PEN GOLAH AN DAN K ARAK TER ISA S I ZEO LI T AL AM DAN AB U B OILER S EB AGAI B AHAN PE NGIS I T ERM OPL AST IK
LDPE ( LOW D ENSITY POLYETHYLENE )
Oleh:
Norma Septiani NIM 4101240007 Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
iv
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahi robbil alamin, puji syukur penulis kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahn-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi sesuai dengan waktu yang
direncanakan. Tema yang dipilih dalam penelitian ini berupa “ Pengolahan dan
Karakterisasi Zeolit Alam dan Abu Boiler Sebagai Bahan Pengisi Termoplastik LDPE (Low Density Polyethylene)”. Penelitian ini telah dilakukan mulai bulan Februari 2014 sampai dengan bulan Juni 2014. Tugas akhir ini merupakan salah satu tugas dan persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Sains Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan.
v
bang Nizam, bang Daniel atas dukungannya selama ini dan berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu.
Secara khusus penulis ucapkan beribu-ribu terimakasih kepada kedua Uwa, Mama, Ayah, adik Harun Arrasid, abang Endar, abang Raja, abang Iskandar, kakak-kakak, Ujing Mina, nenek dan keluarga besar yang tak pernah henti-hentinya memberikan doa, semangat, kasih sayang dan dukungan yang besar baik spiritual maupun material. Hanya Allah SWT yang bisa membalas kebaikan dan jasa-jasa semua keluarga baik didunia maupun akhirat.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa karya tulis ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu penulis dengan segala ketulusan dan kerendahan hati diharapkan kritik dan saran yang bertujuan untuk memperbaiki dan penyempurnaan dimasa mendatang melalui email saya yang tercantum dibawah
ini “normaseptiani683@ymail.com”. Semoga karya tulis ini dapat bermanfaat
bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di dalam ilmu Polimer Termoplastik.
Medan, Juli 2014
Norma Septiani
iii
PENGOLAHAN DAN KARAKTERISASI ZEOLIT ALAM DAN ABU BOILER SEBAGAI BAHAN PENGISI TERMOPLASTIK LDPE
(LOW DENSITY POLYETHYLENE)
Norma Septiani (NIM 4101240007)
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian pengolahan dan karakterisasi zeolit alam dan abu boiler kelapa sawit sebagai bahan pengisi termoplastik LDPE. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui ukuran kristal, struktur kristal serta kandungan bahan pengisi zeolit alam dan abu boiler kelapa sawit sebagai pengisi termoplastik LDPE dengan karakterisasi XRD dan pengaruh pengisi terhadap kekuatan mekanik nanokomposit. Dalam penelitian ini proses pengolahan zeolit alam dan abu boiler kelapa sawit diolah menjadi nanokomposit menggunakan alat Planetary Ballmil PM Retsch, bentuk zeolit alam yang masih bongkahan dihancurkan dengan martil, kemudian dibalmil selama 1 jam dengan kecepatan 250 rpm, zeolit dan abu boiler yang sudah digiling selama 1 jam diayak dengan ukuran 200 mesh. Dilakukan proses pemurnian zeolit alam dengan HCl 2M, untuk abu boiler kelapa sawit NaOH 2,5M selama 4 jam dan dikeringkan pada suhu 100 0C selama 2 jam. Selanjutnya dibalmil selama 15 jam dengan kecepatan 400 rpm, kemudian dikarakterisasi dengan XRD.
Dari hasil penelitian diperoleh hasil analisis XRD ukuran diameter kristal rata-rata zeolit alam sekitar 44,46 nm sedangkan ukuran abu boiler 100,7 nm. Kandungan yang dominan dari zeolit alam SiO2 quartz dan cristobalite dan abu boiler SiO2 dan Al2Si2O5(OH)4. Adapun matrik yang digunakan adalah LDPE dan kompatibilizernya PE-g-MA. Zeolit alam dan abu boiler kelapa sawit dicampurkan dengan variasi perbandingan berat 30/70, 40/60, 50/50, 60/40, 70/30. Proses pembuatan nanokomposit dengan cara mencampurkan zeolit alam dan abu boiler kelapa sawit sebagai bahan pengisi pada campuran LDPE dan PE-g-MA. Setiap variasi dimasukkan kedalam internal mixer agar pencampuran lebih homogen dengan kecepatan 60 rpm pada suhu 150 0C selama 10 menit dengan komposisi LDPE 88 %, bahan pengisi 10% dan PE-g-MA 2% berat. Hasil uji mekanik diperoleh nilai kekuatan tarik dn modulus elastis meningkat pada variasi 70/30 sebesar 9,16 MPa dan 155,18 MPa. Sedangkan nilai perpanjangn putus lebih besar pada variasi 30/70 % sebesar 251%.
