Pengaruh Jenis Kepolaran Pelarut Terhadap Pembentukan Kopolimer Graft Asam Akrilat Dengan Film Polipropilena

Bahan Seminar Hasil Departemen Kimia

PENGARUH JENIS KEPOLARAN PELARUT TERHADAP

PEMBENTUKAN KOPOLIMER

GRAFT

_{ASAM AKRILAT}

DENGAN FILM POLIPROPILENA

SKRIPSI

M. SHOLLY

080822038

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2012

PENGARUH JENIS KEPOLARAN PELARUT TERHADAP

PEMBENTUKAN KOPOLIMER

GRAFT

ASAM AKRILAT DENGAN

FILM POLIPROPILENA

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar sarjana sains

M. SHOLLY

080822038

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2012

PERSETUJUAN

Judul

: PENGARUH PELARUT TERHADAP

PEMBENTUKAN KOPOLIMER

GRAFT

ASAM AKRILAT DENGAN FILM

POLIPROPILENA

Kategori

: SKRIPSI

Nama

: M. SHOLLY

Nomor Induk Mahasiswa

: 080822038

Program Studi

: SARJANA (S 1) KIMIA EKSTENSI

Departemen

: KIMIA

Fakultas

: MATEMATIKA DAN ILMU

PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS

SUMATERA UTARA

Disetujui di Medan, Agustus 2012

Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2 Pembimbing 1

Drs. Amir Hamzah Siregar,MS Dr. Darwin Yunus Nasution,MS NIP.196106141991031002 NIP. 195508101981031006

Diketahui / Disetujui oleh Departemen Kimia FMIPA USU

Ketua

Dr. Rumondang Bulan Nst, MS NIP. 195408301985032001

PERNYATAAN

PENGARUH JENIS KEPOLARAN PELARUT TERHADAP

PEMBENTUKAN KOPOLIMER

GRAFT

ASAM AKRILAT

DENGAN FILM POLIPROPILENA

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Agustus 2012

M. SHOLLY 080822038

PENGHARGAAN

Syukur dan alhamdulillah, segala puji penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia – NYA sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Dalam hal ini penulis ucapkan terimakasih dan penghargaan kepada :

1. Kedua orang tua, ayahanda almarhum Ir. Nursal Basrah dan ibunda Wildani Siregar, yang dengan doa dan kerja kerasnya telah dengan ikhlas hatinya membesarkan, membiayai, dan mendidik penulis agar dapat menjadi manusia yang berguna bagi bangsa dan agama. Adinda Rizki Anhari yang selalu memberikan semangat dan doa dari pesantren Ar-Raudhatul Hasanah sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.

2. Bapak Dr. Darwin Yunus Nasution, MS sebagai dosen pembimbing I saya dan bapak DRS. Amir Hamzah Siregar, MS, sebagai dosen pembimbing II yang telah banyak memberikan pengarahan dan bimbingan hingga selesainya skripsi ini.

3. Ketua Departemen Kimia FMIPA USU, Dr. Rumondang Bulan, Nst, MS dan sekretaris departemen kimia FMIPA USU, Drs. Albert Pasaribu, M.Sc.

4. Ibu Dr. Yugia Muis selaku kepala laboratorium Kimia Polimer Departemen Kimia FMIPA USU.

5. Ibu Rahayu Lestari, S.Si, sebagai analis di laboratorium LIDA, yang telah banyak membantu selama penulis dalam masa studi untuk program sarjana (S1) Kimia ekstension di FMIPA USU.

6. Bapak dekan dan pembantu dekan FMIPA USU.

7. Seluruh Bapak/Ibu staff dosen Departemen Kimia FMIPA USU yang telah banyak memberikan ilmu kepada penulis dalam bangku perkuliahan.

8. Bang Edi selaku staff laboratorium kimia polimer yang telah banyak membantu administrasi selama penelitian di Lab Kimia Polimer FMIPA USU. 9. Teman-teman stambuk 2008 Kimia ekstension FMIPA USU

10.Semua pihak yang tidak bias disebutkan satu persatu yang telah membantu dan memberikan dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Semoga Allah SWT akan membalas kebaikan-kebaikan yang telah diberikan kepada penulis, AMIN.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan karena keterbatasan penulis baik literature dan pengetahuan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Akhirnya kepada Allah SWT jugalah kita berserah diri, semoga Allah selalu menunjukkan jalan yang lurus kepada kita semua, AMIN.

Medan, Agustus 2012

Penulis

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian mengenai pengaruh kepolaran pelarut terhadap pembentukan kopolimer graft asam akrilat (AA) dengan film polipropilena. Penelitian ini dilakukan dengan cara mereaksikan film polipropilena 5 x 5 cm dengan asam akrilat (AA) dengan inisiator reagen fenton (H2O2/Fe2+) dalam suasana atmosfer gas nitrogen (N2) pada

suhu 28 oC, dengan menggunakan pelarut yang berbeda yaitu air, etanol dan metanol. Kopolimer graft yang dihasilkan ditentukan persen grafting, daya serap air dan spektrum FTIR. Hasil yang diperoleh bahwa persen grafting tertinggi diperoleh dalam pelarut akuades yaitu 32.4972 % dan daya serap airnya pada pelarut etanol 4.53 %.

INFLUENCE OF SOLVENTS

ON GRAFT COPOLYMERIZATION OF ACRYLIC ACID ON TO POLYPROPILENE FILMS

ABSTRACT

Research has been done about influence of solvents on graft copolymerization of acrylic acid (AA) onto polypropylene film. This research was done by reacting polypropylene film 5 x 5 cm by acrylic acid (AA) with fenton reagent (H2O2/Fe2+) as

inisiator under nitrogen gas atmosphere at 28 oC, by using different solvents that is distilled water, ethanol and methanol. The results of graft copolymerization were determined of the percent grafting, water uptake capability and FTIR spectra. The result of research is obtained that the highest of percent grafting in distilled water solvent that is 32. 4972 % and water uptake capability on ethanol solvent 4.53 %.

DAFTAR ISI

Halaman

PERSETUJUAN` ii

PERNYATAAN iii

PENGHARGAAN iv

ABSTRAK vi

ABSTRACT vii

DAFTAR ISI viii

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR x

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Perumusan masalah 2

1.3 Pembatasan masalah 2

1.4 Tujuan Penelitian 3

1.5 Manfaat Penelitian 3

1.6 Lokasi Penelitian 3

1.7 Metodologi Penelitian 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 4

2.1 Polipropilena 4

2.1.1 Struktur Kristalinitas Polipropilena 5 2.1.2 Sifat-sifat Polipropilena 6

2.2. Polimer 7

2.2.1 Sifat-sifat Polimer 8

2.3 Asam Akrilat 9

2.4 Reaksi Grafting 10

2.4.1 Metode-metode Grafting 11

2.5 Reagen Fenton 13

2.6 Analisa Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) 14 2.6.1 Hubungan Spektra Infra Merah dengan Struktur Molekul 15

2.6.2 Keuntungan FTIR 15

BAB 3 BAHAN DAN METODE PENELITIAN 17

3.1 Bahan 17

3.2 Alat-alat yang digunakan 17

3.3 Prosedur Penelitian 18

3.3.1 Penyiapan Plastik Polipropilena 18 3.3.2 Pembuatan asam akrilat 15 % 18 3.3.3 Penentuan Derajat Grafting 19 3.3.4 Karakterisasi PP-g-AA 19

