Pencampuran Serbuk Penggergajian Batang Kelapa Dengan Termoplastik Polipropilena Untuk Bahan Kemasan Jerigen Plastik

PENCAMPURAN SERBUK PENGGERGAJIAN BATANG KELAPA

DENGAN TERMOPLASTIK POLIPROPILENA UNTUK BAHAN KEMASAN JERIGEN PLASTIK

TESIS

Oleh

EDY SATIANTO 067026009/FIS

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2008

PENCAMPURAN SERBUK PENGGERGAJIAN BATANG KELAPA DENGAN TERMOPLASTIK POLIPROPILENA UNTUK

BAHAN KEMASAN JERIGEN PLASTIK

TESIS

Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Ilmu Fisika pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh

EDY SATIANTO 067026009/FIS

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2008

Judul Tesis : PENCAMPURAN SERBUK PENGGERGAJIAN BATANG KELAPA DENGAN TERMOPLASTIK POLIPROPILENA UNTUK BAHAN KEMASAN JERIGEN PLASTIK

Nama Mahasiswa : Edy Satianto Nomor Pokok : 067026009 Program Studi : Fisika

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Prof.Drs.Muhammad Syukur,M.Sc) Ketua

(Prof.Basuki Wirjosentono,M.S.Ph.D) (Dra.Nursyamsu,M.S)

Anggota Anggota

Ketua Program Studi, Direktur,

(Prof.Dr.Eddy Marlianto,M.Sc) (Prof.Dr.Ir.T.Chairun Nisa B,M.Sc)

Telah diuji pada

Tanggal : 02 Agustus 2008

__________________________________________________________________

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof.Dr.Eddy Marlianto,M.Sc

Anggota : 1. Prof.Basuki Wirjosentono.M.S.Ph.D 2. Prof.Drs.Muhammad Syukur,M.Sc 3. Dra.Nursyamsu Bahar,M.S

4. Dra.Justinon,M.S

5. Drs.Oloan Harahap,M.S 6. Drs.Nasruddin M.N,M.Eng.Sc

ABSTRAK

Polipropilena yang digunakan titik lelehnya 175 oC dan densitasnya 905

, 0 )

(ρ = . Telah dilakukan blend polipropilena ( PP ) dengan serbuk penggergajian batang kelapa ( SPBK ) dan diperoleh perbandingan terbaik PP/SPBK ( 90 : 10 ) .

Karakterisasi mekanik blend PP/ SPBK ternyata meningkatkan tegangan (σ ) modulus tarik ( E ) , tetapi menurunkan regangan (e). Dari analisa termal menunjukkan bahwa pencampuran PP dengan SPBK tidak mempengaruhi tempratur gelas dan titik leleh PP , tetapi menaikkan tempratur gelas Jerigen plastic Industri ( JPI ) .

Berdasarkan data hasil uji karakteristik terhadap bahan komposit PP/ SPBK dengan bahan PP serta JPI sebagai pembanding ternyata komposit PP/SPBK dapat meningkatkan kekuatan tarik bahan komposit.

Kata kunci : Polipropilena , Komposit, Serbuk Penggergajian Batang Kelapa, Jerigen Plastik Industri

ABSTRACT

The applied polypropylene the melting point is 175° C and the density ( ) =

0,905. Blended polypropylene ( PP ) with saw dust of coconut trunk ( SPBK ) has been experimented, and the best comparison of PP/SPBK is 90 : 10.

Mechanical characteristicof blended PP/SPBK obviously improves the tension (j ) modulus ofelasticity ( E ) , but reduces tensile strength ( e ).

Thermal analysis shows blending of PP and SPBK does not influence glass temperature and melting point of PP, but increases glass temperature of industrial plastic jerrycan ( JPI ).

Based on the data of characteristic test result on composite material of PP/SPBK with PP and JPI materials as the standard of comparison it is obvious that PP/SPBK composites can improve the tensile strength of the composite material.

Key word : Polypropylene, composite, saw dust coconut trunk, industrial plastic jerrycan.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas kasih dan karunia Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan tesis ini.

Tesis ini merupakan tugas akhir penulis untuk melengkapi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan.

Adapun judul dari tesis ini adalah :

“PENCAMPURAN SERBUK PENGGERGAJIAN BATANG KELAPA DENGAN TERMOPLASTIK POLIPROPILENA UNTUK BAHAN KEMASAN JERIGEN PLASTIK”

Dengan kerendahan hati,penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Prof.Drs..Muhammad Syukur, M.Sc, dan Bapak Prof.Basuki Wirjosentono,MS,Ph.D selaku pembimbing I dan II yang telah memberi kan bimbingan, motivasi dan arahan kepada penulis.

2. Ibu Dra.Nursyamsu Bahar,MS selaku pembimbing III yang telah membantu penulis dalam memberikan data-data yang akurat.

3. Bapak Prof.Dr.Eddy Marlianto M.Sc selaku ketua Program Studi yang telah mengesahkan tesis ini.

4. Kepala dan staf di Laboratorium Polimer USU Medan. 5. Kepala dan staf di Laboratorium FMIPA USU Medan. 6. Kepala dan staf di Laboratorium PTKI Medan.

7. Pemprovsu yang telah memberikan bantuan finansial dalam bentuk beasiswa sehingga penulis dapat mengikuti Program Magister di USU Medan.

8. Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof.Dr.Chairuddin P Lubis, DTM & H,Sp.A (K) atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada kami untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan program Magister.

9. Direktur Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara, Prof.Dr.Ir.T. Chairun Nisa B,M.Sc atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.

10.Ramzah Ram, Sunaryo, Maryono yang telah memberikan perhatian kepada penulis dalam menyusun tesis ini.

Dan akhirnya penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada kedua orang tua, Satimin Aziz dan Ng.Ningsih yang tercinta, serta Rosdiana isteri dan anak-anakku, Faisal, Dika, Ayu, Sheilla dan Dina yang tersayang, yang telah memberikan dorongan moral serta doa restu kepada penulis selama kuliah hingga selesainya tesis ini.

Semoga Tuhan Yang Maha Esa melimpahkan rahmat dan karuniaNya,dan penulis berharap semoga tesis ini bermanfaat bagi penelitian selanjutnya demi kemajuan bersama.

