Peranan Penambahan CaCO3 Hasil Pengendapan CaCl2 dan Na2CO3 Terhadap Kekuatan Mekanis dan Ketahanan Termal Komposit Polistirena

PERANAN PENAMBAHAN CaCO3 HASIL PENGENDAPAN CaCl2.2H2O

DAN Na2CO3 TERHADAP KEKUATAN MEKANIS BAHAN DAN

KETAHANAN TERMAL KOMPOSIT POLISTIRENA

SKRIPSI

OLEH:

NIM : 020802035 RAHMAT FADLI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2007

PERSETUJUAN

Judul : PERANAN PENAMBAHAN CaCO3 HASIL

PENGENDAPAN CaCl2.2H2O DAN Na2CO3 TERHADAP KEKUATAN MEKANIS

DAN KETAHANAN TERMAL

KOMPOSIT POLISTIRENA

Kategori : SKRIPSI

Nama : RAHMAT FADLI

Nomor Induk Mahasiswa : 020802035

Program Studi : SARJANA (S1) KIMIA

Departemen : KIMIA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui

Medan, Desember 2007

Pembimbing II Pembimbing I

Drs.Darwin Yunus Nasution.MS. Prof. Basuki wirjosentono.MS.Ph.D

NIP. 130 936 280 NIP. 130 809 725

Diketahui/Disetujui oleh

Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

Dr. Rumondang Bulan, MSi. NIP. 131 459 466

PERNYATAAN

PERANAN PENAMBAHAN CaCO3 HASIL PENGENDAPAN CaCL2.2H2O

DAN Na2CO3 TERHADAP KEKUATAN MEKANIS DAN KETAHANAN

TERMAL KOMPOSIT POLISTIRENA

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Desember 2007

RAHMAT FADLI 020802035

PENGHARGAAN

Syukur Alhamdulillah penulis ungkapkan kepada Allah SWT atas rahmat dan kasih sayang-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan penulisan tugas akhir ini.

Selanjutnya penulis ingin mengucapkan ucapan terima kasih kepada bapak Prof. Basuki Wirjosentono.MS.Ph.D dan bapak Drs. Darwin Yunus Nasution,M.S. selaku pembimbing I dan II yang telah membimbing penulis tanpa lelah dan pamrih sehingga penulis sangat terbantu dalam melakukan penelitian sampai menyelesaikan penulisan tugas akhir, ucapan terima kasih juga ditujukan untuk Kepala Laboratorium Kimia fisika dan Kepala Laboratorium Polimer serta Kepala Laboratorium Penelitian FMIPA USU yang telah membentu memberikan masukan selama melakukan penelitian sampai penulisan tugas akhir, selanjutnya ucapan terima kasih untuk Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU serta seluruh staf dosen pengajar yang telah memberikan bimbingan dan wejangan selama penulis menjadi mahasiswa, terima kasih pula untuk ibu Dra.Yuniarti Yusak ,M.S selaku dosen wali yang selalu memnerikan motivasi dan masukan sehingga penulis selalu bersemangat dalam menyelesaikan studi di bangku kuliah, terima kasih juga ditujukan untuk kak Mas dan bang Edi selaku laboran dan tekhnisi laboratorium serta kawan-kawan dan adik-adik asisten Laboratorium Kimia Fisika dan Laboratorium Polimer (Ulfa, UB, Cemil, Yana, Ria, Lili, Pujo, Kiki, Tarra, Sri, Sari, Pendi, Fadli, Rina, Misbah, mega dan rahma) teman-teman angkatan 2002 (Bos,Qodir,Suhar,Budi), Ucapan terima kasih selanjutnya untuk Ayah dan bunda tercinta bapak Alamsyah Muhammad.S.H dan Nurjannah Y .B.Sc yang selalu memberikan perhatian dan kasih sayangnya untuk penulis serta selalu mendoakan penulis dan selalu mengharapkan keberhasilan untuk penulis, dan ucapan terimakasih yang paling dalam untuk mama tersayang alm. Armiati yang telah melahirkan penulis dan selalu mengharapakan yang paling baik dan kesuksesan untuk penulis , semoga arwah beliau diterima di sisi Allah SWT Amin, terimakasih selanjutnya untuk kakak dan adik penulis tersayang Ami dan Suri terimakasih atas doa dan dorongannya, dan terimakasih selanjutnya untuk teman-teman yang selalu dalam hati penulis Rani, Eva, Ima semoga harapan kalian semua menjadi kenyataan dan semoga kita semua menjadi orang-orang yang beruntung yang mendapatkan perlindungan Allah SWT Amin, dan terimakasih pula untuk semua pihak yang telah membantu penulis yang tidak dapat penulis sebutkan nama-namanya satu persatu semoga kita selalu dalam perlindungan Allah SWT.

INTI SARI

Dari hasil penelitian yang dilakukan, komposit polistirena yang dibentuk adalah komposit yang terbentuk dari variasi konsentrasi dari substrat CaCO3 hasil pengendapan dengan konsentrasi 0%, 1%, 5%, 10%, 20% dan 40% dengan menggunakan toluen sebagai pelarut untuk membantu proses percampuran zat terlarut. Komposit polistirena yang terbentuk diuji kekuatan mekanisnya dengan uji kekuatan tarik, kemuluran, elastisitas serta uji ketahanan termal dengan menggunakan DTA dan homogenitas kualitas permukaan melalui SEM. Hasil maksimum dari penggunaan konsentrasi CaCO3 hasil pengendapan sebagai substrat adalah 20% yang dibuktikan dengan uji ketahanan termal dengan DTA dan homogenitas melalui SEM

ABSTRACT

The role addition CaCO3 presipitated againts ultimate strength and thermal

resistences of polistirene`s composite

A researched on, the polystyrene`s composite was made from avariation of concentration of precipitated CaCO3 substrate that variation in 1, 5, 10, 20, and 40% (w/w) by using toluena as a solvent to support the mixing process of solute. Polystyrene composites was made will be tested the mechanical property by using the test of ultimate strength, modulus young , the elongation, thermal analisyst by DTA methode and compatibility of surface by SEM. The maximum yield from concentration of CaCO3 precipitated was substrate is shown at 20%(w/w) was proved by DTA and SEM methodes.

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan ii

Pernyataan iii

Penghargaan iv

Abstrak v

Abstract vi

Daftar Isi vii

Daftar Gambar ix

Daftar Lampiran x

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Identifikasi Masalah 2

1.3. Batasan Masalah 3

1.4. Maksud dan Tujuan 3

1.5. Manfaat Penelitian 3

1.6. Metodologi Penelitian 3

1.7. Lokasi Penelitian 4

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Komposit 5

2.2. Matrik Polimer 9

2.3. Bahan Pengisi 10

2.4. Kompatibilitas Bahan Polimer 14

2.5. Pembuatan Komposit polimer 14

2.6. Pengujian Sifat-sifat Mekanis 15

2.6.1. Kekuatan Tarik dan Kemuluran 16

2.6.2. Kekuatan Lentur 17

2.6.3. Analisa termal Deferensial 18

2.6.4..Scanning Electron Microskopy (SEM) 18

BAB 3. BAHAN DAN METODE PENELITIAN 3.1.Peralatan 20 3.2.Bahan-bahan 21 3.3.Prosedur Kerja 21 3.3.1.Penyediaan Sampel 21 3.3.1.1. Pembuatan CaCO3 Hasil Pengendapan 21

3.3.1.1.1. Pembuatan Larutan CaCl2.2H2O 1N 21 3.3.1.1.2. Pembuatan Larutan Na2CO3 1N 21

3.3.1.1.3. Proses Pengendapan 21 3.3.1.2. Penghitungan Berat CaCO3 Hasil Pengendapan 21

3.3.1.3. Penghitungan Berat Polistirena 22 3.3.1.4. Pengukuran Volume Toluena 22

3.3.2. Pencampuran CaCO3 dengan polistirena 22 3.3.3. Proses Pembuatan Film Tipis 23

3.3.4. Penyediaan Spesimen dan Karakterisasi hasil 23 3.3.4.1. Uji Kemuluran dan Uji tarik 23

3.3.4.2. Uji Kelenturan 24

3.3.5. Analisa Hasil Pencampuran 24

3.3.5.1. Analisa Mikroskopis Elektron 24 3.3.5.2. Analisa termal Deferensial 24

3.4. Analisa Data 25

3.4.1. Analisa Variansi 25

3.4.2. Uji Hipotesa 26

3.4.3..Ketidakpastan 27 3.4.3.1. Ketidakpastian Kemurnian Kristal 27 3.4.3.2. Ketidakpastian Volume 28

3.5. Bagan Penelitian 32

3.5.1. Bagan Pembuatan CaCO3 Hasil Pengendapan 32 3.5.2. Bagan Uji Karakteristik CaCO3 Hasil Pengendapan 33

3.5.3. Bagan Pembuatan Spesimen dan Test Uji 34

BAB 4 . HASIL DAN PEMBAHASAN 35

4.1. Hasil 35

4.2. Pembahasan 35

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 42

5.1. Kesimpulan 42

5.2. Saran 42

DAFTAR PUSTAKA 43

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Bentuk dan ukuran kristal CaCO3 13

Gambar 4.1. Grafik Kekuatan Tarik Vs % CaCO3 36

Gambar 4.2. Grafik Kemuluran Vs % CaCO3 36

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Tabel 1 Data hasil uji kekuatan tarik komposit polistirena Vs % Konsentrasi

CaCO3 Hasil Pengendapan 44

Tabel 2 Data hasil uji kekuatan tarik komposit polistirena Vs % konsentrasi

CaCO3 P.a 44

Tabel 3 Data nilai kemuluran komposit polistirena Vs % Konsentrasi CaCO3

hasil pengendapan 44

Tabel 4 Data nilai kemuluran komposit polistirena Vs %

Konsentrasi CaCO3 P.a 44

Tabel 5 Data nilai Elastisitas komposit polistirena Vs % Konsentrasi CaCO3

hasil pengendapan 45

Tabel 6 Data nilai Elastisitas komposit polistirena Vs % Konsentrasi

CaCO3 P.a 45

Tabel 7 Data Hasil Analisa Sidik Ragam Peranan Penambahan % CaCO3

Hasil Pengendapan Terhadap Kekuatan tarik komposit polistirena 46 Tabel 8 Data Hasil Analisa Sidik Ragam Peranan Penambahan % CaCO3

Hasil Pengendapan Terhadap kemuluran komposit polistirena 46 Tabel 9 Data Hasil Analisa Sidik Ragam Peranan Penambahan % CaCO3 Hasil

Pengendapan Terhadap Elastisitas komposit polistirena 46 Gambar 4.1. Termogram komposit polistirena dengan bahan pengisi 20% CaCO3

hasil pengendapan 49

Gambar 4.2. Termogram komposit polistirena dengan bahan pengisi 20% CaCO3

P.a komersil 49

Gambar 4.3. Penampang melintang komposit polistirena dengan bahan pengisi 20% CaCO3 P.a komersil dengan perbesaran 700 X 50 Gambar 4.4. Penampang melintang komposit polistirena dengan bahan pengisi 20% CaCO3 hasil pengendapan dengan perbesaran 700 X. 50

INTI SARI

Dari hasil penelitian yang dilakukan, komposit polistirena yang dibentuk adalah komposit yang terbentuk dari variasi konsentrasi dari substrat CaCO3 hasil pengendapan dengan konsentrasi 0%, 1%, 5%, 10%, 20% dan 40% dengan menggunakan toluen sebagai pelarut untuk membantu proses percampuran zat terlarut. Komposit polistirena yang terbentuk diuji kekuatan mekanisnya dengan uji kekuatan tarik, kemuluran, elastisitas serta uji ketahanan termal dengan menggunakan DTA dan homogenitas kualitas permukaan melalui SEM. Hasil maksimum dari penggunaan konsentrasi CaCO3 hasil pengendapan sebagai substrat adalah 20% yang dibuktikan dengan uji ketahanan termal dengan DTA dan homogenitas melalui SEM

ABSTRACT

The role addition CaCO3 presipitated againts ultimate strength and thermal

resistences of polistirene`s composite

A researched on, the polystyrene`s composite was made from avariation of concentration of precipitated CaCO3 substrate that variation in 1, 5, 10, 20, and 40% (w/w) by using toluena as a solvent to support the mixing process of solute. Polystyrene composites was made will be tested the mechanical property by using the test of ultimate strength, modulus young , the elongation, thermal analisyst by DTA methode and compatibility of surface by SEM. The maximum yield from concentration of CaCO3 precipitated was substrate is shown at 20%(w/w) was proved by DTA and SEM methodes.

