• Tidak ada hasil yang ditemukan

Persentase Ikat Silang dan Morfologi Termoplastik Elastomer dari Campuran Polipropilena Bekas dan Karet Sir 10 dengan Penambahan Dikumil Peroksida dan Divinil Benzena

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2016

Membagikan "Persentase Ikat Silang dan Morfologi Termoplastik Elastomer dari Campuran Polipropilena Bekas dan Karet Sir 10 dengan Penambahan Dikumil Peroksida dan Divinil Benzena"

Copied!
67
0
0

Teks penuh

(1)

PERSENTASE IKAT SILANG DAN MORFOLOGI

TERMOPLASTIK ELASTOMER DARI CAMPURAN

POLIPROPILENA BEKAS DAN KARET SIR 10

DENGAN PENAMBAHAN DIKUMIL

PEROKSIDA DAN DIVINIL

BENZENA

SKRIPSI

FAIRUZ FAUZA SIREGAR

110822001

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

PERSENTASE IKAT SILANG DAN MORFOLOGI TERMOPLASTIK ELASTOMER DARI CAMPURAN

POLIPROPILENA BEKAS DAN KARET SIR 10 DENGAN PENAMBAHAN DIKUMIL

PEROKSIDA DAN DIVINIL BENZENA

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar

Sarjana Sains

FAIRUZ FAUZA SIREGAR 110822001

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PERSETUJUAN

Judul : Persentase Ikat Silang dan Morfologi Termoplastik Elastomer dari Campuran Polipropilena Bekas dan Karet Sir 10 dengan Penambahan Dikumil Peroksida dan Divinil Benzena

Kategori : Skripsi

Nama : Fairuz Fauza Siregar Nomor Induk Mahasiswa : 110822001

Program Studi : Sarjana (S1) Ekstensi Kimia Departemen : Kimia

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Juni 2013

Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2, Pembimbing 1,

Dr. Marpongahtun, M.Sc Drs. Amir Hamzah Siregar, M.Si NIP. 196111151988032002 NIP. 196106141991031002

Disetujui Oleh

Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

(4)

PERNYATAAN

PERSENTASE IKAT SILANG DAN MORFOLOGI TERMOPLASTIK ELASTOMER DARI CAMPURAN

POLIPROPILENA BEKAS DAN KARET SIR 10 DENGAN PENAMBAHAN DIKUMIL

PEROKSIDA DAN DIVINIL BENZENA

SKRIPSI

Saya mengaku bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juni 2013

(5)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini. Adapun skripsi ini disusun merupakan salah satu persyaratan untuk meraih gelar Sarjana Sains Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan rasa terima kasih yang tiada terhingga dan kasih sayang yang tulus kepada Ayahanda tercinta A. Hasan Maturidy Siregar, Ibu, Kakak, Abang, Adik yang selama ini selalu sabar dan mendo’akan, memberi perhatian serta dukungan dan bantuan moril juga material yang telah diberikan kepada penulis.

(6)

PERSENTASE IKAT SILANG DAN MORFOLOGI TERMOPLASTIK ELASTOMER DARI CAMPURAN

POLIPROPILENA BEKAS DAN KARET SIR 10 DENGAN PENAMBAHAN DIKUMIL

PEROKSIDA DAN DIVINIL BENZENA

ABSTRAK

Penelitian persentase ikat silang dan morfologi termoplastik elastomer dari polipropilena bekas dan karet SIR 10 telah dilakukan dengan penambahan DKP (dikumil peroksida) dan DVB (divinil benzena). Campuran polipropilena bekas-karet SIR 10 pada variasi berat 60/40 (g/g), 50/50 (g/g) dan 40/60 (g/g) dengan penambahan DKP dan DVB dengan variasi konsentrasi 1, 2 dan 3 phr. Pencampuran dilakukan dalam ekstruder pada suhu 175°C, kemudian ditekan dengan alat press pada suhu 175°C dan spesimen dicetak sesuai dengan ASTM D638. Termoplastik elastomer yang dihasilkan, dikarakterisasi berdasarkan persentase ikat silang dan analisa morfologi permukaan dan patahan dengan SEM (Scanning Electron Microscopy). Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa campuran polipropilena bekas/karet SIR 10 pada perbandingan 40/60 (g/g) dengan penambahan 2 phr DKP dan 3 phr DVB memiliki nilai persentase ikat silang tertinggi, yaitu sebesar 86% dan analisa morfologi terlihat homogen dan partikel SIR 10 terdistribusi di dalam matriks polipropilena bekas.

(7)

CROSSLINK PECENTAGE AND MORPHOLOGY OF THERMOPLASTIC ELASTOMERS FROM WASTE

POLYPROPYLENE AND RUBBER SIR 10 WITH ADDITION OF DICUMYL PEROXIDE

AND DIVINYL BENZENE

ABSTRACT

The study of crosslink persentage and morphology of thermoplastic elastomers from waste polypropylene and SIR 10 rubber blends with the addition of DKP (dicumyl peroxide) and DVB (divinyl benzene) has been done. The waste polypropylene and SIR 10 rubber were mixed in weight variations of 60/40 (g/g), 50/50 (g/g) and 40/60 (g/g) with the addition of DKP and DVB in various concentrations of 1, 2, and 3 phr. They were mixed in the extruder and squeezed with a pressing machine both at the temperature of 175° C, and finally molded according to ASTM D638. The resulting thermoplastic elastomers were characterized by the percentage of crosslink and the analysis of surface morphology and fractures by SEM (Scanning Electron Microscopy). The result shows that the mixture of waste polypropylene and the SIR 10 rubber in the ratio 40/60 (g/g) with the addition of 2 phr DKP and 3 phr DVB has the highest percentage value of crosslink, that is equal to 86% in which the morphology analysis has been seen homogeneous and the SIR 10 particles have been distributed in the waste polypropylene matrix.

(8)

DAFTAR ISI

Daftar Tabel viii

Daftar Gambar ix

Daftar Lampiran x

Bab 1. Pendahuluan 1

Bab 3. Metode Penelitian 18

3.1 Alat-Alat dan Bahan-Bahan Penelitian 18 3.1.1 Alat-Alat Penelitian 18

3.1.2 Bahan-Bahan Penelitian 18

3.2 Prosedur 19

(9)

3.2.2 Pengolahan Campuran PP bekas/Karet SIR 10 dengan DKP

tanpa penambahan DVB 19

3.2.3 Pengolahan Campuran PP bekas/Karet SIR 10 +DKP+DVB 20

3.2.4 Pembuatan Spesimen 21

3.2.5 Persentase Ikat Silang 21 3.2.6 Analisa Morfologi dengan SEM 21

3.3 Skema Pengambilan data 22

3.3.1 Bagan Penyiapan PP bekas dari Limbah Plastik Gelas Minuman 22 3.3.2 Bagan Pembuatan Campuran PP bekas dan Karet SIR 10 dengan

Penambahan Dikumil Peroksida sebagai inisiator 23 3.3.3 Bagan Pembuatan Campuran PP bekas dan Karet SIR 10 dengan

Penambahan Dikumil Peroksida sebagai inisiator dan Divinil Benzena sebagai Pengikat Silang 24

Bab 4. Hasil dan Pembahasan 25

4.1 Persentase Ikat Silang 25 4.2 Analisa Morfologi dengan SEM 27

Bab 5. Kesimpulan dan Saran 39

5.1 Kesimpulan 39

5.2 Saran 39

Daftar Pustaka 40

(10)

DAFTAR TABEL

Nomor Tabel

Judul Halaman

Tabel 2.1 Sifat Fisika Polipropilena 8

Tabel. 2.2 Standard Indonesian Rubber 9 Tabel 2.3 Sifat Fisika Divinil Benzena 12

Tabel 2.4 Sifat Fisika Xilena 13

Tabel. 4.1 Persentase Ikat Silang TPE dari Campuran PP Bekas dan Karet SIR 10 dengan penambahan DKP tanpa penambahan DVB 25 Tabel. 4.2 Persentase Ikat Silang TPE dari Campuran PP Bekas dan Karet SIR 10

(11)

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.3 Mekanisme Dekomposisi dari Dikumil Peroksida 11 Gambar 2.4 Struktur Xilena 12 Gambar 3.1 Spesimen Uji Berdasarkan ASTM D638 20 Gambar 4.1 Grafik Persentase Ikat Silang dari Campuran PP Bekas/

Karet SIR 10 26 Gambar 4.2.a Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/Karet

SIR 10 (60/40) (g/g) tanpa Penambahan DKP dan DVB 28 Gambar 4.2.b Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/Karet

