STUDI PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI TERMOPLASTIK
ELASTROMER DARI POLIPROPILENA-KARET ETHYLENE
PROPYLENE DIENE MONOMER-ABU BAN BEKAS DENGAN
PENAMBAHAN DIKUMIL PEROKSIDA DAN
DIVINILBENZENA
SKRIPSI
ARISTHY WULANDARI
070802005
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
STUDI PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI TERMOPLASTIK
ELASTROMER DARI POLIPROPILENA-KARET ETHYLENE
PROPYLENE DIENE MONOMER-ABU BAN BEKAS DENGAN
PENAMBAHAN DIKUMIL PEROKSIDA DAN
DIVINILBENZENA
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
ARISTHY WULANDARI
070802005
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : STUDI PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI TERMOPLASTIK ELASTROMER DARI CAMPURAN POLIPROPILENA-KARET
ETHYLENE PROPYLENE DIENE MONOMER-
ABU BAN BEKAS DENGAN PENAMBAHAN DIKUMIL PEROKSIDA DAN
DIVINILBENZENA
Kategori : SKRIPSI
Nama : ARISTHY WULANDARI
Nomor Induk Mahasiswa : 070802005
Program Studi : SARJANA (S1) KIMIA
Departemen : KIMIA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di Medan, Desember 2011 Komisi Pembimbing:
Pembimbing 2 Pembimbing 1
DR.Yugia Muis,M.Si Drs.Amir Hamzah Siregar,M.Si
NIP.19530271980032003 NIP.196106141991031002
Diketahui/Disetujui
Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,
PERNYATAAN
STUDI PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI TERMOPLASTIK ELASTOMER POLIPROPILENA-KARET ETHYLENE PROPYLENE DIENE MONOMER-ABU
BAN BEKAS DENGAN PENAMBAHAN DIKUMIL PEROKSIDA DAN DIVINILBENZENA
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan-ringkasan masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Desember 2011
PENGHARGAAN
Puji dan syukur saya hadiahkan kepada Allah SWT yang telah memberikan limpahan Ridho dan Rahmat-Nya sehingga saya mampu menyelesaikan penelitian hingga selesainya penulisan skripsi ini. Skripsi ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk mendapat gelar sarjana Sains pada jurusan Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Serta shalawat dan salam saya haturkan kepada baginda Rasulullah Muhammad SAW, sebagai sosok tauladan umat.
Keberhasilan penelitian dan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, baik langsung ataupun tidak langsung. Serta dukungan dan motivasi secara moril dan materil. Dalam kesempatan ini, saya menyampaikan terima kasih kepada Ayahanda tersayang Erwanto AM dan Ibunda tercinta Evi Rozanna Tanjung atas segala doa, semangat, dan pengorbanan yang telah diberikan kepada saya sehingga saya bisa menyelesaikan studi saya sampai sekarang ini. Serta saudara-saudara saya, M. Farrij Abdi, Azmi Ervita Purnama dan M. Elvian Rosyadi.
Dengan segala kerendahan hati, saya juga mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
Drs. Amir Hamzah Siregar, M.Si selaku dosen pembimbing 1 dan Dr. Yugia Muis, M.Si selaku dosen pembimbing 2 yang banyak meluangkan waktu dan tenaga untuk memberikan bimbingan, masukan serta saran demi terciptanya skripsi ini. Terima kasih kepada DR. Rumondang Bulan Nst, MS dan Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU, serta seluruh staff pegawai Departemen Kimia. Bapak dan Ibu dosen yang telah memberikan ilmunya selama masa studi saya di FMIPA USU. Ibu Halimatuddahliana yang karyanya banyak memberikan masukan untuk penelitian dan skripsi saya. Teristimewa kepada seluruh rekan-rekan asisten Laboratorium Kimia Fisika FMIPA USU, terkhusus abangda Misbah, terima kasih bantuan luar biasanya, Destia, Fika, Tisna, abangda Mail, abangda Edi, Enka, Unin, Rina, Wimpy, Firman, Deasy, Aidil, Mira, Supran dan Neni yang telah memberikan semangat dan kerjasama yang baik selama ini. Kepada sahabat-sahabat terbaik saya Fika, Anney, Dee dan Destia yang selalu ada suka dan duka,serta teman-teman stambuk 2007. Kakanda Risna dan Dewi yang telah banyak membantu saya demi terselesaikan penelitian dan skripsi ini. Sahabat-sahabat yang saya hormati, Ulfah, Agung, Pramudia, Imam, dan Arif.
Medan, Januari 2012
ABSTRAK
Studi pembuatan dan karakterisasi termoplastik elastomer dari polipropilena-karet
ethylene propylene diene monomer-abu ban bekas dengan penambahan dikumil
peroksida (DKP) sebagai inisiator dan divinilbenzena (DVB) sebagai crosslinking
agent telah dilakukan. Campuran PP-karet EPDM-abu ban bekas dengan rasio berat
STUDY OF MAKING AND CHARACTERIZATION OF THERMOPLASTIC ELASTOMER FROM POLYPROPYLENE-ETHYLENE DIENE MONOMER
RUBBER-WASTE TYRE DUST BLENDS WITH ADDITION OF DICUMYL PEROXIDE AND DIVINILBENZENE
ABSTRACT
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR xii
DAFTAR SINGKATAN xiii
DAFTAR LAMPIRAN xiv
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang 1
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Polimer 6
2.2. Polipropilena 7
2.3. Karet Alam 8
2.4. Karet Sintetis 9
2.5. Keunggulan Karet Alam dibanding dengan Karet Sintetik 10
2.6. EPDM (Ethylene-Propilene-Diene Monomer) 11
2.7. Karet Ban 12
2.8. Dikumil Peroksida 13
2.9. Divinilbenzena 15
2.10. Xilena 16
2.11. Paduan Polimer (Polymer Blend) 17
2.12. Ikat-Silang (Crosslinking) 19
2.13. Karakterisasi Polimer 20
2.13.1. FT-IR (Fourier Transform Infrared) 20
2.13.2. SEM (Scanning Electron Microscopy) 21
2.13.3. Uji Tarik 22
2.13.4. Uji Derajat Ikat Silang 23
BAB III. BAHAN DAN METODE PENELITIAN
3.1. Bahan dan Alat-alat Penelitian 24
3.1.1. Bahan-bahan Penelitian 24
3.1.2 Alat- alat Penelitian 24
3.2. Prosedur Kerja 25
3.2.1. Penyiapan Bahan 25
3.2.2. Pembuatan Campuran PP-karet EPDM-Abu ban bekas dan
DKP dengan tanpa Penambahan DVB 26
3.2.3. Pembuatan Campuran PP-karet EPDM-Abu ban bekas dan
DKP dengan Penambahan DVB 26
3.2.4. Pembuatan Spesimen 27
3.2.5. Uji Kekuatan Tarik 27
3.2.6. Uji SEM (Scanning Electron Microscopy) 27
3.2.7. Uji FT-IR (Fourier Transform Infrared) 28
3.2.8. Analisa Derajat ikat Silang 28
3.3. Skema Pengambilan Data 29
3.3.1. Bagan Penyiapan Karet EPDM 29
3.3.2. Bagan Penyiapan Abu Ban Bekas 29
3.3.3. Bagan Pembuatan Campuran PP-karet EPDM-Abu ban bekas dan
DKP dengan tanpa Penambahan DVB 30
3.3.4. Bagan Pembuatan Campuran PP-karet EPDM-Abu ban bekas dan
DKP dengan Penambahan DVB 31
3.3.5. Bagan Pembuatan Spesimen dan Karakterisasinya 32
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil 33
4.1.1. Karakterisasi Sampel dan Pengujian Mekanik 33
4.1.2. Derajat Ikat Silang 35
4.2. Pembahasan 36
4.2.1. Analisa Kekuatan Tarik (σ) dan Kemuluran (ε) Campuran
PP-Karet EPDM-Abu Ban Bekas 36
4.2.2. Analisa Permukaan dengan Scanning Electron
Microscopy (SEM) 39
4.2.3. Analisa Derajat Ikat Silang 39
4.2.4. Analisa Spektrum FT-IR 40
4.3. Rancangan Reaksi Pembentukan Termoplastik Elastromer 44
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan 48
5.2. Saran 48
DAFTAR PUSTAKA 50
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Beberapa Contoh Peroksida dan Karakteristik Umumnya 15
Tabel 2.2. Sifat-Sifat dari Divinilbenzena (DVB) 15
Tabel 2.3. Sifat-Sifat Mekanik Beberapa Homopolimer Umum 23
Tabel 4.1. Uji tarik dan Kemuluran Campuran PP-Karet EPDM-Abu ban
bekas + DKP tanpa Penambahan DVB 34 Tabel 4.2. Uji Tarik dan Kemuluran Campuran PP-Karet EPDM-Abu ban
bekas + DKP dengan 1 phr DVB 34
Tabel 4.3. Uji Tarik dan Kemuluran Campuran PP-Karet EPDM-Abu ban
bekas + DKP dengan 2 phr DVB 35
Tabel 4.4. Uji Tarik dan Kemuluran Campuran PP-Karet EPDM-Abu ban
bekas + DKP dengan 3 phr DVB 35
Tabel 4.5. Hasil analisa derajat ikat silang pada campuran PP-karet EPDM-
Abu ban bekas + DKP dengan dan tanpa penambahan DVB 35
Tabel 4.6. Uji Tarik dan Kemuluran Campuran PP-Karet EPDM-Abu ban
bekas + DKP dengan 1 phr DVB 35
