2.13 Divinilbenzena
Divinilbenzena DVB terdiri dari satu cincin benzena yang diikat dua gugus vinil. Biasanya divinilbenzena ditemukan dalam bentuk campuran dengan perbandingan 2:1
antara bentuk meta-divinilbenzena dan para-divinilbenzena, juga mengandung isomer etilvinilbenzena yang sesuai. Bila direaksikan bersama-sama dengan stirena,
divinilbenzena dapat dipergunakan sebagai monomer reaktif dalam resin polyester. Stirena dan divinilbenzena bereaksi bersama-sama membentuk kopolymer stirena-
divinilbenzena S-DVB. Polimer crosslink yang dihasilkan umumnya dipergunakan sebagai penghasil resin penukar ion. Divinilbenzena terdapat dalam bentuk meta dan
para yang dapat dilihat pada gambar 2.11
Gambar 2.11 Struktur molekul meta-divinilbenzena kiri dan para- divinilbenzena kanan
Adapun sifat-sifat dari divinilbenzena dijelaskan pada tabel 2.3 Tabel 2.3 Sifat – sifat divinilbenzena DVB
Deskripsi Larutan bening
Bentuk molekul C
6
H
4
CHCH
2 2
Berat molekul 130,19 gmol
Titik didih 195°C
Titik cair -66,9 sampai -52°C
Titik api 76°C
Kelarutan Larut dalam etanol dan
eter, tidak larut dalam air Sumber: Wikipedia.orgwikiDivinylbenzene
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri atas:
3.1.1 Alat
- Neraca Analitis Mettler Toledo
- Buret 25ml
Pyrex - Internal Mixer
Heles CR-52 - Kertas Saring
no.42 Whatman
- Labu alas 500ml
Pyrex - Magnetik Stirer
- Alat Pemanas Stirer PMC
- Pendingin Liebig - Pompa Vakum
Welch Duo-Seal - Oven
Memmert - Aluminium Foil
- Alat-alat gelas Pyrex
- Hidraulik Press HTPS.0001.08
- Alat Uji Tekan Torsee SC- 2DE
3.1.2 Bahan
- Polipropilena Petrochemical
Industry - Benzoil Peroksida BPO
Merck - Maleat Anhidrida
Merck - Xilena
Pro Analys Merck
- Metanol Pro Analys Merck
- Aseton Pro Analys Merck
- Plastik polipropilena - Alkohol
Pro Analys Merck - Kayu Kelapa Sawit
- Divinilbenzena 80 Aldrich
3.2 Prosedur Penelitian 3.2.1 Preparasi Serbuk Kayu Kelapa Sawit
Kayu kelapa sawit yang diambil adalah kayu kelapa sawit yang telah non produktif dan berumur 20 – 25 tahun. Pengambilan sampel diambil secara acak dari berbagai
titik. Kayu kelapa sawit dicacah hingga dalam bentuk serat-serat halus yang dilanjutkan dengan penghalusan menjadi serbuk kayu kelapa sawit.
3.2.2 Proses Degradasi Polipropilena dengan Benzoil Peroksida
Sampel polipropilena dan inisiator benzoil peroksida ditimbang dengan perbandingan PP : BPO yaitu 90 : 10 dalam 50 gram. Selanjutnya dimasukkan polipropilena ke
dalam alat internal mixer dengan suhu 170
o
C kemudian diputar sampai melebur. Ditambahkan benzoil peroksida yang telah dibungkus dengan plastik polipropilena
dan diputar selama 10 menit. Dikeluarkan dan didinginkan campuran yang diperoleh lalu dicuci endapan dengan alkohol untuk melarutkan sisa zat yang tidak bereaksi dan
hasil sampingnya kemudian dikeringkan endapan polipropilena terdegradasi.
3.2.3 Proses Grafting Maleat Anhidrida kedalam Polipropilena Terdegradasi
Sampel polipropilena terdegradasi PPd, maleat anhidrat MA dan benzoil peroksida` BPO ditimbang dengan perbandingan 92 : 6 : 2 dalam 50 gram.
Dimasukkan PPd dan MA kedalam internal mixer dengan suhu 160
o
C dibiarkan
hingga melebur. Selanjutnya ditambahkan BPO kedalam internal mixer lalu diputar kembali selama 10 menit. Dikeluarkan dan didinginkan endapan yang diperoleh.