SIR 10 (60/40) (g/g) dengan Penambahan DKP saja 28 Gambar 4.2.c Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/Karet

SIR 10 (60/40) (g/g) dengan Penambahan DKP dan DVB 29 Gambar 4.3.a Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/Karet

SIR 10 (50/50) (g/g) tanpa Penambahan DKP dan DVB 30 Gambar 4.3.b Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/Karet

SIR 10 (50/50) (g/g) dengan Penambahan DKP saja 30 Gambar 4.3.c Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/Karet

SIR 10 (50/50) (g/g) dengan Penambahan DKP dan DVB 31 Gambar 4.4.a Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/Karet

SIR 10 (40/60) (g/g) tanpa Penambahan DKP dan DVB 32 Gambar 4.4.b Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/Karet

SIR 10 (40/60) (g/g) dengan Penambahan DKP saja 32 Gambar 4.4.c Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/Karet

SIR 10 (40/60) (g/g) dengan Penambahan DKP dan DVB 33 Gambar 4.5.a Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/Karet

SIR 10 (60/40) (g/g) tanpa Penambahan DKP dan DVB 34 Gambar 4.5.b Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/Karet

SIR 10 (60/40) (g/g) dengan Penambahan DKP saja 34 Gambar 4.5.c Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/Karet

SIR 10 (60/40) (g/g) dengan Penambahan DKP dan DVB 35 Gambar 4.6.a Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/Karet

SIR 10 (50/50) (g/g) tanpa Penambahan DKP dan DVB 35 Gambar 4.6.b Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/Karet

SIR 10 (50/50) (g/g) dengan Penambahan DKP saja 36 Gambar 4.6.c Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/Karet

SIR 10 (50/50) (g/g) dengan Penambahan DKP dan DVB 36 Gambar 4.7.a Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/Karet

SIR 10 (40/60) (g/g) tanpa Penambahan DKP dan DVB 37 Gambar 4.7.b Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/Karet

SIR 10 (40/60) (g/g) dengan Penambahan DKP saja 37 Gambar 4.7.c Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/Karet

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Tabel

Judul Halaman

Lampiran 1. Hasil Analisa FT-IR Polipropilena bekas 44 Lampiran 2. Hasil Pengujian Kekuatan Tarik 45 Lampiran 3. Contoh Perhitungan Uji Kuat Tarik dan Kemuluran 48

Lampiran 4. Gambar Alat Ekstruder 49

Lampiran 5. Gambar Persentase Ikat Silang dengan Metode Sokletasi 50

(13)

DAFTAR SINGKATAN

ASTM = American Standard for Testing Materials DKP = Dikumil Peroksida

DVB = Divinil Benzena

DTBPIB = Di(tert-butylperoxyisoproppyl)benzene DTBPH = 2,5-Dimethy-2,5-di(tert-butylperoxy)hexane DTBPHY = 2,5-Dimethy-2,5-di(tert-butylperoxy)hexyne-3 DVB = Divinil Benzena

FT-IR = Faurier transform infrared spectroscopy HVA-2 = N, N- m-Fenilbismaleinida

Phr = Per hundred rubber PP = Polipropilena

(14)

PERSENTASE IKAT SILANG DAN MORFOLOGI TERMOPLASTIK ELASTOMER DARI CAMPURAN

POLIPROPILENA BEKAS DAN KARET SIR 10 DENGAN PENAMBAHAN DIKUMIL

PEROKSIDA DAN DIVINIL BENZENA

ABSTRAK

Penelitian persentase ikat silang dan morfologi termoplastik elastomer dari polipropilena bekas dan karet SIR 10 telah dilakukan dengan penambahan DKP (dikumil peroksida) dan DVB (divinil benzena). Campuran polipropilena bekas-karet SIR 10 pada variasi berat 60/40 (g/g), 50/50 (g/g) dan 40/60 (g/g) dengan penambahan DKP dan DVB dengan variasi konsentrasi 1, 2 dan 3 phr. Pencampuran dilakukan dalam ekstruder pada suhu 175°C, kemudian ditekan dengan alat press pada suhu 175°C dan spesimen dicetak sesuai dengan ASTM D638. Termoplastik elastomer yang dihasilkan, dikarakterisasi berdasarkan persentase ikat silang dan analisa morfologi permukaan dan patahan dengan SEM (Scanning Electron Microscopy). Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa campuran polipropilena bekas/karet SIR 10 pada perbandingan 40/60 (g/g) dengan penambahan 2 phr DKP dan 3 phr DVB memiliki nilai persentase ikat silang tertinggi, yaitu sebesar 86% dan analisa morfologi terlihat homogen dan partikel SIR 10 terdistribusi di dalam matriks polipropilena bekas.

(15)

CROSSLINK PECENTAGE AND MORPHOLOGY OF THERMOPLASTIC ELASTOMERS FROM WASTE

POLYPROPYLENE AND RUBBER SIR 10 WITH ADDITION OF DICUMYL PEROXIDE

AND DIVINYL BENZENE

ABSTRACT

The study of crosslink persentage and morphology of thermoplastic elastomers from waste polypropylene and SIR 10 rubber blends with the addition of DKP (dicumyl peroxide) and DVB (divinyl benzene) has been done. The waste polypropylene and SIR 10 rubber were mixed in weight variations of 60/40 (g/g), 50/50 (g/g) and 40/60 (g/g) with the addition of DKP and DVB in various concentrations of 1, 2, and 3 phr. They were mixed in the extruder and squeezed with a pressing machine both at the temperature of 175° C, and finally molded according to ASTM D638. The resulting thermoplastic elastomers were characterized by the percentage of crosslink and the analysis of surface morphology and fractures by SEM (Scanning Electron Microscopy). The result shows that the mixture of waste polypropylene and the SIR 10 rubber in the ratio 40/60 (g/g) with the addition of 2 phr DKP and 3 phr DVB has the highest percentage value of crosslink, that is equal to 86% in which the morphology analysis has been seen homogeneous and the SIR 10 particles have been distributed in the waste polypropylene matrix.

(16)

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Plastik telah dikenal luas dalam kehidupan manusia. Plastik adalah benda yang ringan, tahan lama, dan dapat dibentuk dengan mudah, tetapi plastik juga banyak digunakan untuk barang sekali pakai sehingga sampah plastik semakin bertambah dan dibutuhkan ratusan tahun untuk dapat terurai secara keseluruhan (Morgan, 2009). Polipropilena (PP) merupakan jenis plastik yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, seperti pengemasan, tali, alat tulis, dan wadah makanan. PP mudah diproses dan bersifat tahan terhadap bahan kimia, mudah diwarnai, kaku, dan mudah dicampur (Mark, 1999).

Karet atau elastomer merupakan polimer yang memiliki daya pegas atau kemampuan meregang dan kembali ke keadaan semula dengan cepat dan sebagian besar memiliki struktur jaringan (Stevens, 2001). Karet alam berasal dari alam, yakni terbuat dari getah tanaman karet. Kelebihan karet alam, yaitu daya elastis yang sempurna, mudah diolah, tidak mudah panas, dan tidak mudah retak. Selain itu, kelemahan karet alam terletak pada keterbatasan dalam memenuhi pasar, ketika pasar membutuhkan pasokan tinggi, para produsen karet alam tidak bisa memproduksinya dalam waktu singkat, sehingga harganya cenderung tinggi (Didit, 2005)

(17)

Morfologi campuran polipropilena/ karet alam menunjukkan sistem dua fasa dan vulkanisasi fasa karet alam terjadi secara parsial dalam matrik PP. Peningkatan perbandingan polipropilena dan karet alam dengan proses vulkanisasi dinamik dalam suatu internal mixer menghasilkan distribusi partikel karet alam yang makin merata dengan ukuran yang makin kecil. Perpanjangan putus tertinggi yang diperoleh adalah 70% pada perbandingan campuran karet alam/ polipropilena 70/30 dan komposisi sulfur 5 phr (Bahruddin, 2007).

Penggunaan kombinasi bahan pengikat silang dikumil peroksida (DKP) dan N,N-m-phenylene bismaleimide (HVA-2) pada proses vulkanisasi dinamik campuran PP/NR (70/30) telah meningkatkan sifat kekuatan tarik. Peningkatan ini diikuti dengan meningkatnya ketahanan bahan terhadap minyak dan peningkatan derajat sambung silang yang terjadi pada campuran bahan DKP dan HVA-2 (Halimatuddahliana, 2008).

Modifikasi limbah polipropilena dengan abu limbah karet tekstil menunjukkan peningkatan karakteristik redaman dengan peningkatan proporsi abu karet dan memperlihatkan bahwa 10% dari abu karet menanamkan sifat kekuatan yang lebih baik dengan limbah polipropilena (Jose et al, 2007).

