PEMANFAATAN BENTONIT ALAM SEBAGAI BAHAN
PENGISI PADA KOMPOSIT POLIPROPILENA UNTUK
BAHAN TEKNIK
TESIS
Oleh:
ENDANG MARFIDA PUTRI
117026019/FIS
PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PEMANFAATAN BENTONIT ALAM SEBAGAI BAHAN
PENGISI PADA KOMPOSIT POLIPROPILENA UNTUK
BAHAN TEKNIK
TESIS
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Fisika pada Program Pascasarjana
Fakultas Matematika dan Llmu pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Oleh :
ENDANG MARFIDA PUTRI
117026019/FIS
PROGRAM PASCASARJANA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PENGESAHAN TESIS
Judul Tesis : PEMANFAATAN BENTONIT ALAM
SEBAGAI BAHAN PENGISI PADA
KOMPOSIT POLIPROPILENA UNTUK
BAHAN TEKNIK
Nama Mahasiswa : Endang Marfida Putri Nomor Induk : 117026019
Program Studi : MAGISTER ILMU FISIKA
Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Menyetujui
Prof. Dr. Eddy Marlianto, MSc. Dr. Anwar Darma Sembiring, M.S.
Ketua Anggota
Ketua Program Studi, Dekan,
Dr. Nasruddin MN,M.Eng.Sc. Dr. Sutarman, M.Sc.
PEMANFAATAN BENTONIT ALAM SEBAGAI BAHAN PENGISI PADA KOMPOSIT POLIPROPILENA UNTUK BAHAN TEKNIK
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui morfologi dan komposisi bentonit alam serta mengetahui sifat mekanik, komposit Polipropilena (PP) dengan filler bentonit alam setelah dilakukan pemurnian secara kimia. Untuk komposit, dilakukan uji mekanik (kekuatan tarik, perpanjangan putus, Modulus Young), morfologi (SEM) dan uji termal dari komposit PP/Bentonit pemurnian secara kimia. Metode penelitian dilakukan yaitu proses modifikasi Bentonit alam dengan proses pengerusan menjadi ukuran 200 mest (µm) dimurnikan dengan HCl yang digunakan sebagai bahan pengisi. Adapun matrik yang digunakan adalah PP dan kompatibilizernya PP-g-MA dengan variasi bentonit alam (0,1.5,2.5,3.5,5) gram berat, kemudian dimasukkan kedalam internal mixer dengan suhu 180 selama 10 menit dengan kecepatan rotor 50 rpm karakteristik yang dilakukan untuk komposit yang dihasilkan untuk uji mekanik dengan universal tes mekanik (UTM) dan analisa thermal TGA-DTA dengan alat stratam TAG 24. Dari hasil penelitian Bentonit pada uji mekanik sifat kekuatan tarik menurun dengan bertambahnya kandungan bentonit, akan tetapi Modolus Youngnya meningkat dengan bertambahnya bentonit alam. Dari hasil analisis thermal diperoleh peningkatan suhu titik lebur dengan penambahan bentonit alam.
BENTONITE NATURAL MATERIALS PROCESSING AS TO FILL IN COMPOSITE MATERIALS ENGINEERING POLYPROPYLENE
ABSTRACT
This study aims to determine the morphology and composition of natural bentonite and the nature of mechanical, Composite Polypropylene (PP) with natural bentonite filler after chemical purification. For composites, mechanical test (Strength tensile, elongation at break, Young's Modulus), morphology (SEM) and Thermal test of the composite PP / Bentonite chemical purification. The research method is that the process of natural Bentonite modified with a size of 200 process mest (lm) was purified by HCl is used as a filler material. The matrix used is kompatibilizernya PP and PP-g-MA with a variety of natural bentonite (0,1.5,2.5,3.5, and 5) gram, and then inserted into the internal mixer with a temperature of 1800C for 10 min with a rotor speed of 50 rpm characteristics performed for resulting composites for mechanical tests with universal mechanical testing (UTM) and TGA-DTA thermal analysis with tools stratam TAG 24. The results were bentonite the mechanical properties of tensile strength tests decreased with increasing bentonite content, but Young’s Modolus increased with increasing natural bentonite. Obtained from the analysis of thermal melting temperature increases with the addition of natural bentonite.
Keywords: Natural Bentonite, PP, mechanical properties, morphology, thermal
PERNYATAAN ORISINALITAS
PEMANFAATAN BENTONIT ALAM SEBAGAI BAHAN PENGISI PADA KOMPOSIT POLIPROPILENA UNTUK BAHAN TEKNIK
TESIS
Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan
sumbernya dengan benar.
