA DAN DIVINYL BENZENA
SEBAGAI KOMPATIBILIZER
TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya Tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.
Medan, 04 Juli 2013
KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan Puji dan Syukur kehadirat Allah SWT yang telah
memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan
penulisan tesis ini. Serta tidak lupa shalawat dan salam kepada junjungan kita Nabi
Besar Muhammad SAW semoga kita mendapat syafaatnya.
Adapun judul tesis ini ‘Preparasi dan Karakterisasi Nano-Komposit
Polipropilena-Organobentonit Alam Bener Meriah Dengan Menggunakan Maleat
Anhidrida dan Divinyl Benzena Sebagai Kompatibilizer’. Tesis ini sebagai salah satu
syarat untuk memperoleh gelar Magister of Sains di Sekolah Pascasarjana Universitas
Sumatera Utara.
Pada kesempatan ini saya mengucapkan terima kasih kepada Gubernur
Sumatera Utara c.q Kepala Bappeda Provinsi Sumatera Utara yang memberikan
beasiswa kepada saya sebagai Mahasiswa Program Magister Kimia di Sekolah
Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. Dengan selesainya tesis ini penulis
mengucapkan terima kasih kepada: Rektor Universitas Sumatera Utara, Bapak Prof.
Dr. dr. Syahril Pasaribu, DMTH, M.Sc, CTM, SpA(K) atas kesempatan dan fasilitas
yang diberikan kepada penulis untuk menyelesaikan Program Magister, Dekan FMIPA
Dr. Sutarman, M.Sc., ketua Program Studi Kimia, Bapak Prof. Dr. Basuki
Wirjosentono, MS, Ph.D dan sekretaris program studi kimia Bapak Dr. Hamonangan
Nainggolan, M.Sc atas kesempatan yang telah diberikan kepada penulis untuk menjadi
mahasiswa Program Magister Sains di Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera
Utara.
Dan dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih dan
penghargaan yang setinggi-tingginya kepada :
1. Bapak Saharman Gea, MSi, Ph.D, selaku Dosen Pembimbing Utama dan Ibu Dr.
Marpongahtun, M.Sc, selaku Anggota Komisi Pembimbing yang selalu
menyediakan waktu dan penuh perhatian dalam memberikan bimbingan, saran dan
motivasi sehingga tesis ini dapat penulis selesaikan.
2. Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D, Bapak Prof. Dr. Thamrin, M.Sc,
Bapak Jamahir Gultom, Ph.D beserta Bapak Prof. Dr. Yunazar Manjang selaku
dosen pembanding yang telah banyak memberikan masukan dalam penulisan tesis
ini.
3. Bapak dan Ibu Dosen Sekolah Pascasarjana Program Studi Ilmu Kimia yang telah
memberikan ilmu dan motivasi bagi penulis.
4. Kepala Laboratorium Kimia Polimer FMIPA USU, beserta staf dan asisten atas
fasilitas dan sarana yang diberikan.
5. Teman-teman mahasiswa Sekolah Pascasarjana Kimia USU angkatan 2011 dan
kakak Leli di Sekretariat Program Studi Magister Kimia serta tim expedisi
Bentonit Bener Meriah Nanggroe Aceh Darusalam yang telah banyak membantu
dan member saran selama menjalankan perkuliahan serta penelitian.
6. Keluarga tercinta yaitu orang tua saya Ayahanda Mulyono dan Ibunda Siti Asiah
serta adik-adikku Wahyu Hidayat, Leyla Nurhidayah dan Syarif Hidayattullah atas
perhatian, kasih sayang, doa, motivasi dan nasehat selama perkuliahan, penelitian
dan penulisan tesis ini.
7. Istri tercinta Hapni dan ananda Nu’matu Suhaila, Mifdhal Kholis Ramadan, dan
Muhammad Alfatih serta Ibunda Hj. Maisarah, Ibunda Khairani dan tak lupa
keluarga besar di Kota Tebing Tinggi, Tanjung Pura, dan Lokhsukun Aceh Utara
dengan penuh kasih sayang dan cinta, kesabaran dan perhatian memberikan doa
restu serta dorongan sehingga saya dapat menyelesaikan pendidikan Magister
Kimia di Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.
8. Bapak Gundur Pulungan selaku Kepala Sekolah SMA Negeri 4 Tebing Tinggi dan
rekan-rekan guru di SMA Negeri 4 Tebing Tinggi, yang telah memberikan
kesempatan dan motivasi kepada saya untuk mengikuti pendidikan pada Program
Magister Kimia di Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara Medan.
9. Seluruh keluarga dan sahabat-sahabat yang telah banyak mendoakan dan memberi
semangat kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan, oleh sebab itu
pembaca untuk kesempurnaan bagi penelitian dan kemajuan ilmu pengetahuan. Penulis
berharap semoga tesis ini bermanfaat bagi penelitian dan kemajuan ilmu pengetahuan
di masa yang akan datang.
Medan, 04 Juli 2013
Taufik Hidayat
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
1. Nama : Taufik Hidayat
2. Tempat/tanggal lahir : Tebing Tinggi/30 Desember 1979
3. Agama : Islam
4. Status : Menikah
5. Alamat : Jl. P.Sulawesi Lingkungan 2 Kelurahan Persiakan
Kecamatan Padang Hulu Kota Tebing Tinggi
6. Pendidikan :
SD Negeri 164518 Tebing Tinggi 1986 – 1992
SMP Negeri 1 Tebing Tinggi 1992 – 1995
SMA Negeri 1 Tebing Tinggi 1995 – 1998
Universitas Negeri Medan 1998 – 2003
Sekolah Pascasarjana Kimia USU 2011 – 2013 7. Riwayat Pekerjaan :
PREPARASI DAN KARAKTERISASI NANO-KOMPOSIT
POLIPROPILENA-ORGANOBENTONIT ALAM BENER
MERIAH DENGAN MENGGUNAKAN MALEAT
ANHIDRIDA DAN DIVINYL BENZENA
SEBAGAI KOMPATIBILIZER
ABSTRAK
Peneltian ini menggunakan sampel bentonit berasal dari Desa Negeri Antara Kecamatan Pintu Rime Gayo Kabupaten Bener Meriah. Sampel dibuat dalam bentuk suspensi selanjutnya diberi gelombang ultrasonik dan disedimentasi selama 7 hari. Sampel dibuat dalam ukuran 185,6 nm untuk kemudian dimodifikasi dengan penambahan surfaktan CTAB. Proses penyatuan nanokomposit polipropilena-bentonit diawali dengan modifikasi bentonit alam polimer polar dapat disatukan dengan bentonit alam. Penambahan pengkompatibel agar polipropilena dapat tetap berada dalam struktur komposit perlu dilakukan, dalam hal ini menggunakan beberapa pengkompatibel seperti Polypropilene-grafting-Maleic Anhidride (PP-g-MA), Diviniyl Benzene (DVB), dan Maleic Anhidride-Benzoil Peroksida (MA-BPO). Bahan komposit dibuat dengan komposisi PP dan zat pengkompatibel berjumlah tetap, namun fraksi berat nanoorganobentonit bervariasi 0; 2; 5; dan 7%. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh penambahan organobentonit dari bentonit alam dan zat pengkompatibel yang bervariasi terhadap sifat termal dari komposit PP. Hasil FTIR menunjukkan terjadi pencampuran yang homogen antara organobentonit dengan polipropilena. Hasil uji komposit menggunakan alat DTA memperlihatkan bahwa penambahan jumlah organobentonit dengan fraksi berat 6% dan 1% pengkompatibel Maleic Anhidride – Benzoil Peroksida (MA-BPO) menaikkan ketahanan terhadap panas yang paling optimal.
PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF NANO
COMPOSITE-ORGANOBENTONIT POLYPROPYLENE
USING NATURAL BENER MERIAH ANHYDRIDE
MALEIC AND DIVINYL BENZENE
AS
COMPATIBILIZER
ABSTRACT
This study used samples of bentonite originated from Desa Negeri Antara Kecamatan Pintu Rime Gayo Kabupaten Bener Meriah. They were formed in suspension and given ultrasonic waves then sedimented in 7 days. They were made in 185,6 nm
KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan Puji dan Syukur kehadirat Allah SWT yang telah
memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan
penulisan tesis ini. Serta tidak lupa shalawat dan salam kepada junjungan kita Nabi
Besar Muhammad SAW semoga kita mendapat syafaatnya.
Adapun judul tesis ini ‘Preparasi dan Karakterisasi Nano-Komposit
Polipropilena-Organobentonit Alam Bener Meriah Dengan Menggunakan Maleat
Anhidrida dan Divinyl Benzena Sebagai Kompatibilizer’. Tesis ini sebagai salah satu
syarat untuk memperoleh gelar Magister of Sains di Sekolah Pascasarjana Universitas
Sumatera Utara.
Pada kesempatan ini saya mengucapkan terima kasih kepada Gubernur
Sumatera Utara c.q Kepala Bappeda Provinsi Sumatera Utara yang memberikan
beasiswa kepada saya sebagai Mahasiswa Program Magister Kimia di Sekolah
Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. Dengan selesainya tesis ini penulis
mengucapkan terima kasih kepada: Rektor Universitas Sumatera Utara, Bapak Prof.
