Modifikasi Ban Bekas Melalui Metode Epoksidasi dan Grafting Monomer Metilmetakrilat Menggunakan Benzoil Peroksida

(1)

MODIFIKASI BAN BEKAS MELALUI METODE EPOKSIDASI DAN GRAFTING_{MONOMER METILMETAKRILAT MENGGUNAKAN}

BENZOIL PEROKSIDA

SKRIPSI

NOVIA SAFITRI 110802023

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

SKRIPSI

Diajukanuntukmelengkapitugasdanmemenuhisyaratmencapaigelar Sarjana Sains

NOVIA SAFITRI 110802023

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PERSETUJUAN

Judul : Modifikasi Ban Bekas Melalui Metode Epoksidasi dan Grafting Monomer Metilmetakrilat

Menggunakan Benzoil Peroksida

Kategori : Skripsi

Nama : Novia Safitri

Nomor Induk Mahasiswa : 110802023

Program Studi : Sarjana (S1) Kimia

Departemen : Kimia

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Disetujui di

Medan, Maret 2016

Komisi Pembimbing:

Pembimbing 2, Pembimbing 1,

Saharman Gea, Ph.D Dr. Marpongahtun, MSc NIP. 196811101999031001 NIP.196111151988032002

Diketahui / Disetujui Oleh

Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

(4)

PERNYATAAN

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Maret 2016

(5)

PENGHARGAAN

Bismillahirrahmanirrahiim,

Segala puji bagi Allah SWT, yang jikalau seluruh pohon di atas muka bumi ini dijadikan pena dan lautan dijadikan tinta untuk menuliskan ilmu Allah, maka tiada habis ilmu Allah. Atas nikmat Islam, Al-Qur’an dan diutusnya Muhammad saw., Rasul yang menjadi rahmat seluruh alam dan juga segala limpahan taufiq, dan inayah-Nya yang tiada putus dan henti-hentinya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang insha Allah sebaik mungkin. Ya Rabbi lakal hamdu wa lakasy syukru.

Penghargaan yang tinggi kepada orang tua tercinta, Ayahanda Syamsir dan Ibunda Ummu Yatun, terima kasih atas segala kasih sayang, pengorbanan, cinta, dukungan, dan kepercayaan yang tiada terkira kepada penulis. Kepada saudara saudari penulis Nastiti, Mhd. Ilmi, Niar, Masni, Bg Imam, Fitra dan Fitri. semoga kita semua bisa menjadi anak yang soleh solehah yang menjadi amalan zariah untuk kedua orang tua kita. Aamiin. Kepada Pa’le Ariyadi dan Bule’ Itah juga seluruh keluarga, terima kasih untuk segala do’a dan dukungannya.

Terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Marpongahtun, M.Sc selaku dosen pembimbing I dan Bapak Saharman Gea, Ph. D selaku dosen pembimbing II yang telah membantu dan memotivasi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Terima kasih juga kepada Ibu Dr. Rumondang Bulan Nasution, MS dan kepada Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku ketua dan sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU. Kepada seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah memberikan ilmunya kepada penulis selama pendidikan.

Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada sahabat saudara seperjuangan stambuk 2011 yang telah memberikan arti kebersamaan selama ini yang tak terlupakan. Rekan-rekan stambuk 2010-2014 dan seluruh asisten LIDA FMIPA USU, terima kasih atas persahabatannya.

“Sungguh bersama kesukaran itu pasti ada kemudahan. Oleh karena itu jika kamu telah selesai dari suatu tugas, kerjakan tugas lain dengan sungguh-sungguh & hanya kepada Tuhanmulah hendaknya kamu memohon & mengharap”. (Q.S. Al-Insyirah : 6-8)

Semoga Allah senantiasa mengabulkan doa kita dan membalas segala kebaikan yang telah diberikan kepada penulis. Aamiin Ya Rabbal Alamiin. Wa jazakumullah khaira.

(6)

MODIFIKASI BAN BEKAS MELALUI METODE EPOKSIDASI DAN GRAFTING MONOMER METILMETAKRILAT

MENGGUNAKAN BENZOIL PEROKSIDA

ABSTRAK

Modifikasi serbuk ban bekas melalui metode epoksidasi dan grafting

metilmetakrilat (MMA) pada ban bekas (BB)yang terepoksidasi dan dengan inisiator Benzoil peroksida telah dilakukan. Epoksidasi dilakukan dengan menambahkan campuran Asam Formiat dan H2O2(30:60) pada

suhu 50o_{C selama 2 jam, kemudian dilanjutkan dengan proses}_grafting

MMA 1 gdengan inisiator benzoil peroksida pada suhu 110oC selama 90 menit. Prosesepoksidasi dan grafting dilakukan dengan tekhnik refluks dalam labu leher tiga yang dirangkai dengan kondensor dan oil bath. Analisis spektra FTIR dilakukan untuk menentukan adanya peroses epoksidasi berupa senyawa epoksida pada ban bekas dan grafting MMA pada rantai E-BB. Hasil penelitian menunjukkan bahwa produk E-BBtelah terbentuk dengan ditandai munculnya puncak serapan bilangan gelombang pada daerah 1604,77 cm-1 yang merupakan vibrasi dari C=O (karbonil) dari senyawa epoksida. Hasil grafting MMA pada E-BB telah terbentuk dengan ditandai munculnya puncak serapan pada bilangan gelombang pada daerah 1689,64 cm-1.Serbuk ban bekas terepoksidasi dan ban bekas terepoksidasi grafting MMA dianalisa morfologi permukaan dengan SEM. Berdasarkan analisis morfologi permukaan menunjukkan campuran yang merata dan homogen.Penentuan persentase derajat grafting MMA denagn E-BB dilakukan dengan melarutkan dalam toluena panas dan ditambahkan 5 ml Asam trikloroasetat lalu dititrasi dengan KOH 0,5 N dengan penambahan indikator fenolftalein. Kemudian didapat persen derajat

graftingdengan perhitungan penetuan persen derajat grafting yang diperoleh dengan nilai sebesar 0,625 %.