3.3.4.1 Persen grafting 19 3.3.3.1 Uji Daya Serap Air 20

3.3.3.2 Uji FTIR 20

3.4 Bagan Penelitian 21

3.4.1 Bagan Polipropilena grafting asam akrilat dengan pelarut air 21 3.4.2 Bagan Polipropilena grafting asam akrilat dengan pelarut Etanol 22 3.4.3 Bagan Polipropilena grafting asam akrilat dengan pelarut Metanol 23

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 24

4.1 Hasil 25

4.1.1 Penentuan Derajat Grafting 25 4.1.2 Daya Serap air dengan Perbedaan Komposisi Pelarut 25 4.1.3 Hasil Pengujian Dengan Spektroskopi FT-IR 25

4.2 Pembahasan 28

4.2.1 Penentuan derajat grafting 29 4.2.2 Daya serap air film polipropilena grafting asam akrilat 29 4.2.3 FTIR film polipropilena grafting asam akrilat 29

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 31

5.1 Kesimpulan 31

5.2 Saran 31

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1 Tabel Hasil Persen Grafting 25 Tabel 4.2 Tabel Hasil Uji Daya Serap Air 25

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Propilena 4

Gambar 2.2 Reaksi Polimerisasi dari propilena 4 Gambar 2.3 Struktur tiga dimensi dari polipropilena, (a) isotaktik, (b) ataktik

(c) sindiotaktik 5

Gambar reaksi PP-g-AA dengan inisiator reagen fenton 14

Gambar 4.1 FTIR Polipropilena menggunakan pelarut etanol 26

Gambar 4.2 FTIR Polipropilena menggunakan pelarut aquades 26

Gambar 4.3 FTIR Polipropilena menggunakan pelarut metanol 27

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian mengenai pengaruh kepolaran pelarut terhadap pembentukan kopolimer graft asam akrilat (AA) dengan film polipropilena. Penelitian ini dilakukan dengan cara mereaksikan film polipropilena 5 x 5 cm dengan asam akrilat (AA) dengan inisiator reagen fenton (H2O2/Fe2+) dalam suasana atmosfer gas nitrogen (N2) pada

suhu 28 oC, dengan menggunakan pelarut yang berbeda yaitu air, etanol dan metanol. Kopolimer graft yang dihasilkan ditentukan persen grafting, daya serap air dan spektrum FTIR. Hasil yang diperoleh bahwa persen grafting tertinggi diperoleh dalam pelarut akuades yaitu 32.4972 % dan daya serap airnya pada pelarut etanol 4.53 %.

INFLUENCE OF SOLVENTS

ON GRAFT COPOLYMERIZATION OF ACRYLIC ACID ON TO POLYPROPILENE FILMS

ABSTRACT

Research has been done about influence of solvents on graft copolymerization of acrylic acid (AA) onto polypropylene film. This research was done by reacting polypropylene film 5 x 5 cm by acrylic acid (AA) with fenton reagent (H2O2/Fe2+) as

inisiator under nitrogen gas atmosphere at 28 oC, by using different solvents that is distilled water, ethanol and methanol. The results of graft copolymerization were determined of the percent grafting, water uptake capability and FTIR spectra. The result of research is obtained that the highest of percent grafting in distilled water solvent that is 32. 4972 % and water uptake capability on ethanol solvent 4.53 %.

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Polipropilena atau polipropena (PP) adalah sebuah polimer termo-plastik, bersifat hidropobik, tahan korosi dan mempunyai sifat mekanik yang baik, seperti

tensile strength, stiffness, sehingga digunakan secara luas dalam industri (Billmeyer, 1994). Untuk dapat memanfaatkan polipropilena lebih perlu dilakukan modifikasi baik secara kimia maupun teknik radiasi. Salah satu cara memodifikasi polipropilena adalah dengan grafting suatu gugus fungsi yang bersifat polar pada rantai polimernya (Ghanshya et al, 2005).

Pemanfaatan polipropilena sebagai matriks penukar ion dapat dibuat dengan mencangkokkan monomer vinil yang mengandung gugus hidrofilik, salah satunya seperti asam akrilat (AA) yang memiliki gugus karboksil (-COOH) ikatan rangkap yang dimiliki oleh AA mudah diinisiasi dengan adanya inisiator melalui reaksi radikal bebas, sehingga AA akan mudah mengalami homopolimerisasi menghasilkan poli (asam akrilat) dan mengalami grafting polipropilena pada tahap terminasi (grafting-on) (Christina et al., 2008).

Modifikasi suatu polimer dengan teknik grafting melibatkan pembentukan situs aktif berupa radikal bebas atau ion terlebih dahulu pada monomer atau polimer induk. Pembentukan situs aktif pada proses grafting dapat dilakukan dengan dua cara, yakni metode kimia biasanya digunakan dalam teknik ”grafting-on”, dimana pembentukan situs aktif dimulai dari monomer yang berpolimerisasi menjadi homopolimer. Pada metode ini inisiator yang sering digunakan adalah BPO (dibenzoil peroxide), AIBN (azobisisobutynitrile), atau bahan pengoksidasi seperti garam cerium dan reagen fenton (H2O2/Fe2+). Pembentukan situs aktif dengan metode fisika

dimulai pada polimer induk. Pembentukan situs aktif dengan metode fisika dapat dilakukan dengan berbagai cara, meliputi iradiasi sinar, plasma dan photografting

(Dyer, 2006).

Salah satu faktor yang sangat penting dalam proses grafting monomer asam akrilat (AA) pada serat polipropilena adalah pengembangan (swelling) substrat polimer oleh pelarut. Oleh karena itu diperlukan pelarut yang memungkinkan monomer dapat berdifusi ke bagian aktif (radikal bebas) yang terbentuk dalam substrat polimer (Inderjeet. K, Raghuvir. B, 2003).

Pada penelitian ini, penulis ingin mempelajari pengaruh pelarut (air, etanol, metanol) terhadap pembentukan kopolimer graft PP - g - asam akrilat (AA) yang dapat berfungsi sebagai penukar ion. Polipropilena digunakan sebagai kerangka dasar (back bone) dan monomer asam akrilat (AA) sebagai gugus fungsi penukar ion dengan menggunakan reagen H2O2/Fe2+sebagai inisiator dan dihitung persen grafting

(%G) dengan metode gravimetri (Yohan et al, 2006). Dan terbentuknya kopolimerisasi graft PP - g - asam akrilat (AA) dan dikarakterisasi melalui spektrum FTIR.

Perumusan Masalah

1. Apakah terjadi reaksi grafting antara asam akrilat dalam polipropilena dengan pelarut air, etanol dan metanol

2. Apakah ada pengaruh kepolaran pelarut terhadap derajat grafting dari pembentukan kopolimer graft asam akrilat dengan film polipropilena

1.3 Pembatasan Masalah

Untuk mengetahui perbandingan hasil reaksi grafting dengan pelarut air, etanol dan metanol yang terjadi dilakukan dengan menghitung persen grafting, daya serap air dan analisis spektra FTIR.

1.4 Tujuan Penelitian

1. Untuk mengetahui pengaruh kepolaran pelarut terhadap pembentukan kopolimer graft asam akrilat dengan film polipropilena

2. Untuk mengetahui pelarut mana yang menghasilkan persen grafting tertinggi

1.5 Manfaat Penelitian

Untuk mengetahui persen grafting dan daya serap air menggunakan pelarut yang berbeda sifat polaritasnya yang dapat diaplikasikan sebagai penukar ion.

1.6 Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Polimer Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Laboratorium Kimia Dasar Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, dan pengujian FTIR dilakukan di Laboratorium Kimia Organik Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Gajah Mada.

