PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI SEMI INTERPENETRATING POLYMER NETWORK (IPN) DARI LATEKS PEKAT
KARET ALAM - TEPUNG AMPAS TAHU
TESIS
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI SEMI INTERPENETRATING POLYMER NETWORK (IPN) DARI LATEKS PEKAT
KARET ALAM - TEPUNG AMPAS TAHU
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dari Program Studi Magister Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Oleh
WIMPY PRENDIKA 137006015
PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Judul Tesis : PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI SEMI INTERPENETRATING POLYMER NETWORK (IPN) DARI LATEKS PEKAT KARET ALAM - BUBUR AMPAS TAHU
Nama Mahasiswa : Wimpy Prendika Nomor Pokok : 137006015
Program Studi : Ilmu Kimia
Menyetujui Komisi Pembimbing
Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D
Ketua Anggota
Dr. Krishna Surya Bhuana, MS
Telah diuji pada
Tanggal : 21 Januari 2016
Panitia Penguji Tesis
Ketua : Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D
Anggota : 1. Dr. Krishna Surya Bhuana, MS
2. Prof. Dr. Harlem Marpaung
3. Dr. Marpongahtun, M.Sc
PERNYATAAN ORISINILITAS
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI SEMI INTERPENETRATING POLYMER NETWORK (IPN) DARI LATEKS PEKAT
KARET ALAM - BUBUR AMPAS TAHU
Tesis
Dengan ini menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil
karya saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan
sumbernya benar.
Medan, 21 Januari 2016
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan Rahmat
dan Karunia-Nya kepada saya sehingga skripsi ini dapat saya selesaikan dengan tepat
waktu sebagai salah satu persyaratan untuk meraih gelar Master Sains departemen
Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Sumatera Utara.
Saya menyampaikan penghargaan dan cinta kasih yang terdalam dan tulus
kepada Ayahanda tersayang Herman dan Ibunda tercinta Erni atas segala doa,
bimbingan, semangat, pengorbanan dan kasih sayangnya yang telah diberikan kepada
saya sehingga saya bisa menyelesaikan studi saya sampai sekarang ini. Adik-adik
yang selalu saya rindukan Wildo Pranata Indra, S.Pd., Dwiki Chandra dan Yolanda
Rahmona, semoga kita dapat meraih impian kita. Serta seluruh keluarga besar Mesran
dan Jawani yang menjadi inspirasi terbesar saya.
Dengan segala kerendahan hati, saya mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besarnya kepada :
Pejabat Rektor Universitas Sumatera Utara dan Dr. Sutarman, M.Sc selaku Dekan
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam USU.
Prof. Basuki Wirjosentono, MS,Ph.D selaku dosen pembimbing 1 dan Dr. Krishna
Surya Bhuana, MS selaku dosen pembimbing 2 yang telah banyak memberikan
pengarahan, bimbingan, masukan dan saran hingga terselesaikannya tesis ini. Prof.
Dr. Harlem Marpaung, Dr. Marpongahtun, M.Sc dan Saharman Gea, Ph.D selaku
dosen penguji dan seluruh staff FMIPA USU serta Bapak dan Ibu dosen yang telah
memberikan ilmunya selama masa studi saya di pascasarjana Ilmu Kimia FMIPA
USU. Dan tak lupa saya menyampaikan penghargaan dan cinta kasih yang terdalam
seluruh rekan-rekan Asisten Laboratorium Kimia Fisika- Polimer USU dan Lely
Ratnawati, S.T selaku staff departemen Ilmu Kimia pascasarjana FMIPA USU.