Dr. dr. Syahril Pasaribu, DMTH, M.Sc, CTM, SpA(K) atas kesempatan dan fasilitas
yang diberikan kepada penulis untuk menyelesaikan Program Magister, Dekan FMIPA
Dr. Sutarman, M.Sc., ketua Program Studi Kimia, Bapak Prof. Dr. Basuki
Wirjosentono, MS, Ph.D dan sekretaris program studi kimia Bapak Dr. Hamonangan
Nainggolan, M.Sc atas kesempatan yang telah diberikan kepada penulis untuk menjadi
mahasiswa Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara.
Dan dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih dan
penghargaan yang setinggi-tingginya kepada :
Bapak Saharman Gea, MSi, Ph.D, selaku Dosen Pembimbing Utama dan Ibu Dr.
Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D, Bapak Prof. Dr. Thamrin, M.Sc,
Bapak Jamahir Gultom, Ph.D beserta Bapak Prof. Dr. Yunazar Manjang selaku dosen
pembanding yang telah banyak memberikan masukan dalam penulisan tesis ini.
Bapak dan Ibu Dosen Sekolah Pascasarjana Program Studi Ilmu Kimia yang telah
memberikan ilmu dan motivasi bagi penulis.
Kepala Laboratorium Kimia Polimer FMIPA USU, beserta staf dan asisten atas
fasilitas dan sarana yang diberikan.
Teman-teman mahasiswa Sekolah Pascasarjana Kimia USU angkatan 2011 dan
kakak Leli di Sekretariat Program Studi Magister Kimia serta tim expedisi Bentonit
Bener Meriah Nanggroe Aceh Darusalam yang telah banyak membantu dan member
saran selama menjalankan perkuliahan serta penelitian.
Keluarga tercinta yaitu orang tua saya Ayahanda Mulyono dan Ibunda Siti Asiah
serta adik-adikku Wahyu Hidayat, Leyla Nurhidayah dan Syarif Hidayattullah atas
perhatian, kasih sayang, doa, motivasi dan nasehat selama perkuliahan, penelitian dan
penulisan tesis ini.
Istri tercinta Hapni dan ananda Nu’matu Suhaila, Mifdhal Kholis Ramadan, dan
Muhammad Alfatih serta Ibunda Hj. Maisarah, Ibunda Khairani dan tak lupa keluarga
besar di Kota Tebing Tinggi, Tanjung Pura, dan Lokhsukun Aceh Utara dengan penuh
kasih sayang dan cinta, kesabaran dan perhatian memberikan doa restu serta dorongan
sehingga saya dapat menyelesaikan pendidikan Magister Kimia di Sekolah
Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.
Bapak Gundur Pulungan selaku Kepala Sekolah SMA Negeri 4 Tebing Tinggi dan
rekan-rekan guru di SMA Negeri 4 Tebing Tinggi, yang telah memberikan kesempatan
dan motivasi kepada saya untuk mengikuti pendidikan pada Program Magister Kimia
di Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara Medan.
Seluruh keluarga dan sahabat-sahabat yang telah banyak mendoakan dan memberi
semangat kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan, oleh sebab itu
penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari para
berharap semoga tesis ini bermanfaat bagi penelitian dan kemajuan ilmu pengetahuan
di masa yang akan datang.
Medan, 04 Juli 2013
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
8. Nama : Taufik Hidayat
9. Tempat/tanggal lahir : Tebing Tinggi/30 Desember 1979
10. Agama : Islam
11. Status : Menikah
12. Alamat : Jl. P.Sulawesi Lingkungan 2 Kelurahan Persiakan
Kecamatan Padang Hulu Kota Tebing Tinggi
13. Pendidikan :
SD Negeri 164518 Tebing Tinggi 1986 – 1992
SMP Negeri 1 Tebing Tinggi 1992 – 1995
SMA Negeri 1 Tebing Tinggi 1995 – 1998
Universitas Negeri Medan 1998 – 2003
FMIPA Pascasarjana Kimia USU 2011 – 2013
14. Riwayat Pekerjaan :
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK i
ABSTRACT ii
KATA PENGANTAR iii
DAFTAR RIWAYAT HIDUP vi
DAFTAR ISI vii
DAFTAR GAMBAR x
DAFTAR TABEL xi
DAFTAR LAMPIRAN xii
DAFTAR SINGKATAN xiii
BAB 1 PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Perumusan Permasalahan 4
1.3 Pembatasan Masalah 5
1.4 Tujuan Penelitian 5
1.5 Manfaat Penelitian 5
1.6 Metodologi Penelitian 6
1.7 Lokasi Penelitian 7
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 8
2.1 Bentonit 8
2.1.1 Sifat Bentonit 10
2.1.2 Karakterisasi Bentonit 12
2.1.3 Kegunaan Bentonit 13
2.1.4 Bentonit Aceh 15
2.1.4.1. Bentonit Kabupaten Aceh Utara 17
2.1.5 Purifikasi Bentonit 19
2.2 Polipropilena 20
2.2.1. Sifat-Sifat Polipropilena 23
2.2.2. Penggunaan Polipropilena 25
2.3 Nanoteknologi 26
2.4 Nanokomposit 29
2.5 Surfaktan Cetil Trimetil Amonium Bromida 33
2.6 Grafting Divinil Benzena pada Polipropilena 34
2.7 Grafting Maleat Anhidrat 36
2.7.1. Inisiator 37
2.7.2. Reaksi Grafting 38
2.7.3. Mekanisme Coupling 38
2.7.4. Mekanisme Grafting MA ke dalam PP 38
2.8 Pengujian dan Karakterisasi 40
2.8.1. Analisa Difraksi sinar-X (XRD) 40
2.8.2. Penentuan Gugus Fungsional 41
2.8.3. Pengujian Morfologi 42
2.8.4. Analisis Termal Bahan Polimer 42
BAB 3 METODE PENELITIAN 44
3.1 Alat dan Bahan 44
3.1.1. Alat 44
3.1.2. Bahan 44
3.2 Prosedur Penelitian 45
3.2.1. Proses Preparasi Bentonit 45
3.2.2. Pembuatan Nanopartikel Bentonit 45
3.2.3. Proses Preparasi Bentonit Menjadi Nano-Organoclay 46
3.2.4. Proses Pembuatan PP–g–MA 46
3.2.5. Proses Pembuatan Komposit Polipropilena/Bentonit 47
3.2.7. Karakteristisasi Sampel Penelitian 48
3.2.7.1. Karakterisasi Sampel Penelitian 48
3.2.7.2. Analisis Difraksi Sinar-X 48
3.2.7.3. Uji Morfologi 48
3.2.7.4. Analisis Termal 48
3.3 Bagan Penelitian 50
3.3.1. Bagan Preparasi Lempung Bentonit 50
3.3.2. Pembuatan Nanopartikel Bentonit 51
3.3.3. Proses Preparasi Bentonit Menjadi Nano-Organoclay 52
3.3.4. Proses Pembuatan Komposit Polipropilena/Bentonit 53
3.3.5. Proses Pembuatan PP-g-MA 54
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 55
4.1 Hasil Karakterisasi Bentonit Alam dengan FT-IR 55
4.2 Hasil Uji Difraksi Sinar-X Pada Preparasi Bentonit Alam 56
4.3 Hasil Pengujian Menggunakan Particle Size Analyzer (PSA) 57
4.4 Hasil Modifikasi Bentonit dengan CTAB 59
4.5 Hasil Nanokomposit Polipropilena-Organo Bentonit 60
4.6 Hasil Analisa Termal Difrensial Nanokomposit PP-Bentonit 63
4.7 Hasil Karakterisasi FTIR Nanokomposit PP-Bentonit Aceh 65
4.8 Hasil Karakterisasi Menggunakan SEM komposit PP-Bentonit 68
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 70
5.1 Kesimpulan 70
5.2 Saran 70
DAFTAR PUSTAKA 71
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
Gambar 2.1 Peta Administrasi Kabupaten Bener Meriah 18
Gambar 2.2 Struktur Divinil Benzene 35
Gambar 2.3 Reaksi anatar Polipropilena dengan Divinil Benzena 36
Gambar 2.4 Mekanisme dekomposisi dari benzoil peroksida (BPO) 37
Gambar 4.1 Spektrum FTIR dari Bentonit Aceh 55
Gambar 4.2 Spektrum FTIR dari Organobentonit 57
Gambar 4.3 Difraktogram Bentonit dan Organo-Bentonit 59
Gambar 4.4 Interaksi Nanokomposit dari Polipropilena, Kompatibilizer,
dan Organobentonit 61
Gambar 4.5 Foto Nanokomposit PP-Bentonit pada Variasi Komposisi PP :
Bentonit 1) 100:0, 2) 98:2, 3) 95:5, 4) 93:7 62
Gambar 4.6 Foto Nanokomposit PP-Bentonit dengan Variasi Kompatibilizer
5) PP-g-Ma; 6) MA-BPO; 7) DVB 62
Gambar 4.7 Hasil Analisis Sifat Termal Nanokomposit PP-Bentonit 63
Gambar 4.8 Termogram DTA Nanokomposit PP-Bentonit 65
Gambar 4.9 Spektrum FTIR dari PP-Bentonit 6% (Kompatibilizer 1%) 66
Gambar 4.10 Foto SEM PP:MA-BPO:Bentonit (93:6:1) 68
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
Tabel 2.1 Interpretasi Spektra Bentonit 12
Tabel 2.2 Komposisi Kimia Bentonit 13
Tabel 2.3 Statistik Bentonit Indonesia Tahun 1998 – 2003 14
Tabel 2.4 Sifat Umum Polipropilena 23
Tabel 4.1 Bilangan Gelombang dari Spektrum FTIR Bentonit Aceh 56