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan i
Riwayat Hidup ii
Abstrak iii
Kata Pengantar iv Daftar Isi vi
Daftar Gambar viii
Daftar Tabel x
Daftar Lampiran xi
BAB I. PENDAHULUAN 1
1.1.Latar Belakang 1
1.2.Batasan Masalah 6
1.3.Rumusan Masalah 6
1.4.Tujuan Penelitian 7
1.5.Manfaat Penelitian 7
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 8
2.1. Polietilena 8
2.1.1. Polietilena Berdensitas Rendah (LDPE) 9
2.2. Zeolit Alam 11
2.2.1. Karakteristik Zeolit 14
2.3. Abu Boiler 16
2.3.1. Proses Abu Boiler Kelapa Sawit 17
2.4. Nanokomposit 18
2.5. Bahan Pengisi (Filler) 19
2.6. Pemurnian Bahan Pengisi 20
2.7. PE-g-MA (Polietilena grafting Maleat Anhidrida) 22
2.8. Analisis Sifat Mekanik 24
2.8.1 Kekuatan Tarik (Tensile Strength) 24
vii
2.8.3. Perpanjangan Putus 27
2.9. Analisis XRD (X-Ray Diffractometry) 27
BAB III. METODE PENELITIAN 30
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian 30
3.1.1. Tempat Penelitian 30
3.1.2. Waktu Penelitian 31
3.2. Alat dan Bahan 31
3.2.1.Alat Penelitian 31
3.2.2. Bahan Penelitian 32
3.3 Prosedur Penelitian 32
3.3.1. Proses Pengolahan Zeolit 32
3.3.2. Proses Pengolahan Abu Boiler Kelapa Sawit 35
3.3.3. Pencampuran Bahan 36
3.4.Pengujian 38
3.4.1. X-Ray Diffractometry (XRD) 38
3.4.2. Analisa Sifat Mekanik 39
3.5. Diagram Alir Penelitian 39
3.5.1. Diagram Alir Penelitian Tahap I 38
3.6. Teknik Analisa Data 40
3.6.1. Analisis Data Partikel Zeolit 40
3.6.2. Analisis Data Nanokomposit LDPE Dengan Filler Zeolit Alam Dan Abu Boiler 40
3.6.3. Teknik Pengumpulan Data Uji Mekanik Nanokomposit 41
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 42 4.1. Hasil Penelitian 42
4.1.1. Hasil Karakterisasi Zeolit Alam dengan XRD (X-Ray Difractory) 42
4.1.2. Hasil Karakterisasi Abu Boiler dengan XRD (X-Ray Difractory) 44
4.1.3. Hasil Uji Mekanik (kekuatan tarik, perpanjangan putus dan modulus elastis) 46
viii
4.1.3.2. Hasil Uji Mekanik Sampel 2 48 4.1.3.3. Hasil Uji Mekanik Sampel 3 49 4.1.3.4. Hasil Uji Mekanik Sampel 4 50 4.1.3.5. Hasil Uji Mekanik Sampel 5 51
4.2. Pembahasan 52
4.2.1. Analisis Uji XRD Partikel Zeolit Alam 52 4.2.2. Analisis Uji XRD Abu Boiler 52 4.2.3. Analisis Kekuatan Tarik, Perpanjangan Putus dan Modulus
Young’s Nanokomposit LDPE/filler/PE-g-MA 53
BAB V.Kesimpulan dan Saran 57
5.1. Kesimpulan 57
5.2. Saran 57
xi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1.Sifat fisik dan mekanik LDPE 10
Tabel 2.2. Komposisi kimia Abu Boiler 16
Tabel 3.1.Waktu Penelitian 30
Tabel 3.2. Alat-Alat Penelitian 31
Tabel 3.2.1. Bahan Penelitian 32
Tabel 3.3. Perbandingan campuran filler 36
Tabel 3.3.1. Komposisi pencampuran nanokomposit 36
Tabel 3.4 Data Kekuatan Tarik 41
Tabel 4.1. Hasil analisis difraksi sinar-X zeolit alam 43
Tabel 4.2. Kandungan Senyawa yang terbentuk pada zeolit alam 44
Tabel 4.3. Hasil analisis difraksi sinar-X abu boiler 45
Tabel 4.4. Kandungan Senyawa yang terbentuk pada abu boiler 46 Tabel 4.5(a). Data hasil pengujian mekanik LDPE
dengan filler zeolit alam/abu boiler perbandingan 30/70 48 Tabel 4.5(b). Data hasil pengujian mekanik LDPE
dengan filler zeolit alam/abu boiler perbandingan 40/60 49 Tabel 4.5(c). Data hasil pengujian mekanik LDPE
