Tabel 4 .3. Data Hasil Pengujian Partikel zeolit alam tanpa kalsinasi dengan Alat PSA .
4.1.3. Morfologi Nano Partikel Zeolit Alam Kalsinasi dan Tanpa Kalsinasi.
Bentuk nano partikel zeolit alam yang diamati dengan Scanning Electron Microscope SEM diperlihatkan pada Gambar 4.3. Dari foto SEM terlihat bahwa
warna gelap merupakan pori atau rongga yang ukuranya 5 mikron , dan warna terang merupakan partikel nano zeolit alam, apabila dilihat dari ukuran
partikelnya maka zeolit ini adalah termasuk jenis macropore karena ukuran partikelnya 50 nm . Pada Gambar 4.4, memperlihatkan hasil SEM dan EDX
untuk nano partikel zeolit alam tanpa kalsinasi , komposisi yang dominan serupa dengan hasil yang diperlihatkan dari data XRF, dari gambar terlihat terjadi
algomert atau penggumpalan , hal ini disebabkan zeolit bersifat hidropilik mudah menyerap air karena adanya gugus OH pada disekitar pori , demikian juga
distribusi partikel tidak merata dengan ukuran parikel 144,8 nm
Gambar 4. 3 . Morfologi nano partikel zeolit alam kalsinasi dengan pembesaran 3500 x .
Rongga
partikel zeolit
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4. Morfologi nano partikel zeolit alam tanpa kalsinasi Dengan pembesaran 500 X, dan hasil EDX
4.1.4. Hasil Analisa XRD Nano Partikel Zeolit Alam kalsinasi dan Tanpa Kalsinasi .
Karakterisasi X-Ray diffractometry X-RD,yang digunakan dalam temperature ruang dengan mengunakan alat Shimadzu XRD 600 X-ray
diffractometer 40 kV, 30 mA dengan mengunakan nikel untuk menyaring radiasi Cu K
α dimana laju pencacahan scanning yang digunakan adalah dari 2 menit
pada jangkauan range 2θ = 5-75
Pada Gambar 4.5 diperlihatkan hasil analisis X-Ray Difraksi XRDdari bahan zeolit alam dengan proses kalsinasi pada suhu 600
.
C , berdasarkan hasil analisis XRD nano zeolit alam dengan pemurnian dan kalsinasi diperoleh fasa
mayor mengandung jenis mineral mordenite CaAl
2
Si
10
O
24
.7 H
2
O .Puncak maksimum terdapat pada sudut 2θ = 27,69 dengan jarak sepasi 3,219 Å dengan
FWHM 1,06 yang mana pada hal ini membentuk fasa Al
2
Si
50
O
103
alumenium silicate Sesuai dengan hasil penelitian Sebayang .P ,2009, pembuatan bahan
filter keramik berpori bebasis zeolit alam dan arang sekam padi dengan sintering pada suhu 900
C diperoleh jenis mineral mordenite Na
8
Al
8
Si
40
O
96
.24 H
2
O . Tabel 4.4 memperlihatkan hasil difraksi sinar-x untuk nano partikel zeolit alam
kalsinasi , dari Tabel terlihat jarak d spasi terbesar yakni 3,773 Å pada sudut 2 θ
23,56 dengan unsur alumenium oksida , sedangkan intensitas relatif terbesar diperoleh pada sudut 2
θ adalah 27.6900 dengan d spasi 3.21902 Å
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.4. Hasil Analisa Difraksi Sinar- X Nano partikel zeolit alam kalsinasi Sudut
2θ d
Å II1
FWHM deg
Intensity Counts
Integrated Int
Counts
27.6900 3.21902
100 1.06000
36 3432
23.5600 3.77313
94 0.00000
34 25.4000
3.50381 81
0.00000 29
Gambar 4.5 memperlihatkan pola difraksi sinar –x antara intensitas terhadap sudut 2
θ , dari gambar terlihat pola unsur zeolit alam masih bersifat amorf dan kristal , dan data formula kimia yang diperoleh .
Gambar 4. 5. Hasil Analisis Nano Partikel Zeolit Alam Kalsinasi 2. Nano Partikel Zeolit Alam Tanpa Kalsinasi
Hasil pola difraksi nano partikel zeolit alam tanpa kalsinasi diperlihatkan pada
Tabel 4.5 , dari hasil tersebut telihat d spasi terbesar yakni 3.48492 Å pada sudut 2θ = 25.5400 .