Tabel 4.2 Data FTIR Bentonit Sebelum dan Sudah Dimodifikasi CTAB 58
Tabel 4.3 Hasil Analisis Sifat Termal (DTA) Komposit PP-Bentonit 64
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
Lampiran 1 Kromatogram Hasil Uji DTA Untuk PP 76
Lampiran 2 Kromatogram Hasil Uji DTA kompoit PP-Bentonit (CTAB 5 %) 77
Lampiran 3 Kromatogram Hasil Uji DTA kompoit PP-Bentonit (PP-g-MA) 78
Lampiran 4 Kromatogram Hasil Uji DTA kompoit PP-Bentonit (DVB) 79
Lampiran 5 Spektrum FTIR dari Bentonit Alam 80
Lampiran 6 Spektrum FTIR dari Organo-Bentonit 81
Lampiran 7 Spektrum FTIR dari Polipropilena 82
Lampiran 8 Spektrum FTIR dari Kompoit PP-Bentonit (2 %) 83
Lampiran 9 Spektrum FTIR dari Kompoit PP-Bentonit (5 %) 84
Lampiran 10 Spektrum FTIR dari Kompoit PP-Bentonit (7 %) 85
Lampiran 11 Spektrum FTIR dari Kompoit PP-Bentonit (PP-g-MA) 86
Lampiran 12 Spektrum FTIR dari Kompoit PP-Bentonit (MA-BPO) 87
Lampiran 13 Spektrum FTIR dari Kompoit PP-Bentonit (DVB) 88
Lampiran 14 Hasil Pengujian Menggunakan Particle Size Analyzer (PSA) 89
Lampiran 15 Hasil Uji Difraksi Sinar-X pada Bentonit Alam 90
Lampiran 16 Hasil Uji Difraksi Sinar-X pada Preparasi Bentonit 91
DAFTAR SINGKATAN
BPO : Benzoil Peroksida
CTAB : Cetil Trimetil Amonium Bromida
DTA : Differential Thermal Analysis
DVB : Divinyl Benzena
FT-IR : Fourier Transform-Infra Red
MA : Maleat Anhidrida
PP : Polipropilena
PP-g-MA : Polipropilena tergrafting Maleat Anhidrida
SEM : Scanning Electron Microscope
PREPARASI DAN KARAKTERISASI NANO-KOMPOSIT
POLIPROPILENA-ORGANOBENTONIT ALAM BENER
MERIAH DENGAN MENGGUNAKAN MALEAT
ANHIDRIDA DAN DIVINYL BENZENA
SEBAGAI KOMPATIBILIZER
ABSTRAK
Peneltian ini menggunakan sampel bentonit berasal dari Desa Negeri Antara Kecamatan Pintu Rime Gayo Kabupaten Bener Meriah. Sampel dibuat dalam bentuk suspensi selanjutnya diberi gelombang ultrasonik dan disedimentasi selama 7 hari. Sampel dibuat dalam ukuran 185,6 nm untuk kemudian dimodifikasi dengan penambahan surfaktan CTAB. Proses penyatuan nanokomposit polipropilena-bentonit diawali dengan modifikasi bentonit alam polimer polar dapat disatukan dengan bentonit alam. Penambahan pengkompatibel agar polipropilena dapat tetap berada dalam struktur komposit perlu dilakukan, dalam hal ini menggunakan beberapa pengkompatibel seperti Polypropilene-grafting-Maleic Anhidride (PP-g-MA), Diviniyl Benzene (DVB), dan Maleic Anhidride-Benzoil Peroksida (MA-BPO). Bahan komposit dibuat dengan komposisi PP dan zat pengkompatibel berjumlah tetap, namun fraksi berat nanoorganobentonit bervariasi 0; 2; 5; dan 7%. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh penambahan organobentonit dari bentonit alam dan zat pengkompatibel yang bervariasi terhadap sifat termal dari komposit PP. Hasil FTIR menunjukkan terjadi pencampuran yang homogen antara organobentonit dengan polipropilena. Hasil uji komposit menggunakan alat DTA memperlihatkan bahwa penambahan jumlah organobentonit dengan fraksi berat 6% dan 1% pengkompatibel Maleic Anhidride – Benzoil Peroksida (MA-BPO) menaikkan ketahanan terhadap panas yang paling optimal.
PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF NANO
COMPOSITE-ORGANOBENTONIT POLYPROPYLENE
USING NATURAL BENER MERIAH ANHYDRIDE
MALEIC AND DIVINYL BENZENE
AS
COMPATIBILIZER
ABSTRACT
This study used samples of bentonite originated from Desa Negeri Antara Kecamatan Pintu Rime Gayo Kabupaten Bener Meriah. They were formed in suspension and given ultrasonic waves then sedimented in 7 days. They were made in 185,6 nm
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Limbah plastik merupakan suatu masalah bagi lingkungan, terutama bila berbicara
tentang konsep produk ramah lingkungan dan kimia hijau. Penyebabnya tiada lain sifat
plastik yang tidak dapat diuraikan dalam tanah. Untuk mengatasinya, para pakar
lingkungan dan ilmuan dari berbagai disiplin ilmu telah melakukan berbagai cara
mendaur ulang limbah plastik. Usaha daur ulang paling tidak telah mengurangi
pencemaran tanah dari plastik dan membuat lingkungan menjadi lebih bersih karena
mulai berkurangnya sampah plastik yang berserakan (Bachtiar, dkk, 2011).
Banyak penelitian tentang pemanfaatan limbah plastik sebagai bahan daur
ulang, seperti pembuatan aspal sintetis (Mayang, 2012), bahan bakar alternatif
(Zahrina, 2007), bahan tambah campuran beton (Lestariono, 2008), papan komposit
plastik (Ginting, 2010). Pemanfaatan limbah plastik juga merupakan upaya menekan
pembuangan plastik seminimal mungkin dan dalam batas tertentu menghemat sumber
daya serta mengurangi ketergantungan bahan baku impor (Bachtiar, dkk, 2011).
Pemanfaatan plastik daur ulang dalam pembuatan kembali barang-barang
plastik telah berkembang pesat. Hampir seluruh jenis limbah plastik dapat diproses
kembali menjadi barang semula walaupun dicampur dengan bahan baku baru dan
additive (bahan tambahan) untuk meningkatkan kualitas. Empat jenis limbah plastik
yang populer dan laku di pasaran yaitu polietilena (PE), High Density Polyethylene
(HDPE), polipropilena (PP), dan asoi (Bachtiar, dkk, 2011).
Polipropilena adalah jenis plastik semi kristal dengan sifat mekanik dan termal
yang baik, tapi derajat kekerasan berlekuknya, tidak cukup untuk aplikasi sebagai jenis
plastik teknik. Untuk memperbaiki sifat tersebut maka sering sekali polipropilena
diberi bahan pengisi (filler), diblending terlebih dahulu dengan coupling agent sehingga
terbentuk komposit yang bersifat lebih baik (Yu-Hui, 2007). Bahan pengisi (filler) yang
homogen ke dalam matriksnya dan yang paling sering ditambahkan adalah talc, mika,
kapur, bentonit dan lain-lain. Salah satu upaya memodifikasi polipropilena menjadi
plastik yang bersifat mekanik dan termal yang baik yaitu dengan
Mineral lempung merupakan bahan alam yang relatif banyak terdapat di
Indonesia akan tetapi belum optimal pemanfaatannya (Fisli, 2008). Berdasarkan
kandungan mineralnya tanah lempung dibedakan menjadi smektit (bentonit), kaolinit,
haloisit, klonit dan ilit (Widihati, 2009). Salah satu mineral lempung dengan cadangan
cukup berlimpah adalah bentonit yang mencapai ± 380 juta ton dan merupakan aset
potensial yang harus dimanfaatkan sebaik-baiknya (Syuhada, dkk, 2009). Sumber daya
alam bentonit sudah banyak dieksploitasi dan eksplorasi di beberapa provinsi di
Indonesia (Wijaya, 2004). Namun hal tersebut belum terlaksana secara maksimal di
Provinsi Nanggroe Aceh Darusalam karena berkaitan dengan kondisi politik dan
keamanan yang terjadi pada beberapa waktu yang lalu.
diberi bahan pengisi
bentonit (Astutiningsih, 2009).
Sumber daya mineral bentonit memiliki banyak kegunaan yang dapat
dimanfaatkan terutama dalam bidang industri (Ika, 2008). Bentonit adalah bahan yang
serbaguna dan secara luas digunakan dalam berbagai bidang, baik yang digunakan
secara langsung ataupun digunakan setelah melalui perlakuan tertentu terlebih dahulu.
Pemakaian secara langsung, bentonit ini dapat digunakan untuk pelumas pengeboran
minyak, peletisasi biji besi, pemurnian air buangan, bahan bangunan dan cetakan
pelelehan biji mineral. Sedangkan pemakaian yang membutuhkan perlakuan terlebih
dahulu adalah sebagai bleaching earth (bahan pemucat) yaitu melalui proses
pengaktifan sebelum digunakan (Fatimah, 2006).