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Material komposit merupakan suatu materi yang dibuat dari variasi penggunaan matrik polimer dengan suatu substrat yang dengan sengaja ditambahkan atau dicampurkan untuk mendapatkan suatu kombinasi materi yang karakteristik yang diinginkan dari komponen-komponen penyusunnya, atau secara umum komposit dapat didefinisikan sebagai suatu campuran makroskopis dari suatu matrik polimer dan seratnya (substrat) (J. Hermawan 2007).

Material-material komposit yang terbentuk nantinya akan mempunyai sifat-sifat yang berbeda dengan materi yang bukan komposit, ini dikarenakan hasil penggabungan antara matriks polimer dengan substratnya yang karakteristik akan menghasilkan kombinasi sifat-sifat yang diinginkan, hasil kombinasi yang karakteristik ini membuat komposit dapat diatur ataupun direkayasa kekuatannya (tailorability) mempunyai ketahanan lelah bahan (fatigue resistance) yang baik, tahan terhadap gangguan korosi, memiliki sifat kekuatan jenis (rasio kekuatan terhadap berat jenis) yang tinggi, serta menpunyai berat ataupun massa benda yang jauh lebih ringan (Hakim,A.,2007).

Dalam membentuk komposit yang diinginkan diperlukan adanya kombinasi matriks polimer dan pengunaan substrat yang sesuai, polistirena merupakan salah satu matrik polimer yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi polimer, bersifat termoplastik, bahannya bersifat transparan, sedikit mengalami penyusutan selama dalam proses penggunaan, tahan terhadap bahan yang bersifat asam dan basa, tahan terhadap sinar x dan merupakan suatu polimer yang kaku sehingga mudah dipatahkan (Anonimos 1).

Substrat digunakan sebagai bahan untuk merubah kekuatan fisik ataupun mekanik dari bahan yang dibentuk, ukuran dan bentuk partikel dari substrat akan memberikan dampak yang besar terhadap kekuatan bahan polimer (kumar dan gupta 1998).

CaCO3 merupakan substrat anorganik yang sering digunakan aplikasi polimer antara lain sering digunakan dalam pembuatan plastik, industri pembuatan kertas, isolasi kabel, pipa fleksibel dan lainnya, selain itu CaCO3 terdapat dalam jumlah yang besar dialam dan mudah untuk mengolahnya.

CaCO3 juga terdapat dalam berbagai jenis dimana jenisnya tergantung kepada bahan asal atau dasarnya, adapun jenis CaCO3 antara lain adalah jenis K yang berasal dari batu kapur dengan kemurnian 96%, jenis C berasal dari kalsit dengan kemurnian mencapai 98%, dan jenis CC yang berasal dari hasil pengendapan dengan tingkat kemurnian 98% (Rismana,E., 2003).

Penggunaan CaCO3 yang berjenis CC sebagai substrat merupakan hal yang menguntungkan, hal ini dikarenakan CaCO3 yang didapat langsung berupa kristal putih yang mempunyai ukuran partikel yang dapat mencapai lebih kecil dari 2000 mesh, sehingga dengan demikian kemungkinan terjadinya penggumpalan pada proses percampuran menjadi berkurang (Rismana,E,2003).

Dilain sisi dari segi nilai ekonomis CaCO3 hasil pengendapan yang digunakan jauh lebih murah bila dibandingkan dengan Kristal CaCO3 komersil, dengan nilai jual mencapai ± 170.0 dolar untuk setiap 25 g CaCO3 komersil yang dibuat dipabrik-pabrik pada umumnya, sehingga CaCO3 hasil pengendapan dapat digunakan sebagai suatu bahan alternatif untuk menggantikan bahan komersil (aldrich katalog, 2007).

Dengan adanya sifat-sifat diatas terutama sifat luas permukaan dari pada bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan dan ditambah dengan penggunaan pelarut toluena sehingga dapat memperluas permukaan matrik polimer polistirena dan memperbesar bidang interaksi antara matrik polimer dan bahan pengisi, sehingga diharapkan terbentuknya suatu komposit yang kompatibel ataupun komposit yang mempunyai nilai derajat homogenitas yang tinggi, sehingga penggunaan bahan pengisi ataupun substrat CaCO3 hasil pengendapan ini dapat memberikan pengaruh terhadap sifat-sifat fisik dan mekanik bahan komposit yang dibentuk.

1.2. Permasalahan

Dapatkah CaCO3 hasil pengendapan yang dibuat menjadi bahan pengisi pengganti CaCO3 komersil yang mempunyai nilai ekonomis yang cukup jauh berbeda.

Dan sampai pada perbandingan berapakah bahan pengisi CaCO3

1. CaCO

hasil pengendapan dapat berinteraksi dengan matrik polimer poli(stirena) yang dilarutkan dengan pelarut toluena sehingga dapat menjadi suatu bahan polimer yang kompatibel dan dapat mempengaruhi sifat mekanis dan ketahanan termal komposit yang terbentuk.

1.3. Pembatasan Masalah

3 yang digunakan adalah CaCO3 hasil pengendapan antara senyawa CaCl2 .2H2O dan Na2CO

2. Konsentrasi CaCl

3.

2 2H2O dan Na2CO3

3. Pencampuran bahan pengisi CaCO

yang digunakan masing-masing adalah 1M.

3

4. Hasil pencampuran bahan polimer tersebut akan diuji kompatibilitas nya dengan menggunakan SEM dengan perbesaran 700 X serta diuji kekuatan mekanis bahan berupa kekuatan tarik, kemuluran bahan dan elastisitas dan diuji ketahanan termal bahan yang terbentuk dengan menggunakan analisa DTA.

hasil pengendapan dengan matrik polimer poli(stirena) dilakukan dengan perbandingan 0,15:14,85 , 0,75:14,25 , 1,5:13,5 , 3:12 dan 6:9

1.4. Tujuan Penelitian

1. Untuk mengetahui seberapa besar pengaruh penambahan CaCO3

2. Untuk mengetahui perbandingan bahan pengisi dan matrik polimer yang paling optimum yang ditunjukkan melalui kompatibilitas bahan yang terbentuk.

hasil pengendapan sebagai bahan pengisi terutama terhadap sifat-sifat mekanik matrik polimer polistirena.

3. Untuk mengetahui apakah bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan dapat digunakan sebagai bahan pengisi pengganti untuk bahan pengisi CaCO3

1.5. Manfaat penelitian

Hasil dari pada penelitian ini dapat digunakan sebagai referensi untuk mendapatkan suatu bahan polimer yang kompatibel yang dapat digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan polimer yang lebih komplek.

1.6. Lokasi penelitian

Penelitian ini dilakukan diLaboratorium Polimer, Laboratorium Kimia Fisika dan Laboratorium Penelitian Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara serta di Laboratorium Mikro PTKI.

1.7. Metodologi penelitian komersil.

1. Penelitian ini dilakukan dalam skala laboratorium

2. Preparasi komposit dibuat berupa film tipis dengan ketebalan mencapai 0,2 mm berdasarkan ASTM D-638-72-tipe IV

3. Uji mekanis bahan polimer dilakukan dengan pengukuran nilai kekuatan tarik (σt

4. Uji ketahanan termal dilakukan dengan menggunakan metoda analisa termal deferensial (DTA).

), kemuluran (ε) serta kekuatan lentur.

5. kompatibilatas penggabungan suatu bahan polimer dapat dilihat dengan menggunakan metoda scanning elektron mikroskopi (SEM) dengan perbesaran 700 X.

6. Adapun variabel yang digunakan antara lain ; Variabel tetap:

Variabel bebas

- Berat polistirena (g) - Berat bahan pengisi CaCO3 - Temperatur (T)

hasil pengendapan (g)

- Waktu (t)

- Kecepatan putaran (rpm). Variabel terikat

- kekuatan mekanis bahan polimer (komposit) yaitu nilai kekuatan tarik (σt

- Nilai ketahan termal bahan polimer (komposit) dari analisa (DTA). ), kemuluran (ε) dan nilai kelenturan bahan.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1.Komposit

Komposit merupakan suatu bahan yang buat dari pada dua ataupun lebih komponen-komponen yang mempunyai perbedaan sifat kimia ataupun fisika yang signifikan (Anonimos 4), dalam kata lain komposit adalah campuran makroskopis antara komponen serat dan matrik dalam hal ini makroskopis yang dimaksut menunjukkan bahwa material pembentuk dalam matrik masih terlihat seperti aslinya (J.Hermawan 2007).

Pada umumnya komposit tersusun atas dua komponen material yaitu material matrik dan subastrat (reinforcment) ataupun penguat, kedua bagian material ini saling berhubungan antara satu dengan yang lainnya berdasarkan atas fungsi masing-masing bagian tersebut. Substrat ataupun bahan pengisi berfungsi memperkuat matrik karena pada umumnya substrat jauh lebih kuat dari pada matrik dan nantinya akan memperkuat pembentukan bahan dengan mempengaruhi sifat fisik dan mekanik bahan yang terbentuk. Sedangkan matrik polimer berfungsi sebagai pelindung substrat dari pada efek lingkungan dan kerusakan akibat adanya benturan (Anonimos 4 ).

Hasil penggabungan antara matrik polimer yang umumnya merupakan suatu senyawa polimer yang dikenal dengan sebutan resin dengan suatu bahan pengisi yang memperkuat bahan tersebut dengan penggabungan yang karakareristik akan menghasilkan kombinasi sifat yang diinginkan oleh pembuat bahan, hal ini dikarenakan komponen-komponen komposit ini dapat disusun dan diatur pencampurannya sehingga sifat dari pada komposit terutama kekuatanya dapat diatur (tailorability) hal ini menjadi keunggulan dari pada bahan komposit bila dibandingkan dengan bahan lain yang bukan komposit, dilain pihak sifat komposit tahan terhadap korosi, mempunyai ketahanan lelah (fatigue resistance) yang baik, dan kekuatan jenis (perbandingan antara kekuatan terhadap berat jenis) yang tinggi

dan tampilan bahan komposit yang ringan juga menjadikan komposit sebagai bahan pilihan (Azki Hakim,2007).