Tabel 4.5. Hasil Analisa Difraksi Sinar- X Nano partikel zeolit alam tanpa kalsinasi .
Sudut 2θ
d Å
II1 FWHM
deg Intensity
Counts Integrated
Int Counts
27.8050 3.20597
100 0.89000
62 3193
25.5400 3.48492
73 0.00000
45 26.6000
3.34841 55
0.00000 34
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.6 memperlihatkan pola difraksi sinar –x antara intensitas terhadap sudut 2
θ , dari gambar terlihat pola unsur zeolit alam masih bersifat amorf dan kristal dan formula kimia yang dominan diperoleh .
Gambar 4. 6. Hasil Analisis Difraksi Nano Partikel Zeolit Alam Tanpa Kalsinasi
Gambar 4. 7. Hasil analisis Difraksi Nano Partikel Zeolit Alam Kalsinasi dan tanpa Kalsinasi.
Berdasarkan hasil analisis XRD nano partikel zeolit alam dengan tanpa pemurnian dan kalsinasi diperoleh fasa mayor mengandung jenis mineral
mordenite CaAl
2
Si
10
O
24
.7 H
2
O . Pu ncak maksimum terdapat pada sudut 2θ
=27,8050 dengan jarak sepasi 3,2059 Å dengan FWHM 10,89 yang mana pada hal ini membentuk fasa NH
4
I amonium iodide.Dari gambar terlihat pola difraksi berbentuk seperti struktur amorf , hal ini karena pada serbuk yang sudah menjadi
Universitas Sumatera Utara
halus , kristalinitas menurun , dimana tingkat keteraturanya menjadi lebih kecil dan terjadi tubukan difraksi yang lebih banyak pada kristal tersebut sehingga pada
difraktometer gambar terlihat menebal . 4.2.Hasil Analisis Kekuatan Tarik , Perpanjangan Putus dan Modulus
Young’s .
Pada hasil karakterisasi kekuatan tarik yang dilakukan dengan mesin uji mekanik diperoleh data gaya , kekuatan tarik , regangan , perpanjangan putus .
dari hasil tersebut dapat dianalisis sifat sifat komposit termoplastik elestomer untuk campuran polipropilena kompon SIR 20 dan PPMA dengan variasi
komposisi nano partikel zeolit alam hasil kalsinasi dan tanpa kalsinasi diperlihatkan pada Tabel 4.6 .
4.2.1. Hasil Analisis Kekuatan Tarik , Perpanjangan Putus dan Modulus Young,s Komposit TPE campuran PPKompon SIR -20PPMANano
partikel zeolit alam .
Dari hasil sifat mekanik yakni gaya tarik dan kekuatan tarik serta perpanjangan putus yang diperoleh dari mesi uji mekanik dengan sampel
dumbbell JIS K 6781 dapat dilihat pada Tabel 4.6 .
Tabel 4.6 .Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik ,Perpanjangan Putus Modulus Elasitas Komposit TPE campuran PPKompon SIR
20PPMAnano partikel zeolit alam .
Komposisi nano partikel zeolit
alam wt Sampel
Luas A m
2
max
P
kN
max
ε
max
σ
Mpa
max
E
Mpa
1 10
0,066
-5
66,90 6,60
9,865 2 kalsinasi
2 0,080
82,83 8,00
9,658 4kalsinasi
3 0,067
71,25 6,70
9,361 6kalsinasi
4 0,065
53,83 6,50
12,081 2tanpa kalsinasi
5 0,064
58,66 6,40
10,910 4tanpa kalsinasi
6 0,057
35,83 5,70
15,908 6tanpa kalsinasi
7 0,077
82,00 7,70
9,390
Dari Tabel 4.6 , terlihat bahwa kekuatan terbesar diperoleh pada komposisi nano partikel zeolit alam kalsinasi 2 berat sedangkan untuk bahan pengisi
nano partikel zeolit alam tanpa kalsinasi pada komposisi 6 berat, hal ini disebabkan oleh adanya ikatan antara nano partikel zeolit alam kalsinasi dengan
ukuran partikel nano menunjukkan
adhesi antar muka
antara NR dan
matriks PP
Universitas Sumatera Utara
meningkat. Kecocokan
antara dua fase
polimer tidak hanya mempengaruhi
adhesi antarmuka
tapi juga ukuran dan
distribusi fase
terdispersi
,
serta keseragaman
dari fase terdispersi dalam
fase terus-menerus
.