Tabel 4.6. Bilangan gelombang polipropilena murni 40
Tabel 4.7. Bilangan gelombang karet etilena-propilena-diena monomer
(EPDM) 40
Tabel 4.8. Bilangan gelombang campuran PP-karet EPDM-Abu ban bekas
+ 3 phr DKP 41
Tabel 4.9. Bilangan gelombang campuran PP-karet EPDM-Abu ban bekas
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Struktur Polipropilena 8
Gambar 2.2. Struktur Isoprena 9
Gambar 2.3. Struktur Cis-1,4-Poliisoprena 9
Gambar 2.4. Struktur karet sintetis Ethylene Propylene Diene Monomer 11
Gambar 2.5. Struktur Abu ban 13
Gambar 2.6. Reaksi dekomposisi dikumil peroksida 14
Gambar 2.7. Struktur Divinilbenzena (DVB) 16
Gambar 2.8. Polimerisasi Poli(etilakrilat) dengan DVB sebagai zat pengikat- 16 silang
Gambar 2.9. Struktur o-xilena, m-xilena dan p-xilena 17
Gambar 2.10. Reaksi sintesis xilena dari n-oktana 17
Gambar 3.1. Spesimen uji berdasarkan ASTM D638 27
Gambar 4.1. Grafik kekuatan tarik (σ) dari campuran PP-EPDM-Abu ban bekas
+ DKP tanpa penambahan DVB 36
Gambar 4.2. Grafik kemuluran (ε) dari campuran PP-EPDM-Abu ban bekas
+ DKP tanpa penambahan DVB 36
Gambar 4.3. Grafik kekuatan tarik (σ) dari campuran PP-EPDM-Abu ban bekas
+ DKP dengan penambahan DVB 37
Gambar 4.4. Grafik kemuluran (ε) dari campuran PP-EPDM-Abu ban bekas
DAFTAR SINGKATAN
PP = Polipropilena
DKP = Dikumil Peroksida
DVB = Divinilbenzena
EPDM = Etilena Propilena Diena Monomer
FTIR = Fourier Transform Infrared
SEM = Scanning Electron Microscopy
TPE = Termoplastik Elastomer
HVA-2 = N,N-m-Fenilbismaleimida
phr = per hundred rubber
ASTM = American Society for Testing and Materials
NR = Natural Rubber
SBR = Styrene Butadiene Rubber
TPV = Termoplastik Vulkanisat
TPO = Termoplastik Olefin
EPR = Etilena-propilena-rubber
NBR = Butadiene-akrilonitril-rubber
CRT = Cathode Ray Tube
LDPE = Low Density Polietilena
TAC = Trialil Sianurat (Trialyl Cianurate)
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Hasil uji SEM PP- EPDM-Abu ban bekas + 3 phr DKP
tanpa penambahan DVB dengan perbesaran 1000 kali 54
Lampiran 2. Hasil uji SEM PP-EPDM-Abu ban bekas + 3 phr DKP
tanpa penambahan DVB dengan perbesaran 40000 kali 54 Lampiran 3. Hasil uji SEM PP-EPDM-Abu ban bekas + 3 phr DKP
dan 3 phr DVB dengan perbesaran 1000 kali 55
Lampiran 4. Hasil uji SEM PP-EPDM-Abu ban bekas + 3 phr DKP
dan 3 phr DVB dengan perbesaran 40000 kali 55
Lampiran 5. Spektrum FT-IR dari polipropilena murni 56
Lampiran 6. Spektrum FT-IR dari karet EPDM 56
Lampiran 7. Spektrum FT-IR campuran PP-EPDM-Abu ban bekas
+ 3 phr DKP tanpa penambahan DVB 57
Lampiran 8. Spektrum FT-IR campuran PP-EPDM-Abu ban bekas
ABSTRAK
Studi pembuatan dan karakterisasi termoplastik elastomer dari polipropilena-karet
ethylene propylene diene monomer-abu ban bekas dengan penambahan dikumil
peroksida (DKP) sebagai inisiator dan divinilbenzena (DVB) sebagai crosslinking
agent telah dilakukan. Campuran PP-karet EPDM-abu ban bekas dengan rasio berat
STUDY OF MAKING AND CHARACTERIZATION OF THERMOPLASTIC ELASTOMER FROM POLYPROPYLENE-ETHYLENE DIENE MONOMER
RUBBER-WASTE TYRE DUST BLENDS WITH ADDITION OF DICUMYL PEROXIDE AND DIVINILBENZENE
ABSTRACT
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Polipropilena merupakan material ekonomis yang menawarkan kombinasi yang sangat
baik terhadap sifat fisika, kimia, mekanik, termal dan elektrik yang tidak ditemukan
pada bahan termoplastik lain. Dibandingkan dengan polietilena dengan densitas tinggi
atau rendah, polipropilena memiliki kekuatan tekan (impact) lebih rendah tetapi
unggul pada kekuatan tarik.
Kini telah dikembangkan pula berbagai sistem polimer sintetik yang rumit dan
kebanyakan berasal dari bahan baku turunan minyak bumi. Karet sintetis EPDM
memiliki keunggulan yakni ketahanannya terhadap sinar matahari, ozon, serta
pengaruh cuaca lainnya. Sedangkan kelemahannya pada daya lekat yang rendah
(TimPenulis, 2001).
Ban tidak hanya berpengaruh terhadap kehidupan sehari-hari kita, tetapi juga
digambarkan sebagai tantangan besar untuk mempertahankan kestabilan lingkungan.
Sebagai konstituen yang tidak terpakai lagi ban-ban tersebut menjadi sampah karet
yang besar dan tidak dapat terdegradasi dengan mudah, mengenai masalah sampah
karet ban ini menjadi masalah menarik dan serius bagi dunia karena dampaknya yang
negatif terhadap lingkungan. Melihat dari segi ekonomis dan keuntungan lingkungan,
-daur ulang (recycling) adalah suatu pilihan yang tepat (Awang, 2007).
Campuran antara termoplastik dengan karet/elastomer dapat menghasilkan
suatu material yang disebut termoplastik elastomer (TPE). Termoplastik elastomer
memiliki sifat dan fungsi yang sama dengan karet vulkanisasi, namun dapat dilelehkan
seperti termoplastik pada suhu tinggi. Pencampuran dari polimer-polimer yang
berbeda biasanya memberikan kenaikan sifat material baru yang tidak dapat
karet dan plastik adalah beberapa material penting. Material tersebut dikombinasikan
dengan proses yang karakteristik pada suhu tinggi. TPE dapat diproses kembali,
kemampuan pemrosesannya baik dan memiliki keuntungan ekonomi.
Kebanyakan TPE poliolefin menggunakan etilena-propilena-diena monomer
(EPDM) atau modifikasi yang lainnya. K. Naskar (2004) menggunakan PP-EPDM
sebagai bahan penyusun Termoplastik Vulkanisat (TPV) pada penelitiannya. Pada
penelitiannya K.Naskar menggunakan beragam zat penstabilisasi
(Irganox,Santoflex,TMQ,dan Flektol) dan dikumil peroksida sebagai zat ikat silang
campuran dan trialil sianurat (TAC) sebagai co-agent ikat silang. Hasil penelitiannya
menunjukkan TPV dengan stabilisasi TMQ menunjukkan kekuatan fisik dari TPV
meningkat dibanding dengan stabilisasi yang lain. Penggunaan EPDM pada
pembuatan komposit dengan komposisi PP-rumput vetiver-EPDM juga meningkatkan
viskositas komposit, kekuatan tarik, impact strength yang lebih tinggi pula dibanding
dengan karet alam (Ruksakulpiwat, 2009).
Selain itu, TPE dengan mengkombinasikan karet–plastik-abu ban (waste tyre
dust) juga telah dilakukan. Salah satu investigasi penggunaan termoplastik dengan
menggunakan karet abu ban dalam pencampuran polimer adalah polipropilena (PP) .
M. Awang dan H. Ismail (2007) telah meneliti blend polipropilena- lateks yang
dimodifikasi dengan abu ban dengan penambahan sulfur sebagai zat pemvulkanisasi.
Halimatuddahliana (2007) telah meneliti campuran polipropilena, EPDM dan karet
alam dengan penambahan HVA-2 (N,N-m-Fenilbismaleimida) dan dikumil peroksida
memberikan hasil ketahanan yang lebih baik terhadap minyak dengan membentuk
jembatan koagen sehingga menambah kandungan gel yang meningkatkan efisiensi
ikat silang karen adanya HVA-2.
Worawan Pechurai (2008), meneliti campuran karet alam dan polietilena
densitas tinggi, dengan menambahkan suatu zat pengkompatibel yakni resin metilol
fenolik pada campuran polietilena densitas tinggi dan karet alam dimana hasilnya
memiliki sifat mekanik yang lebih baik, seperti modulus, kekuatan tarik dan
perpanjangan pada patahan. Penambahan suatu zat pengkompatibel ke campuran
polimer mempengaruhi sifat alir dan sifat fisika maupun kimia karena interaksi antara
Berdasarkan penelitian yang dilakukan sebelumnya, peneliti ingin
menggabungkan antara polipropilena, karet sintetis EPDM dan abu ban bekas sebagai
material penyusun TPE yang diharapkan memiliki sifat yang unggul dibanding dengan
termoplastik dan elastromer tunggal dengan menggunakan dikumil peroksida (DKP)
sebagai inisiator dan divinilbenzena (DVB) sebagai crosslinking agent. DVB
digunakan dalam proses ikat silang polistirena dimana DVB menambah ketahanan
pelarut, distorsi panas, kekuatan impact, kekuatan tarik maupun kekerasan polistirena.