1.7 Metodologi Penelitian

1. Penyiapan film Polipropilena

Film polipropilena dicetak tekan panas selama 30 menit pada suhu 170 oC, kemudian dipotong-potong dengan ukuran 5 x 5 cm.

2. Proses pencangkokan

Proses ini mencangkokkan kopolimer graft asam akrilat dengan film polipropilena menggunakan pelarut air, etanol dan metanol

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Polipropilena

Polipropilena merupakan polimer hidrokarbon yang termasuk ke dalam polimer termoplastik yang dapat diolah pada suhu tinggi. Polipropilena berasal dari monomer propilena yang diperoleh dari pemurnian minyak bumi. Struktur molekul propilena dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 2.1 Propilena

Secara industri, polimerisasi polipropilena dilakukan dengan menggunakan katalis koordinasi. Proses polimerisasi ini akan dapat menghasilkan suatu rantai linier yang berbentuk –A-A-A-A-A-, dengan A merupakan unit ulang propilena. Reaksi polimerisasi dari polimerisasi dari propilena secara umum dapat dilihat pada gambar berikut :

2.1.1 Struktur Kristalinitas Polipropilena

Kristalinitas merupakan sifat penting yang terdapat pada polimer. Kristalinitas merupakan ikatan antara rantai molekul sehingga menghasilkan susunan molekul yang lebih teratur. Pada polimer propilena, rantai polimer yang terbentuk dapat tersusun membentuk daerah kristalin (molekul tersusun teratur) dan bagian lain membentuk daerah amorf ( molekul secara tidak teratur).

Untuk polipropilena struktur zig-zag planar dapat terjadi dalam tiga cara yang berbeda-beda tergantung pada posisi relatif gugus metana satu sama lain di dalam rantai polimernya. Ini menghasilkan struktur isotaktik, ataktik dan sindiotaktik.

Gambar 2.3 Struktur tiga dimensi dari polipropilena, (a)isotaktik, (b) ataktik, dan (c) sindiotaktik (Stevens. M.P, 2000)

Ketiga struktur polipropilena tersebut pada dasarnya secara kimia berbeda satu sama lain. Polipropilena ataktik tidak dapat berubah menjadi polipropilena sindiotaktik atau menjadi struktur lainnya tanpa memutuskan dan menyusun kembali beberapa ikatan kimia. Struktur yang lebih teratur memiliki kecenderungan yang lebih besar untuk berkristalisasi dari pada struktur yang tidak teratur. Jadi, struktur isotaktik dan sindiotaktik lebih cenderung membentuk daerah kristalin daripada ataktik.

Polipropilena berstruktur stereogular seperti isotaktik dan sindiotaktik adalah sangat kristalin, bersifat keras dan kuat. Dalam struktur polipropilena ataktik gugus metana bertindak seperti cabang-cabang rantai pendek yang muncul pada sisi rantai secara acak. Ini mengakibatkan sulitnya untuk mendapatkan daerah-daerah rantai yang sama (tersusun) sehingga mempunyai sifat kristalin rendah menyebabkan tingginya kadar Oksigen pada bahan tersebut sehingga bahan polimer ini mudah terdegradasi oleh pengaruh lingkungan seperti kelembaban cuaca, radiasi sinar matahari dan lain sebagainya.

2.1.2 Sifat-sifat Polipropilena

Polipropilena merupakan jenis bahan baku plastik yang ringan, densitas 0,90 – 0,92, memiliki kekerasan dan kerapuhan yang paling tinggi dan bersifat kurang stabil terhadap panas dikarenakan adanya Hidrogen tersier. Penggunaan bahan pengisi dan penguat memungkinkan polipropilena memiliki mutu kimia yang baik sebagai bahan polimer dan tahan terhadap pemecahan karena tekanan (stress – cracking) walaupun pada temperature tinggi.

Kerapuhan Polipropilena dibawah 0 oC dapat dihilangkan dengan penggunaan bahan pengisi. Dengan bantuan pengisi dan penguat, akan terdapat adhesi yang baik. Polimer yang memiliki konduktivitas panas rendah seperti Polipropilena (konduktivitas = 0,12 W/m) kristalinitasnya sangat rentan terhadap laju pendinginan. Misalnya dalam suatu proses pencetakan termoplastik membentuk barang jadi yang tebal dan luas, bagian tengah akan menjadi dingin lebih lambat daripada bagian luar, yang bersentuhan langsung dengan cetakan. Akibatnya, akan terjadi perbedaaan derajat kristalinitas pada permukaan dengan bagian tengahnya.

Polipropilena mempunyai tegangan (tensile) yang rendah, kekuatan benturan (impact strength) yang tinggi dan ketahanan yang tinggi terhadap pelarut organik. Polipropilena juga mempunyai sifat isolator yang baik mudah diproses dan sangat tahan terhadap air karena sedikit sekali menyerap air, dan sifat kekakuan yang tinggi. Seperti polyolefin lain, Polipropilena juga mempunyai ketahanan yang sangat baik terhadap bahan kimia anorganik non pengoksidasi, deterjen, alkohol dan sebagainya. Tetapi polipropilena dapat terdegradasi oleh zat pengoksidasi seperti asam nitrat dan hidrogen peroksida. Sifat kristalinitasnya yang tinggi menyebabkan daya regangannya tinggi, kaku dan keras (Ahmadhafizullahritonga.blog.usu.ac.id/2011/02/polipropilena)

2.2

Polimer

Seiring dengan perkembangan teknologi, kebutuhan plastik terus meningkat. Data BPS tahun 1999 menunjukkan bahwa volume perdagangan plastik impor Inonesia, terutama Polipropilena (PP) pada tahun 1995 sebesar 136.112,7 ton sedangkan pada tahun 1999 sebesar 182.523,6 ton, sehingga dalam kurun waktu tersebut terjadi peningkatan sebesar 34.15 %. Jumlah tersebut diperkirakan akan terus meningkat pada tahun-tahun selanjutnya. Sebagai konsekuensinya, peningkatan limbah plastik tidak terelakkan. Menurut Hartono (1998) komposisi sampah atau limbah plastik yang dibuang oleh setiap rumah tangga adalah 9,3 % dari total sampah rumah tangga. Di Jabotabek rata-rata setiap pabrik menghasilkan satu ton limbah plastic setiap minggunya. Jumlah tersebut akan terus bertambah, disebabkan sifat-sifat yang dimiliki plastik, antara lain tidak dapat membusuk, tidak terurai secara alami, tidak dapat menyerap air , maupun tidak dapat berkarat dan pada akhirnya menjadi masalah bagi lingkungan (YBP, 1986).

Pemanfaatan limbah plastik dengan cara daur ulang umumnya dilakukan oleh industri. Secara umum terdapat empat persyaratan agar suatu limbah plastik dapat diproses oleh suatu industri, antara lain limbah harus dalam bentuk tertentu sesuai kebutuhan (biji, pellet, serbuk, pecahan), limbah harus homogen, tidak terkontaminasi, serta diupayakan tidak teroksidasi. Untuk mengatasi masalah tersebut, sebelum digunakan limbah plastik diproses melalui tahapan sederhana, yaitu pemisahan,

pemotongan, pencucian dan penghilangan zat-zat seperti besi dan sebagainya (Sasse et al., 1995).