(18)

Termoplastik elastomer dari campuran karet alam/polietilena densitas tinggi pada perbandingan 50/50 dan 60/40 dengan menggunakan pengkompatibilizer fenolik termodifikasi polyetilena (PhHRJ-PE) menunjukkan sifat aliran dan sifat mekanik berupa kuat tarik dan perpanjangan putus yang lebih tinggi (Pechurai, 2008).

Pengaruh berbagai jenis dan konsentrasi dari peroksida sebagai pengikat silang dalam termoplastik vulkanisasi karet alam/polipropilena dengan perbandingan 60/40 telah dihasilkan bahwa pengikat silang dikumil peroksida (DKP) dan Di(tert-butylperoxyisoproppyl)benzene (DTBPIB) memberikan efisiensi pengikat silang yang tinggi, dengan suhu ikat silang yang dekat dengan temperatur pencampuran, dan secara keseluruhan dikumil peroksida (DKP) dan Di(tert-butylperoxyisoproppyl) benzene (DTBPIB) memberikan sifat yang relataif unggul dalam penurunan viskositas PP melalui mekanisme degradasi PP jika dibandingkan dengan pengikat silang 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy) hexyne-3 (DTBPHY) dan 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy) hexane (DTBPH) (Thitithammawong et al, 2007).

Termoplastik elastomer (TPE) dari karet daur ulang dan polipropilena menghasilkan sifat mekanik lebih baik dibandingkan dengan termoplastik elastomer dari karet alam dan polipropilena. Hasil dari Scanning Electron Microscopy (SEM) juga menunjukkan bahwa campuran karet daur ulang dan polipropilena terdistribusi merata jika dibandingkan dengan campuran karet alam dan polipropilena(Ismail, 2002).

(19)

persentase ikat silang 82,4 %. Hasil pengujian morfologi dengan SEM menunjukkan bahwa campuran tersebut terdistribusi dengan baik (Destia, 2011).

Berdasarkan uraian tersebut, maka peneliti ingin melakukan penelitian berdasarkan persentase ikat silang dan morfologi termoplastik elastomer dari campuran polipropilena bekas dan karet SIR 10 menggunakan alat ekstruder dengan dikumil peroksida (DKP) sebagai inisiator dan divinil benzena (DVB) sebagai bahan pengikat silang.

1.2 Permasalahan

Adapun permasalahan dalam peneltian ini adalah :

1. Bagaimana persentase ikat silang dan morfologi termoplastik elastomer dari campuran polipropilena bekas dan karet SIR 10 yang diolah dengan dikumil peroksida (DKP) dan divinil benzena (DVB).

2. Bagaimana memanfaatkan polipropilena bekas dan karet SIR 10 agar menghasilkan suatu material termoplastik elastomer baru.

1.3Pembatasan Masalah

1. Bahan termoplastik yang digunakan adalah polipropilena bekas. 2. Bahan elastomer yang digunakan adalah karet SIR 10.

3. Inisiator yang digunakan adalah dikumil peroksida.

4. Zat pengikat silang yang digunakan adalah divinil benzena.

(20)

1.4Tujuan Penelitian

Untuk mengetahui nilai persentase ikat silang dan morfologi dari PP bekas dan Karet SIR 10 dengan menggunakan dikumil peroksida sebagai inisiator dan divinil benzena sebagai bahan pengikat silang.

1.5Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memanfaatkan campuran polipropilena bekas dengan karet SIR 10 untuk menghasilkan suatu termoplastik elastomer yang ditinjau dari nilai persentase ikat silang dan analisa morfologi.

1.6Metodologi Penelitian

Penelitian ini merupakan penelitian yang dilakukan di laboratorium (experiment laboratory) dengan perlakuan rasio konsentrasi polipropilena bekas yang dicampur karet SIR 10 40/60 (g/g), 50/50 (g/g) dan 60/40 (g/g) di dalam alat ekstruder pada suhu 1750C.

1. Tahap I

Pada tahap ini PP bekas yang berupa limbah gelas minuman dicuci bersih, dikeringkan dan dipotong-potong kecil, dan selanjutnya dianalisa gugus fungsi dengan FT-IR

2. Tahap II

(21)

3. Tahap III

Pada tahap ini Campuran yang diperoleh diletakkan pada lempeng Aluminium yang berukuran 15 x 15 cm yang sudah dilapisi dengan aluminium foil. Kemudian ditekan dengan alat press pada suhu 1750C selama 20 menit, hasil cetakan yang terbentuk berupa spesimen sesuai ASTM D638, dan selanjutnya dikarakterisasi sifat mekanik, persentase ikat silang metode sokletasi dengan menggunakan xilena sebagai pelarut, dan analisa morfologi dengan SEM.

Variabel- variabel yang digunakan adalah sebagai berikut: Variabel tetap :

• Suhu ekstruder 1750C

• Suhu alat tekan 1750C

• Waktu tekan 20 menit

Variabel bebas

• Berat PP bekas; 40 g, 50g, dan 60 g

• Berat karet SIR 10; 40 g, 50 g, dan 60 g

• Variasi berat dikumil peroksida 1, 2 dan 3 phr

• Variasi divinil benzena 1, 2 dan 3 phr,

Variabel terikat:

• Persentase ikat silang dengan sokletasi dan analisa morfologi dengan SEM.

1.7Lokasi Penelitian

(22)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Plastik

Plastik adalah suatu polimer yang mempunyai sifat- sifat unik dan luar biasa. Polimer adalah suatu bahan yang terdiri dari unit molekul yang disebut monomer. Jika monomernya sejenis disebut homopolimer, dan jika monomernya berbeda akan menghasilkan kopolimer. Polimer alam yang telah kita kenal antara lain : selulosa, protein, karet alam dan sejenisnya. Pada mulanya manusia menggunakan polimer alam hanya untuk membuat perkakas dan senjata, tetapi keadaan ini hanya bertahan hingga akhir abad 19 dan selanjutnya manusia mulai memodifikasi polimer menjadi plastik. Plastik yang pertama kali dibuat secara komersial adalah nitroselulosa. Material plastik telah berkembang pesat dan sekarang mempunyai peranan yang sangat penting di bidang elektronika, pertanian, tekstil, transportasi, furniture, konstruksi, kemasan kosmetik, mainan anak–anak dan produk-produk industri lainnya (Domininghaus, 1993).

Plastik dibagi menjadi dua klasifikasi utama berdasarkan pertimbangan ekonomis dan kegunaannya yaitu plastik komoditi dan plastik teknik.

1. Plastik komoditi dicirikan dengan volumenya yang tinggi dan harganya yang murah. Plastik ini bisa dibandingkan dengan baja dan aluminium dalam industri logam. Mereka sering digunakan dalam bentuk barang yang bersifat pakai buang (disposable) seperti lapisan pengemas, Namun ditemukan juga pemakaiannya dalam barang-barang yang tahan lama. Plastik komoditi yang utama adalah polietilena, polipropilena, polivinil klorida, dan polistirena.

(23)

sebagainya. Hampir semua plastik yang disebutkan merupakan termoplastik. Plastik-plastik teknik dirancang untuk menggantikan logam dan polimer-polimer yang dapat terurai (degradable) serta dapat membantu mengurangi volume sampah plastik yang menyesakkan pandangan (Stevens, 2001).

2.2 Polipropilena

Polipropilena merupakan bahan polimer sintetik yang bersifat termoplastis sehingga mudah untuk diproses memiliki kekuatan tarik dan kekakuan yang baik, ketahanan yang tinggi terhadap pelarut organik, namun polipropilena memiliki kelemahan yakni sifat kekerasannya dan kekakuan yang tinggi menyebabkan mudah getas atau tidak elastis akibat tegangan putusnya rendah dan daya rekatnya rendah (Bilmeyer, 1971). Sifat polipropilena dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Sifat Fisika Polipropilena

Sifat Ukuran

Bobot Molekul 42,1 g/mol

Entalpi dari Lelehan Temperatur Lelehan Densitas

1,9-0,9 kJ/mol 165 0C

0,85 g/cm3 Amorf 0,95 g/cm3 Kristalin Sumber : Cheremisinoff, 1990

Polipropilena dapat didaur ulang, dan memiliki angka “5” sebagai kode identifikasi dengan anka”5” yang dikelilingi symbol daur ulang dan huruf “PP” dibawahnya, seperti terlihat pada Gambar 2.1 (Francesco, 2002).

