Peranan Divinil Benzena Terhadap Kompatibilitas Campuran Low Density Polyethylene (LDPE) Dan Abu Ban Bekas Menggunakan Inisiator Dikumil Peroksida

(1)

PERANAN DIVINIL BENZENA TERHADAP KOMPATIBILITAS

CAMPURAN LOW DENSITY POLYETHYLENE (LDPE) DAN

ABU BAN BEKAS MENGGUNAKAN INISIATOR

DIKUMIL PEROKSIDA

SKRIPSI

DEWI ANJARSARI SINAGA

060802014

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2011

(2)

PERANAN DIVINIL BENZENA TERHADAP KOMPATIBILITAS CAMPURAN LOW DENSITY POLYETHYLENE (LDPE) DAN

ABU BAN BEKAS MENGGUNAKAN INISIATOR DIKUMIL PEROKSIDA

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

DEWI ANJARSARI SINAGA 060802014

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2011

(3)

PERSETUJUAN

Judul : PERANAN DIVINIL BENZENA TERHADAP KOMPATIBILITAS CAMPURAN LOW DENSITY POLYETHYLENE (LDPE) DAN ABU BAN BEKAS MENGGUNAKAN INISIATOR DIKUMIL PEROKSIDA

Kategori : SKRIPSI

Nama : DEWI ANJARSARI SINAGA

Nomor Induk Mahasiswa : 060802014

Program Studi : SARJANA (S-1) KIMIA

Departemen : KIMIA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di: Medan, 19 Mei 2011 Komisi Pembimbing:

Pembimbing II Pembimbing I

Dr. Darwin Yunus Nasution, MS Drs. Amir Hamzah Siregar, M.Si. NIP. 195508101981031001 NIP. 196106141991031002

Diketahui/Disetujui oleh:

Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

DR. Rumondang Bulan Nst, MS. NIP. 195408301985032001

(4)

PERNYATAAN

PERANAN DIVINIL BENZENA TERHADAP KOMPATIBILITAS CAMPURAN LOW DENSITY POLYETHYLENE (LDPE) DAN

ABU BAN BEKAS MENGGUNAKAN INISIATOR DIKUMIL PEROKSIDA

SKRIPSI

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

Medan, 19 Mei 2011

Dewi Anjarsari Sinaga 060802014

(5)

PENGHARGAAN

Syukur Alhamdulillah penulis ucapkan kepada Allah SWT, pemberi rahmat atas ciptaan-Nya, pemilik hidayah hingga ditunjuknya orang – orang yang menempuh jalan kebenaran, sekaligus pemilik kesesatan hingga disesatkan orang – orang yang menempuh jalan aniaya. Serta sholawat dan salam atas junjungan Nabi Muhammad SAW, keluarga, sahabat dan pengikut – pengikutnya yang senantiasa mengajarkan makna hidup sehingga penulis senantiasa termotivasi untuk berjuang hingga waktu selesainya penelitian ini dan menjadi sebuah skripsi.

Penulis menyampaikan terima kasih kepada kedua orangtua yang senantiasa mendoakan dan memotivasi penulis dengan penuh kasih sayang dan pengorbanan yakni kepada Ayahanda Jaya Supena Sinaga dan Ibunda Nurmala Purba sehingga penulis sampai pada jenjang saat ini semoga kelak Allah menempatkan ditempat yang layak. Kepada abang tersayang Prasetio Anggi kusuma Sinaga serta tiga adik tersayang Anggun Paramita Sinaga, M. Gunawan Sinaga, dan M. Soleh Sinaga yang senantiasa memberikan perhatian dan dorongan yang tak ternilai harganya hingga selesainya penulisan skripsi ini.

Pada kesempatan ini dengan segala kerendahan dan ketulusan hati penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Drs. Amir Hamzah Siregar,M.Si, dan Almr. Bapak Drs. Syamsul Bachri Lubis, M.Si. selaku Pembimbing I dan Pembimbing II yang telah banyak membantu penulis dan memberi bimbingan kepada penulis hingga selesainya skripsi ini.

2. Bapak Dr. Darwin Yunus Nasution, MS selaku pengganti pembimbing II, terima kasih atas kesediaan Bapak.

3. Ibu Hj. Dr. Rumondang Bulan, MS selaku ketua jurusan Kimia Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam USU.

4. Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku sekretaris jurusan Kimia Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam USU.

(6)

5. Kepala dan Staf Laboratorium Kimia Fisika dan Polimer yang telah memberikan bimbingan dan masukan serta saran kepada penulis selama melakukan penelitian

6. Buat sahabat seperjuangan ( Kak reje, Kak wiji, Kak Alfi, Kak Endang, Kak Dewi, Bibah, Mimi, Endah, Inur, Susi, Izut, Yuni, Rina, Titin, Ela, Fini, Femy, Eza dan Eka) tetap semangat & Semoga diberi kekuatan oleh Allah hingga janji itu terwujud. Rekan-rekan seperjuangan kimia stambuk 2006 terutama (Hary, Mardiana, Nora, Febry, Fitri, fatma, Nelvi, dan Rani).

7. Serta teman – teman yang tidak bisa dituliskan satu persatu terima kasih atas bantuan dan dukungannya.

Penulis menyadari banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini, karena itu penulis menerima saran yang bersifat membangun untuk penyempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini berguna untuk penelitian selanjutnya dan untuk kemajuan kita bersama.

