Kerangka Pemikiran

B. Kerangka Pemikiran

Sintesis biokomposit dilakukan dengan mencampurkan 4 senyawa awal yaitu LPP, DVB, LPP-g-AA, dan STKS menggunakan metode larutan

Kuat Tarik (σ)

Elongation (ε)

Modulus Young (E) =

Energi Serap (Es) Luas Penampang (A)

Kekuatan Impak (Is) =

commit to user

larutan dengan menggunakan xilena sebagai pelarut karena xilena dapat melarutkan LPP hingga 100% pada titik didihnya. Selain itu, metode ini

memberikan kesempatan kepada LPP untuk bertumbukan secara maksimal dengan bahan lain.

Polipropilena (PP) merupakan polimer sintetik yang tersusun dari monomer propilena atau propena yang bersifat non polar. Setiap unit ulang polipropena mempunyai karbokation pada karbon tersier yang stabil. Polipropilena yang mengalami reaksi radikal bebas akan melepaskan atom hidrogen yang terikat pada karbon atom tersier sehingga terbentuk karbon tersier radikal yang bersifat non polar sebagai pusat reaksi.

Selulosa yang merupakan polimer alam tersusun dari monomer glukosa yang tergabung ikatan 1,4- β-glikosidik. Setiap unit glukosa mengandung gugus

polar hidroksil pada C 2 , C 3 , dan C 6 serta dua oksigen yang membentuk ikatan

glikosidik. Pada reaksi radikal maka gugus-gugus radikal yang terbentuk akan menyerang rantai selulosa sehingga menghasilkan selulosa radikal yang

mempunyai pusat gugus radikal atom O pada C 1 yang mengikat R.

Karena adanya perbedaan kepolaran gugus reaktif dari polipropilena, selulosa, maka diperlukan suatu senyawa penggandeng antara gugus non polar dari polipropilena dan gugus polar dari selulosa. Senyawa penggandeng ini harus mempunyai gugus non polar dan polar, atau juga disebut sebagai senyawa

commit to user

penggandeng multifungsional yang mempunyai 3 gugus reaktif yakni gugus vinil

yang bersifat non polar dan gugus karbonil serta hidroksil yang bersifat polar.

Senyawa penggandeng AA disini akan di-grafting dengan PP melalui reaksi radikal. Dimana gugus fungsi AA yang bersifat non polar akan berikatan dengan gugus fungsi PP yang juga bersifat non polar. Sehingga dihasilkan senyawa penggandeng LPP-g-AA.

Gugus reaktif non polar dari LPP-g-AA akan berikatan dengan gugus reaktif dari LPP atau DVB yang bersifat non polar. Sedangkan gugus reaktif polarnya akan berikatan dengan gugus polar dari selulosa yang terikat pada atom

O pada C 1 membentuk ester.

commit to user

jaringan yang terbentuk menjadi lebih besar dan lebih padat maka perlu ditambahkan agen penyambung silang. Agen penyambung silang yang digunakan

dalam penelitian ini adalah divinil benzena (DVB) yang kedua gugus vinilnya bersifat non polar sehingga dapat berikatan dengan gugus non polar dari polipropilena maupun asam akrilat. Selain itu, inti aromatik DVB yang

mengandung 6 elektron π mampu bertindak sebagai penerima proton sehingga dapat membentuk ikatan hidrogen dengan H parsial positif dari senyawa lain.

Ikatan primer dan sekunder yang terbentuk akan memperbesar jaringan polimer sehingga polimer lebih masif dan keras dan konsekuensinya akan meningkatkan sifat mekaniknya.

Sehingga kemungkinan struktur biokomposit yang terbentuk adalah sebagai berikut :

commit to user

Untuk meningkatkan sifat hambat nyala biokomposit dan meningkatkan kekuatan mekaniknya, maka pada biokomposit ditambahkan lempung bentonit dan montmorillonit sehingga menjadi suatu geobiokomposit. Lempung selain berfungsi sebagai bahan pengisi (filler) yang dapat meningkatkan sifat mekanik dari LPP sekaligus juga berfungsi sebagai senyawa tahan nyala (flame retardant) karena pada lempung mengandung senyawa aluminasilika. Lempung pada geobiokomposit mampu membentuk lapisan arang saat proses pembakaran. Lapisan arang ini dapat melapisi biokomposit sehingga menghalangi supply oksigen sebagai gas pemicu pembakaran.

Lempung merupakan geopolimer yang bersifat hidrofilik yang tersusun dari gugus fungsi Al-OH serta Si-O. Gugus tersebut dapat berikatan sekunder yaitu ikatan hidrogen dengan awan elektro dari benzena, lonepair electron dari atom O yang berasal dari AA atau selulosa, serta atom H bermuatan parsial positif (δ+) yang berasal dari selulosa ataupun AA (jika kemungkinan OH pada AA masih ada). Berikut adalah model struktur geobiokomposit yang terbentuk :

commit to user

Struktur LPP, STKS, maupun lempung akan berubah dalam pembentukan geobiokomposit. Terjadinya ikatan antara LPP dengan serat dan lempung akan meningkatkan sifat mekanik geobiokomposit. Untuk itu perlu dilakukan uji kuat tarik, Modulus Young, energi serap, dan kekuatan impaknya. Perubahan struktur kimia dari LPP dan geobiokomposit diamati dengan menggunakan spektrofotometer infra merah, sedangkan kristanilitas dari lempung dan geobiokomposit diamati dengan XRD yang dapat menunjukkan karakter bahan- bahan penyusunnya.

Penambahan lempung kedalam formula biokomposit dapat memberikan efek terhadap pembakaran. Lempung disini selain berfungsi sebagai filler, juga berfungsi sebagai senyawa penghambat karena saat pembakaran lempung tersebut dapat membentuk arang yang melapisi biokomposit sehingga menghambat pembakaran. Untuk pengujiannya, maka dilakukan uji nyala menurut ASTM D 635. Sedangkan untuk mengetahui prosentase heat release dilakukan dengan mengukur suhu pembakaran dan suhu setelah api dipadamkan.

commit to user

1. Geobiokomposit dapat disintesis dari bahan awal LPP, STKS, dan lempung bentonit serta montmorillonit dalam berbagai rasio konsentrasi, secara reaktif

dengan penggandeng multifungsional LPP-g-AA, serta agen penyambung silang DVB sehingga diperoleh komposisi optimum geobiokomposit yang mempunyai kemampuan hambat bakar yang tinggi yang ditandai dengan lambatnya time to ignition (TTI), burning rate (BR) yang rendah, serta persentase heat release (HR) yang tinggi.

2. Geobiokomposit dengan senyawa penghambat bakar lempung bentonit dan montmorillonit akan memiliki sifat mekanik yang baik.

commit to user