Medan, 2 Agustus 2008 Penulis

Edy Satianto

RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI

Nama lengkap berikut gelar : Drs.Edy Satianto

Tempat dan tanggal lahir : K.Jahe, 19 Desember 1962

Alamat rumah : Jl. Bintara No.20 Binjai Kode Pos 20714 Telepon : (061) 8820725

Instansi Tempat Bekerja : SMA Negeri 5 Medan Alamat Kantor : Jl. Pelajar No.17

Telepon : (061) 7360664

DATA PENDIDIKAN

SD : SD Negeri No.7 Binjai Tamat : 1975 SMP : SMP Negeri 2 Binjai Tamat : 1979 SMA : SMA Negeri 1 Binjai Tamat : 1982 Strara-1 : IKIP Negeri Medan Tamat : 1988 Strara-2 : USU Medan Tamat : 2008

DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK……….………...i ABSTRACT………..…...ii KATA PENGANTAR………..………..iii RIWAYAT HIDUP…………...………...v DAFTAR ISI………...……...vi DAFTAR TABEL………...………..viii DAFTAR GAMBAR………..………ix DAFTAR LAMPIRAN………...……….x

BAB I PENDAHULUAN………..………..1

1.1.Latar Belakang………..……….1

1.2.Perumusan Masalah…………..……….…2

1.3.Tujuan Penelitian………..……….3

1.4.Manfaat Penelitian………..………...3

1.5.Lokasi Penelitian………...……….3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA………….………...………. .4

2.1. Polipropilena………..………4

2.1.1. Struktur dan Kristalinitas Polipropilena….………...…4

2.1.2. Hubungan antara Sifat Fisis, Sifat Mekanis dan Struktur Polipropilena………..…….8

2.2. Karakterisasi………...………..12

2.2.1. Kekuatan Tarik………...…………12

2.2.2. Regangan………...……….13

2.2.3. Modulus Tarik………...………….13

2.2.4. Scanning Electron Microscopy ( SEM )………....13

2.2.5. Differensial Thermal Analysis ( DTA )……….14

2.3. Kayu Batang Kelapa (KBK)………..………..15

BAB III METODE PENELITIAN………...……….18

3.1. Alat………...………18

3.2. Bahan………...……….18

3.3. Penyediaan Serbuk Penggergajian Batang Kelapa………..…18

3.4. Pencampuran Bahan Polimer………..……….19

3.5. Pembuatan Komposit Polipropilena dengan Serbuk Penggergajian Batang Kelapa………...…………...19

3.6. Pembuatan Film Spesimen……...………...……….19

3.7. Analisis dan Karakterisasi………...……….20

3.8. Bagan Penelitian………...………21

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN………..………22

4.1. Hasil………..………...22

4.2. Pembahasan...22

4.2.1. Uji Mekanik……….………..………22

4.3. Hasil Uji SEM Spesimen.………..………..27

4.4. Hasil Uji DTA Spesimen….………..………..29

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN………...………34

5.1. Kesimpulan………..………34

5.2. Saran………...………..34

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman 1. Perbandingan Sifat Fisik dan Termal Polipropilena ………… 7 2. Sifat Kimia dan Komposisi Serbuk Penggergajian Batang

Kelapa ………. 16

3. Hasil Uji Mekanik Spesimen ( ASTM D 638 Type IV ) …… 23 4. Tegangan Tarik, Regangan , dan Modulus Tarik ………….. 24 5. Daftar suhu yang terdeteksi pada uji DTA bahan Komposit

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

1. Kurva Tegangan –Regangan Bahan Polimer………..……..…. 9

2. Jerigen Plastik Industri ( JPI )………..……….……. 16

3. Dimensi Spesimen Uji Tarik………..………... 20

4. Bagan Penelitian……… 21

5. Kurva Tegangan – Regangan PP 100% - 10 menit…………..…… 26

6. Kurva Tegangan – Regangan JPI 100% - 20 menit………..… 26

7. Kurva Tegangan – Regangan PP – SPBK 10% - 25 menit………… 26

8. a.Permukaan PP Sebelum Uji Tarik………. 27

b.Permukaan PP pada Daerah Patahan Setelah Uji Tarik………… 27

9. a.Permukaan JPI Sebelum Uji Tarik……… 28

b.Permukaan JPI pada Daerah Patahan Setelah Uji Tarik…………. 28

10. a.Permukaan PP - SPBK Sebelum Uji Tarik………. 28

b.Permukaan PP - SPBK pada Daerah Patahan Setelah Uji Tarik… 28 11. Diagram DTA Bahan PP………. 31

12. Diagram DTA Bahan JPI……… 31

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

1. Kurva Tegangan – Regangan Polipropilena 100% - 5 menit………..37

Kurva Tegangan – Regangan Polipropilena 100% - 10 menit………37

2. Kurva Tegangan – Regangan Polipropilena 100% - 15 menit………38

Kurva Tegangan – Regangan Polipropilena 100% - 20 menit………38

3. Kurva Tegangan – Regangan Polipropilena 100% - 25 menit………39

Kurva Tegangan – Regangan JPI 100% - 5 menit………..39

4. Kurva Tegangan – Regangan JPI 100% - 10 menit………40

Kurva Tegangan – Regangan JPI 100% - 15 menit………40

5. Kurva Tegangan – Regangan JPI 100% - 20 menit...41

Kurva Tegangan – Regangan JPI 100% - 25 menit………41

6. Kurva Tegangan – Regangan SPBK 10% - 5 menit dan SPBK 10% - 10 menit………42

Kurva Tegangan – Regangan SPBK 10% - 15 menit dan SPBK 10% - 20 menit………42

7. Kurva Tegangan – Regangan SPBK 10% - 15 menit dan SPBK 10% - 25 menit………43

Kurva Tegangan – Regangan SPBK 20% - 5 menit dan SPBK 20% - 10 menit………43

8. Kurva Tegangan – Regangan SPBK 20% - 15 menit dan SPBK 20% - 20 menit………44

Kurva Tegangan – Regangan SPBK 20% - 25 menit……….44

9. Kurva Tegangan – Regangan SPBK 30% - 5 menit dan SPBK 30% - 10 menit………45

Kurva Tegangan – Regangan SPBK 30% - 15 menit dan SPBK 30% - 20 menit………45

10. Kurva Tegangan – Regangan SPBK 30% - 25 menit……….46

Kurva Tegangan – Regangan SPBK 40% - 5 menit dan SPBK 40% - 10 menit………46

11. Kurva Tegangan – Regangan SPBK 40% - 15 menit dan SPBK 40% - 20 menit………47

Kurva Tegangan – Regangan SPBK 40% - 25 menit ………47 x

12. Kurva Tegangan – Regangan SPBK 50% - 5 menit dan SPBK

50% - 10 menit………..48 Kurva Tegangan – Regangan SPBK 50% - 15 menit dan SPBK

50% - 20 menit………..48 13. Kurva Tegangan – Regangan SPBK 50% - 25 menit………...49 14. Foto Ekstruder dan Hot Press……….…………..50 15. Foto Alat Uji Tarik dan Foto Komposit PP-SPBK 10%

PP 100% dan JPI 100%... 51 16. Foto Alat Scanning Electron Microscopy dan Foto Alat

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Industri kemasan plastik (jerigen) kini mendapat persoalan menyangkut kemasannya ketika diisi dengan media, dimana masih didapatkan kegagalan daya tahan terhadap beban tekan, beban tarik dan beban impak pada proses transportasi. Kegagalan fungsi sebuah jerigen dalam mempertahankan keutuhan isi didalamnya perlu dicegah. Ada beberapa cara untuk meningkatkan kualitas jerigen, salah satu cara yaitu jerigen diberikan bahan tambahan sebagai bahan pengisi.

Persoalan yang paling penting dari sebuah jerigen adalah jaminan tentang isi didalamnya sampai ke tangan konsumen. Cara menjamin keutuhan tersebut adalah dengan menggunakan jerigen yang dibuat dengan kekuatan yang memadai dan dari bahan food grade khususnya untuk jerigen industri. Jerigen yang mempunyai kekuatan yang memadai merupakan bagian yang terpenting bagi pengguna,karena jaminan keutuhan media didalamnya sangat tergantung pada wadahnya.Cara melindungi media tersebut adalah dengan menggunakan kemasan antara lain jerigen yang kekuatannya terukur menurut standar.

