Pengaruh Penambahan Divinilbenzen Terhadap Kompatibilitas Perbandingan Campuran Polietilena Dan Karet Alam SIR 3L Menggunakan Inisiator Dikumil Peroksida.

(1)

KOMPATIBILITAS PERBANDINGAN CAMPURAN POLIETILENA DAN KARET ALAM SIR 3L MENGGUNAKAN INISIATOR DIKUMIL

PEROKSIDA

SKRIPSI

Oleh : ADIANSYAH

060802044

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

PENGARUH PENAMBAHAN DIVINILBENZEN TERHADAP KOMPATIBILITAS PERBANDINGAN CAMPURAN POLIETILENA DAN

KARET ALAM SIR 3L MENGGUNAKAN INISIATOR DIKUMIL PEROKSIDA

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains.

Oleh : ADIANSYAH

060802044

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PERSETUJUAN

Judul : PENGARUH PENAMBAHAN DIVINILBENZEN TERHADAP KOMPATIBILITAS

PERBANDINGAN CAMPURAN POLIETILENA

DAN KARET ALAM SIR 3L MENGGUNAKAN INISIATOR DIKUMIL PEROKSIDA

Kategori : SKRIPSI

Nama : ADIANSYAH

Nomor Induk Mahasiswa : 060802044

Program Studi : SARJANA (S-1) KIMIA

Departemen : KIMIA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di:

Medan, Nopember 2010 Komisi Pembimbing:

Pembimbing II Pembimbing I

Drs. Amir Hamzah Siregar, M.Si. Drs. Syamsul Bachri Lubis, M.Si NIP. 131 945 358 000 000 000 NIP. 195 108 181 980 031 002

Diketahui/Disetujui oleh:

Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

(4)

PERNYATAAN

PENGARUH PENAMBAHAN DIVINILBENZEN TERHADAP KOMPATIBILITAS PERBANDINGAN CAMPURAN POLIETILENA DAN

KARET ALAM SIR 3L MENGGUNAKAN INISIATOR DIKUMIL PEROKSIDA

SKRIPSI

Dengan kesadaran sepenuhnya saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing dicantumkan sumber aslinya.

Medan, Nopember 2010

(5)

PENGHARGAAN

Syukur Alhamdulillah yang tak terhingga penulis ucapkan dengan segala kerendahan hati dan diri kepada Allah SWT, serta Shalawat dan Salam kepada Nabi Allah insan terbaik; Rasulullah Muhammad SAW sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini dan menjadi sebuah skripsi.

Skripsi ini berjudul “PENGARUH PENAMBAHAN DIVINILBENZEN TERHADAP KOMPATIBILITAS PERBANDINGAN CAMPURAN POLIETILENA DAN KARET ALAM SIR 3L MENGGUNAKAN INISIATOR DIKUMIL PEROKSIDA”. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains (S.Si) Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada kedua orang tua yang selalu sabar membimbing penulis, kepada ayahanda tercinta Sariman, SE yang dengan doa dan tetesan peluhnya, mengorbankan banyak hal untuk membesarkan dan mendidik penulis dengan penuh cinta kasih sayang beliau dan kepada Ibunda tersayang Khadijah, yang dengan setulus hati tak henti-hentinya selalu mengirimkan doa beliau curahkan kepada saya, motivasi dan semangat beliau, sehingga penulis sampai pada jenjang saat ini. Kepada kakak ku tersayang Hellya, Kepada adik ku Irfan Al-fauzi Sekedang, Doni Sekedang, dan Dona Sekedang. Kepada Pakcik Syarifuddin, S.Pdi, Bibik Kamisah Serta Nenek dan Kakek. Terima Kasih buat doa dan motivasinya, tanpa kalian dan keluarga semua penulis bukanlah apa - apa. Terima kasih teristimewa untuk adinda Fakhreni sekeluarga yang dengan sabar memberikan dorongan semangat, serta motivasinya sehingga penulis dapat menempuh fase-fase kuliah dan penelitian dengan baik.

Kepada Dosen Pembimbing I Bapak Drs. Syamsul Bachri Lubis, M.Si dan Dosen Pembimbing II Bapak Drs. Amir Hamzah Siregar, M.Si. yang telah membimbing penulis dengan kesabaran tinggi mulai tahap awal penelitian sampai tahap akhir selesainya penulisan skripsi ini, kepada Ibu DR. Rumondang Bulan, M.Sc. dan Bapak Drs. Firman Sebayang, M.S. selaku ketua dan sekretaris Departemen Kimia, Ibu Cut Fatimah Zuhra, S.Si, M.Si, selaku Dosen Wali penulis, terlebih untuk semua Bapak/Ibu Staf Laboratorium Kimia Fisika dan Kimia Polimer serta Bapak/ Ibu Staf Pengajar Departemen Kimia secara keseluruhan. Kepada seluruh assisten, teknisi dan laboran Lab. Kimia Fisika, Lab. Polimer, terima kasih atas kerjasamanya. Terima kasih juga penulis ucapkan untuk sahabat penulis, Surya Nugroho, Agung pratama, Egyfaldy, Eko Wibisono, Ardi yusman, Afrima dewi, Jimy utami, Ismail marjuki, Tisna, Nurmala sari, Dewi Anjar sari, Sahrani, Nelvi, Mardiana, Nia, Nora, kak Anggi, Bang Edi satrio, Bang Bayu Eko Prasetyo, kawan-kawan kos 46, Sandara Rizal, Mirzal Fuaddi, Bang Suriono, serta semuanya yang tak dapat satu persatu penulis ucapkan terima kasih atas bantuan dan kerjasamanya. Penghargaan untuk persahabatan spesial kepada teman - teman kimia stambuk 2006, tetap semangat menjalani hari-hari kedepanya. Abang, adik, dan rekan-rekan di HmI Komisariat FMIPA USU, yang telah mengajarkan penulis arti persaudaraan, yakin usaha sampai.

(6)

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian mengenai pengaruh penambahan divinilbenzen terhadap kompatibilitas perbandingan campuran polietilena dan karet alam SIR 3L menggunakan inisiator dikumil peroksida. Pencampuran dilakukan dua tahap, tahap pertama tanpa penambahan divinilbenzen, polietilena/karet alam SIR 3L/dikumil peroksida (b/b) 50 g : 50 g : 1phr, 2phr, dan 3phr. Pada tahap kedua dengan penambahan divinilbenzen, polietilena/karet alam SIR 3L/divinilbenzen/dikumil peroksida (b/b) 50 g : 50 g : 1phr :1phr, 2phr : 1phr, 3phr : 1phr, 1phr : 2 phr, 2phr : 2phr, 3phr : 2phr, 1phr : 3phr, 2phr : 3phr, dan 3phr : 3phr. Untuk mengetahui kualitas komposit yang dihasilkan dilakukan analisa uji tarik, diperoleh peningkatan tanpa divinilbenzen maksimum pada variasi konsentrasi polietilena/karet alam SIR 3L/dikumil peroksida adalah 2phr yaitu kekuatan tarik 2,20 Kgf/mm2 dan kemuluran 12,29 % dan dengan penambahan divinilbenzen diperoleh peningkatan maksimum pada variasi konsentrasi divinilbenzen/dikumil peroksida (b/b) 3phr : 2phr yaitu

kekuatan tarik sebesar 3,31Kgf/mm2 dan kemuluran 28,99 %. Dari hasil analisa SEM

(7)

THE INFLUENCE OF ADDING DIVINYLBENZENE

ON THE COMPATIBILITY BLENDING RASIO POLYETHYLENE AND NATURAL RUBBER SIR 3L USING INITIATOR

DICUMYL PEROXIDE ABSTRACT

The research about the influence of adding divinylbenzene on the compatibility blending rasio polyethylene and natural rubber SIR 3L using initiator dicumyl peroxide has been carried out. Blending is done in two steps, the first step was without the addition of divinylbenzene, polyethylene/natural rubber SIR 3L/dicumyl peroxide (w/w) 50 g : 50 g : 1phr, 2phr, and 3phr. The second step was by the addition of divinylbenzene, polyethylene/natural rubber SIR 3L/divinylbenzene/dicumyl peroxide (w/w) 50 g : 50 g : 1phr :1phr, 2phr : 1phr, 3phr : 1phr, 1phr : 2 phr, 2phr : 2phr, 3phr : 2phr, 1phr : 3phr, 2phr : 3phr, dan 3phr : 3phr. To determine the quality of yielded composites, the tensile test analysis was done, obtained the increasing concentration without divinylbenzene, maximum at variation of concentration polyethylene/natural rubber SIR 3L/dicumyl peroxide is 2 phr is tensile strength and elasticity was 2.20 kgf/mm2 and 12.29%, and by addition of divinylbenzene obtained the increasing maximum at variation of concentration polyethylene/natural rubber SIR 3L/divinylbenzene/dicumyl peroxide 3phr : 2phr, the tensile strength and

elasticity was 3.31 kgf/mm2 and 28.99%. From the SEM analysis result was obtained

