Halomoan Harahap : Pengaruh Waktu Terhadap Derajat Grafting Maleat Anhidrat Dalam High Density Polyethylene HDPE Dengan Inisiator Benzoil Peroksida, 2009.
USU Repository © 2009
disini molekul pemlastis akan berada diantara rantai polimer dan mempengaruhi mobilitas rantai Efendi,2001.
Sifat fisik dan mekanis yang terplastisasi merupakan fungsi distribusi dari sifat dan komposisi masing – masing komponen dalam sistem, karenanya ramalan
karakterisasi polimer yang terplastisasi mudah dilakukan dengan variasi komposisi pemlastis. Secara umum variasi jumlah pemlastis akan efektif mempunyai efek
plastisasi sampai bahan kompatibel. Hasil analisis mekanik yang dilakukan menunjukkan bahwa membran – membran yang lebih kuat dan lebih liat kenyal
dihasilkan ketika sedikit pemplastis yang digunakan dalam membran. Hasil uji pemplastis ini menunjukkan bahwa pemplastis yang mempunyai berat molekul yang
relatif rendah akan memperbaiki kekuatan dan keliatan membran. Ketika sejumlah kecil pemplastis ditambahkan pada suatu polimer, pemplastis ini akan menyebabkan
molekul polimer bergerak ke dalam konfigurasi energi yang lebih rendah. Dalam konfigurasi ini molekul – molekul menjadi kurang bergerak, dengan demikian akan
meningkatkan kekuatan dan keliatan yang baik dari polimer. Sebaliknya jika pemplastis yang ditambahkan terlalu banyak molekul – molekul polimer banyak
bergerak, akibatnya terjadi penurunan kekuatan dan keliatan polimer Nirwana,2001.
2.5. Pemplastis Polimer
Persyaratan mendasar yang harus dipenuhi oleh pemplastis adalah bahwa semua gaya intermolekuler antara pemplastis-pemplastis, polimer-polimer dan antara
pemplastis-polimer harus berada dalam besaran yang sama.Untuk mejadi pemplastis yang efisien maka suatu senyawa dengan berat molekul rendah harus memiliki afinitas
yang cukup untuk mengatasi interaksi antara polimer-polimer dengan cara mensolvasi polimer pada titik kontak interaksi. Untuk memberikan fleksibilitas yang baik pada
suhu rendah, senyawa ini juga harus memiliki mobilitas yang cukup untuk berpartisipasi dalam kesetimbangan sistem dan harus dapat berdifusi melalui sistem
tersebut. Rudin, 1982 . Pemplastis dalam konsep sederhana adalah merupakan pelarut organik dengan
titik didih tinggi atau suatu padatan dengan titik leleh rendah yang ditambahkan ke
Halomoan Harahap : Pengaruh Waktu Terhadap Derajat Grafting Maleat Anhidrat Dalam High Density Polyethylene HDPE Dengan Inisiator Benzoil Peroksida, 2009.
USU Repository © 2009
dalam resin yang keras atau kaku, sehingga akumulasi gaya antarmolekul, pada rantai panjang akan menurun, akibat kelenturan, pelunaka dan pemanjangan resin akan
bertambah Finar,I.L.1986. Dengan berkurangnya gaya antar molekul, menyebabkan gerakan bagian rantai lebih mudah bergerak, akibatnya bahan yang tadinya keras
kaku akan menjadi lembut pada suhu kamar Cowd, 1991.
2.6 Inisiator
Inisiator sering digunakan untuk membentuk radikal bebas
Table 2.2 Nomenklatur dari peroxide compounds
Nama Campuran yang Umum
Alkil peroksida
RO OR
Acil peroksida
R C O O C O
O R
Peroksi acid
R C
O OH
O
Peroksi ester
R C
O OR
O
Nama umum Radikal
Alkoksil radikal
RO
.
Alkil peroksi radikal
ROO
.
Acil radical
R C
O
.
Aciloksil radical
.
R C
O O
Asil peroksi radical
.
R C
O O O
Nama Spesifik Radikal
Methil CH
3
·
Methoksil
.