Agar didapatkan kriteria jerigen yang berkualitas, perlu diatasi dengan beberapa upaya.Untuk jerigen dari bahan plastik polipropilena dapat ditingkatkan kekuatan mekanisnya secara pencampuran dengan serbuk limbah padat yang

tersedia melimpah dan belum dimanfaatkan secara optimal, kemudian membentuk bahan komposit plastik.

Selain itu bahan komposit plastik polipropilena dengan serbuk limbah padat dimungkinkan untuk mencari alternatif bahan polimer sebagai penguat sehingga diperoleh bahan baku kemasan plastik (jerigen) dengan harga yang murah, kualitas unggul, tidak merusak kesehatan dan ramah lingkungan.

Serbuk limbah padat seperti serbuk penggergajian batang kelapa merupakan bahan alternatif yang sampai saat ini belum dimanfaatkan secara optimum.Sehingga dalam penelitian ini akan dikembangkan modifikasi polipropilena-serbuk peng gergajian batang kelapa yang diharapkan dapat meningkatkan kekuatan mekanisnya secara pencampuran membentuk bahan komposit plastik.

1.2. Perumusan Masalah

Pada penelitian ini akan dicoba dikembangkan peningkatan kualitas jerigen dengan mencampurkan serbuk penggergajian batang kelapa dengan polipropilena yang dapat dilakukan didalam mesin pencampur (ektruder).

Untuk tujuan tersebut masalahnya adalah sebagai berikut :

1. Apakah serbuk penggergajian batang kelapa (SPBK) dapat digunakan sebagai penguat bahan komposit dari polipropilena.

2. Apakah campuran polimer polipropilena dengan serbuk penggergajian batang kelapa secara ekstrusi menghasilkan bahan komposit yang homogen.

3. Bagaimana kartakteristik bahan komposit antara polipropilena dengan serbuk penggergajian batang kelapa sebagai pengganti bahan jerigen plastik.

1.3. Tujuan Penelitian

Berdasarkan masalah diatas, maka tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Mengolah Serbuk Penggergajian Batang Kelapa untuk dapat digunakan sebagai penguat plastik Polipropilena.

2. Mengoptimasi prosedur pencampuran polimer PP dengan SPBK secara ektrusi untuk menghasilkan bahan komposit yang homogen.

3. Mendapatkan gambaran karakteristik bahan komposit PP dengan SPBK dengan membandingkan terhadap jerigen komersial.

1.4. Manfaat Penelitian

Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai pencampuran optimal bahan matriks polipropilena dengan pengisi serbuk peng gergajian batang kelapa terhadap sifat mekanik bahan komposit jerigen plastik yang dihasilkan.

1.5. Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Polimer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara (FMIPA USU), Laboratorium Penelitian FMIPA USU dan PTKI – Medan

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Polipropilena

Polipropilena merupakan bahan termoplastik yang paling banyak beredar di pasaran karena harganya yang murah dan penggunaannya yang luas.

Industri polipropilena berkembang dengan pesat setelah dikembangkannya proses dengan menggunakan katalis ziegler. Katalis ini merupakan katalis khusus yang menghasilkan polipropilena dengan struktur stereoregular yang membentuk kristal dan memiliki berat molekul yang tinggi.

Sifat-sifat umum yang dimiliki polipropilena adalah : a. Tidak berwarna

b. Tidak berbau

c. Mempunyai kerapatan yang rendah

d. Ketahanan yang baik terhadap panas dan bahan kimia serta mempunyai sifat listrik yang baik.

2.1.1. Struktur dan Kristalinitas Polipropilena

Polipropilena merupakan hasil sampingan dari penyulingan minyak bumi (alkalyte gasoline) berupa gas. Polipropilena merupakan salah satu monomer dari polimer poliolefin dan disebut juga vinil tak jenuh yang monomernya adalah :

CH2 = CH

…

CH3

Polipropilena dibentuk dari monomer ini melalui proses polimerisasi yang dapat diilustrasikan secara skema sebagai berikut :

H CH3 H CH3

…

…

C = C — C — C —

…

…

H H H H n

Dalam struktur polimer, atom-atom karbon yang terikat secara tetrahedral membentuk sudut 109,50 dan membentuk suatu rantai zigzag.

Untuk polipropilena, bentuk zigzag planar tiga dimensi dapat terjadi dalam tiga susunan yang berbeda, tergantung pada posisi relatif group metil.

Ketiga susunan tersebut adalah :

1. Isotaktik ( group metil pada satu sisi dari bidang )

H CH3 H CH3 H CH3 H CH3 H CH3 — C — C — C — C — C —

2. Sindiotaktik ( group metil bergantian )

H CH3 CH3 H H CH3 CH3 H H CH3

3. Ataktik ( group metil secara acak dempet ke setiap sisi )

H CH3 H CH3 CH3 H H CH3 H CH3

C — C — C — C — C ( Sitepu, M., 1991 )

Polipropilena komersil dihasilkan dengan katalis Ziegler Nata yang menghasilkan polipropilena isotaktik sebesar 90 %. Adanya group metil dapat menahan gerakan dari molekul-molekul dan kristalinitas yang diperoleh melebihi 65-70 %. Tingkat stereoregularitas tergantung pada banyak faktor yaitu type logam yang digunakan sebagai katalis, struktur kristal dan keadaan oksidasi dari polimer tersebut. Pada beberapa system, kecepatan reaksi dan tingkat stereoregularitas ditingkatkan dengan penambahan donor elektron pair seperti amina ( Kent, A., James, 1992 ).

Polipropilena ataktik bersifat kurang stereoregular yang merupakan suatu cairan lembut, transparan dan kental. Polimer ini mempunyai sedikit kegunaan yaitu sebagai pelembut untuk polimer lain.

Polipropilena adalah termoplastik yang bening,mempunyai densitas 0,91-0,94 g/cm3 dan merupakan plastik komersil yang transparan.Polipropilena yang sudah diberi bahan talk 40% mempunyai koefisien ekspansi linear yang lebih rendah serta temperatur panas defleksi dan gravitasi spesifik yang tinggi daripada polipropilena tanpa bahan pengisi. Polipropilena isotaktik mempunyai sifat kelistrikan yang baik dan absrobsi terhadap kelembaban yang rendah.

Perbandingan sifat fisik dan termal polipropilena tanpa bahan pengisi dan polipropilena dengan bahan pengisi talk 40%, dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel : 1. Perbandingan Sifat Fisik dan Termal Polipropilena Termal dan fisik properti dari

plastik Polipropilena tanpa bahan pengisi Polipropilena dengan bahan pengisi talk 40%

Temperatur panas defleksi 1820 Kpa (0C)

55 100

Ketahanan maksimal terhadap panas kontinyu (0C)

100 120

Kekuatan Penekanan (Kpa) 44.800 54.000 Kekuatan Pembengkokan (Kpa) 44.800 58.600 Kekuatan Impak 27 27 Kekuatan regangan (Kpa) 34500 30.000 Perpanjangan/elongation (%) 100 5 Gravitasi spesifik 0,90 1,22

Sumber : (Seymour,R.,B.,1984)

Ketiga bentuk polipropilena tersebut pada dasarnya berbeda satu dengan yang lainnya. Suatu stuktur yang teratur memiliki kecenderungan yang lebih besar untuk berkristalisasi daripada struktur yang tidak teratur. Jadi struktur yang isotaktik dan sindiotaktik cenderung untuk lebih kristalin dari pada bentuk ataktik.