Komposit dapat dikategorikan kedalam beberapa bentuk antara lain dapat berdasarkan atas bahan substrat (serat) penyusunnya yang antara lain di golongkan kepada komposit serat kontiniu, komposit serat anyam, komposit serat acak komposit hibrid dan komposit serat logam dimana dalam hal ini serat atau substrat dapat terbuat dari karbon, aramid, boron, silikon karbida, alumina ataupun materi-materi lainnya yang dapat terbuat dari bahan organik ataupun bahan anorganik, dan dua istilah yang sering digunakan dalam dunia komposit adalah lamina dan laminate dimana lamina adalah suatu selembaran komposit dengan arah serat yang searah sedangkan laminate adalah merupakan gabungan dari beberapa lamina (Yudhanto,A.,2007).

Komposit pertama sekali dikenalkan pada zaman mesir kuno,pada saat itu raja-raja mesir kuno telah membengun makam-makam untuk diri dan keluarganya, makam-makam itu berupa suatu bangunan-bangunan besar piramid yang bahan bakunya dibuat dari bahan-bahan yang berasal dari alam, di zaman sekarang ini aplikasi penggunaan komposit dapat dijumpai pada kehidupan sehari hari, penggunaan aspal di jalan-jalan umum, bangunan-bangunan yang menggunakan lantai keramik ataupun yang terbuat dari maineral merupakan bahan komposit yang umum dilihat dan didapat dengan mudah (Anonimos 5).

Hal yang paling menarik bila kita memperhatikan adalah terciptanya bahan komposit alami dari alam yaitu jaring laba-laba atau yang lebih dikenal dengan benang sutra.

Benang ini dihasilkan dari hewan laba-laba (arachnoid) yang dihasilkan dari kelenjar yang ada didalam tubuhnya, yang menjadi keunikan dari pada komposit alami ini adalah daya kekuatan dan elastisitasnya yang luar biasa. Bila kekuatan dari pada benang sutra dibandingkan dengan baja yang dibentuk dengan diameter yang sama maka dari hasil penelitian yang telah dilakukan didapat kekuatan benang sutra jauh lebih kuat 4-5x dari pada benang baja dengan diameter yang

sama, selain itu kelenturan benang sutra juga sangat mengagumkan dimana dapat mengangkat beban yang jauh lebih berat dari pada beratnya dengan kelenturan yang dapat mencapai 4x panjang benang dasar (Anonimos 2).

Kemudahan-kemudahana yang ditawarkan serta keunggulan dari pada bahan komposit bila dibandingkan bahan yang bukan komposit telah membuat para ahli material untuk terus berpikir untuk dapat menciptakan aplikasi baru dari penggunaan komposit sebagai bahan bakunya, industri-industri yang telah menggunakan produk komposit dalam menciptakan bahannya antara lain adalah industri pabrik pesawat terbang dimana penciptaan bahan baku badan pesawat yang ringan, tahan terhadap kondisi suhu yang tinggi tetapi mempunyai kekuatan yang besar telah menggeser bahan-bahan logam yang pada dasarnya mempunyai massa jenis yang besar dan merupakan penghantar panas yang baik (Ron,A., 1999).

Bukan hanya pada industri pesawat terbang, didalam dunia outomotif para perancang material bahan badan mobile berlomba-lomba menciptakan tidak hanya desain mobil yang menarik tetapi juga kekuatan dan performa dari pada bahan baku badan mobil, toyota merupakan salah satu produsen mobil balap F1 telah membuktikan keunggulan penggunaan material komposit dan terus mengembangkan penggunaan komposit kebahagian-bahagian yang lainnya.

Dalam dunia pertambangan baik didaratan ataupun ditengah-tengah perairan penggunaan selang dan mata bor yang terbuat dari campuran logam-logam tertentu telah banyak ditinggalkan, hal ini dikarenakan bobot ataupun massa benda yang menggunakan campuran bahan logam ini mempunyai bobot yang sangat berat dan di sisi lain bersifat terlalu kaku, sehingga perlu dibuat suatu alternatif baru untuk mengatasi masalah-masalah ini, dan salah satu solusi yang digunakan adalah menggunakan suatu material komposit yang terbuat dari pada campuran karbon yang mempuyai kekerasan bahan yang luar biasa tetapi cukup ringan sehingga memudahkan proses penggalian dan pertambangan (Yudhanto,A.,2007)..

Dunia komposit juga telah masuk ke dalam pembuatan senjata, baik dalam penggunaan bahan manual yang konvensional sampai dengan senjata outomatis

berupa rudal dan bom-bom balastik. Dalam dunia olah raga penciptaan bahan reket, papan tenis meja sampai dengan cincin bola basket yang berkualitas telah membuktikan kesuksesan material komposit sebagai suatu material unggulan.

Tetapi pada saat ini yang menjadi permasalahan dalam penggunaan komposit adalah proses pembuatan komposit yang tidak jarang membutuhkan biaya yang relatif besar, karena itu kebanyakan dari pada industri-industri hanya menggunakan material-material komposit pada bahagian-bahagian yang vital ataupun penting saja untuk memperkecil biaya produksi.

Untuk mengatasi masalah diatas maka perlu dipikirkan untuk mencari suatu bahan ataupun material pembentuk komposit alternatif, yang tidak hanya berharga murah tetapi dapat memberikan kontribusi pada sifat-sifat material yang terbentuk dan terutama bersifat aman digunakan dan bersifat ramah terhadap lingkungan, sehingga nantinya tidak memberikan dampak terhadap kesehatan manuasia pada khususnya dan lingkungan pada umumnya.

2.2 Matrik polimer

Polistirena merupakan suatu polimer termoplastik yang tidak berwarna yang banyak digunakan dalam berbagai aplikasi antara lain untuk pembuatan tombol knop, gelas minuman, kotak komersil, gulangan tape, pembalut, table model radio, botol dan lain-lain.

Polistirena dapat digunakan pada suhu 100o

Polistirena merupakan suatu plastik keras ataupun kaku yang relatif mudah digores bila dibandingkan dengan bahan plastik yang lebih ulet seperti polietilena dan polipropilena (Anonimos 1).

C, yang mempunyai sifat-sifat antara lain tahan terhadap zat asam, zat basa, dan zat pengkarat (korosif), sedikit mengalami penyusutan selama dalam proses penggunaan, tetapi mudah larut didalam suatu hidrokarbon aromatik dan hidrokarbon yang mengandung klor antara lain seperti benzen, etil benzen, karbon tetra klorida, karbon disulfida, piridin, metil etil keton, toluena dan lain-lain.

Tabel.sifat-sifat umum polistirena.

Sifat-sifat Nilai

densitas(22,8 C) 1,04-1,09

ketahanan panas 66 oC- 99 oC

Pengkerutan 0,0045 in/in

Serapan air 0,02 %

Indeks bias 1,59

Cahaya tembus 90 %

Tabel sifat-sifat polistirena hasil cetakan proses kompressi Kekuatan tekan,(Psi) 11000 - 16000

Kekuatan Lentur,(Psi) 10000 - 17000 Kekuatan Pukul,Izod,ft.Lb/in 0,02 - 0,40 Kekerasan,Rockwell M 65 -80

Pemanjangan,% 0,8 - 2,0

2.3. Bahan Pengisi (substrat)

Banyak bahan pengisi anorganik yang secara sengaja di campurkan dalam suatu bahan polimer untuk membentuk plastik yang berperan dalam meningkatkan dispersi permukaan matriks polimer serta dapat memperbaiki sifat mekanis dari pada bahan polimer sehingga memiliki sifat-sifat mekanis yang lebih unggul. Pemilihan bahan pengisi yang sesuai dengan matrik bahan polimer menjadi suatu ketentuan yang diharuskan untuk mendapatkan suatu bahan polimer baru yang mempunyai sifat mekanis yang unggul (wirjosentono 1996).

Bahan-bahan pengisi yang ditambahkan kedalam matriks polimer ini biasanya merupakan suatu mineral-mineral non logam, bubuk-bubuk logam dan bahan-bahan organik yang sering ditambahkan dalam persentase yang cukup tinggi (washabaugh,1998).

Penggunaan bahan pengisi secara luas dapat menghasilkan perubahan berikut dalam sifat-sifat termoplastik suatu matrik polimer.

1.bertambahnya densitas

2.bertambahnya modulus elastisitas, pemadatan dan pengerasan bahan 3. peningkatan kekuatan kualitas permukaan

4. berkurangnya penyusutan bahan (Schlumpf 1990).

Bahan pengisi yang digunakan dapat dibagi dalam 2 kelompok yaitu organik dan anorganik dan setiap kelompok ini dibagi kedalam tipe atau jenis berserat (fibrous) dan tidak berserat (unfibrous)

Tipe Organik Anorganik

Berserat. Tepung kayu, kapas,

selulosa kayu murni.

Asbestos, serat kaca.

Tidak berserat. Karbon hitam, grafit, serbuk gabus.

Silika, kalsium karbonat, kalsium silikat, mika, barium sulfat, tanah liat. (ritchie .1972).

CaCO3 merupakan suatu bahan pengisi anorganik yang terkenal dalam industri plastik hal ini dikarenakan CaCO3 terdapat dalam berbagai kombinasi baik dalam ukuran dan jenis kristal partikel, harganya yang relatif murah dan kemurniannya yang tinggi serta dapat digunakan dalam kuantitas yang besar (washabaugh.1998).

Di dalam dunia agroindustri dapat digunakan sebagai penentral keasaman tanah gambut, sebagai campuran media tanam jamur, campuran pakan ternak, dan didunia farmasi sering digunakan sebagai campuran untuk pasta gigi, sedangkan dalam industri pulp sering pula digunakan sebagai bahan pengisi pengganti bahan pengisi yang bersifat basa.

Adapun beberapa keuntungan penggunaan CaCO3

1. cenderung tidak menggumpal ketika digunakan

sebagai bahan pengisi antara lain;

2. pigmen putih yang tinggi 98%

3. dapat meningkatkan modulus elastisitas 4. dapat menurunkan penyusutan bahan polimer

5. dapat memperbaiki kualitas permukaan dan produk akhir bahan polimer . 6. dapat menambah kekuatan impak.

7. dapat memperbaiki stabilitas dan tahan terhadap kerusakan.

8. bukan merupakan suatu bahan yang beracun dan tahan terhadap panas hingga mencapai 600o

9. harga relatif murah (muller 1990). C.

Berdasarkan atas proses pembuatannya dikenal tiga jenis kalsium karbonat (CaCO3

1. Hasil penggilingan batu kapur disebut juga dengan tipe K dengan kadar CaCO

) yang antara lain:

3

2. Hasil penggilingan dari kalsit disebut juga dengan tipe C dengan kadar dari CaCO

mencapai 96%.