Akibatnya
,
kekuatan dan ketangguhan
dari campuran
secara langsung dipengaruhi
.
Gambar 4.8. Grafik hubungan antara gaya terhadap perpanjangan pada komposisi nano partikel zeolit alam kalsinasi dan tanpa
kalsinasi 2,4,6 wt campuran PPKompon SIR20PPMA
Dari Gambar 4.8 memperlihatkan Grafik hubungan gaya tarik terhadap perpanjangan dari beberapa komposisi nano partikel zeolit alam yang diperoleh
dari mesin uji tarik, dari gambar tersebut diperoleh informasi bahwa untuk bahan pengisi nano partikel zeolit alam yang dikalsinasi ZK pada campuran kompon
karet SIR- 20 dengan termoplastik polipropilena dan kompatibeliser PPMA diperoleh gaya terbesar 80 N dengan komposisi 2 berat. Makin besar komposisi
nano partikel zeolit alam maka gaya tarik semakin kecil , demikian juga halnya dengan nano partikel zeolit alam tanpa kalsinasi ZTK , khusus pada komposisi 6
berat nano partikel zeolit alam tanpa kalsinasi gaya tarik meningkat . Paduan polimer tak dapat campur immiscible blend mempunyai tarikan fisik antara
komponen yang lemah pada batas fasa, sehingga dapat menyebabkan pemisahan fasa pada kondisi tertentu dan menyebabkan sifat-sifat mekanik campuran
menjadi kurang baik Utracki,1990 . Gambar 4.9 Grafik hubungan antara tegangan terhadap regangan dari beberapa komposisi nano partikel zeolit alam
kalsinasi dan tanpa kalsinasi 2,4,6 wt campuran PPKompon SIR20PPMA, sedangkan Gambar 4.10 adalah hasil rata-rata gaya terhadap komposisi nano
Universitas Sumatera Utara
partikel zeolit, Gambar 4.11 memperlihatkan rata-rata perpanjangan putus terhadap komposisi nano partikel zeolit alam .
Gambar 4.9.Grafik hubungan antara tegangan terhadap regangan dari beberapa komposisi nano partikel zeolit alam kalsinasi dan tanpa
kalsinasi2,4,6 wt campuran PPKompon SIR20PPMA.
Gambar 4.10. Grafik Hubungan Gaya terhadap Komposisi nano partikel zeolit alam pada Campuran PPPPMAKompon SIR -20
Gambar 4.11. Grafik Hubungan Perpanjangan Putus terhadap Komposisi Nano Partikel Zeolit Alam pada Campuran
PPPPMAKompon SIR- 20.
Universitas Sumatera Utara
Dari Gambar 4.11 terlihat perpanjangan putus ada peningkatan pada komposisi nano zeolit alam kalsinasi pada komposisi 2 wt, hal ini disebabkan adanya inter
klasi antara nano zeolit alam kalsinasi dan PPMA lebih homogen , akan tetapi untuk komposisi nano zeolit alam lebih dari 2 wt terjadi penurunan , dalam hal
ini semakin banyak kandungan pengisi yang ditambahkan maka bahan tersebut semakin kaku sehingga nilai pemanjangan pada saat putus semakan rendah .
Sesuai menurut Ray ,1990 penambahan pengisi akan menimbulkan pengaruh terhadap sifat perpanjangan komposit . Gambar 4.12 memperlihatkan kekuatan
tarik rata-rata terhadap komposisi nano partikel zeolit alam, Gambar 4.13 memperlihatkan Modulus Young terhadap komposisi nano partikel zeolit alam
pada campuran PPPPMAKompon SIR-20 .
Gambar 4.12. Grafik Hubungan Kekuatan Tarik Terhadap Komposisi Nano Partikel Zeolit Alam Kalsinasi dan tanpa Kalsinasi
pada Campuran PPPPMAKompon SIR 20 .
Gambar 4.13. Grafik Hubungan Modulus elasitas terhadap Komposisi Nano partikel zeolit alam kalsinasi dan tanpa kalsinasi
pada campuran PPPPMAKompon SIR -20.