dengan filler zeolit alam/abu boiler perbandingan 50/50 50 Tabel 4.5(d). Data hasil pengujian mekanik LDPE
dengan filler zeolit alam/abu boiler perbandingan 60/40 51 Tabel 4.5(e). Data hasil pengujian mekanik LDPE
dengan filler zeolit alam/abu boiler perbandingan 70/ 30 52 Tabel 4.6. Data hasil pengujian kekuatan tarik, perpanjangan putus
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Butiran LDPE 9
Gambar 2.2. Contoh Zeolit Alam 11
Gambar 2.3.Abu Boiler 17
Gambar 2.4.Grafik Pengaruh Waktu Dealuminasi Dengan Konversi 21
Gambar 2.5. Mekanisme Pengikatan PE-g-MA 23
Gambar 2.6. Alat Uji Tarik 25
Gambar 2.7. Kurva Tegangan-Regangan Bahan Polimer 26
Gambar 2.8. Pola XRD Komposit LDPE/Zeolit CTAB 29
Gambar 2.9. Pola XRD Komposit LDPE/Zeolit Kalsinasi 29
Gambar 3.1. Balmil Planetary PM 200 Retsch 32
Gambar 3.2. Ayakan 200 mesh 33
Gambar 3.3. Pengadukan Zeolit dengan Magnetk Stirer 33
Gambar 3.4. Pengeringan dalam oven 34
Gambar 3.5. Proses balmil zeolit ukuran nano selama 15 jam 34
Gambar 3.6. Pengeringan abu boiler dalam oven 35
Gambar 3.7. Internal Mixer Labo Plastomil 37
Gambar 3.8. Alat Pemotong Dumbbell 37
Gambar 3.9. Bentuk Sampel Dumbbell 37
Gambar 3.10. Universal testing mechanic merek Orientec / UCT-5T 38
Gambar 3.11. Diagram alir penelitian 39
Gambar 4.1. Pola XRD zeolit alam 43
Gambar 4.2. Fasa yang terbentuk pada zeolit alam 44
Gambar 4.3. Pola XRD abu boiler 45
Gambar 4.4. Fasa yang terbentuk pada abu boiler 46
Gambar 4.5. Pola XRD zeolit alam dan abu boiler 47
Gambar 4.6.(a) Grafik tegangan dan regangan rata-rata bahan LDPE 48
Gambar 4.6.(b) Grafik tegangan dan regangan rata-rata bahan LDPE 49
Gambar 4.6.(c) Grafik tegangan dan regangan rata-rata bahan LDPE 50
x
Gambar 4.6.(e) Grafik tegangan dan regangan rata-rata bahan LDPE 52 Gambar 4.7. Grafik kekuatan tarik terhadap campuran
komposisi zeolit alam dan abu boiler 55 Gambar 4.8. Grafik perpanjangan putus terhadap campuran
komposisi zeolit alam dan abu boiler 56 Gambar 4.9. Grafik modulus elastis terhadap campuran
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Hasil Uji XRD Partikel Zeolit Alam 58 Hasil Uji XRD Abu Boiler 63 Lampiran 2. Hasil Perhitungan Ukuran Nanokomposit
Zeolit Alam Metode Schrer 68 Hasil Perhitungan Ukuran Nanokomposit
Abu Boiler Metode Schrer 69
Lampiran 3. Analisis Zeolit Alam 71
Analisis Abu Boiler 74
Lampiran 4. Hasil Uji Mekanik 77
Lampiran 5. Surat Keterangan Penelitian 82 Lampiran 6. Surat Keterangan Balasan Penelitian 84
1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Penggunaan plastik telah meluas hampir ke seluruh bidang kehidupan. Berbagai produk dan peralatan dihasilkan dari bahan ini karena dinilai lebih ekonomis, tidak mudah pecah, fleksibel, dan ringan. Sekarang ini banyak dijumpai produk-produk rumah tangga yang terbuat dari plastik, seperti alat-alat dapur, sapu ijuk, kursi, meja, pot bunga, pipa air, talang rumah, ember, sampai pada kendaraan bermotor. Diantara jenis plastik yang sering digunakan adalah termoplastik karena dapat didaur ulang. Termoplastik yang sering digunakan adalah polietilena, polipropilena, polistirena dan lain-lain.
