21 Gambar 3.3 Ilustrasi Pengujian Bentur Metode Charpy
Benda uji charpy memiliki luas penampang lintang bujur sangkar dan memiliki notch berbentuk V. Benda uji diletakkan pada tumpuan pada posisi
mendatar dan bagian yang bertakik diberi beban impak dari ayunan bandul.
3.3.5.5 Hardness Rockwell ISO 2039 Pengujian Rockwell bertujuan untuk menentukan suatu material dalam
bentuk daya tahan material terhadap benda penguji yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut. Pada penelitian ini digunakan metode uji
kekerassan Rockwell dengan skala Rockwell R, yaitu: Beban maksimal
: 60 kg Tipe indenter
: Bola baja
1 2
inchi
3.3.5.6 Scanning Electron Microscopy SEM
Sampel yang dianalisa yaitu abu pembakaran biomassa kelapa sawit nontreatment dan treatment, serta hasil uji bentur komposit HIPS berpengisi abu
pembakaran biomassa kelapa sawit dengan ratio komposisi komposit HIPS-POFA terbanyak 9010 dan terendah 955 untuk melihat perubahan morfologi yang
terjadi pada patahan komposit. Analisa SEM dilakukan di Laboratorium Scanning Electron Microscope
, Institut Teknologi Bandung.
Universitas Sumatera Utara
22
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 KARAKTERISTIK FTIR FOURIER TRANSFORM INFRA RED
ABU PEMBAKARAN BIOMASSA KELAPA SAWIT
Karakterisasi ini dilakukan untuk mengidentifikasi gugus fungsi dari bahan pengisi abu pembakaran biomassa kelapa sawit nontreatment dan abu pembakaran
biomassa kelapa sawit yang telah ditreatment. Hasil spektrum FTIR dari bahan pengisi dapat dilihat pada Gambar 4.1 a dan b di bawah ini.
Keterangan analisa gugus fungsi [18, 19, 20, 21, 22]: - 3765-3750 cm
-1
: gugus Si-OH - 3700-3000 cm
-1
: stretching gugus –OH
- 1600-1300 cm
-1
: senyawa MgO - 1170-1080 cm
-1
: senyawa SiO
2
- 1015-964 cm
-1
: senyawa AlOH
3
- 476-616 cm
-1
: senyawa Fe
2
O
3
Gambar 4.1 Karakteristik FTIR Abu Pembakaran Biomassa Kelapa Sawit a Nontreatment
Murni, b Treatment
1012,63 3765,05
3414,00 3444,87
1390,68 1390,68
576,72
476,42
Fe
2
O
3
AlOH
3
MgO Stretching
Si-OH
a
b
SiO
2
Universitas Sumatera Utara
23 Gambar 4.1 a menunjukkan spektrum FTIR pada pengisi abu
pembakaran biomassa kelapa sawit murni nontreatment dan b menunjukkan spektrum FTIR pada pengisi abu pembakaran biomassa kelapa sawit yang telah
ditreatment menggunakan larutan NaOH. Dari gambar dapat dilihat bahwa perlakuan alkali kepada abu pembakaran biomassa kelapa sawit tidak banyak
mengubah gugus fungsi dari abu pembakaran biomassa kelapa sawit itu sendiri. Vibrasi stretching dari gugus
–OH dapat dilihat dari panjang gelombang 3700 – 3000 cm
-1
[18]. Panjang gelombang 1390,68 cm
-1
menunjukkan keberadaan senyawa MgO [19] dan panjang gelombang 1012,63 cm
-1
menunjukkan keberadaan senyawa alumunium hidroksida [20]. Panjang gelombang 1116,78 cm
- 1
dan 1122,57 cm
-1
menandakan keberadaan SiO
2
[21]. Penyerapan pada panjang gelombang 476,42 dan 576,72 cm
-1
menunjukkan keberadaan dari senyawa Fe
2
O
3
[22]. Pada Gambar 4.1 b muncul sebuah peak baru yaitu panjang gelombang 3765,05 cm
-1
yang menunjukkan keberadaan dari gugus Si-OH [21]. Munculnya gugus baru ini diduga karena abu pembakaran biomassa kelapa sawit telah
mengalami modifikasi kimia setelah diberikan perlakuan alkali dengan larutan NaOH.