3

3. Dan dari hasil reaksi atau proses sedimentasi yang dikenal juga dengan tipe CC dengan kadar CaCO

mencapai 98%.

3

Sedangkan berdasarkan atas ukuran dari pada partikelnya, CaCO mencapai 98%.

3

1. Tipe HG (high grade)

dibagi kepada dua kelompok yaitu :

2. Tipe LG (light grade) yang mempunyai ukuran partikel lebih besar dari pada 2000 mesh.(Rismana,E,.2003)

yang mempunyai ukuran partikel lebih kecil dari pada 2000 mesh.

Berdasarkan atas bentuk kristalnya maka CaCO3 dapat dibagi kedalam 2 bentuk kristal yaitu bentuk kristal jarum dan bentuk kristal kotak (kubus), dimana kedua kristal mempunyai ukuran (diameter) kristal yang berbeda sehingga penggunaan jenis kristal disesuaikan dengan kebutuhan.

Kristal berbentuk kubus memiliki ukuran diameter kristal yang lebih kecil dari pada diameter kristal berbentuk jarum sehingga pada jumlah konsentrasi yang sama kristal CaCO3

(Fuchigami,K.,2006)

2.4. kompatibilitas Bahan Polimer (Kehomogenan)

yang berbentuk kubus memiliki jumlah partikel yang lebih banyak.

Kompatibilitas dapat didefinisikan sebagai suatu besaran untuk menjelaskan hasil pencampuran antara matrik polimer dengan matrik polimer lainnya atau antara matrik polimer dengan bahan pengisi. Bila hasil pencampuran antara matrik

polimer tersebut tercampur secara sempurana maka matrik polimer tersebut mempunyai kompatibilitas yang tinggi (wirjosentono 1996).

Dan kompatibilitas suatu bahan polimer dengan bahan yang lainnya juga dipengaruhi oleh komposisi masing-masing komponen bahan dalam campuran yang dibentuk (fellahi at all.1995).

2.5. Pembuatan Komposit Polimer

Blending merupakan suatu metode yang sering digunakan dalam proses pencampuran antara dua jenis ataupun lebih matrik poliomer, dalam proses blending ada ketentuan-ketentuan yang harus dilakukan yang antara lain menghomogenkan campuran yang dibentuk sehingga dalam pemeriksaan parameter-parameter penentu sifat dari matrik polimer dapat dilakukan dengan baik, sehingga akan didapatkan hasil yang maksimal.

Dalam melakukan proses blending sering mengalami kesulitan terutama dalam hal pemilihan alat blending, sering sekali didapati hasil dari pada blending dengan menggunakan alat yang konvensional tidak seperti yang diharapkan, seperti hasil matrik polimer yang terdegradasi pada saat proses pencampuran polimer meskipun telah digunakan bahan tambahan sebagai penyetabil, kemudian hasil pencampuran bahan polimer yang tidak kompatibel, sehingga perlu digunakan suatu metode yang baru dalam membantu proses blending sehingga nantinya dapat meningkatkan hasil secara kualitatif (hartomo A,J.,1983).

Komposit merupakan suatu istilah yang sering digunakan untuk menggambarkan setiap bahan yang direkatkan secara bersama-sama dengan menggunakan suatu bahan polimer tertentu, atau dapat pula digambarkan sebagai suatu campuran material yang dibauat dari 2 ataupun lebih komponen materi yang mempunyai perbedaan sifat fisika maupun kimianya yang signifikan (Anonimos 5) . Dalam hal ini bahan pengisi yang ditambahkan akan berinteraksi kedalam matrik polimer (bahan polimer) yang digunakan sehingga nantinya akan terbentuk suatu komposit yang mempunyai sifat baru yang mewakili sifat kedua bahan penyusunnya.

Penggunaan pelarut dalam proses pembuatan komposit sangatlah menguntungkan, hal ini dikarenakan pada saat pelarut ditambahkan dalam matrik polimer maka akan terjadi interaksi antara pelarut dan matrik polimer akibatnya terlebih dahulu matrik polimer tersebut akan mengembang (mengembung) dengan molekul pelarut yang terdispersi disekitar rantai bahan polimer dan bila pelarut yang digunakan berlebih maka ikatan antara bahan polimer dengan bahan polimer yang lainnya akan semakin lemah dan pada akhirnya terputus akibatnya akan terbentuk suatu larutan polimer yang mempunyai suatu luas permukaan yang besar.

Luasnya permukaan larutan polimer ini sangatlah menguntungkan, hal ini dikarenakan semakin luas permukaan suatu bahan maka kemungkinan untuk terjadinya suatu interaksi terhadap bahan tersebut semakin besar, sehingga bahan baru yang terbentuk (komposit) yang merupakan hasil penggabungan antara matrik polimer yang telah bercampur dengan pelarut dengan bahan pengisi (filler) dapat berupa suatu bahan yang benar-benar homogen (kompatibel).

Kompatibilitas komposit inilah nantinya yang menjadi suatu ukuran seberapa banyak bahan pengisi dapat ditambahkan kedalam suatu matrik polimer sehingga nantinya pada pengujian sifat-sifat mekanis bahannya dapat diketahui pengaruh besarnya penambahan bahan pengisi yang digunakan terhadap matrik polimer (wirjosentono 1996).

2.6. Pengujian sifat-sifat mekanis

Penggunaan bahan-bahan polimer dipasaran baik dalam bidang industri, konstruksi bangunan, transportasi ataupun pabrik sangatlah tergantung kepada sifat mekanis yang di miliki bahan polimer itu yaitu gabungan antara sifat kekuatan bahan yang tinggi dengan sifat elastisitas bahan yang baik, dimana sifat mekanis bahan polimer ini timbul karena adanya dua interaksi yaitu pertama adanya interaksi yang kuat antara komponen-komponen bahan pengisi dan yang kedua adanya interaksi yang lemah antara partikel-partikel polimer.

Gabungan antara kekuatan interaksi dari bahan pengisi dengan interaksi matrik polimer ini yang dimodifikasi sehingga nantinya akan menghasilkan suatu kekuatan mekanis yang diharapkan,untuk dapat digunakan sebagai suatu produk untuk menghasilkan bahan polimer yang diinginkan.

2.6.1. Pengujian sifat kekuatan tarik (σt) dan kemuluran (ε).

Pengujian dari sifat mekanis suatu bahan polimer sering dilakukan untuk mendapatkan data mengenai kualitas dari bahan tersebut. Dari uji tarik yang dilakukan akan didapatkan nantinya kurva tegangan-regangan untuk suatu bahan polimer baik yang bersifat keras, lunak, kuat, lemah, rapuh, ataupun liat.

Pengukuran kekuatan tegangan-regangan ini biasanya menggunakan alat tensometer ataupun dapat pula dengan menggunakan dinamometer, adapun besarnya nilai kekuatan tarik adalah tergantung kepada nilai besarnya beban maksimum (Fmaks) yang dibutuhkan untuk memutuskan suatu spesimen bahan polimer dibagi dengan luas penampang bahan polimer tersebut, sedangkan kemuluran merupakan pertambahan panjang dari pada bahan polimer yang diakibatkan gaya yang diberikan kepada suatu bahan polimer.

Besarnya nilai kekauatan tarik (σt) dan kemuluran (ε) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut

F

σt = makx

Ao

Keterangan :

σt = Kekuatan tarik bahan ( Kgf/mm2) Fmaks = Tegangan maksimum (Kgf)

Ao = Luas permukaan mula-mula (mm2 )

L - L %ε =

L o

Keterangan : o

%ε = Kemuluran ( % )

Lo = Panjang spesimem mula-mula(mm)

L = Panjang spesimen setelah diberi beban putus (mm)

Hubungan antara suatu tegangan dan regangan untuk beberapa bahan akan mematuhi aturan hooke,yaitu bahan regangan dan tegangan akan berbanding lurus (Wirjosentono 1998).

Hukum hook telah mengilustrasikandengan sempurna elastisitas dalam suatu bahan modolus elastisitas (E) dapat dituliskan :

E = δt/ε ...

Dimana δt dan ε adalah menunjukkan kekuatan tarik dan kemuluran .

Modulus elstisitas biasanya dfiberikan dalam satuan dyne/cm2 yaitu gaya persatuan luas, selain itu dapat pula digunakan dalam satuan pascal (10 dyne / cm2

2.6.2. Uji Kekuatan lentur = 1 pascal ) (sperling 1986)

Perlu dilakukan pengukuran terhadap suatu kekuatan tekuk bahan,kalau suatu batang uji ditumpu pada R1 dan R2

σ =

2 bd

dan suatu beban untuk menekuk (beban tekuk ) diberikan ditengah,maka nilai tegangan maksimumnya ( σ ) pada titik nol (0 ) adalah :

3 PL 2

Keterangan :

P = Beban Patah ( Kgf ) b = Lebar Batang Uji ( mm ) d = Tebal Batang Uji ( mm ) L = Jarak antara titik tumpu

Suatu kekeuatan tekuk akan berubah sesuai dengan ukuran batang uji L/d, karena itu untuk pengukuran besarnya kekuatan tekuk selalu dibetasi penentuan pada L/d = 15 – 17. Nilai dari pada kekuatan tekuk lebih besar dari pada kekuatan tarik tetapi lebih kecil dari pada kekuaatan tekan atau diantara kedua kekuatan itu.

Tujuan pengujian kekuatan tekuk ini untuk mengetahui ketahanan suatu bahan terhadap pembebanan pada titik lentur dan juga untuk mengetahui keelastisan suatu bahan (Surdia,S,1995).

2.6.3. Analisis Termal Deferensial

Analisa termal deferensial atau lebih dikenal dengan istilah ( DTA ) merupakan salah satu metoda yang dilakukan untuk mengetahui kekuatan dan sifat termal suatu bahan polimer. Metode analisis ini merupakan salah satu cara untuk mengetahuiperbedaan temperatur lebur antara sampel dan senyawa pembending,baik perbandingan itu dilakukan terhada weaktu ataupun terhadap temperatur. Perubahan dari pada temperatur ( ∆T ) dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikuit :

(rabek 1975)

Jumlah skala ∆T x Total range DTA ( ∆T ) =

Jumlah seluruh skala

2.6.4. Scanning Electron Mikroscopy ( SEM )

Scanning electron mikroscopy merupakan suatu alat yang dapat menggambarkan bentuk suatu bayangan pada permukaan suatu benda, struktur permukaan dari pada benda yang diuji dengan menggunakan mikroskop elelktron payaran karena lebih mudah untuk mempelajari struktur permukaan itu secara langsung.

Pada dasarnya alat ini berkerja dengan menggunakan sinyal yang dihasilkan dari elektron yang untuk dipantulkan atau dengan kata lain berkas sinar elektron sekunder. SEM menggunakan prinsip scanning dengan prinsip utamanya adalah suatu berkas elektron diarahkan pada titik-titik permukaan spesimen.

Gerakan elelktron diarahkan dari satu titik ke titik yang lain pada permukaan suatu spesimen.