(8)

DAFTAR ISI

2.5.Karakterisasi campuran polimer ... 15

2.5.1. Faurier transform infrared spectroscopy (FT-IR) ... 15

2.5.2. Scanning Electron Microscopy (SEM) ... 17

2.5.3. Kekuatan Tarik ... 18

BAB 3 BAHAN DAN METODE PENELITIAN ... 20

3.1.Bahan – Bahan dan Alat – Alat Penelitian ... 20

3.1.1. Bahan – Bahan Penelitian ... 20

3.1.2. Alat – Alat Penelitian ... 20

3.2.Pembuatan campuran polimer ... 21

3.3.Prosedur kerja ... 21

3.3.1. Pembuatan campuran polimer LDPE/karet alam SIR 3L ... 21

3.3.2. Pembuatan campuran polimer LDPE/Karet alam SIR3L/ dikumil peroksida ... 22

3.3.3. Pembuatan campuran polimer LDPE/karet alam SIR 3L/ divinilbenzen/dikumil peroksida ... 22

3.4.Pembuatan Film ... 23

3.5.Analisa dan Karakterisasi ... 23

3.5.1. Spesimen kekuatan Tarik... 24

(9)

3.5.3. Analisa Spektroskopi Infra Merah (FT-IR) ... 24

3.6.Pengolahan Data ... 25

3.6.1. Penentuan kesalahan ... 25

3.6.1.1. Kesalahan sistematik ... 25

3.6.1.2. Kesalahan Random ... 25

3.6.2. Penentuan ketidakpastian significant figure ... 26

3.6.2.1. Perhitungan ketidakpastian Volume ... 26

3.6.2.2. Ketidakpastian Beker gelas 250 mL ... 26

3.6.2.3. Ketidakpastian Micro buret 5 mL ... 27

3.7.Analisa Data ... 29

3.8.Skema Pengambilan Data ... 30

3.8.1. Pembuatan campuran polimer LDPE/karet alam SIR 3L ... 30

3.8.2. Pembuatan campuran polimer LDPE/karet alam SIR 3L/ dikumil peroksida ... 31

3.8.3. Pembuatan campuran polimer LDPE/karet alam SIR 3L/ Divinilbenzen/dikumil peroksida ... 32

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ... 33

4.1.Hasil ... 33

4.1.1. Pengujian sifat mekanik berdasarkan kekuatan tarik (σt) dan Kemuluran (ε) ... 34

4.1.2. Pengujian sifat permukaan spesimen berdasarkan Scanning Electron Microscopy (SEM) ... 35

4.1.3. Pengujian Farurier transform infared spectroscopy (FT-IR) 35 4.2.Pembahasan. ... 35

4.2.1. Pengujian sifat mekanik berdasarkan Kekuatan tarik (σt) dan Kemuluran (ε). ... 35

4.2.2. Pengujian sifat permukaan spesimen berdasarkan Scanning Electron microscopy (SEM) ... 36

4.2.3. Pengujian Faurier transform infrared spectroscopy (FT-IR) 36 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 39

5.1. Kesimpulan ... 39

5.2. Saran ... 39

Daftar Pustaka ... 40

(10)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Polimerisasi Etilena ... 9

Gambar 2.2. Cis-1,4-poliisoprena ... 10

Gambar 2.3. Dikumil peroksida ... 13

Gambar 2.4. Struktur divinilbenzen ... 14

Gambar 2.5. Macam-macam Fibrasi FTIR ... 16

Gambar 2.6. Kurva tegangan-regangan bahan polimer ... 18

Gambar 3.1. Spesimen uji kekuatan tarik berdasarkan ASTM D 638 ... 23

Gambar 4.1. Data hasil pengujian SEM ... 35

(11)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Komponen kimia karet alam ... 10

Tabel 2.2. Sifat- sifat karet alam ... 11

Tabel 2.3. Standar Indonesia Rubber (SIR) ... 13

Tabel 2.4. sifat-sifat dikumil peroksida ... 14

Tabel 2.5. sifat-sifat divinilbenzen ... 14

Tabel 3.1. Bahan – Bahan Penelitian ... 20

Tabel 3.2. Alat – Alat Penelitian ... 20

Tabel 4.1. Data Hasil pengujian kekuatan tarik (σt) dan Kemuluran (ε) Termoplastik Elastomer (TPE) terhadap pengaruh perbandingan variasi konsentrasi Dikumil peroksida ... 33

(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1. a. Data Hasil pengujian kekuatan tarik (σt) dan kemuluran (ε)

Termoplastik Elastomer (TPE) terhadap pengaruh perbandingan variasi konsentrasi Dikumil peroksida ... 43 Lampiran 1. b. Data Hasil pengujian kekuatan tarik (σt) dan kemuluran (ε)

termoplastik Elastomer (TPE) terhadap penambahan variasi konsentrasi divinilbenzen Dengan variasi konsentrasi dikumil

peroksida ... 44 Lampiran 2. a. Spektrum FT-IR LDPE/Karet alam SIR 3L ... 46 Lampiran 2. b. Spektrum FT-IR LDPE/karet alam SIR 3L/dikumil peroksida ... 47 Lampiran 2. c. Spektrum FT-IR LDPE/karet alam SIR 3L/divinilbenzen/dikumil

(13)

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian mengenai pengaruh penambahan divinilbenzen terhadap kompatibilitas perbandingan campuran polietilena dan karet alam SIR 3L menggunakan inisiator dikumil peroksida. Pencampuran dilakukan dua tahap, tahap pertama tanpa penambahan divinilbenzen, polietilena/karet alam SIR 3L/dikumil peroksida (b/b) 50 g : 50 g : 1phr, 2phr, dan 3phr. Pada tahap kedua dengan penambahan divinilbenzen, polietilena/karet alam SIR 3L/divinilbenzen/dikumil peroksida (b/b) 50 g : 50 g : 1phr :1phr, 2phr : 1phr, 3phr : 1phr, 1phr : 2 phr, 2phr : 2phr, 3phr : 2phr, 1phr : 3phr, 2phr : 3phr, dan 3phr : 3phr. Untuk mengetahui kualitas komposit yang dihasilkan dilakukan analisa uji tarik, diperoleh peningkatan tanpa divinilbenzen maksimum pada variasi konsentrasi polietilena/karet alam SIR 3L/dikumil peroksida adalah 2phr yaitu kekuatan tarik 2,20 Kgf/mm2 dan kemuluran 12,29 % dan dengan penambahan divinilbenzen diperoleh peningkatan maksimum pada variasi konsentrasi divinilbenzen/dikumil peroksida (b/b) 3phr : 2phr yaitu

kekuatan tarik sebesar 3,31Kgf/mm2 dan kemuluran 28,99 %. Dari hasil analisa SEM

(14)

THE INFLUENCE OF ADDING DIVINYLBENZENE

ON THE COMPATIBILITY BLENDING RASIO POLYETHYLENE AND NATURAL RUBBER SIR 3L USING INITIATOR

DICUMYL PEROXIDE ABSTRACT

The research about the influence of adding divinylbenzene on the compatibility blending rasio polyethylene and natural rubber SIR 3L using initiator dicumyl peroxide has been carried out. Blending is done in two steps, the first step was without the addition of divinylbenzene, polyethylene/natural rubber SIR 3L/dicumyl peroxide (w/w) 50 g : 50 g : 1phr, 2phr, and 3phr. The second step was by the addition of divinylbenzene, polyethylene/natural rubber SIR 3L/divinylbenzene/dicumyl peroxide (w/w) 50 g : 50 g : 1phr :1phr, 2phr : 1phr, 3phr : 1phr, 1phr : 2 phr, 2phr : 2phr, 3phr : 2phr, 1phr : 3phr, 2phr : 3phr, dan 3phr : 3phr. To determine the quality of yielded composites, the tensile test analysis was done, obtained the increasing concentration without divinylbenzene, maximum at variation of concentration polyethylene/natural rubber SIR 3L/dicumyl peroxide is 2 phr is tensile strength and elasticity was 2.20 kgf/mm2 and 12.29%, and by addition of divinylbenzene obtained the increasing maximum at variation of concentration polyethylene/natural rubber SIR 3L/divinylbenzene/dicumyl peroxide 3phr : 2phr, the tensile strength and

elasticity was 3.31 kgf/mm2 and 28.99%. From the SEM analysis result was obtained