Modifikasi kimia dengan perlakuan alkali dilakukan untuk meningkatkan adhesi antara permukaan partikel dengan matriks polimer yang diharapkan akan
berpotensi menghasilkan ikatan yang baik [6]. Perlakuan POFA dengan NaOH mengakibatkan oksida-oksida logam dan
silika oksida melakukan reaksi hidrasi sehingga terbentuk air hidrat yang stabil. Kandungan-kandungan senyawa dalam POFA merupakan senyawa pozzolan.
Menurut ASTM C618 pozzolan adalah material yang mengandung silika atau silika dan alumina, yang memiliki sedikit atau bahkan tidak sama sekali nilai sementritis,
namun dalam bentuk halus pada saat lembab akan bereaksi secara kimiawi dengan kalsium hidroksida untuk membentuk senyawa yang memiliki kemampuan
sementritis [23]. Menurut Altwair reaksi pozzolan berlangsung sebagai berikut [3]:
CaOH
2
+ SiO
2
C - S - H atau dalam persamaan kimia digambarkan seperti dalam penjelasan Dunstan [24]:
3 {CaOH
2
} + 2{SiO
2
} [3{CaO}2{SiO
2
}3{H
2
O}] Pada penamaan C-S-
H notasi “-“ menunjukkan bahwa perbandingan Ca dan Si serta jumlah air hidratnya bervariasi dan tidak menggambarkan suatu persamaan
yang stokiometris [3]. um Silikat Hidrat
Universitas Sumatera Utara
24
4000 3500
3000 2500
2000 1500
1000 500
5 10
15 20
25 30
35 40
45
Hips 438 Komposit HIPS-POFA
Tr an
smit an
si T
Bilangan Gelombang cm
-1
4.2 KARAKTERISTIK FOURIER TRANSFORM INFRA RED FTIR
HIGH IMPACT POLYSTYRENE HIPS DAN KOMPOSIT HIGH IMPACT POLYSTYRENE BERPENGISI ABU PEMBAKARAN
BIOMASSA KELAPA SAWIT
Karakterisasi ini dilakukan untuk mengidentifikasi gugus fungsi dari matriks HIPS dan komposit HIPS yang dihasilkan. Hasil spektrum FTIR dari matriks
HIPS dan komposit HIPS berpengisi abu pembakaran biomassa kelapa sawit dapat
dilihat dari Gambar 4.2 di bawah ini.
Keterangan analisa gugus fungsi [21, 25]: - 3765-3750 cm
-1
: gugus Si-OH - 3000-2840 cm
-1
: regang C-H - 1660-1600 cm
-1
: regang alkena C=C - 1600-1450 cm
-1
: regang cincin aromatis C=C - 720 cm
-1
: empat atau lebih senyawa CH
2
Gambar 4.2 Karakteristik FTIR HIPS dan Komposit HIPS-POFA Analisa komposit FTIR bertujuan untuk mengetahui gugus fungsi
komposit HIPS yang dihasilkan. Gambar 4.2 menunjukkan karakteristik FTIR HIPS dan komposit HIPS berpengisi abu pembakaran biomassa kelapa sawit.
Pada matriks dan komposit HIPS terdapat gerakan bending rocking yang terhubung dengan empat atau lebih senyawa CH
2
di dalam sebuah rantai terbuka yang muncul pada sekitar bilangan gelombang 720 cm
-1
[25]. Pada panjang gelombang 1475 cm
-1
terdapat regang cincin aromatik C=C, dan pada panjang
CH
2
bending
C=C C=C
Si-OH
C H
Universitas Sumatera Utara
25 gelombang 1600 cm
-1
terdapat regang alkena C=C [25]. Pada panjang gelombang 2866,2 cm
-1
dan 2873,94 cm
-1
terdapat regang C H [25]. Penggabungan antara
matriks dan bahan pengisi merupakan reaksi fisika mekanik saja dan tidak terjadi reaksi kimia di dalam pembentukan komposit ini. Pada komposit HIPS-
POFA, masih terdapat panjang gelombang yang sama dengan gugus pengisi abu pembakaran biomassa kelapa sawit yang telah ditreatment yaitu 3765,05 cm
-1
yang menunjukkan bahwa terdapat gugus Si –OH pada komposit [21].
4.3 ANALISA SIFAT FISIKA DAN MEKANIK KOMPOSIT HIPS BERPENGISI ABU PEMBAKARAN BIOMASSA KELAPA SAWIT
4.3.1 Kadar Abu Komposit HIPS