Universitas Sumatera Utara
Dari hasil pengujian mekanik untuk kekuatan tarik Gambar 4.12 secara umum diperoleh kekuatan tarik TPE dengan bahan pengisi nano partikel zeolit
alam kalsinasi lebih baik dibanding dengan nano partikel zeolit alam tanpa kalsinasi demikian juga halnya dengan perpanjangan putus . Dengan
bertambahnya komposisi nano partikel zeolit alam hasil kalsinasi kekuatan tarik dan perpanjangan putus semakin berkurang demikian juga untuk komposisi nano
partikel zeolit alam tanpa kalsinasi ,akan tetapi pada komposisi 6 wt kekuatan tarik meningkat, kondisi yang baik diperoleh pada kondisi campuran
PPPPMAKompon SIR -20 dengan nano partikel zeolit alam kalsinasi pada komposisi 2 wt ,dengan bahan pengisi dalam ukuran nano maka campuran
antara poliropilen dan karet alam SIR 20 lebih homogen dan kompatibel . Hal ini kemungkinan disebabkan karena lapisan silikat pada zeolit alam yang berukuran
nanometer dapat tersebar secara acak dan merata yang memberikan struktur eksfoliasi pada nanokomposit.
Lapisan silikat yang tersebar secara individu memiliki luas kontak permukaan yang besar sehingga dapat berikatan kuat dengan
matrik polipropilena dan kompon SIR- 20 yang selanjutnya memberikan efek pada peningkatan kekuatan tarik. Penggabungan nano partikel zeolit alam lebih
dari 2 wt justru sebaliknya memberikan efek negatif yakni menurunkan kekuatan tarik. Hal ini kemungkinan disebabkan karena terjadinya penurunan
derajat penyebaran eksfoliasi dari lapisan silikat nano partikel zeolit alam pada nano komposit dengan kandungan nano partikel zeolit alam yang tinggi 6
wt. Selain itu, adanya aglomerasipengumpulan partikel zeolit alam juga menyebabkan penurunan kekuatan tarik. Aglomerasi partikel zeolit alam
dipercaya menjadi tempat konsentrasi tegangan dan menjadi awal terjadinya retak sehingga kekuatan tarik akan menurun. Hal yang sama hasil penelitian Kusmono
, 2010 Penggabungan clay lebih dari 4 phr justru sebaliknya memberikan efek negatif yakni menurunkan kekuatan tarik. Hal ini kemungkinan disebabkan karena
terjadinya penurunan derajat penyebaran eksfoliasi dari lapisan silikat clay pada nanokomposit.Penambahan kompatibeliser PPMA dapat meningkatkan kekuatan
tarik dan morfologi serta kompatibilisasi yang baik antara matrik polimer dan bahan pengisi sesuai dengan hasil penelitian Ragunatan Santiagoo ,2010 .
Demikian juga halnya hasil penelitian T. Laose ,1998 secara umum kekuatan
Universitas Sumatera Utara
tarik campuran polipropilena dengan karet alam menurun , akan tetapi dengan penambahan kompatibeliser PPMA akan meningkatkan interaksi antara karet
alam dengan polipropilena .
4.2.2. Hasil Analisis Kekuatan Tarik , Perpanjangan Putus dan Modulus elasitas Komposit Termoplastik Campuran PP PPMAnano partikel
zeolit alam.
Pada hasil karakterisasi kekuatan tarik yang dilakukan dengan mesin uji mekanik diperoleh data gaya , kekuatan tarik , regangan , perpanjangan putus ,
modulus elasitas . dari hasil tersebut dapat dianalisis sifat sifat komposit termoplastik untuk campuran polipropilena dan kompatibeliser PPMA dengan
variasi komposisi nano partikel zeolit alam hasil kalsinasi dan tanpa kalsinasi
diperlihatkan pada Tabel 4.7 Tabel 4.7 . Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Komposit TP
campuran PP PPMANano Partikel Zeolit Alam
Komposisi nano partikel zeolit alam
wt Maximum
point Stress
Mpa Break point
Elongation mm
Modulus Young
MPa
23,60 10,650
1407,3 2 kalsinasi
24,46 18,997
1531,8 4kalsinasi
24,02 20,277
1625,2 6kalsinasi
23,33 3,260
1493,6 2tanpa kalsinasi
23,80 6,693
1440,4 4tanpa kalsinasi
23,86 9,603
1475,9 6tanpa kalsinasi
23,66 5,033
1361,4
Gambar 4.14 . Grafik Hubungan Kekuatan tarik terhadap Perpanjangan Campuran PP PPMAnano partikel zeolit alam 2,4,6wt
kalsinasi dan tanpa kalsinasi .