(15)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dalam kehidupan manusia modern saat ini banyak peralatan‐peralatan yang menggunakan bahan yang sifatnya elastis tidak mudah pecah bila terjadi jatuh dari suatu tempat. Dengan semakin meningkatnya kebutuhan tersebut secara langsung kebutuhan karet juga meningkat dengan sendirinya sesuai kebutuhan manusia. Karet adalah polimer hidrokarbon yang terbentuk dari emulsi kesusuan (dikenal sebagai

latex) yang diperoleh dari getah pohon karet Hevea brasiliensis. Jutaan ton karet alami diproduksi setiap tahun, dan masih merupakan bahan penting bagi beberapa industri termasuk otomotif dan militer. (Departemen Perindustrian Pusat Data dan Informasi, 2007)

Sifat-sifat mekanik yang baik dari karet alam adalah pada suhu kamar, karet tidak berbentuk kristal padat dan juga tidak berbentuk cairan. Karet mempunyai sifat karet yang lembut, fleksibel, elastis atau daya lenting sempurna, tidak mudah panas

(low heat build up) dan memiliki daya tahan yang tinggi terhadap keretakan (groove cracking resistance). (Cut fatimah zuhra, karet, 2006). karet alam memiliki beberapa kelemahan, yaitu memiliki kadar ikatan tidak jenuh dalam struktur molekul karet alam tinggi sehingga karet alam tidak tahan terhadap reaksi oksidasi, sinar matahari, cuaca, ozon, minyak, dan pelarut organik. (Nuyah, 2009).

(16)

menyumbang 22% berat permintaan termoplastik didunia. Kelemahan polietilena adalah pada suhu rendah akan rapuh, dalam keadaan murni pada suhu -30oC mudah pecah, kaku, mudah retak, kurang stabil terhadap pemanasan, mempunyai tegangan (tensile) yang rendah, mudah terdegdradasi oleh zat pengoksida seperti asam nitrat dan hidrogen peroksida. (Ramzah ram, 2008).

Campuran termoplastik dan elastomer dapat menghasilkan material yang disebut thermoplastic elastomer (TPE). Material tersebut mempunyai sifat dan fungsi yang mirip dengan karet vulkanisasi pada suhu rendah, namun dapat dilelehkan seperti termoplastik pada suhu tinggi. Termoplastik sangat berguna dalam berbagai aplikasi, seperti industri otomotif. ( Mangaraj, 2005)

Keunggulan TPE yang dibuat dari proses pencampuran suatu elastomer dan termoplastik adalah sifat yang diinginkan dapat ditentukan dengan memilih komponen elastomer dan plastik pada perbandingan rasio pencampuran yang sesuai. Banyak kombinasi termoplastik dan elastomer yang sudah komersial, diantaranya adalah campuran polyethylene/ethylene-propilene-diene monomer (PE/EPDM). Namun EPDM relatif lebih mahal dibandingkan dengan karet alam, sehingga dipelajari kemungkinan mengganti EPDM dengan karet alam. Pencampuran PE dan karet alam diyakini lebih ekonomis dan mempunyai kekuatan tarik yang tinggi dibandingkan PE/EPDM. (Bahruddin, dkk. 2009).

(17)

densitas tinggi memberikan kekuatan tarik, perpanjangan putus, dan kekerasan yang tinggi dibandingkan dengan Sulfur.

Berdasarkan uraian diatas maka dianggap perlu melakukan penelitian tentang pengaruh penambahan divinilbenzen terhada kompatibilitas Perbandingan campuran polietilena dan karet alam SIR 3L menggunakan inisiator dikumil peroksida. Penelitian ini akan dikembangkan modifikasi polimer nonpolar dengan polimer polar dengan cara menambahkan bahan penghubung divinilbenzen (DVB) yang bersifat polar. Karena itu, polimer hasil modifikasi dengan bahan penghubung divinilbenzen (DVB) diharapkan akan memiliki kompatibilitas yang baik yang ditunjukkan dengan kenaikan sifat mekanis.

1.2. Permasalahan

Adapun permasalahan pada penelitian ini adalah:

1. Bagaimana pengaruh penambahan rasio konsentrasi inisiator dikumil peroksida (DKP) 1phr, 2phr, 3phr terhadap sifat mekanis LDPE/karet alam SIR 3L.

2. Bagaimana intraksi matriks LDPE/karet alam SIR 3L dengan perbandingan tetap (50 g : 50 g) dengan penambahan divinilbenzen (DVB)/dikumil peroksida (DKP), (b /b) : 1phr : 1phr, 2phr : 1phr, 3 phr : 1phr, 1phr : 2phr, 2phr : 2phr, 3phr : 2phr, 1phr : 3phr, 2phr : 3phr, 3phr : 3phr.

3. Apakah karet alam SIR 3L dapat memperbesar efisiensi pencangkokan sebagai inisiator dikumil peroksida (DKP) dengan matriks LDPE, yang selanjutnya akan meningkatkan kompatibilitas dengan penambahan divinilbenzen (DVB).

(18)

1.3. Pembatasan Masalah.

Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi pada:

1. Karet alam yang digunakan adalah karet alam SIR 3L.

2. Polietilena yang digunakan adalah LDPE (low density Polyethylene) 3. Perbandingan LDPE/karet alam SIR 3L tetap (50 g : 50 g).

4. Perbandingan rasio konsentrasi divinilbenzen (DVB)/dikumil peroksida (DKP) (b/b) : 1phr : 1phr, 2phr : 1phr, 3 phr : 1phr, 1phr : 2phr, 2phr : 2phr, 3phr : 2phr, 1phr : 3phr, 2phr : 3phr, 3phr : 3phr.

5. Suhu pada saat di dalam internal mixer adalah 175oC-180oC.

6. Waktu yang dibutuhkan pada tahap penambahan LDPE 20 menit, pada tahap penambahan karet alam 15 menit, pada tahap penambahan dikumil peroksida (DKP) 5 menit dan divinilbenzen (DVB) 5 menit.

7. Parameter yang diamati untuk kestabilan kompatibilitas blending LDPE/karet alam SIR 3L sifat fisika dan kimia yaitu kekuatan tarik, SEM, dan FT-IR.

1.4. Tujuan penelitian.

Adapun tujuan penelitian ini adalah :

1. Untuk mengetahui peranan divinilbenzen (DVB) sebagai bahan penghubung dalam campuran LDPE dengan karet alam SIR 3L dan sebagai inisiator dikumil peroksida (DKP).

2. Untuk mengetahui peranan karet alam SIR 3L pada efisiensi pencangkokan dengan bahan penghubung divinilbenzen (DVB) dalam matriks LDPE sehingga meningkatkan kompatibilitas pencampuran LDPE/karet alam SIR 3L.

1.5. Manfaat Penelitian.

(19)

1.6. Lokasi Penelitian.

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Polimer dan Kimia Fisika, Laboratorium Penelitian, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Laboratorium Geologi kuartener Bandung, dan Laboratorium Bea Cukai Belawan.

1.7. Metodologi Penelitian.

Penelitian ini adalah merupakan penelitian yang dilakukan di laboratorium

(experiment laboratory) dan termasuk kedalam kategori field research. Dengan perlakuan rasio konsentrasi LDPE/karet alam SIR 3L (50 g : 50 g) di dalam internal mixer pada suhu 175oC-180oC selama 20 menit. Sementara sifat fisika dan kimia yang diukur adalah kekuatan tarik, SEM dan FT-IR.

Pengidentifikasian terhadap sumber-sumber ketidakpastian ditentukan dengan cara dan metode yang valid. Hal ini bertujuan untuk mengurangi atau meniadakan kesalahan sistematik kemudian dihitung besarnya. Pengambilan data dari film tersebut meliputi :

1. Tahap I.

Pada tahap ini LDPE/karet alam SIR 3L diinternal mixer pada suhu 175oC- 180oC selama 20 menit dengan rasio konsentrasi tetap (50 g : 50 g), untuk mendapatkan perbandingan LDPE/karet alam SIR 3L standart, karakterisasinya dengan uji kuat tarik.

2. Tahap II.

(20)

3. Tahap III.

LDPE/karet alam SIR 3L yaitu (50 g : 50 g) dengan perbandingan rasio konsentrasi divinilbenzen (DVB)/ dikumil peroksida (DKP) (b /b) : 1phr : 1phr, 2phr : 1phr, 3 phr : 1phr, 1phr : 2phr, 2phr : 2phr, 3phr : 2phr, 1phr : 3phr, 2phr : 3phr, 3phr : 3phr. Karakterisasinya dengan uji tarik, hasil yang didapatkan optimum berdasarkan uji tarik akan di uji dengan uji, SEM, dan FT-IR

Variabel-variabel yang digunakan adalah sebagai berikut :

1. Tahap I Variabel tetap :

- Perbandingan antara LDPE/karet alam SIR 3L yaitu (50 g : 50 g) - Waktu 20 menit.