Polietilena adalah polimer termoplastik yang secara komersial banyak digunakan sehingga diproduksi secara besar. Banyaknya permintaan polietilena tidak terlepas dari sifat–sifatnya yang tahan terhadap zat kimia, ringan, mudah dibentuk dan tidak mahal (Sitepu,I.P., 2009). Polietilen adalah bahan termoplastik yang kuat dan dapat dibuat dari yang lunak sampai yang kaku. Ada dua jenis polietilen yaitu polietilen densitas rendah (low density polyethylene/ LDPE) dan polietilen densitas tinggi (high density polyethylene/HDPE). Polietilen densitas rendah relatif lemas dan kuat, digunakan antara lain untuk pembuatan kantong kemasan, tas, botol, industri bangunan, dan lain-lain. Keduanya mempunyai sifat yang berbeda, LDPE derajat kristalinitasnya 60%, HDPE derajat kristalinitasnya 95%. Kelebihan polimer LDPE sebagai matriks antara lain: mudah diproses, suhu pemrosesan yang lebih rendah dibandingkan polimer lain serta lebih aplikatif dalam penggunaannya. Polimer termoplastik seperti polietilen densitas rendah (LDPE) merupakan bahan komposit polimer komersial yang relatif lebih murah dibandingkan polimer termoset yang tersedia (Hamid., 2008).
2
komposit dilakukan dengan memadukan dua material yang berbeda sehingga dapat meningkatkan sifat mekanik dari material tersebut. Polimer komposit dengan rekayasa material dapat dilakukan dalam ukuran berskala nano. Banyak penelitian menyebutkan bahwa pembuatan komposit dengan filler ukuran nano dapat meningkatkan properti dari material tersebut (Barleany,dkk.,2011). Beberapa bahan pengisi (filler) yang dapat digunakan pada plastik untuk meningkatkan sifat fisik material dan untuk mengurangi biaya komponen, mempercepat proses pencetakan dan meningkatkan konduktivitas termal polimer tersebut (Surdia dan Shinrokhu., 1984). Penelitian yang telah menggunakan sebagai bahan pengisi termoplastik LDPE diantaranya: LDPE/tempurung kelapa (Hamid,T.,2008), LDPE/pati (Yuniari, A.,2011), LDPE/serat nanas dan organoclay pacitan (Nizmah, S.,2010), LDPE/selulosa tandan kelapa sawit (Marpaung, Nalom D.,2011) dan LDPE/zeolit alam (Juliana, S., 2013).
Zeolit sebagai filler dapat memperbaiki karakteristik dan meningkatkan kinerja membran. Mineral zeolit mengandung senyawa alumunium silikat yang memiliki struktur logam biasanya logam alkali tanah (Na, K, Mg, Ca dan Fe) dan molekul air yang cenderung dapat bergerak bebas dalam ruang intermilar struktur rongga (Rakhmatulah, dkk., 2007). Kandungan silika dalam zeolit merupakan parameter penting yang menentukan rapat massa, tingkat keasaman dan daya tahan termal zeolit. Dewasa ini lempung alumina silikat banyak dipakai untuk memproduksi zeolit dengan kandungan silika yang tinggi (Subaer.,2007).
3
Secara umum abu boiler dapat didefinisikan sebagai materi sisa yang tidak habis terbakar dan berfungsi dalam proses pembakaran karbon, hidrogen, sulfur, oksigen dan penguapan air yang terkandung dalam tandan buah sawit dan cangkang buah sawit. Abu boiler tersebut berwarna gelap (hitam keabu-abuan) dan ukuran butirnya bervariasi dari ukuran pasir hingga kerakal (pebble). Komposisi kimia abu boiler didominasi oleh SiO2, Al2O3,CaO dan lainnya. Pada dasarnya abu boiler mempunyai komposisi kimia yang menyerupai aluminosilikat lainnya seperti lempung. Bahan ini memadat selama berada di dalam gas-gas buangan dan dikumpulkan menggunakan presipitator elektrostatik (Falah., 2012). Untuk itu penelitian ini akan digunakan bahan pengisi termoplastik LDPE dengan mencampurkan zeolit alam dan abu boiler kelapa sawit yang diharapkan akan meningkatkan sifat mekanik suatu bahan polimer.