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.15 . Grafik Hubungan Kekuatan tarik terhadap Komposisi Nano Partikel zeolit alam pada campuran PP PPMA
nanopartikel zeolit alam kalsinasi dan tanpa kalsinasi .
Dari Gambar 4.15 didapat kekuatan tarik untuk nano partikel zeolit alam hasil pemurnian terbesar diperoleh komposisi campuran 2 wt yakni 24,46
MPa dan 4 wt sebesar 24,02 MPa, sedangkan untuk nano partikel zeolit tanpa kalsinasi diperoleh pada komposisi 4 sebesar 23,86 MPa, untuk tanpa
mengunakan nano partikel zeolit diperoleh kekuatan tarik sebesar 23,6 MPa.Secara umum besar kekuatan tarik tarik lebih baik menggunakan campuran
nano partikel zeolit alam yang dilakukan dengan proses kalsinasi . Hal ini kemungkinan disebabkan karena lapisan silikat pada zeolit alam yang berukuran
nanometer dapat tersebar secara acak dan merata yang memberikan struktur eksfoliasi pada nanokomposit.
Lapisan silikat yang ada pada zeolit yang tersebar secara individu memiliki luas kontak permukaan yang besar sehingga dapat
berikatan kuat dengan matrik poliropilena dan kompatibeliser PPMA yang selanjutnya memberikan efek pada peningkatan kekuatan tarik. Penggabungan
nano zeolit alam lebih dari 4 wt justru sebaliknya memberikan efek negatif yakni menurunkan kekuatan tarik akan tetapi lebih besar jika tanpa bahan pengisi
nano partikel zeolit. Hal ini kemungkinan disebabkan karena terjadinya penurunan derajat penyebaran eksfoliasi dari lapisan silikat zeolit alam pada
nanokomposit dengan kandungan nano partikel zeolit alam yang tinggi 6 wt . Selain itu, adanya aglomerasi atau pengumpalan nano partikel zeolit alam
juga menyebabkan penurunan kekuatan tarik. Aglomerasi zeolit alam dipercaya menjadi tempat konsentrasi tegangan dan menjadi awal terjadinya retak sehingga
Universitas Sumatera Utara
kekuatan tarik akan menurun .Hal yang sama dari penelitian Kusmono , 2010 Penggabungan clay lebih dari 4 phr justru sebaliknya memberikan efek negatif
yakni menurunkan kekuatan tarik. Hal ini kemungkinan disebabkan karena terjadinya penurunan derajat penyebaran eksfoliasi dari lapisan silikat clay pada
nano komposit .
Gambar 4.16. Grafik Hubungan Perpanjangan Putus terhadap Komposisi Nano Partikel Zeolit Alam Campuran PP
PPMA nanopartikel zeolit alam kalsinasi dan tanpa kalsinasi.
Dari Gambar 4.16 didapat perpanjangan putus terbesar diperoleh pada komposisis nano partikel zeolit alam hasil pemurnian 4 wt sebesar 20,27 mm
secara umum perpanjangan putus lebih besar apabila menggunakan nano partikel zeolit alam hasil kalsinasi dari pada tanpa kalsinasi .
Gambar 4.16 , menunjukkan bahwa penambahan nano partikel zeolit alam tanpa kalsinasi menurunkan
regangan atau keuletan campuran PPPPMA pada komposisi 6 wt. Penurunan keuletan ini disebabkan karena terbatasnya gerakan rantai molekul dari polimer
akibat adanya partikel zeolit alam yang kaku. Semakin meningkatnya nano partikel zeolit alam pada campuran PPMAPP dapat menyebabkan penurunan
Modulus Young’s. Pengaruh penambahan nano partikel zeolit alam kalsinasi dan tanpa kalsinasi terhadap Modulus Young’s dari nano komposit PPMAPPnano
partikel zeolit alam ditunjukkan pada Gambar 4.17. Tampak bahwa penambahan komposisi nano partikel zeolit alam terhadap campuran PPMAPP meningkatkan
Modulus Young . Ini berarti bahwa adanya partikel zeolit alam telah menambah kekakuan campuran PPMAPP. Penambahan kekakuan akibat adanya partikel
zeolit alam dimungkinkan disebabkan karena sifat dasar dari zeolit alam sendiri
Universitas Sumatera Utara
yang yang merupakan material yang memiliki kekakuan yang tinggi yang kemudian membatasi gerakan molekul polimer.