Polimer yang tidak kristalin dikelompokkan sebagai polimer amorf, sementara polimer yang memiliki daerah amorf maupun daerah yang kristalin secara bersamaan disebut polimer semikristalin. Kristalin adalah proses pembentukkan suatu fase yang tidak teratur. Beberapa polimer termoplastik akan

berkristalisasi bila polimer cair didinginkan dibawah titik lumer dan perluasan kristalisasi untuk suatu polimer tertentu. Faktor-faktor tersebut dapat berupa variabel-variabel pemprosesan seperti laju pendinginan, kehadiran orientasi dalam lumer dan temperature lumer.

2.1.2. Hubungan antara Sifat Fisis, Sifat Mekanis dan Struktur Polipropilena

Sifat-sifat polimer dikontrol terutama oleh komposisi kimia dasar material, akan tetapi juga sangat tergantung pada mikrostruktur yang mendesain molekul-molekul. Akibat pergerakan termal dari satuan-satuannya, rantai polimer dapat mengalami konformasi bervariasi. Konformasi berarti susunan yang dapat berubah akibat rotasi dari atom-atom sekitar ikatan tunggal.

Polipropilena ataktik adalah suatu polimer yang memiliki modulus rendah, relatif lemah dan memiliki ketangguhan rendah.

Sifat ini disebabkan oleh :

1. Ikatan antar molekul-molekul adalah ikatan Vander Walls 2. Suhu transisi kaca dari polipropilena ataktik adalah -200 C 3. Keadaan dasar rantai membuatnya sulit untuk berkristalisasi

Bila molekul-molekul dasar ini diregangkan, akan menyebabkan ketahanan yang kecil, akibatnya polipropilena ataktik adalah fleksibel dan lemah pada temperatur kamar. Hal ini membuatnya terbatas pada penggunaan yang praktis.Polipropilena isotaktik adalah polimer yang kuat,kaku dan penggunaannya luas. ( Moore, G., R., and Kline, d., e., 1984 ).

Beberapa sifat tegangan-regangan dalam polimer secara umum adalah : REGANGAN d c b a T E G A N G A N

Gambar : 1. Kurva Tegangan-Regangan Bahan Polimer

Tipe-tipe umum dari tegangan-regangan dalam polimer a. Bahan keras dan rapuh

b. Bahan keras dan kuat c. Bahan lunak dan liat d. Bahan lunak dan lemah

Polipropilena tahan terhadap asam-asam non pengoksidasi, alkali dan garam tetapi dapat diserang oleh zat pengoksidasi seperti HNO3 ( Seymour, R.,

B., 1984 ). Karbon tertier disepanjang sisi belakang polipropilena lemah terhadap pengoksidasian diudara. Ini merupakan masalah yang khusus pada proses yang

tinggi atau dengan menggunakan temperatur, cahaya matahari. Dengan adanya antioksidan, penstabil UV masalah ini dapat dikurangi ( Kent, A., James, 1992 ).

Tidak adanya pemantap (stabilizer), polipropilena mudah terdegradasi bila terkena sinar matahari. Polipropilena terdegradasi ketika diberi radiasi sinar elektron berenergi tinggi ( Seymour, R., B., 1984 ). Polipropilena memiliki keteraturan ruang,sehingga rantai dapat dikemas lebih terjejal dan dapat menghasilkan plastik yang kuat dan tahan panas.Pada suhu ruang,beberapa sifat seperti daya regang dan kekakuan, sama dengan sifat polipropilena bermassa jenis tinggi, tetapi sifat itu berubah pada suhu yang lebih tinggi.Sifat kelarutan polipropilena sama dengan sifat kelarutan yang dimiliki polietena,yakni tidak larut pada suhu ruang. Produk polipropilena labih tahan terhadap goresan daripada polipropilena (Cowd,M.,A.,1991).

Polipropilena digunakan dalam berbagai macam aplikasi. Kegunaan terbesar polipropilena adalah :

1. 30% produk fiber

2. 15% onderdil kendaraan bermotor 3. 15% packing

4. 5% mainan anak-anak dan peralatan rumah tangga.

40% filler dapat digunakan untuk memperkuat polipropilena,berbagai macam tingkatan dari bahan pengisi polipropilena diaplikasikan untuk pada industri dan automotive.40% dari resin polipropilena diekstrukasi kedalam fiber dan filament, lapisan, film, pipa dan kabel. Fiber tidak menyerap air dan

mempunyai daya tahan terhadap kerusakan.Polipropilena komersil banyak digunakan untuk alas karpet.

Karena polipropilena kuat, ringan dan tahan terhadap suhu dan mikroorganisme, polipropilena dapat digunakan sebagai pengganti fiber alami dalam kabel plastik.

Bahan dari polipropilena pada beberapa gas tertentu seperti oksigen dapat ditingkatkan lebih lanjut dengan melaminatingnya dengan film yang memiliki bahan yang lebih baik seperti polivinil-idene klorida. Bahan film yang telah delaminating, sebagian besar digunakan untuk membungkus roti, makanan ringan dan makanan yang dibekukan ( Kent, A., James, 1992 ).

Polimer mempunyai bermacam-macam sifat mekanis,salah satunya adalah kuat tarik yang berperan penting dalam karakterisasi bahan polimer.

Besarnya kuat tarik dapat diperoleh dari kurva aluran tegangan terhadap jarak perpanjangan atau terhadap regangan. Kurva tegangan-regangan ini mem berikan banyak petunjuk untuk kelakuan mekanis polimer,misalnya perubahan dalam struktur polimer. Sifat mekanik ini timbul karena adanya hubungan yang erat antara atom-atom dalam rantai berupa ikatan kimia primer, dan gaya antar molekul yang merupakan ikatan kimia sekunder (Rudianto,1990).

Pengujian tarik dilakukan untuk mengetahui perubahan bentuk pada sampel atau bahan yang diuji.Sifat mekanik yang dapat diamati pada pengujian tarik adalah : kekuatan tarik dan modulus tarik.

2.2. Karakterisasi

Karakterisasi dilakukan untuk mengetahui dan menganalisa campuran polimer. Karakterisasi yang dilakukan berupa uji tarik, Scanning Electron Microscopy (SEM) dan Diffrensial Thermal Analysis (DTA).

2.2.1. Kekuatan Tarik

Kekuatan tarik adalah salah satu sifat dasar dari bahan polimer yang terpenting dan sering digunakan untuk karakteristik suatu bahan polimer. Kekuatan tarik suatu bahan didefenisikan sebagai besarnya beban maksimum (Fmaks) yang digunakan untuk memutuskan spesimennya bahan dibagi dengan luas

penampang awal (A0).

Ao Fmaks

=

σ _{……… 2.1}

_j

= kg/mm2

F = kgf Ao = mm2

Bila suatu bahan dikenakan beban tarik yang disebut tegangan (gaya persatuan luas), maka bahan akan mengalami perpanjangan (regangan). Kurva tegangan terhadap regangan merupakan gambaran karakteristik dari sifat mekanik suatu bahan.