(7)

MODIFICATION OF USED WASTE TYRE RUBBER THROUGH EPOXIDATION METHODS AND GRAFTING MONOMERS

METHYLMETHACRYLATE USING BENZOYL PEROXIDE

ABSTRACT

The modification of used powder tyre (UPT) by epoxidation method and garfting of methilmethacrilate (MMA) into the epoxidized UPT by using benzoil peroxide as initiator has been carried out. The epoxidation process was done by adding a mixture of formic acid and H2O2 (30:60) at 50 ° C for 2 hours, followed by added

1 g MMA for grafting process with the initiator benzoyl peroxide at a temperature of 110 oC for 90 minutes. The epoxidation process and grafting techniques carried out by reflux in a three-neck flask which is coupled with a condenser and oil bath. FTIR spectra analysis performed to determine their process epoxide epoxidation of a compound used tires and MMA grafting on the chain E-UPT. The results showed that the product E-UPT has been formed with the advent marked absorption peak at the wave number 1604,77 cm-1_{region which is the vibration of}

C=O (carbonyl) of the epoxide compound. Then the results of grafting MMA on E-UPT has been formed with the advent marked absorption peak at wave number at 1689,64 cm-1_{region. The epoxidised powders used tires and used tires}

epoxidised MMA grafting surface morphology was analyzed by SEM. Based on the analysis of surface morphology shows a uniform and homogenous mixture. The determination from the percentage of the degree from grafting of MMA with E-BB carried out by dissolving in hot toluene and added 5 ml trichloroacetic acid is then titrated with KOH 0,5 N by the addition of indicators pp. Then obtained by calculating the percent degree grafting obtained percent degree of grafting obtained with a value of 0,625%.

(8)

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan i

Pernyataan ii

Penghargaan iii

Abstrak iv

Abstract v

Daftar Isi vi

Daftar Tabel ix

Daftar Gambar x

Daftar Singkatan xi

Daftar Lampiran xii

Bab 1. Pendahuluan

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Perumusan Masalah 3

1.3. Pembatasan Masalah 4

1.4. Tujuan Penelitian 4

1.5. Manfaat Penelitian 5

1.6. Lokasi Penelitian 5

1.7. Metodologi Penelitian 5

Bab 2. Tinjauan Pustaka

2.1. Ban Karet 8

(9)

2.1.3.Bahan Pengaktif 10

2.1.4.Bahan Pemercepat 10

2.1.5.Bahan Penstabil 11

2.2. Devulkanisasi Karet Alam dan Karet Ban Bekas 12

2.3. Epoksidasi 13

2.4. Serbuk Ban Bekas 14

2.5. Monomer 14

2.6. Benzoil Peroksida 17

2.7. Metilmetakrilat

2.8. Proses Grafting

18

19

2.9. Karakterisasi Polimer 21

2.9.1. Fourier Transform Infrared 21

2.9.2. Scanning Electron Microscopy

2.9.3. Analisa Derajat Grafting

23

24

Bab 3. Metode Penelitian

3.1. Alat dan Bahan

3.3.4. Proses Epoksidasi Serbuk Ban Bekas 3.3.5. Proses Grafting BB-g-MMA 3.3.6. Proses Grafting BB-g-MMA 3.3.7. Penentuan Derajat Grafting E-BB-g-MMA 28

28

(10)

Bab 4.

Bab 5.

Daftar Pustaka

3.3.8. Analisa Gugus Fungsi dengan FTIR

3.3.9. Analisa Morfologi dengan SEM

3.4. Bagan Penelitian

3.4.1. Bagan Preparasi Sampel

3.4.2. Bagan Pengekstrakan Ban Bekas

3.4.3. Bagan BB-g-MMA

3.4.4. Bagan Pemurnian BB-g-MMA

3.4.5. Bagan Proses Epoksidasi Serbuk Ban Bekas

3.4.6. Bagan E-BB-g-MMA

3.4.7. Bagan Pemurnian E-BB-gMMA

3.4.8. Bagan Penentuan Derajat Grafting E-BB-g-MMA

Hasil dan Pembahasan

4.1. Hasil Pengekstrakan Karet Ban Bekas

4.2. Hasil Proses BB-g-MMA

4.3. Metode Epoksidasi

4.3.1. Pembuatan E-BB

4.4. Hasil Proses E-BB-g-MMA

4.5. Analisa Sifat Morfologi dengan SEM

4.6. Penghitungan Persentase Derajat Grafting

(11)

DAFTAR TABEL

Nomor Judul

Tabel

2.1 Pembagian daerah radiasi inframerah

3.1

4.1

4.2

4.3

4.4

Alat dan Bahan

Daerah absorbansi untuk seluruh uji FT-IR

Titrasi Blanko

(12)