Kita hidup dalam era polimer, dimana plastik, serat, bahan pelapis, bahan perekat, karet, protein, selulosa dan semuanya merupakan istilah umum dalam perbendaharaan kata modern, dan semuanya adalah bagian dari dunia kimia polimer yang menakjubkan. Polimer merupakan molekul besar yang terbentuk dari unit-unit berulang yang sederhana. Nama ini diturunkan dari bahasa Yunani dimana poli yang berarti “banyak”, dan mer yang berarti “bagian”. Makromolekul merupakan istilah yang sinonim dengan polimer. Polimer sintesis dari molekul-molekul sederhana yang disebut monomer (bagian tunggal) (Stevens.M.P, 2001).

2.2.1

Sifat sifat Polimer

Polimer alam umumnya mudah menyerap air, tidak stabil karena pemanasan dan sukar dijadikan berbagai macam bentuk. Polimer sintentik mempunyai sifat yang berbeda dengan polimer alam. Polimer sintentik sukar diuraikan mikroorganisme, dan tahan terhadap air atau tidak menyerap air.

Sifat-sifat polimer ditentukan oleh empat hal, yaitu: panjangnya rantai, gaya antar molekul, percabangan, dan ikatan silang antar rantai polimer. Kekuatan dan titik leleh polimer naik dengan bertambah panjangnya rantai polimer. Kekuatan dan titik leleh polimer naik dengan bertambah panjangnya rantai polimer. Bila gaya antar molekul pada rantai polimer besar, maka polimer menjadi kuat dan sukar meleleh. Rantai polimer yang bercabang banyak daya regangnya rendah dan lebih mudah meleleh. Ikatan silang antar rantai menyebabkan terjadinya jaringan yang kaku dan membentuk bahan yang keras.

Makin banyak ikatan silang makin kaku polimer dan mudah patah. Polimer yang mempunyai ikatan silang bersifat termoset artinya hanya dapat dipanaskan satu kali yaitu pada saat pembuatannya, selanjutnya apabila pecah tak dapat disambungkan lagi dengan pemanasan, karena susunan molekul-molekulnya pada ikatan silang antar rantai akan rusak apabila dipanaskan lagi. Sebaliknya polimer yang tidak mempunyai ikatan silang bersifat termoplastik artinya dapat dipanaskan berulang-ulang. Ketika dipanaskan, polimer yang bersiifat termoplastik meleleh dan kembali mengeras ketika

didinginkan. Jadi, apabila pecah, polimer termoplastik dapat disambungkan kembali dengan cara dipanaskan atau dapat dicetak ulang dengan cara dipanaskan. Contoh polimer termoset adalah bakelit, sedangkan polimer termoplastik adalah polietilena dan polipropilena (Hartomo ,1993).

2.3

Asam Akrilat

Salah satu polimer fungsional yang penggunaannya sangat besar adalah poli(karboksilat), misalnya digunakan di dalam detergen dan larutan pembersih (cleaner). Pada tahun 1980 ditemukan kombinasiyang sangat efektif antara Poli (karboksilat), kopolimer dari asam akrilat dan asam maleat dan zeolit sebagai pengganti fosfat di dalam detergen. Poli (Karboksilat) jenis ini tidak dapat didegradasi oleh mikroorganisme, sehingga Kalsium – poli (Karboksilat) jenis ini tidak dapat didegradasi oleh mikroorganisme, sehingga Kalsium – Poli (Karboksilat) tetap terlarut di dalam larutan pencuci. Hal ini berbahaya bagi kesehatan masyarakat dan unsur hara di dalam tanah.

Usaha-usaha telah dilakukan untuk mendapatkan poli (Karboksilat) yang secara sempurna dapat diuraikan menjadi Karbon dioksida dan air. Penambahan elemen-elemen structural ke dalam kopolimer asam akrilat dan asam maleat menghasilkan polimer yang terbiodegradasi sebagian. Jadi, terpolimer asam akrilat, asam maleat dan vinil asetat, bahkan dengan jumlah poli (vinil alcohol) yang banyak belum dapat menghasilkan polimer yang terbiodegradasi secara sempurna.

Asam akrilat (acrylic acid atau prop – 2 – enoic acid) mempunyai nama lain acroleic acid, Ethylenecarboxylic acid, Propene acid, Propenoic acid, dan vinylformic acid. Rumus molekulnya CH2 = CHCOOH dan rumus kimianya C3H4O2.

Asam akrilat dapat bercampur dengan air, alcohol, eter dan kloroform dan juga diproduksi dari propena dengan proses penyulingan. Massa molar asam akrilat adalah 72,06 g/mol dengan densitas : 1,051 g/mL, titik leburnya 12 oC (285 K, 54 oF) , titik didihnya 139 oC (412 K, 282 oF), indeks biasnya 1,485 (25o), konstanta disosiasinya 5,50 x 10 -5, viskositasnya 1,1 cP pada suhu 25 oC (Kirk Othmer, 2001).

Asam akrilat merupakan senyawa vinil karboksilat, berbau tajam dan menyengat, merupakan asam lemah tetapi lebih korosif disbanding asam asetat, sehingga perlu penanganan yang hati-hati, dan harus dihindari kontak langsung dengan kulit. (Billmeyer, 1983).

2.4 Reaksi Grafting

Salah satu metode yang diketahui efektif untuk menghasilkan sifat-sifat yang diinginkan kedalam polipropilena adalah dengan teknik grafting. Teknik grafting memiliki beberapa kelebihan. Salah satunya adalah polipropilena dapat difungsionalisasikan berdasarkan sifat yang dimiliki oleh monomer yang terikat secara kovalen tanpa mempengaruhi struktur dasar dan sifat kimia yang dimiliki polipropilena (Choi et al., 2003). Teknik grafting telah dimanfaatkan dalam berbagai bidang aplikasi antara lain untuk mengubah sifat-sifat polimer induk dengan tujuan, seperti untuk meningkatkan kekuatan adhesif polimer (song et al., 2006), Biodegradasi polimer (Hendri et al., 2008), memberikan sifat kepekaan polimer terhadap perubahan suhu dan pH (Bromberg et al., 2006), sifat hidrofilik sebagai superadsorben (Lanthong et al., 2006), memberikan sifat penghantar proton sebagai membrane sel bahan bakar (Christina et al., 2008), dan sifat penukar ion (zhang., 2009).

Modifikasi suatu polimer dengan teknik grafting melibatkan pembentukan situs aktif berupa radikal bebas atau ion terlebih dahulu pada monomer atau polimer induk. Pembentukan situs aktif pada proses grafting dapat dilakukan dengan dua cara yakni metode kimia dan metode fisika. Pembentukan situs aktif pada metode kimia biasanya digunakan dalam teknik “grafting – on”, dimana pembentukan situs aktif dimulai dari monomer yang berpolimerisasi menjadi homopolimer, pada metode ini radikal yang terbentuk pada monomer akibat abstraksi atom hydrogen atau inisiasi pada ikatan phi dari monomer oleh radikal inisiator seperti BPO (Benzoil Peroksida), AIBN (Azobisisobutyronitrile), atau bahan pengoksidasi seperti garam cerium dan reagen fenton (Fe2+/H2O2). Pembentukan situs aktif dengan metode fisika biasanya digunakan

induk. Pembentukan situs aktif dengan metode fisika dapat dilakukan dengan berbagai cara, meliputi iradiasi sinar, plasma dan photografting (Dyer , 2006).

Faktor-faktor yang mempengaruhi daerah grafting pada polimer adalah : - struktur dasar sebuah polimer

- struktur dasar monomer dan komonomer - struktur dan konsentrasi inisiator

- efisiensi kecepatan proses, Efisiensi kecepatan monomer dan inisiator dengan polimer. Efisiensi kecepatan proses menentukan reaktan.

