Pembuatan Biokomposit pada Komposisi Optimum

A. Pembuatan Biokomposit pada Komposisi Optimum

Biokomposit dengan dan tanpa senyawa penghambat nyala disintesis berdasarkan komposisi optimum dari research group sebelumnya dengan rasio LPP/SK = 4/1 sedangkan biokomposit cerdas memiliki komposisi optimum dengan penambahan 20 % senyawa penghambat nyala. Formulasi biokomposit optimum ditunjukkan pada Tabel 2.

Tabel 2. Formulasi Pembuatan Biokomposit dan Biokomposit Cerdas dengan 20 % senyawa Fire Retardant Al(OH) 3 dan Mg(OH) 2 komposisi optimum dengan H 3 BO 3

No F Rasio Fire Retardant %

(w/w)

rPP/DVB/AA/SK *)

3. F2 20 -

5 rPP/DVB/AA/SK/ATH/BA *)

4. F3 -

20 5 rPP/DVB/AA/SK/MDH/BA **)

5. F4 5 15 5 rPP/DVB/AA/SK/ATH/MDH/BA **)

Suharty et al. (2010)

1. Analisis Gugus Fungsi Biokomposit

Analisis gugus pada spektra FTIR menunjukkan adanya perubahan serapan spesifik senyawa pembentuk dengan produk yang terjadi bila terjadi perubahan ikatan. Perubahan dan pergeseran gugus fungsi tersebut dipergunakan sebagai salah satu indikasi terjadinya perubahan ikatan kimia yang menunjukan perubahan struktur jaringan matrik polimer baru dalam sintesis biokomposit (Suharty dkk 2007 dan Suharty dkk 2009). Masing-masing gugus fungsi memiliki daerah serapan yang berbeda-beda. Berikut analisis gugus fungsi biokomposit, ditunjukkan pada Tabel 3.

commit to user

Sampel

Bilangan gelombang ( cm -1 )

Gugus fungsi

CH 2 - bending

1365-1385

>CH -bending

892-991

>CH -bending SK KBr pelet

3550-3200

-OH ikatan hidrogen

3650-3584

-OH bebas

2926-853

-CH 2 - stretching

-OH ikatan hidrogen

3650-3584

-OH bebas

1667-1640

>C=C< (vinil) DVB

3090

=CH- stretching

3008

>CH- (vinil)

1627

>C=CH 2 (vinil)

1600-1585

C=C (aromatik) Al(OH) 3

3618-3380

O-H - stretching

1101

O-H - bending

Mg(OH) 2 1020

O-H - bending (Silverstein,1991)

Analisis gugus fungsi dilakukan pada biokomposit LPP/DVB/AA/SK (F1) yang ditunjukkan pada Gambar 23.

Gambar 23. Spektra FTIR : (a) LPP ; (b) SK ; (c) AA ; (d) DVB ; (e) Biokomposit

LPP/DVB/AA/SK

commit to user

Spektra Gambar 23 (a) LPP (b) SK (c) AA (d) DVB merupakan hasil penelitian dari research group sebelumnya yang digunakan sebagai data pembanding terhadap pembentukan biokomposit LPP/DVB/AA/SK pada Gambar 23e. Berdasarkan Gambar 23a menunjukkan bahwa sampel LPP dalam bentuk KBr pelet mempunyai daerah serapan pada 2723 cm -1 yang merupakan serapan

dari gugus fungsi -CH 2 - dan merupakan serapan khas PP (Suharty, 2007 a ).

Serapan pada daerah 2839 cm -1 mewakili gugus fungsi >CH-stretching, daerah

serapan 1458 cm -1 menunjukkan adanya gugus metilen (-CH 2 -), gugus metil (- CH 3 ) ditunjukkan pada 1373 cm -1 dan puncak 972 cm -1 mengindikasikan serapan >CH- bending. Spektra FTIR dari serat kenaf (SK) dalam bentuk pellet KBr pada Gambar 23b mempunyai serapan yang khas pada 3410 cm -1 (broad) yang merupakan serapan dari gugus fungsi -OH ikatan hidrogen, serapan pada 2900

cm -1 adalah milik dari gugus fungsi –CH 2 -, serta adanya serapan pada puncak

1033 cm -1 yang menunjukkan adanya gugus fungsi C-O-C. Spektra FTIR asam akrilat (AA) dalam bentuk neat liquid yang ditunjukkan oleh Gambar 23c menunjukkan adanya serapan yang kuat dan tajam pada 1728 cm -1 yang merupakan serapan khas untuk gugus fungsi >C=O (karbonil asam), selain itu juga terdapat serapan pada 3448 cm -1 (broad) yang menunjuk pada gugus fungsi –

OH ikatan hidrogen, serta adanya gugus vinil (>C=CH 2 ) yang ditunjukkan dengan

serapan pada daerah 1635 cm -1 . Hasil analisis spektra FTIR dari DVB dalam bentuk neat liquid yang ditunjukkan pada Gambar 23d memperlihatkan adanya C-

