3.5 .Pembuatan Nano Komposit.
Proses pembuatan sampel uji pada proses pencampuran dilakukan dalam dua tahapan , yaitu tahap pertama :
Pembuatan kompon karet merupakan campuran yang terdiri dari karet SIR-20, asam stearat, zinc oxide, MBTS dan sulfur, carbon Black,TMTD, IPPD,
WAX yang dibuat dengan menggunakan mesin Two Roll Mixing Mill seperti pada Gambar 3.6 ,dilakukan di PT.Santos Ruber Cengkareng Jakarta .
Gambar 3.6. Two Roll Mixing Mill
Poses pembuatannya dilakukan pada suhu kamar dengan komposisi pencampuran ditunjukkan pada Tabel 3.1 .
Tabel 3.1.Formulasi Kompon Karet Dengan Two Roll Mixing Mill. Bahan
Komposisi Bahan
per hundred rubber
Fungsinya
SIR- 20 100
Binder
Wax 1,5
Antiozonat
Carbon BlackN 330 30
filler Zinc oxide
5 Activator
Stearic acid_ 2
Activator Sulfur
3 Curing agens
IPPD 2
Antioxidan TMTD
1,5 Accelerator
MBTS 2,5
Accelerator
Universitas Sumatera Utara
Proses pembuatan kompon SIR-20 dengan waktu selama 23 menit dengan langkah –langkah seperti diperlihatkan pada Tabel 3.2
Tabel 3.2. Waktu pencampuran material untuk pembuatan kompon karet menggunakan Two Roll Mill
Bahan Jumlah
phr Waktu pencampuran
Menit
SIR- 20, proses mastikasi 100
5
Wax 1,5
Carbon BlackN 330 30
5 Zinc oxide
5 Stearic acid_
2 IPPD
2 3
Sulfur 3
TMTD 1,5
MBTS 2,5
5 Proses keluar lembaran karet
5 Total waktu pembuatan kompon sir -20
23 Hasil kompon SIR -20 diperlihatkan pada Gambar 3.7 , kemudian
dianalisis sifat kekuatan tarik , perpanjangan putus , kekerasan dan curing caracteristic waktu masak , hasil diperoleh sebagai berikut :
Kekerasan 60 shore a ASTM D 2240-70 , tensil strength 21,2 Mpa ASTM D 412- 97, perpanjangan putus 575 ASTM D 412-97 , compresion set 25 21,09
ASTM D 395-94. Karakteristik waktu masak modulus torsi max 99 MHR,kg- cm , modulus torsi min 32 ML , kg-cm , modulus torsi opt 80,8 M
90
, kg-cm , scorch time 4,9 t
s2
,min
Gambar 3.7. Kompon SIR- 20 .
Pada tahap kedua yakni dilakukan pembuatan nano komposit . Proses pencampuran dilakukan di Laboratorium Fisika Polimer LIPI Cisitu Jalan
Universitas Sumatera Utara
Sangkuriang Bandung . Pada proses pencampuran dilakukan dalam suatu alat internal mixer laboplastomil Model 30 R150 dengan volume 60 cc maksimum
jumlah total komposisi bahan sekitar 50 gr diperlihatkan pada Gambar 3.8 , dengan mencampuran kompon karet SIR -20 sebanyak 70 phr hasil dari Two
Roll Mixing Mill ditambah polipropilena sebanyak 30 phr, kompatibiliser PPMA sebanyak 5 phr dan nano partikel zeolit alam hasil pemurnian dan tanpa
pemurnian dengan variasi komposisi dari 0, 2,4,6 berat dari 50 gr dari isi laboplastomil .
Gambar 3.8. Internal Mixer Laboplastomil Model 30 R150.
Proses pembuatan nano komposit yang dilakukan dalam internal mixer pada suhu 180
Tabel 3 .3. Urutan waktu pemasukan bahan kedalam internal mixer
C dan kecepatan rotor 60 rpm selama 10 menit untuk campuran bahan PP , kompon SIR 20 , nano partikel zeolit alam , PPMA dengan urutan
seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3.3.
untuk campuran vulkanisasi dinamik NRPP dengan menggunakan kompatibeliser PPMA dan bahan pengisi nano
zeolit alam .
Waktu menit Vulkanisasi dinamik Vulkanisasi dinamik
3 Proses pelelehan PP
Proses pelelehan PP 4
Kompon SIR-20 Kompon SIR-20
2 Nano zeolit alam hasil
pemurnian Nano zeolit alam
tampa pemurnian 1
PP-g-MA PP-g-MA
10 selesai
selesai Komposisi campuran polipropilena ,kompon SIR -20 ,PPMA dan nano partikel
zeolit alam kalsinasi dan tanpa kalsinasi dengan beberapa variasi komposisi yang digunakan dalam internal mixer pada laboplastomill Model 30 R150 Volume
chember 60 cc ditunjukkan Tabel 3.4 , 3.5 dan 3.6.