(24)

C

C

Karet alam diproduksi 90% dari Hevea Brasiliensis dan 10% dari Guayule . Karet alam dikenal sebagai cis 1,4-poliisoprena. Karet alam merupakan poliisoprena yang memiliki sifat unik terkait dengan strukturnya (Bhatnagar, 2004). Struktur cis 1,4-poliisoprena dapat dilihat pada Gambar 2.2 (Stevens, 2001).

n

Gambar 2.2 Struktur cis 1,4-poliisoprena

2.3.1 Standard Indonesian Rubber (SIR)

Standar mutu karet bongkah Indonesia tercantum dalam Standard Indonesian Rubber (SIR). SIR adalah karet bongkah (karet remah) yang telah dikeringkan dan dikemas menjadi bandela-bandela dengan ukuran yang telah ditentukan. Perbedaan dari tiap jenis karet SIR tersebut adalah pada standar spesifikasi mutu kadar kotoran, kadar abu dan kadar zat menguap. Standar mutu karet bongkah Indonesia tercantum dalam Tabel 2.2.

Tabel 2.2 Spesifikasi Karet Standard Indonesian Rubber

(25)

Dalam memproduksi produk karet alam yang mempunyai jenis karet Standard Indonesian Rubber (SIR) baik itu SIR 3CV, SIR 3L, SIR 10, SIR 20, maka spesifikasi kualitas produk tersebut, mengacu kepada SNI 1903 : 2011. Kualitas karet SIR yang baik, harus memenuhi spesifikasi SIR sesuai standar SNI diatas, baik untuk parameter Kadar Kotoran, Kadar Abu, Kadar Zat Menguap, Plastisitas Retention Index (PRI), Plastisitas (Po) dan parameter pendukung lainnya.

2.3.2 Karet Alam SIR 10

Karet alam SIR 10 berasal dari koagulan (lateks yang mudah menggumpal) atau hasil olahan seperti lum, sit angin, getah keping, sisa dan lain-lain, yang diperoleh dari perkebunan rakyat dengan asal bahan baku yang sama dengan koagulum.Langkah-langkah dalam proses pengolahan karet alam SIR 10 yaitu dengan pemilihan bahan baku yang baik, koagulum (lum mangkok, sleb, sit angin, getah sisa, dan lain-lain. Kemudian dilakukan pembersihan dan pencampuran. Proses pengeringan dilakukan selama 10 hari sampai 20 hari. Kemudian dilakukan proses peremahan, pengeringan, pengemasan bandela (setiap bandela 33 kg atau 35 kg) dan karet alam SIR 10 siap untuk diekspor (Djoehana, 1993).

2.4 Dikumil Peroksida

(26)

radikal kumiloksi (2-phenylpropanoxy)

Dikumil peroksida (DKP) merupakan sumber radikal bebas yang kuat, digunakan sebagai inisiator polimerisasi, katalis dan agen vulkanisir. Waktu paruh pada suhu 610C (untuk 10 jam), 800C (selama 1 jam) dan 1200C (selama 1 menit). DKP terurai dengan cepat, menyebabkan kebakaran dan bahaya ledakan, pada pemanasan dan di bawah pengaruh cahaya. Ini bereaksi hebat dengan zat yang tidak kompatibel atau sumber penyulut (asam, basa, zat pereduksi, dan logam berat). Disarankan untuk menyimpan di tempat yang kering dan dingin (<27 0C atau 39 0C max) dan untuk menjauhkan diri dari mengurangi agen dan zat yang tidak kompatibel. Dikumil peroksida dapat menghasilkan radikal yang reaktif pada suhu yang tinggi melalui reaksi eksotermis. Dikumil peroksida dapat digunakan untuk memvulkanisasi polimer jenuh seperti polipropilena dan juga polimer tak jenuh seperti karet alam. Mekanisme dekomposisi dikumil peroksida ditunjukkan pada Gambar 2.3 (Thitithammawong et al, 2007).

(27)

2.5 Divinil Benzena

Pada pabrik plastik, divinil benzena digunakan untuk mengikat silang dan memodifikasi material-material dan membantu proses kopolimerisasi. Divinil benzena juga dapat membantu meningkatkan resistansi terhadap tekanan retak, bahan kimia, panas distorsi, kekerasan dan kekuatan serta membantu meningkatkan stabilitas termal dari komposisi resin epoksi.

Divinilbenzena berperan dalam kopolimer stirena-butadiena sebagai adhesif dan membantu dalam proses ekstrusi karet. Sifat- sifat divinil benzena dipaparkan pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3 Sifat Fisika Divinil Benzena

Sifat Fisika Ukuran

Massa molar 130.19 g mol-1

Titik lebur -66,9 Hingga -52 0C

Titik didih 195 0C

Titik nyala 76 0C

Sumber : Kroschwitz, 1990

2.6. Xilena

Xilena merupakan hidrokarbon aromatik yang terdiri dari cincin benzena dengan dua substituen metil. Xilena memiliki tiga isomer dimitilbenzena dengan rumus kimia yang sama yaitu (C6H4(CH3)2), tetapi struktur molekul yang berbeda. Tiga

(28)

Gambar 2.4. Struktur o-xilena, m-xilena dan p-xilena

Campuran xilena komersial adalah tidak berwarna, tidak kental, mudah terbakar, merupakan cairan beracun yang tidak larut dalam air tetapi larut dengan baik dalam pelarut organik. Xilena umumnya digunakan sebagai pelarut, sebagai komponen bahan bakar penerbangan, dan sebagai pewarna, serat, dan film. Sifat fisik senyawa xilena dapat dilihat pada Tabel 2.4.

Tabel 2.4 Sifat Fisika Xilena

Sifat Fisika Ukuran

Berat Molekul 106.16 g / mol

Densitas 0,864 g/cm3 pada 20 0C Titik Didih 137-140°C pada P =760 torr

Titik Beku 13,2 0C

Deskripsi Cairan tak berwarna

Sumber : Mallinckrodt, 2003

2.7 Ekstruksi

Proses ekstruksi merupakan suatu proses pembentukan plastik secara berkelanjutan yang menggunakan mesin ekstruder. Ekstruksi banyak digunakan untuk memproses plastik. Ini merupakan proses kontinyu mengubah bahan plastik menjadi pipa, batang, lembaran, film, filamen, pelapis kabel listrik dan berbagai

(29)

bentuk profil lainnya. Plastik berbentuk butiran atau bubuk dimasukkan lewat corong, didorong ke screw baja. Dialirkan ke sepanjang bejana (barrel), dipanaskan. Kedalaman lekukan screw makin berkurang untuk memadatkan bahannya. Pada ujung ekstruder, menghasilkan ekstrudat dengan bentuk sesuai yang dikehendaki.

Screw yang sesuai untuk mengekstruksi kebanyakan termoplastik digerakkan oleh motor listrik lewat roda gigi. Panjangnya sekitar dua puluh kali diameternya, dengan lekuk saluran mengecil saluran mengecil dari pangkal ke ujung dalam tiga bagian. Tiga bagian berfungsi khas:

1. Bagian umpan berlekuk saluran terdalam, mendorong resin dingin ke daerah lebih panas

2. Bagian kempaan, lekukan salurannya mendangkal, fungsinya melelehkan, mencampur dan mengempa resin, serta mendorong balik udara yang terikut kembali ke bagian umpan.

3. Bagian pengukuran, berlekuk saluran dangkal, memberikan tekanan balik sehingga lelehan menjadi seragam, suhunya seragam, lalu mengukur dengan tepat penyalurannya lewat die dengan laju alir tetap sehingga keluaran sangat seragam dan terkontrol.

(30)

2.8 Paduan Polimer ( Polymer Blend )

Suatu campuran fisik dari dua atau lebih polimer atau kopolimer berbeda yang tidak terikat melalui ikatan-ikatan kovalen merupakan suatu paduan polimer (polymer blend) atau polipaduan (polyblend). Konsep perpaduan polimer telah digunakan industri karet selama beberapa dekade. Dalam tahun-tahun terakhir, muncul kembali perhatian yang terutama lahir dari kebutuhan plastik-plastik teknik dan elastomer serta serat khusus. Pengembangan suatu polimer baru untuk memenuhi kebutuhan khusus merupakan usaha yang membutuhkan biaya tinggi. Jika sifat-sifat yang diinginkan dapat direalisasikan dengan mudah melalui pencampuran dua atau lebih polimer-polimer jadi, maka ada suatu keuntungan ekonomi yang jelas.

