Preparasi Dan Karakterisasi Plastik Konduktif Dengan Pemanfaatkan Limbah Kulit Singkong Dan Penambahan CuSO4

(1)

LAMPIRAN A

CONTOH PERHITUNGAN

A.1. Sifat Fisis Material Film Plastik Pati-CuSO A.1.1. Densitas

4

Sampel Pati-CuSO4

Diketahui : m = 0,0636 gr

untuk variasi komposisi 75%:25% (Lampiran B.1)

l = 1 cm

Densitas secara Teori (Hukum Pencampuran/Rule Of Mixture)

�� = 1,5 _��3

��4 = 3,605 �� 3

Maka fraksi volum dinyatakan sebagai berikut:

(2)

Maka, densitas film plastik Pati-CuSO4

= 1,7564016 gr/cm

: �� = �� +��4��4

�� = (1,5�0,8781949) + (3,605x0,1218056) = 1,3172924 + 0,4391092

3 .

A.2. Sifat MekanikMaterial Film Plastik Pati-CuSO A.2.1. Kuat Tarik

4

sampel 1 film plastik Pati-CuSO4 diketahui : Gauge = 71 mm

untuk variasi komposisi 75%:25%

load = 0,02 Kgf/mm Ekstention = 13,320 mm

2

Dari data tersebut dapat dihitung nilai Kuat Tarik (Tensile Strenght), pemanjangan saat putus (elongation) dan Modulus elastisitas (Modulus Young).

TS = 0,02 Kgf/mm2 x 9,8 m/s = 0,196 MPa

2

E = (13,320 mm/71 mm) x 100% = 0,1876

= 18,760%

Maka ; MoE = TS/E = 0,196/0,1876 = 1,043 MPa

A.3. Sifat TermalMaterial Film Plastik Pati-CuSO4

(3)

Dari puncak peak DTA tarik garis lurus sampai memotong garis penunjuk temperatur,Tandai titik potong tersebut, titik potong ini turunkan dua skala kebawah sehingga didapat titik potong yang baru, dari tittik potong ini tarik garis lurus menuju skala temperatur 15 mv, baca pada skala temperatur ini, (inilah temperatur kritis).

A.4. Sifat ListrikMaterial Film Plastik Pati-CuSO A.4.1. Konduktivitas Listrik

4

Sampel 1 film plastik Pati-CuSO4 Dikatehui : t = 0,018 cm

untuk variasi komposisi 75%:25%

A = 3 cm

R

2

rata-rata = 0,0823 x 10

Dari data tersebut maka dapat dihitung nilai kerapatan struktur film plastik dengan menggunakan persamaan (2.5) sebagai berikut:

� =��

�

� =�� ⁄ = (3�10−4�2)(0,0823�106Ω)/1,8�10−4�

6

= 13,717 x 104

Maka dapat dihitung nilai konduktivitas listrik dengan menggunakan persamaan (2.6) adalah sebagai berikut:

�= 1

� =

1 13,717�104

Ωm

(4)

LAMPIRAN B

B.1. Hasil Pengukuran Densitas Suatu Material Film Plastik Pati-CuSO

Label

Densitas Secara Teori

Label

0,0214301 1,470109

2 90 :10 0,9558109 0,0441891 1,593018

3 85 : 15 0,9315595 0,0684047 1,643938

4 80 : 20 0,9051789 0,0942211 1,697436

(5)

(6)

B.3. hasil Pengukuran Temperatur Kritis Suatu Material Film Plastik Pati-CuSO

Temperatur : s/d 550

4

o

Termocouple/mV : PR/15 mV C

(7)

2 0,540 0,540 x 106

Hasil Perhitungan Nilai Konduktivitas Listrik

(8)

LAMPIRAN C DAFTAR GAMBAR

Bahan yang digunakan Alat uji Tensile Strenght Test

Oven Magnetik Stirer

(9)

DTA Hasil Uji Termal Analisis

Komposisi 75%:25% Komposisi 80%:20%

Komposisi 95%:15%

(10)

Hasil Pengujian Kuat Tarik

(11)

DAFTAR PUSTAKA

Akbar, F, dkk. 2013. Pengaruh Waktu Simpan Film Plastik Biodegradasi Dari Pati KulitSingkong Terhadap Sifat Mekanikalnya. Jurnal Teknik Kimia Usu, Vol. 2, No. 2. Medan: Usu.

Anita, Z, Dkk. 2013. Pengaruh Penambahan Gliserol Terhadap Sifat Mekanik FilmPlastik Biodegradasi Dari Pati Kulit Singkong. Jurnal Teknik Kimia Usu, Vol. 2, No. 2. Medan: Usu

Berlian, S, dkk. 2011. Sintesis Polimer Konduktif Sebagai Bahan Baku Untuk Perangkat Penyimpanan Energi Listrik. Bandung : Universitas Tanjung Pura.

Cowd, A dan J.G. Stark. 1991. Kimia Polimer. Bandung: ITB. Halaman : 1

Muhammad, A. 2007. Mempelajari Karakteristik Kimia Dan Fisik Tepung

Tapioka DanMocal (Modified Cassava Flour) Sebagai Penyalut Kacang

Pada Produk Kacang Salut. Skripsi. Bogor. IPB.

Nugroho, AF. 2012. Sintesis Bioplastik dari Pati Ubi Jalar Menggunakan Penguat

Logam ZnO dan Penguat Alami Clay. Depok: UI.

Nuryetti, dkk. 2012. Bionanokomposit : Peluang Polimer Alami Sebagai Material Baru Semikonduktor. Jurnal Riset Industri Vol. VI No. 1, 2012, Hal. 75-85. Jakarta: UI.

Onggo, D dan Hambazah Fansuri. 1999. Penggunaan Differential Thermal Analysis (DTA) Penentuan Aktivitas Dan Reaktivitas Katalis Fe

2O3 Co

,

(12)

Menjadi CO2. JMS Vol. 4 No. 1, hal. 13 – 19. Bandung : ITB.

Rahman, A.M. 2007. Mempelajari Karakteristik Kimia Dan Fisik Tepung Tapioka

Dan Mocal (Modified Cassava Flour) Sebagai Penyalut Kacang Pada

Produk Kacang Salut. Skripsi. Bogor: IPB.

Stevens, Malcolm P. 2001. Kimia Polimer. Jakarta: Pradnya Paramita.Halaman :

7, 123-127.

Sugiantoro, S, dkk. 2006. Karakterisasi Termal Komposit Berbasis Heksaferit

(BaM) Dengan Matriks Polimer. Tanggerang: Kawasan Puspitek Serpong.

Susilawati, dkk. 2011. Biodegradable Plastics From a Mixture Of Low Density Polyethilene (LDPE) and Cassava Starch With The Addition Of Acrylc Acid. Vol. 11, No. 2, 2011. Banda Aceh: Universitas Syiah Kuala Darussalam.