H (aromatik) yang ditunjukkan oleh serapan 3086 cm -1 , selain itu adanya serapan pada 3008 cm -1 menunjukkan keberadaan C-H vinil. Serta terdapat serapan 1627

cm -1 yang merupakan gugus >C=CH 2 (vinil) dan serapan pada 1597 cm -1 yang menunjukkan C=C aromatik atau terkonjugasi. Spektra FTIR pada gambar 23e yang merupakan spektra dari biokomposit Formula 1 (LPP/DVB/AA/SK) menunjukkan adanya serapan pada 2723 cm -1 dan

merupakan puncak serapan yang kuat dan khas untuk gugus fungsi –CH 2 - yang

berasal dari LPP. Dari Gambar 23e diketahui terjadi pergeseran bilangan gelombang dari 1728 cm -1 yang merupakan bilangan gugus fungsi >C=O untuk

commit to user

serapan untuk karbonil ester. Hal ini memberikan informasi bahwa spektra FTIR yang diperoleh baik pada biokomposit menunjukkan terbentuknya ikatan secara esterifikasi radikal yaitu ikatan antara PP dengan selulosa, dimana selulosa terikat pada sisi polar AA yang juga terikat pada PP. Reaksi yang terjadi antara SK dengan AA tersebut sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Suharty, dkk (2008), melaporkan bahwa selulosa dari serat alam dapat berikatan dengan AA secara esterifikasi. Hal tersebut diperkuat dengan hilangnya gugus fungsi vinil (>C=C<) dari AA pada serapan 1635 cm -1 (Gambar 23c) yang menunjukkan gugus vinil AA berinteraksi dengan metin pada LPP melalui reaksi reaktif. Berdasarkan spektra FTIR biokomposit Formula 1 diketahui hilangnya serapan pada 1627 cm -1 yang merupakan serapan vinil DVB (Gambar 23d) yang menunjukkan terjadi reaksi reaktif antara vinil DVB dengan gugus vinil AA. Analisis gugus fungsi pada biokomposit tersebut menunjukkan terjadinya pergeseran dan perubahan gugus fungsi dari bahan awal. Hal ini sesuai dengan Suharty, dkk (2007), melaporkan bahwa pergeseran dan perubahan gugus fungsi pada sintesis biokomposit menunjukkan terjadinya perubahan ikatan kimia yang sekaligus menunjukkan perubahan struktur jaringan matrik polimer baru dalam sintesis biokomposit.

2. Analisis Gugus Fungsi Biokomposit dengan Pemadam Nyala Karakterisasi biokomposit mengandung senyawa pemadam nyala dilakukan pada biokomposit LPP/DVB/AA/SK/Mg(OH) 2 /Al(OH) 3 , ditunjukkan Gambar 24.

Gambar 24. Spektra FTIR dari (a) Mg(OH) 2 (b) Al(OH) 3 (c) Biokomposit LPP/DVB/AA/SK (d) LPP/DVB/AA/SK/Al(OH) 3 /Mg(OH) 2

commit to user

group sebelumnya yang digunakan sebagai data pembanding terhadap

pembentukan biokomposit LPP/DVB/AA/SK/Al(OH) 3 /Mg(OH) 2. Berdasarkan spektra

FTIR dari biokomposit LPP/DVB/AA/SK/Al(OH) 3 /Mg(OH) 2

menunjukkan bahwa pada daerah serapan 3525 cm -1 merupakan gugus O-H stretching, dan serapan pada 1101 cm -1 merupakan serapan O-H bending yang

dimungkinkan adalah serapan khas dari senyawa Al(OH) 3 . Serapan 1020 cm -1

merupakan serapan O-H bending yang dimungkinkan adalah serapan dari

senyawa Mg(OH) 2. Dari hasil analisis diketahui tidak teramati adanya pergeseran

bilangan gelombang pada spektra FTIR biokomposit tersebut terhadap biokomposit awal LPP/DVB/AA/SK. Hal ini menunjukkan bahwa tidak teramati adanya ikatan primer antara senyawa penyusun biokomposit dengan senyawa

penghambat nyala Al(OH) 3. Berdasarkan studi literatur pada Ismail (2010) yang

melakukan pembuatan komposit dengan penambahan clay diketahui bahwa gugus

O-H dari Al(OH) 3 dapat membentuk ikatan sekunder yang berupa ikatan hidrogen

dengan gugus polar lainnya. Hal ini memungkinkan terjadinya ikatan hidrogen

pada biokomposit yaitu antara O-H dari Al(OH) 3 dengan gugus karboksil dari

selulosa yang merupakan ikatan sekunder sehingga keberadaan ikatan tersebut sulit diidentifikasi dengan instrumen FTIR.