2.2.2. Regangan

Pertambahan panjang yang terjadi akibat kakas yang diberikan pada sampel sehingga pertambahan panjang sample setiap satuan atau perbandingan antara pertambahan panjang mula-mula disebut regangan atau :

regangan = ————————————————— x 100%

panjang akhir – panjang mula-mula panjang mula-mula

Dalam bentuk persaman :

i

=

————x 100% ……….…...(2.2)

Lo

L - Lo

Regangan ini biasanya dinyatakan dalam 100% dan ini merupakan ukuran kekenyalan. Perbandingan kakas dengan sampel terhadap luas permukaan penampang lintang pada saat pemberian kakas disebut regangan (strain).

2.2.3. Modulus Tarik

Modulus Tarik adalah perbandingan antara tegangan tarik dan regangan.

E =

Dalam bentuk persamaan :

j

i

………(2.3 )

2.2.4. Scanning Electron Microscopy ( SEM )

SEM adalah alat yang dapat membentuk bayangan permukaan spesimen secara mikroskopik. Berkas elekton dengan diameter 5 – 10 nm diarahkan

pada spesimen. Interaksi berkas elektron dengan spesimen menghasilkan beberapa fenomena yaitu hamburan balik berkas elektron, sinar x, elektron sekunder, elektron auger dan absorbsi elektron.

Teknik SEM pada hakekatnya merupakan pemeriksaan dan analisa permukaan. Data atau tampilan yang diperoleh adalah data dari permukaan atau dari lapisan yang tebalnya sekitar 20 m dari permukaan. Gambar permukaan yang diperoleh merupakan gambar tofografi dengan segala tonjolan, lekukan dan lubang pada permukaan.Gambar tofografi diperoleh dari penangkapan elektron sekunder yang dipancarkan oleh spesimen. Sinyal elektron sekunder yang dihasilkan ditangkap oleh detektor dan diteruskan ke monitor. Pada monitor akan diperoleh gambar yang khas yang menggambarkan struktur permukaan spesimen. Selanjutnya gambar dimonitor dapat dipotret dengan menggunakan film hitam putih atau dapat pula direkam ke dalam suatu disket.

Sampel yang dianalisa dengan teknik ini harus mempunyai permukaan dengan konduktivitas tinggi, karena polimer mempunyai konduktivitas rendah, maka bahan perlu dilapisi dengan bahan konduktor ( bahan pengantar ) yang tipis. Bahan yang biasa digunakan adalah perak, tetapi jika dianalisa dalam waktu yang lama, lebih baik digunakan emas atau campuran emas dan palladium.

2.2.5. Differensial Thermal Analysis ( DTA )

Salah satu metode analisa thermal adalah differensial thermal analysis (DTA). Dalam DTA panas yang diserap atau yang dibebaskan dari suatu sistem

atau sampel dengan senyawa pembanding sebagai fungsi temperatur. Perubahan panas yang dicatat dalam metode ini adalah akibat kehilangan atau penterapan panas karena adanya reaksi dalam sampel baik eksotermis maupun endotermis. Jika H ( reaksi endotermis ) maka temperatur sampel akan lebih rendah dari pembanding, sedangkan jika H negatif ( reaksi eksotermis ) maka temperatur sampel akan melebihi senyawa pembanding.

2.3. Kayu Batang Kelapa (KBK)

Pohon kelapa termasuk tumbuhan monokotil,batang terdiri dari serat dan parenkim.Pohon kelapa produktif hingga berumur 25 tahun, tingginya mencapai 9-12 m dan diameter 20-35 cm diukur 1,5 m dari permukaan tanah. Komponen yang terkandung pada KBK adalah kadar abu, kadar lignin, kadar sari, kadar alfa selulosa, kadar pentosan serta kelarutannya dalam 1% NaOH. Hasil analisis sifat kimia dan komposisi serbuk penggergajian batang kelapa dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel : 2. Sifat Kimia dan Komposisi Serbuk Penggergajian Batang Kelapa

Komponen Kimia Komposisi

Kadar Abu 2,33

Kadar Lignin (Metode Klason) 23,49 Kadar Sari 4,90 Kadar Alfa Selulosa 11,72 Kadar Pentosan sebagai Hermiselulosa 24,00 Kelarutan dalam NaOH 1 % 32,48

2.4. Jerigen Plastik Industri

Jerigen Plastik Industri ( JPI ) merupakan suatu produk jerigen dengan berbagai macam model ( bentuk ), ukuran dan kualitas. Contoh jerigen plastik industri yang diproduksi oleh suatu perusahaan dapat dilihat pada gambar 2

( a ) ( b )

Gambar : 2. ( a ). JPI (http ;: // tunasmakmurlancar.indonetwork.or.id. ( b ). JPI Kemasan Minyak Goreng

Salah satu pemanfaatan JPI adalah sebagai kemasan yang berisi produk industri seperti minyak goreng. Dalam penelitian ini jenis jerigen plastik industri yang digunakan sebagai pembanding berukuran 2,5 liter, seperti ditunjukkan pada gambar 2 ( b ).

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Alat

a. Ekstruder b. Neraca Analitik c. Hot Press d. Aluminium Foli e. Seker / Ayakan

f. Seeperangkat Alat Uji Tarik g. Seperangkat Alat SEM

h. Seperangkat Alat Analisis Termal Differnsial (DTA)

3.2. Bahan

a. Polipropilena (PP) : 100%

b. Serbuk Penggergajian Batang Kelapa (SPBK) ukuran kehalusan 180 MESH c. Jerigen Plastik Industri (JPI)

3.3. Penyediaan Sebuk Penggergajian Batang Kelapa

Serbuk penggergajian batang kelapa dijemur sampai kering, bertujuan untuk mendapatkan serbuk penggergajian batang kelapa tanpa kadar air. Serbuk penggergajian batang kelapa digiling sampai halus dan kemudian diayak dengan ukuran kehalusan 180 mesh.

3.4. Pembuatan Campuran Polimer

Pencampuran Polipropilena (PP) dengan Serbuk Penggergajian Batang Kelapa (SPBK) dilakukan dengan menggunakan metode ekstrusi pada temperatur 1780 C. Rasio PP : SPBK adalah 100 : 0 , 90 : 10 , 80 : 20 , 60 : 40 dan 50 : 50 .

Pembuatan Komposit Polipropilena dengan Serbuk Penggergajian Batang Kelapa

PP, SPBK diekstrusi pada suhu 1780 C. Hasil campuran polimer akan diperoleh campuran polimer polipropilena / serbuk penggergajian batang kelapa.Campuran dicetak tekan panas pada suhu 1780 C akan didapat film campuran polimer lalu dicetak menjadi spesimen.

Film campuran yang telah menjadi spesimen selanjutnya dikarakterisasi dengan uji tarik,uji DTA dan SEM,didapatkan data hasil penelitian.

3.6. Pembuatan Film Spesimen

Alat hot press diset pada temperatur 1780 C. Ekstrudat yang diperoleh dari hasil eksklusi kemudian dimasukkan ketempat sampel pada alat hot press. Setelah itu diberi tekanan 50 kgf/cm2 dan dibiarkan selama 5 menit. Sampeldiambil dari alat hot press dan didinginkan. Perlakuan ini dilakukan untuk semua komposisi campuran dengan variasi waktu 5 menit, 10 menit, 15 menit, 20 menit, 25 menit, 30 menit.