Pengaruh kedua zat inilah yang melatar belakangi peneliti untuk menghasilkan suatu
TPE yang baik dari sifat mekanik, fisik dan kimianya. Peneliti juga menggunakan abu
ban bekas hasil penggerusan ban bekas sebagai salah satu komponen penyusun
termoplastik elastromer selain pemanfaatan abu ban bekas yang berasal dari ampas
daur ulang ban bekas untuk mengurangi sampah karet pada lingkungan. Penggunaan
divinilbenzena juga diharapkan mampu meningkatkan ikat silang TPE sehingga
meningkatkan sifat fisik dan kimia dari polimer yang dihasilkan.
1.2. Permasalahan
Dari latar belakang permasalahan di atas, dapat dirumuskan masalah sebagai berikut:
- Bagaimana kekuatan tarik, morfologi permukaan dan derajat ikat silang dari
campuran PP-karet EPDM-abu ban bekas dan DKP dengan dan tanpa
penambahan DVB.
1.3. Pembatasan Masalah
Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi pada :
1. Variasi berat dikumil peroksida yang digunakan adalah 1 phr,2 phr dan 3 phr.
2. Variasi berat divinilbenzena yang digunakan adalah 1 phr,2 phr dan 3 phr.
3. Karakterisasi meliputi uji kekuatan tarik, derajat ikat silang, morfologi
1.4. Tujuan Penelitian
1. Untuk mengetahui kekuatan tarik, morfologi permukaan, dan derajat ikat
silang dari campuran PP-karet EPDM-abu ban bekas dan DKP dengan dan
tanpa penambahan DVB.
1.5. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberi informasi ilmiah tentang pembuatan
termoplastik elastomer antara campuran PP-karet EPDM-abu ban bekas dan pengaruh
penambahan divinilbenzena terhadap sifat termoplastik elastromer sehingga diperoleh
sifat fisik dan kimia yang lebih baik dari campuran tersebut yang nantinya dapat
diaplikasikan ke bidang industri. Serta pemanfaatan abu ban yang berasal dari ban
bekas tersebut dapat dioptimalkan untuk pembuatan termoplastik elastromer sehingga
mengurangi ampas karet ban pada industri daur ulang ban bekas.
1.6. Metodologi Penelitian
Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium, dimana pada penelitian ini
dilakukan dalam tiga tahap :
- Tahap I
Pada tahap ini karet sintetis EPDM dilelehkan pada suhu 80oC dengan alat ekstruder, kemudian lelehan karet EPDM tersebut ditimbang sebanyak 25 g. Abu
ban bekas yang telah diayak hingga halus ditimbang sebanyak 25 g dan PP
ditimbang sebanyak 50 g.
- Tahap II
Pada tahap ini pembuatan campuran termoplastik elastromer dengan
mencampurkan PP-karet EPDM-abu ban bekas dengan perbandingan berat
masing-masing (50:25:25) g pada suhu 175oC dengan alat internal mixer. Pencampuran ini dengan menambahkan DKP dengan variasi berat 1, 2 dan 3 phr serta DVB dengan
variasi 1, 2 dan 3 phr. Selang waktu penambahan masing-masing bahan adalah 20
- Tahap III
Campuran yang diperoleh ditekan dengan menggunakan alat press pada suhu
175oC selama 20 menit dengan tekanan 100 kgf/cm2, kemudian dicetak sesuai ASTM D638. Karakterisasinya yaitu dengan uji kekuatan tarik, derajat ikat silang,
analisa morfologi permukaan dan analisa gugus fungsi.
Variabel-variabel yang digunakan adalah sebagai berikut :
- Tahap I
Variabel tetap :
- Berat PP 50 g, berat karet EPDM 25 g, berat abu ban bekas 25 g dan suhu alat
ekstruder 80oC.
- Tahap II
Variabel tetap :
- Berat PP 50 g, berat karet EPDM 25 g dan berat abu ban bekas 25 g
- Suhu pencampuran masing-masing bahan adalah 175oC - Waktu pencampuran masing-masing bahan adalah 20 menit
Variabel bebas :
- Variasi berat DKP 1, 2 dan 3 phr
- Variasi DVB 1, 2 dan 3 phr
- Tahap III
Variabel tetap :
- Waktu pengempresan campuran 20 menit
- Suhu alat tekan adalah 175oC Variabel terikat :
- Uji kekuatan tarik, derajat ikat silang, analisa morfologi permukaan dan analisa
gugus fungsi.
1.7. Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Polimer, Laboratorium Kimia Fisika
dan Laboratorium Penelitian Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara, Laboratorium Geologi Kuarter Institut Teknologi
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Polimer
Polimer ialah makromolekul yang terbentuk dari perulangan satuan-satuan sederhana
monomernya. Beberapa sistem polimer yang penting secara industri adalah karet,
plastik, serat, pelapis sampai adhesif (Hartomo, 1996).
Polimer dapat diklasifikasikan ke dalam dua bagian besar yaitu polimer alami
dan polimer sintetis. Polimer alami dapat dibagi lagi meliputi protein, polinukleotida,
polisakarida dan gum resin. Sedangkan polimer sintetis dibagi menjadi termoplastik
dan elastromer.
Polimer alami umumnya biasanya memiliki struktur yang lebih kompleks
dibanding polimer sintetik. Istilah umum elastromer digunakan untuk menggambarkan
material seperti karet, karena sekarang telah dikenal sejumlah produk sintetis, dimana
strukturnya berbeda sangat mencolok dari produk alam termasuk karet, tetapi sifat
elastiknya dapat dibandingkan dan kadang lebih baik dari produk asli polimer alami.
Sejumlah besar polimer sintetik sekarang dikenal menempati barisan luas dari
peralatan - peralatan. Polimer sintetik dapat dikelompokkan ke dalam tiga kelas,
plastik, serat dan elastromer, tetapi tidak ada pembagian batasan tetap antara
kelompok polimer sintetik ini. Plastik kaku dan serat tahan terhadap deformasi dan di
karakterisasi oleh modulus tinggi dan elongasi persentase rendah. Elastomer secara
cepat mengalami deformasi dan menunjukkan elongasi besar reversible dibawah
digunakaannya tekanan ( stress ) yang menunjukkan keelastisitasnya (Cowie, 1973 ).
Adapun contoh dari plastik adalah polipropilena, polietilena, polivinilklorida,
2.2. Polipropilena
Polipropilena adalah polimer paling serbaguna karena sifat mekaniknya yang baik,
densitas rendah dan harga yang terjangkau. Keuntungan utama penggunaan
polipropilena ini adalah ketahanan tekannya pada suhu rendah. Untuk meningkatkan
ketahanan tekannya, maka campuran dari EPDM dengan polipropilena pun
dikembangkan saat ini. Bagaimanapun, jenis termoplastik elastomer olefinik ini
memiliki morfologi yang tak stabil karena perpaduan dari dispersi partikel karet dan
kompatibilitas yang rendah antara fase karet dan matriks plastik.
Ketidakkompatibilitasan PP dengan EPDM disebabkan karena perbedaan kristalinitas
kedua polimer (Ezzati, 2008).
Karena keteraturan ruang polimer polipropilena, rantai dapat dikemas lebih
terjejal sehingga menghasilkan plastik yang kuat dan tahan panas. Pada suhu ruang,
beberapa sifat seperti daya renggang dan kekakuan, sama dengan sifat polietena
bermassa jenis tinggi, tetapi sifat itu berubah pada suhu yang lebih tinggi. Sifat
kelarutan poli(propena) sama dengan sifat kelarutan polietena, yakni tak larut dalam
suhu ruang. Produk polipropena lebih tahan terhadap goresan daripada polietena
bersesuaian ( Coed, 1991 ).
Polipropilena merupakan jenis bahan baku karet plastik yang ringan, densitas
0,90-0,92 g/cm3, 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 ( Gachter, 1990 ). Polipropilena memiliki ketahanan
yang sangat baik pada pelarut organik, zat pendegradasi dan serangan elektrolit.
Polipropilena kuat, tahan panas, bahan semi-kaku, ideal untuk transfer panas cair atau
gas. Polipropilena memiliki ketahanan terhadap asam dan alkali, tetapi kurang tahan
terhadap pelarut aromatik, alifatik dan klorinasi.
Polipropilena merupakan suatu komoditas yang menarik dari polimer
termoplastik. Ketertarikan terhadap polipropilena ini ditimbulkan karena aplikasinya
di bidang komposit, bioteknologi, teknologi serbuk, bidang elektronik, dan pendukung
Struktur polipropilena dapat dilihat pada gambar 2.1 dibawah ini :
Gambar 2.1 Struktur Polipropilena
2.3. Karet Alam
Karet adalah polimer hidrokarbon yang terkandung pada lateks beberapa jenis
tumbuhan. Sumber utama produksi dalam perdagangan internasional adalah para atau
Hevea brasiliensis (suku Euphorbiaceae).