Sifat dapat campur atau kecampuran sama sekali bukan merupakan prasyarat untuk pemakaian komersil. Paduan-paduan polimer yang homogen lebih baik jika dilihat dari sifat-sifat atau karakteristik pemrosesnya. Pengendalian morfologi fasa juga penting terhadap paduan-paduan yang tak dapat campur (Stevens, 2001).

2.9 Termoplastik Elastomer

Termoplastik Elastomer (TPE) adalah bahan yang diproses dari plastik dan karet dengan metode seperti internal mixer, ekstrusi, dan lain-lain dan memiliki sifat termoplastik dan elastis seperti karet. Oleh karena itu, banyak digunakan diberbagai bidang seperti pembuatan suku cadang otomotif, peralatan rumah tangga, peralatan listrik, dan alat kesehatan (Holden, 1996).

(31)

Termoplastik elastomer berbasis campuran karet-plastik dapat dibagi menjadi dua kelas utama, yaitu Termoplastik Olefin dan Termoplastik Vulkanisasi. Termoplastik Olefin dapat dibuat secara mudah dan biaya yang relatif murah karena disperse fase karet tidak terjadi secara ikat silang, sebaliknya termoplastik vulkanisasi memerlukan proses lebih komplek karena disperse fase karet harus terjadi secara ikat silang selama proses pencampuran yang sebagian besar melalui vulkanisasi dinamik atau proses ikat silang in-situ.

Termoplastik elastomer dapat diproses seperti termoplastik konvensional tanpa proses vulkanisasi. Sifat elastik disebabkan sifat ikatan silang fisik yang dihasilkan dari daya antara molekul seperti ikatan hidrogen. Ikatan-ikatan ini akan terputus apabila termoplastik elastomer dipanaskan melebihi suhu tertentu dan terbentuk kembali apabila didinginkan.

2.10 Karakterisasi Campuran Polimer

Mengkarakterisasi polimer jauh lebih rumit daripada mengkarakterisasi senyawa-senyawa dengan berat molekul rendah. Metode yang paling sering dilakukan kimiawan untuk mengkarakterisasi senyawa polimer yaitu dengan metode-metode spektroskopik dan termal. Disini juga akan menyinggung analisis permukaan maupun pengujian mekanik. Karakterisasi yang dilakukan untuk mengetahui dan menganalisa campuran polimer pada penelitian ini adalah menggunakan pengujian kekuatan tarik, persentase ikat silang, dan analisa morfologi permukaan dengan SEM.

2.10.1 Persentase Ikat Silang

(32)

W (g) W0 (g)

(1) Pengikat silangan selama polimerisasi melalui pemakaian monomer-monomer polifungsi sebagai ganti dari monomer difungsi,

(2) Ikat silang dalam suatu tahap proses yang terpisah setelah terbentuk polimer linier atau bercabang (Stevens, 2001).

Persentase ikat silang dalam karet dapat ditentukan dengan metode sokletasi. Sokletasi adalah suatu metode pemisahan suatu komponen yang terdapat dalam zat padat dengan cara penyaringan berulang-ulang dengan menggunakan pelarut tertentu. Pelarut dimasukkan ke dalam labu alas, kemudian sampel dibungkus dengan kertas saring dimasukkan ke dalam tabung sokletasi. Kemudian labu dipanaskan dan pelarut akan menguap pada suhu mencapai titik didih, sehingga uap pelarut melewati pipa soklet dan akibat adanya pendinginan yang dilakukan kondensor maka uap pelarut berubah wujud menjadi cair dan merendam sampel yang ada didalam tabung soklet, setelah sampel terndam, pelarut akan turun ke labu alas kembali melalui pipa kapiler alat soklet. Siklus ini dilakukan selama 8 jam. Kemudian sampel dikeringkan pada sampai pelarut menguap pada temperatur ruangan, dan hasilnya ditimbang.

Persentase ikat silang dalam campuran kemudian dihitung dengan rumus sebagai berikut :

Persentase ikat silang = × 100% (%) (2.1)

Dimana W (g) dan W0 (g) adalah berat sampel setelah dan sebelum sokletasi.

Persentase Ikat silang yang dihasilkan menandakan adanya interaksi yang kuat antara komponen campuran (Surdia, 2005).

2.10.2 Analisa Permukaan dengan SEM

(33)

dengan menggambarkan permukaan benda atau material dengan berkas elektron yang dipantulkan dengan energi tinggi. Permukaan material yang disinari atau terkena berkas elektron akan memantulkan kembali berkas elektron atau dinamakan berkas elektron sekunder ke segala arah. Tetapi dari semua berkas elektron yang dipantulkan terdapat satu berkas elektron yang dipantulkan dengan intensitas tertinggi. Detektor yang terdapat di dalam SEM akan mendeteksi berkas elektron berintensitas tertinggi yang dipantulkan oleh benda atau material yang dianalisis (Micheler, 2008).

Pada alat Scan Electron Microscopy (SEM) suatu berkas insiden elektron yang sangat halus di-scan menyilangi permukaan sampel dalam sinkronisasi dengan berkas tersebut dalam tabung sinar katoda. Elektron-elektron yang terhambur digunakan untuk memproduksi sinyal yang memodulasi berkas dalam tabung sinar katoda, yang memproduksi suatu citra dengan kedalaman medan yang besar dan penampakan yang hampir tiga dimensi (Stevens, 2001).

(34)

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Alat- Alat dan Bahan- Bahan Penelitian

3.1.1 Alat – alat Penelitian

Adapun alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

Nama alat Merek

Alat ekstruder Shimadju

Hot Compressor Shimadju D6072 Dreiech

Neraca analitis Mettler Toledo

Tabung soklet Pyrex

Labu alas Pyrex

Seperangkat alat SEM JEOL JSM-6360LA

3.1.2 Bahan - bahan Penelitian

Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:

Bahan Merek

Propilena Bekas Aqua

Karet SIR 10 PT. Perkebunan Nusantara III Gunung Para Kecamatan Dolok Merawan - Serdang Bedagai

Dikumil Peroksida p.a Merck Divinilbenzena p.a Merck

Xilena p.a Merck

(35)

3.2Prosedur

3.2.1 Penyiapan Sampel

1. Polipropilena bekas yang berupa limbah gelas minuman dicuci, dikeringkan, dipotong-potong, dan ditimbang sebanyak 40g, 50g, dan 60g. 2. Karet SIR 10 yang diperoleh dari PT. Perkebunan Nusantara III dipotong

kecil- kecil, dan ditimbang sebanyak 40 g, 50 g, dan 60 g. 3. Dikumil peroksida ditimbang sebanyak 1 phr, 2 phr, dan 3 phr.

a. Dengan perhitungan :

phr = x berat karet (gram) (3.1)

4. Divinil benzena diukur sebanyak 1 phr, 2 phr, dan 3 phr. Dengan perhitungan :

Dari perhitungan phr dapat diperoleh beratnya kemudian dikonversikan ke persamaan di bawah ini :

V = (3.2)

Dimana : m = berat

ρ = massa jenis divinilbenzena (0,93 gr/cm3)

3.2.2 Pengolahan Campuran PP bekas - Karet SIR 10 dengan DKP dan Tanpa Penambahan DVB

Mula-mula 50 g potongan-potongan limbah plastik gelas minuman dimasukkan ke beaker gelas, kemudian ditambahkan 1 phr (0,5 g) dikumil peroksida yang telah dilarutkan dalam 10 mL toluena, dan ditunggu sampai toluena menguap. Kemudian ditambahkan 50 g karet SIR 10, dan siap dimasukkan ke dalam campuran.dalam alat Ekstruder pada suhu 1750C. Dilakukan perlakuan yang sama untuk campuran PP bekas/ karet SIR 10 60/40 (g/g), 40/60 (g/g) dengan variasi dikumil peroksida 2 phr dan 3 phr.

1 1 100

m

(36)

6 mm

3.2.3 Pengolahan Campuran PP bekas -Karet SIR 10 + DKP + DVB

Mula-mula 50 g potongan-potongan limbah plastik gelas minuman dimasukkan ke beaker gelas, kemudian ditambahkan 1 phr (0,5 g) dikumil peroksida yang telah dilarutkan dalam 10mL toluena, dan ditunggu sampai toluene menguap. Kemudian ditambahkan 50 g karet SIR 10 dan 1 phr (0,5 mL) DVB. Campuran diaduk dan siap dimasukkan ke dalam campuran.dalam alat Ekstruder pada suhu 175oC. Dilakukan perlakuan yang sama untuk campuran limbah plastik PP/karet SIR 10 60/40 (g/g), 40/60 (g/g) dengan variasi DKP 2 phr dan 3 phr dan variasi DVB 2 phr dan 3 phr.