- Suhu 175oC-180oC. Variabel terikat :

- Uji LDPE yang terdegradasi dengan uji kuat tarik

2. Tahap II Variabel bebas :

- Perbandingan LDPE/karet alam SIR 3L yaitu (50 g : 50 g) dengan dikumil peroksida (DKP) dengan rasio konsentrasi 1 phr, 2 phr, dan 3 phr,

Variabel tetap :

- Waktu 20 menit. - Suhu 175oC-180oC. Variabel terikat :

- Karakterisasinya dengan uji tarik, hasil yang didapatkan optimum berdasarkan uji tarik akan di uji dengan uji, SEM, dan FT-IR

3. Tahap III. Variabel bebas :

(21)

Variabel tetap :

- Waktu 20 menit. - Suhu 175oC-180oC. Variabel terikat :

(22)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1.Polietilena

Pengembangan polietilena telah dilakukan dengan mengembangkan pembentukkan material baru termoplastik elastomer (TPE), bahan tersebut berbeda fase, morfologi dan dapat diproduksi baik sebagai blok kopolimer atau sebagai campuran TPE yang mengalami disosiasi pada temperatur tinggi. Hal ini memungkinkan materi mengalir cepat dan mengeras ketika suhu diturunkan. Karet alam memiliki afinitas yang melekat dengan beberapa termoplastik olefin yang memungkinkan pembentukan dari TPE dicirikan oleh morfologi skala sub-mikron dan sifat fisik yang sangat baik.

Berbagai jenis termoplastik telah banyak digunakan untuk mempersiapkan termoplastik elastomer kompatibilitas tinggi. Ini termasuk polipropilen, low-density polyethylen, uv-low-density polyethylene, linear low density polyethylene, diklorinasi polietilen, polistiren, poliamida, etilena-vinil aseta, kopolimer, dan poli metil metakrilat. Polietilena densitas tinggi juga digunakan untuk mempersiapkan termoplastik-karet alam dengan peningkatan sifat tarik dan kekerasan dengan penambahan karet alam cair sebagai pengkompatibilizer. (Charoen Nakason, 2006)

(23)

Sintesis polimer oleh anionik dari kondensasi polimerisasi vinil menawarkan besar keuntungan divinilbenzen yaitu (1) dapat digunakan dengan mudah divinilbenzen tersedia monomer vinil (2) monomer kelompok hadir dalam rantai polimer ada di kesetimbangan dengan propagasi anion. Hal ini memungkinkan sintesis yang lebih tinggi dari polimer dengan penambahan beberapa dosis berulang stirena, (3) memulai kelompok menjadi bagian dari unit ulang di polimer, sehingga memudahkan menyesuaikan sifat fisik dan (4) rantai hidup-ujung polimer vinil dapat dimanipulasi untuk fungsionalisasi, kopolimerisasi blok terhadap sintesis molekul struktur yang unik. (Shuncong Mao dkk, 1998).

Polietilena dibagi menjadi produk massa jenis rendah (<0,94 g cm3) dan produk massa jenis tinggi (>0,94 g/cm3). Perbedaan massa jenis ini timbul dari strukturnya yaitu polietilena massa jenis tinggi adalah merupakan polimer linear dan polietilena massa jenis rendah adalah merupakan polimer bercabang (Cowd, M.A., 1990).

Polietilena massa jenis rendah sebagiannya (50-60%) adalah padatan kristalin, melelah pada suhu kira-kira 115oC, dengan massa jenis antara 0,91 g/cm3 – 0,94 g/cm3. Polietilena jenis ini dapat larut dalam banyak pelarut pada suhu diatas 100oC, sampai hanya sedikit pelarut yang dapat melarutkannya pada atau mendekati suhu kamar.

Polietilena massa jenis tinggi sebagian besar adalah padatan kristalin (diatas 90%), mengandung kurang dari 1 rantai/ 200 atom karbon pada cabang utama. Titik lelehnya diatas 127oC (atau 135 oC) dan massa jenisnya antara 0,95 g/cm3 – 0,97 g/cm3 (Billmeyer, 1984).

Reaksi adisi adalah sebuah reaksi dimana dua atau lebih molekul bergabung membentuk suatu produk yang disertai dengan pemutusan ikatan rangkap. Selama polimerisasi etilena, ada ribuan etilena yang bergabung bersama membentuk polietilena.

---CH2-CH2---_n

Gambar 2.1. Polimerisasi Etilena

(24)

2.2. Karet alam.

Karet alam umumnya diperoleh dari getah pohon Havea Braziliensis menurut cara pengolahannya, karet alam dibedakan menjadi : smoked sheet, crepe dan remills. Karet havea braziliensis merupakan hidrokarbon poliisoprena dengan berat molekul 200.000 - 500.000. Karet didapat dalam bentuk lateks, cairan dispersi, karet yang mengandung 25% - 40 % poliisoprena. Karet alam terbentuk secara polimerisasi alam melalui reaksi adisi monomer isoprena membentuk cis- isoprena.

CH3

C =C ---CH2

H CH2

---n

Gambar 2.2.Struktur cis-1,4- poliisoprena.

Lembaran karet yang terbentuk tidak hanya mengandung cis poliisoprena tetapi juga mengandung komponen lain.

Tabel 2.1 Komponen kimia karet alam

No kompnen Kandungan %

1 Cis poliisoprena 94,2

2 Protein 2,5

3 Ekstrak 2,5

4 Air 0,5

5 Abu 0,3

(Sumber Morton, 1973)

Lembaran karet berwarna kecokelatan dan agak transparan. Pada temperatur diatas 200oC karet mengalami degradasi oleh panas. Karet alam memiliki sifat kuat tarik tinggi, sifat dinamik dan sifat listrik yang baik, kurang resisten terhadap minyak dan ozon dan memiliki gaya adhesi yang baik (Eirich, 1978). Bila karet berada dalam lingkungan minyak atau pelarut organik karet akan mengalami penggembungan

(25)

Table 2.2. Sifat – sifat karet alam

(Sumber : Studebaker, 1984)

Dari tabel diatas dapat disimpulkan bahwa karet alam mempunyai beberapa kelebihan dibanding material lain, yaitu mempunyai kekenyalan yang tinggi dengan kalor yang terjadi rendah, daya rekat cukup tinggi, ketahanan leleh cukup tinggi, sangat elastis, mempunyai kekuatan tumbuk (Impact Strength) yang baik. Serta kuat tarik yang tinggi. Sedangkan kelemahan karet alam yaitu: Relatif dapat terdegradasi oleh sinar UV dan ozon karena mempunyai ikatan rangkap, serta mudah mengalami pengembunan (swelling).

No Parameter

1 Massa jenis (g/cm3) 0,91 – 0,93 2 Indeks bias (nd25) 1,519

3 Kuat tarik 300 – 4000

4 Elongasi (%) 100 -700

5 Modulus tarik (105 psi) 0,025

6 Titik leleh (oC) Tidak tajam (Amorf) 7 Titik transisi gelas (oC) -70

8 Suhu pakai (oC) -50 sampai 80

9 Kekerasan 20 – 100

10 Sifat dinamik Baik

11 Sifat listrik Baik

12 Permanen set Rendah

13 Adhesi Baik

14 Ketahanan cuaca Cukup

15 Ketahanan ozon Rendah

16 Ketahanan

minyak/pelarut organik

Rendah

(26)

Sifat khas yang dimiliki karet adalah elastisitasnya. Karet memiliki kemampuan untuk dideformasi, tetapi sifat elastis karet membuatnya dapat mudah kembali kebentuk semula. Sifat ini dapat pula diamati dalam karet alam. Modulus elastisitas karet alam sangat kecil dengan kurva tegangan yang tidak linear. Dalam keadaan tanpa tegangan, karet alam akan memiliki rantai molekul yang saling bergulung dan kusut. ( Morton, 1973).

Parameter termodinamika yang digunakan mengamati deformasi elastis ini adalah entropi, yang mengukur derajat ketidakstabilan sistem. Entropi akan naik dengan naiknya derajat ketidakteraturan, karet yang mengalami perenggangan, rantainya menjadi lebih lurus dan rapat, sistem menjadi lebih teratur. Untuk keadaan ini entropi akan naik, jika rantai-rantai kembali ke bentuk bergulung semula. Dua gejala yang dihasilkan dari efek entropi, karet akan mengalami kenaikkan suhu, dan modulus elastisitas akan naik jika suhu dinaikkan, berbeda dengan bahan- bahan lain.

2.2.1.Karet Alam SIR 3L

Standar mutu karet bongkahan di Indonesia tercantum dalam standar Indonesia Rubber (SIR). SIR adalah karet bongkahan (karet lemah) yang telah dikeringkan dan dikilang menjadi bandela-bandela dengan ukuran yang telah ditentukan. Perbedaan SIR 3L, SIR 5, SIR 10 dan SIR 20 adalah pada standar spesifikasi mutu kotoran, kadar abu dan kadar-kadar zat penguap yang sesuai dengan skema standar Indonesia Rubber.