Karet alam merupakan suatu senyawa hidrokarbon alam yang memiliki rumus
empiris ( C5H8 )n. Hidrokarbon ini membentuk lateks alam yang membentul globula – globula kecil yang memiliki diameter sekitar 0,5 µ (5.10-5 cm) yang tersuspensi di dalam medium air atau serum, dimana konsentrasi hidrokarbon adalah sekitar 35%
dari total berat. Partikel hidrokarbon ini tentunya akan bersenyawa dan tidak menutupi
konstituen non-karet, yang merupakan protein, dimana protein ini akan diadsorpsi
pada permukaannya dan berfungsi untuk melindungi koloid. Dari lateks ini karet padat
dapat diperoleh baik dengan pengeringan air maupun dengan pengendapan dengan
menggunakan asam. Cara terakhir ini dapat digunakan dengan menghasilkan karet
yang lebih murni, karena akan lebih banyak meninggalkan konstituen non-karet di
dalam serum ( Treolar, 1958 ).
Isoprena adalah produk dari destilasi destruktif karet, tetapi dapat juga
disintetis dari material yang lebih sederhana. Hal tersebut mungkin menyebabkan
polimerisasi menjadi senyawa seperti karet, dan tentu karet sintetis bernilai secara
komersial saat ini sedang dikembangkan dengan polimerisasi butadiene itu sendiri
dengan klorobutadiena ( Flint, 1938 ).
Struktur isoprena dapat dilihat pada gambar 2.2 dibawah ini :
CH3
CH2 = C - CH = CH2 CH3
Gambar 2.2. Struktur Isoprena
Karet merupakan polimer yang memperlihatkan resilensi (daya pegas), atau
kemampuan meregang dan kembali kekeadaan semula dengan cepat. Sebagian besar
memiliki struktur jaringan. Karet alam eksis dalam bentuk – bentuk yang berbeda,
tetapi sejauh ini yang paling penting adalah yang tersusun hampir seluruhnya dari
cis-1,4 poliisoprena.
Bentuk utama dari karet alam yang terdiri dari 97% cis-1,4-poliisoprena,
dikenal sebagai Hevea Rubber. Hampir semua karet yang diperoleh sebagai lateks
yang terdiri dari sekitar 32-25% karet dan sekitar 5% senyawa lain, termasuk asam
lemak, gula, protein, sterol, ester dan garam (Steven, 2001 ).
Struktur cis-1,4-poliisoprena dapat dilihat pada gambar 2.3 dibawah ini :
H3C H
C = C
H2C CH2 n
Gambar 2.3. Struktur Cis-1,4-Poliisoprena
2.4. Karet Sintetis
Ada beberapa alasan yang melatarbelakangi diproduksinya karet sintetik, yaitu :
1. Untuk mencapai kemandirian dalam membuat produk yang sampai sekarang
sudah didapat hanya dari produk alam;
2. Untuk mencapai kemampuan yang lebih besar dengan meningkatnya
permintaan
3. Untuk dapat memperoleh karet yang mana sifat yang dimilikinya tidak dimiliki
terhadap temperature ekstrim, dan ketahanan terhadap pengaruh buruk,
lebih-lebih ozon; dan
4. Rasa ingin tau yang tinggi ( Blackley, 1983 )
Mengenai alasan yang pertama berkaitan dengan kenyataan bahwa karet sintetik
merupakan produk yang patut diciptakan, dimana keberadaan karet sintetis ini dapat
meningkatkan keuntungan baik di bidang politik maupun ekonomi. Mengenai alasan
yang kedua berkaitan dengan pengembangan industri karet yang sangat dekat dengan
industri transportasi dimana diperkuat oleh mesin pembakaran internal yang
kemungkinan membutuhkan bantuan karet sintetis. Mengenai alasan ketiga
kekurangan dari karet alam dalam aplikasinya dalam keperluan alat-alat yang bersifat
elastis yang berasal dari karet alam, mampu ditutupi dengan adanya karet sintetis.
Meskipun permintaan karet alam memiliki sifat lebih baik untuk ban, karet sintetis ini
menjadi meningkat kepentingannya misalnya untuk industri pesawat terbang.
Mengenai alasan keempat yaitu pada scientist (Michael Faraday) yang tertarik dengan
karet alam dan sifat mekanis yang dimilikinya ( Blackley, 1983 ).
2.5. Keunggulan Karet Alam Dibandingkan dengan Karet Sintetik
Keunggulan yang dimiliki karet alam sulit ditandingi oleh karet sintetis. Adapun
keunggulan – keunggulan yang dimiliki karet alam dibanding karet sintetis adalah :
1. Memiliki daya elastis atau daya lenting yang sempurna,
2. Memiliki plastisitas yang baik sehingga pengolahannya mudah,
3. Mempunyai daya aus yang tinggi,
4. Tidak mudah panas (low heat build up), dan
5. Memiliki daya tahan yang tinggi terhadap keretakan (groove cracking
resistance).
Walaupun demikian, karet sintetis memiliki kelebihan seperti tahan terhadap
berbagai zat kimia dan harganya yang cenderung bias dipertahankan supaya tetap
minyak bumi. Biasanya tiap jenis memiliki sifat tersendiri yang khas. Ada yang
tahan tehadap panas atau suhu tinggi, minyak, pengaruh udara, dan bahkan ada
yang kedap gas ( Tim Penulis PS, 2004 ).
2.6. EPDM (Ethylene-Propylene Diene Monomer)
Karet ethylene-propylene monomer EPM diperkenalkan di United State dalam jumlah
yang terbatas pada tahun 1962. Ada dua jenis karet ethylene propylene, EPM dan
EPDM. Desain dari EPM meliputi kopolimer sederhana dari ethylene dan propylene
(“E” untuk etilena, “P” untuk propilena, dan “P” untuk polimetilena (- (CH2)x -) jenis tulang belakang. Pada kasus EPDM, “D” adalah komonomer ketiga, suatu diena, yaitu
molekul tak jenuh dalam molekul EPDM. EPDM adalah struktur tak jenuh EPM.
Ketidakjenuhan ini ditandai dengan kopolimerisasi etilena dan propilena dengan
komonomer ketiga, yaitu suatu diena nonkonjugasi. Diena terstruktur hanya pada satu
ikatan rangkap yang akan terpolimerisasi dan ikatan rangkap tak bereaksi berperan
sebagai sisi untuk ikat-silang sulfur ( Morton, 1987 ). EPDM memiliki sifat tidak
mudah teroksidasi oleh udara, serta ketahanan terhadap ozon. EPDM juga memiliki
tingkat kepolaran yang lebih rendah dibanding dengan karet alam. Tingkat
ketahanannya dalam pelarut polar dan minyak sangat rendah (Li, 2008).
Struktur karet sintetis EPDM dapat dilihat pada gambar 2.4 dibawah ini :
Gambar 2.4. Struktur karet sintetis Ethylene Polypropilene Diene Monomer
Polimer EPDM memiliki berat molekul yang tinggi dan merupakan elastromer
padat. EPDM memiliki nilai viskositas larutan encer (Dilute Solution Viscosity/DSV)
Karet EPDM memiliki nilai kekuatan tarik kira-kira 800-1800 psi (sekitar 5,51-12,40
MPa) dan kemuluran sebesar 600% (Batiuk, et al, 1976).
2.7. Karet Ban
Ban merupakan bagian dari suatu kendaraan yang merupakan produk karet yang
paling penting dan diproduksi dalam jumlah yang dalam volume tinggi. Ban juga
merupakan suatu bagian dari elemen terpenting dalam suatu kendaraan. Lebih dari
setengah karet alam dan karet sintetik di dunia digunakan dalam industri ban
(Hoffman, 1989 ).
Beberapa jenis ban seperti ban radial walaupun dalam pembuatannya dicampur
dengan karet sintetis, tetapi jumlah karet alam yang digunakan tetap besar, yaitu dua
kali lipat komponen karet alam untuk pembuatan ban non-radial. Jenis-jenis ban yang
besar kurang baik apabila dibuat dari bahan karet jenis sintetis yang lebih banyak
(Tim Penulis PS, 2004).
Proses pembuatan ban radial dimulai dari berbagai macam bahan baku, zat
warna, bahan kimia, 30 macam bahan karet, benang kawat, dan sebagainya. Proses
dimulai dengan pencampuran dari bahan karet alam, minyak, bahan karbon, zat
warna dan antioksidan, akselerator, dan bahan kimia lainnya, yang menghasilkan
bahan yang disebut compound. Campuran tersebut dicampur dalam mesin Banbury
(blender raksasa) yang dioperasikan pda suhu dan tekanan yang sangat tinggi. Bahan
campuran hitam, lembek dan panas tersebut diproses dalam blender raksasa secara
berulang kali. Proses pembuatan ban terakhir adalah pemasakan atau vulkanisasi.
Ban tersebut dimasak selama selama 8 sampai 25 menit dalam temperatur lebih dari
150ºC tergantung dari ukuran ba
Proses vulkanisasi adalah suatu proses pematangan karet mentah dengan
menggunakan panas dan belerang (sulfur), disamping itu daya guna karet mentah akan
bertambah sifat-sifat fisisnya akan menjadi lebih baik. Menurut Good Year yang
disitasi oleh De Boer (1952) bahwa karet mentah bila dihangatkan dengan belerang
akan dapat memperbaiki sifat-sifat fisis karet. Tujuan dari proses vulkanisasi adalah
untuk mendapatkan karet jadi yang mempunyai sifat fisis yang baik sehingga menjadi
barang yang lebih berguna. Barron (1947) mengatakan bahwa penambahan belerang
sebagai bahan pemvulkanisasi mempunyai pengaruh karet menjadi matang, tensile
strength bertambah tinggi, sukar larut dalam pelarut, dan karet menjadi elastis
(Anonim,2010).