Penelitian yang telah dilakukan yaitu tentang pengolahan zeolit alam sebagai bahan pengisi nano komposit polipropilena dan karet alam SIR-20 dengan kompatibeliser anhidrida oleh (Bukit, N., 2011), memperoleh kesimpulan bahwa ada pengaruh dari variasi komposisi nano partikel zeolit alam yang dikalsinasi dan tanpa kalsinasi terhadap campuran antara PP/PPMA dan PP /PPMA /kompon SIR-20 pada sifat mekanik dengan adanya peningkatan kekuatan tarik jika dibanding tanpa mengunakan nano partikel zeolit alam secara umum nano partikel zeolit alam dapat digunakan sebagai salah satu bahan pengisi pada termoplastik elastomer (TPE) dan termoplastik polipropilena.
4
Penelitian (Jamizar, dkk.,2013) pengaruh pemanfaatan abu kerak boiler cangkang kelapa sawit sebagai bahan tambahan (admixture) semen terhadap kuat tekan mortar didapatkan hasil penambahan abu kerak boiler pada bahan ikat semen portland juga mempunyai daya serap air yang tingggi dibandingkan dengan mortar kontrol. Penambahan abu kerak boiler cangkang kelapa sawit terhadap mortar berpengaruh terhadap kuat tekan mortar karena abu kerak boiler menyebabkan porositas dan permeabilitas bertambah sehingga membuat nilai kuat tekan mortar turun dari mortar kontrol karena butiran abu kerak boiler lebih besar dari butiran semen akan menghasikan serapan air semakin tinggi.
Dari penelitian (Hutabarat.,2009) mengenai pemanfaatan abu boiler fiber recovery pabrik pulp dan kertas sebagai bahan pengisi untuk ketahanan panas dan nyala komposit didapatkan hasil bahwa dengan penambahan maleat anhidrat sebagai coupling agent terhadap matriks polipropilena memperlihatkan adanya peningkatan sifat mekanik dan termal. Sedangkan penelitian (Zarina, dkk.,2013) mengenai pengaruh awal kalsinasi pada sifat abu boiler untuk gabungan geopolimer didapatkan hasil untuk komposisi kimia abu boiler berfluktuasi ketika dipanaskan sampai 800ºC(BA2) dan 1000ºC(BA3), untuk kuat tekan geopolimer meningkat pada suhu kalsinasi 800ºC menurun pada suhu 1000ºC.
Polimer dan Zeolit merupakan material yang tidak kompatibel apabila di padukan, maka untuk memadukannya diperlukan Compatibilizer. Compatibilizer PE-g-MA merupakan senyawa spesifik yang dapat digunakan untuk memadukan polimer yang tidak kompatibel menjadi campuran yang stabil melalui ikatan intermolekuler (Bukit, N.,2011).
5
Peningkatan kekuatan komposit serat alam dapat dilakukan dengan dua cara yaitu dengan memberikan perlakuan kimia serat atau dengan penambahan coupling agen. Perlakuan kimia serat sering dilakukan adalah perlakuan alkali seperti NaOH karena harganya lebih ekonomis (Umardani dan Catur.,2009). Aktivasi asam pada zeolit menyebabkan terjadinya dekationisasi yang menyebabkan bertambahnya luas permukaan zeolit karena berkurangnya pengotor yang menutupi pori-pori zeolit. Luas permukaan yang bertambah diharapkan meningkatkan kemampuan zeolit dalam proses penyerapan.
Proses aktivasi secara fisis dilakukan dengan pemanasan yang bertujuan untuk menguapkan air yang terperangkap dalam pori-pori kristal zeolit sehingga jumlah pori dan luas permukaan spesifiknya bertambah. Aktivasi secara kimia dapat dilakukan dengan menggunakan larutan HCl yang bertujuan untuk membersihkan permukaan pori, membuang senyawa pengganggu dan menata kembali letak atom yang dipertukarkan (Windarti dan Ahmad.,2004).
(Hamid.,2008), meneliti pengaruh modifikasi kimia terhadap sifat-sifat komposit polietilena densitas rendah (LDPE) terisi tempurung kelapa yang memperoleh hasil bahwa semakin tinggi kandungan partikel TK di dalam komposit LDPE/TK yaitu hingga 60 % maka kekuatan tarik dan modulus Young akan semakin meningkat, tetapi perpanjangan pada saat putus berkurang. Kestabilan termal komposit LDPE/TK relatif meningkat dengan semakin meningkatnya kandungan pengisi TK (hingga 60%) pada saat temperatur mencapai 600 0C.
Dalam penelitian ini pemilihan bahan zeolit alam dan abu boiler dalam bentuk ukuran nanokomposit sebagai bahan pengisi matriks LDPE diharapkan dapat mengubah karakteristik bahan misalnya dapat meningkatkan sifat mekanik serta dapat mengeraskan matriks dan menambah kekakuan, mengurangi tegangan internal dan penggunaan bahan alam yang merupakan potensi dari daerah Jawa .