3.7. Analisis dan Karakterisasi

Film campuran polimer digunakan untuk karakterisasi DTA, SEM dan uji sifat mekanik. Pengambilan foto permukaan campuran untuk melihat morfologi polimer dilakukan dengan menggunakan alat SEM. Uji sifat mekanik dengan menggunakan alat Tensile Meter Testing Machine untuk uji tarik.

Pengujian ini dilakukan untuk menentukan kekuatan saat putus dan daya regang campuran. <2> <115> <115> <33> <25> <25> <R 14> <65> <R 25> <19> <6> <115>

3.8. Bagan Penelitian

Serbuk Penggergajian Batang Kelapa (SPBK)

Polipropilena (PP)

SPBK (180 MESH)

Ekstruder

HotPress Pembanding

JPI

Spesimen Spesimen Spesimen

Uji Tarik Uji DTA Film Dipress

dengan ketebalan 2

Dipotong sesuai kebutuhan Uji Karakterisasi

Dicampur

Dimasukkan dalam Ekstruder

Uji SEM

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil

Telah dilakukan blending polipropilena dan serbuk penggergajian batang kelapa dengan variasi dan blend PP/SPBK (100 : 0 ), ( 90 : 10 ), ( 80 : 20 ), ( 70 : 30 ), ( 60 : 40 ) dan ( 50 : 50 ). Kemudian optimasi denga uji tarik untuk menentukan perbandingan blend PP/SPBK yang terbaik. Dari uji mekanik dapat ditentukan tegangan tarik, regangan dan modulus tarik. Tegangan tarik dan modulus tarik dapat dihitung dengan menggunakan persamaan (2.1 dan 2.2)

4.2. Pembahasan 4.2.1. Uji Mekanik

Untuk mengetahui peningkatan kekuatan tarik, maka dilakukan uji tarik matriks polipropilena 100 % dan jerigen plastik industri sebagai pembanding.

Dari hasil uji tarik komposit diperoleh pengaruh perbedaan kandungan bahan pengisi terhadap nilai kekuatan tarik bahan komposit, seperti terlihat pada Tabel 4

Tabel : 4. Hasil Uji Mekanik Spesimen ( ASTM D 638 Type IV )

Sampel Thickness Widdth Ao Load Stroke Fmaks (mm) (mm) (mm) (kg) (mm) (mm) (N) PP 100% - 05’ 1,880 5,960 11,205 41,31 208,40 405,13

PP 100% - 10’ 1,980 5,940 11,761 51,69 8,32 506,92

PP 100% - 15’ 1,910 5,960 11,384 39,91 186,11 391,39 PP 100% - 20’ 1,850 5,990 11,082 31,60 5,88 309,90 PP 100% - 25 ’ 1,950 5,990 11,681 21,50 6,45 210,85 JPI 100 % - 05’ 1,880 5,960 11,205 25,75 105,87 252,53 JPI 100 % - 10’ 1,980 5,970 11,821 25,18 61,65 246,94 JPI 100 % - 15’ 1,950 5,940 11,583 19,40 32,28 190,26

JPI 100 % - 20’ 1,980 5,960 11,622 29,00 281,88 284,40

JPI 100 % - 25’ 1,900 5,960 11,324 15,21 27,71 149,16 SPBK 10 % - 05’ 1,980 5,970 11,821 33,96 3,71 333,05 SPBK 10 % - 10’ 1,805 5,960 11,205 33,40 4,08 327,55 SPBK 10 % - 15’ 1,868 5,990 11,819 22,92 8,60 224,78 SPBK 10 % - 20’ 1,870 5,990 11,201 21,60 9,38 211,83

SPBK 10 % - 25’ 1,900 5,968 11,339 36,09 30,77 353,93

SPBK 20 % - 05’ 1,980 5,960 11,801 24,54 3,30 240,66 SPBK 20 % - 10’ 1,980 6,000 11,880 31,81 4,01 311,96 SPBK 20 % - 15’ 1,950 5,970 11,642 19,42 6,16 190,45 SPBK 20 % - 20’ 1,980 5,960 11,801 16,48 5,38 161,62 SPBK 20 % - 25’ 1,980 5,960 11,801 21,98 10,56 215,56 SPBK 30 % - 05’ 1,950 5,960 11,622 20,75 5,84 203,49 SPBK 30 % - 10’ 1,900 6,990 11,381 22,21 2,90 217,81 SPBK 30 % - 15’ 1,980 5,950 11,381 16,29 2,85 159,76 SPBK 30 % - 20’ 1,980 5,960 11,781 13,18 5,42 129,26 SPBK 30 % - 25’ 1,900 5,990 11,801 12,67 4,94 124,25

SPBK 40 % - 05’ 1,980 5 ,990 11,860 22,45 3,20 220,17 SPBK 40 % - 10’ 1,980 6,960 11,801 21,35 2,98 209,38 SPBK 40 % - 15’ 1,900 5,980 11,362 17,20 4,01 168,68 SPBK 40 % - 20’ 1,900 5,980 11,286 10,95 3,90 107,39 SPBK 40 % - 25’ 1,860 6,000 11,160 13,32 7,19 130,63

SPBK 50 % - 05’ 1,950 5,950 11,481 15,61 3,00 153,09 SPBK 50 % - 10’ 1,880 5,990 11,860 13,81 2,12 135,23 SPBK 50 % - 15’ 1,860 6,950 11,781 10,41 2,34 102,09 SPBK 50 % - 20’ 1,900 5,980 11,642 8,41 2,19 83,11 SPBK 50 % - 25’ 1,190 5,960 11,761 10,27 3,87 100,72

Tegangan tarik, regangan dan modulus tarik ditentukan oleh persamaan (2.1), (2.2) dan (2.3).Hasil perhitungan diatas dapat dilihat pada tabel dibawah ini

Tabel : 5. Tegangan Tarik, Regangan dan Modulus Tarik

Sampel Tegangan Regangan Modulus ( E ) ( MPa ) ( % ) ( MPa )

PP 100 % - 05’ 36,16 360,62 10,03

PP 100 % - 10’ 43,10 12,82 336,19

PP 100 % - 15’ 34,38 286,32 12,01 PP 100 % - 20’ 27,96 9,05 281,85 PP 100 % - 25’ 17,98 9,92 181,25 JPI 100 % - 05’ 22,54 162,88 13,84 JPI 100 % - 10’ 20,89 94,85 22,02 JPI 100 % - 15’ 16,43 49,66 33,08

JPI 100 % - 20’ 24,47 433,66 5,64

JPI 100 % - 25’ 13,17 42,63 30,89 SPBK 10 % - 05’ 28,17 5,71 493,35 SPBK 10 % - 10’ 29,23 6,28 465,45 SPBK 10 % - 15’ 19,02 13,23 143,76 SPBK 10 % - 20’ 18,91 14,43 131,05