Namun demikian, penggunaan sumber daya alam mineral berupa bahan
bentonit di Indonesia masih bernilai rendah secara industri. Lebih tinggi nilai produksi
dibandingkan konsumsi industri dalam negeri setiap tahunnya menunjukkan belum
optimal penggunaan bentonit sebagai sumber daya alam. Hal ini dapat diketahui pada
data statistik impor dan ekspor bentonit di Indonesia dari tahun 1997 hingga tahun
Bentonit adalah istilah yang digunakan untuk sejenis lempung yang
mengandung mineral montmorilonit. Bentonit alam tidak hanya mengandung satu
mineral montmorillonite, tetapi juga mengandung mineral seperti; calcite, quartz,
clinoptilolite, iron oxide, feldspars dan humic acids. Peningkatan kualitas bentonit
dapat dilakukan dengan memisahkan mineralnya. Pemisahan mineralnya dapat
dilakukan dengan dua cara yaitu cara kimia dan cara sedimentasi. Calcite, iron oxide
dan humic acid dapat dipisahkan dengan cara kimia. Sedangkan quartz, feldspar,
clinoptilolite yang mempunyai ukuran partikel yang lebih besar dapat dipisahkan
dengan cara sedimentasi (Fisli, 2007).
Dalam hal peningkatan kualitas bentonit, yang harus diperhatikan adalah tidak
merubah secara signifikan sifat fisik dan kimia dari bentonit. Cara sedimentasi adalah
cara yang paling aman untuk preparasi bentonit supaya tidak terjadi perubahan sifat
fisik dan kimianya. Prosedur ini biasanya meliputi pelarutan sampel di dalam air
demineral, anti penggumpalan (disaggregating) dengan menggunakan ultrasonik dan
pengendapan/sedimentasi (cara grafitasi atau sentrifugasi) untuk mengambil fraksi
dimana semakin lama waktu endapan semakin kecil fraksi yang diperoleh.
Dalam pembuatan komposit, suatu matriks harus diisikan dengan bahan penguat
dan penghubung lainnya supaya dapat memiliki sifat-sifat yang lebih baik
dibandingkan dengan sifat-sifat bahan tunggal. Sering matriks yang berasal dari bahan
organik dengan pengisinya yang berasal dari bahan anorganik tidak mampu menjadi
homogen, disebabkan oleh berbedanya energi permukaan dari kedua bahan tersebut.
Untuk menyelesaikan permasalahan di atas, maka pengisinya dapat dimodifikasi
dengan bahan organik dalam hal ini surfaktan, seperti alkylammonium (Jin, 2003).
Polipropilena sebagai matrik dapat dimodifikasi dengan menggunakan coupling
agent/compatibilizer. Salah satu contoh pengolahan komposit polipropilena yaitu
modifikasi dengan asam akrilat menggunakan inisiator dikumil peroksida, sehingga
matrik polipropilena mempunyai gugus ujung yang bersifat polar (Sukatik, 2006).
Permasalahan lain yang kerap dihadapi adalah rendahnya sifat elastis pada komposit
yang dihasilkan, akibat dari penambahan filler. Pengaruh ini dapat dicermati dengan
nanokomposit dengan filler berukuran nanopartikel (Gopakumar, 2002). Dimana jika
bentonit ditambahkan dalam persentasi yang sedikit (1–5%) akan menghasilkan
peningkatan sifat kekuatan mekanik (mechanical strength), ketahanan terhadap panas
(thermal stability) dan permeability sehingga 60% dari sifat asli matriks tanpa adanya
penambahan bentonit (Akane dan Arimitsu, 1995; Wang, 2003).
Kemampuan bentonit sebagai material pengisi (filler) terhadap berbagai bahan
alam perlu ditingkatkan dengan cara memodifikasi dalam mineral nanopartikel.
Bentonit dalam bentuk nanopartikel diharapkan mempunyai sifat mekanik, termal,
elektrik, dan optik yang lebih baik dibandingkan dengan partikel berukuran makro
ataupun mikro karena luas permukaan yang lebih besar. Bentonit berukuran
nanopartikel sebagai bahan pengisi perlu dimodifikasi menggunakan surfaktan yang
tepat sehingga mampu secara optimal menyatu dengan matriksnya. Berdasarkan hal
tersebut perlu dilakukan studi tentang preparasi dan karakterisasi bentonit alam menjadi
nano-organobentonit yang akan berguna sebagai material pengisi (filler) dalam
pembentukan komposit polipropilena-bentonit.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian di atas, penulis merumuskan permasalahan yang akan diteliti yaitu
sebagai berikut:
a. Bagaimana teknik preparasi nanopartikel bentonit alam,
b. Bagaimana pengaruh penambahan organoclay dari bentonit alam dengan
perbandingan komposisi tertentu sebagai penguat komposit polipropilena,
c. Bagaimana pengaruh penggunaan beberapa kompatibilizerterhadap sifat kimia dan
fisika komposit polipropilena-bentonit,
1.3Pembatasan Masalah
Agar penelitian menjadi lebih fokus permasalahannya, pada pekerjaan ini dibatasi
a. Bahan dasar yang digunakan adalah bentonit dari Desa Negeri Antara Kecamatan
Pintu Rime Gayo Kabupaten Bener Meriah Provinsi Nanggroe Aceh Darusalam,
b. Ukuran bentonit yaitu nanopartikel,
c. Organoclay dibuat dengan menggunakan surfaktan Cetyl Trimetyl Ammonium
Bromide (CTAB),
d. Matriks yang digunakan adalah polipropilena bekas, dengan kompatibilizer
PP-g-MA, MA-BPO, dan DVB,
e. Pembuatan film dilakukan dengan metode Kempa (Hot Press).
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini, yaitu:
a. Menentukan ukuran nanopartikel bentonit alam,
b. Membuat organobentonit dengan menggunakan surfaktan CTAB,
c. Mencari kondisi termal optimum pada komposit polipropilena-bentonit dengan
kompatibilizer PP-g-MA, MA-BPO, dan DVB,
d. Menentukan komposisi terbaik antara kompatibilizer MA-BPO dan DVB.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini, yaitu:
a. Mengetahui kondisi optimum pembuatan nanopartikel bentonit,
b. Mengetahui kondisi optimum dalam pembuatan organoclay,
c. Mengetahui kondisi optimum dalam pembuatan polipropilena-bentonit, dengan
kompatibilizer PP-g-MA, MA-BPO, dan DVB,
d. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang sifat fisis dan sifat
kimia komposit polipropilena-bentonit.
1.6 Metodologi Penelitian
Penelitian ini adalah penelitian laboratorium yang terdiri dari tiga tahapan, yaitu:
selanjutnya diberi gelombang ultrasonik dan dibiarkan di tempat yang datar serta
dijauhkan dari segala getaran. Endapan yang terjadi dalam 7 hari kemudian
difiltrasi. Suspensi melayang yang didapat kemudian diuapkan dan dikeringkan
dalam oven pada suhu 110o
b. Tahap kedua adalah pembuatan nanopartikel bentonit dengan cara bentonit ditumbuk dalam alat ball milling, kemudian dianalisis dengan partikel size
analyzer.
C selama 3 jam. Sampel digerus hingga mencapai
ukuran butir lolos dengan mata ayakan 250 mesh dan disimpan dalam desikator.
c. Tahap ketiga adalah pembuatan nano-organoclay dengan penambahan Cetyl Trimetyl Ammonium Bromide. Dilakukan analisa terhadap nano-organoclay
dengan alat uji FTIR dan XRD.
d. Tahap keempat adalah pembuatan nanokomposit polipropilena/bentonit. Matriks polipropilena disiapkan dengan melarutkannya ke dalam silena. Pencampuran
polipropilena dan nanoorgano-bentonit dengan menggunakan kompatibilizer
dilaksanakan menggunakan metoda refluks.
Variabel – variabel dalam penelitian ini, yaitu:
a. Variabel terikat
1. Analisa gugus fungsi dengan uji FTIR,
2. Analisa kandungan mineral dengan uji XRD,
3. Analisa ukuran partikel dengan uji partikel size analyzer (PSA),
4. Analisa morfologi dengan uji permukaan (SEM),
5. Bentonit yang digunakan berasal dari Desa Negeri Antara Kecamatan Pintu
Rime Gayo Kabupaten Bener Meriah Provinsi Nanggroe Aceh Darusalam.
6. Proses pembuatan organoclay menggunakan Cetyl Trimetyl Ammonium
Bromide (CTAB).
b. Variabel bebas
1. Variasi perbandingan komposisi antara polipropilena, bentonit dan
2. Variasi zat pengkompatibel yang digunakan yaitu Polypropilene-grafting
-Maleic Anhidride (PP-g-MA), Benzoil Peroksida-Maleic Anhidride (BPO-MA),
dan Diviniyl Benzene (DVB).