Struktur abu ban bekas dapat dilihat pada gambar 2.5 di bawah ini :
H S
Gambar 2.5 Struktur abu ban
Dimana Sx menunjukkan polisulfida (x ≥ 3) dan S menunjukkan monosulfida.
Penggunaan abu ban bekas pada penelitian ini didasarkan atas penelitian yang
dilakukan oleh M. Awang dan H. Ismail (2008), dimana membandingkan sifat PP/abu
ban bekas termodifikasi dengan PP/abu ban bekas tak termodifikasi. Awang
memodifikasi abu ban bekas dengan lateks dan zat pemvulkanisasi sulfur. Hasil yang
diperoleh adalah bahwa penggunaan abu ban bekas yang termodifikasi oleh lateks dan
sulfur menunjukkan kekuatan tarik dan ketahanan terhadap minyak yang lebih tinggi
dibandingkan dengan PP/abu ban bekas yang tak termodifikasi. Oleh karena itu, dapat
dilihat bahwa penambahan abu ban bekas mempengaruhi sifat TPE yang dihasilkan.
Sehingga peneliti menggunakan abu ban bekas pada pencampuran TPE antara
PP/EPDM/abu ban bekas.
2.8. Dikumil Peroksida
Beberapa jenis monomer, khususnya stirena dan metil metakrilat dan beberapa
sikloalkana cincin teregang, mengalami polimerisasi oleh pemanasan tanpa adanya
suatu inisiator radikal bebas tambahan. Tetapi sebagian monomer memerlukan
beberapa jenis inisiator. Inisiator radikal bebas dikelompokkan menjadi empat tipe
utama, yaitu : peroksida dan hidroperoksida, senyawa azo, inisiator redoks dan
beberapa senyawa yang membentuk radikal bebas dengan adanya cahaya
Diantara berbagai tipe inisiator, peroksida (ROOR) dan hidroperoksida
(ROOH) merupakan jenis yang paling banyak digunakan. Jenis inisiator ini tidak
stabil dengan panas dan terurai menjadi radikal – radikal pada suatu suhu dan laju
yang tergantung pada strukturnya. Suatu inisiator peroksida mestilah relatif stabil pada
suhu pemrosesan polimer untuk menjamin laju reaksi yang layak (Stevens, 2001).
Dekomposisi termal dapat diaplikasikan ke peroksida organik atau senyawaan
azo, contohnya benzoil peroksida ketika dipanaskan mungkin membentuk dua fenil
radikal dengan melepas CO2 (Cowie, 1973).
Adapun reaksi dekomposisi dari dikumil peroksida adalah sebagai berikut :
pemanasan
Gambar 2.6 Reaksi dekomposisi dikumil peroksida
(Loganathan, 1998)
Teknik crosslinking (ikat silang) karet dengan peroksida telah dikenal sejak
lama. Keuntungan umum menggunakan peroksida sebagai zat ikat silang adalah
ketahanannya baik pada suhu tinggi dalam waktu yang lama, keelastisannya yang
baik, dan tidak ada penghilangan warna pada produk akhir.
Dikumil peroksida adalah sumber radikal yang kuat, digunakan sebagai
inisiator polimerisasi, katalis, dan zat pemvulkanisasi. Temperatur waktu paruh 61oC (untuk 10 jam), 80oC (untuk 1 jam) dan 179oC (untuk 1 menit). Dikumil peroksida terdekomposisi dengan cepat, menyebabkan kebakaran dan ledakan, pada pemanasan
dan dibawah pengaruh cahaya. DKP bereaksi keras dengan senyawa yang
bertentangan (asam, basa, zat pereduksi, dan logam berat). Dikumil peroksida
sebaiknya di simpan dalam keadaan kering dan dalam pendingin (< 27oC atau maksimum 39oC) dan untuk menjaga dari zat pereduksi dan senyawa yang bertentangan (incompatible).
Tabel 2.1 Beberapa Contoh Peroksida dan Karakteristik Umumnya
Dikumil peroksida (DKP) Perkadox
BC-40B 40% 179 50
(Thitithammawong, 2007)
Dikumil peroksida digunakan karena suhu dekomposisinya mendekati suhu
pemprosesan termoplastik elastromer. Dimana suhu yang digunakan dalam proses
pembuatan TPE ini adalah 175ºC sedangkan suhu DKP pada waktu paruh 1 menit
adalah 179ºC.
2.9. Divinilbenzena
Divinilbenzena (DVB), (C6H4(CH=CH2)2, adalah suatu zat pengikat-silang yang menambah sifat polimer. DVB dibuat dengan cara dehidrogenasi campuran isomer
dietilbenzena. Monomer komersial dari DVB adalah meta-DVB dan para-DVB.
Berikut adalah sifat-sifat dari divinilbenzena.
Tabel 2.2 Sifat-Sifat dari Divinilbenzena (DVB)
Sifat Nilai
Berat Molekul (g/mol) 130,91
Titik Didih, oC 195
Titik Beku, oC -45
Titik Nyala, oC 65,6
(Kroschwitz, 1990)
Divinilbenzena tidak larut dalam air dan larut dalam etanol dan eter. Ketika
bereaksi bersama-sama dengan stirena, divinil benzena dapat digunakan sebagai
monomer reaktif dalam resin polyester (James, 2005).
Divinilbenzena digunakan dalam berbagai industri. Sebagai contoh,
material biologis, mantel, katalis, membran, peralatan farmasi, khususnya polimer dan
resin penukar i
Adapun struktur dari DVB pada gambar 2.6 dibawah ini adalah:
CH=CH2
CH=CH2
Gambar 2.7 Struktur divinilbenzena (DVB) (Mohamned, 1997).
Poli(etilakrilat) merupakan suatu polimer dimana di proses dengan
menggunakan DVB sebagai zat pengikat-silang. Reaksinya dapat dilihat gambar 2.7
dibawah ini :
Gambar 2.8 Polimerisasi Poli(etilakrilat) dengan DVB sebagai zat pengikat-silang
(Sperling, 1986)
2.10. Xilena
Xilena atau dimetilbenzena, memiliki struktur orto-xilena,meta-xilena, dan
Gambar 2.9 Struktur orto-xilena, meta-xilena, dan para-xilena
Xilena diproduksi sama halnya dengan memproduksi benzena, toluena, dan
etilbenzena dengan aromatisasi fraksi C6-C8 dari nafta petroleum. Sebagai contoh, n-oktana dapat menghasilkan xilena, reaksi adalah sebagai berikut :
CH3(CH2)6CH3 +
n-oktana Xilena Etilbenzena
Gambar 2.10 Reaksi sintesis xilena dari n-oktana
Xilena merupakan cairan tak berwarna yang memiliki sifat berbau. Titik didih
untuk masing-masing xilena adalah o-xylena 144oC, m-xilena 139oC dan p-xilena 138oC. Xilena mengalami subsitusi elektrofilik dalam cincin sama halnya dengan toluena. Xilena teroksidasi oleh KMnO4 dan K2Cr2O7, membentuk asam dikarboksilat (Bahl, 2000).
2.11. Paduan Polimer ( Polymer Blend )
Suatu campuran fisis dari dua atau lebih polimer atau kopolimer berbeda yang tidak
terikat melalui ikatan-ikatan kovalen merupakan suatu paduan polimer (polymer
blend) atau polipaduan (poliblend). Konsep perpaduan polimer bukan merupakan hal
baru, industri karet telah menggunakannya selama beberapa dekade. Namun,
belakangan muncul kebutuhan dari plastik-plastik tehnik dan elastomer dan serat
khusus.
orto-Xilena meta-Xilena para-Xilena
Pt/Al2O3
500oC/10-12 atm
CH3
CH3
Sejumlah teknologi telah diterapkan untuk membuat polipaduan ini. Sebagian
besar polimer tidak kompatibel. Salah satu contoh polipaduan dapat campur
mempunyai nilai komersial adalah plastik teknik Noryl (Generic Electric) yang
terkomposisi dari polistirena, suatu polimer tidak mahal dan
poli(oksi-2,6-dimetil-1,4-fenilena). Dimana sifat Noryl ini memiliki kekuatau tarik yang sangat sinergetik.
Kumpulan-kumpulan blok-blok dua polimer tertentu terbentuk
memberikan suatu derajat sifat elastik meskipun demikian kopolimer-kopolimer
tersebut masih memperlihatkan sifat-sifat aliran bahan termoplastik. Bahan-bahan
tersebut dinamakan dengan elastomer termoplastik (Stevens, 2001).
Termoplastik elastomer (TPE) adalah bahan yang diproses melalui metode
yang sama yaitu injeksi molding (molding injection) dan ekstruksi menggunakan
termoplastik kaku yang diubah sehingga memiliki sifat dan tampilan yang secara
normal seperti karet termoset. TPE merupakan bahan yang cukup penting karena
range penggunaannya yang besar untuk berbagai aplikasi di beberapa bidang seperti
otomotif, alat rumah tangga, peralatan elektronik, industri-industri, dan peralatan
medis. TPE dapat digolongkan menjadi dua kelompok yaitu : kopolimer blok dan
campuran karet – plastik (Nakason et al, 2008). Belakang ini TPE dibuat dengan
campuran poliolefin termoplastik dan karet berkembang dengan pesat. TPE tersebut
dikembangkan dalam dua jenis produk yang berbeda. Jenis yang pertama adalah blend
sederhana yang disebut termoplastik elastomer olefin (TPO), didasarkan atas ASTM
D5593. Jenis kedua adalah fase karet yang divulkanisasi dinamik, menghasilkan
termoplastik vulkanisat (TPV), didasarkan pada ASTM D5046. Umumnya material
poliolefin TPE yang sudah dikembangkan terbuat dari karet sintetik seperti EPDM,
etilena-propilena-rubber (EPR) dan butadiene-akrilonitril-rubber (NBR) atau
modifikasinya (Baharudin, 2007).