Universitas Sumatera Utara
Tabel .3.4. Komposisi Campuran bahan pada Internal Mixer
Dengan bahan Nano partikel zeolit alam hasil pemurnian Sampel
S1 phr S2phr
S3phr S4phr
Nano partikel
zeolit dengan
pemurnian 2
4 6
PP-g-MA 5
5 5
5 PP
70 30
30 30
Kompon SIR 20
30 70
70 70
Tabel 3.5 .Komposisi campuran bahan pada internal mixer dengan bahan nano zeolit alam tampa pemurnian
Sampel S5 phr
S6phr S7 phr
Nano partikel Zeolit alam tanpa
pemurnian 2
4 6
PP-g-MA 5
5 5
PP 30
30 30
Kompon SIR -20 70
70 70
Tabel 3 .6 Urutan waktu pemasukan bahan kedalam internal mixer
Untuk Campuran PP dengan menggunakan kompatibeliser PP-g-MA dan bahan pengisi nano zeolit alam .
Waktu menit Operasi
Operasi
3 Proses pelelehan PP
Proses pelelehan PP 4
Nano zeolit alam hasil pemurian
Nano zeolit alam tanpa pemurian
3 PP-g-MA
PP-g-MA 10
Selesai Selesai
Pada Tabel 3.7 dan 3.8 memperlihatkan komposisi campuran polipropilena , PPMA dan nano partikel zeolit alam kalsinasi dan tanpa kalsinasi dengan
beberapa variasi komposisi yang digunakan dalam internal mixer pada laboplastomill Model 30 R150 Volume chember 60 cc , atau sekitar 70 dari
volume yang diperbolehkan untuk di isi atau sekitar 50 mg.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.7 Komposisi Campuran bahan pada Internal Mixer PP, PP-g-MA , Nano zeolit alam hasil pemurnian
Sampel S8 wt
S9wt S10wt
S11wt
Zeolit dengan
pemurnian 2
4 6
PP-g-MA 5
5 5
5 PP
95 93
91 89
Tabel 3.8 Komposisi campuran bahan pada internal mixer
PP, PP-g-MA , nano zeolit alam tanpa hasil pemurnian Sampel
S12wt S13wt
S14wt
Zeolit alam tanpa
pemurnian 2
4 6
PP-g-MA 5
5 5
PP 93
91 89
Bahan yang dihasilkan dari alat internal mixer laboplastomil dalam bentuk granular seperti diperlihatkan pada Gambar 3.9 .
Gambar 3.9 . Produksi Sampel dari Hasil Internal mixer .
Hasil sampel dari internal mixer dimasukkan kedalam alat cetakan dengan yang berbentuk empat persegi dengan ketebalan plat 1mm seperti diperlihatkan
pada Gambar 3.10, sebelum sampel dimasukan terlebih dahulu bahan ditimbang dengan neraca sesuai dengan volume dari plat cetakan .dalam hal ini massa yang
dibutuhkan untuk satu plat sekitar 20 mg . Untuk menghindari sampel lengket dengan alat cetakan , maka dalam hal ini digunakan alumenium foil dan glosy plat
untuk membuat permukaan rata ,dan menghindari gelembung udara .Sebelum dilakukan pencetakan sampel alat hot press dibuat pada suhu konstan 180
C .
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.10. Alat Cetakan Sampel
Kemudian dilakukan pencetakan dengan cetak tekan panas yang dilaksanakan selama 15 menit yang terdiri dari waktu pemanasan cetakan 5 menit
waktu pemanasan bahan 5 menit dan waktu tekan 5 menit dengan tekanan 37 ton dengan suhu pencetakan 180
C , kemudian dilanjutkan dengan tekanan dingin selama 5 menit dengan tekanan yang sama sebesar 37 ton , Gambar 3.11.
Gambar 3.11. Alat Tekan Panas dan Tekan Dingin
Hasil sampel dari cetakan tekan panas dan dingin diperlihatkan pada Gambar 3.12,
Gambar 3. 12. Sampel hasil tekan panas dan tekan dingin dalam bentuk plat.
Universitas Sumatera Utara
Hasil cetakan dalam bentuk lembaran , kemudian dibuat sampel uji dengan mengunakan mesin potong sampel dumbell, untuk sampel uji tarik dibuat dengan
standar JIS K 6781, Gambar 3.13.
Gambar 3. 13. Alat Pemotong Sampel untuk Uji Tarik
.
Setalah sampel dikondisikan maka dilakukan masing-masing karakterisasi .
a b
Gambar 3.14. aSampel Kekuatan Tarik TPE. bSampel Kekuatan Tarik TP
3.6. Pengujian dan Analisis Sampel .
Kategori