Tutty, dkk. 2013. Pembuatan Plastik Kemasan Terbiodegradasikan Dari

Polipropylena Tergrafting Maleat Anhidrida dengan Bahan Pengisi Pati Sagu Kelapa Sawit. Valensi Vol. 3 No. 2, November 2013 (110-116). Medan: USU.

Vinda, N.F. 2014. Sintesis dan Karakterisasi Superkapasitor Berbasis

Nanokomposit TiO2/C. Jurnal Fisika Material. Malang: Universitas Negeri Malang.

Wirjosentono, B, dkk. Tanpa Tahun. Analisis dan Karakterisasi Polimer. Halaman 1 dan 99.

(13)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1.Tempat Penelitian

Tempat penelitian disesuaikan pada tahapan penelitian yang dilakukan. Adapun tempat yang digunakan untuk penelitian yaitu, pembuatan sampel plastik Pati-CuSO4 yang dilakukan di Laboratorium Polimer Universitas Sumatera Utara, karakterisasi sifat mekanik dilakukan di Laboratorium Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara, karakterisasi sifat termal dilakukan di Laboratorium Mikroskop Elektron PTKI dan karakterisasi konduktivitas listrik dilakukan di Laboratorium Terpadu Universitas Sumatera Utara.

3.2.Peralatan dan Bahan Penelitian 3.2.1 Peralatan

1. Neraca digital : untuk menimbang massa sampel. 2. Pipet tetes : untuk memindahkan larutan.

3. Beaker glass : untuk mengukur volum dan sebagai wadah sampel. 4. Spatula : untuk mengambil bahan.

5. Cetakan sampel : untuk mencetak sampel.

6. Magnetik stirer dengan heat : untuk mengaduk bahan agar tercampur merata (homogen).

7. Aluminiumfoil : untuk menutup campuran saat diaduk dengan stirer.

8. Termometer : untuk mengukur suhu pemanasan campuran agar tetap stabil.

9. Multimeter digital : untuk mengukur tegangan dan arus listrik yang diberikan pada bahan.

(14)

11.Penjepit buaya : untuk menghubungkan alat ke sumber arus listrik.

12.DTA : untuk menganalisa sifat termal bahan.

13.Tensile Strenght Tes : untuk mengukur kuat tarik film plastik 14.Oven : untuk mengeringkan sampel

3.2.2. Bahan

1. Limbah kulit singkong yang diekstraks menjadi pati : sebagai bahan dasar pembuatan sampel plastik.

2. Gliserin : sebagai plastisizer. 3. CuSO4

4. Aquades : sebagai pelarut.

: sebagai bahan pengisi konduktif.

3.3. Variabel penelitian

Variabel yang digunakan pada pembuatan sampel plastik konduktif Pati-CuSO4

Tabel 3.1 Persentasi Komposisi Pati-CuSO

adalah dengan variasi komposisi dan karakterisasi sampel. Untuk mengetahui variasi komposisi dapat dilihat pada tabel berikut:

Label Sampel

4

Pati (% massa) CuSO4 (% massa)

1 95 5

2 90 10

3 85 15

4 80 20

(15)

3.4. Tahapan Penelitian

Untuk mengetahui secara umum alur tahapan penelitian ini ditunjukkan pada diagram alir berikut:

Variasi Komposisi Pati-CuSO4

80% : 20% 85% : 15% 90% : 10% 95% : 5%

Gambar 3.1 Diagram alir pembuatan plastik konduktif Pati-CuSO4 KESIMPULAN

PENCAMPURAN

Diaduk selama 5 menit sampai merata di dalam beaker glass dengan total massa6 gram

Di-homogenkan

Homogenisasi menggunakan magnetik stirer dengan suhu

dijaga 80o_C-90o_{C selama 30 menit}

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN START

PEMBUATAN PLASTIK KONDUKTIF

PATI-CuSO4

CuSO4 Pati

dilarutkan dengan 100 ml aquades

ditambahkan2 ml gliserol Dimasukkan ke dalam beaker glass

dengan perbandingan 75%:25%

PENCETAKAN

Adonan dituangkan pada cetakan kemudian

dikeringkan dengan suhu 45oC -50oCselama 3x24 jam

j

(16)

3.5. Prosedur Penelitian

1. Diekstraksi kulit singkong menjadi pati dengan tahapan pembersihan kulit singkong, penghancuran, pemerasan, penyaringan, pengendapan, dan pengeringan sehingga di dapat pati yang bersih.

2. Diayak pati kulit singkong dengan ukuran 100 mesh. 3. Diayak CuSO4

4. Dilarutkan CuSO

kulit singkong dengan ukuran 100 mesh.

4

5. Dimasukkan Pati sebanyak 4,5 gram ke dalam larutan CuSO

25% dari berat total di dalam beaker glass dengan aquades 100 ml.

4

6. Ditambahkan gliserol 2 ml ke dalam campuran Pati-CuSO .

4

7. Diaduk sampai merata dengan spatula selama 5 menit. .

8. Di-homogenkan menggunakan magnetik stirer dengan suhu dijaga 80 o

C - 90o

9. Dituang adonan ke dalam cetakan kemudian dikeringkan ke dalam oven dengan suhu 45

C dengan waktu 30 menit yang sebelumnya beaker glass ditutup dengan aluminiumfoil.

o

C – 50 o

10.Diulangi percobaan 4-9 dengan variasi komposisi Pati-CuSO Cselama 3x24 jam.

4

11.Dikarakterisasi sampel plastik Pati-CuSO

seperti (tabel 3.1).

(17)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Studi Kelayakan Pati Kulit Singkong dalam Pembuatan Bioplastik

Dari hasil studi literaturur dapat diketahui bahwa polimer alami dapat terbentuk dari berbagai pati dan dapat digunakan sebagai matriks dalam pembuatan bioplastik. Tahap awal yang dilakukan adalah dengan mengumpulkan data dan mempersiapkan bahan yang akan digunakan dalam percobaan awal.

4.1.1. Hasil Persiapan Bahan

Kulit ubi kayu diambil dari singkong jenis singkong kuning yang biasanya singkong ini dikelola dalam bentuk tape kemudian kulitnya dibuang. Setiap kilogram ubi kayu biasanya dapat menghasilkan 15 – 20 % kulit ubi. Kandungan pati kulit ubi kayu yang cukup tinggi, memungkinkan digunakan sebagai pembuatan film plastik biodegradasi.

Preparasi persiapan bahan adalah dengan membersihkan kulit ubi kayu dan mengambil bagian kulit yang putih sehingga didapat kulit yang bersih sebanyak 2 kg serta menghancurkannya menjadi bubur menggunakan blender, bubur yang dihasilkan kemudian disaring dan diendapkan. Air yang terdapat di atas endapan dibuang yang kemudian ditambahkan air dan diendapkan kembali, endapan pati diambil dan dikeringkan selama ±2 hari. Setelah proses pengeringan didapat pati sebanyak 200 gram kemudian diayak dengan ukuran 100 mesh.