1.7 Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Polimer Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Laboratorium Kimia Dasar Universitas
Sumatera Utara. Uji struktur dengan menggunakan FTIR dilakukan di Laboratorium
Farmasi Universitas Sumatera Utara. Uji Partikel Size Analyzer dananalisa kandungan
mineral dengan uji XRD dilakukan di Laboratorium Puspitek (Pusat Penelitian Ilmu
Pengetahuan dan Teknologi) Jakarta. Analisa morfologi dengan uji permukaan (SEM)
di Institut Teknologi Bandung (ITB). Uji Differential Thermal Analis (DTA) di PTKI
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Bentonit
Bentonit adalah tanah liat alami dari keluarga smektit. Bentonit adalah istilah dari
lempung yang termasuk kelompok dioktohedral. Secar
dari hasil pelapukan, hidrotermal, akibat transformasi dan sedimentasi. Terdapat 2 jenis
bentonit alam yang umum dikenal serta digunakan, yaitu:
1. Na-betonit
Bentonit ini mempunyai kemampuan mengembang hingga delapan kali apabila
dicelupkan di dalam air dan tetap terdispersi beberapa waktu di dalam air. Dalam
keadaan kering berwarna putih atau kream, pada keadaan basah dan terkena sinar
matahari akan berwarna mengkilap, mempunyai pH 8,5–9,8.
2. Mg, Ca-bentonit
Bentonit ini kurang mengembang apabila dicelupkan ke dalam air, mempunyai pH
4–7. Dalam keadaan kering berwarna abu-abu, biru, kuning, merah dan coklat.
Bentonit mengandung montmorilonit, dan sisanya sebagai mineral pengotor
yang terdiri dari campuran mineral kuarsa, feldspar, kalsit, gipsum, dan lain-lain.
Bentonit dapat digunakan sebagai material paduan karena merupakan
nanoreinforcement yang memiliki lapisan-lapisan berukuran nano (Dhena, 2011;
Syuhada, dkk, 2009 dan Gustam, 2008).
Bentonit merupakan mineral lempung yang mampu menyerap air dan
mengembang (Sutha, 2008). Sifat-sifat tersebut menjadikan bentonit memiliki banyak
kegunaan. Bentonit merupakan hasil endapan dari aktivitas vulkanik jatuhan berukuran
sangat halus yang kemudian mengalami proses pengerjaan oleh air dan terendapkan
kembali di daerah lain, kemungkinan pada lingkungan laut dalam. Kenampakan yang
terdapat pada daerah Gunung Kidul menunjukkan warna putih kotor, warna lapuk
coklat cerah, struktur berlapis (laminasi), tekstur klastik, agak keras, agak kompak,
ringan tersusun oleh butiran gelas vulkanik, pumis tuff serta material piroklastik yang
Secara umum menurut Minto Supeno (2009), pembentukan endapan bentonit
diklasifikasikan pada empat cara, yaitu:
1. Endapan Hasil Pelapukan
Faktor utama dalam pembentukan endapan bentonit sebagai hasil pelapukan adalah
komposisi kimia dan daya lalu air pada batuan asalnya. Mineral-mineral utama
dalam pembentukan bentonit antara lain adalah, plagioklas, kalium-feldspar, biotit,
muskovit serta sedikit kandungan senyawa alumina dan ferromagnesia.
Pembentukan bentonit dari proses pelapukan diakibatkan oleh adanya reaksi antara
ion-ion hidrogen yang terdapat dalam air tanah dengan senyawa silikat.
2. Endapan Proses Hidrotermal
Larutan hidrotermal merupakan larutan yang bersifat asam dengan kandungan
khlorida, sulfur, karbondioksida, dan silika. Pada proses ini komposisi larutan
kemudian berubah karena adanya reaksi dengan batuan lain. Larutan alkali
selanjutnya terbawa keluar dan bersifat basa serta akan tetap bertahan selama unsur
alkali tanah tetap terbentuk akibat penguraian batuan asal. Pada alterasi lemah,
keterdapatan unsur alkali tanah akan membentuk bentonit.
3. Endapan Akibat Transformasi
Endapan bentonit sebagai hasil transformasi/devitrifikasi debu gunung api terjadi
dengan sempurna apabila debu diendapkan di dalam wadah berbentuk cekungan.
Mineral-mineral gelas gunung api secara perlahan-lahan akan mengalami
devitrifikasi yang selanjutnya akan menghasilkan bentonit.
4. Endapan Sedimen
Bentonit juga dapat terbentuk sebagai cadangan sedimen keadaan basah.
Mineral-mineral yang terbentuk secara sedimenter dan tidak berasosiasi dengan tufa, salah
satunya adalah bentonit serta terbentuk dalam cekungan yang bersifat basa.
2.1.1 Sifat Bentonit
Sifat-sifat bentonit menjadikannya memiliki banyak kegunaan terutama di
1. Komposisi dan jenis mineral dapat diketahui dengan pengujian difraksi sinar-x.
2. Sifat kimia, dengan alvalisis sifat kimia tidak langsung dapat menentukan kualitas
bentonit (hanya sebagai galian pembanding saja sebab komposisi hampir sama
dengan illit maupun kaolinit).
3. Sifat teknologi, erat kaitannya dengan pemanfaatannya seperti sifat pemucatan,
plastis, suspensi, mengikat dan sifat melapisi.
4. Pertukaran ion, sifat ini menentukan jumlah air (uap air) yang dapat diserap
bentonit. Hal ini disebabkan karena struktur kisi-kisi Kristal mineral bentonit serta
adanya unsur kation (ion bermuatan positif) yang mudah tertukar maupun menarik
air. Kation/ion Na mempunyai daya serap air lebih besar dari pada ion Mg, Ca, K
dan H. Maka jika dimasukan ke dalam air akan mengembang dan membentuk
larutan koloid. Bila air dikeluarkan akan membentuk masa yang kuat, liat dan keras
serta tidak tembus air disamping itu bersifat lembab atau tahan terhadap reaksi
kimia. Karena sifat tersebut bentonit digunakan dalam pemboran sehingga mampu
melapisi dinding dan menahan rembesan air.
Sifat-sifat bentonit selain sifat di atas adalah sifat fisis bentonit yaitu sebagai
berikut:
1. Kapasitas pertukaran kation/cation excange capacity
Sifat ini menentukan jumlah kadar air yang diserap oleh bentonit, di dalam
keseimbangan reaksi kimia. Karena struktur kisi-kisi montmorilonit ion dan kation
yang mudah tertukar dan menarik air (ion Na) menyebabkan bentonit segar
mengembang bila dimasukan dalam air, semakin tinggi harga serapan maka mutu
semakin baik.
2. Daya serap
Adanya ruang pori antarikatan mineral lempung serta ketidakseimbangan muatan
listrik dalam ion-ionnya maka bentonit dapat digunakan sebagai galian penyerap
berbagai keperluan. Daya serap bentonit dapat ditingkatkan dengan menambahkan
larutan asam atau dengan istilah dengan cara aktivasi (Gustam, 2008).
Biasa dinyatakan sebagai galian jumlah luas permukaan kristal/butir bentonit yang
berbentuk tepung setiap gram berat (m2
4. Rheologi
/gr). Makin luas makin besar zat yg melekat,
maka bentonit dapat dipakai sebagai galian pembawa dalam insektisida, pengisi
kertas, plastik.
Apabila bentonit dicampur dengan air dan dikocok maka akan menjadi agar-agar,
namun bila didiamkan akan mengeras seperti semen (tiksotropi) (Wijaya, 2004).
Apabila kekentalan dan daya suspensinya baik maka bentonit ini baik untuk lumpur
pemboran, industri cat, kertas. Apabila teksotropinya sangat baik maka baik untuk
digunakan sebagai pelapis maupun pelindung fondasi.
5. Sifat mengikat dan melapisi
Kemampuan bentonit mengikat bijih/logam dan melapisi, membuat bentonit dapat
digunakan untuk pengikat pelet konsentrat/bijih dan pelekat cetakan logam.
6. Sifat plastis
Digunakan sebagai bahan galian pencampur keramik maupun dempul kayu.
Mineral ini memiliki luas permukaan yang besar dan kapasitas penukar kation
yang baik. Dengan memanfaatkan sifat khas dari montmorillonit tersebut, maka
antarlapis silikat lempung montmorillonit dapat disisipi (diinterkalasi) dengan suatu
bahan yang lain (misalnya: senyawa organik atau oksidaoksida logam) untuk
memperoleh suatu bentuk komposit yang sifat fisik kimianya berbeda dibandingkan
lempung sebelum dimodifikasi.
Sifat-sifat fisik dan kimia tersebut merupakan bagian yang penting pada setiap
karakterisasi lempung baik sebagai katalis, pendukung katalis, maupun adsorben
(Sutha, 2008). Sifat dan wujud bentonit dapat dilihat dari ciri-ciri sebagai berikut:
1. Berkilap lilin, umumnya lunak, plastis dan sering berwarna pucat dengan
kenampakan putih, hijau muda, kelabu, merah muda dalam keadaan segar dan
menjadi krem bila lapuk yang kemudian berubah menjadi kuning, merah coklat
serta hitam.
2. Bila diraba terasa licin seperti sabun dan kadang pada permukaannya dijumpai
3. Bila di masukan ke dalam air akan menghisap air sedikit atau banyak.
4. Bila kena hujan singkapan bentonit berubah menjadi bubur dan bila kering
menimbulkan rekahan yang nyata (Gustam, 2008).
2.1.2 Karakterisasi Bentonit
Spektroskopi inframerah merupakan salah satu metode analisis yang umum digunakan
untuk mengkaji perubahan struktur bentonit. Spektra inframerah ini dapat mengetahui
keberadaan gugus-gugus fungsional utama di dalam struktur senyawa yang
diidentifikasi. Metode analisis spektrokopi inframerah bermanfaat untuk melengkapi
data karakteristik difraksi sinar-X, surface area anlyzer, dan hasil scanning electron
microscopy. Identifikasi yang dihasilkan lebih bersifat kualitatif yakni pengenalan
keberadaan gugus-gugus fungsional yang ada pada bentonit. Interpretasi spektra
[image:38.612.161.474.338.521.2]bentonit dapat dilihat pada tabel 2.1.