Terima kasih terkhusus untuk Pimpinan dan jajaran staff PT. Industri Karet
Nusantara (IKN) yang telah memfasilitasi penelitian saya dan teristimewa untuk Rika
Silvany, Nurmala Sari, Reni Juliana Hasibuan, Supran Hidayat Sihotang dan Reza
Zulmi, terima kasih untuk persahabatan terindah bersama kalian. Terimakasih
setulusnya untuk Dian Pratiwi, Novitya Maulita Sinaga, Annisa Suri, Maysita
Damayanti, Zoraya masitah, Maya Nan Sari, Chellyana Sintia, Monalisa, Poppy Zindi
dan terimakasih terdalam buat teman- teman Pascasarjana ilmu kimia USU sungguh
bahagia bisa mengenal kalian semua serta semua pihak yang terlibat dalam
penyelesaian tesis ini.
Penulis berharap tesis ini dapat dijadikan sebagai sumber informasi ilmiah
tentang “Pembuatan Dan Karakterisasi Semi Interpenetrating PolymerNetwork (IPN)
Dari Lateks Pekat Karet Alam - Bubur Ampas Tahu” meskipun thesis ini masih jauh
dari kesempurnaan, sehingga penulis membutuhkan sumbangan masukan dan saran.
Medan, Januari 2016
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama : Wimpy Prendika
Tempat dan Tanggal Lahir : Peranap, 07 Juli 1990
Alamat : Jln. H. Yakub Jabar, No.97, Kec. Peranap.
Kab. Indragiri Hulu,
Prov. Riau
Telepon/Hp : 085278717347
Nama Ayah : Herman
Nama Ibu : Erni
DATA PENDIDIKAN
SD : SDN 001 Peranap Tamat : 2002
SMP : SMP N 1 Peranap Tamat : 2005
SMA : SMA N 1 Peranap Tamat : 2008
PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI SEMI INTERPENETRATING POLYMER NETWORK (IPN) DARI LATEKS PEKAT KARET
ALAM - BUBUR AMPAS TAHU
ABSTRAK
Telah dilakukan pembuatan semi-IPN berbasis karet alam dan bubur ampas tahu dengan sistem vulkanisasi semi-efisien. Produk semi-IPN divulkanisasi dengan penambahan bubur ampas tahu dengan variasi berat 0, 2, 4, 6, 8 dan 10 phr dengan sistem pencelupan pada suhu 100oC selama 20 menit. Variasi penambahan bubur ampas tahu menunjukkan pengaruh terhadap sifat fisika dan mekanik meliputi uji daya sera air, kekuatan tarik dan kemuluran pada produk semi-IPN. Variasi juga berpengaruh terhadap biodegradasi dengan analisa TGA dan penanaman di tanah. Morfologi permukaan, persen ikat silang dan analisa gugus fungsi dilakukan dengan
Scanning Electron Microscopy, Soxhlet extraction, dan analisa FTIR. Penambahan
bubur ampas tidak menunjukkan pengaruh yang signifikan pada analisis TGA. Hasil optimum pada kekuatan tarik dan regangan (sifat mekanik) ditunjukkan oleh formulasi 3 dengan penambahan bubur ampas tahu 4 phr sebesar 2,352 MPa dan 807,64%. Daya serap air meningkat dengan meningkatnya jumlah penambahan bubur ampas tahu dengan maksimum penyerapan 11,1% pada 4 jam dan 47,05% pada 72 jam perendaman. Persen ikat silang menunjukkan formulasi 2 sebagai hasil terbesar dengan nilai 98,10%. Puncak adsorpsi 1632 cm-1 untuk gugus fungsi C=O menunjukkan kombinasi IPN dan morfologi permukaan dengan SEM menunjukkan dispersi yang baik pada penambahan 4 phr bubur ampas tahu.