Karet alam SIR 3L 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. Prinsip tahapan proses pengolahan SIR 3L yaitu sortasi bahan baku, pembersihan dan pencampuran makro, peremahan, pengeringan, pengempaan, bandela dan pengemasan.

(27)

selama 10 hari sampai 20 hari. Peremahan, pengeringan, pengempaan bandela (setiap bandela 33 kg atau 35 kg), pengemasan dan karet alam SIR 3L siap untuk diekspor (Ompusunggu, 1987).

Tebel 2.3. Standar Indonesia Rubber (SIR)

No Parameter SIR 3L SIR 5 SIR 10

(Tim penulis Penebar Swadaya 1993)

2.3. Dikumil peroksida

Senyawa-senyawa turunan proksida umumnya berfungsi sebagai senyawa inisiator dalam proses polimerisasi dan dalam penentuan ikatan silang berbagai polimer sintetis, polimer alam dan materialnya. Senyawa peroksida ini dapat digunakan sebagai pembentuk radikal bebas dengan adanya energi panas pada temperatur yang tergantung pada jenis peroksidanya. Seperti yang ditunjukkan dibawah ini dekomposisi 160oC. (Thitithammawong, 2007 dan Nakason 2008).

C

(28)

Dari dekomposisi dikumil peroksida pada 160oC menghasilkan sejumlah kecil produk metana, asetophenon, 2 phenilpropanol-2, dan radikal 2-phenilpropanoxy, radikal metal. Kedua radikal ini sangat reaktif untuk mengabstraksi atom-atom hidrogen dari rantai polimer. (Naskar 2004)

Tabel.2.4. Sifat-sifat dikumil peroksida No Parameter

1 Rumus molekul C18H22O2

2 Berat molekul 270,37

3 Kepadatan 1,56

4 Titik leleh 38-41ºC

5 Kelarutan Larut dalam air

6 Titik didih 130 º C

7 Temperatur t1/2 = 1 menit 179 oC

8 Temperatur Crosslink yang khas 160

9 Efesiensi Crosslink 50 %

http://www.chemblink.com/products/80-43-3.htm, Thitithammawong, 2007.

2.4. Divinil benzen.

CH=CH2

Gambar.2.4. Divinilbenzen

Tabel 2.5. Sifat-sifat divinilbenzen No Parameter

1 Rumus molekul C10H10

2 Massa molar 130.19 g mol−1

3 Titik lebur -66.9 ke -52°C

4 Titik didih 195°C

5 Kelarutan dalam air Tidak Larut

(29)

Divinilbenzen (DVB) terdiri dari sebuah cincin benzena berikatan dengan dua kelompok vinil. Hal ini terkait dengan stirene (vinilbenzen) dengan penambahan bahan vinil kedua kelompok. Divinilbenzen, seperti biasanya yang dihadapi, adalah campuran 2:1 m-dan p-divinilbenzen, juga mengandung isomer etil benzen yang sesuai. Ini dibuat oleh dehidrogenasi termal dari isomerik dietil benzen.

Ketika bereaksi bersama-sama dengan stirene, divinilbenzene dapat digunakan sebagai monomer reaktif dalam resin poliester. Stirene dan divinilbenzene bereaksi bersama untuk membentuk kopolimer stirene-divinilbenzene, S-DVB atau sty-DVB. Hasil ikatan silang polimer terutama digunakan untuk produksi resin pertukaran ion.

http://en.wikipedia.org/wiki/Divinylbenzene.

2.5. Karakterisasi Campuran Polimer

Karakterisasi dilakukan untuk mengetahui dan menganalisa campuran polimer. Karakterisasi yang dilakukan menggunakan faurier transform infrared spectroscopy

(FT-IR), scanning electron microscopy (SEM) dan uji tarik.

2.5.1. Faurier transform infrared spectroscopy (FT-IR)

Pada tahun 1965, Cooley dan Turky mendemonstrasikan teknik spektroskopi FT-IR (Faurier transform infrared spectroscopy). Pada dasarnya teknik ini sama dengan spektroskopi inframerah biasa, kecuali dilengkapi dengan cara penghitungan “Faurier

transform” dan pengolahan data untuk mendapatkan resolusi dan kepekaan yang lebih

tinggi. Teknik ini dilakukan dengan penambahan peralatan interferometer yang telah lama ditemukan oleh Michelson pada akhir abad 19. Mikchelson telah mendapat informasi spektrum dari suatu berkas radiasi dengan mengamati interferogram yang diperoleh dari interfemeter tersebut. Fellet (1970) juga telah menggunakan perhitungan Faurier transform pada spektrofotometer dalam bidang astronomi.

(30)

menyebabkan pita serapan hampir seluruhnya di daerah spektrum IR yakni 4000-400cm-1.

Pada temperatur biasa molekul organik frekuensi vibrasinya dalam keadaan tetap. Masing-masing ikatan mempunyai vibrasi renggangan (stretching) dan vibrasi tekuk (bending) yang dapat mengasorbsi energi radiasi pada frekuensi itu. Yang dimaksud vibrasi renggangan adalah terjadinya terus menerus perubahan jarak antara dua atom di dalam suatu molekul. Vibrasi renggang ini ada dua macam, yaitu renggang simetris dan tidak simetris. Yang dimaksud vibrasi tekuk adalah terjadinya perubahan sudut antara dua ikatan kimia. Ada empat macam vibrasi tekuk, yakni vibrasi tekuk dalam bidang ( Inplane bending) yang dapat berupa vibrasi “scissoring” (deformasi) atau vibrasi “rocking” dan vibrasi keluar bidang (out of plane bending) yang dapat berupa “Wagning” atau berupa twisting (Gambar 2.8).

Vibrasi

(+) gerakan keluar bidang kertas, keatas (-) gerakan keluar bidang kertas, kebawah

Gambar 2.5. Macam-Macam Vibrasi Pada FTIR

Formulasi bahan polimer komersial dengan kandungan aditif bervariasi seperti pemplastis, pengisi, pemantap dan antioksidan, memberikan kekhasan pada spektrum inframerahnya. Analisis inframerah memberikan informasi tentang kandungan aditif, panjang rantai, dan struktur rantai polimer. Disamping itu, analisis IR dapat digunakan untuk karakterisasi bahan polimer yang terdegradasi oksidatif dengan munculnya gugus karbonil dan pembentukkan ikatan pada rantai polimer. Gugus lain yang menunjukkan terjadinya degradasi oksidatif adalah gugus hidroksida dan karboksilat.

(31)

Banyak faktor yang mempengaruhi frekuensi vibrasi suatu ikatan dalam molekul dan tidak mungkin memisahkan pengaruhnya dari suatu yang lain, sebagai contoh serapan ikatan C=O dalam gugus keton (RCOCH3) lebih rendah dari pada dalam RCOCl. Perubahan frekuensi struktur C=O ini karena perbedaan massa diantara CH3 dan Cl.

2.5.2. Scanning Electron Microscopy (SEM)

SEM adalah alat yang dapat membentuk bayangan permukaan spesimen secara makroskopik. Berkas elektron dengan diameter 5-10 nm diarahkan pada spesimen interaksi berkas elektron dengan spesimen menghasilkan beberapa fenomena yaitu hamburan balik berkas elektron, sinar x, elektron sekunder, elektron auger dan absorpsi elektron.

Teknik SEM pada hakekatnya merupakan pemeriksaan dan analisa permukaan. Data atau tampilan yang diperoleh adalah data dari permukaan atau dari lapisan yang tebalnya sekitar 20μm dari permukaan. Gambar permukaan yang diperoleh merupakan gambar tofografi dengan segala tonjolan, lekukan dan lubang pada permukaan. Gambar tofografi diperoleh dari penangkapan elektron sekunder yang dipancarkan oleh spesimen. Sinyal elektron sekunder yang dihasilkan ditangkap oleh detektor dan diteruskan ke monitor. Pada monitor akan diperoleh gambar yang khas yang menggambarkan struktur permukaan spesimen. Selanjutnya gambar di monitor dapat dipotret dengan menggunakan film hitam putih atau dapat pula direkam kedalam suatu disket.

(32)

2.5.3. Kekuatan Tarik

Kekuatan tarik adalah salah satu sifat dasar dari bahan polimer yang terpenting dan sering digunakan untuk karakteristik suatu bahan polimer. Kekuatan tarik suatu bahan didefinisikan sebagai besarnya beban maksimum (Emaks) yang digunakan untuk memutuskan spesimennya bahan dibagi dengan luas penampang awal (A0).