SPBK 10 % - 25’ 31,21 47,34 65,93

SPBK 20 % - 05’ 20,39 5,08 401,38 SPBK 20 % - 10’ 26,26 6,17 425,61 SPBK 20 % - 15’ 16,36 9,48 172,56 SPBK 20 % - 20’ 13,69 8,28 165,34 SPBK 20 % - 25’ 18,27 16,25 112,43 SPBK 30 % - 05’ 17,51 8,98 194,99 PBK 30 % - 10’ 19,14 4,46 429,15 SPBK 30 % - 15’ 14,04 4,38 320,55 SPBK 30 % - 20’ 10,97 8,34 131,53 SPBK 30 % - 25’ 10,53 7,60 138,55 SPBK 40 % - 05’ 18,56 4,92 377,24 SPBK 40 % - 10’ 17,74 4,58 387,34 SPBK 40 % - 15’ 14,85 6,17 240,68 SPBK 40 % - 20’ 9,52 6,00 158,67 SPBK 40 % - 25’ 11,71 11,06 105,88 SPBK 50 % - 05’ 13,33 4,62 288,53 SPBK 50 % - 10’ 11,40 3,26 349,69 SPBK 50 % - 15’ 8,67 3,60 240,83 SPBK 50 % - 20’ 7,14 3,37 211,87 SPBK 50 % - 25’ 8,56 5,95 143,87

Dari hasil uji tarik komposit diperoleh perbedaan kandungan bahan pengisi terhadap nilai kekuatan tarik bahan komposit, seperti terlihat pada Tabel 5

Kekuatan tarik bahan komposit menurun dengan naiknya kandungan bahan pengisi serbuk penggergajian batang kelapa terhadap matriks polipropilena. Penurunan nilai kekuatan tarik ini disebabkan rendahnya sifat adhesi bahan matriks polipropilena, selain itu sifat kepolaran bahan matriks dan bahan pengisi yang berbeda menghalangi terjadinya interaksi antara keduanya.

Dua hal yang dibutuhkan pada bahan untuk memperkuat bahan komposit agar membentuk produk yang efektif yaitu komponen penguat harus memiliki modulus elastisitas yang lebih tinggi dari matriksnya dan harus ada ikatan permukaan yang kuat antara komponen penguat dan matriks. Tanpa adanya factor tersebut penambahan bahan penguat dapat menurunkan nilai kekuatan tarik bahan komposit yang dihasilkan ( Harjadi 2000 ).

Dari hasil uji tarik yang telah dilakukan maka diperoleh tiga sampel yang memiliki kondisi optimum yaitu :

1. Sampel PP 100 % hasilcetak tekan panas selama 10 menit sebagai kontrol 1 2. Sampel JPI 100 % hasil cetak tekan panas selama 20 menit sebagai kontrol 2 3. Sampel komposit PP / SPBK ( 90 : 10 ) hasil cetak tekan panas selama 25

menit

Kurva tegangan-regangan PP, JPI dan PP/SPBK pada kondisi optimum ditunjukkan pada gambar berikut :

Gambar : 5. Kurva Tegangan-Regangan PP 100% - 10 menit

Gambar : 6. Kurva Tegangan-Regangan JPI 100% - 20 menit

4.3. Hasil Uji SEM Spesimen

Data SEM merupakan photo serbuk yang diambil dari patahan bahan komposit yang telah ditarik. Bahan komposit yang diambil untuk photo SEM adalah dari komposit dengan kandungan serbuk pengisi 10%. Data SEM diambil untuk bahan komposit polipropilena dengan pengisi serbuk penggergajian batang kelapa.

(a)

Gambar :8. (a) Permukaan PP Sebelum Uji Tarik (b) Permukaan PP Pada Daerah Patahan Sesudah Uji Tarik

(a) (b)

Gambar : 9. (a) Permukaan JPI Sebelum Uji Tarik (b) Permukaan JPI Pada Daerah Patahan Sesudah Uji Tarik

(a) (b)

Gambar : 10 (a) Permukaan PP – SPBK Sebelum Uji Tarik (b) Permukaan PP – SPBK Pada Daerah Patahan Sesudah Uji Tarik

Scanning Electrone Microscopy membantu untuk mengetahui bentuk dan perubahan permukaan dari suatu bahan. Photo SEM ( photo 8 – photo 10 ) merupakan photo sebelum dan setelah uji tarik.

4.4. Hasil Uji DTA Spesimen

Karakteristik termal memegang peranan penting terhadap sifat suatu bahan karena berkaitan erat dengan struktur dalam bahan itu sendiri. Suatu bahan bila dipanaskan akan terjadi perubahan struktur yang mengakibatkan adanya perubahan dalam kapasitas panas atau energi termal bahan tersebut. Teknik analisa termal digunakan untuk mendeteksi perubahan fisika (penguapan) atau kimia (dekomposisi) suatu bahan yang ditunjukkan dengan penyerapan panas (endotermik) dan pengeluaran panas (eksotermik). Proses termal meliputi antara lain proses perubahan fase (transisi gelas), pelunakan, pelelehan, oksidasi, dan dekomposisi.

Analisa termal/pengukuran termal berhubungan dengan banyak sifat polimer. Dalam analisis termal didapatkan kurva yang disebut termogram dimana dapat dilihat perubahan entalpi endotermik dan eksotermik yaitu kalor yang diperlukan untuk mencairkan atau menguapkan suatu bahan. Keduanya melibatkan perubahan struktur atom atau molekul. Beberapa sifat polimer yang terjadi bila dipanaskan :

1. Temperatur Transisi gelas ( glass transition temperature = Tg ) adalah proses perubahan fasa dari bentuk kaca ( glass ) ke semi liquid dari suatu polimer sebelum terjadi kristalisasi.

2. Temperatur pelelehan; saat polimer mengalami pelelehan maka terjadilah perubahan fasa dari padat ke cair, untuk perubahan fasa ini diperlukan sejumlah energi. Perubahan energi ini akan ditampilkan dalam bentuk kurva endotermis sebagai termogram pelelehan.

3. Temperatur dekomposisi; apabila suatu bahan polimer dipanaskan sampai mencapai / mengalami dekomposisi, akan segera diikuti dengan perubahan berat secara mendadak, dalam waktu yang bersamaan juga terjadi pelepasan / pengambilan kalor, pada kurva DTA akan terlihat kurva eksotermis / endotermis.

Uji DTA dilakukan terhadap bahan PP, JPI dan PP – SPBK yang memiliki kondisi optimum. Hasil uji DTA ditunjukan pada gambar berikut :

Gambar 11. Diagram DTA Bahan PP

Gambar 13. Diagram DTA Bahan PP – SPBK

Dari gambar kurva uji DTA diatas diperoleh bahwa temperatur transisi gelas, temperatur leleh dan temperatur dekomposisi untuk bahan polipropilena berturut-turut adalah 1600 C, 2300 C dan 3900 C. Untuk bahan jerigen plastik industri, temperatur transisi gelas, temperatur leleh dan temperatur dekomposisi adalah 1400C, 2300 C, 3700 C dan 4500 C. Sedangkan untuk bahan komposit polipropilena – serbuk penggergajian batang kelapa ( 90 : 10 ), temperatur transisi gelas, temperatur leleh dan temperatur dekomposisi adalah 1600 C, 2300 C, 3900 C dan 4200 C.

