Penentuan Pengaruh Senyawa Penghambat Nyala CaCO 3 Terhadap Sifat
B. Penentuan Pengaruh Senyawa Penghambat Nyala CaCO 3 Terhadap Sifat
Mekanik Biokomposit
Biokomposit disintesis dengan penambahan CaCO 3 dalam berbagai jenis (CaCO 3 p.a dan nano CaCO 3 ) dan konsentrasi (6%, 7%, 8%, 9%, dan 10% dari berat total). Biokomposit LPP/DVB/AA/SK/CCpa (Formula II A) dan biokomposit LPP/DVB/AA/SK/nCC (Formula II B) yang terbentuk dikarakterisasi gugus fungsinya dengan FT-IR, sifat termalnya dengan DTA, kristalinitas dengan XRD, dan sifat mekanik dengan tensometer untuk menentukan nilai kuat tariknya.
1. Karakterisasi Gugus Fungsi, Sifat Termal, dan Kristalinitas Pembuatan biokomposit dengan penambahan CaCO 3 akan memberikan spektrum FT-IR yang berbeda dibanding biokomposit standar. Spektrum FT-IR biokomposit LPP/DVB/AA/SK/ CaCO 3 ditunjukkan pada Gambar 19 dengan data pembanding spektrum FT-IR dari CaCO 3 dan biokomposit LPP/DVB/AA/SK (Formula I).
Formula I (a)
CaCO 3 (b)
Formula II (c)
Gambar 19. Spektrum FT-IR: (a) Biokomposit LPP/DVB/AA/SK (Formula I), (b) Senyawa CaCO 3 , dan (c) Biokomposit LPP/DVB/AA/SK/CaCO 3 (Formula II)
Spektrum FT-IR senyawa CaCO 3 pada Gambar 19b menunjukkan adanya puncak serapan lebar milik ion karbonat pada bilangan gelombang 1419 cm -1 dan
O-C-O pada bilangan gelombang 1797 cm -1 (Dudley and Fleming, 1973).
Spektrum biokomposit dengan penambahan senyawa CaCO 3 (Gambar 19c) menunjukkan adanya serapan khas biokomposit standar seperti yang ditampilkan pada spektrum pembanding pada Gambar 19a yaitu serapan LPP pada CH str 2723
cm -1 , -CH
2 pada 1458 cm dan -CH 3 pada 1373 cm . Reaksi esterifikasi antara AA dan selulosa ditunjukkan oleh munculnya serapan karbonil ester pada 1733 cm -1 . Spektrum FT-IR biokomposit pada Gambar 20c juga menunjukkan karakter gugus O-C-O milik CaCO -1
3 pada bilangan gelombang 1797 cm dan puncak serapan lebar ion karbonat pada 1419 cm -1 yang mempengaruhi puncak
serapan -1 metilen (-CH2-) pada 1458 cm pada biokomposit LPP/DVB/AA/SK/CaCO 3 menjadi lebih lebar dibanding biokomposit
LPP/DVB/AA/SK. Karakter CaCO 3 sebagai bahan penyusun biokomposit juga dapat ditunjukkan melalui analisis termal dengan menggunakan DTA dan karakter kristalinitas dengan menggunakan XRD.
Analisis sifat termal dengan menggunakan DTA merupakan suatu analisis kualitataif dengan membandingkan termogram biokomposit dengan termogram bahan penyusunnya. Termogram DTA biokomposit dengan penambahan CaCO 3
ditunjukkan pada Gambar 20 dengan data pembanding termogram CaCO 3 . Termogram DTA biokomposit dengan penambahan CaCO 3 menunjukkan reaksi endoterm pada 160 °C yang menunjukkan adanya pelelehan LPP, adanya degradasi LPP suhu 210 °C, degradasi selulosa pada suhu 280 °C, dan dekomposisi LPP pada suhu 370 °C (Gambar 18 a dan b). Profil termogram DTA juga menunjukkan adanya reaksi endoterm pada suhu 700 °C yang merupakan
dekomposisi dari CaCO 3 menjadi CaO dan CO 2 . Termogram DTA pada Gambar
20 menunjukkan bahwa CaCO 3 merupakan salah satu bahan penyusun biokomposit. Data analisis termal DTA biokomposit dengan penambahan CaCO 3 menunjukkan karakter sifat termal bahan penyusunnya. Hal tersebut dapat membuktikan secara kualitatif bahwa telah terbentuk suatu biokomposit
LPP/DVB/AA/SK/CaCO 3 .
