PENGARUH PANJANG SERAT TERHADAP SIFAT MEKANIK
DAN FISIK KOMPOSIT POLIPROPILENA-POLIPROPILENA
TERGRAFTING MALEAT ANHIDRAT
–
SERAT DAUN
NENAS YANG TELAH DIALKALISASI
SKRIPSI
DEASY FEBRIANI PANE
090802034
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENGARUH PANJANG SERAT TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN FISIK KOMPOSIT POLIPROPILENA-POLIPROPILENA
TERGRAFTING MALEAT ANHIDRAT-SERAT DAUN NENAS YANG TELAH
DIALKALISASI
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
DEASY FEBRIANI PANE
090802034
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : Pengaruh Panjang Serat Terhadap Sifat Mekanik dan Fisik Komposit Polipropilena-Polipropilena Tergrafting Maleat Anhidrat-Serat Daun Nenas Yang Telah Dialkalisasi
Kategori : Skripsi
Nama : Deasy Febriani Pane
Nomor Induk Mahasiswa : 090802034
Program Studi : Sarjana (S1) Kimia
PERNYATAAN
PENGARUH PANJANG SERAT TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN FISIK KOMPOSIT POLIPROPILENA-POLIPROPILENA
TERGRAFTING MALEAT ANHIDRAT-SERAT DAUN NENAS YANG TELAH
DIALKALISASI
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Desember 2013
Deasy Febriani Pane
PENGHARGAAN
Bismillahirrahmannirrahim
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karena atas rahmat dan karunianya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi sebaik mungkin. Dalam kesempatan ini penulis ingin menngucapkan terimakasih kepada:
Kedua orang tua tercinta, ayahanda Maju Pandapotan Pane dan Ibunda Erni
Sofiani Hutasuhut atas do’a, dukungan, kasih sayang, dan cintanya yang telah
sabar dan tiada henti memberikan perhatian kepada penulis. Kepada abang dan kakak tersayang R.Fadli Pane, SE, Ayu Mareita Kahar Nst, S.Psi, Rika Yolanda
Pane, Mhd.Fathoni Siregar, ST yang telah memberikan do’a, perhatian dan dukungan kepada penulis. Keponakan tersayang Rizkiyah Mariyani Siregar dan Nabila Alya Siregar yang telah menemani dan memberikan keceriaan kepada penulis. Bapak Dr. Darwin Yunus Nasution, MS selaku dosen pembimbing I dan bapak Drs. Amir Hamzah, M.Si selaku dosen pembimbing II yang telah meluangkan waktu dan membimbing penulis selama penelitian dan penyusunan skripsi. Ibu Dr. Rumondang Bulan Nst, Ms dan Bapak Albert Pasaribu, Msc selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia yang telah mensyahkan skripsi ini. Seluruh staf dan dosen Kimia FMIPA USU yang telah membimbing penulis. Staf Kimia Fisika dan Kimia Polimer Bang Edi yang telah membantu penulis selama penelitian, teman-teman asisten Kimia Fisika dan Kimia Polimer : Kak Tengku Rachmi Hidayani, Kak Uul, Kak Destia, Kak Rafika, Bang Tisna, Bang Enka, Kak Rudnin, Bang Firman, Kak Rinna, Kak Wimpy, Mira, Supran, Aidil, Neni, Iis, Gita, Diana, Leni, Choliq, Habiby, Suci, Uci, Uli. Seluruh teman-teman stambuk 2009, terkhusus Asyhari Akbar, Pravil, Mardariana, teman dekat Raisa dan Dwi yang telah berbagi suka dan duka selama perkuliahan dan memberikan semangat dalam penyusunan skripsi. Kepada saudara dan teman-teman yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah menyemangati penulis.
PENGARUH PANJANG SERAT TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN
Telah dilakukan penelitian untuk mengetahui sifat mekanik dan fisik dari polipropilena, polipropilena tergrafting maleat anhidrat (PP-g-MA) dan serat daun nenas dengan variasi berat polipropilena, PP-g-MA, serta panjang serat. Kekuatan tarik diuji berdasarkan ASTM D-638. Serat nenas telah direndam dalam NaOH 5% selama 1 jam, dan penyusunan serat dilakukan searah dengan panjang spesimen. Variasi berat PP:PP-g-MA:serat nenas yang digunakan 8:1:1, 7:2:1, 6:3:1, 5:4:1, 4:5:1. Hasil kekuatan tarik yang paling tinggi didapatkan dengan perbandingan 8:1:1 yaitu 34,57 Mpa dan nilai kemulurannya 4,15%. Dari hasil uji kerapatan perbandingan 8:1:1 memiliki kerapatan yang paling tinggi dan daya serap air yang paling rendah yaitu 0,95 gr/cm3 dan 1,32% (2jam), 1,33% (24 jam). Pada variasi panjang serat 1, 2, 3, 4, 5 cm perbandingan berat polipropilena, PP-g-MA yang digunakan merupakan hasil kuat tarik maksimum dari variasi berat polipropilena dan PP-g-MA yaitu 8:1:1. Kekuatan tarik yang paling tinggi didapatkan dengan panjang serat 3 cm yaitu 36,98 Mpa dengan nilai kemuluran 5,15%. Dari hasil uji kerapatan, panjang serat 3 cm memiliki kerapatan yang paling tinggi yaitu sebesar 0,96 gr/cm3 dan daya serap air sebesar 1,28 % (2 jam), 2,63% (24 jam).