Tabel 2.1 Interpretasi Spektra Bentonit Bilangan gelombang (cm-1) Jenis Vibrasi
3500 – 3200 Vibrasi ulur H-O-H
1637,5 – 1641 Vibrasi tekuk H-O-H
1400 – 1500 Regangan O-H
1035 – 1045 Regangan Asimetris Si-O-Si
913 – 927 Regangan Al-O-Al
850 – 950 Regangan C-H
785 – 790 Vibrasi tekuk Al-O-Al
Sumber: Filayati, 2012
X-ray fluorescence spectrometry (XRF) merupakan teknik analisa
non-destruktif yang digunakan untuk identifikasi serta penentuan konsentrasi elemen yang
ada pada padatan, bubuk ataupun sample cair. XRF mampu mengukur elemen dari
berilium (Be) hingga Uranium pada level trace element, bahkan dibawah level ppm.
Secara umum, XRF spektrometer mengukur panjang gelombang komponen material
secara individu dari emisi flourosensi yang dihasilkan sampel saat diradiasi dengan
Metode XRF secara luas digunakan untuk menentukan komposisi unsur suatu
material. Karena metode ini cepat dan tidak merusak sampel, metode ini dipilih untuk
aplikasi di lapangan dan industri untuk kontrol material. Tergantung pada
penggunaannya, XRF dapat dihasilkan tidak hanya oleh sinar-X tetapi juga sumber
eksitasi primer yang lain seperti partikel alfa, proton atau sumber elektron dengan
energi yang tinggi. Berdasarkan hasil analisis komposisi kimia terhadap bentonit
[image:39.612.125.511.263.497.2]menggunakan metode XRF, diperoleh komposisi bentonit adalah sebagai berikut:
Tabel 2.2 Komposisi Kimia Bentonit Aceh
Senyawa
Komposisi Berat (%) Bentonit
Aceh Utara
Bentonit Bener Meriah
Bentonit Sabang
SiO2 62,31 - 72,29 54,43 - 76,35 26,37 - 66,48 Al2O3 14,08 - 15,61 10,18 - 23,02 2,67 - 17,56
Fe2O3 1,94 - 10,15 1,25 - 4,12 0,08 - 4,32
CaO 0,08 - 0,77 0,04 - 0,14 1,12 - 3,25
MgO 0,84 - 1,15 0,32 - 1,35 0,43 – 9,10
Na2O 0,48 - 1,19 0,12 - 1,39 0,02 - 0,93
K2O 0,02 - 0,91 0,04 - 1,63 0,05 - 0,83
Sumber: Julinawati, 2013
2.1.3 Kegunaan Bentonit
Bentonit adalah salah satu bahan pengisi bukan arang yang sering dipakai sebagai
bahan pengisi pada industri karet. Bentonit adalah mineral murah dan telah menjadi
bagian penting dalam industri karet dimana penggunaannya sebagai bahan pengisi
ekonomis untuk memodifikasi penciptaan dan performa karet alami maupun karet
sintetis.
Penggunaan sumber daya alam mineral secara ekonomis berupa bahan bentonit
statistik impor dan ekspor bentonit di Indonesia dari tahun 1997 hingga tahun 2003 dari
[image:40.612.119.520.130.260.2]Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral yang ditunjukkan dalam Tabel 2.3.
Tabel 2.3 Statistik Bentonit Indonesia Tahun 1998 – 2003
2003 2002 2001 2000 1999 1998
Produksi (ton) 99,666 270,000 225,000 231,000 155,500 117,500
Konsumsi (ton) 224,718 196,928 193,031 128,607 108,251
Ekspor (ton) 72,513 114,502 62,835 63,083 41,651 18,614
Impor (ton) 35,141 43,883 35,514 25,005 14,785 9.488
Sumber: Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral, 2005
Penggunaan dalam berbagai sektor membuat bentonit dikenal secara pasaran
dengan beberapa istilah. Na-bentonit alam dikenal sebagai bentonit Wyoming dan
bentonit sintetis yang disebut brekbond 2 (Inggris) dan berkonit (Italia). Sedangkan
Ca-bentonit juga dikenal dengan produk seperti NKH, Tonsil, Galleon, dan lain-lain.
bentonit dipakai untuk bahan perekat, pengisi (filler), dan lumpur bor. Penggunaan
Na-bentonit untuk pengeboran sebenarnya bersaing dengan jenis lempung lain yang telah
diaktivasi.
Bentonit mempunyai kemampuan yang tinggi untuk menjernihkan warna
seperti pada pengolahan minyak yang berasal dari binatang atau tumbuh-tumbuhan
(Ika, 2008). Misalnya, pada pengeboran di daerah bergaram dan geothermal,
pemakaian Na-bentonit tidak memperoleh hasil baik karena dapat terjadi pengendapan
dan kerak-kerak akibat pengaruh cairan elektrolit. Pemakaian yang lain adalah untuk
pengecoran logam, pembuatan pelet konsentrat besi dan logam lain, teknik sipil,
sebagai bahan pemucat, katalis, dan lain-lain.
Penggunaan utama Ca-bentonit adalah untuk pembuatan Na-bentonit sintetis
dan lempung aktif. Selain itu, juga digunakan untuk pembersih minyak bakar, pelumas,
minyak goreng, farmasi, kimia, kertas, keramik, dan lainnya. Ca-bentonit untuk
pembuatan Na-bentonit sintetis mempunyai lebih banyak keuntungan daripada
pengeringan. Selain itu, menghasilkan produk sampingan yaitu precipitated calcium
carbonate.
Selain Na-bentonit dan Ca-bentonit terdapat lempung sejenis yang
penggunaannya hampir sama, yaitu: atapulgit, sepiolit, dam lempung asam. Atapulgit
mempunyai sifat mengembang yang baik, sehingga mudah membentuk spesifikasi yang
diinginkan konsumen. Aktivasi dilakukan sama seperti terhadap Ca-bentonit atau
lempung asam.
Lapangan penggunannya adalah sebagai bahan penyerap dan penjernih di
industri minyak goreng dan penyulingan minyak bumi, bahan pembuatan wol mineral,
pembersih lemak, bahan obat-obatan, cat, keramik, campuran semen, bahan pengisi di
industri kertas, dan bahan lumpur bor (Gustam, 2008).
2.1.4 Bentonit Aceh
Provinsi Nanggroe Aceh Darussalam yang terletak di ujung barat laut Pulau Sumatera,
luasnya mencakup 12,26% Pulau Sumatera atau totalnya sekitar 55.390 km2. Provinsi
ini memilikidengan berbagai kekayaan alamnya sepert
mineralnya. Jenis bahan galian yang termasuk kelompok mineral logam dan non
logam. Kandungan mineral daerah Aceh cukup potensial, hal ini disebabkan oleh faktor
geologi, terutama karena berada pada jalur Patahan Sumatera dan adanya jalur
tunjaman (subduction zone) di sebelah barat Sumatra yang masih aktif sampai saat ini,
akibat tujaman tersebut sebagian batuannya mengalami mineralisasi (Azis, 2009).
Potensi endapan mineral yang melimpah di Aceh, dapat dikembangkan secara
optimal sehingga mampu memberikan kontribusi yang cukup berarti dalam menunjang
pertumbuhan ekonomi daerah, meningkatkan penerimaan daerah, membuka lapangan
kerja, meningkatkan taraf hidup masyarakat, dan terjaganya hutan. Sehingga
perdamaian yang telah terbentuk di Aceh, akan semakin bermakna dengan pemanfaatan
sumber daya alam yang dikelola dengan arif dan bijaksana.
Bahan galian logam dan non logam di Aceh banyak yang belum dikembangkan
timbal, pasir besi, belerang, batu bara, timah dan nikel dan bahan galian non logam
yang banyak terdapat di Aceh diantaranya adalah pasir kuarsa, lempung, sirtu, andesit,
felspar, batu gamping, batu sabak, bentonit dan gabro, granit, basal, kuarsit, diorin dan
andesit. Daerah-daerah yang mempunyai bentonit di Aceh adalah Kabupaten Aceh
Utara, Kabupaten Bener Meriah, Kabupaten Sabang, Kabupaten Aceh Tengah, dan
Kabupaten Simeulue (Julinawati, 2013).
2.1.4.1 Bentonit Kabupaten Aceh Utara
Kabupaten Aceh Utara, Provinsi Nanggroe Aceh Darussalam dengan ibukota
Lhoksukon terdiri dari 22 Kecamatan, 850 desa dan 2 kelurahan, terletak pada
koordinat 96º 47’ BT sampai 97º 30’ BT dan 4º 43’ LS sampai 5º 15' LS. Daerah ini
disusun oleh berbagai macam formasi batuan yang dipengaruhi oleh struktur geologi
yang dibeberapa tempat tertentu disertai dengan kegiatan intrusi (Kaelani, 2007).