THE PREPARATION AND CARACTERIZATION OF SEMI
INTERPENETRATING POLYMER NETWORK
(IPN) FROM CONCENTRATED NATURAL
RUBBER LATEX-SOY PULP WASTED
ABSTRACT
The preparation of semi-IPN-based natural rubber and soy pulp wasted with a semi-efficient vulcanization system has been done. Semi-IPN product has been vulcanizated at 100oC for 20 minutes with various addition of soy pulp wasted amount of weight 0, 2, 4, 6, 8 and 10 phr with dipping methode. The various of soy pulp wasted in the semi-IPN products affect physical and mechanical properties such as water absorption, tensile strength and strain. The various also affects biodegradation resulted from Thermogravimetric Analysis and planting in soil. Surface morphology, crosslink persentage and function groups have also been investigated by using Scanning Electron Microscopy, Soxhlet extraction, and FTIR analyses respectively. It is shown by TGA that soy pulp wasted content has not give a significant effect. The optimum value of the tensile strength and strain (mechanical properties) were abtained at the addition of 4 phr of soy pulp wasted with values 2,352 MPa and 807.64%. Water adsortion increased with increasing amount of addition of soy pulp wasted with a maximum absrorption of 11,1% at 4 hours and 47,05% at 72 hours of immersion. It is also indicated that formulation 2 has a maximum value of crosslink persentage i.e. 98,10%. FTIR analyses show that having
added soy pulp wasted C=O function groups occured at 1632 cm-1. SEM analyses
show that soy pulp wasted with 4 phr gives a good dispersion.
DAFTAR ISI
DAFTAR LAMPIRAN xii
DAFTAR SINGKATAN xiii
BAB 1. PENDAHULUAN 1
1.1Latar Belakang 1
1.2Permasalahan 4
1.3Pembatasan Masalah 5
1.4Tujuan Penelitian 5
1.5Manfaat Penelitian 6
1.6Metodologi Penelitian 6
1.7Lokasi Penelitian 7
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 8
2.1 Polimer 8
2.2 Paduan Polimer (Blend Polymer) 8
2.3 Interpenetrasi Jaringan Polimer (Interenetrating Polymer
2.4.3 Pengolahan Lateks Pekat 16
2.5 Kompon karet 16
2.5.1 Bahan Vulkanisasi 17
2.5.2 Sistem vulkanisasi 19
2.5.3 Bahan Pencepat 20
2.5.4 Bahan Pengaktif 21
2.5.5 Bahan Pengisi 21
2.6 Ampas Tahu 22
2.7 Teknik pencelupan 24
2.8 Karakterisasi Campuran Polimer 26
2.8.1 Scanning Electron Microscopy (SEM) 26
2.8.2 Daya Serap Air 26
2.8.3 Uji Persen Ikat Silang 27
2.8.4 Fourier Transform Infrared (FTIR) 28
2.8.5 Uji Biodegradasi 29
2.8.6 Thermogravimetric Analysis 29
2.8.7 Uji Kekuatan Tarik 30
BAB 3. METODE PENELITIAN 31
3.1 Bahan-bahan dan Alat-alat Penelitian 31
3.1.1 Bahan-bahan Penelitian 31
3.1.1 Alat-alat Penelitian 31
3.2 Prosedur Kerja 33
3.2.1 Penyiapan Sampel 33
3.2.2 Pembuatan Spesimen 34
3.2.3 Analisa permukaan dengan SEM 37
3.2.4 Spektroskopi FTIR 37
3.2.5 Persentasi Ikat Silang 37
3.2.7 Uji Kekuatan Tarik 38
3.3 Skema Pengambilan Data 39
3.3.1 Preparasi Bubur Ampas Tahu 39
3.3.2 Pembuatan Semi IPN 40
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 41
4.1 Preparasi dan karakterisasi semi-interpenetrating karet alam dengan bubur ampas tahu terhadap sifat mekanik
dan fisika ditinjau dari kekuatan tarik dan kemuluran
serta daya serap air 41
4.1.1 Preparasi semi-interpenetrating karet alam dengan