(18)

4.2. Material Film Plastik

Film plastik Pati-CuSO4 yang telah berhasil dibuat menggunakan teknik Melt Intercalation yaitu dengan mencampurkan bahan baku: pati dan CuSO4 pada suhu yang telah ditentukan yaitu 80 oC-90oC. Variasi komposisi serbuk pati dan CuSO4

Karakterisasi yang dilakukan pada material film plastik pati-CuSO dibuat dengan perbandingan: 95%:5% ; 90%:10% ; 85%:15% ; 80%:20% ; 75%:25% dengan total massa 6 gram.

4

bertujuan untuk melihat bagaimana interaksi antar bahan dalam membentuk film plastik pati dan CuSO4 terhadap sifat fisis yaitu densitas, sifat mekanik: kuat tarik, sifat listrik: konduktivitas listrik dan sifat termal suatu bahan. Parameter yang mempengaruhi sifat-sifat dari material tersebut meliputi pengaruh komposisi untuk memberikan gambaran interaksi untuk membentuk suatu ikatan antar campuran bahan yang satu dengan bahan yang lain, juga dilihat kemungkinan yang terjadi dari produk yang telah dihasilkan.

4.3. Karakterisasi Sifat Fisis a. Densitas

Kerapatanmerupakansifatfisiksuatupolimer.

Kerapatansuatubahanberpengaruhterhadapsifatmekanikbahantersebut, semakinrapatsuatubahanmakasemakinmeningkatkansifatmekaniknya.

Sehingga film bioplastik yang dihasilkanmempunyaikekuatantarik yang baik. Kerapatanataudensitasinidapatdidefinisi-kansebagaiberat per satuan volume bahan (Darni, 2011).

Tabel 4.1 Data Hasil Pengukuran Densitas Material Film Plastik Pati-CuSO

(19)

5 75 : 25 0,018 0,054 0,0636 1,778 Dari tabel 4.1 maka dapat dibuat grafik hubungan antara nilai densitas terhadap perubahan komposisi pati-CuSO4.

Gambar 4.1 Grafik Hubungan antara Densitas terhadap Variasi Komposisi.

Gambar 4.1 menggambarkan hubungan antara densitas terhadap komposisi pati-CuSO4 dengan nilai densitas tertinggi yaitu terdapat pada variasi komposisi 75%:25% sedangkan densitas terendah terdapat pada variasi komposisi 90%:10%. Secara teori pati memiliki densitas 1,5gr/cm3 dan CuSO4 memiliki densitas 3,605gr/cm3 berdasarkan hukum pencampuran (Rule Of Mixture) pada variasi komposisi 75%:25% sebesar 1,756401 gr/cm3 dan untuk variasi komposis 90%:10% sebesar 1,470109 gr/cm3 dimana nilai densitas praktik dan nilai densitas secara teori tidak memiliki perbedaan yang signifikan yaitu 0,022 gr/cm3 untuk variasi 75%:25% dan 0,229 gr/cm3

Dapat dilihat dari grafik yang dihasilkan, grafik tidak membentuk garis yang linier, hal ini dipengaruhi oleh pencetakan yang kurang maksimal sehingga ketebalan yang dihasilkan berbeda-beda pada tiap sampel dan perbedaan ketebalan ini mempengaruhi perhitungan nilai densitas material.

untuk variasi 95%:5%. Penambahan pati akan menyebabkan penambahan pori sehingga densitas material juga menurun.

0

(20)

4.3. Karakterisasi Sifat Mekanik a. Kuat Tarik

Salah satu parameter yang dapat menentukan kualitas film plastik adalah sifat mekanik yaitu elastisitas bahan.Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, nilai kuat tarik yang dapat dicari dengan menggunakan persamaan (2.4):

�� = ��

yang mengacu pada standar pengujian ASTM D638.

Dari hasil perhitungan dapat dibuat tabel pengukuran nilai kuat tarik sebagai berikut:

Tabel 4.2 Data Hasil Pengukuran Kuat Tarik Film Plastik Pati-CuSO

Label

4

Komposisi Pati-CuSO4

TS (Mpa)

(%massa) E (%)

MoE (Mpa)

1 95 : 5 0,751 0,189 3,939

2 90 : 10 0,294 0,314 1,243

3 85 : 15 0,425 0,320 1,427

4 80 : 20 0,425 0,094 4,606

5 75 : 25 0,229 0,222 1,033

(21)

Gambar 4.2 Grafik hubungan antara Kuat Tarik terhadap Variasi Komposisi

Gambar 4.2 menunjukkan nilai kuat tarik yang cenderung menurun sesuai dengan penurunan komposisi pati atau penambahan CuSO4

Sedangkan gambar 4.3 menunjukkan hubungan antara variasi komposisi terhadap pamanjangan saat putus atau elongation dimana nilai maksimum terdapat pada variasi 85%:15%.

dengan nilai maksimum terdapat pada variasi komposisi no 1 dan nilai minimum terdapat pada variasi komposisi no 5 namun terdapat titik yang menurun tajam yang terdapat pada sampel 2 hal ini dikarenakan campuran baik pati, gliserol dan CuSO4 tidak terdistribusi merata.

0 Variasi Komposisi Vs Kuat Tarik

0

(22)

Gambar 4.3 Grafik hubungan antara Pemanjangan Saat Putus terhadap Variasi Komposisi

Gamar 4.3 menunjukkan pemanjangan saat putus yang cenderung meningkat seiring dengan jumlah pati yang semakin sedikit dan penambahan CuSO4, hal ini disebabkan penambahan CuSO4 meningkatkan persentase saat putus. Nilai inilah yang akhirnya dikatakan bahwa pada titik akhir material ini putus pada saat itu titik keelastisan material tersebut. Hasil akhir yang diperoleh dari perhitungan adalah nilai modulus elastisitas material seperti yang tergambar di bawah ini. Jika ditarik garis lurus maka grafik dianggap meningkat jika komposisi bahan pengisi diturunkan.

Gambar 4.4 Grafik hubungan antara MoE terhadap Variasi Komposisi Gambar 4.4 menunjukkan nilai modulus elastisitas material dengan nilai maksimum terdapat pada variasi no 4 dengan nilai 4,606 Mpa dan nilai minimum terdapat pada variasi no 5 dengan nilai 1,033 Mpa. Gambar tersebut hampir menunjukkan keadaan yang linear yang dapat dilihat dari 3 komposisi yaitu sampel no 2, 3 dan 4 artinya penurunan jumlah pati dan penambahan CuSO4 dapat meningkatkan nilai modulus elastisitas material.

(23)

4.4. Karakteristik Termal

Untuk menentukan karakteristik termal film plastik dalam hal ini digunakan Differentia Thermal Analis(DTA) yang berfungsi menghitung temperatur kritis dari material tersebut. Gambar di bawah ini menunjukkan hasil analisis DTA.

Gambar 4.1 Variasi komposisi 75%:25%

Tabel 4.3 menunjukkan data temperatur terjadinya endoterm dan eksoterm.