Jika seberkas elektron di tembakkan pada suatu permukaan spesimen maka sebahagian dari pada elektron itu akan dipantulkan kembali dan sebahagian yang lainnya akan diteruskan. Jika permukaan spesimen yang ditembakkan tidak rata,banyak lekukan, lipatan ataupun lubang-lubang maka tiap-tiap bagian permukaan itu akan memantulkan elektron dengan jumlah dan arah yang berbeda dan jika ditangkap oleh detektor akan diteruskan kelayar dan akan diperoleh gambaran yang jelas dari permukaan spesimen dalam bentuk tiga dimensi.

Mikroskop elektron payaran menggunakan hamburan balik elektron-elektron (dengan E = 30 KV) yang merupakan energi datang dan elektron-elektron-elektron-elektron sekunder (dengan E = 100cV) yang dipantulkan dari benda uji karena elektron sekunder mempunyai energi yang rendah, maka elektron-elektron tersebut dapat dibelokkan membentuk sudut dan menimbulkan bayangana topografi.Intensitas dari hamburan balik elektron-elektron sebanding dengan jumlah atom tetapi berbeda dari elektron-elektron yang cenderung tertimbun karena energi yang lebih tinggi sehingga tidak dapat dikumpulkan oleh sistem kolektor normal seperti yang digunakan oleh mikroskop elektron payaran. Jika elektron-elektron terkumpul maka kisi depan detektor akan mengalami kemiringan positif sekitar 200 V (Nur,C.,1997).

BAB 3

BAHAN DAN METODE PENELITIAN

3.1. Peralatan

- Neraca analitik Metler AE 200

- Penggaris - Spatula

- Seperangkat alat pencetak tekan

- Seperangkat alat Uji Kemuluran Tokyo testing machine MFG - Seperangkat alat Uji lentur Tokyo testing machine MFG - Piring pemanas dan pemutar

- Labu takar Pyrex

- Gelas ukur Pyrex

- Gelas Piala Pyrex

- Magnetik stirer

- Oven vakum Napco 5851

- Statif dan Klem

- Termometer fisons

- Pipet tetes

- Alat mixer Fischer

- Aluminium foil

- Gelas arlogi Shutogen Mainz

- Mikrometer

- Thermo Analizer Shimadzu DT 30

3.2. Bahan-bahan

- Polistirena p.a (E.Merck)

- CaCO3(s) p.a(E.Merck)

- Na2CO3(s) p.a (E.Merck) - CaCl2.2H2O(s) p.a (E.Merck)

- Toluena p.a (E.Merck)

- Aquades

3.3. Prosedur Kerja 3.3.1. penyediaan sampel

3.3.1.1. Pembuatan CaCO3 hasil Pengendapan

3.3.1.1.1. Pembuatan larutan CaCl2.2H2

- CaCl

O 1N 2.2H2

- Dimasukkan CaCl

O ditimbang sebanyak 73.51 g 2.2H2

- Diencerkan dengan menggunakan aquades sampai garis tanda

O yang telah ditimbang dalam labu takar 500 ml

- Dihomogenkan

3.3.1.1.2. Pembuatan Larutan Na2CO3

- Na

1N 2CO3

- Dimasukkan Na

ditimbang sebanyak 52,995 g 2CO3

- Diencerkan dengan menggunakan aquades sampai garis tanda yang telah ditimbang dalam labu takar 500 ml

- Dihomogenkan

3.3.1.1.3. Proses Pengendapan CaCO3

- Dimasukkan larutan Na

Hasil Pengendapan 2CO3 500 ml

- Diletakkan gelas piala yang telah berisi larutan Na

kedalam gelas piala 1000 ml 2CO3

- Dimasukkan dalam larutan tersebut magnetik bar

diatas piring pemanas

- Dihidupkan alat pemutar sambil diteteskan larutan CaCl2.2H2O kedalam larutan Na2CO3

- Dibiarkan bereaksi sampai larutan CaCL setetes-setetes

2.2H2 - Didiamkan larutan selama ±3-4 jam

O habis

- Larutan didekantasi sampai habis

- Endapan yang terbentuk dibilas dengan aquades 3 X - Larutan didekantasi ulang

- Endapan yang terbentuk di panaskan di oven pada stemperatur 110o

- Endapan yang telah dipanaskan dimasukkan dalam wadah tertentu

C selama ±3-4jam

- Endapan disaring dengan menggunakan ayakan dengan ukuran 320 mesh. 3.3.1.2. penghitungan berat CaCO3

- Ditimbang CaCO

Hasil Pengendapan 3

3.3.1.3. penghitungan berat polistirena

pada neraca analitis sebanyak 0,15g 0,75g, 1,5g, 3g,dan 6g.

- Ditimbang polstirena pada neraca analitik sebanyak 14,85g, 14,25g, 13,5g, 12g dan 9 g.

3.3.1.4. Pengukuran volume toluena.

- Dimasukkan larutan toluena 45ml kedalam gelas ukur 100 ml. - Diulangi sebanyak sampel yang dibutuhkan.

3.3.2. Pencampuran CaCO3

- 45ml toluena dimasukkan dalam labu alas.

Hasil Pengendapan dengan Polistirena

- 14,85g Polistirena dan 0,15g CaCO3

- Larutan distirer pada temperatur 70-80

hasil pengendapan dimasukkan dalam labu alas yang telah berisi toluena.

o

C sampai polistirena dan CaCO3 hasil pengendapan bercampur sempurna selama kurang lebih 1 jam.

- Dituangkan campuran dalam gelas arlogi yang dilapisi aluminium foil. - Dimasukkan dan dikeringkan dalam lemari asam.

3.3.3. Proses Pembuatan film tipis

- Diambil bahan komposit hasil pencampuran CaCO3

- Diletakkan dalam lempeng aluminium yang berukuran 15 x 15 cm yang telah dilapisi oleh aluminium foil.

hasil pengendapan dan matrik polimer polistirena y6ang telah dikeringkan di lemari asam.

- Diletakkan lempengan aluminium diantara pemanas mesin pencetak pada suhu 95o

- Dilanjutkan pemanasan selama 5 menit pada suhu 95 C selama 5 menit tanpa tekanan.

o

- Diambil lempengan yang telah jadi dan didinginkan dengan air.

C dengan memeberikan tekanan sebesar 100 kilo Newton (KN).

- Diulangi perlakuan yang sama untuk semua perbandingan pencampuran, dan setiap perbandingan dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali.

3.3.4. Penyediaan Spesimen dan karakterisasi hasil pencampuran

3.3.4.1. Uji Kemuluran dan Uji Tarik

- Film hasil pencampuran pada prosedur pembuatan film tipis dipilih dengan ketebalan 0,2 mm

- Film tipis dengan ketebalan 0,2 mm dipotong sesuai dengan bentuk spesimen uji berdasarkan ASTM D-638-72 tipe IV

Gambar 3.1. spesimen uji kemuluran berdasarkan ASTM D-638-72-tipe IV - Film tipis yang telah dipotong membentuk spesimen ASTM D-638-72 tipe

- Dicatat hasil perubahan panjang dengan beban tetap 100Kgf

3.3.4.2. Uji Kelenturan

dan kecepatan beban 20mm/menit.

- Film hasil pencampuran pada prosedur pembuatan film tipis dipilih dengan ketebalan 0,2 mm

- Film tipis dengan ketebalan 0,2 mm dipotong sesuai bentuk spesimen uji berdasarkan ASTM D-638-72 tipe IV

Gambar 3.2. Spesimen uji lentur berdasarkan ASTM D-638-72-tipe IV - Film yang telah dipotong membentuk spesimen uji berdasarkan ASTM

D-638-72 tipe IV ditempatkan pada suatu pemegang dengan salah satu ujung spesimen vertikal dengan alat uji kelenturan tokyo testing machine MFG - Dicatat perubahan tegangan maksimum dan besarnya kelenturan spesimen

uji pada beban tetap 100 kgf

3.3.5.Analisis Hasil Pencampuran 3.3.5.1. Analisa Mikroskopik Elektron

dengan kecepatan beban 20mm/menit.

- Ruang mikroskop pada bagian dalam alat shimadzu ASM-SX dibuat menjadi kedap udara.

- Sumber listrik (30 Kv) dibuka secara perlahan hingga mencapai tegangan 20 Kv

- Film hasil pencampuran melintang di letakkan diatas gelas preparat dan dimasukkan dalam ruang mikroskop yang telah kedap udara dari luar.

- Tampilan gambar permukaan sampel dapat dilihat pada layar tabung sinar katoda.

- Tampilan gambar dapat difoto pada layar photograph dengan perbesaran 700 X dari gambar preparat asli.

3.3.5.2. Analisis Termal Dengan Menggunakan Metoda DTA

- Bahan pembanding (serbuk alumina) ditimbang sebanyak 30 mg dengan menggunakan mangkok platina sebagai tempat sampel.

- Bahan yang akan diuji (sampel) ditimbang sebanayak 30 mg dengan menggunakan mangkok platina sebagai tempat sampel.

- Bahan pembanding dan sampel ditempatkan dalam gagang sampel (bahan pembanding ditempatkan pada sebelah kiri dan sampel ditempat sebelah kanan).

- Detektor di set pada DTG - Thermokople di set pada PR

- Program Mode di set pada UP dengan kecepatan pemanasan diset pada 10o

- Temperatur di set pada suhu kamar (25-26 C.

o

- Limit temperatur di set pada 1000

C). o

- Saklar amplifier DTA di set swictch ON dan Range ± 100μV. C.

- Selektor di set pada TG.

- Kurva DTA Vs Temperatur yang terbentuk di amati.

3.4. Analisa Data

3.4.1. Analisa Variansi

Data diperoleh dari hasil berbagai macam uji kekuatan mekanis bahan dengan menggunakan CaCO3

a. Analisa jumlah kuadrat (JK) Utama

hasil pengendapan sebagai bahan pengisi ataupun substrat dengan menggunakan 3 kali pengulangan.

1. Faktor koreksi (FK) adalah nilai untuk mengkoreksi nilai rata-rata dari ragam data.

FK =

tr T_ijk

2. Jumlah kuadrat total (JKtotal)

JK = T(Yijk)2 – FK

3.Jumlah kuadrat perlakuan (JK perlakuan)

JK perlakuan

r TK2

= - FK

4. Jumlah Kuadrat Galat (JKgalat)

JK galat = JK total – JK perlakuan

b. Analisa Jumlah kuadrat (JK) Faktorial

5. Derajat bebas (ν) υperlakuan = t-1 υ galat

a) Kuadrat Tengah perlakuan (KT = t(r-1)

6. Kuadrat Tengah (KT)

KTp

kp KP V jk

=

b) Kuadrat Tengah Galat (KTg

KT

)

G

G G V JK

= = E

7. Fhitung

F

KTg KTp

hit =

8. koefisien keragaman (KK)

KK =

NTU KTg

NTU = nilai tengah umum

3.4.2. Uji Hipotesa

Hipotesa-hipotesa yang diuji pada penelitian ini antara lain:

1). Hipotesa nol (H0)

Hipotesa nol yang di uji adalah :

H0 ; Ai = 0 (i=1,2,3,4,5)

Dimana i adalah jenis variasi % konsentrasi CaCO3 hasil pengendapan yang berarti tidak ada pengaruh jenis variasi % konsentrasi CaCO3 hasil pengendapan terhadap kekuatan mekanis komposit.