- Suhu, proses suhu yang tinggi secara umum menyebabkan polimer mengalami degradasi, mengurangi half-life inisiator, mengubah kecepatan atau kespesifikan sebuah reaksi (Sigh, R.P. 1992).

Jadi, Grafting Kopolimer adalah suatu polimer yang terdiri dari molekul-molekul dengan satu atau lebih jenis dari monomer yang terhubung pada sisi rantai utama. Grafting kopolimer dapat juga disiapkan oleh proses kopolimerisasi cabang dengan monomer yang akan membentuk rantai utama.

Rumus untuk menghitung derajat grafting :

Dimana Wg dan W0 adalah berat dari PP-g-AA setelah dan sebelum pemurnian

berikutnya berturut-turut (Wang, 2005).

2.4.1 Metode-metode Grafting

Pembentukan kopolimer graft biasanya melibatkan difusi melewati batas fasa antara monomer dan polimer. Ada empat macam metode grafting (mekanisme) yang umum dilakukan , yaitu (Hans, R.K, Oscar, N, 2005) :

1. Mekanisme Radikal Bebas

Metode polimerisasi radikal bebas adalah metode tertua dan paling banyak dipakai untuk mensintesis polimer graft karena relative sederhana. Ada lima macam metode grafting suatu polimer secara mekanisme radikal bebas.

Sumber radikal bebas diperoleh dari suatu inisiator seperti Benzoil Peroksida atau Azobisobutironitril (AIBN). Inisiator akan terdekomposisi menghasilkan radikal bebas. Selanjutnya radikal bebas ini menarik satu atom hydrogen dari polimer sehingga dihasilkan polimer radikal. Kemudian polimer radikal akan bereaksi dengan monomer (senyawa yang akan di graft pada rantai polimer) membentuk polimer graft. b. Metode Fotografting

Gugus kromofor yang ada polimer menyerap radiasi elektromagnetik pada daerah visible dan ultraviolet. Hal ini akan memutuskan ikatan dan terbentuknya radikal yang akan menginisiasi radikal. Bila polimer tidak menyerap, fotolisis secara tidak langsung diinisiasi dengan menggunakan fotosenitizer yang menyerap sinar dan mentransfer energi sinar tersebut ke spesi lain dalam sistem.

c. Metode Grafting Radiasi

Pada metode ini dihasilkan akibat adanya pemutusan rantai utama oleh energi radiasi yang tinggi ( radiasi gamma). Keburukan cara ini adalah ikatan silang dan degradasi polimer dapat terjadi bersamaan dengan grafting.

d. Metode Grafting Plasma

Paparan (exposure) polimer terhadap glow discharge menghasilkan radikal bebas pada rantai utama yang selanjutnya mengadisi monomer. Pada discharge suhu rendah system terdiri dari electron, atom, ion-ion, atom dan molekul tereksitasi. Partikel-partikel ini menyebabkan terjadinya efek radiasi pada permukaan maupun pada bagian dalam zat.

e. Metode Grafting Mekanokimia

Gabungan gaya mekanik dan ultrasonic dapat menyebabkan polimer terdegradasi, dan umumnya akan menghasilkan radikal bebas. Degradasi mekanik dapat dilakukan dengan cara mastikasi, miling, ekstrusi atau pengadukan. Radikal yang dihasilkan akan mengadisi monomer membentuk polimer graft.

2. Mekanisme ion a. Metode Anion

Polimerisasi anion menjadi suatu metode yang sangat baik untuk membuat polimer blok dan graft. Polimer graft diinisiasi oleh anion-anion yang dihasilkan oleh reaksi antara basa dengan proton asam pada rantai utama. Pembawa rantai adalah muatan negatif.

b. Metode Kation

Inisiasi reaksi antara alkil halida labil dan asam-asam lewis digunakan untuk grafting kation pada polimer terhalogenisasi. Pembawa rantai adalah suatu makro radikal bermuatan positif.

3. Mekanisme Koordinasi

Stereospesifik inisiator dapat memberikan polimer streoblok yang mengandung urutan isotaktik dan heterotaktik. Greber menggrafting olefin pada polistirena butadiena menggunakan system inisiator Ziegler-Natta dimana dietil aluminium hidrida bereaksi dengan gugus membentuk makromolekul trialkilaluminium.

4. Mekanisme Koupling

Polimer mengandung hidrogen aktif dapat dipakai untuk sintesis polimer graft. Polimer graft juga dapat dibuat dengan coupling dua atau lebih polimer yang mengandung gugus fungsi yang sesuai (Singh,R.P, 1992).

2.5 Reagen Fenton

Reagen fenton pertama kali ditemukan pada tahun 1894 oleh H.J.H Fenton. Reagen fenton digunakan untuk mengatasi berbagai permasalahan di limbah industri yang mengandung berbagai senyawa organic toksik (fenol, formaldehida, BTEX, dan menghilangkan zat warna limbah kompleks, pestisida, pengawet kayu, aditf plastik, karet dan bahan kimia). Proses ini diterapkan untuk air limbah, lumpur atau tanah yang terkontaminasi, dengan pengaruh penggunaan reagen fenton sebagai berikut :

- menghilangkan polutan organik - mengurangi toksisitas

- memperbaiki biodegrabiliti - BOD/COD removal

Gambar 2.4 Alat pembuatan reagen fenton

Reagen fenton digunakan pertama kali pada tahun 1894 oleh oksidasi asam tartarat menggunakan dekomposisi besi – katalis larut encer hydrogen peroksida dalam kondisi asam. Proses fenton dimodifikasi dan dikembangkan dengan tujuan dasar meningkatkan dalam perawatan bahan – bahan mineral dalam tanah dan pencemaran air tanah menggunakan kimia fenton dalam bentuk konvesional seperti pH asam, mobilitas katalis yang terbatas, dan lain – lain. Proses ini menghasilkan radikal bebas yang kuat bila katalis bereaksi dengan hydrogen peroksida dan reaksi inisiasi yang terjadi menghasilkan oksidan radikal hidroksil, dan proses fenton juga dimodifikasi untuk menghasilkan anion superoksida oleh reaksi propagasi rantai tambahan. Dan reaksi yang terjadi dapat digambarkan sebagai berikut :

Fe2+ + H2O2→ Fe3+ + OH· + OH−

Fe3+ + H2O2→ Fe2+ + OOH· + H+ (Bishop,D.F.et al,1968).

Gambar 2.5 Reaksi reagen fenton

2.6Analisa Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)

Pada tahun 1965, Cooley dan Turky mendemonstrasikan teknik spektroskopi FTIR. Pada dasarnya teknik ini sama dengan spektroskopi inframerah biasa, kecuali dilengkapi dengan cara penghitungan Fourier Transform dan pengolahan data untuk mendapatkan resolusi dan kepekaan yang lebih tinggi.

Penggunaan Spektrometer FTIR untuk analisa banyak diajukan untuk identifikasi suatu senyawa. Hal ini disebabkan spectrum FTIR suatu senyawa (misalnya senyawa organik) bersifat khas, artinya senyawa yang berbeda akan mempunyai spektrum yang berbeda pula. Vibrasi ikatan kimia pada suatu molekul menyebabkan pita serapan hampir seluruhnya di daerah spektrum IR yakni 4000 – 40 cm-1 (Seymour, 1984).