σ = � (2.1)

σ = kg/mm2

F = kgf Ao = mm2

Bila sutu bahan dikenakan beban tarik yang disebut tegangan (gaya persatuan luas), maka bahan akan mengalami perpanjangan (regangan). Kurva tegangan terhadap regangan merupakan gambaran karakteristik dari sifat mekanik suatu bahan. Untuk bahan polimer bentuk kurva tegangan-regangan terlihat pada Gambar 2.6.

Tegangan lumer

Kuat tarik Tegangan putus

Perpanjangan Lumer

T

ega

nga

n

Regangan

Gambar 2.6. Kurva tegangan-regangan bahan polimer.

(33)

besar. Sampai titik B, semua molekul sudah terorientasi secara teratur dan membentuk struktur kristalin yang lebih kuat. Pertambahan regangan menjadi lebih kecil dan tegangan akan naik drastis sampai bahan terputus pada titik C dengan besar tegangan = σ1. Daerah antara titik A dan C disebut daerah plastis, bila bahan tidak bersifat plastis maka spesimen bahan akan terputus setelah titik A.

Disamping bersama kekuatan tarik (σ) sifat mekanik bahan juga diamati dari sifat kemulurannya (ε) yang didefinisikan sebagai :

ε = I0− I0

I₀ � 100% (2.2)

ε = dalam %

(34)

BAB 3

BAHAN DAN METODE PENELITIAN

Penelitian ini adalah merupakan penelitian yang dilakukan di laboratorium

(experiment laboratory) dan termasuk kedalam kategori field research.

3.1. Bahan – Bahan dan Alat – Alat Penelitian

3.1.1. Bahan – Bahan Penelitian

Adapun bahan-bahan kimia yang digunakan ditampilkan dalam tabel 3.1. Tabel 3.1. Bahan-bahan penelitian

No Nama Bahan Spesifikasi Merek

1

Polietilene LDPE Innovex, PT.Petrokimia Nusantara

Interindo. 2

Karet alam SIR 3L PT.Bakrie Kisaran.

3

Dikumil peroksida p.a Aldrich Chemical company, inc. Milwaukee wi 53233, USA. 4

Divinilbenzen p.a Schucharot OHG 85662

Hohenbrunn, Germany.

3.1.2. Alat – Alat Penelitian

Sedangkan alat – alat yang digunakan disusun dalam tabel tabel 3.2. Tabel 3.2. Alat-alat penelitian

No Nama Alat Spesifikasi Merek

1

Alat uji tarik dan

kemuluran Autograph AGS 500 Tokyo testing machine MFG 2 Gonno Hydraulic

(35)

Film/lemping tipis 3

Neraca Analitis (presisi 

0.0001 g) Mettler Toledo 4 Fourier Transform

Infra Red ( FT-IR) 1600 series Shimadzu FT-IR-8201PC 5 SEM (Scanning

Electron Microscopy) ASM-ST Sumandju Jepang

6 _{Beker gelas} _{250 ml} _pyrex

7 Mikro buret 5 mL Interkey Technico CM 3 EX 20oC

8 Pipet tetes - -

3.2. Pembuatan Campuran Polimer.

3.3. Prosedur Kerja.

3.3.1 Pembuatan campuran polimer LDPE/ karet alam SIR 3L. - Ditimbang LDPE sebanyak 50 gram.

- Diatur suhu internal mixer pada suhu 175-180oC. - Dimasukkan LDPE kedalam alat internal mixer. - Dibiarkan selama 20 menit.

- Ditimbang sebanyak 50 gram karet alam SIR 3L

- Dimasukkan karet alam SIR 3L kedalam alat internal mixer. - Dibiarkan bercampur selama 15 menit.

- Diamati alat internal mixer lalu dikeluarkan hasilnya. - Diletakkan dalam cetakan dengan ukuran 15 cm x 15 cm. - Dicetak tekan pada suhu 180oC

- Campuran LDPE / karet alam SIR 3L dicetak film. - Diamati dan dikeluarkan hasilnya.

(36)

3.3.2. Pembuatan campuran LDPE/karet alam SIR 3L/dikumil peroksida (DKP) - Ditimbang LDPE sebanyak 50 gram.

- Dimasukkan dikumil peroksida sebanyak 1 phr. - Dibiarkan bercampur selama 5 menit

- Diamati alat internal mixer lalu dikeluarkan hasilnya. - Diletakkan dalam cetakan dengan ukuran 15 cm x 15 cm - Dicetak tekan pada suhu 180oC

- Campuran LDPE/karet alam SIR 3L/dikumil peroksida 1 phr dicetak film. - Didinginkan dan dikeluarkan hasilnya.

- Dilakukan perlakuan yang sama untuk perbandingan variasi konsentrasi dikumil peroksida 2 phr dan 3 phr.

- Film campuran yang sudah menjadi spesimen selanjutnya dikarakterisasi dengan uji tarik, SEM dan FT-IR.

3.3.3. Pembuatan campuran LDPE/karet alam SIR 3L/divinilbenzen/dikumil peroksida.

- Ditimbang LDPE sebanyak 50 gram.

- Dimasukkan divinilbenzen sebanyak 1 phr. - Dibiarkan bercampur selama 5 menit.

(37)

- Diamati alat internal mixer lalu dikeluarkan hasilnya. - Diletakkan dalam cetakan dengan ukuran 15 cm x 15 cm. - Dicetak tekan pada suhu 180oC

- Campuran LDPE/karet alam SIR 3L/ divinilbenzen 1 phr/ dikumil peroksida 1phr dicetak film.

- Didinginkan dan dikeluarkan hasilnya.

- Dilakukan perlakuan yang sama untuk perbandingan variasi konsentrasi divinilbenzen/dikumil peroksida (b/b), 2phr : 1phr, 3 phr : 1phr, 1phr : 2phr, 2phr : 2phr, 3phr : 2phr, 1phr : 3phr, 2phr : 3phr, 3phr : 3phr. - Film campuran yang sudah menjadi spesimen selanjutnya dikarakterisasi

dengan uji tarik, SEM dan FT-IR.

3.4. Pembuatan Film

Hasil pencampuran diletakkaan dalam lempeng aluminium yang berukuran 15 cm x 15 cm yang telah dilapisi dengan aluminium foil. Alat hote press diset pada temperatur 175-180oC. campuran ditimbang sebanyak 100 gram dan diletakkan ditengah cetakan yang berbeda dua gelas plate. Kemudian dimasukkan ketempat sampel pada alat hot press dan dibiarkan selama 5 menit tanpa tekanan. Setelah itu diberi tekanan 100 kg f/cm2 dan dibiarkan selama 20 menit. Sampel sambil diambil dari alat hote press dan didinginkan. Perlakuan ini dilakukan untuk semua komposisi campuran.

3.5. Analisa dan Karakterisasi

(38)

3.5.1. Spesimen kekuatan Tarik.

Spesimen yang digunakan untuk uji kekuatan tarik berdasarkan ASTM D 638 seperti terlihat pada gambar 3.1. Rangkaian alat uji tarik diset sesuai dengan yang diperlukan. Kecepatan tarik 100 mm/ menit dan beban maksimum 100 kg.f. sampel yang sudah berbentuk dumbell dijepitkan pada alat uji tarik, kemudian alat dijalankan dan data yang dihasilkan diamati pada monitor.

165 mm 50 mm

57 mm

13 mm

2 mm

Gambar 3.1. Spesimen Uji kekuatan Tarik berdasarkan ASTM D 638. 3.5.2. Analisa Permukaan dengan SEM

Proses pengamatan mikroskopis menggunakan SEM diawali dengan merekatkan sampel dengan “Stab” yang terbuat dari logam. Kemudian setelah sampel dibersihkan dengan alat peniup, sampel dilapisi dengan emas bercampur paladium dalam suatu ruangan (Vacum Evaporator) yang betekanan 1492.102 atm. Sampel selanjutnya dimasukkan kedalam ruangan yang khusus dan kemudian disinari dengan pancaran elektron bertenaga lebih kurang 15 Kvolt sehingga sampel mengeluarkan elektron sekunder dan elektron terpental yang dapat dideteksi dengan detektor scientor yang kemudian diperkuat dengan suatu rangkaian listrik yang menyebabkan timbulnya gambar CRT (Chatode Ray Tube). Pemotretan dilakukan setelah memilih bagian tertentu dari objek (sampel) dan perbesaran yang diinginkan sehingga diperoleh foto yang baik dan jelas.