Tabel 4.3Data Hasil Analisis DTA

Label Komposisi

(% massa) Endoterm ( o

Eksoterm (

C) oC)

1 95 : 5 90 280

2 90 : 10 90 290

3 85 : 15 90 430

4 80 : 20 90 260

(24)

Gambar 4.5 Hubungan antara Temperatur Eksoterm terhadap Variasi Komposisi

Pada varaisi komposisi tersebut kurva DTA ke kanan dengan nilai 90oC menunjukkan material mengalami reaksi endoterm yaitu material menerima panas dari termokopel sehingga ikatan yang terdapat pada material pecah. Dalam reaksiendoterm, energy pemecahan ikatan reaktan lebih tinggi dari total energy pembentukan ikatan produk. Oleh karena itu, perubaha nentalpi adalah bernilai positif dan reaksi terjadi tidak spontan dan material mengalami perubahan bentuk dari padat menjadi lelehan plastik. Pada temperatur 410o

Terjadi hal yang sama pada variasi komposisi yang lainnya, hanya saja berbeda pada reaksi eksoterm. Semakin besar variasi pati maka material semakin cepat terbakar, hal ini menandakan kandungan air yang terdapat pada variasi tersebut lebih sedikit. Gambar variasi komposisi yang lainnya bisa dilihat pada lampiran C.

C kurva DTA berbelok ke arah kiri, hal ini mengindikasikan bahwa material mengalami reaksi eksoterm yaitu bahan melepaskan panas sehingga suhu disekitarnya menjadi panas. Reaksi eksoterm terjadi secara spontan. Dalam keadaan ini, material sudah manjadi abu.

(25)

4.5 Karakterisasi Sifat Listrik a. Konduktivitas Listrik

Konduktivitas listrik merupakan kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan arus listrik dimana nilai konduktivitas listrik dipengaruhi oleh kerapatan struktur atom material yang menyusunnya, jumlah muatan elektron dan tingkat kemurniannya. Dari hasil penelitian yang dilakukan dengan menggunakan persamaan dan contoh penghitungan dapat dilihat dilampiran A.

Dari hasil perhitungan maka dapat dibuat tabel sebagai berikut:

Tabel 4.4 Data Hasil Pengukuran Konduktivitas Film Plastik Pati-CuSO

label Dari tabel 4.4 dapat dibuat grafik hubungan antara kondukvitas listrik terhadap variasi komposisi pati-CuSO4.

(26)

(27)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Material yang berhasil dibuat pada penelitian ini adalah lembaran plastik yang diuji nilai konduktivitasnya. Material ini dapat dikatakan sebagai material semikonduktor karena nilai yang diperoleh yaitu 0,7 x 10-2 S/m – 7,3 x 10-2

2. Mengacu pada penelitian-penelitian sebelumnya dimana material ini dibuat dengan cara sederhana yaitu dengan mencampurkan kemudian memanaskan atau disebut dengan melt intercalation sehingga dihasilkan lembaran plastik yang dapat diuji sifat-sifatnya.

S/m.

3. Dilihat dari data yang dihasilkan, penambahan CuSO4 mempengaruhi nilai konduktivitasnya, semakin banyak penambahan CuSO4

4. Nilai maksimum pada pengujian sifat mekanik dilihat dari kekuatan tarik sampel terdapat pada sampel 1 (95%:5%) sedangkan nilai maksimum pada untuk sifat termal terdapat pada sampel 3 (80%:85%).

maka semakin besar nilai konduktivitasnya.

5.2. Saran

1. Untuk menghasilkan pemanasan yang lebih merata dan suhu yang lebih stabil saat pembuatan film plastik seperti yang telah dilakukan, penggunaan water bath dapat menjadi pilihan.

2. Untuk meningkatkan konduktivitas,pengukuran dapat dilakukan diruangan yang sudah terstandardisasi.

(28)

BAB II PENDAHULUAN

2.1. Polimer 2.1.1. Umum

Produksi bahan polimer mentah dan pengubahannya menjadi barang-jadi merupakan kegiatan industri polimer setiap harinnya. Berbagai industri polimer, misalnya industri mesin dan kimia yang menghasilkan peralatan dan bahan yang diperlukan untuk memproduksi dan mengubah polimer. Di samping itu komponen-komponen lainnya memanfaatkan bahan polimer, antara lain industri motor dan alat listrik. Akibatnya industri polimer dapat dipandang sebagai industri dasar dalam perekonomian negara industri.

Polimer merupakan kumpulan dari molekul-molekul kecil yang menyerupai koloid, tetapi terikat bersama melalui suatu gaya sekunder yang misterius. Polimer dihubungkan dengan molekul besar--suatu makromelekul--yang strukturnya bergantung pada monomer makromelekul--yang dipakai dalam preparasinya.

2.1.2. Sintesis Polimer

(29)

reaksi dengan polimer lainnya atau senyawa aditif berbobot molekul rendah (Wirjosentono, dkk, tanpa tahun).Karakteristik dan sifat mekanis yang baru dikembangkan adalah bagaimana mengubah polimer yang bersifat isolator menjadi penghantar listrik yang baik. Untuk perkembangan polimer yang memiliki sifat dapat menghantarkan listrik ini ada istilah yang menyebutnya sebagai polimer konduktif.

Sifat konduktif suatu bahan dapat ditentukan berdasarkan struktur elektroniknya.Pada suatu senyawa logam, terjadi overlap antara orbital-orbital sejenis dengan atom berlainan untuk membentuk orbital molekul. Proses ini akan membuat rapatan struktur yang tinggi pada logam, sehingga elektron dapat mengalir secara terus-menerus pada logam. Pada logam celah pita antara HOMO dan LUMO mendekati nol, sehingga dengan medan listrik yang kecil sekalipun, elektron akan terdistribusi dengan mudah. Hal ini membuat sifat logam menjadi lebih konduktor.Pada material semikonduktor, celah pita antara HOMO dan LUMO lebih besar dibandingkan dengan logam.

Elektron akan lebih mudah mengalir bila terjadi peningkatan temperatur pada material semikonduktor. Hal ini dikarenakan energi kalor akan memaksa elektron dari HOMO menuju orbital LUMO, sehingga elektron dapat mengalir. Gambar 2.1 memperlihatkan bahwa material isolator memiliki celah pita paling lebar dibandingkan dengan semikonduktor dan konduktor. Perbedaan jarak yang relatif jauh antara orbital HOMO dan LUMO, memperkecil kemungkinan perpindahan elektron. Perpindahan elektron membutuhkan energi yang sangat tinggi, sehingga material seperti ini digolongkan sebagai isolator.

(30)

karbon lain dengan ikatan tunggal dan ganda secara bergantian yang dapat mempengaruhi sifat konduktif pada polimer terkonjugasi. Penambahan

senyawa kimia berupa doping akan merubah kerapatan elektron pada ikatan π atau π* polimer tekonjugasi sehingga terjadi perubahan konduktivitas polimer

dari semikonduktif menjadi konduktif (Berlian, 2011).