CH
3
O
Acetil
.
CH
3
C O
Acetoksil CH
3
-CO
2
·
Acetil peroksi CH
3
-COO
2
·
Halomoan Harahap : Pengaruh Waktu Terhadap Derajat Grafting Maleat Anhidrat Dalam High Density Polyethylene HDPE Dengan Inisiator Benzoil Peroksida, 2009.
USU Repository © 2009
Benzoloksil φ-CO
2
·
Benzoilperoksi φ-COO
2
·
Kebanyakan polimer sintetik secara komersil dapat dihasilkan melalui proses polimerisasi reaksi rantai yang kadang-kadang disebut polimerisasi adisi. Penggunaan
terbanyak dari inisiator organik seperti benzoil peroksida sering digunakan sebagai perekat yang bagiannya sama dari suatu inisiator dan suatu cairan seperti dibutil flatat.
Peroksida organik mudah diuraikan dan peroksida organik harus dipegang hati-hati. Peruraian mereka mungkin dipercepat dengan pemanasan. Penambahan dalam jumlah
sedikit dari amina tersier seperti :{ C
6
H
6
NCH
2 2
} atau N,N – dimetil anilin atau dengan garam-garam organik dari logam-logam kuat seperti kobal naphthenat.
Kemantapan relatif dari peroksida organik biasanya dinyatakan dalam waktu paruh, rata-rata peruraian pada beberapa temperatur spesifik adalah sebanding untuk
konsentrasi dari pemicu inisiator dan waktu paruhnya. Seymour, 1975
2.6.1 Benzoil Peroksida
Kebanyakan pemicu yang digunakan secara luas adalah radikal bebas yang dihasilkan dari peruraian peroksida. Peroksida organik seperti benzoil peroksida diuraikan
dengan mudah untuk menghasilkan radikal bebas benzoil. Kemudian radikal bebas benzoil diuraikan untuk membentuk karbon dioksida CO
2
dan radikal bebas fenil dapat digambarkan sebagai berikut
Benzoil peroxida BPO Benzoiloxil radical
Phenil radical
C O
O O C
O C
O O
2
.
Temp.
.
+
CO
2 -scission
Halomoan Harahap : Pengaruh Waktu Terhadap Derajat Grafting Maleat Anhidrat Dalam High Density Polyethylene HDPE Dengan Inisiator Benzoil Peroksida, 2009.
USU Repository © 2009
Gambar 2.2 Penguraian Benzoil peroksida
Radikal bebas fenil itu kemudian ditambahkan ke sebuah monomer vinil seperti stirena C
6
H
5
CH=CH
2
. Untuk menghasilakn sebuah radikal bebas yang baru dapat merambat propagasi dengan monomer-monomer vinil lainnya. Parker, 1994
2.7. Asam Maleat Anhidrat
Anhidrat maleat dengan berat molekul 98,06, larut dalam air, meleleh pada temperatur 57- 60
C, mendidih pada 202 C dan spesifik grafiti 1,5.
Anhidrat maleat adalah senyawa vinil tidak jenuh merupakan bahan mentah dalam sintesa resin polieste, pelapisan permukaan karet, deterjen, bahan aditif dan
minyak pelumas, plastisizer dan kopolimer. Anhidrat maleat mempunyai sifat kimia khas yaitu adanya ikatan etilenik dengan gugus karbonil didalamnya, ikatan ini
berperan dalam reaksi adisi. Arifin, 1996 Dalam penelitian ini maleat anhidrat diharapkan menempel tergrafting pada
polimer polietilena dengan variasi waktu yang maksimum, sehingga polimer yang bersifat non polar dapat berubah menjadi sedikit polar sehingga dapat dihasilkan
suatu produk yang lebih baik. Anhidrida maleat masih digunakan dalam penelitian polimer. Anhidrida
maleat dapat dibuat dari asam maleat, seperti reaksi dibawah ini :
O O
H
3
C C
HC C
temp tekanan
O +
OH OH
katalis H
3
C C
HC C
O O
O HC
C
Halomoan Harahap : Pengaruh Waktu Terhadap Derajat Grafting Maleat Anhidrat Dalam High Density Polyethylene HDPE Dengan Inisiator Benzoil Peroksida, 2009.