3.2.4 Pemurnian Polipropilena Tergrafting Maleat Anhidrida
PPd tergrafting MA yang diperoleh dimasukkan ke dalam erlenmeyer kemudian direfluks dengan xilena hingga larut. Diambil endapan yang tidak larut dalam xilena
panas lalu dikeringkan dan ditimbang sebagai fraksi gel. Endapan yang dapat larut dalam xilena panas diendapkan dengan cara penambahan aseton. Endapan yang
diperoleh disaring dengan kertas saring Whatman no.42 yang terhubung dengan pompa vakum dan dicuci dengan metanol berulang kali yang bertujuan untuk
melarutkan asam-asam sisa reaksi. Dikeringkan spesimen yang diperoleh pada oven
selama 6 jam dan kemudian ditimbang berat endapan yang diperoleh.
3.2.5 Preparasi sampel pembuatan papan komposit
Ditimbang PPd-g-MA, serbuk Kayu Kelapa Sawit KKS, Benzoil Peroksida BPO, serbuk Polipropilena PP dan Divinilbenzena DVB dengan perbandingan sebagai
berikut:
Sampel PPd-g-MAg
KKSg BPOg
PPg DVBg
1 10
80 2
10 15
2 20
70 2
10 15
3 30
60 2
10 15
4 40
50 2
10 15
Kemudian hasil uji keteguhan lentur kering dan modulus elastisitas lentur maksimum diambil dan divariasikan dengan perbandingan sebagai berikut:
Sampel PPd-g-MA g
KKS g BPOg
PP g DVB g
1 10
80 2
10 2
10 80
2 10
5 3
10 80
2 10
10 4
10 80
2 10
15 5
10 80
2 10
20
3.2.6 Pembuatan papan komposit
Sampel PPd-g-MA, serbuk KKS, BPO, PP dan DVB dimasukkan ke dalam beaker glass dan diaduk hingga merata. Campuran dimasukkan ke dalam cetakan dan dipress
dengan menggunakan hidraulik press pada suhu 170
o
C hingga tercetak. Kemudian papan didinginkan dalam suhu kamar dan dikeluarkan dalam cetakan.
3.2.7 Pengujian Papan Komposit 3.2.7.1 Uji Kerapatan
Diukur panjang, lebar dan tinggi spesimen dengan ketelitian 0,1 mm. Spesimen yang telah diukur kemudian ditimbang dengan neraca analitis dengan ketelitian 0,1 gram.
Kerapatan gcm
3
= ................................ 1
Dimana: B = massa gram I = volume cm
3
= panjang cm x lebar cm x tinggi cm
3.2.7.2 Uji Kadar Air
Spesimen ditimbang untuk mengetahui massa awal kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 103
o
C ± 2
o
C selama 6 jam kemudian didinginkan dalam desikator dan ditimbang massa papan komposit setelah dikeringkan.
Kadar Air = x 100
............................... 2 Dimana :
Ba = berat awal gram Bk= berat kering gram
3.2.7.3 Uji Pengembangan Tebal Setelah Direndam Air
Diukur tebal spesimen pada bagian pusat kemudian direndam air pada suhu 27
o
C ± 1
o
C secara mendatar sekitar 3 cm dari permukaan air selama 24 jam. Spesimen
yang telah direndam, diangkat dan diukur tebalnya Pengembangan tebal =
x 100 .........................3
Dimana : T
1
= tebal sebelum direndam air mm T
2
= tebal setelah direndam air mm
3.2.7.4 Uji Keteguhan Lentur Kering MoR dan Modulus Elastisitas Lentur MoE
Panjang, lebar dan tebal spesimen diukur dengan menggunakan jangka sorong dan diletakkan secara mendatar pada penyangga. Kecepatan yang digunakan adalah 10
mmmenit kemudian tombol pembebanan dihidupkan. Dicatat defleksi dan beban maksimum yang digunakan.