Salah satu contoh TPE yang sangat populer saat ini adalah TPE
polipropilena/EPDM yang mempunyai beberapa keunggulan sifat, seperti tahan
terhadap hantaman (impact resistance), stabilitas termal yang baik. Campuran kedua
bahan ini menghasilkan produk-produk terutama dalam industri automobil seperti
bumper, panel pintu, kibasan lumpur, dan bagian interior mobil (Halimatuddahliana,
2.12. Ikat-Silang (Crosslinking)
Reaksi ikat-silang adalah suatu reaksi yang memicu pembentukan polimer tak larut
dan terurai (infusible) dimana rantai dihubungkan bersama untuk membentuk suatu
struktur jaringan tiga dimensi. Sebagai contoh reaksi dari ikat-silang adalah proses
vulkanisasi. Proses vulkanisasi ini mampu membuat karet berguna dalam aplikasinya
dengan kekuatan tarik yang sangat baik. Polimer yang melalui proses ikat-silang
banyak dijumpai pada industri cat, tinta print, adhesif, serta komponen elektronik.
Ikat-silang dapat dilakukan dengan penambahan zat pengikat-silang, suatu
molekul yang memiliki dua atau lebih gugus reaktif yang dapat bereaksi dengan gugus
fungsi pada rantai polimer. Polimer terikat-silang dapat disiapkan dengan polimerisasi
dari monomer dengan rata-rata gugus fungsi lebih dari dua.
Ikat-silang dapat mempengaruhi sifat fisik dari polimer yang diikat-silangkan.
Umumnya, ikat silang ini meningkatkan sifat fisik dari polimer tersebut. Dengan
compression set dan stress relaxation meningkat dengan adanya ikat-silang yang
terjadi. Diantaranya, ekspansi panas dan kapasitas panas menurun,suhu distrosi panas,
kekuatan tarik, dan indeks bias meningkat. Suhu transisi gelas meningkat seiring
dengan bertambahnya densitas ikat-silang.
Termoplastik polimer vinil (berat molekul 40 x 103-106), seperti polipropilena, polietilena, polistirena, poliakrilat dan beberapa poli(vinil)klorida meningkat sifat fisik
dan kimianya dengan pembentukan ikat-silang (Kroschwitz, 1990).
Berbagai usaha telah dilakukan untuk menambah karet stirena-butadiena
(SBR) dengan menambahkan sejumlah sedikit komonomer lainnya dalam sistem
reaksi polimerisasi. Dalam beberapa penelitian untuk meningkatkan sifat dari bahan
polimer, sejumlah divinilbenzena (DVB) telah ditambahkan dalam proses
polimerisasi. Pengaruh DVB ini menyebabkan ikat silang permanen untuk membentuk
molekul antara polimer dalam partikel individual lateks sebagai kopolimerisasi DVB
dengan monomer lain. Molekul dalam SBR mengalami ikat silang dengan DVB
dimana ikat silang ini menambah keunggulan sifat karet, karena ikat silang dibatasi
2.13. Karakterisasi Polimer
Mengkarakterisasi polimer jauh lebih rumit daripada mengkarakterisasi
senyawa-senyawa dengan berat molekul rendah. Fokus utama yang dilakukan kimiawan untuk
mengkarakterisasi senyawa polimer ditempatkan ke metode-metode spektroskopik
dan termal karena paling sering dipakai oleh ilmuwan polimer. Disini juga akan
menyinggung analisis permukaan maupun pengujian mekanik dan elektrik.
Karakterisasi yang dilakukan untuk mengetahui dan menganalisa campuran
polimer. Karakterisasi yang dilakukan pada penelitian ini adalah menggunakan DSC
(Differential Scanning Calorimetry), FT-IR (Faurier Transform Infrared
Spectroscopy), SEM (Scanning Electron Microscopy) dan uji tarik.
2.13.1. FT-IR (Faurier Transform Infrared Spectroscopy)
Dua variasi instrumental dari spektroskopi IR yaitu metode dispertif, dimana prisma
atau kisi dipakai untuk mendispersikan radiasi IR dan metode Fourier Transform (FT)
yang lebih akhir, menggunakan prinsip interferometri.
Spektroskopi inframerah merupakan metode yang sangat luas digunakan untuk
karakterisasi struktur molekul polimer, karena memberikan banyak informasi.
Perbandingan posisi absorpsi dalam spektrum inframerah suatu sample polimer
dengan daerah absorpsi karakteristik, menunjukkan identifikasi pada keberadaan
ikatan dan gugus fungsi dalam polimer (Rabek, 1975).
Spektroskopi inframerah dapat digunakan untuk mengkarakterisasi panjang
rantai polimer karena gugus aktif inframerah, adanya rantai polimer, mengabsorbsi
seperti jika masing-masing gugus ditempatkan dalam molekul sederhana. Identifikasi
dari sampel polimer dapat dibuat dengan menggunakan daerah sidik jari, dimana
identifikasi sampel pada akhirnya mungkin untuk satu polimer untuk
mempertunjukkan spektrum yang sama persis seperti yang lain. Daerah ini terletak
dalam jangka 6,67 sampai 12,50 µm (Cowie, 1973).
Skala pada dasar spektra adalah bilangan gelombang, yang berkurang dari
dicantumkan pada bagian atas. Panjang gelombang atau frekuensi titik minimum suatu
pita absorpsi, digunakan untuk mengidentifikasi tiap pita. Titik ini lebih dapat
diperoleh-ulang (reproduksibel) daripada jarak suatu pita lebar, yang beraneka ragam
menurut konsentrasi contoh maupun kepekaan instrument. Banyaknya gugus yang
identik. dalam sebuah molekul mengubah kuat relatif pita absorpsinya dalam suatu
spektrum (Fessenden, 1986).
Kelebihan-kelebihan FT-IR mencakup persyaratan ukuran sample yang kecil,
perkembangan spektrum yang cepat, dan karena instrumen ini memiliki system
komputerisasi terdedikasi, kemampuan untuk menyimpan dan memanipulasi
spektrum. FT-IR telah membawa tingkat kesebergunaan yang lebih besar ke
penelitian-penelitian struktur polimer. Karena spektrum-spektrum bias di-scan, di
simpan, dan ditransformasikan dalam hitungan detik, tehnik ini memudahkan
penelitian reaksi-reaksi polimer seperti degradasi dan ikat silang (Stevens, 2001).
2.13.2. SEM (Scanning Electron Microscopy)
Skanning Elektron Miskroskopi (SEM) merupakan alat yang dapat membentuk
bayangan permukaan. Struktur permukaan suatu benda uji dapat dipelajari dengan
mikroskop elektron pancaran karena jauh lebih mudah mempelajari struktur
permukaan itu secara langsung (Nur, 1997).
Pada SEM suatu berkas elektron yang sangat halus di-scan menyilangi
permukaan sampel dalam sinkronisasi dengan berkas tersebut dalam tabung sinar
katoda. Elektron-elektron yang akan terhambur digunakan untuk memproduksi sinyal
yang memodulasi berkas dalam tabung sinar katoda, yang memprodukasi suatu citra
dengan kedalaman medan yang besar dan penampakan yang hampir tiga dimensi.
SEM memberikan informasi yang bermanfaat mengenai topologi permukaan dengan
resolusi sekitar 100 Å.
Aplikasi yang khas mencakup penelitian dispersi-dispersi pigmen dalam cat,
pelepuhan atau peretakan koting, batas-batas fasa dalam polipaduan yang tak dapat
bercampur, struktur sel busa-busa polimer, dan kerusakan bahan perekat (Stevens,
2.13.3. Uji Kekuatan Tarik
Sifat mekanik biasanya dipelajari dengan mengamati sifat kekuatan tarik (σt) menggunakan alat pengukur tensometer dan dinamometer, bila terhadap bahan
diberikan tegangan. Kekuatan tarik mengacu pada ketahanan terhadap tarikan.
Kekuatan tarik diukur dengan menarik sekeping polimer dengan dimensi yang
seragam. Kekuatan tarik diartikan diartikan sebagai besarnya beban maksimum
(Fmaks) yang dibutuhkan untuk memutuskan spesimen bahan, dibagi dengan luas
penampang bahan. Karena selama di bawah pengaruh tegangan, spesimen mengalami
perubahan bentuk (deformasi) maka definisi kekuatan tarik dinyatakan dengan luas
penampang semula (Ao) (Wirjosentono, 1995).
�� = ������
dalam satuan dyne per sentimeter kuadrat (CGS) atau Newton per meter kuadarat
(MKS) (atau pound per inchi kuadrat, psi, dalam satuan Bristish) (Stevens,2001).
Selama deformasi, dapat diasumsikan bahwa volume spesimen tidak berubah
sehingga perbandingan luas penampang semula dengan penampang setiap saat. Kemuluran (ε) sebagai nisbah pertambahan panjang terhadap panjang spesimen semula. Tekanan tarik (tensile stress) sebagai rasio dari gaya observasi ke area
perpotongan silang dari spesimen yang tidak meregang. Kemuluran dapat dihitung
dengan persamaan :
��������� (%) = � − ��
�� � 100%
Dimana L merupakan panjang spesimen setelah diuji kemulurannya dan Lo
merupakan panjang mula-mula spesimen sebelum dilakukan uji kemulurannya dengan
satuan milimeter (mm). Kecepatan standar untuk uji-tegang dari karet mesin adalah
500 ± 50 mm (20 ± 2 inch) per menit. Kekuatan tarik dari karet alam, turun secara
drastis pada suhu kristis antara 40oC dan 130oC. Hal ini dihubungkan ke ukuran dari retakan yang terjadi secara alami (Morton, 1987).