Medan, Juli 2013
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN
AKADEMIS
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan dibawah ini :
N a m a : ENDANG MARFIDA PUTRI N I M : 117026019
Program Studi : Magister Fisika Jenis Karya Ilmiah: Tesis
Demi pengmbangan ilmu pengetahuan, meyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusiv Royaliti Free Right) atas Tesis saya yang berjudul :
PENGOLAHAN BENTONIT ALAM SEBAGAI BAHAN PENGISI PADA KOMPOSIT POLIPROPILENA UNTUK BAHAN TEKNIK
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royaliti Non- Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base,merawat dan mempublikasikan Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, Juni 2013
Telah diuji pada Tanggal : 25 Juli 2013
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Prof. Dr. Eddy Marlianto , M.Sc. Anggota : 1. Dr. Anwar Dharma sembiring, MS
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
A. DATA PRIBADI
Nama : ENDANG MARFIDA PUTRI
Tempat tanggal lahir : Kotacane, 05 Maret 1985 Jenis kelamin : Perempuan
Agama : Islam
Alamat : Komp.Perumahan Tanah Merah blok 1 No.5, Kota Cane .
Telepon / HP : 082362333222
Email : [email protected] ` Nama Orang tua : Arsus Lihardi (ayah)
Arwina Putri (Ibu)
B. Riwayat Pendidikan
1993-1996 : SD Negeri 1 Kota Cane 1996-1999 : SMP Negeri 1 Kota Cane 1999-2002 : SMA Negeri 1 Kota Cane 2002-2006 : S1 FKIP Fisika UISU Medan 2011-2013 : Pasca Sarjana Fisika USU Medan
C. Pengalaman Kerja sebagai guru:
DAFTAR ISI
DAFTAR LAMPIRAN ... viii
BAB I PENDAHULUAN
2.4 Sifat-Sifat Polipropilena ... 14
2.5 Bahan Pengisi (Filler) ... 17
2.6 Purifikasi dan Modifikasi ... 18
2.6.1 Purifikasi ... 18
2.6.2 Modifikasi ... 19
2.7 Polipropilena Grafted Maleated Anhidride (PP- g-MA) ... 20
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ... 22
3.1.1 Tempat Penelitian ... 22
3.1.2 Waktu Penelitian ... 22
3.2 Alat Dan Bahan ... 22
3.2.1 Alat Penelitian ... 22
3.3.2 Pembuatan Mikrokomposit Dalam Internal
Mixer Laboplastomil ... 24
3.4 Pengujian Bentonit Alam dan Mikro Komposit ... 27
3.4.1 Partikel Bentonit Alam Hasil Pemurnian dan Kasinasi ... 27
3.4.2 Pengujian Mikro Komposit Poliprolilena ... 28
3.4.3 Analisa Sifat Termal ... 28
3.5 Teknik Analisis Data ... 31
3.5.1 Analisis Bentonit Alam Hasil Aktivasi Kimia dan Fisika ... 31
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
2.1 Perbedaan sifat Na-Bentonit dan Ca-Bentonit 8
2.2 Komposisi Bentonit Alam Pahae 9
2.3 Komposisi kimia 12
2.4 Karakterisasi Bentonit 13
3.1 Komposisi Campuran Komposit dalam Gram 24 3.2 Komposisi Campuran Komposit dalam Persen 24 3.3 Urutan Pencampuran Komposit dalam Internal Mixer 25
4.1 Uji Mekanik Sampel 34
4.2 DTA Sampel 36
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
2.1 Bentonit Alam Pahae 7
2.2 Struktur Bentonit 10
2.3 Struktur Kimia Polipropilena 15
2.4 Rantai Polipropilena 16
2.5 Rantai Polipropilena Isotaktis 16
2.6 Contoh Simbol dan Aplikasi Berbahan Plastik jenis PP 16
2.7 Struktur Zat Penyerasi dari PP-g-MA 20
2.8 Mekanisme Kerja Fungsionalisasi dari Polar PP-g-MA 21
3.1 Sampel Hasil Internal Mixer 32
3.2 Hasil Pemotongan Sampel Dengan Alat Pemotong JIS K 6781 26
3.3 SEM Model Zeiss dan Model Joel 27
3.4 Diagram Alir Penelitian 30
3.5 Kurva TGA-DTA 31
4.1 Morfologi Bentonit Alam 32
4.2 Morfologi Bentonit Alam Hasil Pemurnian dan Kalsinasi 600oC 33
4.3 Morfologi PP 33
4.4 Grafik Hubungan Kekuatan Tarik Terhadap Komposisi
Bentonit Alam 34
4.5 Perpanjangan Putus Terhadap Komposisi Bentonit 35 4.6 Modulus Young Terhadap Komposisi Bentonit 36
4.7 Grafik Temperatur Titik Lebur 37
4.8 Grafik Temperatur Titik Dekomposisi 37
4.9 Grafik Massa Terhadap Komposisi Campuran 38