Keteguhan lentur kering kgFcm
2
= ..........................4
Dimana : B = beban maksimum N
S = jarak sangga cm L = lebar cm
T = tebal cm
Modulus elastisitas lentur kgFcm
2
= x
..........................5 Dimana :
S = jarak sangga cm L = lebar cm
T = tebal cm ΔB = selisih beban B
1
-B
2
yang diambil dari kurva N AD = defleksi cm yang terjadi pada selisih beban B
1
-B
2
3.3 Bagan Penelitian
3.3.1 Skema Penelitian Keseluruhan
Penyediaan serbuk kayu kelapa sawit
Degradasi polipropilena Proses grafting maleat anhidrida
dengan polipropilena terdegradasi Pencetakan papan komposit
Pengujian keteguhan lentur kering dan modulus elastisitas
dengan nilai maksimal digunakan sebagai acuan variasi berat
divinilbenzena 0, 5, 10, 15, 20 g
Pengujian keteguhan lentur kering, modulus elastisitas,
kerapatan, kadar air dan pengembangan tebal setelah
direndam air
Pembuatan Papan Komposit
Spesimen I, Spesimen II, Spesimen III, Spesimen IV PPd-g-MA:KKS:BPO:PP:DVB 10 : 80 : 2 : 10 : 15 g, 20 : 70 : 2 : 10 : 15 g, 30 : 60 : 2 : 10 : 15 g, 40 : 50 : 2 : 10 : 15 g
Spesimen I, Spesimen II, Spesimen III, Spesimen IV, Spesimen V PPd-g-MA:KKS:BPO:PP:DVB 10 : 80 : 2 : 10 : 0 g, 10 : 80 : 2 : 10 : 5 g, 10 : 80 : 2 : 10 : 10 g, 10 : 80 : 2 : 10 : 15 g, 10 : 80 : 2 : 10 : 20 g
Hasil
3.3.2 Proses Degradasi Polipropilena dengan benzoil peroksida
Dimasukkan ke dalam alat internal mixer dengan suhu 170
o
C sampai melebur Ditambahkan 5 g benzoil peroksida
Diputar selama 10 menit Dikeluarkan
Didinginkan
Dicuci dengan alkohol Dikeringkan
Ditimbang
45 g Polipropilena
Endapan PPd
Endapan PPd kering
3.3.3 Proses Grafting Maleat Anhidrida kedalam Polipropilena Terdegradasi
Dicampur dengan 3 g maleat anhidrida
Dimasukkan kedalam alat internal mixer dengan suhu 160
o
C Diputar sampai melebur
Ditambahkan 1 g benzoil peroksida Diputar selama 10 menit
Dikeluarkan Didinginkan
PPd-g-MA 46 g PPd
3.3.4 Proses Pemurnian PPd-g-MA
Ditimbang sebanyak 50 g Ditambahkan xilena
Direfluks Diambil endapan yang tidak larut
Ditambahkan aseton sehingga terbentuk endapan
Disaring dengan kertas saring Yang terhubung dengan pompa vakum
Dikeringkan di dalam oven pada suhu 120
o
C selama 6 jam
PPd – g - MA
Endapan PPd-g-MA kering Endapan Tidak Larut
Filtrat
Endapan PPd-g-MA basah Filtrat
3.3.5 Pembuatan Papan Komposit
Dicampurkan dan diaduk sampai rata Dimasukkan ke dalam cetakan
Dijepit dengan menggunakan plat besi Dipress dengan menggunakan Hidraulik
Press pada suhu 170
o
C sampai campuran tercetak
Didinginkan papan komposit hingga suhu kamar dan dikeluarkan dari cetakan
Diulangi prosedur yang sama sebanyak 3 kali
Dilakukan prosedur yang sama pada Sampel 2,3, dan 4
Dikarakterisasi Dilakukan prosedur yang sama untuk
variasi divinilbenzena
PPd-g-MA : KKS : BPO : PP : DVB 10 : 80 : 2 : 10 : 15 g
Uji Kerapatan Uji Keteguhan
Lentur Kering dan Modulus Elastiitas
Lentur Uji Kadar Air
Uji Pengembangan Tebal Setelah
Perendaman Air
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Keteguhan Lentur Kering MoR dan Modulus Elastisitas
Lentur MoE Pada Variasi Komposisi PPd-g-MA dan Selulosa
Nilai hasil pengujian keteguhan lentur kering MoR dan modulus elastisitas lentur MoE ditunjukkan oleh tabel 4.1
Tabel 4.1 Hasil Uji MoR dan MoE Sampel
PPd-g- MAg
KKS g
BPO g
PP g
DVB g
MoR kgFcm
2
MoE kgFcm
2
1 10
80 2
10 15
175,27 16432,03
2 20
70 2
10 15
85,20 7987,49
3 30
60 2
10 15
51,10 3832,50
4 40
50 2
10 15
28,12 2109,37
Berdasarkan hasil pengujian keteguhan lentur kering MoR dan modulus elastisitas lentur MoE diperoleh nilai yang ditunjukkan oleh diagram batang pada gambar 4.1
dan gambar 4.2.