2). Hipotesa Alternatif

Hipotesa Alternmatif yang diouji adalah :

H1 ; Ai= 0 (i=1,2,3,4,5)

Dimana i adalah jenis variasi % konsentrasi CaCO3 hasil pengendapan yanmg berarti ada pengaruh variasi % konsentrasi CaCO3 terhadap kekuatan mekanis komposit.

Dimana H0 diterima apabila F hit < F tabel

Dan H1

3 02 , 0

diterima apabila F hit > F tabel

3.4.3. Ketidakpastian

3.4.3.1. Ketidak pastian kemurnian kristal

Kemurnian kristal adalah minimum 98%

≡ 100% ± 2% ≡ 1,0 ± 0,02

u (P kristal) =

= 1,1547 x 10-2

Ketidakpastian labu ukur 500 mL g

Ketidakpastian labu ukur 500 mL dapat dihitung dari penggabungan tiga pengeruh utama terutama terhadap volum yaitu; kalibrasi, pengaruh suhu dan perulangan

(1). Kalibrasi

Toleransi labu ukur yang diberikan pada labelnya adalah 500 mL ± 0,02 mL yang diukur pada T 20oC.Karena tidak ada diberikan informasi mengenai tingkat kepercayaan sehingga distribusi segitiga merupakan distribusi yang sesuai karena peralatan gelas volumetrik dianggap cukup akurat.

U (V 500_ cal

6 02 , 0 ) =

= 8,165 x 10-3 mL

(2). Perbedaan suhu laboratorium dengan suhu kalibrasi

Suhu yang tertera pada alat gelas volumetri adalah 20oC sedangkan suhu laboratorium bervariasi antara ± 10 oC.Ketidakpastian karena pengaruh ini dapat dihitung dari perbedaan suhu dengankoefisien pemuaian volume air ( 2,1 x 10-4 oC ) dimana persamaannya ;

± V x γ x ∆t

± 500 x 2,1 x 10 -4 x 10

= 1,05

U ( V 500_ temp

3 05 , 1 ) =

(3). Perulangan

Untuk perulangan maka diasumsikan ketidakpastian perulangan pada labu ukur adalah ± 1 tetes dengan distribusi seragam.

u ( V500_rep)

3 05 , 0 =

= 2,8868 x 10 -2 mL

Ketidakastian gabungan labu ukur 500mL adalah

u (V500 ) = u(V200_cal)2+u(V200_temp)2+u(V200_rep)2

= 3,7650 X 10 -1 mL

Ketidakpastian gelas ukur ukur 20 mL

Ketidakpastian gelas ukur 20 mL dapat dihitung dengan penggabungan tiga pengeruh utama volume yaitu ; kalibrasi, pengaruh suhu dan perulangan.

(1). Kalibrasi

Toleransi gelas ukur 20 mL yang diberikan pada alat adalah 20 ± 0,05 mL yang diukur pada T 20oC.Karena tidak diberikan informasi mengenasi tingkat kepercayaan sehingga distribusi segitiga merupakan distribusi yang sesuai karena peralatan gelas volumeterik dianggap akurat.

u (V 20_cal

6 05 , 0 ) =

= 2,0412 x 10 -2 mL

(2). Perbedaan suhu laborataorium dan suhu kalibrasi

Suhu yang tertera pada alat volumetri adalah 20oC sedangkan suhu pada laboratorium bervariasi ± 10oC.Ketidak pastian karena pengaruh ini dapat dihitung dari perbedaan suhu dengan menggunakan koefisien pemuaian volume air ( 2.1 x 10 -4) dimana persamaannya dapat ditulis ;

± V x γ x ∆t

± 20 x 2,1 x 10-4 x 10

= 4,2 x 10-2 mL

u(V20-temp

3 10 2 , 4 x −2

) =

= 2,425 x 10-2

u( V

mL

(3). Perulangan

Untuk perulangan maka diasumsikan ketidakpastian untuk perulangan pada gelas ukur 20 mLadalah ± 1 tetes dengan distribusi seragam ;

20-rep

3 05 , 0 ) =

= 2,8868 x 10 -2mL

Ketidakpastian gabungan gelas ukur 20 mL adalah

u(V20) = u(V20_cal)2+u(V20_temp)2+u(V20_rep)2

3.5. Bagan Penelitian

3.5.1. Bagan Pembutan CaCO3 Hasil Pengendapan

Dimasukkan dalam labu Dimasukkan dalam labu ukur 500ml ukur 500ml

Ditambahkan aquades sampai Ditambahkan aquades Garis tanda samapai garis tanda Dihomogenkan Dihomogenkan

Dimasukkan dalam gelas Diteteskan setetes demi Piala 1000ml setetes melalaui buret ke

dalam larutan CaCl22H2

Diaduk dengan menggu nakan magnetik stirer O

Dipanaskan sampai suhu 70-80oC

Didiamkan selama 3-4 jam Didekantasi dengan pipet tetes

Dicuci dengan menggunakan aquades sebanyak 3 x Didiamkan selama 3-4 jam

Didekantasi

Dikeringkan di dalam oven pada suhu 105-1100C Larutan CaCl2.2H2O 1M Larutan Na2CO3 1 M 73,5109 g CaCl2.2H20 52,9950 g Na2CO3

Larutan CaCl2.2H2O 1 M

Campuran CaCO3 putih

Padatan CaCO3 putih basah

Padatan CaCO3 putih basah

3.5.2. Bagan Tes Uji CaCO3 Hasil Pengendapan

Dilarutkan dalam asam asetat glasial Dibagi kedalam beberapa tabung

Ditambahkan HCl

Ditambahkan Larutan CuSO4 Ditambahkan alkohol berlebih

Ditambahkan larutan H2C2O4

Ditambahkan K2CrO4

Ditambahkan alkohol berlebih

Disaring dengan ayakan 320 mesh

Larutan Ca(CH3COO)2 I

Endapan CaSO4 putih

Larutan Ca(CH3COO)2 III Padatan CaCO3 Hasil Pengendapan

Endapan CaCL2 putih Larutan Ca(CH3COO)2 II

Endapan CaC2O4 putih Larutan Ca(CH3COO)2 IV

Larutan bening kuning CaCrO4

Endapan CaCrO4 Kuning

3.5.3. Bagan Test Uji Spesimen Komposit

Dicampur dengan

perbandingan tertentu (14,85:0,15,14,25:0,75,13,5:1,

5,12:3,dan 9:6) sesuai persen

berat 1,5,10,20 dan 40% pada gelas piala 250 ml.

Ditambahkan 45ml toluena Di aduk dengan alat mixer pada suhu 70-800C

Dicetak tekan pada suhu 95 oC.

Di potong membentuk spesimen ASTM D 638-72 tipe IV

Dilakukan tes uji dan analisa Di uji kekuatan Di uji elastisitas Di uji SEM Di uji DTA tarik dan kemuluran

Polistirena Kalsium Karbonat

Hasil Pencampuran

Bentuk Film

Spesimen

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Dari data hasil penelitian diperoleh data nilai uji kekuatan tarik, kemuluran serta elastisitas bahan yang paling maksimum pada penggunaan CaCO3 hasil pengendapan sebesar 20% dengan nilai kekuatan tarik sebesar 0.0236Kgf/mm, Kemuluran 336% serta elastisitas bahan 1.0345 Mpa.

Dari perhitungan Fhitung dari nilai uji kekuatan tarik, kemuluran serta elastisitas bahan diperoleh nilai Fhitung 129.514 untuk nilai kekuatan tarik, 2313.435 untuk nilai kemuluran bahan serta 7476.2990 untuk elastisitas bahan dan ketiga nilai Fhitung diatas bertaraf nyata 5% dengan nilai Ftabel 3.11 ( data terlampir).

4.2. Pembahasan

Dari data perhitungan diperoleh nilai Fhitung jauh lebih besar dari pada nilai Ftabel, hal ini memberikan kesimpulan bahwa hipotesa Ho ditolak dan hipotesa alternatif Hi diterima yang menunjukkan bahwa ada pengaruh penambahan CaCO3 hasil pengendapan terhadap perubahan sifat mekanis bahan.

4.2.1. Pengujian Sifat Kekuatan Mekanis

Komposit polistirena yang dibentuk adalah merupakan suatu komposit yang terbuat dari gabungan matrik polimer polistirena dan bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan dengan menggunakan pelarut toluene, penggunaan pelarut toluene dalam pembentukan komposit polistirena memberikan kemudahan-kemudahan tertentu, tentunya dalam proses distribusi bahan pengisi dengan matrik polimer yang digunakan.

Digunakannya pelarut toluene akan melarutkan matrik polimer polistirena sehingga dapat membantu memperluas permukaan bidang matrik polimer polistirena , bila matrik polimer dicampurkan dengan sejumlah pelarut toluena maka pelarut toluena akan terdistribusi diantara rantai panjang karbon pembentuk polistirena sehingga menyebabkan polimer mengembung atau mengembang dan penambahan pelarut toluene secara berlebih pada matrik polimer polistirena akan menyebabkan matrik polimer larut membentuk larutan kental yang mempunyai viskosotas yang tinggi dan mempunyai luas permukaan bidang yang lebih besar dibandingkan dengan polistirena yang tidak dilarutkan dalam pelarut, dan semakin luas permukaan bidang dari polistirena maka akan semakin besar kemungkinan terjadinya interaksi antara matrik polimer polistirena dengan bahan pengisi CaCO3 hasil pengandapan.

Bahan pengisi digunakan sebagai suatu bahan tambahan untuk mengubah kekuatan atau kekerasan dari pada bahan yang akan dibentuk sehingga adanya bahan pengisi akan memberikan ketahanan atau daya tahan terhadap perlakuan-perlakuan tertentu tergantung pada jenis bahan pengisi yang digunakan, sementara adanya matrik polimer melindungi bahan pengisi dari efek luar atau lingkungan luar secara langsung sehingga tidak mengurangi fungsi dari bahan pengsisi yang digunakan.

Bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan yang digunakan dalam penelitian ini merupakan bahan pengisi yang mempunyai kemurnian mencapai 98%, mempunyai tingkat atau derajat keputihan yang tinggi dan lolos dalam ayakan 320 mesh dan dalam literatur disebutkan partikel dari pada CaCO3 hasil pengendapan dapat lolos ayakan mencapai 2000 mesh (Rismana,E,.2003) sehingga dapat dikatakan mempunyai ukuran partikel yang kecil atau mempunyai luas permukaan bidang yang besar.

Luasnya permukaan bidang dari pada masing-masing komponen baik matrik polimer polistirena yang telah dilarutkan dalam pelarut toluene dan bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan memberikan keuntungan dan kemudahan selama proses distribusi bahan pengisi CaCO3 yang diguanakan kedalam matrik polimer polistirena untuk membentuk interaksi.