Tabel :5 Daftar suhu yang terdeteksi pada uji DTA bahan komposit Polipropilena (PP – SPBK)

Sampel Temperatur Temperatur Temperatur Transisi Gelas Leleh Dekomposisi ( 0C ) ( 0C ) ( 0C )

PP 100% 160 230 --

JPI 100% 140 230 370 dan 450 PP/SPBK (90 : 10) 160 230 390 dan 420

Dari tabel 5 diatas, penambahan serbuk penggergajian batang kelapa pada polipropilena dengan rasio 90 : 10, akan menaikkan temperatur transisi gelas dan temperatur dekomposisi.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil penelitian dapat disimpulkan :

1. Penambahan serbuk penggergajian batang kelapa (SPBK) sebagai bahan pengisi matriks polipropilena ( PP ) ternyata menurunkan nilai kekuatan tarik bahan komposit yang dihasilkan

2. Pencampuran polimer PP dengan SPBK secara ekstrusi menghasilkan bahan komposit yang homogen.

3. Uji karakteristik terhadap bahan komposit PP dengan SPBK dapat dijadikan sebagai bahan pengganti jerigen komersial.

5.2. Saran

Disarankan agar untuk penelitian selanjutnya di lakukan praperlakuan terhadap bahan pengisi, sehingga dapat berpadu secara lebih efektif terhadap bahan matriks yang pada akhirnya diharapkan dapat menghasilkan bahan komposit dengan sifat yang lebih efektif.

DAFTAR PUSTAKA

Basuki, R. Suratno, 2003, Polymer and Composite Material, Seminar Dosen

Temu pada Magister T. Mesin USU, Sentra Teknologi Polimer, Serpong

B. H. Amstead, 1989, Teknologi Mekanik 2, Erlangga, Jakarta

Bill Meyer, W.F, ( 1994 ) “Textbook of Polymer Science”, 3 ed, Jhon Wiley & Son New York

Cowd, M., A., Kimia Polimer, ITB Bandung(1991)

J. M. Garsia - Martinez, O Laguna and EP. Collar (1997 ) : “ Role of Time in batch Process Modification Polipropylene by Maleic anhydride in Melt “

J. App Polymer Science 65, 1320-1333

Joly. C, Gauthier. R, Chabert.B, “Physical Chemistry of the Interface in

Polypropilene / Cellulosic-Fibre Composites”,Composite Sciencean Technology 56, (1996 ) 761-765

Kent, A., James, Riegels, Handbook of Industrial Chemistry, Ninth Edition, Van Nostrand Reinhold, New York (1992)

Mark, S., and Naik, J. B., and Patil, Y.P., ( 2000 ). “The Compatibilising Effect of Maleic Anhidride on Swelling and Mechanical Properties of Plant-Fiber.

Moore, G., R., and Kline, D., E., Properties and Processing of Polymer for

Engineer, Prentice Hall, Inc (1994)

R. E. Smallman, 1991, Metalurgi Fisik Modern, Edisi ke Empat, Penerbit

Gramedia, Jakarta

Rudianto, Studi Pemanfaatan Arang Kayu Akasia Sebagai Bahan Pengisi

Kompon Karet Alam SIR 20, FMIPA USU (1996)

Schwartz, M.M, ( 1983 ), “Composite Material Handbook”, Mc.Graw-Hill Book

Company, USA

Seymour, R., B., Structure-Property Relationship in Polymer,Plenum Press, New York (1991)

Sitepu, M., Efek Pengerjaan Panas Terhadap Polipropilena, FMIPA USU, Medan (1991)

Sriati Djaprie, 1985, Teknologi Mekanik, Edisi ke Tujuh versi SI, Penerbit

Erlangga, Jakarta

Peter A. Thornton, Vito J, Colangelo, 1985, Fundamentas of Engineering

Materials, Prentice-Hall International, Inc

Wirjosentono, B. 1995. Analisis dan Karakterisasi Polimer FMIPA USU Press

Medan, Indonesia.

LAMPIRAN 1

Kurva Tegangan – Regangan Polipropilena 100% - 5 menit

LAMPIRAN 2

Kurva Tegangan – Regangan Polipropilena 100% - 15 menit

LAMPIRAN 3

Kurva Tegangan – Regangan Polipropilena 100% - 25 menit

LAMPIRAN 4

Kurva Tegangan – Regangan JPI 100% - 10 menit

LAMPIRAN 5

Kurva Tegangan – Regangan JPI 100% - 20 menit

LAMPIRAN 6

Kurva Tegangan – Regangan SPBK 10% -5 menit dan SPBK 10% - 10 menit

LAMPIRAN 7

Kurva Tegangan – Regangan SPBK 10% - 25 menit

LAMPIRAN 8

Kurva Tegangan – Regangan SPBK 20% - 15 menit dan SPBK 20% - 20 menit

LAMPIRAN 9

Kurva Tegangan – Regangan SPBK 30% - 5 menit dan SPBK 30% - 10 menit

LAMPIRAN 10

Kurva Tegangan – Regangan SPBK 30% - 25 menit

Kurva Tegangan – Regangan SPBK 40% - 5 menit dan SPBK 40% - 10 menit

Kurva Tegangan – Regangan SPBK 40% - 15 menit dan SPBK 40% - 20 menit

LAMPIRAN 12

Kurva Tegangan – Regangan SPBK 50% - 5 menit dan SPBK 50% - 10 menit

LAMPIRAN 13

LAMPIRAN 14

Foto Extruder Laboratorium Kimia Polimer FMIPA USU tempat pembuatan komposit PP - SPBK

Foto Hot Press Laboratorim Kimia Polimer FMIPA USU tempat pembuatan Film PP, JPI dan Komposit PP – SPBK

LAMPIRAN 15

Foto Alat Uji Tarik/Uji Mulur Laboratorium Penelitian FMIPA USU. Torse Electronic System Universal Testing Machine Type SC – 2DE. Kapasitas

2.000 kgf

Foto Komposit PP – SPBK 10%, PP 100% dan JPI 100% Kondisi Optimum Hasil Uji Tarik/Uji Mulur Laboratorium Penelitian FMIPA USU

LAMPIRAN 16

Foto Alat Scanning Electron Microscope Laboratorium PTKI Medan tempat dilakukan Uji SEM sample. ASM-5X. Compac Coater CC-50.

Shimadzu.

Foto Alat Differential Thermal Analisis Laboratorium PTKI Medan tempat dilakukan Uji DTA sampel. Thermal Analyzer DT – 30

LAMPIRAN 14

Foto Extruder Laboratorium Kimia Polimer FMIPA USU tempat pembuatan

komposit PP - SPBK

Foto Hot Press Laboratorim Kimia Polimer FMIPA USU tempat pembuatan

Film PP, JPI dan Komposit PP – SPBK

Foto Alat Uji Tarik/Uji Mulur Laboratorium Penelitian FMIPA USU.

Torse Electronic System Universal Testing Machine Type SC – 2DE. Kapasitas

2.000 kgf

Foto Komposit PP – SPBK 10%, PP 100% dan JPI 100% Kondisi Optimum Hasil

Uji Tarik/Uji Mulur Laboratorium Penelitian FMIPA USU

LAMPIRAN 16

Foto Alat Scanning Electron Microscope Laboratorium PTKI Medan tempat

dilakukan Uji SEM sample. ASM-5X. Compac Coater CC-50.

Shimadzu.

Foto Alat Differential Thermal Analisis Laboratorium PTKI Medan tempat

dilakukan Uji DTA sampel. Thermal Analyzer DT – 30