THE INFLUENCE OF FIBER LENGTH ON MECHANICAL AND
The research about determined the mechanical and physical properties of polypropylene, polypropylene grafted maleic ahydride (PP-g-MA), and pineapple leaf fibre with weight variation polypropylene, PP-g-MA and fiber length. Tensile strength tested based on ASTM D-638. Pineapple leaf fiber has been soaked in 5% NaOH for 1 hour, and the arranged pinneapple fiber was same direction of the specimen. Variations of weight PP: PP-g-MA: pineapple fibers used such as 8:1:1, 7:2:1, 6:3:1, 5:4:1, 4:5:1. The highest tensile strength obtained on ratio 8:1:1 was 34.57 Mpa and strain value 4.15%. The density test ratio 8:1:1 has the highest and the lowest of water absorption test was 0,95 gr/cm3 and 1,32% (2 hours), 1,33% (24 hours). On variation of fiber length 1, 2, 3, 4, 5 cm weight ratio polypropylene, PP-g-MA was used a maximum tensile strength of variation polypropylene and PP-g-MA was 8:1:1. The highest tensile strength was obtained by fiber length 3 cm was 36.98 MPa with strain value 5.15%. The density test, fiber length 3 cm has the highest density was 0,96 gr/cm3 and the water absorption was 1,28% (2 hours) and 2,63% (24 hours).
DAFTAR ISI
1.6. Metodologi Penelitian 5
1.7. Lokasi Penelitian 7
2.9. Kopolimer Cangkok Matrik 16
2.10. Komposit 17
2.11. Karakterisasi Campuran Polimer 20
2.11.1. Spektroskopi Inframerah Fourier Transform (FTIR) 20
2.11.2. Uji Tarik 21
3.2.1. Pengambilan Serat Nenas 26 3.2.2. Proses Grafting Maleat Anhidrat Kedalam Polipropilena 26
3.2.3. Pemurnian PP-g-MA 26
3.2.4. Menghitung Derajat Grafting 27
3.2.5. Uji Spektroskopi FTIR 27
3.2.6. Proses Pembuatan Komposit PP/PP-g-MA/Serat Nenas 27
3.2.7. Uji Tarik 28
3.3.7. Proses Pencampuran PP/PP-g-MA/Serat Nenas 34
Bab 4. Hasil dan Pembahasan 35
4.1. Pembuatan PP-g-MA 35
4.2. Analisa FT-IR PP-g-MA 35
4.3. Analisa Kekuatan Tarik dan Kemuluran Komposit
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel Judul Halaman
2.3.1 Sifat Fisik dan Mekanik Serat Nenas 10
2.3.2. Komposisi Serat Nenas 11
2.11.2.1. Ukuran Spesimen Bentuk Dumbell Tipe I ASTM D-638 22
4.1.1. Data Hasil Pencampuran Bahan Polimer 35
4.2.1. Bilangan Gelombang FT-IR Polipropilena 36 4.2.2. Bilangan Gelombang PP-g-MA Setelah Pemurnian 36 4.3.1.1. Hasil Perhitungan Kekuatan Tarik dan Kemuluran
Komposit PP/PP-g-MA/Serat Nenas 37
4.3.2.1. Hasil Perhitungan Kekuatan Tarik dan Kemuluran dengan 40 Variasi Panjang Serat
4.4.1.1. Kerapatan Komposit Variasi Berat PP dan PP-g-MA 43 4.4.1.2.1. Kerapatan Komposit dengan Variasi Panjang Serat 44 4.4.2.1.1. Daya Serap Air dengan Waktu Perendaman 2 Jam 46
(Variasi Berat PP dan PP-g-MA)
4.4.2.1.2. Daya Serap air dengan Waktu Perendaman 24 Jam 47 (Variasi Berat PP dna PP-g-MA)
4.4.2.2.1. Daya Serap Air dengan Waktu Perendaman 2 Jam 48 (Variasi Panjang Serat)
4.4.2.2.2. Daya Serap Air dengan Waktu Perendaman 24 Jam
(Variasi Panjang Serat) 48
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman Gambar
2.2.1. Buah Nenas 9
2.5.1. Struktur Propilena 12
2.6.1. Struktur Maleat Anhidrat 14
2.9.1. Mekanisme Reaksi Serat dengan PP-g-MA 17
2.11.2.1. Bentuk Spesimen Dumbbell Tipe I ASTM D-638 22 4.3.1.1. Grafik Kekuatan Tarik (Mpa) dari Komposit PP/
PP-g-MA/Serat Nenas 38
4.3.1.2. Grafik Kemuluran (%) dari Komposit PP/PP-g-MA/ 39 Serat Nenas
4.3.2.1. Grafik Hubungan Panjang Serat dengan Kekuatan 41 Tarik
4.3.2.2. Grafik Hubungan Panjang Serat dengan Kemuluran 42 4.4.1.1. Grafik Hubungan Antara Variasi Komposit dengan 44
Densitas
4.4.1.2. Grafik Hubungan Antara Densitas dan Panjang 45 Serat
DAFTAR SINGKATAN
PP = Polipropilena
PP-g-MA = Polipropilena grafting Maleat Anhidrat FT-IR = Fourier Transform- Infra Red
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
Lampiran
1. Perhitungan 55
1.1. Kekuatan Tarik 55
1.2. Kemuluran 56
1.3. Kerapatan 56
1.4. Daya Serap Air 57
1.5. Derajat Grafting 57
2. Hasil Spektrum FT-IR 58
2.1. Spektrum FT-IR PP Murni 58
2.2.Spektrum FT-IR PP-g-MA murni 60