3.5.3. Analisa Spektroskopi Infra Merah (FTIR)

(39)

3.6. Pengolahan Data

3.6.1. Penentuan kesalahan 3.6.1.1. Kesalahan Sistematik

Tipe kesalahan ini memiliki nilai tertentu sehingga besarnya dapat dihitung. Kesalahan ini dapat dilihat dari rata-rata data yang berbeda dengan nilai yang sesungguhnya. Kesalahan ini terbagi tiga :

a. Kesalahan instrumental, bersumber dari instrumennya sendiri. Timbul karena efek lingkungan pada instrumen, misalnya kesalahan nol atau penyimpangan nol dalam pembacaan skala. Kesalahan ini diminimalkan dengan kalibrasi atau penggunaan blanko.

b. Kesalahan metode, terkandung secara inheren pada metode yang digunakan. Sumbernya adalah sifat kimia dari sistem. Kesalahan diminimalkan dengan cara menggunakan zat kimia yang murni atau dengan standarisasi zat kimia tersebut.

c. Kesalahan personal, adalah kesalahan yang dilakukan oleh seorang analis ataupun karena kesalahan prosedur. Kesalahan ini dapat dikurangi dengan meningkatkan ketelitian dan kedisiplinan analis.

3.6.1.2. Kesalahan Random (Indeterminate).

(40)

Kesalahan Gabungan Random.

Kebanyakan hasil akhir dalam kimia fisika dihasilkan perhitungan pengukuran-pengukuran yang digabungkan. Hal ini penting untuk memastikan bagaimana kesalahan pengukuran individual mempengaruhi hasil akhir.

Penjumlahan/ pengurangan : jika kuantitas diberi simbol A dan B, dan ketelitian (ketidakpastian) diberi simbol a dan b, maka untuk memperoleh ketelitian c dari hasil C :

A( a) + B( b) = C ( c), maka c = 2₊ 2_. _{.... (6.1)}

Perkalian atau pembagian ; jika A( a)xB( b) = C( c) atau A( a)/ B( b) = C(c)

Maka c = C

2

+

2

. ....(6.2)

3.6.2. Penentuan Ketidakpastian dalam Significant Figure. 3.6.2.1. Perhitungan Ketidakpastian Volume.

1. Ketidakpastian Beker gelas 250 mL.

Ketidakpastian beker glas 250 mL, dengan toleransi  0,02 mL dapat dihitung dari penggabungan tiga pengaruh utama terhadap volume, yaitu : kalibrasi, pengaruh suhu dan perulangan.

(1) kalibrasi

U(V250_cal) =

0,02 6

= 0,82 x 10-2 mL. .... (6,3)

(2) perbedaan suhu laboratorium dengan suhu kalibrasi.

(41)

V(250-temp) = VxΔt x γ

= 250 x 10 x 2,1 x 10-4 = 0,525 mL

Sehingga ketidakpastian volume akibat perbedaan suhu dapat dihitung.

U(V250_temp) =

0,525 2

= 3,72 x 10-1 mL .... (6.4)

(3) perulangan

Dalam penelitaian ini perulangan tidak ditentukan secara langsung dalam laboratorium, maka diasumsikan ketidakpastian perulangan pengisian beker glas  1 tetes dengan distribusi seragam. Ini dikarenakan beker gelas diisi setetes demi setetes.

U(V250_rep) =

0,05

3 .... (6.5)

= 2,8868 x 10-2mL Ketidakpastian beker glas 250 mL.

U(V250mL) = 250_ . 2. Ketidakpastian Mikro buret 5 mL.

Ketidakpastian Mikro buret 5 mL dengan toleransi  0,2 mL dapat dihitung dari penggabungan tiga pengaruh utama terhadap volume, yaitu : kalibrasi, pengaruh suhu dan perulangan.

(1) kalibrasi

U(V5_cal) =

(42)

= 0,82 x 10-1 mL. ... (6,7) (2) perbedaan suhu laboratorium dengan suhu kalibrasi.

Suhu yang tertera pada alat Mikro buret 5 mL adalah 20oC, sedangkan suhu laboratorium bervariasi antara 20-30oC. Ketidakpastian karena pengaruh ini dapat dihitung dari perbedaan suhu dengan koefisien pemuaian volume air (2,1 x 10-4oC-1), yang akan memberikan variasi volume sebesar :

V(5-temp) = Vx Δt x γ

= 5 x 10 x 2,1 x 10-4 = 0,010 mL

Sehingga ketidakpastian volume akibat perbedaan suhu dapat dihitung.

U(V5_temp) =

0,010 2

= 0,71 x 10-2 mL ...(6.8) (3) perulangan

Dalam penelitaian ini perulangan tidak ditentukan secara langsung dalam laboratorium, maka diasumsikan ketidakpastian perulangan pengisian beker glas  1 tetes dengan distribusi seragam. Ini dikarenakan beker glas diisi setetes demi setetes.

U(V5_rep) =

0,05

3 .... (6.9)

= 2,8868 x 10-2mL Ketidakpastian Mikro buret 5 mL.

(43)

3.7. Analisa Data.

Data yang diperoleh dihitung dan hasil dianalisa dan ditabulasi.

1. Untuk data kekuatan tarik dan kemuluran, setelah dilakukan penelitian diperoleh hasil tegangan (Fmaks) dan regangan (Ii - Io), maka dapat

ditentukan nilai kekuatan tariknya dengan rumus :

�= � ... (6.11) Keterangan :

σ = Kekuatan tarik bahan ( Kgf/mm2). Fmaks = Tegangan maksimum (Kgf).

Ao = Luas penampang mula-mula (mm2). dan nilai kemuluran dapat dihitung dengan rumus :

ε = � −_� � � 100 % ...(6.12)

Keterangan :

ε = Kemuluran (%).

Io = Panjang spesimen mula-mula (mm).

It = Panjang spesimen setelah diberi beban (mm)

2. Perhitungan pemakai bahan-bahan kimia dalam perseratus karet alam (phr) 1phr DKP = 1 Perhitungan yang sama dilakukan untuk perbandingan variasi konsentrasi DVB/DKP (b/b) : 1phr : 1phr, 2phr : 1phr, 3 phr : 1phr, 1phr : 2phr, 2phr : 2phr, 3phr : 2phr, 1phr : 3phr, 2phr : 3phr, 3phr : 3phr.

(44)

(45)

(46)

(47)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1.Hasil

4.1.1. Pengujian sifat mekanik berdasarkan kekuatan tarik (σt) dan kemuluran

(ε).

Data hasil pengaruh perbandingan variasi konsentrasi dikumil peroksida terhadap Pengujian kekuatan Tarik (σt) dan Kemuluran (ε) Termoplastik elastomer (TPE) sebagai berikut :

Tabel 4.1. Data hasil Pengujian kekuatan Tarik (σt) dan Kemuluran (ε) Termoplastik elastomer (TPE) terhadap pengaruh perbandingan variasi konsentrasi dikumil peroksida.

Data hasil pengujian pengaruh perbandingan variasi konsentrasi dikumil peroksida dengan penambahan variasi konsentrasi divinilbenzen terhadap kekuatan Tarik (σt)

(48)

(49)

4.1.2. Pengujian sifat permukaan spesimen berdasarkan Scanning Electron Microscopy (SEM).

(a) (b)

Gambar 4.1. (a) Data hasil pengujian Scanning Electron Microscopy (SEM) pada variasi konsentrasi dikumil peroksida 2 phr. (b) Data hasil pengujian Scanning Electron Microscopy (SEM) pada variasi konsentrasi dikumil peroksida 2 phr dan penambahan variasi konsentrasi divinilbenzen 3 phr.

4.1.3. Pengujian Faurier transform infrared spectroscopy (FT-IR). Data hasil pengujian FT-IR dapat dilihat pada lampiran.

4.2. Pembahasan.

4.2.1. Pengujian sifat mekanik berdasarkan kekuatan (σt) tarik dan kemuluran

(ε).

(50)

Hal ini menunjukkan bahwa penambahan variasi konsentrasi divinilbenzen/dikumil peroksida dapat bertindak sebagai bahan penguat pada LDPE.

4.2.2. Pengujian sifat permukaan spesimen berdasarkan Scanning Electron Microscopy (SEM).

Scanning Elektron Mikroskop (SEM) digunakan permukaan. Perubahan bentuk yang terlihat seperti pori-pori Gambar 4.1.(a) adalah foto SEM termoplastik sebelum direaksikan dengan divinilbenzen dan Gambar 4.1.(b) adalah foto SEM termoplastik elastomer (TPE) setelah direaksikan dengan divinilbenzen. Pada Gambar 4.1.(a) Bagian yang terang yang mengelilingi Parenkim (bagian gelap) mempunyai pori–pori besar sedangkan pada SEM Gambar 4.1 (b) setelah penambahan divinilbenzen dan inisiator dikumil peroksida terlihat bahwa telah terjadi reaksi dari polimer yang digunakan. Di mana permukaan dapat dinyatakan bahwa memiliki pori-pori lebih kecil dan rapat. Perbandingan ini nampak jelas perbedaannya. Menurut penelitian terdahulu bahwa kerapatan pori-pori dapat meningkatkan sifat mekanik dan thermal yang sangat tajam. Divinilbenzen dengan inisiator dikumil peroksida telah terjadi reaksi secara umum terlihat dengan pori-pori yang sangat rapat sehingga mampu meningkatkan nilai sifat mekanik dari campuran ini.