Hasil pengamatan sifat kekuatan tarik ini dinya takan dalam bentuk kurva
tegangan, yaitu grafik antara beban dengan luas penampang terhadap perpanjangan
tegangan ini merupakan karakteristik yang menunjukkan indikasi sifat mekanik bahan
yang lunak, keras, kuat, lemah, rapuh atau liat (Wirjosentono, 1995).
Beberapa sifat-sifat mekanik dari homopolimer umum dapat dilihat dari tabel 2.3
dibawah ini :
Tabel 2.3 Sifat-sifat Mekanik Beberapa Homopolimer Umum
Polimer
Sifat-sifat tarik patahan Kekuatan
Tarik (MPa)
Modulus (MPa)
Perpanjangan (%)
LDPE (Low Density Polyethylene) 8,3–31 172-283 100-650
HDPE (High Density Polyethylene) 22–31 1070-1090 10-1200
Polipropilena 31-41 1170-1720 100-600
Polistirena 36-52 2280-3280 1,2-2,5
(Stevens, 2001)
2.13.4. Derajat Ikat Silang
Derajat ikat silang pada karet telah diukur setelah proses ekstraksi dalam sikloheksana
selama 8 jam. Dimana sampel dikeringkan pada suhu 80ºC selama 30 menit dan
ditimbang beratnya. Persentase kandungan gel dari campuran dihitung dengan
menggunakan persamaan sebagai berikut:
% kandungan gel =Wg
Wo x 100 %
Dimana Wg dan Wo adalah berat sampel setelah dan sebelum ekstraksi
BAB 3
BAHAN DAN METODE PENELITIAN
3.1. Bahan-Bahan dan Alat-Alat Penelitian 3.1.1. Bahan-bahan Penelitian
Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
Bahan Merek
Polipropilena (PP) Korea Petrochemical, ltd.Co.LTD
Karet Sintetis EPDM PT. Sumber Jaya Jakarta
Abu ban bekas Swallow
Dikumil Peroksida p.a Merck
Divinilbenzena p.a Merck
Xilena p.a Merck
3.1.2. Alat- Alat Penelitian
Nama Alat Merek
Neraca Analitis Tettler Toledo
Tabung Soklet Pyrex
Alat uji tarik Autograph Torsee Electronic System
Hot Plate Salton
Seperangkat alat SEM JSM-35 C Sumandju, Jepang
Alat Internal Mixer Heles CR-52
Alat Ekstruder Shimadzu
Gelas ukur Pyrex
Labu Alas Pyrex
Lempengan Besi -
Kertas Saring -
Alumunium Foil -
Statif dan Klemp -
Gunting -
Kondensor -
Spatula -
Saringan -
3.2. Prosedur Kerja 3.2.1. Penyiapan Bahan
- PP yang diperoleh dari Laboratorium Kimia Polimer Fakultas matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara ditimbang sebanyak 50 g
- Karet Sintetis EPDM yang diperoleh dari PT. Sumber Jaya Jakarta dipotong
kecil-kecil, kemudian karet EPDM diekstruksi dengan melelehkan dalam alat
ekstruder pada suhu 80oC. Lelehan EPDM didinginkan dan ditimbang sebanyak 25 g
- Abu ban bekas yang diperoleh dari PT. Persaudaraan Tanjung Morawa diayak
- Dikumil peroksida ditimbang sebanyak 0,5 g (1 phr), 1,0 g (2 phr) dan 1,2 g (3
phr). Konversi phr menjadi gram :
1 phr = 1001 × berat karet (g) ...persamaan 3.1 - Divinilbenzena diukur sebanyak 0,5 ml (1phr),1,1 ml (2phr) dan 1,6 (3phr).
Konversi phr menjadi mililiter :
V = m
ρ ... persamaan 3.2
Dimana m adalah berat DVB yang dapat ditentukan dari persamaan 3.1 dan ρ adalah massa jenis DVB (0,93 g/cm3).
3.2.2. Pembuatan Campuran PP-Karet EPDM dan Abu ban bekas dan DKP Tanpa Penambahan DVB
Mula – mula 50 g PP dimasukkan ke dalam alat Internal Mixer pada suhu 175oC hingga meleleh, kemudian diikuti 25 g karet sintetis EPDM dan 25 g abu ban bekas
dimasukkan ke dalam alat internal mixer sampai semua bercampur. Selanjutnya 1 phr
(0,5 g) DKP ditambahkan kedalam campuran. Selang waktu penambahan bahan 20
menit. Dilakukan perlakuan yang sama untuk campuran dengan variasi DKP 2 phr (1
g) dan 3 phr (1,5 g).
3.2.3 Pembuatan Campuran PP-Karet EPDM-Abu Ban dan Penambahan DKP dengan Penambahan Divinil Benzena
Mula – mula 50 g PP dimasukkan ke dalam alat Internal Mixer pada suhu 175oC hingga meleleh, kemudian diikuti dengan penambahan 25 g karet EPDM dan 25 g abu
ban bekas. Selanjutnya 1 phr DKP (0,5 g) dan 1 phr (0,5 ml) DVB ditambahkan ke
dalam campuran. Selang waktu penambahan bahan 20 menit. Dilakukan perlakuan
yang sama untuk campuran dengan variasi DVB 2 phr (1,1 ml) dan 3 phr (1,6 ml)
dengan variasi DKP masing-masing 2 phr (1 g) dan 3 phr (1,5 g).
Mula-mula dilapisi lempengan besi berukuran 15x15 cm dengan alumunium foil.
Hasil campuran dari internal mixer diletakkan di antara 2 buah lempengan besi.
Kemudian diletakkan ke dalam alat tekan hot kompresor yang diset pada suhu 175oC untuk mencetak sampel. Dibiarkan sampai 5 menit tanpa tekanan. Setelah itu diberi
tekanan 100 kgf/cm2 dan dibiarkan selama 20 menit. Sampel diangkat dan didinginkan, setelah dicetak sesuai standart ASTM D638.
Gambar 3.1. Spesimen uji berdasarkan ASTM D638
3.2.5. Uji Kekuatan Tarik
Pengujian kekuatan tarik berdasarkan ASTM D638 dengan beban 100 kgf dan laju 50
mm/menit dengan ketebalan spesimen 2 mm. Mula – mula dihidupkan Torsee’s
Electronic System dan dibiarkan selama 1 jam. Spesimen dijepitkan pada alat uji tarik
yang telah ditentukan regangan, tegangan dan satuaanya dengan menggunakan griff.
Kemudian dihidupkan recorder. Tekan tombol start dan nilai stroke dan load dibuat
dalam kondisi nol. Catat nilai load dan stroke bila sampel sudah putus. Dilakukan
perlakuan yang sama untuk masing-masing sampel. Nilai load dan stroke yang
diperoleh, digunakan untuk menghitung nilai kekuatan tarik dan kemuluran dari
spesimen.
3.2.6. Uji SEM ( Scanning Electron Microscopy )
Pengujian dilakukan pada permukaan patahan sampel. Mula – mula sampel dilapisi
dengan emas bercampur palladium dalam suatu ruangan (vacum evaporator)
bertekanan 0,2 Torr dengan menggunakan mesin Ion Sputter JFC-1100. Selanjutnya
sampel disinari dengan pancaran elektron bertenaga 1,2 kV pada ruangan khusus 13 mm
165 mm 50 mm
20mm
sehingga sample mengeluarkan elektron sekunder dan elektron terpental yang dapat
dideteksi oleh detektor Scientor yang diperkuat dengan suatu rangkaian listrik yang
menyebabkan timbulnya gambar CRT (Cathode Ray Tube) selama 4 menit. Kemudian
coating dengan tebal lapisan 400 amstrong dimasukkan ke dalam specimen Chamber
pada mesin SEM (JSM-35C) untuk dilakukan pemotretan. Hasil pemotretan dilakukan
setelah memilih bagian tertentu dari objek (sampel) dan perbesaran yang diinginkan
sehingga diperoleh foto yang baik dan jelas.
3.2.7. Uji FT - IR ( Fourier Transform – Infra Red )
Mula – mula pengujian dilakukan dengan menjepit film hasil pencampuran pada
tempat sampel. Kemudian film diletakkan pada alat ke arah sinar infrared. Hasilnya
akan di rekam ke dalam kertas berskala berupa aluran kurva bilangan gelombang
terhadap intensitas.