2.2. Polimer Alami

Polimer alam, seperti halnya selulosa, pati dan protein, telah dikenal dan digunakan manusia berabad-abad lamanya untuk keperluan pakaian dan makanan, sedangkan industri polimer merupakan hal yang baru. Karet alam digunakan dalam tenunan berkaret sebelum Goodyear menemukan proses vulkanisasi pada tahun 1839. Selulosa nitrat (dihasilkan dari reaksi kertas dengan asam nitrat) pertama kali dibuat secara industri pada sekitar tahun 1870, damar fenolik, dan lain-lain. Sejak saat itu sejumlah terobosan baru banyak dilakukan untuk menciptakan berbagai sistem polimer yang telah ada. Hasilnya tampak sebagai produk industri polimer yang begitu beragam sebagaimana yang terlihat saat ini (Cowd, 1991).

2.3.Plastik

Plastik merupakan bahan polimer kimia yang banyak digunakan dalam kehidupan manusia. Hampir setiap produk menggunakan plastik baik sebagai kemasan atau bahan dasar karena plastik mempunyai keunggulan seperti ringan, kuat, trasnparan, tahan air serta harganya relatif murah dan terjangkau oleh semua kalangan masyarakat (Susilawati, 2011).

(31)

tingkat kestabilan yang tinggi, sama sekali tidak dapat diuraika oleh mikrooragnisme (Nugroho, 2012).

Film plastik yang bersifat konduktif juga bersifat alami atau disebut biodegradabel adalah material polimer yang berubah kedalam senyawa yang berat molekul rendah dimana paling sedikit satu tahap pada proses degradasinya melalui metabolisme organisme secara alami. Plastik biodegradabel biasanya dibuat dengan menggabungkan plastik dengan bahan yang bersumber dari alam. Salah satu bahan alam yang dapat digunakan sebagai bahan pembuat plastik biodegradabel adalah pati (Tutty dkk, 2013).

2.4.Preparasi Film Plastik

Berbagai metode dalam pembuatan film plastik dapat dijelaskan sebagai berikut:

2.4.1. Eksfolasi/adsorbsi

Sekumpulan lapisan mengalami pengelupasan dalam pelarut (air, toluena, dll.) yang polimernya dapat larut pada pelarut tersebut. Setelah itu, polimer diadsorbsi ke dalam permukaan lapisan satu demi satu dan setelah pelarut menguap ketika pengendapan, lapisan tersebut satu demi satu teratur kembali.

2.4.2. Polimerisasi in Situ Interkalati

Pada metode ini, polimer dibentuk antara lapisan dengan mengembangkan kumpulan lapisan dalam monomer cair atau larutan monomer sehingga pembentukan polimer dapat terjadi antara lembar yang terinterkalasi. Pembentukan polimer dapat dimulai dengan panas/radiasi difusi (Zhao, 2008).

2.4.3. Interkalasi larutan/Interkalasi Prepolimer dari Larutan

(32)

(biasanya silikat). Pertama silikat berlapis dikembangkan di dalam suatu pelarut seperti air, kloroform, atau toluena. Kedua, ketika biopolimer dan larutan nanopartikel yang mengembang dicampur, rantai polimer akan terinterkalasi dan menggantikan pelarut dalam interlayer dari silikat. Ketiga, setelah penghilangan pelarut, struktur yang telah terinterkalasi akan tertinggal dan akan membentuk bio-polimer/silikat berlapis bionanokomposit (Zhao, 2008).

2.4.4. Melt Intercalation

Proses pembuatan bionanokomposit pada metode ini tidak memerlukan penambahan pelarut. Silikat berlapis dicampur dengan matriks polimer dalam molten state, ikatan polimer akan bergerak perlahan-lahan ke dalam ruang antar lapisannya. Proses penyebaran ikatan polimer ke dalam galeri lapisan silikat menjadi bagian penting pada proses melt intercalation.

Melt intercalation merupakan metode yang ramah lingkungan karena tidak digunakannya pelarut organik yang nantinya dapat menjadi limbah, sementara metode eksfoliasi, polimerisasi in situ interkalatif dan interkalasi larutan menggunakan pelarut tersebut. Selain itu, melt intercalation juga kompetibel dengan proses industri seperti pada injection molding. Pada melt intercalation, pembuatan bionanokomposit dilakukan dengan tujuan untuk menguatkan material, yaitu dengan cara memanaskan dan mendinginkan material.

2.5.Pati (Starch)

(33)

linier dari D-glukosa membentuk amilosa dengan ikatan (α)-1,4-glukosa.

Sedangkan polimer amilopektin adalah terbentuk dari ikatan (α)-1,4-glukosida

dan membentuk cabang pada ikatan (α)-1,6-glukosida untuk plastik biodegradasi.

2.5.1. Amilosa dan Amilopektin

Granula pati terdiri dari dua fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi yang tidak terlarut disebut amilopektin. Pola difraksi sinar-x granula pati adalah bukti bahwa terdapat daerah kristalinitas atau misela pada granula pati. Misela merupakan bagian molekul linier yang berikatan dengan rantai molekul terluar molekul cabang. Ikatan ini terjadi apabila bagian-bagian linier molekul pati berada paralel satu sama lain, sehingga gaya ikatan hidrogen akan menarik rantai ini bersatu. Di antara misela terdapat daerah yang renggang atau amorf.Daerah amorf ini kurang padat, sehingga mudah dimasuki air.

Menurut Rahman (2007), amilosa memiliki kemampuan membentuk kristal karena struktur rantai polimernya yang sederhana. Strukturnya yang sederhana ini dapat membentuk interaksi molekular yang kuat. Interaksi ini terjadi pada gugus hidroksil molekul amilosa. Pembentukan ikatan hidrogen ini lebih mudah terjadi pada amilosa daripada amilopektin (Rahman, 2007).

(34)

Gambar 2.3 Struktur Amilopektin

Pati mengandung dua macam polimer yang struktur dan massa molekul nisbinya berbeda, yakni amilosa dan amilopektin. Amilosa yang menyusun 20-50% pati alam dibentuk dari kesatuan glukosa yang bergabung melalui

ikatan α-1,4. Massa molekulnya sangat beragam bergantung pada sumbernya. Komponen pati lainnya adalah amilopektin, yaitu polimer rantai bercabang

yang mempunyai ikatan glikosida α-1,6 di samping α-1,4 (Cowd, 1991).