6
break (perpanjangan putus), Modulus Elastis) serta pengujian ukuran kristalisasi sinar-X (XRD). Dengan demikian judul penelitian ini adalah “Pengolahan dan Karakterisasi Zeolit Alam dan Abu Boiler Sebagai Bahan Pengisi Termoplastik LDPE (Low Density Polyethylene)”.
1.2. Batasan Masalah
Untuk membatasi ruang lingkup yang jelas berdasarkan uraian yang telah dikemukakan pada latar belakang di atas, maka penulis membatasai permasalahan sebagai berikut :
1. Filler yang digunakan adalah zeolit alam dan abu boiler kelapa sawit dengan perbandingan 30/70, 40/60,50/50, 60/40 dan 70/30.
2. Matriks yang digunakan adalah LDPE (Low Density Polyethlene) dengan campuran filler yang sudah berukuran nanometer dengan komposisi 10% dari masing-masing perbandingan persen berat (wt.%).
3. Karakterisasi yang dilakukan untuk mengetahui ukuran kristalisasi yaitu difraksi sinar-X (XRD), pengujian sifat mekanik (kekuatan tarik, Elongation at break (perpanjangan putus) dan Modulus Elastisitas).
4. Kompatibilizer yang digunakan dalam penelitian ini adalah PE-g-MA
1.3. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Berapa ukuran filler zeolit alam dan abu boiler kelapa sawit sesudah diballmill selama 15jam ?
2. Bagaimana sistem kristal dan kandungan yang terbentuk pada zeolit alam dan abu boiler setelah dibalmil 15jam ?
7
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui ukuran filler antara zeolit alam dan abu boiler kelapa sawit setelah diballmill 15 jam.
2. Untuk mengetahui kristalisasi dan fasa yang terbentuk pada zeolit alam dan abu boiler setelah dibalmil 15jam.
3. Untuk mengetahui pengaruh campuran zeolit alam dan abu boiler pada matriks LDPE terhadap sifat mekanik (kekuatan tarik, perpanjangan putus, dan modulus young).
1.5. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Memberikan informasi dasar tentang ukuran filler zeolit alam dengan abu boiler serta derajat kristalisasi (XRD) dan sifat mekanik (Kekuatan tarik, Elongation break, Modulus elastisitas) pada nanokomposit.
2. Merupakan suatu teknik yang baru dalam pembuatan nanokomposit dengan campuran zeolit alam dengan abu boiler.
57
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan pengolahan zeolit alam dan abu boiler kelapa sawit yang digiling dengan alat Planetary Ballmill PM Restch selama 15jam dengan kecepatan 400 rpm yang dilakukan pemurnian secara kimia sebagai bahan pengisi termoplastik LDPE/PE-g-MA yang berukuran nanokomposit. Dari hasil penelitian diperoleh beberapa kesimpulan yaitu:
1. Hasil ukuran diameter Kristal bahan pengisi (filler) pada zeolit alam yang diuji dengan menggunakan XRD (X-Ray Difraction) Shimadzu 6100 didapatkan ukuran rata-rata 44,46 nm sedangkan untuk abu boiler kelapa sawit 100,7 nm. Sehingga dari penelitian ini telah diperoleh ukuran filler zeolit alam dan abu boiler kelapa sawit nanometer.
2. Dari hasil XRD zeolit alam dari Jawa yang dibalmil selama 15 jam diperoleh kandungan unsur yang dominan SiO2 sebesr 2,451 % berat, dengan fase SiO2 quartz dengan sisitem kristal trigonal dan cristobalite dengan sistem kristal tetragonal, sedangkan kandungan yang diperoleh pada abu boiler kelapa sawit yang dominan adalah SiO2 sebanyak 3.295% dan Al2Si2O5(OH)4 sebesar 1,5 % berat dan ZrO2 sebesar 2,754 % berat . 3. Hasil uji mekanik nanokomposit yang diperoleh dari LDPE dengan zeolit
alam dan abu boiler kelapa sawit dengan compatibiliizer PE-g-MA didapatkan kekuatan tarik lebih besar saat variasi campuran perbandingan filler zeolit alam lebih banyak yaitu 70/30, sedangkan perpanjangan putus didapatkan nilai lebih besar pada variasi campuran 30/70, serta nilai modulus elastis lebih besar didapatkan pada variasi campuran 70/30.