Gambar 4.17 . Grafik Hubungan Modulus elasitas terhadap Komposisi nano partikel zeolit alam Campuran PP
PPMA nanopartikel zeolit alam kalsinasi dan tanpa kalsinasi.
Ukuran partikel bahan pengisi yang kecil meningkatkan darajat penguatan polimer berbanding dengan ukuran partikel yang besar Leblanc, 2002. Ukuran partikel
mempunyai hubungan secara langsung dengan luas permukaan per gram bahan pengisi. Oleh itu, ukuran partikel yang kecil menyediakan luas permukaan yang
besar bagi interaksi di antara polimer matrik dan bahan pengisi seterusnya meningkatkan penguatan bahan polimer. Ringkasnya, semakin kecil ukuran
partikel semakin tinggi interaksi antara bahan pengisi dan matrik polimer. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian Kohls Beaucage ,2002 melaporkan
menyatakan bahwa luas permukaan dapat ditingkatkan dengan adanya permukaan yang poros atau rongga pada permukaan pengisi. Dimungkinkan bahwa polimer
dapat menembus masuk ke dalam permukaan yang poros ketika proses pencampuran . Partikel yang terserak secara homogen meningkatkan interaksi
melalui penjerapan polimer di atas permukaan bahan pengisi. Sebaliknya, partikel yang tidak terserak secara homogen mungkin menghasilkan aglomerat atau
penggumpalan di dalam matriks polimer. Kewujudan aglomerat mengurangkan luas permukaan seterusnya melemahkan interaksi di antara bahan pengisi dan
matriks dan mengakibatkan penurunan sifat fisik bahan polimer. Hasil penelitian Tserki ,2006 melaporkan dengan penambahan bahan kompatibeliser PPMA akan
membentuk reaksi esterfikasi atau ikatan hidrogen pada antar muka grup hidroksil
Universitas Sumatera Utara
yang ada pada partikel pengisi alami di satu sisi dan group karbosilat pada kompatibeliser PPMA yang berdisfusi kedalam matrik polimer disisi yang lain.
Demikian juga hasil penelitian Lee et al. ,1996 kehadiran kelompok kutub yang lebih dan interaksi ionik antara rantai polimer dan meningkatkan lapisan silikat
kekuatan tarik nano komposit .Gambar 4.18 memperlihatkan skema ilustrasi campuran antara polimer dan clay .
Gambar 4.18. Ilustrasi sekema campuran antara polimer dan clay atau zeolit pada proses kogulasi.
Bussaya Rattanasupa and Wirunya Keawwattana, 2007 melakukan penelitian menggunakan canpuran polipropilena dan karet alam dengan bahan pengisis
zeolit alam sebanyak 50 phr dengan ukuran partike l 45μm diperoleh kekuatan
tarik sebesar 2,73 MPa untuk jauh lebih kecil jika dibandingkan dengan nano partikel zeolit alam kalsinasi dan tanpa kalsinasi sebesar 190 nm diperoleh
kekuatan tarik sebesar 8 MPa untuk komposisi 2 nano partikel zeolit alam , hal ini disebabkan karena ukuran partikel semakin kecil menyebabkan campuran lebih
homogen dan kompatibel . Gambar 4.19 memperlihatkan skema ilustrasi campuran polipropilena denga kompatibeliser PPMA dan clay .