2.5.2. Sumber Pati

Indonesia memiliki potensi sebagai penghasil tanaman sumber pati seperti jagung, ubi kayu, ubi jalar, sagu, padi dan tanaman umbi lainnya. Produksi untuk tanaman jagung dan ubi kayu untuk tahun 2009 saja adalah 43,9 juta ton. Kandungan pati

yang terdapat di berbagai sumber tanaman pati dapat di lihat pada tabel berikut. Table 2.1 Sumber-sumber pati

Bahan pangan Pati (% basis kering)

Biji gandum 69

Beras 89

Jagung 57

Biji sorghum 72

Kentang 75

Ubi jalar 90

Ubi kayu 90

Sumber : Heri, 2012

(35)

plasticizer pada temperatur tinggi (90-180o

Yang lebihmenarik lagi adalah bahwa salah satu sumber pati lainnya adalah dari kulit umbi kayu. Kulit umbi ubi kayu yang diperoleh dari produk tanaman ubi kayu (Manihot Esculenta Cranz) merupakan limbah utama pangan di negara-negara berkembang. Semakin luas areal tanaman ubi kayu diharapkan produksi umbi yang dihasilkan semakin tinggi yang pada gilirannya semakin tinggi pula limbah kulit yang dihasilkan (Akbar, dkk, 2013).

C), yang menghasilkan phase kontinyu dalam bentuk suatu viskos melt. Proses thermoplastik mengurangi interaksi dari rantai molekul dan memecah struktur dari pati sehingga menghasilkan semikristalin dari pati dan granular diproduksi menjadi material plastik (Nuryetti, dkk, 2012).

Sumber : bisnisukm

Gambar 2.4 Kulit singkong yang di ekstraksi menjadi pati

Proses pembuatan pati kulit singkong tidaklah sulit, tahapan yang dilakukan dalam pembuatan pati dari limbah kulit singkong adalah dengan membersihkan limbah kulit singkong kemudian di hancurkan hingga menjadi bubur kulit singkong setelah itu disaring dan diendapkan untuk mendapatkan patinya. Untuk memperoleh hasil yang lebih baik pati dicuci dengan air bersih dan diendapkan kembali kemudian dikeringkan dengan suhu 70o

Dari strukturnya terlihat bahwa pati bersifat tidak mereduksi.Dengan iod, pati memberikan zat berwarna biru-hitam.Sifat ini menjadikan larutan pati merupakan indikator yang baik dalam analisis volumetrik yang berkenaan dengan iod.

(36)

2.5.3. Sifat-Sifat Pati

Daya kembang pati atau swelling power didefinisikan sebagai pertambahan volume dan berat maksimum yang dialami pati dalam air Swelling power dan kelarutan terjadi karena adanya ikatan non-kovalen antara molekul-molekul pati. Ketika pati dipanaskan dalam air, sebagian molekul amilosa akankeluar dari granula pati dan larut dalam air. Ketikamolekul pati sudah benar-benar terhidrasi, molekul-molekulnya mulaimenyebar ke media yang ada di luarnya dan yang pertama keluar adalahmolekul-molekul amilosa yang memiliki rantai pendek. Semakin tinggisuhu maka semakin banyak molekul pati yang akan keluar dari granulapati. Selama pemanasan akan terjadi pemecahan granula pati, sehinggapati dengan kadar amilosa lebih tinggi, granulanya akan lebih banyakmengeluarkan amilosa.

Kelarutan pati semakin tinggi denganmeningkatnya suhu, serta kecepatan peningkatan kelarutan adalah khasuntuk tiap pati. Pola kelarutan pati dapat diketahui dengan cara mengukurberat supernatan yang telah dikeringkan dari hasil pengukuranswellingpower. Solubilitas atau kelarutan pati tapioka lebih besar dibandingkan pati dari umbi-umbi yang lain (Muhammad, 2007).

2.6. CuSO4 (Copper (II) Sulphat)

(37)

2Cu+(aq) Cu (s) + Cu2+

Tembaga (II) bersifat paramagnetik dan berwarna sedangkan untuk senyawa hidrat yang mengandung ion Cu

(aq)

2+

berwarna biru. Beberapa contoh senyawa yang mengandung tembaga (II) adalah CuSO4.5H2O (biru), CuS (hitam), CuO (hitam). Tembaga dioksida merupakan senyawa yang terdiri dari Cu dan O dalam senyawa mineral CuO atau tenorite, salah satu dari senyawa oksida tembaga disamping Cu2

Karakteristik tembaga dioksida dapat dilihat dari Tabel 2.2.

O (cupric). Tembaga dioksida ini termasuk tembaga yang bereaksi dengan oksigen membentuk oksidanya, berwarna kristal hitam yang diperoleh melalui pirolisis dari garam yang lain, dan memiliki struktur kristal monoklinik.

Tabel 2.2 Karakteristik tembaga dioksida. Karakteristik Nilai

Rumus molekul CuO

Struktur kristal dan parameter kisi

Monoklinik : Permitivitas relatif 12,0 Pita valensi lubang masa (me) 0,54-3,7 Resistivitas (ohm/cm) 105

2.7. Pembuatan Film Plastik (Polimer) Pati-CuSO4

(38)

dan sifat mekanis serta membakukan mutu bahan polimer yang diperlukam teknik analisis dan karakterisasi yang cermat dan teliti (Wirjosentono, dkk).

Polimer-polimer pada umumnya dibentuk melalui salah satu dari tiga teknik dasar, yaitu pencetakan, ekstrusi, atau penuangan. Ketiga teknik ini dikerjakan pada suhu-suhu yang lebih rendah daripada yang dibutuhkan untuk membentuk baja, aluminium, atau kaca, dan oleh karenanya efisiensi merupakan salah satu ciri yang menarik dari pembuatan polimer. Akan tetapi polimer-polimer memiliki satu kekurangan yang inheren, yaitu konduktivitas termalnya yang jelek dan lembar meleburnya.Untuk memperkecil masalah ini, peralatan ban berjalan digunakan untuk mengangkut polimer, dengan demikian memungkinkan serbuk-serbuk polimer dipanaskan secara merata melalui kombinasi pemanas luar dan pemanas gesekan yang ditimbulkan selama pengangkutan (Stevens, 2001).

2.8.Karakterisasi Plastik

2.8.1. Karakterisasi Sifat Fisis a. Densitas

Densitas merupakan pengukuran massa suatu benda per unit volum. Dimana pengujian densitas dilakukan dengan mengambil bagian tengan dari lebaran film plastik dengan ukuran berbentuk persegi panjang dan dapat dihitung dengan persamaan:

ρ =��

Densitas film plastik secara teori dapat dihitung dengan menggunakan hukum pencampuran (Rule Of Mixture) yaitu:

).

ρ� =ρ�� +ρ�� ... ... (2.2)

Untuk fraksi volum dirumuskan sebagai berikut:

(39)

Keterangan : mm

m

: massa matriks (gram)

f

ρ

: massa filler (gram)

m : densitas matriks (gram/cm3

ρ

2.8.2. Karakterisasi Sifat Mekanik a. Kuat Tarik

Sifat mekanis biasanya dipelajari dengan mengamati sifat

kekuatan-tarik (σt

�� =��_� ... ... ... (2.4)

) menggunakan alat ukur tensometer atau dinamometer, bila terhadap benda diberikan tegangan. Secara praktis, kekuatan-tarik diartikan sebagai besarnya beban maksimum yang dibutuhkan untuk memutuskan spesimen bahan. Penghitungan kekuatan tarik dapat dilakukan dengan rumus:

MoE : modulus elastisitas (Mpa); TS : Tensile Strenght (Mpa); E : Elongation

2.8.3. Karakterisasi Sifat Termal

Karakterisasi termal bertujuan untuk mengetahui sifat termal suatu bahan tersebut khususnya suhu pelelehan dan suhu degradasi dari masing-masing polimer sebagai matriksnya sehingga dapat diperoleh data ketahanan termal yang optimum dari bahan campuran (Sugiantoro, 2006).