5.2. Saran
Dalam proses pengolahan zeolit alam dan abu boiler dengan alat penggiling Planetary Ballmill PM retsch sebaiknya digunakan dengan kecepatan yang lebih besar, begitu juga perbandingan antara biji-biji bola dengan massa
58
filler. Selama proses penggilingan perlu diperhatikan kebersihan tabung agar tidak bercampur dengan zat-zat pengotor yang tidak seharusnya ada dalam kandungan filler (bahan pengisi).
DAFTAR PUSTAKA
Abdullah dan Khairurrijal. (2009), Karakterisasi Nanomaterial, Jurnal Nanosains dan Nanoteknologi, Vol 2.No.1
Anggraita, P.(2006), Penelitian bahan nano (nanomaterial) Di badan tenaga nuklir nasional, Jurnal Sains Materi Indonesia, ISSN : 1411-1098
Azwani. R. (2009), Pembuatan Filter Penjernih Air Dengan Menggunakan Campuran Zeolit Dan Kaolin, Skripsi, FMIPA,Unimed, Medan.
Bahruddin, dkk. (2012), Pemanfaatan Limbah Fly Ash Pabrik Kelapa Sawit Sebagai Filler Substitusi Untuk Material Karet Alam Termoset: Pengaruh Nisbah Fly Ash/Carbon Black Dan Kadar Coupling Agent Maleated Natural Rubber, Prosiding InSINas, 0404.
Barleany, dkk. (2011), Pengaruh Komposisi Montmorillonite pada Pembuatan Polipropilen Nanokomposit terhadap Kekuatan Tarik dan Kekerasannya, Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia Kejuangan, ISSN 1693 – 4393 Boccacini dan Gough. (2007), Tissue Engineering Using Ceramics and Polymers,
Woodhead Publishing Limited and CRC Press LLC, New York.
Bukit, N. (2011), Pengolahan Zeolit Alam Sebagai Bahan Pengisi Nano Komposit Polipropilena dan Karet Alam SIR-20 Dengan Kompatibiliser Anhidrida Maleat-Grafted-Polipropilena, Desertasi, FMIPA, Universitas Sumatra Utara, Medan.
Dewi, E.L. (2008), Sintesis dan Karakteristik Nanokomposit Membran ABS Tersulfonasi sebagai Material Polielektrolit, Jurnal Nanosains dan Nanoteknologi, Vol.2.No.1
Dwi dan Veronica. (2008), Proses Produksi DiEtil Eter dengan Dehidrasi Etanol pada Fase Cair, Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.
Ermiyati. (2007), Abu kelapa sawit sebagai pengganti sebagian semen Terhadap kuat tekan dan resapan air Pada mortar, Jurnal Sains dan Teknologi, Vol.6.No.2:31-34
Elhusna, dkk. (2013), Perilaku Kuat Tekan Mortar Semen Pasangan Dengan Abu Sabut Cangkang Sawit Yang Dioven Dan Tidak Dioven, Jurnal Inersia. Vol.5.No.1
Falah, H. (2012), Abu Boiler Sebagai Bahan Pengganti Semen dalam Campuran Beton dan Perbandingannya dengan Beton Normal, Skripsi USU, Fakultas Teknik, Medan.
Hadiyawarman, A. dkk. (2008). Fabrikasi Material Nanokomposit Superkuat, Ringan dan Transparan Menggunakan Metode Simple Mixing. Jurnal Nanosains dan Nanoteknologi. Vol. 1 No.1
Hamid, T. (2008), Pengaruh Modifikasi Kimia Terhadap Sifat-sifat Komposit Polietilena Densitas Rendah (LDPE) Terisi Tempurung Kelapa, Tesis USU, Medan.
Harahap, H. (2009),Pengaruh Waktu Terhadap Derajat Grafting Maleat Anhidrat Dalam High Density Polyethylene (Hdpe) Dengan Inisiator Benzoil Peroksida, Skripsi, Departemen Kimia, FMIPA,USU.
Jamizar, dkk. (2013), Pengaruh Pemanfaatan Abu Kerak Boiler Cangkang Kelapa Sawit Sebagai Bahan Tambahan (Admixture) Semen Terhadap Kuat Tekan Mortar, Jurnal Teknik Bangunan FT UNP, Vol 1.No.1
Juliana, S. (2013), Pengaruh modifikasi zeolit alam pada campuran lowDensity polyethylen (ldpe) dengan kompatibilizer PE-g-MA, Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan.
Kurniyasari. (2012). Sintesis Dan Karakterisasi Membran Komposit Alumina Silika Berpori Dan Aplikasinya Untuk Pemisahan Gas Metanol-Etanol, Skripsi Program Studi Kimia FMIPA, Universitas Indonesia.