3.2.4 Pembuatan Spesimen

Campuran TPE yang telah dikeluarkan dari alat ekstruder diletakkan di antara lempengan aluminium berukuran 15 x 15 cm yang telah dilapisi dengan aluminium foil untuk dibentuk sesuai ASTM D638. Kemudian lempeng tersebut dimasukkan kedalam Alat tekan hot kompressor yang telah diset pada suhu 175oC. Setelah itu diberi tekanan 100 Kgf/cm2 dan dibiarkan selama 20 menit. Selanjutnya sampel diangkat dan didinginkan.

50 mm

13 mm

165 mm

20 mm

2 mm

Gambar 3.1 Spesimen uji berdasarkan ASTM D638

3.2.5 Persentase Ikat Silang

(37)

xilena akan menguap pada suhu 1400C, dan akibat adanya pendinginan yang dilakukan kondensor maka uap pelarut berubah wujud menjadi cair dan merendam sampel yang ada didalam tabung soklet, setelah sampel terndam, pelarut akan turun ke labu alas kembali melalui pipa kapiler alat soklet. Siklus ini dilakukan selama 8 jam. Kemudian dilakukan pengeringan sampai pelarut xilena menguap seluruhnya dan ditimbang hasilnya sebagai Wg. Dihitung persentase ikat silang sampel dengan persamaan (2.3).

3.2.6 Analisa Permukaan dengan SEM

(38)

3.3 Skema Pengambilan Data

3.3.1 Bagan Penyiapan PP bekas dari Limbah Plastik Gelas Minuman

Dicuci

Dikeringkan

Dipotong kecil- kecil

Dikarekterisasi Limbah Plastik Gelas Minuman

Potongan- potongan PP bekas

(39)

3.3.2 Bagan Pembuatan Campuran PP bekas dan Karet SIR 10 dengan Penambahan Dikumil Peroksida sebagai Inisiator

Dimasukkan ke dalam ekstruder secara perlahan-lahan pada suhu 175 0C

Dilapisi lempengan besi berukuran 15x15cm dengan aluminium foil Diletakkan diantara lempengan besi Dimasukkan ke dalam alat tekan kompresor pada suhu 1750C dan tekanan 100 kgf/cm2

Dibiarkan selama 20 menit Diangkat dan didinginkan

Dikarakterisasi

Dilakukan prosedur yang sama untuk campuran limbah plastik PP/ karet SIR 10 60/40 (g/g), 40/60 (g/g) dengan variasi DKP 1; 2; 3 phr.

Campuran PP bekas - karet SIR 10 dan DKP

Polyblend

Spesimen

(40)

3.3.3 Bagan Pembuatan Campuran PP bekas-Karet SIR 10 dengan Penambahan Dikumil Peroksida sebagai Inisiator dan Divinil Benzena sebagai Zat Pengikat Silang

Dimasukkan ke dalam ekstruder secara perlahan-lahan pada suhu 175 0C

Dilapisi lempengan besi berukuran 15x15cm dengan aluminium foil Diletakkan diantara lempengan besi Dimasukkan ke dalam alat tekan kompresor pada suhu 1750C dan tekanan 100 kgf/cm2

Dibiarkan selama 20 menit Diangkat dan didinginkan

Dikarakterisasi

Dilakukan prosedur yang sama untuk campuran limbah plastik PP/ karet SIR 10 60/40 (g/g), 40/60 (g/g) dengan variasi DKP 1; 2; 3 phr dan variasi DVB 1; 2; 3

Campuran PP bekas - karet SIR 10-DKP-DVB

Persentase Ikat Silang Uji SEM

Polyblend

(41)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Persentase Ikat Silang

Pembuatan termoplastik elastomer dari campuran polipropilena bekas dan karet SIR 10 dengan penambahan dikumil peroksida dan divinil benzena, terlebih dahulu dilakukan pengujian PP bekas dengan FT-IR sebagai bahan baku dan hasilnya dapat dilihat pada Lampiran 1. Kemudian dilakukan pengujian kekuatan tarik pada campuran termoplastik elastomer polipropilena bekas dan karet SIR 10 dan hasilnya dapat dilihat pada Lampiran 2. Berdasarkan Lampiran 2 diperoleh nilai kekuatan tarik TPE dari PP bekas/ Karet SIR 10 yang paling tinggi dengan penambahan DKP saja terjadi pada perbandingan 60/40 (g/g) 2 phr DKP, 50/50 (g/g) dan 40/60 (g/g) juga 2 phr DKP. Selain itu, TPE dari PP bekas/ Karet SIR 10 yang paling tinggi dengan penambahan DKP dan DVB terjadi pada perbandingan 60/40 (g/g) 2 phr DKP dan 2 phr DVB, sedangkan pada perbandingan 50/50 (g/g) dan 40/60 (g/g) dengan penambahan 2 phr DKP dan 2 phr DVB.

Dari hasil pengujian kekuatan tarik dilakukan persentase ikat silang dengan metode sokletasi. Data yang diperoleh dihitung dengan menggunakan persamaan (2.1). Hasil yang diperoleh disajikan dalam Tabel 4.1 dan Tabel 4.2. Tabel 4.1 Persentase Ikat Silang TPE dari PP bekas dan Karet SIR 10

dengan Penambahan DKP tanpa Penambahan DVB

(42)

Tabel 4.2 Persentase Ikat Silang TPE dari PP bekas dan Karet SIR 10 dengan Penambahan DKP dan Penambahan DVB

Sampel Wo

(g) W (g)

Persentase Ikat Silang

(%) PP bekas/ Karet SIR 10 (60/40) (g/g)+2 phr DKP+2 phr DVB 10 3,6 36

PP bekas/ Karet SIR 10 (50/50) (g/g)+2 phr DKP+3 phr DVB 10 6,5 65

PP bekas/ Karet SIR 10 (40/60) (g/g)+2 phr DKP+3 phr DVB 10 8,6 86

Hasil perhitungan persentase ikat silang TPE dari PP bekas dan karet SIR 10 dengan penambahan DKP tanpa DVB maupun dengan penambahan dapat ditunjukkan pada Gambar 4.1.

(43)

Pada Gambar 4.1 dapat diketahui campuran TPE PP bekas/Karet SIR 10 dengan penambahan DKP dan DVB memiliki persentase ikat silang yang tinggi dibandingkan campuran TPE PP bekas/Karet SIR 10 dengan penambahan DKP saja, dimana perbandingan campuran TPE PP bekas/karet SIR 10 (60/40) (g/g) dengan penambahan 2 phr DKP memiliki nilai 26%, dan 36% dari penambahan 2 phr DKP dan 2 phr DVB. Selain itu, pada perbandingan campuran PP bekas/ Karet SIR 10 (40/60) (g/g) dengan penambahan 2 phr DKP memliki nilai 63%, dan 80% dari penambahan 2 phr DKP dan 3 phr DVB. Hal ini menunjukkan bahwa pembentukan crosslinking lebih efektif lagi dengan kehadiran DVB, dimana terjadi interaksi yang kuat antara komponen-komponen campuran, sehingga dengan adanya penambahan DKP dan DVB reaksi ikat silang menjadi lebih efektif. Hal ini sesuai dengan (Dikland, 1993), dimana meningkatnya efisiensi ikat silang dengan kehadiran koagen pada proses vulkanisasi dengan menggunakan peroksida. Molekul koagent dari DVB dapat bergabung kedalam struktur molekul karet selama proses vulkanisasi karet dan membentuk “jembatan koagent”. Jembatan koagent yang terbentuk dapat menahan terjadinya reaksi yang tidak diinginkan seperti reaksi pengguntingan rantai dan dapat mengoptimalkan pembentukan ikatan silang.

4.2 Analisa Morfologi dengan SEM (Scanning Electron Microscopy)

(44)

Hasil morfologi permukaan spesimen TPE PP bekas/Karet SIR 10 (60/40) (g/g) tanpa penambahan DKP dan DVB, memperlihatkan permukaan yang terpisah antara polipropilena bekas dengan karet SIR 10.

Gambar 4.2.b Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/ Karet SIR 10 (60/40) (g/g) dengan Penambahan DKP saja Hasil morfologi permukaan spesimen TPE PP bekas/Karet SIR 10 (60/40) (g/g) dengan penambahan 2 phr DKP tanpa penambahan DVB, memperlihatkan partikel karet SIR 10 mulai terurai memasuki permukaan polipropilena bekas, ditandai dengan terbukanya gumpalan partikel dari karet SIR 10.