(40)

mempelajari transisi fasa yang terjadi dibawah pengaruh atmosfer, temperatur, laju pemanasan atau pendinginan.

Differential Thermal Analysis (DTA) adalah suatu teknik di mana suhu dari suatu sampel dibandingkan dengan material inert. Suhu dari sampel dan pembanding pada awalnya sama sampai ada kejadian yang mengakibatkan perubahan suhu seperti pelelehan, penguraian, atau perubahan struktur kristal sehingga suhu pada sampel berbeda dengan pembanding. Bila suhu sampel lebih tinggi daripada suhu pembanding maka perubahan yang terjadi adalah eksotermal, dan endotermal bila sebaliknya (Onggo, D, 1999).

Gambar 2.4Posisi sampel dan pembanding (kanan: sampel, kiri: pembanding)

2.8.4. Karakterisasi Sifat Listrik Konduktivitas Listrik

(41)

Konduktivitas merupakan sifat listrik yang diperlukan dalam berbagai pemakaian sebagai penghantar tenaga listrik; dan sebagaimana diketahui mempunyai rentang harga yang sangat luas.Logam/material yang merupakan penghantar lisrik yang baik dengan orde 107 (ohm.meter)-1. Sebaliknya, material isolator memiliki konduktivitas listrik yang sangat rendah, yaitu 10 -10

– 10-20 (ohm.meter)-1

Pengukuran konduktivitas bahan tersebut menggunakan alat yang didisain khusus sesuai dengan jenis sampel yang akan diukur yaitu berbentuk lembaran film dan ukuran yang pakai disesuaikan dengan tempat sampel yang akan diuji:

.

Gambar 2.6 skematis chamber

Pengukuran dilakukan beberapa kali untuk menghasilkan nilai yang lebih relevan, dan hasil pengukuran berupa nilai R ;

Sehingga relativitas dapat dirumuskan dengan:

� =��

� ... ... ... (2.5)

Untuk konduktivitas listrik suatu bahan dapat dirumuskan dengan:

�= 1

� = 1

��_�_�= _�� ... ... (2.6)

Dimana A: Luas penampang film plastik (cm2 L: Panjang atau tebal dari film plastik (m).

(42)

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Hampir semua alat maupun perkakas sedikit atau banyak bertumpu pada teknologi elektronika. Oleh sebab itu, hampir semua aspek kehidupan manusia dipengaruhi oleh penggunaan bahan semikonduktor dalam produk-produk elektronik. Penggunaan semikonduktor dalam berbagai peralatan elektronik akan meningkat seiring dengan semakin canggihnya produk elektronik (Elektronika, 2000).

Kebutuhan material semikonduktor elektronik ini dapat dipenuhi dari komposit plastik dengan bahan aktif silika mengingat bahan yang selama ini digunakan berasal dari turunan minyak bumi yang ketersediaannya semakin menipis dan tidak dapat di perbaharui yang bisa mengakibatkan polusi pada bumi ini. Untuk memenuhi kebutuhan material di bidang elektronik yang canggih dan ramah lingkungan maka para peneliti mencari alternatif baru.

Dalam tahun-tahun terakhir ini muncul sejumlah kemajuan penting dalam dunia sains polimer, antara lain; plastik-plastik yang dirancang sebagai pengganti logam, polimer-polimer yang dapat terurai (terbiodegradasi), polimer untuk aplikasi medis, serta polimer konduktif yaitu polimer yang memperlihatkan konduktivitas listrik yang sebanding dengan konduktivitas logam (Stevens, 2001).

Pengembangan material dengan menggunakan teknologi dan menggunakan bahan polimer alami merupakan salah satu alternatif untuk memenuhi kebutuhan material yang dapat berfungsi sebagai material semikonduktor serta menjadi solusi permasalahan lingkungan dan keterbatasan sumber daya alam (Nuryetti, 2012).

(43)

yang sesuai bagi berbagai tujuan tertentu, dan pengetahuan tentang hal itu menyebabkan industri polimer berkembang pesat, dalam empat puluh tahun terakhir hingga kini polimer yang memiliki sifat rendah termal (insulator) kini sifat polimer tersebut bisa diubah menjadi konduktif (Cowd, 1991).

Membaca kondisi tersebut dan melihat peluang yang sangat besar serta kebutuhan akan material semikonduktor dalam pengembangan polimer maka pada penelitian ini dilakukan pengembangan material semikonduktor dengan biokomposit karena biokomosit merupakan gabungan dari dua fasa atau lebih dari polimer alami.

Polimer alami yang digunakan dalam penelitian ini adalah pati dari limbah kulit singkong, pati tersebut akan digunakan sebagai matrik. Karakteristik yang akan di peroleh dari material ini adalah peningkatan sifat mekanik, kestabilan termal dan bersifat biodegradasi (Nuryetti, 2012) karena material ini berasal dari polimer alami. Hasil yang akan diperoleh akan menentukan komposisi yang paling tepat untuk menghasilkan material dengan performasi yang paling optimum.

1.2.Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dikemukakan, maka dapat dirumuskan beberapa masalah sebagai berikut:

1. Mengetahui pengaruh variasi komposisi Pati-CuSO4 terhadap karakteristik mekanik film pati-CuSO4

2. Mengetahui pengaruh penambahan CuSO .

4 terhadap konduktivitas listrik

film pati-CuSO4

3. Mengetahui pengaruh variasi komposisi Pati-CuSO .

4 terhadap karakteristik termal film pati-CuSO4

4. Mengetahui mekanisme kerja film pati-CuSO .

(44)

1.3. Batasan Masalah

Beberapa batasan perlu diberikan agar permasalahan yang akan dibahas menjadi terarah. Batasan tersebut adalah:

1. Bahan dasar pembuatan film Pati-CuSO4

2. Ukuran partikel pati dan CuSO

adalah dari limba kulit singkong kuning yang diambil dari pengusaha tape Jl. Pasar 1, Gg. Merpati, Tanjung Sari, Medan

4

3. Pembuatan film plastik pati-CuSO

yang digunakan adalah 100 mesh.

4 dengan memvariasikan massa pati dan CuSO4

4. Suhu pemanasan campuran dijaga 80

yaitu 95%:5% ; 90%:10% ; 85%:15% ; 80%:20% ; 75%:25% dengan total massa 6 gram.

o

C-90oC.

1.4. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian yang ingin dicapai adalah :

1. Menghasilkan material semikonduktor yaitu plastik konduktif berskala laboratorium.

2. Mempelajari teknologi pembuatan plastik konduktif berskala laboratorium.

3. Mengetahui pengaruh penambahan CuSO4

4. Mengetahui sifat mekanik dan sifat termal film pati-CuSO

terhadap nilai konduktivitas film plastik.