3.2.8. Analisa Derajat Ikat Silang
Mula-mula dirangkai alat sokletasi dan 250 ml pelarut xilena dimasukkan kedalam
labu alas, kemudian dimasukkan 10 g spesimen sebagai Wo yang telah dibungkus
dalam kertas saring ke dalam tabung soklet. Sampel disokletasi dengan pelarut xilena
pada titik didih 135oC-145ºC selama 8 jam. Setelah itu sampel dikeluarkan dalam tabung soklet dan dikeringkan sampai xilena habis menguap dan ditimbang sebagai
3.3. Skema Pengambilan Data 3.3.1. Bagan Penyiapan Karet EPDM
3.3.2. Bagan Penyiapan Abu Ban Bekas
Karet EPDM
Dipotong kecil-kecil
Diekstruksi dalam alat ekstruder pada suhu 80oC
Didinginkan
Ditimbang sebanyak 25 g
25 g lelehan karet EPDM
Abu ban bekas
Diayak hingga halus
Ditimbang sebanyak 25 g
3.3.3. Bagan Pembuatan Campuran PP-karet EPDM-Abu Ban Bekas dan DKP Tanpa Penambahan DVB
Dilakukan prosedur yang sama untuk campuran dengan variasi dikumil peroksida 2
phr (1 g) dan 3 phr (1,5 g). Waktu penambahan bahan dilakukan dengan selang waktu
20 menit untuk masing-masing variasi. 50 g PP
Campuran PP-karet EPDM-abu ban bekas
Campuran PP-karet EPDM-abu ban bekas dan DKP
Dimasukkan ke dalam alat internal mixer pada suhu 175oC sampai meleleh
Ditambahkan 25 g karet EPDM
Ditambahkan 25 g abu ban bekas
Digiling hingga homogen
Ditambahkan 1 phr DKP (0,5 g)
3.3.4. Bagan Pembuatan Campuran PP-karet EPDM-Abu Ban Bekas dan DKP dan Penambahan DVB
Dilakukan prosedur yang sama untuk campuran dengan variasi DVB 2 phr (1,1 ml)
dan 3 phr (1,6 ml) serta variasi DKP 2 phr (1 g) dan 3 phr (1,5 g). Waktu penambahan
bahan dilakukan dengan selang waktu 20 menit untuk masing-masing variasi. 50 g PP
Campuran PP-karet EPDM-abu ban bekas
Campuran PP-karet EPDM-abu ban bekas dan DKP
Dimasukkan ke dalam alat internal mixer pada suhu 175oC sampai meleleh
Ditambahkan 25 g karet EPDM
Ditambahkan 25 g abu ban bekas
Digiling hingga homogen
Ditambahkan 1 phr DKP (0,5 g)
Digiling hingga homogen
Ditambahkan 1 phr DVB (0,5 ml)
Digiling hingga homogen
3.3.5. Bagan Pembuatan Spesimen dan Karakterisasinya
Campuran TPE
Dilapisi lempengan besi berukuran 15x15 cm dengan alumunium foil
Diletakkan diantara lempengan besi
Dimasukkan ke dalam alat tekan kompresor pada suhu 175oC dan tekanan 100 kgf/cm2
Dibiarkan selama 20 menit
Diangkat dan didinginkan
Film
Spesimen
Dicetak spesimen sesuai ASTM D638
Kekuatan Tarik
Analisa morfologi permukaan
Analisa derajat ikat
silang
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
4.1.1. Karakterisasi Sampel dan pengujian Sifat Mekanik
Telah dilakukan pengujian sifat mekanik terhadap semua jenis sampel dalam
penelitian ini, dan diperoleh hasil rata-rata. Pengujian tarik dilakukan pada Torsces
Electronic System (Universal System Machine). Alat penguji ini terdiri dari bagian
pencatat yang dapat menunjukkan besarnya tegangan tarik yang telah dilakukan dan
diteruskan dalam bentuk grafik. Alat tersebut dikondisikan dengan berat beban yang
diberikan = 100 kgf dan kecepatan 20 mm/menit. Hasil pengujian didapatkan
pengukuran harga Load dan Stroke. Harga load memiliki satuan dalam kgf dan stroke
dalam mm/menit . Hasil penelitian ini diolah kembali untuk mendapatkan regangan
dan tegangan.
1. Harga tegangan tarik dihitung dengan rumus
kekuatan tarik = F Ao=
load Ao
Contoh : Sampel spesimen uji memiliki tebal = 2 mm dan lebar = 6 mm, dimana :
Dan bila harga load = 18,48 kgf untuk penambahan 3 phr DKP dan 3 phr DVB pada
sampel campuran PP-karet EPDM-abu ban bekas, maka harga kekuatan tarik
diperoleh :
kekuatan tarik = 18,48 Kgf
12mm2 = 1,540 kgf/mm
2
Perhitungan yang sama juga dilakukan untuk setiap jenis sampel hasil pengujian tarik
yang lain.
2. Harga kemuluran dapat dihitung dengan rumus berikut Ao = tebal x lebar spesimen
= 2mm x 6 mm
kemuluran (%) = ∆l
l × 100% =
stroke
l × 100%
Contoh : Sampel spesimen yang diuji memiliki l = 50 mm, dan bila harga stroke =
7,94 mm tiap menit untuk penambahan 2 phr DKP dan 3 phr DVB pada sampel
campuran PP-karet EPDM-abu ban bekas, maka harga kemuluran diperoleh :
kemuluran = 8,52 mm
50 mm × 100% = 17,04 %
Perhitungan yang sama juga dilakukan untuk setiap jenis sampel yang lain.
Adapun hasil selengkapnya dari perhitungan harga tegangan tarik dan
kemuluran dapat dilihat pada tabel 4.1 berikut :
Tabel 4.1. Uji Tarik dan kemuluran campuran PP-Karet EPDM-Abu Ban Bekas + DKP tanpa Penambahan DVB
Komposisi Campuran
Tabel 4.2. Uji Tarik dan kemuluran Campuran PP-Karet EPDM-Abu Ban Bekas + DKP dengan 1 phr DVB
Komposisi Campuran
Tabel 4.4. Uji tarik dan kemuluran Campuran PP-Karet EPDM-Abu Ban Bekas + 2 phr DKP dengan 3 phr DVB
4.1.2. Derajat Ikat Silang
Hasil analisa kandungan gel dengan metode sokletasi pada TPE dengan dan tanpa
penambahan divinilbenzena dapat dilihat pada tabel di bawah ini :
Tabel 4.5 Hasil analisa kandungan gel pada campuran PP-karet EPDM- Abu ban bekas + DKP dengan dan tanpa penambahan DVB
4.2.1. Analisa Kekuatan Tarik (σ) dan Kemuluran (ε) Campuran PP-Karet EPDM- Abu Ban Bekas
Hasil pengukuran kekuatan tarik dan kemuluran dari campuran PP-EPDM -Abu Ban
Bekas + DKP tanpa penambahan DVB ditunjukkan pada grafik 4.1. Dari grafik
tersebut dapat diketahui hasil yang optimal pada campuran TPE adalah dengan variasi
3 phr DKP dengan nilai kekuatan tarik 1,52 kgf/mm2 dan kemuluran 11,72 %.
Gambar 4.1. Grafik kekuatan tarik (σ) dari campuran PP-EPDM -abu ban bekas +
DKP tanpa penambahan DVB
Gambar 4.2. Grafik kemuluran (ε) dari campuran PP-EPDM -abu ban bekas + DKP
Pada grafik 4.3 dan 4.4 terlihat bahwa kekuatan tarik optimum dari campuran
PP-EPDM -Abu ban bekas adalah variasi penambahan 2 phr DKP dan 3 phr DVB dengan
nilai kekuatan tarik 1,79 kgf/mm2 dan kemuluran 17,04 %.
Grafik 4.3 Grafik kekuatan tarik (σ) dari campuran PP-EPDM-abu ban bekas + DKP
dengan penambahan DVB
Grafik 4.4 Grafik kemuluran (ε) dari campuran PP-EPDM -abu ban bekas + DKP
dengan penambahan DVB
Kekuatan tarik yang dihasilkan menunjukkan nilai TPE dengan penambahan
DVB lebih besar dibandingkan TPE tanpa DVB. DVB maupun DKP membantu
berinteraksinya abu ban, EPDM dengan matriks PP. Ini diketahui bahwa selama
pengguntingan pada suhu tinggi (175ºC), dikumil peroksida terdekomposisi. Radikal
dari dekomposisi DKP bereaksi dengan molekul PP dalam bentuk rantai terpotong dan
terikat silang. Radikal ini juga bereaksi dengan abu ban bekas dan EPDM, yang mana
memiliki ikatan rantai dan ikat silang yang terputus untuk berinteraksi dengan polimer
jenuh seperti PP. Akibat degradasi molekul PP oleh perpotongan rantai, viskositasnya
menjadi menurun,dan oleh karena itu memperbesar dispersi abu ban dan EPDM dalam
campuran. Dan juga terbentuknya radikal dari reaksi perpotongan rantai oleh DKP
bereaksi baik dengan DVB maupun dengan radikal dari interaksi peroksida-abu ban
untuk kopolimer.
Hal tersebut dapat disimpulkan bahwa penambahan DVB membantu
memperbesar pembentukan kopolimer dengan polimer radikal selama pencampuran.
Perbesaran interaksi jaringan antara PP-EPDM-abu ban dengan penambahan DKP
dan DVB menghasilkan adhesi antarmuka yang baik antara PP-EPDM-abu ban bekas
dalam campuran daripada tanpa DVB. Hal tersebut memfasilitasi mekanisme
distribusi gaya di dalam campuran pada saat penarikan mengakibatkan meningkatnya
kekuatan tarik campuran PP-EPDM-Abu ban bekas.
Penambahan EPDM maupun abu ban bekas mempengaruhi nilai kekuatan tarik. Hal
tersebut dapat di lihat pada hasil penelitian-penelitian terdahulu, yakni :
Nama Peneliti Polimer Komposisi
berat (g/g)
Kekuatan Tarik (kgf/mm2)
Bahruddin (2007) PP/SIR20 (3 phr Sulfur)
HVA-2 : N,N’-m-phenylenebismaleimide c