2.7.1 Hubungan spektra Infra Merah dengan struktur molekul

Informasi empiris tentang bermacam gugus fungsi dapat mengabsorbsi, disimpulkan dalam “chort = korelasi” yang digunakan untuk identifikasi. Dengan korelasi ditemukan dalam wilayah unit infrared dibagi dalam wilayah :

-Frekuensi gugus 4000 – 1300 cm-1

-Wilayah finger print 1300 – 600 cm-1

Dalam wilayah frekuensi gugus pita absorbsi terpenting disebabkan oleh unit vibrasi dari dua atom dalam molekul jadi harga gugus fungsi. Faktor-faktor yang mempengaruhi letak pita absorbsi :

- Adanya resonansi

- Bila terjadi perubahan sifat ikatan - Adanya ikatan Hidrogen

- Macam pelarut yang dipakai (Mousa.G, 2002).

2.7.2 Keuntungan FTIR

Instrumen yang digunakan untuk mengukur resapan radiasi infra merah pada berbagai panjang gelombang disebut spektrofotometer infra merah. (Fesenden.F,

1997). Alat spektrofotometer infra merah pada dasarnya terdiri dari komponen-komponen pokok yang sama pada alat spektrofotometer ultra lembayung dan sinar tampak yaitu terdiri dari sumber sinar, monokromator berikut alat-alat optik seperti cermin dan lensa, sel tempat cuplikan, detektor amplifier dan alat dengan skala pembacaan atau alat perekam spektra (recorder) akan tetapi kebanyakan bahan dalam mentransmisikan radiasi infra merah berlainan dengan sifatnya dalam mentransmisikan ultra lembayung, sinar tampak, sifat dan kemampuan sifat komponen alat tersebut diatas berbeda untuk kedua jenis alat spektrofotometer itu.

Keuntungan pemakaian sistem berkas rangkap pada alat spektrofotometer adalah :

1. Memperkecil pengaruh penyerapan sinar infra merah CO2 dan uap air dari udara

2. Mengurangi pengaruh hamburan (scattering) sinar infra merah oleh partikel-partikel debu yang ukurannya mendekati nilai rata-rata panjang gelombang infra merah

3. Kalau blanko yang digunakan adalah pelarut dari cupilkan dengan sistem berkas rangkap itu pita-pita serapan pelarut tidak akan timbul pada spektra yang direkam. 4. Sistem berkas rangkap mengurangi pengaruh ketidakstabilan pancaran sumber

sinar dan detektor.

5. Perekaman otomatis dapat dilakukan scanning (Noerdin, 1985).

Sistem analisis spektrofotometri infra merah (IR) telah memberikan keunggulan dalam mengkarakterisasi senyawa organik dan formulasi material polimer. Analisis Infra Merah (IR) akan menentukan gugus fungsidari molekul yang memberikan regangan pada pita serapan yang karakteristik untuk masing-masing polimer dengan membandingkan spekra yang telah dikenal. Pita serapan yang khas ditunjukkanoleh monomer penyusun material dan struktur molekulnya. Umumnya pita serapan polimer pada spektra Infra Merah (IR) oleh adanya ikatan CH regangan pada daerah 2880 cm-1 yang sampai 2900 cm-1 dan regangan dari gugus fungsi lain yang mendukung suatu analisis material (Hummel , 1985).

BAB 3

BAHAN DAN METODE PENELITIAN

3.1 Bahan – bahan yang digunakan dalam penelitian ini

- Polipropilena

- Asam Akrilat Merck

- Hidrogen Peroksida Merck - Etanol Merck - Metanol Merck - FeSO4 Merck

- H2O2 Merck

3.2 Alat-alat yang Digunakan dalam penelitian ini

- Erlenmeyer bertutup Pyrex

- Neraca Analitik Mettler Toledo

- Pipet ukur Heles CR-52

- Oven Memmert

- Spektrometer FTIR Shimadzu IR-42 - Alat Cetak Tekan

- Corong Gelas Pyrex

- Kertas Saring Whatman

- Bola Hisap - Magnetic stirrer - Hot Plate

- Seperangkat alat sokhlet - Desikator

3.3 Prosedur Penelitian

3.3.1 Penyiapan film Polipropilena

- Polipropilena di cetak tekan pada suhu 170 0C selama 30 menit dengan ketebalan 0.5 cm

- Kemudian plastik polipropilena dipotong-potong dengan ukuran 5 x 5 cm.

3.3.2 Pembuatan asam akrilat 15 %

- pelarut air V1 . N1 = V2 . N2

V1 . 100 % = 250 mL . 15 % V1 = 167 x 0.15

V1 = 37.5 ml

Jadi, volume asam akrilat pada labu 250 ml = 37.5 ml dan volume air yang digunakan adalah = 212.5 ml

- pelarut etanol V1 . N1 = V2 . N2

V1 . 100 % = 250 mL . 15 % V1 = 167 x 0.15

V1 = 37.5 ml

Jadi, volume asam akrilat pada labu 250 ml = 37.5 ml dan volume etanol yang digunakan = 212.5 ml

- pelarut metanol V1 . N1 = V2 . N2

V1 . 100 % = 250 mL . 15 % V1 = 167 x 0.15

Jadi, volume asam akrilat pada labu 250 ml = 37.5 ml dan volume metanol yang digunakan = 212.5 ml

3.3.3 Penentuan Persen Grafting

- Film polipropilena ditimbang berat awalnya (Wo)

- Larutan monomer AA dengan konsentrasi 15 % dimasukkan ke dalam Erlenmeyer bertutup yang berisi lembaran film polipropilena sebanyak lembar dalam suasana atmosfer gas nitrogen pada suhu 28 oC.

- Kemudian ditambahkan H2O2 30% dengan volume 0,2 mL

- Dan ditambahkan FeSO4 sebanyak 0,0020 g dan diaduk selama 30 menit.

- Setelah 30 menit, pengadukan dihentikan, campuran didiamkan hingga waktu 3,5 jam pada suhu kamar (28 0C).

- Kopolimer PP-g-AA yang terbentuk, kemudian dicuci sebanyak tiga kali dengan akuades panas.

- Selajutnya kopolimer grafting tersebut dikeringkan dalam oven pada suhu 50 0C sampai beratnya konstan.

- Kemudian film polipropilena ditimbang berat akhirnya (Wg)

3.3.4 Karakterisasi Film PP-g-AA

3.3.4.1 Persen Pencangkokan

Persen Pencangkokan (%G) dihitung dengan metode gravimetri menggunakan rumus sebagai berikut (Yohan et al., 2006) :

Dimana Wg adalah berat film kopolimer grafting PP - g - AA dan W0 adalah berat

film PP awal.

3.3.4.2 Uji Daya Serap Air

Film PP-g-AA yang diketahui berat keringnya direndam dalam air destilat selama satu malam, kemudian dikeringkan dengan cara menghisap film yang basah menggunakan kertas saring. Persen pengikatan air (PA) dihitung dengan persamaan:

Dimana mb dan mc masing – masing adalah massa film polipropilena tercangkok basah dan kering.