(45)

1.5. Manfaat Penelitian

1. Mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi mengenai polimer yang memiliki sifat sesuai yang diinginkan, yaitu tahan terhadap temperatur tinggi, penghantar listrik (konduktif) yang baik yang dapat mendukung dunia industri.

2. Mengaplikasikan karakteristik konduktivitas listrik polimer alami sebagai pengganti polimer sintetis.

(46)

PREPARASI DAN KARAKTERISASI PLASTIK KONDUKTIF DENGAN PEMANFAATAN LIMBAH KULIT SINGKONG DAN PENAMBAHAN

CuSO4

Abstrak

Penelitian ini menyelidiki karakteristik plastik konduktif dengan bahan dasar pati kulit umbi kayu dan bahan pengisi CuSO4. Variasi campuran adalah 95%:5%; 90%:10%; 85%:15%; 80%:20% dan 75%:25%. Gliserol digunakan untuk mengubah material sesuai yang diinginkan (pemlastis) yang disebut plasticizer. Metode yang digunakan dalam pembuatan material ini adalah melt intercalation. Pengujian mekanik meliputi kuat tarik (Tensile Stranght) dan pemanjangan saat putus (Elongation). Pengujian termal menggunakan DTA (Differentia Thermal Analisis) serta pengujian konduktivitas material. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa komposisi pati : CuSO4 yang optimum yaitu 75%:25% memiliki nilai konduktivitas 7,3 x 10-2S/m, nilai uji termal 410o

Kata kunci: plastik konduktif, kulit umbi kayu, melt intercalation, DTA

(47)

PREPARATION AND CHARACTERIZATION CONDUCTIVE PLASTIC

WITH THE USE OF WASTE LEATHER SINGKONG AND ADDITION

CuSO4

Abstract

This study investigated the characteristics of conductive plastics with a basis of

starch tuber skin of wood and fillers CuSO4 . Variations mix is 95 % : 5 % ; 90 %

: 10 % ; 85 % : 15 % ; 80 % : 20 % and 75 % : 25 % . Glycerol is used to change

the desired material (plasticizer). The method used in the manufacture of this

material is melt intercalation . Mechanical testing includes tensile strength

(Tensile Stranght) and elongation at break (elongation) . Thermal testing using the

DTA (Differentia Thermal Analysis) as well as testing the conductivity of the

material . The results showed that the composition of starch : CuSO4 optimum is

75 % : 25 % have a conductivity value of 7.3 x 10-2S / m , the value of the thermal

test 410o

Keywords : conductive plastic , wood tuber skin , melt intercalation , DTA

C . Optimum tensile strength values occur in a composition of 80 % : 20

(48)

DENGAN PEMANFAATAN LIMBAH KULIT SINGKONG

DAN PENAMBAHAN CuSO

4

SKRIPSI

MULIYATI

NIM :100801045

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(49)

PREPARASIDAN KARAKTERISASIPLASTIK KONDUKTIF

DENGAN PEMANFAATAN LIMBAH KULIT SINGKONG

DAN PENAMBAHAN CuSO

4

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi dan memenuhi syarat mencapai gelar

sarjana sains

NIM :100801045

MULIYATI

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(50)

PERSETUJUAN

Judul : Preparasi Dan Karakterisasi Plastik Konduktif Dengan Pemanfaatkan Limbah Kulit Singkong Dan Penambahan CuSO

Kategori : Skripsi

4

Nama : Muliyati

Nomor Induk Mahasiswa : 100801045

Program Studi : Sarjana (S1) Fisika

Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Disetujui di

Medan, Oktober 2015 Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2, Pembimbing 1,

Tua Raja Simbolon, S.Si, M.Si Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc. NIP. 197211152000121001 NIP. 196506171993031003

Disetujui Oleh

Departemen Fisika FMIPA USU Ketua,

(51)

PERNYATAAN

PREPARASI DAN KARAKTERISASI PLASTIK KONDUKTIF DENGANPEMANFAATKAN LIMBAH KULIT SINGKONG

DANPENAMBAHAN CuSO4

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 18 Agustus 2015

(52)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas segala nikmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul “Preparasi dan Karakterisasi Plastik Konduktif dengan Pemanfaatan Limbah Kulit Singkong dan Penambahan CuSO4

Terimakasih penulis sampaikan kepada: Prof. Subhilar, Ph.d selaku Pj Rektor USU, Dr. Sutarman selaku dekan FMIPA USU beserta jajarannya, Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika FMIPA USU, Drs. Syahrul Humaidi, M.S. selaku pembimbing 1 dan Tua Raja Simbolon, S.Si, M.Si selaku pembimbing 2 yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing dalam penyelesaian skripsi ini, Kedua orangtua yang senantiasa memberikan dukungan baik moril maupun materil, Empat bersaudara (Maruli, Juariyah, Bambang Susanto, Nurlia Lestari) yang senantiasa memberikan doa dan semangat, Terimakasih kepada para Murobbiah selaku guru spiritual, Rekan-rekan terbaik kuliah (Aini Fitri, Aini, Amal, Elsa, Maizal, Nia, Nisa, Rei, Sanah, Widia), Sahabat-sahabat da’i (Titin, Fika K, Ayu, Isma, Saidah, Ami, Fika, Irma, Ica, Zati, Ida, Siska, Yayang, Elsa, Sanah, Ardi, Adam, Asrul, Abdullah, Syahrial, Andi, Fadhil, Riki, Syaiful), Keluarga di UKMI AL-Falak FMIPA USU (Abang, kakak dan Adik-adik),Keluarga FSLDK Se-Indonesia. Semoga Allah yang Maha Kuasa membalas semua kebaikan yang pernah ada.

(53)

PREPARASI DAN KARAKTERISASI PLASTIK KONDUKTIF DENGAN PEMANFAATAN LIMBAH KULIT SINGKONG DAN PENAMBAHAN

CuSO4

Abstrak

Penelitian ini menyelidiki karakteristik plastik konduktif dengan bahan dasar pati kulit umbi kayu dan bahan pengisi CuSO4. Variasi campuran adalah 95%:5%; 90%:10%; 85%:15%; 80%:20% dan 75%:25%. Gliserol digunakan untuk mengubah material sesuai yang diinginkan (pemlastis) yang disebut plasticizer. Metode yang digunakan dalam pembuatan material ini adalah melt intercalation. Pengujian mekanik meliputi kuat tarik (Tensile Stranght) dan pemanjangan saat putus (Elongation). Pengujian termal menggunakan DTA (Differentia Thermal Analisis) serta pengujian konduktivitas material. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa komposisi pati : CuSO4 yang optimum yaitu 75%:25% memiliki nilai konduktivitas 7,3 x 10-2S/m, nilai uji termal 410o

Kata kunci: plastik konduktif, kulit umbi kayu, melt intercalation, DTA

(54)