Beberapa jenis bahan galian non logam yang terdapat di wilayah kabupaten
Aceh Utara adalah sirtu, lempung, andesit, bentonit dan batu gamping. Bentonit di
kabupaten Aceh Utara dianggap sangat prospek dan mempunyai sumber daya terukur
yang terdapat di Desa Teupin Reusep Kecamatan Muara Batu dengan sumber daya
terukur 10.858.948,1 ton, Desa Jamuan Kecamatan Muara Batu dengan sumber daya
2.000.000 ton, Desa Blangkaring Kecamatan Nisam dengan sumber daya terukur
2.674.574,2 ton dan Desa Blangdalam Kecamatan Nisam dengan sumber daya
1.500.000 ton (Kusnadi, 1987).
Dari segi genesa dan litologi, bentonit di daerah ini ditemukan berupa
lapisan-lapisan yang berselingan dengan batupasir, tufa pasiran dan batu lempung dengan
ketebalan sampai 2 meter, dibeberapa tempat mencapai ketebalan 3 meter sampai 6
meter dengan warna bervariasi dari putih kehijauan, kuning pucat sampai hijau pucat
dan abu-abu, mempunyai kilap lilin, rapuh sampai getas. Pada singkapan-singkapan
yang terbuka seperti pada lereng-lereng landai yang gundul umumnya mengalami
rekahan-rekahan serta mudah longsor. Berdasarkan pengamatan secara megaskopis,
bentonit di daerah penyelidikan terjadi akibat proses devitrifikasi dari tufa kaca yang
Hasil pemeriksaan difraksi sinar-X (XRD), bentonit yang terdapat di Desa
Teupin Reusep, Kecamatan Muara Batu mempunyai komposisi mineral kuarsa,
tridimit, anortit, montmorilonit dan haloysit, sedangkan bentonit di Desa Blangkaring,
Kecamatan Nisam mempunyai komposisi mineral kuarsa, muskovit, bentonit, anortit
dan haloysit (Kaelani, 2007).
2.1.4.2 Kabupaten Bener Meriah
Kabupaten Bener Meriah merupakan salah satu Kabupaten di Nanggroe Aceh
Darussalam (NAD) yang merupakan hasil pemekaran dari Kabupaten Aceh Tengah.
sesuai dengan undang-undang Nomor 41 tahun 2003 tanggal 18 Desember 2003.
Tofografi alam Kabupaten Bener Meriah pada umumnya pegunungan dan perbukitan
serta sedikit lembah. Kabupaten Bener Meriah bercorak sebagai daerah pegunungan
dan memiliki beberapa puncak gunung seperti Gunung Talang (masih aktif), Gunung
Geureudong, Gunung Burne Rajawali, Gunung Burne Draung Malem, Gunung Kulam
Raja.
Pemerintah kabupaten Bener Meriah dengan luas wilayah 3.562,14 km2 terbagi menjadi 10 (sepuluh) kecamatan, yang terdiri dari 233 desa. Kecamatan terluas adalah
kecamatan Syah Utama dengan luas 1.025,85 km2 atau 54,32% dari luas kabupaten. Sedangkan luas kecamatan terkecil adalah Wih Pesam dengan luas 43,48 km2 atau 2,3% dari luas kabupaten. Kecamatan Pintu Rime Gayo merupakan kecamatan keempat
secara administratif, dengan jumlah desa sebanyak 23 desa. Desa Negeri Antara
merupakan desa kesepuluh dalam Kecamatan Pintu Rime Gayo (Badan Koordinasi Penanaman Modal, 2012). Peta Administrasi Kabupaten Bener Meriah berdasarkan
Gambar 2.1 Peta Administrasi Kabupaten Bener Meriah
Secara adminitratif, batas-batas wilayah Kabupaten Bener Meriah adalah
sebagai berikut: di sebelah barat berbatasan dengan kabupaten Aceh Tengah, di sebelah
Timur berbatasan dengan kabupaten Aceh Timur, di sebelah Utara dengan kabupaten
Aceh Utara dan Bireuen, dan di sebelah selatan dengan kabupaten Aceh Tengah.
Secara geografis, Kabupaten Bener Meriah terletak pada 4o33’50” - 4o54’50” garis Lintang Utara dan 96o40’75” – 97o
Hasil inventarisasi dan evaluasi Pusat Sumber Daya Geologi, Badan Geologi,
Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (2010), baik dari pengamatan lapangan
serta analisa laboratorium, di kabupaten Bener Meriah, geologi yang teramati sebanyak
8 formasi dari 28 formasi dan terdapat 23 lokasi bahan galian non logam berupa:
andesit, bentonit, batu gamping, feldspar, granit, diorit, lempung, magnesit, batu mulia
nephrit, serpentinit, sirtu dan tras. Disarankan bahan galian yang dapat dikembangkan
untuk kabupaten Bener Meriah: andesit, bentonit, feldspar, granit, lempung,
pasirkuarsa, sirtu dan tras.
17’50” Bujur Timur, berada pada ketinggian 100 –
2.1.5 Purifikasi Bentonit
Kandungan utama bentonit adalah mineral montmorilonit dan kandungan lainnya
terdiri dari beberapa jenis mineral seperti kwarsa, ilit, kalsit, mika dan klorit. Sebelum
dimodifikasi menjadi organoclay, harus dilakukan purifikasi terlebih dahulu terhadap
bentonit untuk menghilangkan berbagai mineral yang terdapat di dalamnya. Purifikasi
terutama meliputi pengurangan kadar besi dan pemisahan beberapa mineral dengan
metoda pengendapan. Kandungan beberapa mineral, terutama kandungan logam besi
yang terdapat dalam bentonit dapat mempengaruhi kwalitas produk akhir
nanocomposite (Syuhada, dkk, 2009).
Tidak ada prosedur yang khusus untuk purifikasi dari bentonit. Metode
pemurnian yang spesifik untuk setiap bentonit butuh pengembangan yang tergantung
pada sifat-sifat mineral clay dan nonoclay yang dikandungnya. Untuk memisahkan
beberapa mineral ini ada dua cara yang dapat dilakukan yaitu cara kimia dan cara
sedimentasi. Calcite, iron oxide dan humic acid dapat dipisahkan dengan cara kimia.
Sedangkan quartz, feldspar, clinoptilolite yang mempunyai ukuran partikel yang lebih
besar dapat dipisahkan dengan cara sedimentasi.
Dalam hal pemurnian bentonit dari beberapa mineral yang harus diperhatikan
adalah tidak merubah secara signifikan sifat fisik dan kimia dari bentonit. Cara
sedimentasi adalah cara yang paling aman untuk purifikasi bentonit supaya tidak terjadi
perubahan sifat fisik dan kimianya. Prosedur ini biasanya meliputi pelarutan sampel di
dalam air demineral, anti penggumpalan (disaggregating) dengan menggunakan
ultrasonik dan pengendapan/sedimentasi (cara grafitasi atau sentrifugasi) untuk
mengambil fraksi dimana semakin lama waktu endapan semakin kecil fraksi yang
diperoleh.
Montmorilonit dalam kandungan bentonit secara alamiah mempunyai ukuran
partikel yang sangat halus (<2 µm) dan salah satu cara untuk memisahkannya dari
partikel kasar adalah dengan cara sedimentasi ini. Biasanya partikel kasar yang
mempunyai ukuran partikel >2 µm adalah mineral quartz, feldspar, clinoptitolite dan
pengaruh gravitasi, partikel kecil yang dikandung dalam suspensi akan lebih mudah
dipisahkan menggunakan variasi waktu pengendapan.
2.2 Polipropilena
Polipropilena merupakan polimer kristalin yang dihasilkan dari proses polimerisasi gas
propilena, propilena mempunyai specific gravity rendah dibandingkan dengan jenis
plastik lain. Polipropalena mempunyai ketahanan terhadap bahan kimia (Chemical
Resistance) yang tinggi, tetapi ketahanan pukul (impact strength) rendah. Polipropilena
adalah salah satu dari bahan termoplastik dengan sejumlah sifat-sifat yang diinginkan
membuat bahan ini serbaguna dan menjadi salah satu dari termoplastik komersial
terpenting, konsumsinya masih meningkat lebih dengan cepat dibandingkan total untuk
semua termoplastik.
Keunggulan polipropilena yaitu (1). Secara relatif produk ini biayanya murah
disebabkan polimerisasi teknologi monomer rendah sehingga harganya murah,
dibandingkan dengan termoplastik lain, (2). Polimer ini memungkinkan dimodifikasi
untuk berbagai aplikasi, melalui kopolimerisasi, orientasi, dan lain teknik sifat fisis,
produk memungkinkan divariasi untuk memenuhi satu cakupan luas dari persyaratan
termal serta mekanik, (3). Dalam memproses polimer ini memungkinkan penggunaan
sebagian besar secara teknik fabrikasi komersial. Modifikasi serta peningkatan
rheology merupakan keunggulan dari produk ini, biayanya murah, sehingga mendorong
produksinya dan aplikasi terus berkembang.
Salah satu bahan plastik yang umum digunakan untuk daur ulang adalah
polipropilen (PP). Monomer-monomer penyusun rantai polipropilen adalah propilena
yang diperoleh dari pemumian minyak bumi. Propilena, merupakan senyawa vinil yang
memiliki struktur CH2=CH-CH3. Secara industri polimerisasi polipropilena dilakukan dengan menggunakan katalisasi koordinasi. Proses polimerisasi ini akan menghasilkan
suatu rantai linear yang terbentuk -A-A-A-A- dengan A merupakan propilena.