(45)

Gambar 4.2.c Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/ Karet SIR 10 (60/40)(g/g) dengan Penambahan DKP dan DVB

Hasil morfologi permukaan spesimen TPE PP bekas/Karet SIR 10 (60/40) (g/g) dengan penambahan 2 phr DKP dan 2 phr DVB, memperlihatkan kerapatan cukup baik pada campuran termoplastik polpropilena dan karet SIR 10.

(46)

Gambar 4.3.a Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/ Karet SIR 10 (50/50) (g/g) Tanpa Penambahan DKP dan DVB Hasil morfologi permukaan spesimen TPE PP bekas/Karet SIR 10 (50/50) (g/g) tanpa penambahan DKP dan DVB, masih terlihat jelas antara gumpalan partikel karet SIR 10 dan polipropilena bekas.

Hasil morfologi permukaan spesimen TPE PP bekas/Karet SIR 10 (50/50) (g/g) dengan penambahan 2 phr DKP, terlihat gumpalan karet SIR 10 mulai terbuka dan menyatu pada polipropilena bekas.

(47)

Gambar 4.3.c Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/ Karet SIR 10 (50/50)(g/g) dengan Penambahan DKP dan DVB

Hasil morfologi permukaan spesimen TPE PP bekas/Karet SIR 10 (50/50) (g/g) dengan penambahan 2 phr DKP dan 3 phr DVB, memperlihatkan campuran termoplastik polpropilena dan karet SIR 10 homogen dengan lubang pori-pori berukuran kecil.

Alat SEM menggunakan prinsip scanning, dengan mengarahkan berkas elektron ke permukaan spesimen. Gerakan elektron diarahkan dari satu titik ke titik lain pada permukaan spesimen. Jika seberkas elektron ditembakkan pada permukaan spesimen maka sebagian dari elektron itu akan dipantulkan kembali dan sebagian lagi diteruskan. Jika permukaan spesimen tidak merata, banyak lekukan, lipatan atau lubang-lubang, maka tiap bagian permukaan itu akan memantulkan elektron dengan jumlah dan arah yang berbeda dan jika ditangkap detektor akan diteruskan ke sistem layar dan akan diperoleh gambaran yang jelas dari permukaan spesimen dalam bentuk tiga dimensi (Stevens, 2001).

(48)

Gambar 4.4.a Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/ Karet SIR 10 (40/60) (g/g) Tanpa Penambahan DKP dan DVB

Hasil morfologi permukaan spesimen TPE PP bekas/Karet SIR 10 (40/60) (g/g) tanpa penambahan DKP dan DVB, memperlihatkan gumpalan partikel karet SIR 10 yang masih jelas menonjol.

Hasil morfologi permukaan spesimen TPE PP bekas/Karet SIR 10 (40/60) (g/g) dengan penambahan 2 phr DKP, memperlihatkan gumpalan partikel karet Gambar 4.4.b Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/

(49)

Gambar 4.4.c Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/ Karet SIR 10 (40/60)(g/g) dengan Penambahan DKP dan DVB

Hasil morfologi permukaan spesimen TPE PP bekas/Karet SIR 10 (40/60) (g/g) dengan penambahan 2 phr DKP dan 3 phr DVB, memperlihatkan campuran termoplastik polpropilena dan karet SIR 10 sudah homogen tanpa lubang pori-pori Pada prinsipnya, bila terjadi perubahan pada suatu campuran, maka campuran tersebut cenderung mengalami perubahan energi. Energi yang berubah tersebut dapat dipancarkan, dipantulkan dan diserap serta diubah bentuknya menjadi fungsi gelombang elektron yang ditangkap dan dibaca hanya pada analisa SEM.

(50)

Hasil morfologi patahan spesimen TPE PP bekas/Karet SIR 10 (60/40) (g/g) tanpa penambahan DKP dan DVB masih terlihat rongga-rongga yang cukup besar dan banyak.

Hasil morfologi patahan spesimen TPE PP bekas/Karet SIR 10 (60/40) (g/g) dengan penambahan 2 phr DKP, memperlihatkan rongga-rongga yang ada sudah tidak terlihat lagi, tetapi masih terlihat partikel karet yang belum merata ke dalam matriks polipropilena bekas.

Gambar 4.5.b Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/ Karet SIR 10 (60/40) (g/g) dengan Penambahan DKP saja Gambar 4.5.a Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/

(51)

Gambar 4.5.c Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/ Karet

SIR 10 (60/40) (g/g) dengan Penambahan DKP dan DVB

Hasil morfologi patahan spesimen TPE PP bekas/Karet SIR 10 (60/40) (g/g) dengan penambahan 2 phr DKP dan 2 phr DVB sudah tidak terlihat rongga, dimana partikel karet SIR 10 sudah terdistribusi ke dalam PP bekas. Hal ini sesuai dengan analisa permukaan yang menunjukkan tidak ada batas antara partikel karet SIR 10 maupun polipropilena bekas.

Hasil morfologi patahan spesimen TPE PP bekas/Karet SIR 10 (50/50) (g/g) tanpa penambahan DKP dan DVB, memperlihatkan masih ada rongga, tetapi rongga yang terlihat lebih sedikit.

(52)

Hasil morfologi patahan spesimen TPE PP bekas/Karet SIR 10 (50/50) (g/g) dengan penambahan 2 phr DKP, memperlihatkan partikel Karet SIR 10 sudah menyatu bersama, tetapi belum homogen, dimana hasilnya belum terlihat halus.

Hasil morfologi patahan spesimen TPE PP bekas/Karet SIR 10 (50/50) (g/g) dengan penambahan 2 phr DKP dan 3 phr DVB sudah terlihat lebih merata dan homogen.

Gambar 4.6.b Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/ Karet SIR 10 (50/50) (g/g) dengan Penambahan DKP saja

Gambar 4.6.c Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/ Karet

(53)

Hasil morfologi patahan spesimen TPE PP bekas/Karet SIR 10 (40/60) (g/g) tanpa penambahan DKP dan DVB, terlihat sudah tidak terdapat rongga. Hal ini sesuai dengan hasil persentase ikat silang, dimana penurunan komposisi PP bekas dan peningkatan komposisi Karet SIR 10 menghasilkan persentase ikat silang yang tinggi dan morfologi patahan yang merata.

Hasil morfologi patahan spesimen TPE PP bekas/Karet SIR 10 (40/60) (g/g) dengan penambahan 2 phr DKP, terlihat gumpalan karet SIR 10 sudah terbuka, hal ini sesuai dengan hasil pengamatan permukaan spesimen, dimana gumpalan tkaret SIR 10 terurai untuk membentuk suatu kerapatan.

Gambar 4.7.b Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/ Karet SIR 10 (40/60) (g/g) dengan Penambahan DKP saja Gambar 4.7.a Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/

(54)

Gambar 4.7.c Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/ Karet SIR 10 (40/60)(g/g) dengan Penambahan DKP dan DVB

Hasil morfologi patahan spesimen TPE PP bekas/Karet SIR 10 (40/60) (g/g) dengan penambahan 2 phr DKP dan 3 phr DVB sudah terlihat homogen, serta partikel karet SIR 10 terdistribusi merata didalam matriks polipropilena bekas. Adanya gambar yang terlihat berongga bukan rongga dari campuran termoplastik elastomer, melainkan kemungkinan divinil benzena yang menyebar membentuk ikatan sambung silang yang cukup banyak dan ikatan sambung silang terputus-putus, sehingga tampak rongga diantara campuran-campuran yang sudah homogen (Bahruddin, 2007).

(55)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari penelitian yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimpulan:

Campuran termoplastik elastomer polipropilena bekas-karet SIR 10 pada perbandingan 40/60 (g/g) dengan penambahan 2 phr DKP dan 3 phr DVB memiliki nilai persentase ikat silang tertinggi, yaitu sebesar 86%, dan hasil analisa morfologi permukaan maupun patahan specimen menunjukkan bahwa campuran termoplastik elastomer sudah terlihat homogen, serta partikel karet SIR 10 terdistribusi merata di dalam matriks polipropilena bekas.

5.2 Saran

(56)

DAFTAR PUSTAKA

Awang, M. dan Ismail, H. 2008. Preparation and Characterization of Polypropylene/Waste Tyre Dust Blends with Addition of DCP and HVA-2 (PP/WTDP-HVA2). Polymer Testing. 27: 321-329.

Baharuddin, Sumarmo, Wibawa, G., dan Soewarno, N. 2007. Morfologi dan Properti Campuran Karet Alam/Polipropilene yang divulkanisasi Dinamik dalam Internal Mixer. Reaktor. 11: 71-77.

Bhatnagar, M.S. 2004. A Text Book of Polymers. New Delhi. Schan & Company Ltd.