Gambar 20. Termogram DTA senyawa CaCO 3 dan biokomposit
LPP/DVB/AA/SK/CaCO 3 (Formula II)
Analisis secara kualitatif yang menunjukkan senyawa CaCO 3 merupakan salah satu bahan penyusun biokomposit juga ditunjukkan dengan difraktogram biokomposit yang diperoleh dari karakterisasi menggunakan XRD. Karakterisasi
yang dilakukan pada senyawa CaCO 3 menunjukkan karakter sudut difraksi 2θ yaitu pada 22° dan 30°, dimana sudut difraksi tersebut juga ditemukan pada difraktogram biokomposit. Karakter sudut difraksi tersebut menunjukkan bahwa
terdapat kandungan CaCO 3 dalam biokomposit (Gambar 21).
CaCO 3
Formula II
Gambar 21. Difraktogram biokomposit LPP/DVB/AA/SK/CaCO 3 (Formula II)
dan data pembanding CaCO 3
2. Karakterisasi Sifat Mekanik
Pembuatan biokomposit Formula II A (LPP/DVB/AA/SK/CCpa) dan Formula II B (LPP/DVB/AA/SK/nCC) ini ditujukan untuk menentukan pengaruh senyawa penghambat nyala CaCO 3 yang ditambahkan terhadap sifat mekanik biokomposit. Pengujian kuat tarik dilakukan pada spesimen masing-masing biokomposit dengan menggunakan tensometer dan diperoleh nilai kuat tarik biokomposit Formula II A maupun Formula II B seperti yang ditampilkan pada Gambar 22.
Gambar 22. Diagram nilai kuat tarik (TS) biokomposit LPP/DVB/AA/SK/CCpa (Formula IIA) dan LPP/DVB/AA/SK/nCC (Formula IIB) yang terdiri dari : (a) CCpa 6% (L 6A) dan nCC 6% (L 6B), (b) CCpa 7% (L 7A) dan nCC 7% (L 7B), (c) CCpa 8% (L 8A) dan nCC 8% (L 8B), (d) CCpa 9% (L 9A) dan nCC 9% (L 9B), (e) CCpa 10% (L 10A) dan nCC 10% (L 10B)
Diagram nilai kuat tarik (TS) dari biokomposit Formula II A maupun Formula II B yang disajikan dalam Gambar 22 menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi senyawa CaCO 3 yang ditambahkan maka prosentase peningkatan TS semakin meningkat. Penambahan CaCO 3 akan dapat meningkatkan sifat mekanik karena CaCO 3 merupakan suatu polimer alam yang dapat berfungsi sebagai bahan pengisi untuk memperkuat suatu polimer buatan. Diagram pada Gambar 22 tersebut menunjukkan bahwa peningkatan nilai kuat tarik biokomposit dengan penambahan nCC lebih besar dibanding dengan Diagram nilai kuat tarik (TS) dari biokomposit Formula II A maupun Formula II B yang disajikan dalam Gambar 22 menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi senyawa CaCO 3 yang ditambahkan maka prosentase peningkatan TS semakin meningkat. Penambahan CaCO 3 akan dapat meningkatkan sifat mekanik karena CaCO 3 merupakan suatu polimer alam yang dapat berfungsi sebagai bahan pengisi untuk memperkuat suatu polimer buatan. Diagram pada Gambar 22 tersebut menunjukkan bahwa peningkatan nilai kuat tarik biokomposit dengan penambahan nCC lebih besar dibanding dengan
polipropilena dengan nano partikel dapat CaCO 3 menghasilkan suatu nanokomposit dengan sifat mekanik yang lebih baik dibanding bahan awalnya, sedangkan komposit dengan CaCO 3 yang berukuran partikel mikro memberikan peningkatan sifat mekanik yang tidak terlalu besar.