bubur ampas 41
4.1.2 Analisa sifat mekanik lembaran karet dengan pengisi
bubur ampas tahu 43
4.1.3 Hasil analisa penyeraan air lembaran karet dengan
pengisi bubur ampas tahu 46
4.2 Biodegradasi semi-interpenetrating karet alam dengan bubur ampas tahu dengan karatkeristik uji ketahanan termal dan
pengurangan berat selama penanaman 48
4.2.1 Hasil analisa biodegradasi lembaran karet dengan
pengisi tepung ampas tahu dengan penanaman di tanah 48
4.2.2 Hasil analisa analisa Termogravimetri 52
4.3 Morfologi semi-interpenetrating karet alam dengan serat ampas tahu berdasarkan karatkeristik uji persen ikat silang,
BAB 5. KESIMULAN DAN SARAN 60
5.1 Kesimpulan 60
5.2 Saran 60
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
Tabel 2.1 Tipe Polipaduan 9
Tabel 2.2 Standar Mutu Lateks Pekat 14
Tabel 2.3 Kandungan bahan-bahan Dalam lateks segar dan lateks
yang dikeringkan 15
Tabel 2.4 Sistem vulkanisasi sulfur 20
Tabel 2.5 Karakterisasi Kimia Bubur Ampas Kedelai dari Limbah
Pembuatan Tahu 23
Tabel 3.1 Formulasi Kompon dengan Variasi bubur ampas tahu 35
Tabel 4.1 Hasil analisa kekuatan tarik dan regangan lembaran
karet dengan pengisi BAT 43
Tabel 4.2 Penyerapan air pada lembaran karet 46
Tabel 4.3 Biodegradasi lembaran karet dengan pengisi BAT 49
Tabel 4.4 Hasil analisa TGA 53
Tabel 4.5 Data hasil pengujian persen ikat silang dengan penentuan
kelarutan dan fraksi gel 54
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
Gambar 2.1 Semi IPN kovalen 11
Gambar 2.2 Semi IPN non kovalen 11
Gambar 2.3 IPN Penuh kovalen 12
Gambar 2.4 Struktur Semi IPN 13
Gambar 2.5 Vulkasisasi Karet Alam dengan Sulfur 18
Gambar 3.1 Tepung ampas tahu dari ampas kedelai 33
Gambar 4.1 Lembaran karet dengan pengisi BAT 41
Gambar 4.2 Hasil pengukuran kekuatan dari lembaran karet dengan
pengisi BAT 44
Gambar 4.3 Hasil analisa regangan lembaran karet dengan pengisi
BAT 44
Gambar 4.4 Grafik penyerapan air oleh lembaran karet dengan
pengisi BAT 47
Gambar 4.5 Hasil analisa biodegradasi lembaran karet dengan
pengisi BAT dengan penanaman di tanah 50
Gambar 4.6 Analisa termogravimetri lembaran karet dengan
pengisi BAT 52
Gambar 4.7 Spektrum FTIR lembaran karet 55
Gambar 4.8 Analisa permukaan lembaran karet (a) lembaran karet tanpa pengisi BAT (b) lembaran karet dengan pengisi BAT 4 phr dan (c) lembaran karet dengan pengisi
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
Lampiran 1 Hasil Analisa Sifat Mekanik Kekuatan tarik
lembaran karet 67
Lampiran 2 Analisa TGA Formulasi 68
Lampiran 3 Foto kompon karet setelah biodegradasi
di tanah 71
Lampiran 4 Hasil analisa FTIR 74
Lampiran 5 Hasil analisa SEM 76
DAFTAR SINGKATAN
Singkatan Nama
BAT Bubur Ampas Tahu
CV Conventional Vulcanization
EV Efficient Vulcanization
FTIR Fourier Transform Infrared
HA Hight Ammonia
IPN Interpenetrating Polymer Network
KKK Kadar Karet Kering
KPS Kalium Persulfat
LKA Latek Karet Alam
LPKA Lateks Pekat Karet Alam
MBA N’N-Methylene-Bis-Acrylamide
SEM Scanning Electron Microscopy
SEMI-IPN Semi-Interpenetratingpolymer Network
SEV Semi-Efficient Vulcanization
TBBS N-Tert-Butyl-2-Benzothiazyl Sulphenamide
TGA Thermogravimetric Analysis
WSR Water- Swellable Rubber
ZDBC Zinkdithiocarbamate