Bilmeyer, F.W. 1971. Text Book of Polymers. USA. John Willey and Sons.

Cheremisinoff, Micolas, P. 1990. Product Design and Testing of Polymeric Materials. New York. Marcell Dekker Inc.

Cowd, M.A. 1991. Kimia Polimer. Bandung. Institut Tekhnologi Bandung.

Crowford, R.J. 1987. Thermoplastic Elastomers An Introduction for Engineers. London. MEP.

Davis, J. F. 2004. Polymer Chemistry. New York. Oxford University Press.

Destia, S.D. 2011. Studi Pembuatan Termoplastik Elastomer dari Polipropilena-Karet Sir 10 dengan Penambahan Dikumil Peroksida sebagai Inisiator dan Divinil Benzena sebagai Pengikat Silang. Skripsi. Medan.

Didit, H.S. 2005. Petunjuk Lengkap Budi Daya Karet. Jakarta: AgroMedia Pustaka.

Dikland, H.G., Van Der Does, L. and Bantjes, A. 1993. Rubber Chem. Technol. 66,196

Djoehana, S. 1993. Panduan Lengkap Karet. Yogyakarta. Kanisius.

Domininghous, H. 1993. Plastic For Engineers. Munich. Hanser.

(57)

Goan Loo, Thio. 1980. Tuntunan Praktis Mengelola Karet Alam. Jakarta. PT. Kinta.

Halimatuddahliana, Indra, S., dan Maulida . 2008. Modifikasi Bahan Elastomer Termoplastik Polipropilena/Karet Alam (PP/NR) Dengan Proses Pemvulkanisasian Dinamik. Jurnal Rekayasa Penelitian. 1: 37-42.

Hartomo, A. J. 1993. Dasar-dasar Profesi Politekhnik Pemrosesan Polimer Praktis. Yogyakarta. Andi Offset.

Harper, Charles. A. 1975. Handbook of Plastics and Elastomers. New York. United State of America.

Holden G, Legge N. R., Quick R.P., Schroeder, H.E. 1996. Thermoplastic Elastomer. Munich. Hanser.

Holden, G. 2000. Understanding Thermoplastic Elastomers. Munich. Hanser.

Imam, M. 2005. Sifat dan Karakteristik Material Plastik dan Bahan Aditif. Traksi. 3: 65-73.

Ismail, H., Suryadiansyah. 2002. Thermoplastic elastomers based on polypropylene/natural rubber and polypropylene/recycle rubber blends. Polymer Testing. 21: 389-395.

Jose, J., Sataphy, S., Nagl, A., Nando, G. B. 2007. Modification of Waste Polypropylene with Waste Rubber Dust from Textile Cot Industry and Its Characterization. Institution of Chemical Engineering. Process Safety and Environmental Protection. 85: 318-326.

Kroschwitz, J. L. 1990. Encyclopedia of Polymer Science and Engineering. USA. Jhon Wiley & Sons Inc.

Mallinckrodt. 2003. Material Safety Data Sheet.

Mark, J.E. 1999. Polymer Data Handbook. New York: Oxford University Press.

Micheler, Georg.H. 2008. Electron Microscopy of Polymers. Germany: Springer Laboratory.

Morgan, S. 2009. Daur Ulang Sampah. Alih Bahasa Inik B. Utami. Solo. PT Tiga Serangkai Pustaka Mandiri.

(58)

Schoch, F.Karl.2004. Plastics, Elastomer,and Composites. Maryland: The McGraw-Hilss Companies.

Sondari, D., Agus H., M. Ghozali, Ahmad Randy, Kuntari Adi Suhardjo, Ariyadi B., Surasno. 2010. Pembuatan Elastomer Termoplastik menggunakan inisiator Kalium Persulfat dan Amonium Peroksi Disulfat. Jurnal Kimia Indonesia. 5: 22-26.

Stevens, M.P. 2001. Kimia Polimer. Cetakan Pertama. Jakarta. Pradnya Paramita.

Surdia, T., dan Saito, S. 2005. Pengetahuan Bahan Teknik. Jakarta. Pradya Pramita.

Thitithammawong, A., Nakason, C., Shakaro, K., Noordermeer, J. 2007. Effect of Different Types of Peroxides on Rheological, Mechanical, and Morphological Properties of Thermoplastic Vulcanzates Based On Natural Rubber/Polypropylene Blends. Polymer Testing. 6: 537-546.

(59)

LAMPIRAN

(60)

Tabel 1.1 Bilangan Gelombang Polipropilena Murni dan Polipropilena Bekas

Gugus Fungsi Bilangan Gelombang Gugus Fungsi

Polipropilena murni

2840,27 dan 2868,27 Uluran C-H 2952,11 Uluran C-H (CH2) 1376,32 dan 1459,41 Tekukan C-H (CH3)

Polipropilena bekas

2722,16 Uluran C-H 2950,4 Uluran C-H (CH2) 1373,5 dan 1455,4 Tekukan C-H (CH3)

Pada Tabel 1.1 menunjukkan FT-IR dari Polipropilena bekas dengan bilangan gelombang 2722,16 cm-1 menunjukkan adanya regangan gugus C-H hidrogen intermolekuler dimana serapan yang dihasilkan lebar, dan dangkal. Serapan yang kuat dari vibrasi ulur C-H (CH2) ditunjukkan pada bilangan gelombang 2950,4 cm-1 dan adanya tekukan C-H (CH3) pada 1373,5 cm-1 dan 1455,4 cm-1. Hal ini mengindikasikan bahwa spektrum yang dihasilkan tidak memiliki perubahan gugus fungsi yang mencolok, dapat dikatakan bahan baku sampel merupakan polipropilena.

(61)

Tabel 2.1 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik (σt) dan Kemuluran (ε) TPE dari Campuran PP bekas dan Karet SIR 10 tanpa Penambahan DKP dan DVB

Tabel 2.2 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik (σt) dan Kemuluran (ε) TPE dari Campuran PP bekas dan Karet SIR 10 60/40 (g/g) dengan Penambahan DKP tanpa Penambahan DVB

PP

Tabel 2.3 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik (σt) dan Kemuluran (ε) TPE

dari Campuran PP bekas dan Karet SIR 10 50/50 (g/g) dengan Penambahan DKP tanpa Penambahan DVB

PP

Tabel 2.4 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik (σt) dan Kemuluran (ε) TPE

(62)

PP

Tabel 2.5 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik (σt) dan Kemuluran (ε) TPE dari Campuran PP bekas dan Karet SIR 10 60/40 (g/g) dengan Penambahan DKP dan Penambahan DVB

(63)

Tabel 2.6 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik (σt) dan Kemuluran (ε) TPE dari Campuran PP bekas dan Karet SIR 10 50/50 (g/g) dengan Penambahan DKP dan Penambahan DVB

PP

Tabel 2.7 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik (σt) dan Kemuluran (ε) TPE dari Campuran PP bekas dan Karet SIR 10 40/60 (g/g) dengan Penambahan DKP dan Penambahan DVB

(64)

F maks

Lampiran 3. Contoh Perhitungan Uji Kuat Tarik (σt) dan Kemuluran (ε)

Diketahui : TPE PP bekas/ Karet SIR 10 (50/50) (g/g)

Tebal spesimen = 2 mm ; Tegangan = 3,90 Kgf;

Lampiran 4. Gambar Alat Ekstruder 3,90 Kgf

(65)

Tabel Spesifikasi Alat Ekstruder

Spesifikasi Ukuran

Diameter Ulir 2,5 cm

Panjang Ulir 50 cm

Diameter Larass 2,9 cm

Daya 1600 watt

Laju Putar 40 rpm

Kisaran Suhu 0-250 0C

(66)
(67)

Gambar

Tabel 2.1 Sifat Fisika Polipropilena
Tabel 2.2 Spesifikasi Karet Standard Indonesian Rubber
Gambar 2.3. Mekanisme Dekomposisi dari Dikumil Peroksida
Tabel 2.3 Sifat Fisika Divinil Benzena
+7

Referensi

Dokumen terkait

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberi informasi ilmiah bahwa dengan adanya penambahan divinilbenzena dan dikumil peroksida dalam campuran Polipropilena- karet SIR 10

Dari beberapa bgambar diatas dapat diketahui hasil yang optimum pada campuran TPE HDPE bekas-karet EPDM 50/50 (g/g) yaitu dengan variasi penambahan 2 phr BPO dengan nilai

Telah dilakukan penelitian tentang penggunaan polipropilena tergrafting maleat anhidrida dan divinil benzene sebagai agen pengikat silang dalam pembuatan komposit