USU Repository © 2009
O + 2 CH
3
COOH
HC C
O
Gambar 2.3 Pembentukan Anhidrida Maleat
Adapun beberapa gambaran sifat-sifat maleat anhidrat dapat di jelaskan dalam tabel berikut ini
Tabel : 2.3. sifat – sifat maleat anhidrat
Deskripsi Berwarna atau padatan putih
Bentuk molekul C
4
H
2
O
3
Berat molekul 98.06 gmol
Titik didih 202
o
C Titik cair
52.8
o
C Tekanan
0,1 torr 25
o
C Kelarutan
Larut dalam air, eter, asetat, kloroform, aseton, etil asetat,
benzena.
HSDB., 1995.
2.7.1. Asam maleat
Asam maleat atau Asam Z-butenadioat atau asam toksilat adalah senyawa organik yang merupakan asam dikarboksilat. Molekul ini terdiri dari gugus etilena yang
berikatan dengan dua gugus asam karboksilat. Asam maleat adalah isomer cis dari asam butenadioat, sedangkan asam fumarat merupakan isomer transnya. Isomer cis
kurang stabil; perbedaan kalor pembakarannya adalah 22,7 kJmol. Sifat-sifat asam maleat sangatlah berbeda dengan asam fumarat. Asam maleat larut dalam air,
sedangkan asam fumarat tidak; titik lebur asam maleat adalah 130-139°C, juga lebih rendah dari titik lebur asam fumara 287 °C. Perbedaan sifat ini dapat dijelaskan oleh
ikatan hidrogen intramolekul
[1]
yang terjadi pada asam maleat. Asam maleat berbeda
Halomoan Harahap : Pengaruh Waktu Terhadap Derajat Grafting Maleat Anhidrat Dalam High Density Polyethylene HDPE Dengan Inisiator Benzoil Peroksida, 2009.
USU Repository © 2009
dengan asam malat ataupun asam malonat yang keduanya juga merupakan asam dikarboksilat. Dalam bidang industri, asam maleat diturunkan dari maleat anhidrida
dengan hidrolisis. Maleat anhidrida diproduksi dari benzena atau butena melalui proses oksidas
Gambar 2.4 Asam Maleat Wikipedia Bahasa Melayu, ensiklopedia bebas.
2.8. Proses Reaksi Grafting
Berlangsungnya reaksi ini dalam ekstruder ialah :
Granul polimer dilelehkan pada daerah awal umpan ekstrudernya.
Katalis Peroksida diinjeksikan kedalam ekstruder, membentuk loka aktif pada rantai utama polimer.
Monomer diinjeksikan kelelehan tadi, terkadang katalis dan monomernya
tercampur.
Komponen-komponen dicampur dengan laju geser tinggi.
Monomer dan produk samping dikeluarkan dari campuran lelehan pada daerah pengatsiran vakum.
Lelehan reaksi diekstruksi dan dipeletkan sebagai bahan baku granul dan
dibentuk menjadi produk akhir. Hartomo, A.J., 1993,
2.9. Analisa Spektrofotometri Infra merah IR
Merupakan suatu cara untuk menentukan dan merekam hasil spekta residu dan serapan infra merah didefinisikan sebagai daerah yang memiliki panjang gelombang
dari 1 – 500 µ. Setiap gugus dalam molekul mempunyai karakteristik sendiri, maka spektroskopi IR dapat digunakan untuk mendeteksi gugus yang spesifik dalam
Halomoan Harahap : Pengaruh Waktu Terhadap Derajat Grafting Maleat Anhidrat Dalam High Density Polyethylene HDPE Dengan Inisiator Benzoil Peroksida, 2009.