Gambar 4.19. Ilustrasi Sistimatik campuran polipropilena dengan kompatibeliser PPMA dan clay Lim Jian wei,2006
Universitas Sumatera Utara
Pada umumnya penggabungan polimer dengan zeolit alam akan menghasilkan pembentukan tiga jenis material komposit. Jenis pertama adalah
komposit konvensional, yang mana ukuran dari material penguatnya berukuran mikrometer. Jenis komposit kedua adalah nano komposit yang memiliki struktur
interkalasi, di mana dibentuk dengan penyisipan satu atau lebih rantai molekul dari polimer ke dalam antar lapisan silikat dari zeolit alam. Jenis yang ketiga
adalah nano komposit yang memiliki struktur eksfoliasi, di mana nano komposit ini dibentuk ketika lapisan silikat partikel zeolit alam yang berukuran kecil
tersebar secara individu di dalam matrik polimer yang kontinu . Dari hasil teori
yang mana zeolit alam adalah bersifat senyawa anorganik yang bersifat
hydrophilic. Sesuai dengan sifat alamnya, maka pencampuran dengan matrik polimer yang membawa sifat hydrophobic
adalah sangat mustahil. Oleh sebab itu untuk menghasilkan kesesuaian dengan polimer, maka partikel zeolit alam perlu
dimodifikasi sebelum dikalsinasi menjadi nano partikel , dari hasil penelitian ini, nano komposit yang diperoleh kekuatan tarik meningkat setelah partikel zeolit
alam dibuat dalam ukuran nanometer dari pada zeolit alam dalam ukuran makro.
Untuk mendapatkan dispersi yang homogen dari lapisan silikat dalam matrik polipropilena maka perlu penambahan kompatibeliser PPMA
untuk polipropilena nano komposit sebagai kompatibiliser untuk menengahi polaritas antara permukaan nano partikel zeolit alam dan matriks polipropilena
menyebabkan non-polar makromolekul segmen polipropilena mampu intercalate ke interlayers dari nano partikel zeolit alam kalsinasi maupun tanpa kalsinasi dan
membentuk polipropilen nano komposit interkalasi. Hal ini menjelaskan kemampuan polipropilena nano komposit untuk menjaga utama stres pada tingkat
yang dapat diterima. Dalam hal ini sesuai dengan hasil penelitian Hagegawa dkk, 1998 yang pada prinsipnya dispersi nano diinginkan organoclay dalam
matriks polipropilena dicapai dengan kompatibeliser PPMA oleh ikatan hidrogen yang kuat antara kelompok hydroxil dari silikat dan kelompok maleat anhidrida ,
sementara mengutamakan pada kesamaan kimia polipropilena maleated anhidrida dan dicangkokkan pada polopropilena Hagegawa dkk., 1998.Vulkanisasi
dinamik fasa karet alam selama proses pencampuran juga dapat meningkatkan viskositas campuran Kuriakse dkk ,1985 , akibatnya aksi gesekan yang terjadi
Universitas Sumatera Utara
semakin meningkat selama proses campuran , sehingga dengan ukuran partikel yang kecil dan dispersi fasa karat alam dalam matrik polipropilen lebih merata .
Menurut penelitian Supri dan Salmah ,2008 bahwa kekuatan tarik untuk LDPE nano clay komposit meningkat pada komposisi campuran clay dan 2,5 phr dan
nano clay 5 phr kompatibilisasi pada campuran polimer dengan metode penambahan suatu kompatibiliser dapat meningkatkan adhesi antara fasa Utracki
,2002. Adanya antar muka adhesi dan kompatibilitas antara partikel nano partikel zeolit alam dan matriks polipropilena dan adhesi antar muka antara matriks dan
pengisi mempengaruhi kekuatan tarik dan modulus elasitas bahan nano Dari analisis pengaruh dari variasi komposisi nano partikel zeolit alam
yang dikalsinasi dan tanpa kalsinasi terhadap campuran antara PP PPMA dan PP PPMA kompon SIR -20 pada sifat mekanik . Diperoleh untuk campuran
PP PPMA kompon SIR -20 diperoleh kekuatan tarik terbesar untuk komposisi nano partikel zeolit alam kalsinasi 2wt sebesar 8 MPa dengan modulus 9,68
MPa, sedangkan untuk nano partikel zeolit tanpa kalsinasi diperoleh kekuatan tarik 7,70 Mpa dengan modulus 9,39 Mpa ,untuk tanpa nano partikel zeolit
kekuatan tarik 6,6 Mpa . Untuk campuran PPPPMAnano zeolit alam kalsinasi dan tanpa kalsinasi diperoleh kekuatan tarik terbesar pada komposisi 2 wt
sebesar 24,46 MPa dengan modulus elasitas 1531,8 Mp
a
, sedangkan untuk nano partikel zeolit tanpa kalsinasi diperoleh kekuatan tarik terbesar pada komposisi 4
wt sebesar 23,86 MPa dengan ModulusYoung’s 1475,9 MPa.
komposit.
4.3. Hasil Analisis Termal Nano Komposit .
Kategori