Interaksi yang terbentuk nantinya antara bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan dan matrik polimer polistirena akan memberikan pengaruh terhadap sifat kekuatan mekanis bahan yang akan diuji yang meliputi sifat elastisitas bahan, kemuluran dan kekuatan tarik, hal ini dikarenakan distribusi bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan kedalam matrik polimer polistirena akan membuat interaksi antara matrik polimer polistirena dan bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan semakin baik dan akhirnya semakin besar interaksi yang terjadi maka bahan baru (komposit) yang terbentuk nantinya akan mempunyai sifat yang berbeda dari bahan-bahan psecara visual bahan penyusun masih dapat dilihat.

Interaksi yang terbentuk antara bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan dengan matrik polimer dengan variasi kombinasi tertentu akan membuat bahan komposit yang terbentuk dapat dirubah-rubah sifat kekuatan mekanis sehingga bahan komposit polimer ini merupakan termoplastik yang bersifat tailorability atau suatu bahan polimer yang dapat direkayasa kekuatan atau di buat tertentu sifat kekuatan, kelenturan ataupun kekerasan bahan sesuai yang diinginkan pembuatnya.

Semakin banyak jumlah bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan yang dicampurkan kedalam matrik polimer polistirena maka akan semain besar CaCO3 hasil pengendapan terdistribusi dan berinteraksi dengan matrik polimer polistirena maka akan semakin besar nilai kekuatan mekanis bahan yang dihasilkan, hal ini dapat dilihat dari pada grafik hasil uji kekuatan mekanis bahan terhadap konsentrasi dari pada bahan pengisi CaCO3 hasil pengandapan yang digunakan. Grafik Kekuatan tarik (Kgf/mm2

0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025

0 10 20 30 40 50

% Bahan Pengisi CaCO3

Ke ku at an T ar ik (K gf /m m )

) Vs % Bahan Pengisi CaCO3 Hasil

Pengendapan

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000

0 10 20 30 40 50

% Ba ha n Pe ngisi Ca CO3

Ke m ul ur an (% )

Grafik Elastisitas ( E ) Vs % Bahan Pengisi CaCO3 Hasil Pengendapa

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

0 10 20 30 40 50

% Ba ha n Pe ngisi Ca CO3

El as tis ita s (K gf /m m )

Dari ketiga Grafik Kekuatan mekanis (kekuatan tarik, kemuluran dan elastisitas) terhadap konsentrasi bahan pengisi CaCO3 Hasil pengendapan yang terbentuk dapat dilhat bahwa nilai ketiga kekuatan mekanis akan semakin meningkat dengan bertambahnya konsentrasi penggunaan bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan, sehingga didapat konsentrasi penggunaan bahan pengisi sebesar 20% sebagai konsentrasi maksimum .(Tabel 1, 3, 5 dan grafik kekuatan mekanis Vs konsentrasi bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan).

Kenaikan nilai dari kekuatan mekanis yang disebabkan karena bertambahnya penggunaan bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan menunjukkan adanya interaksi yang terjadi antara bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan dengan matrik polimer polistirena hingga mencapai batas kenaikan kekuatan mekanis pada konsentrasi penggunaan bahan pengisi 20% yang berarti interaksi pada konsentrasi ini merupakan interaksi maksimum dimana interaksi antara bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan dan matrik polimer polistirena berada pada suatu keseimbangan (interaksi yang seimbang) atau interaksi yang terjadi antara kedua komponen sama besar.

Apabila konsentrasi dari bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan ditingkatkan dalam penggunaannya melebihi 20% dalam matrik polimer polistirena maka akan didapat nilai kekuatan mekanis bahan yang mengalami penurunan (Tabel 1, 3, dan 5 ) hal ini dapat dijelaskan karena penggunaan dari pada bahan pengisi CaCO3 secara berlebihan akan membuat interaksi antara bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan dan matrik polimer polistirena menjadi tidak seimbang dimana bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan yang berlebih akan menyebabkan interaksi-interaksi antara sesama partikel bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan menjadi lebih besar maka akibatnya kekerasan dari pada bahan akan mengalami peningkatan yang disebabkan adanya bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan karena salah satu fungsi dari pada bahan pengsi adalah untuk meningkatkan kekerasa bahan dan efek dari pada kekerasan yang berlebih maka sifat mekanis bahan polimer yang terbentuk akan mengalami penurunan karena bahan yang bersifat lebih kaku.

Pada penelitian ini juga dilakukan pengujian terhadap komposit polistirena dengan menggunakan bahan pengisi pembanding yaitu bahan pengisi CaCO3 p.a (komersil) dengan karakterisasi bahan, kemurnian yang mencapai > 99% derajat keputihan yang tinggi, ukuran partikel yang mencapai 14 μm dan lolos pengayakan 320 mesh serta mempunyai jenis kristal acak yang terdiri dari kristal bentuk jarum dan bentuk kotak tetapi memiliki harga yang jauh lebih mahal.

Pada pengujian nilai kekuatan mekanis bahan dengan menggunakan bahan pengisi CaCO3 p.a dengan konsentrasi 20% didapatkan nilai kekuatan mekanis bahan yang meliputi nilai elastisitas, kemuluran dfan kekuatan tarik yang sedikit lebih tinggi dari pada kekuatan mekanis komposit dengan menggunakan bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan, hal ini dapat dijelaskan karena bahan pengisi dari CaCO3 p.a memiliki keunggulan dari segi tingkat kemurnian yang lebih baik, ukuran partikel yang lebih halus (luas permukaan bidang yang lebih luas) dan jenis kristal acak yang terdiri dari kristal jarum dan kotak, ukuran partikel yang halus (kecil) dan bentuk kristal sangat mempengaruhi distribusi bahan pengisi kedalam matrik polimer untuk membentuk interaksi yang maksimal antara kedua komponen yaitu matrik polimer dan bahan pengisi.

Analisa termal dengan menggunakan metoda DTA adalah analisa material yang digunakan untuk menentukan sifat termal dari suatu bahan yang meliputi analisa titil lebur (leleh), titik terdekomposisi, titik terbakar.

Dari data gambar termogram komposit polistirena dengan menggunakan bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan (Gambar 4.1) dapat di simpulkan adanya 3 titik puncak utama, titik pertama diprediksi sebagai titik leleh , pada titik leleh ini didapat 2 titik yaitu pada titik 80oC dan titik 130oC.

Titik puncak kedua yang diprediksi sebagai titik terdegradasi didapat pada titik sekitar 260oC, titik ini menggambarkan rusaknya partikel-partikel dari bahan komposit polimer polistirena karena pemanasan pada suhu tinggi, didapatkannya suhu terdegradasi pada suhu ini dikarenakan pengaruh dari pada bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan yang bersifat tahan terhadap suhu tinggi.

Titik puncak ketiga diprediksi sebagai titik terbakar yang didapat pada sekitar titik 390o

Pada sampel pembanding dengan menggunakan bahan pengisi CaCO3 p.a (Gambar 4.2) titik puncak utama juga dikelompokkan pada 3 tuitik puncak, titik puncak pertama yang pertama di prediksi sebagai titik lebur dimana didapat 2 titik yaitu pada titik 130

C dimana pada titik ini bahan komposit polistirena terbakar karena adanya pemanasan yang berlebih pada suhu tinggi.

Terdapatnya puncak titik yang berupa riak yang tipis dan didapatnya 2 titik lebur dapat dijelaskan karena pengaruh dari pada tidak padunya bahan yang terbentuk yang dikarenakan perbedaan kepolaran dari komponen penyusun komposit polimer, matrik polimer bersifat polar sementara bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan bersifat non polar disamping hal ini, seringnya terjadinya pemadaman listrik yang dilakukan pemerintah daerah di wilayah sumatera utara membuat aliran arus dan tegangan listrik yang tidak stabil menyebabkan alat uji DTA yang sangat rentang terhadap perubahan tegangan listrik beroperasi secara tidak maksimal.

o

C dan 180oC, tinggi nya temperatur yang didapat dikarenakan pengaruh dari pada bahan pengisi yang digunakan yang bersifat tahan terhadap suhu tinggi, sehingga bahan komposit yang terbentuk mempunyai titik lebur yang lebih tinggi dari titik lebur polistirena sebagai matrik polimernya.

Pada titik puncak kedua diprediksi sebagai titik terdegradasi dimana juga terdapat 2 titik, titik ini didapat sekitar 250oC dan 290oC, tingginya temperatur titik ini juga dipengaruhi oleh adanya peranan dari bahan pengisi CaCO3 p.a.

Pada titik puncak ketiga diprediksi sebagai titik terbakar dimana titik ini didapat pada titik 400o

Pada analisa kualitas permukaan dari bahan komposit yang kedua dengan menggunakan bahan pengisi CaCO3 p.a dapat dilihat permukaan batang melintang setelah dianalisa dengan menggunakan metoda SEM dengan perbesaran gambar 700X (data lampiran ), dimana terdapat gambar bayangan putih lebih banyak dan tersebar hampir pada seluruh permukaan dari penampang melintang, hal ini menunjukkan penyebaran bahan pengisi CaCO3 p.a tersebar lebih baik didalam

C, dititik inibahan komposit akan terbakar karena adanya temperatur yang tinggi.

Terdapatnya lebih dari satu titik pada hampir setiap puncak juga dapat dijelaskan karena kurang padunya percampuran antara matrik polimer polistirena dengan bahan pengisi CaCO3 p.a sehingga didapat beberapa titik yang berdekatan karena mempunyai sifat yang hampir sama, kurang padunya abahan percampuran dikarenakan bedanya sifat dari bahan pembentuk dimana matrik polimer bersifat polar dan bahan pengisi CaCO3 p.a bersifat non polar, dan terdapatnya puncak beru[pa riak gelombang yang halus juga dikarenakan arus listrik yang tidak stabil sehingga mempengaruhi kondisional alat-alat listrik.

4.2.3. Analisa Homogenitas Permukaan Dengan Menggunakan Metode SEM. Analisa SEM digunakan untuk melihat kualitas permukaan dari suatu bahan yang dilihat dari kompatibilitas ataupun homogenitas bahan penyusunnya, pada analisa kualitas permukaan bahan komposit dengan menggunakan bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan di dapat gambar permukaan melintang bahan komposit yang diperbesar 700X setelah dianalisa dengan menggunakan metoda SEM (Data lampiran ), dimana gambar penampang melintang memperlihatkan gambar penyebaran bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan dalam matrik polimer polistirena yang cukup merata hampir pada seluruh permukaan bahan yang terlihat berupa gambar bayangan putih yang mendominasi permukaan dari penampang melintang bahan komposit yang terbentuk.

matrik polimer polistirena dari pada bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan, baiknya penyebaran bahan pengisi CaCO3 p.a dapat dijelaskan karena ukuran partikel dari bahan pengisi CaCO3 p.a yang halus mencapai 14 μm sehingga mem[punyai permukaan bidang yang luas di lain hal CaCO3 p.a mempunyai jenis kristal acak yang terdiri dari pada jenis jarum dan kotak.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari data penelitian yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa percampuran ataupun perpaduan yang paling maksimal antara bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan dengan matrik polimer polistirena adalah perbandingan 3:9 dimana perbandingan ini yang dapat membentuk komposit polistirena yang homogen atau bersifat kompatibel.

Dari data penelitian juga dapat disimpulkan bahwa penambahan bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan memberikan pengaruh besar terhadap perubahan kekuatan mekanis bahan dan ketahanan termal komposit yang terbentuk.