USU Repository © 2009
polimer. Intensitas pita serapan adalah uluran konsentrasi di gugus yang khas yang dimiliki oleh polimer Seymour, 1975
Intrumen yang digunakan untuk mengukur resapan radiasi infra merah pada berbagai panjang gelombang disebut spektrofometer infra merah. Fessenden, F.,
1997 Alat spektrofotometer infra merah pada dasarnya terdiri dari komponen –
komponen pokok yang sama dengan alat spektrofotometer ultra lembayung dan sinar tampak, yaitu terdiri dari sumber sinar, monokromator berikut alat – alat optik seperti
cermin dan lensa, sel tempat cuplikan, detektor amplifier dan alat dengan skala pembacaan atau alat perekam spektrum recorder akan tetapi disebabkan kebanyakan
bahan dalam menstransmisikan radiasi infra merah berlainan dengan sifatnya dalam menstransmisikan radiasi ultra lembayung, sinar tampak, sifat dan kemampuan
komponen alat tersebut diatas berbeda untuk kedua jenis alat spektrofotometer itu. Keuntungan pemakaian sistem berkas rangkap pada alat spektrofotometer
adalah : 1.
Memperkecil pengaruh penyerapan sinar infra merah oleh CO
2
dan uap air dari udara.
2. Sistem berkas rangkap mengurangi pengaruh ketidak stabilan pancaran sumber
sinar dan detektor. 3.
Mengurangi pengaruh hamburan scattering sinar infra merah oleh partikel – partikel debu yang ukurannya mendekati nilai rata – rata panjang gelombang
infra merah. 4.
Kalau blanko yang digunakan adalah pelarut dari cuplikan dengan sistem berkas rangkap itu pita – pita serapan pelarut tidak akan timbul pada spektrum
yang direkam. 5.
Perekaman otomatis dapat dilakukan scanning. Noerdin, D., 1985.
Sistem analisa spektroskopi infra merah IR telah memberikan keunggulan dalam mengkarakterisasi senyawa organik dan formulasi material polimer. Analisa
infra merah IR akan menentukan gugus fungsi dari molekul yang memberikan regangan pada daerah serapan infra merah. Tahap awal identifikasi bahan polimer,
maka harus diketahui pita serapan yang karakteristik untuk masing – masing polimer
Halomoan Harahap : Pengaruh Waktu Terhadap Derajat Grafting Maleat Anhidrat Dalam High Density Polyethylene HDPE Dengan Inisiator Benzoil Peroksida, 2009.
USU Repository © 2009
dengan membandingkan spektrum yang telah dikenal. Pita serapan yang khas ditunjukan oleh monomer penyusun material dan struktur molekulnya.
Umumnya pita serapan polimer pada spektrum infra merah IR adalah adanya ikatan C-H regangan pada daerah 2880 cm-1 yang sampai 2900 cm -1 dan
regangan dari gugus fungsi lain yang mendukung suatu analisa material. Hummel, D.O., 1985.
Sistem analisis spektroskopi IR telah memberikan keunggulan dalam mengkarakterisasi senyawa organik dan susunan materi polimer. Analisa IR akan
menentukan gugus fungsi dari molekul yang memberikan regangan pada daerah serapan inframerah. Tahap awal identifikasi bahan polimer, maka harus diketahui pita
serapan yang karakteristik untuk masing-masing polimer dengan membandingkan spektrum yang telah dikenal.
Pita serapan yang khas ditunjukkan oleh monomer penyusun material dan struktur molekulnya. Hummel, D.O 1985
Tabel 2.4 Korelasi gugus fungsional untuk polietilena termodifikasi
Graft Monomer Gugus fungsionil
Ir Peak s cm
-1
Maleat Anhidrat MA
C=O Single Unit C=O attribute to oligo- MA
, , - unsaturated anhydride
C=O 1792, 1715
b
1784, 1860
b
1713,1790,1867
b
Diethyl maleate C=O
1740 GMA
C=O 1730, 1735
Acrylic acid C=O
1710,1720
Halomoan Harahap : Pengaruh Waktu Terhadap Derajat Grafting Maleat Anhidrat Dalam High Density Polyethylene HDPE Dengan Inisiator Benzoil Peroksida, 2009.
USU Repository © 2009
BAB 3
BAHAN DAN METODE PENELITIAN
3.1 Alat dan Bahan 3.1.1 Alat