Polipropilena biasanya didaur-ulang dan simbol daur ulangnya adalah nomor "5".
Berdasarkan struktur rantainya polipopilena terdapat tiga susunan gugus metil terhadap
C H H C C C C C C C H CH3 H H H H H CH3 H H CH3 H H CH3 C H H C C C C C C C H CH3 H H H H H CH3 H H H CH3 CH3 H C H H C C C C C C C H CH3 H H H H CH3 H H H CH3 H H CH3
1. Isotaktik: Gugus-gugus metil berada pada sisi-sisi yang sama
2. Sindiotaktik: Gugus-gugus metil tertata secara berselang-seling pada sisi rantai
3. Ataktik: Gugus-gugus metil tertata secara acak pada rantai polipropilena
.
Krisatlinitas merupakan sifat penting yang terdapat pada polimer yang
menunjukkan susunan molekul yang lebih teratur. Sifat kristalinitas yang tinggi
menyebabkan regangannya tinggi dan kaku. Dalam polipropilena, rantai polimer yang
terbentuk dapat tersusun membentuk daerah kristalin dan amorf yang mana atom-atom
yang terikat secara tetrahedral dengan sudut ikatan C-C sebesar 109,5°C dan
membentuk rantai zig-zag planar. Polimer khas ruang (stereo spesifik) ini khususnya
disintetik isotaktik sehingga kekristalinnya tinggi. Karena keteraturan ruang ini rantai
dapat terjejal sehingga menghasilkan plastik yang kuat dan tahan panas (Julinawati,
Kebanyakan polipropilena komersial merupakan isotaktik, Polipropilena
memiliki titik lebur ~160°C (320°F), sebagaimana yang ditentukan Differential
Scanning Calorimetry. Ciri-ciri plastik jenis ini biasanya transparan tetapi tidak jernih
atau berawan, keras tetapi fleksibel, kuat, permukaan berlilin, tahan terhadap bahan
kimia, panas dan minyak. Merupakan pilihan bahan plastik yang baik untuk kemasan
pangan, tempat obat, botol susu, sedotan. Polipropilena juga lebih kuat dan lebih tahan
dari polietilena.
Polypropylene memiliki sifat-sifat yang serupa dengan polyethylene Sifat
mekaniknya dapat ditingkatkan sampai batas tertentu dengan jalan mencampurkan serat
gelas dan pemuaian termal juga dapat diperbaiki sampai setingkat dengan bahan
thermoseting. Sifat- sifat listriknya hampir sama dengan sifat-sifat pada polyethylene.
Tahan kimianya kira-kira sama bahkan lebih baik dari pada polyethylene massa jenis
tinggi.
Polypropylene paling umum digunakan untuk cetakan plastik, dimana hal ini
disuntikkan ke dalam cetakan sementara cair, membentuk bentuk kompleks dengan
biaya yang relatif rendah dan volume tinggi; contoh termasuk tutup botol, botol, dan
alat kelengkapan. Polypropylene memiliki rumus molekul (C3H6)n. Massa jenisnya rendah (0,90 - 0,92) termasuk kelompok yang paling ringan diantara bahan polimer,
dapat terbakar bila dinyalakan dibandingkan polyethylene massa jenis tinggi. Titik
lelehnyanya tinggi sekali (176°C), kekuatan tarik, kekuatan lentur dan kekuatannya
lebih tinggi tetapi tahan impaknya lebih rendah terutama pada temperatur
[image:48.612.181.462.567.699.2]rendah.Sifat-sifat umun polipropilena dapat dilihat pada tabel 2.3.
Tabel 2.4 Sifat Umum Polipropilena
Deskripsi Polipropilena
Densitas pada suhu 200C (gr/cm3) 0,90
Suhu melunak (0C) 149
Titik lebur (0C) 170
Kristalitas (%) 60-70
Modulus elasitas (kg/cm2) 11000-13000 Tahanan volumetrik (Ohm/cm2) 10 Konstanta dielektrik (60-10
17 8
2,3 cycles)
Permeabilitas gas -
Nitrogen 4,4
Oksigen 23
Gas Karbon 92
Uap air 600
2.2.1 Sifat-sifat Polipropilena
Poliproilena mempunyai konduktifitas panas yang rendah (0.12 w/m), tegangan
permukaan yang rendah, kekuatan benturan yang tinggi, tahan terhadap pelarut organk,
bahan kimia organik, uap air, minyak, asam dan basa, isolator yang baik tetapi dapat
dirusak oleh asam nitrat pekat, mudah terbakar dengan nyala yang lambat. Titik leleh
160°C dan suhu dekomposisi 380°C. Pada suhu kamar polipropilena nyaris tidak larut
dalam toluena, dalam silena larut dengan pemanasan, akan tetapi polipropilena dapat
terdegradasi oleh zat pengoksidasi seperti asam nitrat dan hidrogen peroksida (Al
Malaika, 1997).
Sifat-sifat polipropilena serupa dengan sifat-sifat polietilen. Massa jenisnya
rendah (0,90 – 0,92). Termasuk kelompok yang paling ringan diantara bahan polimer.
Dapat terbakar jika dinyalakan, titik lunaknya tinggi sekali (176°C, Tm), kekuatan
tarik, kekuatan lentur dan kekakuannya lebih tinggi, tetapi ketahanan impaknya rendah
terutama pada suhu rendah. Sifat tembus cahayanya pada pencetakan lebih baik
daripada polietilen dengan permukaan yang mengkilap, penyusutannya pada
pencetakan kecil, penampilan dan ketelitian dimensinya lebih baik. Sifat mekaniknya
dapat ditingkatkan sampai batas tertentu dengan jalan mencampurkan serat gelas.
Pemuaian termal juga dapat diperbaiki sampai setingkat dengan resin termoset.
Sifat-sifat listriknya hampir sama dengan Sifat-sifat-Sifat-sifat listrik polietilen. Ketahanan kimianya
retak-tegangannya sangat baik. Dalam hidrokarbon aromatik dan hidrokarbon yang
terklorinasi, larut pada 80°C atau lebih, tetapi pada suhu biasa hanya memuai.
Oleh karena itu sukar untuk diolah dengan perekatan dan pencapan seperti halnya
dengan polietilen yang memerlukan perlakuan tertentu pada permukaannya.
Polipropilena merupakan jenis bahan baku plastik yang ringan, densitas 0,90 – 0,92,
memiliki kekerasan dan kerapuhan yang paling tinggi dan bersifat kurang stabil
terhadap panas dikarenakan adanya hidrogen tersier. Penggunaan bahan pengisi dan
penguat memungkinkan polipropilena memiliki mutu kimia yang baik sebagai bahan
polimer dan tahan terhadap pemecahan karena tekanan (stress-cracking) walaupun pada
temperatur tinggi. Kerapuhan polipropilena dibawah 0°C dapat dihilangkan dengan
penggunaan bahan pengisi. Dengan bantuan pengisi dan penguat, akan terdapat adhesi
yang baik.Polimer yang memiliki konduktivitas panas rendah seperti polipropilena
(konduktivitas = 0,12 W/m) kristalinitasnya sangat rentan terhadap laju pendinginan.
Misalnya dalam suatu proses pencetakan termoplastik membentuk barang jadi yang
tebal dan luas, bagian tengah akan menjadi dingin lebih lambat dari pada bagian luar,
yang bersentuhan langsung dengan cetakan. Akibatnya, akan terjadi perbedaan derajat
kristalinitas pada permukaan dengan bagian tengahnya.
Polipropilena mempunyai tegangan (tensile) yang rendah, kekuatan benturan
(impact strength) yang tinggi dan ketahan yang tinggi terhadap pelarut organik.
Polipropilena juga mempunyai sifat isolator yang baik mudah diproses dan sangat
tahan terhadap air karena sedikit sekali menyerap air, dan sifat kekakuan yang tinggi.
Seperti polyolefin lain, polipropilena juga mempunyai ketahan yang sangat baik
terhadap bahan kimia anorganik non pengoksidasi, deterjen, alcohol dan sebagainya.
Tetapi polipropilena dapat terdegradasi oleh zat pengoksidasi seperti asam nitrat dan
hydrogen peroksida. Sifat kristalinitasnya yang tinggi menyebabkan daya regangannya
tinggi, kaku dan keras (Hafizullah, 2011)
Polipropilena isotaktik memiliki sifat kekakuan yang tinggi, daya rentang yang
baik, resistensi terhadap asam, alkali dan pelarut. Densitas polipropilena berkisar antara
2.2.2 Penggunaan Polipropilena
Polipropilena merupakan suatu polimer ideal yang sering digunakan sebagai lembar
kemasan. Polipropilena memiliki sifat kelembaban yang baik kecuali terjadi kontak
dengan oksigen. Oksigen yang masuk kedalam sistem akan dapat mempengaruhi
makanan atau materi lain yang ditutup dengan polipropilena. Lapisan yang terlindung
oleh polipropilena tersebut diharapkan dalam kondisi kedap udara agar dapat dengan
maksimal melindungi kandungan materi yang terbungkus di dalamnya. Untuk
pemanfaatan kegunaan dari polipropilena tersebut, dapat dilakukan modifikasi terhadap
polipropilena. Lembar propilena yang sangat tipis dipakai sebagai dielektrik dalam
pulsa berdaya tinggi tertentu serta