Dan bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan dapat diguanakan sebagai bahan pengisi pengganti untuk bahan pengisi CaCO3 komersil yang mempunyai nilai ekonomi yang tinggi.

5.2. Saran

Dari penelitian yang dilakukan hanyalah memvariasikan besarnya penggunaan bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan tetapi tidak menggunakan variasi dari pada penggunaan ukuran partikel dari pada CaCO3 hasil pengendapan dan jenis kristal dari pada CaCO3 hasil pengendapan, dimana CaCO3 sendiri merupakan bahan pengisi anorganik yang mempunyai ukuran partikel yang bervariasi untuk itu penulis berharap untuk peneliti selanjutnya menggunakan variasi ukuran partikel ini sebagai bahan perbandingan yang diteliti.

Daftar Pustaka

Fellahi,S.,B.D.Faris and B.Fisa,(1995),Tensile Dilatometry Of Injection Moulded

Hope/Pag Blends,J.Material Sci,30,5522.

Fuchigami,K.,Taguchi,Y.and Tanaka,M.,(2006),Preparation of Microcapsules

Containing Reactive Compound By The Drying In Liquid Method Using Calsium Carbonate As Stabilizer,J.Chimical Engenering Of

Japan,Vol 39,No.9.

Hartomo,A,J.,(1983),Dasar-dasar profesi politeknik pemrosesan polimer

praktis,Andi Offset,Yogyakarta.

Ketz,H,SandJ.V.Milewsky,(1987),calsium carbonate,in,r.a.baker,l.l.koler and

f.e.kummer eds,hand book of filler for plastics,Van Nostrand Rein

Hold,New Yor.

Kumar,A.and R.K.,Gupta,(1998),Fundamentalis Of Polymer,The Mc Graw Hill Companies,Inc,New York.

Nur,C.,(1997),Pengaruh radiasi sinar gamma dan rapat massa serta sifat

mekanis HDPE dan LDPE,Lembaga Penelitian USU,Medan.

Rabek,J.F., and B,Ranlay,(1975),Role Of Singlet Oxygen In Photooxidative

Degradation And Photostabilisation Of Polymer ,Polymer,Eng and Sci.

Vol 15,1.

Ritchie,P.D.,(1972),Plasticizer,Stabilizer And Filler,Liffe Book Ltd,London.

Schumpf,H.P.,(1990),Filler And Reinforcment,In R,Bachter and H,Muller ,eds,Plastics Additive Hand Book,3rd edition,Hanser Publiser Munich,Germany.

Sperling,L.H.,(1986),Introduction To Physical Polymer Scince,John Willey and Sons,Inc.New York.

Washabaugh,F.J.,(1998),Filler Extenders In Anonim Modern Plastics,Boulder Co,Mc Graw Hill Co,America.

Windholz,M.,(1976),The Merck Index An Encyclopedia Of Chemicals And

Drugs,Ninth Edition,Merck and Co,Inc,USA.

Wirjosentono,B.,(1995),Analisis Dan Karakterisasi Polimer ,Usu Press,Medan.

Solution And Particles,

http: craft.com.Alexander.R.,(1999),Basic Of Composite

Construction.Mei 1999.

http://www.forumsains.com,Hakim,A.,(2007), Teknologi Material Komposit,5 Juni 2007.

http://www.halamansatu.net.Yudhanto,A.,(2007), Aplikasi Material Komposit Di

Industri Migas.8 Maret 2007.

http://www.kompas.com,Rismana,E.,(2007), ”brine”sumber bahan baku kimia

potensial yang belum tergarap.15 April 2003.

Gambar 4.1. Termogram komposit polistirena dengan bahan pengisi 20% CaCO3 hasil pengendapan

P.a.

Gambar 4.3. Penampang melintang Komposit polistirena dengan bahan pengisi CaCO3 P.a. komersil dengan perbesaran 700 X.

Gambar 4.4. Penampang melintang Komposit polistirena dengan bahan pengisi CaCO3 hasil peengendapan komersil dengan perbesaran 700 X.

Pada titik puncak kedua diprediksi sebagai titik terdegradasi dimana juga terdapat 2 titik, titik ini didapat sekitar 250oC dan 290oC, tingginya temperatur titik ini juga dipengaruhi oleh adanya peranan dari bahan pengisi CaCO3 p.a.

Pada titik puncak ketiga diprediksi sebagai titik terbakar dimana titik ini didapat pada titik 400o

Pada analisa kualitas permukaan dari bahan komposit yang kedua dengan menggunakan bahan pengisi CaCO3 p.a dapat dilihat permukaan batang melintang setelah dianalisa dengan menggunakan metoda SEM dengan perbesaran gambar 700X (data lampiran ), dimana terdapat gambar bayangan putih lebih banyak dan tersebar hampir pada seluruh permukaan dari penampang melintang, hal ini

C, dititik inibahan komposit akan terbakar karena adanya temperatur yang tinggi.

Terdapatnya lebih dari satu titik pada hampir setiap puncak juga dapat dijelaskan karena kurang padunya percampuran antara matrik polimer polistirena dengan bahan pengisi CaCO3 p.a sehingga didapat beberapa titik yang berdekatan karena mempunyai sifat yang hampir sama, kurang padunya abahan percampuran dikarenakan bedanya sifat dari bahan pembentuk dimana matrik polimer bersifat polar dan bahan pengisi CaCO3 p.a bersifat non polar, dan terdapatnya puncak beru[pa riak gelombang yang halus juga dikarenakan arus listrik yang tidak stabil sehingga mempengaruhi kondisional alat-alat listrik.

4.2.3. Analisa Homogenitas Permukaan Dengan Menggunakan Metode SEM.

Analisa SEM digunakan untuk melihat kualitas permukaan dari suatu bahan yang dilihat dari kompatibilitas ataupun homogenitas bahan penyusunnya, pada analisa kualitas permukaan bahan komposit dengan menggunakan bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan di dapat gambar permukaan melintang bahan komposit yang diperbesar 700X setelah dianalisa dengan menggunakan metoda SEM (Data lampiran ), dimana gambar penampang melintang memperlihatkan gambar penyebaran bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan dalam matrik polimer polistirena yang cukup merata hampir pada seluruh permukaan bahan yang terlihat berupa gambar bayangan putih yang mendominasi permukaan dari penampang melintang bahan komposit yang terbentuk.

matrik polimer polistirena dari pada bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan, baiknya penyebaran bahan pengisi CaCO3 p.a dapat dijelaskan karena ukuran partikel dari bahan pengisi CaCO3 p.a yang halus mencapai 14 μm sehingga mem[punyai permukaan bidang yang luas di lain hal CaCO3 p.a mempunyai jenis kristal acak yang terdiri dari pada jenis jarum dan kotak.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari data penelitian yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa percampuran ataupun perpaduan yang paling maksimal antara bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan dengan matrik polimer polistirena adalah perbandingan 3:9 dimana perbandingan ini yang dapat membentuk komposit polistirena yang homogen atau bersifat kompatibel.

Dari data penelitian juga dapat disimpulkan bahwa penambahan bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan memberikan pengaruh besar terhadap perubahan kekuatan mekanis bahan dan ketahanan termal komposit yang terbentuk.

Dan bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan dapat diguanakan sebagai bahan pengisi pengganti untuk bahan pengisi CaCO3 komersil yang mempunyai nilai ekonomi yang tinggi.

5.2. Saran

Dari penelitian yang dilakukan hanyalah memvariasikan besarnya penggunaan bahan pengisi CaCO3 hasil pengendapan tetapi tidak menggunakan variasi dari pada penggunaan ukuran partikel dari pada CaCO3 hasil pengendapan dan jenis kristal dari pada CaCO3 hasil pengendapan, dimana CaCO3 sendiri merupakan bahan pengisi anorganik yang mempunyai ukuran partikel yang bervariasi untuk itu penulis berharap untuk peneliti selanjutnya menggunakan variasi ukuran partikel ini sebagai bahan perbandingan yang diteliti.

Daftar Pustaka

Fellahi,S.,B.D.Faris and B.Fisa,(1995),Tensile Dilatometry Of Injection Moulded

Hope/Pag Blends,J.Material Sci,30,5522.

Fuchigami,K.,Taguchi,Y.and Tanaka,M.,(2006),Preparation of Microcapsules

Containing Reactive Compound By The Drying In Liquid Method Using Calsium Carbonate As Stabilizer,J.Chimical Engenering Of

Japan,Vol 39,No.9.

Hartomo,A,J.,(1983),Dasar-dasar profesi politeknik pemrosesan polimer

praktis,Andi Offset,Yogyakarta.

Ketz,H,SandJ.V.Milewsky,(1987),calsium carbonate,in,r.a.baker,l.l.koler and

f.e.kummer eds,hand book of filler for plastics,Van Nostrand Rein

Hold,New Yor.

Kumar,A.and R.K.,Gupta,(1998),Fundamentalis Of Polymer,The Mc Graw Hill Companies,Inc,New York.

Nur,C.,(1997),Pengaruh radiasi sinar gamma dan rapat massa serta sifat

mekanis HDPE dan LDPE,Lembaga Penelitian USU,Medan.

Rabek,J.F., and B,Ranlay,(1975),Role Of Singlet Oxygen In Photooxidative

Degradation And Photostabilisation Of Polymer ,Polymer,Eng and Sci.

Vol 15,1.

Ritchie,P.D.,(1972),Plasticizer,Stabilizer And Filler,Liffe Book Ltd,London.

Schumpf,H.P.,(1990),Filler And Reinforcment,In R,Bachter and H,Muller ,eds,Plastics Additive Hand Book,3rd edition,Hanser Publiser Munich,Germany.

Sperling,L.H.,(1986),Introduction To Physical Polymer Scince,John Willey and Sons,Inc.New York.

Washabaugh,F.J.,(1998),Filler Extenders In Anonim Modern Plastics,Boulder Co,Mc Graw Hill Co,America.

Windholz,M.,(1976),The Merck Index An Encyclopedia Of Chemicals And

Drugs,Ninth Edition,Merck and Co,Inc,USA.

Wirjosentono,B.,(1995),Analisis Dan Karakterisasi Polimer ,Usu Press,Medan.

Solution And Particles,

http: craft.com.Alexander.R.,(1999),Basic Of Composite

Construction.Mei 1999.

http://www.forumsains.com,Hakim,A.,(2007), Teknologi Material Komposit,5 Juni 2007.

http://www.halamansatu.net.Yudhanto,A.,(2007), Aplikasi Material Komposit Di

Industri Migas.8 Maret 2007.

http://www.kompas.com,Rismana,E.,(2007), ”brine”sumber bahan baku kimia

potensial yang belum tergarap.15 April 2003.

Gambar 4.1. Termogram komposit polistirena dengan bahan pengisi 20% CaCO3 hasil pengendapan

P.a.

Gambar 4.3. Penampang melintang Komposit polistirena dengan bahan pengisi CaCO3 P.a. komersil dengan perbesaran 700 X.

Gambar 4.4. Penampang melintang Komposit polistirena dengan bahan pengisi CaCO3 hasil peengendapan komersil dengan perbesaran 700 X.