BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada zaman sekarang ini, penelitian tentang bahan polimer sedang berkembang. Hal ini dikarenakan bahan polimer memiliki beberapa sifat yang lebih unggul jika dibandingkan dengan bahan logam ataupun bahan keramik seperti tahan korosi dan temperatur pemrosesan yang relatif lebih rendah. Pada umumnya, bahan polimer dicampurkan dengan bahan lain untuk memperoleh sifat yang lebih baik, yang dikenal sebagai bahan komposit
Mineral sebagai pengisi digunakan untuk mengurangi biaya material dengan menggantikan sebahagian dari polimer dengan material yang tidak mahal. Saat ini banyak mineral termodifikasi yang digunakan untuk memodifikasi karakteristik pengolahan atau sebagian sifat produk komposit. Mineral digunakan sebagai salah satu bahan pengisi yang belakangan ini banyak digunakan untuk mengurangi aditif yang lebih mahal seperti pigmen, bahan tahan panas dan peningkat kekuatan bentur [1]. Salah satu contoh mineral yang digunakan adalah bentonit, hal ini dikarenakan harga dari bentonit yang cukup murah dan juga mudah didapat dengan kandungan utama dari bentonit yaitu silikat.
Jika suatu polimer dikompositkan dengan silikat, maka material ini akan menunjukkan peningkatan yang dramatis pada sifat-sifat seperti mekanik dan termal melebihi sifat polimer murninya. Selain itu, karena rentang skala pengisi yang dimiliki oleh komposit ini dapat menjadi sangat kecil yaitu berada pada skala nanometer (1-100 nm) yang dapat meminimalkan terjadinya penghamburan cahaya, maka material tersebut juga bersifat transparan [2].
Pemodifikasi organik yang dapat digunakan untuk keperluan pemrosesan ini adalah cairan ionik (Ionic Liquid). Cairan ionik adalah material yang hanya terdiri atas spesies ionik (kation dan anion), tidak mengandung molekul netral tertentu, dan mempunyai titik leleh relatif rendah. Terletak pada suhu <100 oC, walaupun umumnya pada suhu kamar [2]. Salah satu pemodifikasi organik yang digunakan adalah cetyltrimethylammonium bromide (CTAB). Hal ini dikarenakan sifat dari CTAB yang mampu menurunkan kepolaran dari clay yang akan dijadikan sebagai pengisi pada komposit ini.
Clay dalam keadaan alaminya bersifat hidrofilik dan immicible di dalam larutan organik. Sedangkan bahan polimer bersifat hidrofobik. Untuk membuat keduanya compatible, polaritas atau sifat hidrofilik dari clay harus dimodifikasi agar lebih bersifat organiksehingga dapat berinteraksi dengan baik dengan polimer. Salah satu cara untuk memodifikasi clay adalah dengan pertukaran kation organik [3]. Salah satu cara pertukaran kation organik adalah dengan mereaksikan clay dengan garam ammonium.
Selain mineral alam, titanium dioksida (TiO2) dalam bentuk carbon nano tube juga dapat digunakan sebagai bahan pengisi untuk meningkatkan sifat dari komposit. TiO2 dapat meningkatkan sifat mekanik dan termal pada suatu komposit secara signifikan [4]. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang pengaruh TiO2 sebagai pengisi terhadap sifat mekanik dari komposit.
1. Nidya Chitraningrum (2008) membuat komposit epoksi-bentonit dengan menggunakan surfaktan heksadesiltrimetilamonium bromida dengan metode ultrasonik didapatkan hasil tensile modulus yang meningkat. Peningkatan maksimum diperoleh ketika dilakukan penambahan 2% wt kandungan clay, yaitu sebesar 8,24% [3] .
2. Syuhada dkk (2008) melakukan modifikasi bentonit (clay) menjadi organoclay dengan penambahan surfaktan dan didapatkan hasil bahwa pada rantai alkil yang lebih panjang didapatkan hasil yang lebih baik [6].
3. Ali H. Ataiwi dan Alaa A. Abdul-Hamaed (2010) membuat komposit poliester tidak jenuh berpengisi bentonit dengan aktivatior HCl dan Na2CO3 didapatkan hasil kekerasan komposit poliester meningkat maksimum pada penambahan 5% wt bentonit [7].
4. Nadras Binti Othman (2007) membuat komposit dengan menggunakan polipropena sebagai matriks dan bentonit sebagai pengisi dengan variasi pengisi dari 10% hingga 50%. Hasil yang didapat adalah pengisian bentonit ke dalam matriks PP telah menunjukkan peningkatan pada modulus Young dan kestabilan termal [1].
5. Nurdin Bukit dkk (2013) melakukan modifikasi bentonit alam sebagai material nano partikel sebagai pengisi nano pada High Density Poliethylene (HDPE) dengan hasil yang didapatkan adalah peningkatan tensile strength pada penambahan 2 sampai 6%, dan penurunan dengan penambahan di atas 6%, dan juga penurunan pada pemanjangan saat putus. Pada hasil analisis SEM, HDPE telah menyatu dengan nano bentonit [8].
1.2 Perumusan Masalah
Permasalahan dalam penelitian ini adalah bagaimana pengaruh penambahan bentonit termodifikasi sebagai pengisi dalam memperbaiki kekurangan sifat resin epoksi yaitu dalam hal kekuatan tarik (tensile strength), kekuatan bentur (impact strength) dan penyerapan air (water absorption).
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dalam penelitian ini adalah menentukan komposisi terbaik antara bentonit termodifikasi terhadap kekuatan tarik (tensile strength), kekuatan bentur (impact strength) dan penyerapan air (water absorption), pada komposit epoksi yang dihasilkan.
1.4 Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat:
1. Memberikan informasi tambahan bagi dunia industri tentang pemanfaatan bentonit termodifikasi sebagai pengisi pada komposit
2. Memberikan informasi terutama dalam bidang penelitian komposit tentang pengaruh bentonit termodifikasi sebagai bahan pengisi komposit epoksi sehingga dapat diketahui komposisi pengisi yang terbaik diantara kedua jenis pengisi.
1.5 Ruang Lingkup Penelitian
Variabel Tetap Variabel Bebas Perbandingan resin epoksi dengan
hardener sebesar 1:1
Kandungan berat pengisi sebesar 5, 10, 15, dan 20% dari berat komposit
Perbandingan antara bentonit termodifikasi dengan TiO2 (Titanium Dioksida) sebagai filler sebesar 96 : 4
Variasi konsentrasi CTAB pada modifikasi bentonit yaitu sebesar 0,05, 0,1, dan 0,15 M