4.2.3. Pengujian Faurier transform infrared spectroscopy (FT-IR).

Penerapan analisis spektrum infra-merah dalam penelitian polimer mencakup dua aspek, yaitu aspek kualitatif dan aspek kuantitatif. Penelitian ini lebih menekankan aspek kualitatif berupa penentuan struktur dari LDPE dengan cara mengamati frekuensi-frekuensi yang khas pada diagram sepektrum FTIR yang didapat dengan cara membandingkan spektrum LDPE murni, LDPE sampel dan LDPE setelah penambahan divinilbenzen menggunakan inisiator dikumil peroksida.

(51)

Dari lampiran (gambar 5) yang merupakan spektrum Polietilena memberikan informasi pada bilangan gelombang 2848.96 cm-1 yang menunjukkan adanya C-H dan pada bilangan gelombang 1471.00 cm-1 dan didukung pita dengan bilangan gelombang 1463.16 cm-1 serta pada bilangan gelobang 719.94 cm-1 yang menunjukkan adanya gugus CH2.

Dari lampiran (gambar 6) yang merupakan spekrtum hasil analisa untuk LDPE yang diberi penambahan dikumil peroksida serapan C-H alifatik pada bilangan gelombang 2917.58 cm-1 dan serapan C=O pada bilangan gelobang 1721,77 cm-1 yang masih memperlihatkan struktur LDPE. Puncak-puncak khas LDPE pada spektrum ini terlihat semakin rendah. Hal ini disebabkan perubahan lingkungan molekul LDPE karena adanya penambahan divinilbenzen pada lampiran (gambar 7) yang merupakan spektrum hasil analisa untuk campuran LDPE/karet alam SIR 3L setelah diberi penambahan divinilbenzen, serapan gugus C-H alifatik pada 2917,58 masih terlihat, serapan gugus C=O pada bilangan gelombang 1715,27 cm-1 masih terlihat dan serapan gugus CH2 pada bilangan gelobang 719,68 masih terlihat menajam. Hal ini disebabkan penambahan divinilbenzen.

(52)

C

(53)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil Penelitian yang dilakukan diketahui bahwa :

1. Pengaruh penambahan rasio konsentrasi dikumil peroksida, dapat mempengaruhi sifat mekanis kekutan tarik dan kemuluran LDPE/karet alam SIR 3L terlihat pada rasio konsentrasi dikumil peroksida 2 phr terjadi peningkatan yaitu kekuatan tarik sebesar 2,20 Kgf/mm2 dan kemuluran 12,29 % dan terjadi penurunan kekutan tarik pada rasio konsentrasi dikumil peroksida 3 phr yaitu kekuatan tarik sebesar 1,88 Kgf/mm2 dan kemuluran 6,69%.

2. Terjadi interaksi antara LDPE/karet alam SIR 3L/divinilbenzen/dikumil peroksida yang terlihat adanya pengaruh sifat mekanis kekuatan tarik dan kemuluran naik, pada rasio konsentrasi divinilbenzen 3 phr dan dikumil peroksida 2 phr yaitu kekuatan tarik sebesar 3,31 Kgf/mm2 dan kemuluran sebesar 28,99%.

5.2. Saran

(54)

DAFTAR PUSTAKA

Bilmeyer, F.W. 1971. Teks Book of Polymers. Wislly Interscience. New York: USA. Baharuddin. 2009. Pengaruh Filler Carbon Black Terhadap Sifat Dan Morfologi

Komposit Natural Rubber/Polypropilene. Seminar Nasional Teknik Kimia

2009. Jurusan Teknik Kimia. Fakultas Teknik. UNRI.

Charoen Nakason, Krungjit Nuansomsri, Azizon Kaesaman, Suda Kiatkamjornwong. 2006. Dynamic Vulcanisation Of Natural Rubber/ High-Density Polyethylene Blend : Effect Of Compatibilization Blend Ration And Curing System.

Chulalongkorn University. Bangkok 10330 Thailand.

Charoen Nakason, Wannavilai, Kaesaman. 2005. Rheological Properties Of Maleated Natural Rubber/Polypropylene Blends With Phenolic Modified Polypropylene

And Polypropylene-G-Maleic Anhydride Compatibilizers. Departement Of

Rubber Technology And Polymer Science. Fakulty Of Science And Technology. Price Of Songkla University. Pattani 94000 Thailand.

Charoen Nakason, 2008. Effect of different types of peroxides on rheological, mechanical, and morphological properties of thermoplastic vulcanizates based on natural rubber/polypropylene blends. Faculty of Science and Technology. Department of Rubber Technology and Polymer Science. Center of Excellence in Natural Rubber Technology. Prince of Songkla University 181 Charoen Pradit Road Rusamilae. Pattani 94000. Thailand.

Cowd, M.A.1990. Kimia Polimer. Bandung : Penerbit ITB. Cut fatimah, Z. 2006. Karet. Karya Ilmiah.USU Repository.

Pusat Data dan Informasi. 2007. Gambaran sekilas industri karet. Departemen Perindustrian.

Harper, A.C.1999. Modren Plastic Handbook. Newyork : Mc Graw Hill. http://en.wikipedia.org/wiki/Divinylbenzene diakses tanggal 05 pebruari 2010

http://id.wikipedia.org/wiki/Polietilena/sifat-sifat polietilena. diakses tanggal 10 Nopember 2010

Magdy. 2008. Spectroscopic Analysis And Mechanical Properties Of Electron Beam Irradiated Polypropylene/Epoxidazed Natural Rubber Polymer Blend. Faculty Aof Science. Chemistry Departement. Menoufia University. Egypt.

(55)

Marton, M. 1973. Rubber Technology. Van nastrand. Reinhold CO. New York.

Nuyah. 2009. Penentuan Formulasi Karet Pegangan Setang (Grip Handle) Dengan Menggunakan Karet Alam Dan Karet Sintetis Berdasarkan SNI 06 – 7031 – 2004. Peneliti pada Balai Riset dan Standardisasi Industri Palembang.

Ramzah,R. 2008. Karakteristiki Termoplastik Polietilena dengan Serat batang

Pisang Sebagai Komposit Untuk Bahan Pelet Kayu. Tesis Pascasarjana USU.

Stevens, Malcom, P. 2001. Kimia Polimer. Cetakan I. Pradaya Paramita. Jakarta. Stude Baker, M.L. 1984. The Rubber Compound and Its Composition. Science and

Technology of Rubbers. Academic press.

Tim Penulis PS. 1993. Karet Strategi Pemasaran Tahun 2000 Budidaya dan

Pengolahan. Cetakan ke dua. Jakarta.

Thitithammawong. 2007. Thermoplastic Vulcanizates Based On Epoxidized Natural Rubber/Polypropylene Blends: Selection Of Optimal Peroxide Type And Concentration In Relation To Mixing Conditions. Department of Rubber Technology and Polymer Science. Faculty of Science and Technology. Prince of Songkla University. Pattani 94000. Thailand.

(56)

(57)

Tabel .1. Data hasil Pengujian kekuatan Tarik (σt) dan kemuluran (ε) Termoplastik elastomer (TPE) terhadap pengaruh perbandingan variasi konsentrasi dikumil peroksida.

Gambar 1. Grafik pengaruh penambahan variasi konsentrasi dikumil peroksida terhadap kekuatan Tarik (σt)

(58)

Tabel 2. Data hasil Pengujian kekuatan Tarik (σt) dan kemuluran (ε) Termoplastik elastomer (TPE) terhadap penambahan variasi konsentrasi dikumil peroksida dengan variasi konsentrasi divinilbenzen.

Gambar 3. Grafik pengaruh penambahan variasi konsentrasi dikumil peroksida dengan variasi

(59)

Gambar 3. Grafik pengaruh penambahan variasi konsentrasi dikumil peroksida dengan variasi

konsentrasi divinilbenzen terhadap kemuluran (ε)

(a) (b)

(60)

Gambar 5. Spektrum FT-IR LDPE/Karet alam SIR 3L.

Dari Spektra FT-IR diproleh korelasi gugus fungsi sebagai berikut :

sampel Pita serapan (cm-1) Gugus fungsi

LDPE 2848.96 C-H

(61)

Gambar 6. Spektrum FT-IR pada konsentrasi dikumil peroksida (DKP) 2 phr Dari Spektra FT-IR diproleh korelasi gugus fungsi sebagai berikut :