3.3.4.3 Uji FTIR

Karakterisasi FTIR, dengan prosedur pengujian sebagai berikut :

- Sampel yang dianalisa terlebih dahulu dipotong dalam ukuran kecil kemudian dipanaskan hingga meleleh

- Hasilnya dioleskan dengan tipiscpada kepingan KBr - Kemudian di uji dengan FTIR

3.4 Bagan Pengambilan Data

3.4.1 Bagan Polipropilena grafting asam akrilat dengan pelarut air

Dialirkan gas nitrogen dalam keadaan vakum

Ditambahkan H2O2 30% dengan volume 0,2

mL

Ditambahkan FeSO4 sebanyak 0,0020 g

Diaduk selama 30 menit

Didiamkan selama 3,5 jam pada suhu kamar

Dikeringkan pada suhu 50oC Ditimbang

Dihitung derajat grafting Air 212.5 ml

Hasil

3.4.2 Bagan Polipropilena grafting asam akrilat dengan pelarut Etanol

Dialirkan gas nitrogen dalam keadaan vakum

Ditambahkan H2O2 30% dengan volume 0,2

mL

Ditambahkan FeSO4 sebanyak 0,0020 g

Diaduk selama 30 menit

Didiamkan selama 3,5 jam pada suhu kamar

Dikeringkan pada suhu 50oC Ditimbang

Dihitung derajat grafting Etanol 212.5 ml

Larutan Sampel

3.4.3 Bagan Polipropilena grafting asam akrilat dengan pelarut Metanol

Dialirkan gas nitrogen dalam keadaan vakum

Ditambahkan H2O2 30% dengan volume 0,2

mL

Ditambahkan FeSO4 sebanyak 0,0020 g

Diaduk selama 30 menit

Didiamkan selama 3,5 jam pada suhu kamar

Dikeringkan pada suhu 50oC Ditimbang

Dihitung derajat grafting Larutan Sampel

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil

Modifikasi permukaan polimer melalui kopolimerisasi grafting merupakan salah satu cara untuk menghasilkan sifat-sifat permukaan yang diinginkan seperti hidrofilitas tinggi, kemampuan daya serap air sebagai penukar ion dan adsorben, sehingga dapat diaplikasikan dalam berbagai bidang peruntukannya sebagai bidang adhesif, membran dan biomaterial.

Pada penelitian ini, asam akrilat digunakan sebagai monomer yang dicangkokkan pada polimer induk film polipropilena (PP). Alasan pemilihan asam akrilat (AA) sebagai monomer disebabkan asam akrilat memiliki gugus penukar kation asam lemah (-COOH) yang dapat digunakan pada proses pertukaran ion, selain itu aam arilat mengandung ikatan rangkap akan mudah diinisiasi dengan adanya inisiator sehingga akan lebih mudah mengalami polimerisasi membentuk poli (asam) akrilat yang tergrafting pada polimer induk polipropilena. Banyaknya monomer asam akrilat yang tergrafting pada film polipropilena dinyatakan dengan persen grafting. Pemilihan polipropilena sebagai polimer induk dikarenakan sifat fisika - kimianya yang baik, sehingga diharapkan film PP-g-AA yang dihasilkan mampu bertahan dalam jangka waktu yang lama dalam suatu perairan.

Dan salah satu faktor yang penting dalam proses grafting monomer asam akrilat pada film polipropilena adalah pengembangan substrat polimer oleh pelarut. Oleh karena itu diperlukan pelarut yang memungkinkan monomer dapat berdifusi ke bagian aktif (radikal bebas) yang terbentuk dalam film polimer. Dengan demikian jenis dan juga komposisi dari pelarut yang digunakan memberikan kontribusi terhadap kadar grafting.

4.1.1 Penentuan Persen Grafting

Tabel 4.1 Tabel Hasil Persen Grafting

No Pelarut yang digunakan Timbangan Awal (g)

Timbangan Akhir (g)

Persen Grafting

1 Aquadest 3.4246 g 4.5375 g 32.4972 % 2 Etanol 3.2302 g 3.2339 g 0.1145 % 3 Metanol 3.6476 g 3.6385 g 0.2501 %

4.1.2 Daya Serap air dengan Perbedaan Komposisi Pelarut

Tabel 4.2 Tabel Hasil Uji Daya Serap Air (PA)

NO Pelarut yang digunakan pembentukan PP-g-AA Timbangan sebelum direndam (g) Timbangan setelah disaring (g) Persen Daya Serap Air (%)

1 Aquadest 4.5375 g 4.4575 g 1.79 % 2 Etanol 3.2339 g 3.0939 g 4.53 % 3 Metanol 3.6385 g 3.5385 g 2.83 %

4.1.3 Hasil pengujian dengan spektroskopi FTIR

Pengujian dengan menggunakan spektroskopi FTIR dilakukan untuk mengetahui perubahan gugus fungsi yang terdapat pada film polipropilena sebelum dan setelah grafting. Pengujian ini dilakukan terhadap film polipropilena dengan asam akrilat dengan pelarut etanol dan dengan tanpa penambahan pelarut. Berikut gambar spektrum hasil pengujian dengan FTIR.

Gambar 4.1 FTIR Polipropilena menggunakan pelarut etanol

Gambar 4.3 FTIR Polipropilena menggunakan pelarut metanol

4.2 Pembahasan

4.2.1 Penentuan Persen Grafting

Teknik grafting yang digunakan dalam penelitian ini teknik simultan tanpa Oksigen. Mula-mula film polipropilena dimasukkan ke dalam larutan monomer AA atau asam akrilat, kemudian dialiri gas nitrogen dengan tujuan untuk menghilangkan gas oksigen yang terdapat dalam larutan. Oksigen merupakan radical scavenger yang dapat menon-aktifkan radikal bebas (situs aktif) yang telah terbentuk, sehingga reagent Fe2+/H2O2 dilakukan setelah proses bubling setelah menggunakan nitrogen

akan menghambat terjadinya kopolimerisasi grafting. Untuk itu, penambahan inisiator selesai. Nitrogen merupakan senyawa stabil (inert) yang tidak mudah bereaksi dengan radikal (situs aktif) yang dihasilkan.

Beberapa saat setelah penambahan inisiator, larutan yang semula encer (viskositas rendah) lama kelamaan mengental (viskositas tinggi), hal ini disebabkan adanya polimerisasi dari radikal-radikal monomer asam akrilat (AA) membentuk homopolimer poli (AA). Reaksi dilakukan pada suhu 28 oC (suhu kamar) selama 4 jam, karena pada suhu tersebut diharapkan tidak terjadi depolimerisasi dan perubahan struktur kimia pada polipropilena. Pemutusan homolitik H2O2 menghasilkan radikal

OH biasanya dilakukan dengan dekomposisi termal pada suhu tinggi, tetapi pada penelitian ini pembentukan radikal OH dikatalisis dengan menggunakan Fe2+, sehingga tidak memerlukan pemanasan pada suhu tinggi yang dapat menyebabkan depolimerisasi struktur polipropilena.

Setelah 4 jam kopolimer PP-g-AA yang didapatkan dengan pelarut yang berbeda yaitu akuades, metanol dan etanol dicuci dengan aquadest panas untuk menghilangkan sisa poli (AA) yang tidak tergrafting pada polipropilena, diketahui poli (AA) larut dalam pelarut polar seperti Aquadest panas. Dari hasil data yang diperoleh pada tabel 1, diperoleh kesimpulan bahwa pelarut yang sifatnya lebih non polar akan lebih mudah berdifusi kedalam matrik polipropilena dibanding pelarut polar. Dengan demikian semakin non polar pelarut yang digunakan maka semakin tinggi kadar grafting yang diperoleh.

4.2.2 Daya Serap Air Film Polipropilena grafting Asam Akrilat

Reaksi polimerisasi grafting asam akrilat ke film polipropilena, dapat mengubah permukaan film polipropilena yang sebelumnya bersifat hidrofob menjadi hidrofil oleh asam akrilat yang tergrafting pada film polipropilena, sehingga memiliki kemampuan untuk menyerap air. Daya serap air film polipropilena tergrafting asam akrilat semakin besar dengan semakin meningkatnya jumlah asam akrilat yang tergrafting pada film polipropilena.