Lumintang, R., dkk. (2002), Komposit Hibrid Polyester Berpenguat Serbuk Batang dan Serat Sabut Kelapa, Jurnal Rekayasa Mesin, Vol.2.No.2:145-153
Majid, dkk. (2010). Effects of Polyethylene-g-maleic Anhydride on Properties of Low Density Polyethylene/Thermoplastic Sago Starch Reinforced Kenaf Fibre Composites, Iranian Polymer Journal, Vol.19.No.7: 501-510
Marpaung, Nalom D.(2011), Pemanfaatan Selulosa Dari Tandan Kosong Kelapa Sawit Sebagai Bahan Pengisi Komposit Polietilena Densitas Rendah (LDPE), Skripsi, Fakultas Teknik, USU, Medan.
Nizmah, S.(2010), Karakterisasi Komposit Linear Low Density Polyethylena-Serat Nanas-Organoclay Pacitan, Skripsi, FMIPA, UI, Depok.
Rafli, R. (2008), Karakteristik Matriks Termoplastik Polietilena Terlapisi poligliserol Asetat, Tesis USU, Medan.
Rakhmatullah, dkk. (2007), Pembuatan Adsorben Dari Zeolit Alam Dengan Karakteristik Adsorption Properties Untuk Kemurnian Bioetanol,Insitut Teknologi Bandung, Bandung.
Rihayat dan Suryani. (2010), Pengolahan dan pengujian sifat termal polipropilen– clay Nanokomposit, Seminar Teknik Kimia, Soehadi Reksowardojo 2010. Rini dan Lingga. (2010), Optimasi aktivasi Zeolit Alam Untuk Dehumidifikasi,
Universitas Diponogoro, Semarang.
Siska, Rotua. (2010), Pembuatan Bahan Penjernih Air Dengan Menggunakan Campuran Zeolit Dan Arang Aktif Serbuk Gergaji Kayu, Skripsi Jurusan Fisika FMIPA,Unimed, Medan.
Sitepu, I.P., (2009), Pengaruh Konsentrasi Maleat Anhidrat Terhadap Derajat Grafting Maleat Anhidrat Pada HDPE dengan Inisiator Benzoil Peroksida, Skripsi USU, Medan.
Sriyanti, Ida. (2008), Nanocomposite prepared by simple mixing method, Proceeding Of The Third International Seminar On Science Education, Sriwijaya, ISBN : 978-602-8171-14-1
Subaer. (2007), Pengantar Fisika Geopolimer, Direktorat Jendral Pendidikan: Makassar.
Suharta, Tata.(2006), Penentuan Tekuk C-C-C pada Molekul Polietilena dengan Difraksi Sinar-X dan Metode Rietveld, Skripsi, FMIPA, UI.
Surdia,T. dan Shinroku. (1984), Pengetahuan Bahan Teknik, PT. Pradnya Paramita: Jakarta.
Susilawati, dkk. (2011), Biodegradable Plastics from a Mixture of Low Density Polyethylene (LDPE) and Cassava Starch with the Addiiton of Acrylic Acid, Jurnal Kimia, Vol.11.No.2
Taher, A.S, dkk. (2011), Synthesis and Characterization of Magnetite Zeolite Nano Composite, International Journal of Electrochemical Science,Vol 6, 6177-6183
Umardani dan Catur. (2009), Pengaruh Larutan Alkali dan Etanol Terhadap Kekuatan Tarik Serat Enceng Gondok dan Kompatibilitas Serat Enceng Gondok Pada Matrik Unsaturated Polyester Yukalac Tipe 157 Bqtn-Ex, Rotasi, Universitas Diponegoro, Vol.11.No.2
Windarti dan Ahmad. (2004), Preparasi Katalis Zeolit Alam Asam sebagai Katalis dalam Proses Pirolisis Katalitik Polietilena, Universitas Diponegoro, No. Artikel: JKSA. Vol.VII.No.3
Yuanita, D. (2010), Kajian Modifikasi dan Karakterisasi Zeolit Alam Dari Berbagai Negara, Proseding Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia, IBSN:978-XXX-XXXXX-X-X
Yudha. P, dkk. (2011), Studi Kopolimerisasi Grafting Asam Akrilat (Aa) Pada Polietilen (Pe) Dengan Inisiator H2O2/Fe2+: Sebagai Penukar Kation, Jurnal Kimia, Vol.5.No.2:143-145
Yuniari. A. (2011), Morfologi dan Sifat Fisika Polipaduan Low Density Polyethylene-Pati Tergrafting Maleat Anhidrat, Jurnal Riset Industri, Vol.5: 239-247