Gambar 4.1 Grafik Keteguhan Lentur Kering MoR
175,27
85,2 51,1
28,12 50
100 150
200
Spesimen I Spesimen II
Spesimen III Spesimen IV
M o
R kg
F c
m
2
Sampel
Gambar 4.2 Grafik Modulus Elastisitas Lentur MoE
Nilai keteguhan lentur kering papan komposit berkisar antara 28,12 – 175,27 kgFcm
2
dengan nilai tertinggi pada perbandingan PPd-g-MA : KKS 10:80. Adapun yang memenuhi persyaratan SNI 03-2105-2006 dengan nilai minimum 82 kgFcm
2
adalah spesimen I dan spesimen II. Sementara nilai Modulus Elastisitas Lentur MoE papan komposit berkisar
antara 2109,37 – 16432,03 kgFcm
2
. Nilai ini masih jauh dibawah standar mutu SNI 03-2105-2006 yaitu 2,04 x 10
4
kgFcm
2
. Kekuatan suatu papan komposit dalam industri perabotan merupakan suatu
paramater yang sangat penting. Data di atas menunjukkan adanya penurunan nilai keteguhan lentur kering seiring dengan bertambahnya massa PPd-g-MA. Hal ini
disebabkan sifat polipropilena terdegradasi yang rapuh akibat penurunan berat molekul Keener et.al., 2003. Sementara rendahnya nilai modulus elastisitas lentur
dikarenakan partikel KKS mengandung sifat pith gabus, pith dapat dihilangkan melalui proses depithing karena pith mengandung sel parenkim yang tidak memberi
sifat kekuatan sehingga akan menghasilkan papan partikel yang kurang baik. Mawardi, 2009
16432,03
7987,49 3832,5
2109,37 2000
4000 6000
8000 10000
12000 14000
16000 18000
Spesimen I Spesimen II
Spesimen III Spesimen IV
M o
E kg
F c
m
2
Sampel
4.2 Pengujian Keteguhan Lentur Kering MoR dan Modulus Elastisitas Lentur MoE Pada Variasi Berat Divinilbenzena DVB
Berdasarkan hasil pengujian keteguhan lentur kering dan modulus elastisitas diperoleh nilai MoR dan MoE yang ditunjukkan tabel 4.2
Tabel 4.2 Hasil Uji MoR dan MoE
Sampel PPd-g-
MA g
KKS
g
BPO
g
PP
g
DVB g
MoR kgFcm
2
MoE kgFcm
2
1 10
80 2
10 162,12
12159,37 2
10 80
2 10
5 192,81
18056,24 3
10 80
2 10
10 219,67
20594,52 4
10 80
2 10
15 174,47
16357,02 5
10 80
2 10
20 172,77
16197,65
Berdasarkan hasil pengujian keteguhan lentur kering MoR dan modulus elastisitas lentur MoE diperoleh nilai yang ditunjukkan oleh diagram batang pada gambar 4.3
dan gambar 4.4.
Gambar 4.3 Grafik keteguhan Lentur Kering MoR
162,12 192,81
219,67 174,47
172,77
50 100
150 200
250
Spesimen I Spesimen II
Spesimen III Spesimen IV
spesimen V
M o
R kg
F c
m
2
Sampel
Gambar 4.4 Grafik Modulus Elastisitas Lentur MoE
Nilai keteguhan lentur kering papan komposit dengan divinilbenzena sebagai agen pengikat silang menunjukkan adanya peningkatan sejalan dengan bertambahnya
massa divinilbenzena. Akan tetapi, apabila jumlah divinilbenzena melebihi kadar optimumnya maka akan terjadi penurunan nilai keteguhan yang cukup signifikan.
Nilai keteguhan lentur kering papan komposit di atas berkisar antara 162,12 – 219,67 kgFcm
2
. Keteguhan lentur kering papan komposit yang dihasilkan telah memenuhi standar mutu SNI 03-2105-2006 yaitu 82 kgFcm
2
.
Sementara nilai MoE dari penelitian ini berkisar antara 12159,37 – 20594,52 kgFcm
2
. Adapun papan komposit yang telah memenuhi standar mutu SNI 03-2105- 2006 dengan nilai 2.04 x 10
4
kgFcm
2
adalah papan kompsoit spesimen III dengan nilai MoE 20594,52 kgFcm
2
.
12159,37 18056,24
20594,52 16357,02
16197,65
5000 10000
15000 20000
25000
Spesimen I Spesimen II
Spesimen III Spesimen IV
Spesimen V
M o
E kg
F c
m
2
Sampel
4.3 Pengujian Kerapatan Papan Komposit
Kategori