Daya serap air setelah pencangkokan, polimer film polipropilena menjadi bersifat hidrofil dan membentuk kanal-kanal yang dapat mentransfer proton. Kemampuan mengikat air ini ditunjukkan dengan daya pengembangan membrane dalam air, yang sangat dipengaruhi oleh sifat kristalinitas, matriks membrane polimer, dan jumlah gugus hidrofil yang terbentuk.

4.2.3 FTIR Film polipropilena grafting asam akrilat

Gugus fungsi FTIR Puncak FTIR Intensitas FTIR PP-g-AA dengan pelarut etanol Intensitas FTIR PP-g-AA dengan pelarut akuades Intensitas FTIR PP-g-AA dengan pelarut metanol O-H 3448.72 574.14 549.146 573.139

C-O 1165 52.149 58.352 51.489

Gambar 4.7 Hasil analisis FTIR gugus fungsi PP-g-AA dengan pelarut etanol, akuades dan methanol

Dari gambar 4.7 hasil analisis gugus fungsi FTIR, pada film polipropilena muncul gugus fungsi –OH pada puncak 3448.72 cm-1 yang merupakan ciri khas dari gugus karboksilat dan gugus C-O pada puncak 1165 cm-1.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Dari penelitian yang dilakukan, reaksi grafting terjadi pada film poliprop[ilena dengan asam akrilat menggunakan inisiator reagen fenton dengan pelarut air, etanol dan metanol

2. Hasil tertinggi yang didapatkan persen grafting yang terdapat pada pelarut akuades 32.4972 % dan daya serap air pada pelarut etanol 4.53 %.

5.2 Saran

1. Perlu dilakukan penelitian dengan aplikasi-aplikasi reaksi grafting yang lain sebagai transfer elektron

2. Perlu dilakukan dengan bahan monomer atau inisiator yang berbeda pada film polipropilena, sehingga dapat menghasilkan kualitas reaksi grafting yang lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA

Ahmadhafizullahritonga.blog.usu.ac.id/2011/02/polipropilena

Billmeyer, F.W., 1984. TextBook of Polymer Science. 3rd edition, Joh Willey & Sons Inc : New York

Bromberg, L. and Hatton T. A., Interactions of Polyether-Modified Poly (Acrylic Acid) Microgels with Anticancer Drugs, Thesis, Massacusetts Institute of Technology

Choi, S. H., Hwang, Y. M., and Ryoo, J. J., 2003, Surface Grafting of Glycidyl Methacrylate on Silica Gel and Polyethylene Beads, J. Electrophoresis., 24 : 3181-2186

Christina M. P., Yohan, dan Kundari N. A., 2008, Studi Pendahuluan Preparasi Membran untuk Sel Bahan Bakar Membran Elektrolit Polimer, Jurnal FN., 2 (2) : 1978-8738

Dyer D. J., 2006, Photoinitiated Synthesis of Grafted Polymers, Adv Polym Sci., 197 : 47-65

Ghanshyam.S, Harinder.L, Swati.M, Monica.B. 2005, Synthesis and Characterization of 4-vinil pyridine graft Teflon-ptfa film for water technologies. Journal of Polymer science. Part A polymer Chemistry. page : 4506-4518

Halimatuddahliana, H. Ismail, H. Md. Akil, 2004, Rheological Properties of Polypropylene/Ethylene-Propylene Diene Terpolymer/Natural Rubber (PP/EPDM/NR) Blends by Torque Rheometer, Jurnal Teknologi Proses, 3, hal. 77-86

Hendri, J., Ginting I., dan Laila A., 2008, Studi Pengikatan Kitosan pada Polietilen Tergrafting Asam Akrilat yang Diperoleh dengan Radiasi Gamma, Prosiding: Seminar Nasional Sains dan Teknologi-II-2008, Universitas Lampung, Lampung, 17-18 November 2008

Inderjeet .K, Raghuvir .B., 2003, Grafting onto Polypropillene. Graft copolymerization of 4-vinyl and binary mixture of 4-vinyl pyridine with acrylonitrile with pre Irradiation Technologies, Journal Of Applied Polymer Science. 2003. Page : 2067 – 2076

Lanthong, P., Nuisin, R., and Kiatkamjornwong, S., 2006, Graft Copolymerization, Characterization, and Degradation of Cassava Starch-g-acrylamide/itaconic Acid Superabsorbents, Journal of Carbohydrate Polymers. page: 229-245

Noerdin, Elusidasi Struktur Senyawa Organik dengan Cara Spektroskopi Ultra lembayung dan Infra Merah. Angkasa. Bandung

Singh .R .P, Surface,1996, Grafting Onto Polypropilene. A survey of Recent Development. Prog .polym Science. Page : 251-281.

Song Y. W., Do H. S., Joo H. S., Lim D. H., Kim S., and Kim H. J., 2006, Effect of Grafting of Acrylic Acid onto a PET Film Surfaces by UV Irradiation on The Adhesion of PSAs, J. Adhesion Sci. Technol., 20 (12) : 1357-1365

Stevens, Malcolm P., 1975, Kimia Polimer, 26th ed., a.b. Sopyan, Iis, Pradnya Paramita, Jakarta

Wang, H and Brown, H. R., 2004, Ultraviolet Grafting of Methacrylic Acid and Acrylic Acid on High-Density Polyethylene in Different Solvents and the Wettability of Grafted High-Density Polyethylene. I. Grafting. J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. page:253–262

Yohan, Nur R., Hendrajaya R., dan Siradj E. S., 2006, Sintesis Kopolimer Tercangkok Asam Akrilat pada Film LLDPE, Jurnal Kimia Indonesia, hal: 32-38

Zhang, Y., 2009, Preparation of Copolymers of Acrylic Acid and Acrylamide for Copper (II) Capture from Aqueous Solutions, Thesis, Univeristy of Waterloo, Ontario, Canada

LAMPIRAN

Noerdin, Elusidasi Struktur Senyawa Organik dengan Cara Spektroskopi Ultra lembayung dan Infra Merah. Angkasa. Bandung

Singh .R .P, Surface,1996, Grafting Onto Polypropilene. A survey of Recent Development. Prog .polym Science. Page : 251-281.

Song Y. W., Do H. S., Joo H. S., Lim D. H., Kim S., and Kim H. J., 2006, Effect of Grafting of Acrylic Acid onto a PET Film Surfaces by UV Irradiation on The Adhesion of PSAs, J. Adhesion Sci. Technol., 20 (12) : 1357-1365

Stevens, Malcolm P., 1975, Kimia Polimer, 26th ed., a.b. Sopyan, Iis, Pradnya Paramita, Jakarta

Wang, H and Brown, H. R., 2004, Ultraviolet Grafting of Methacrylic Acid and Acrylic Acid on High-Density Polyethylene in Different Solvents and the Wettability of Grafted High-Density Polyethylene. I. Grafting. J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem. page:253–262

Yohan, Nur R., Hendrajaya R., dan Siradj E. S., 2006, Sintesis Kopolimer Tercangkok Asam Akrilat pada Film LLDPE, Jurnal Kimia Indonesia, hal: 32-38

Zhang, Y., 2009, Preparation of Copolymers of Acrylic Acid and Acrylamide for Copper (II) Capture from Aqueous Solutions, Thesis, Univeristy of Waterloo, Ontario, Canada

LAMPIRAN