Medan, 19 Mei 2011

(7)

ABSTRAK

Dalam penelitian ini telah dilakukan perbandingan campuran LDPE (50 gr)-Abu Ban Bekas (50 g) dengan variasi konsentrasi inisiator DKP (1,2,3 phr) dan variasi konsentrasi bahan pengikat silang DVB (0,1,2,3 phr). Dari hasil pencampuran LDPE (50 g)-Abu Ban Bekas (50 g)-dengan variasi konsentrasi DKP 2 phr diperoleh kekuatan tarik dan kemuluran optimum 0,89 kgf/mm2 dan 89,66 %. Sedangkan pencampuran LDPE (50 g)-Abu Ban Bekas (50 g) dengan konsentrasi 2 phr DKP dan 2 phr DVB diperoleh kekuatan tarik dan kemuluran optimum 1,04 kgf/mm2 dan 157,9%. Dari analisis SEM menunjukkan adanya pengaruh penambahan DVB yaitu dihasikannya permukaan yang lebih rata dan homogen. Dari hasil analisis FT-IR memperlihatkan bahwa tidak ada perubahan gugus fungsi, dan interaksi yang terjadi hanya interaksi fisik. Sedangkan data analisa kandungan gel menunjukkan bahwa pada campuran variasi konsentrasi LDPE-Abu Ban Bekas-DKP-DVB (b/b) : 2 phr : 2 phr menghasilkan persentase kandungan gel lebih besar karena semakin kuatnya interaksi antara komponen-komponen penyusun campuran sehingga pelarut xilena tidak dapat melarutkannya.

(8)

THE ROLE OF ADDING DIVINYL BENZENE ON THE COMPATIBILITY BLENDING POLYETHYLENE (LDPE) AND WASTE TYRE DUST

INITIATOR DICUMYL PEROXIDE

ABSTRACT

In the research has been done, blending ratio of LDPE (50 g)-waste tyre dust (50 g) variation of concentration initiator DCP (1,2,3 phr) and variation of concentration crosslink agent DVB (0,1,2,3 phr). From blending LDPE (50 g)-waste tyre dust (50 g) with concentration DCP 2 phr was found tensile strength and elasticity optimum 0,89 kgf/mm2 and 89,66 %. While blending LDPE (50 g)-waste tyre dust (50 g) with concentration 1 phr DCP and 2 phr DVB was found tensile strength and elasticity optimum1,04 kgf/mm2 and 157,9 %. From the SEM analysis result was obtained that the addition of divinylbenzene could improve surface become more flat and homogeneus. From the functional group analysis FT-IR showed functional group is not change and interaction occurring only physical interaction. Analysis of gel content indicated blending variation of concentration Low Density Polyethylene (LDPE) (50 g)-waste tyre dust (50 g)-DCP-DVB 2 phr : 2 phr blending see xylene solvent no able dissolve.

(9)

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan ii

Pernyataan iii

Penghargaan iv

Abstrak vi

Abstract vii

Daftar isi viii

Daftar gambar x

Daftar tabel xi

Daftar lampiran xii

Daftar singkatan xiii

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang 1

1.2Perumusan Masalah 3

1.3 Pembatasan Masalah 3

1.4 Tujuan Penelitian 3

1.5 Manfaat Penelitian 4

1.6 Lokasi Penelitian 4

1.7 Metodelogi Percobaan 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Polietilen 6

2.2 Ban Bekas 8

2.3 Dikumil Peroksida 9

2.4 Divinil benzena 11

2.5 Xilena 11

2.6 Karakterisasi Campuran Polimer 12

2.6.1 Analisis FT-IR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy 12 2.6.2 Skaning Elektron Mikroskopi (SEM) 15 2.6.3 Kandungan Gel (derajat sambung silang) 15

(10)

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1 Alat 18

3.2 Bahan 18

3.3 Prosedur 19

3.3.1 Preprasi Sampel 19

3.3.2 Pembuatan campuran polimer LDPE dan Abu Ban Bekas 19 3.3.3 Pembuatan campuran LDPE dan Abu Ban Bekas 19 3.3.4 Pembuatan campuran LDPE, Abu Ban Bekas, DKP dan DVB 20 3.4 Pembuatan Film Spesimen Hasil poliblen 20

3.5 Analisa dan Karaterisasi 20

3.5.1 Specimen kekuatan tarik 21

3.5.2 Analisa Permukaan dengan SEM 21

3.5.3 Analisa Spektroskopi Infra Merah (FTIR) 22

3.6 Analisa Data 22

3.7 Skema Pengambilan data 24

3.7.1 Pencampuran LDPE-Abu Ban Bekas 24

3.7.2 Pencampuran LDPE-Abu Ban Bekas-DKP 25 3.7.3 Pencampuran LDPE-Abu Ban Bekas-DKP -DVB 26 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil 27

4.1.1 Pengujian sifat mekanik berdasarkan kekuatan tarik (σt) dan

kemuluran (ε) 27

4.2 Analisis Uji Mekanis dengan Uji Tarik 29

4.3 Scanning Elektroan Microscope (SEM) 32

4.4 Analisa gugus fungsi dengan FT-IR 32

4.5 Kandungan Gel (Penentuan Derajat Sambung Silang) 34 4.6 Rancangan Mekanisme Reaksi Termoplastik Elastomer 35 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 37

5.2 Saran 37

Daftar Pustaka 38

(11)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Struktur rantai polietilena 6

Gambar 2.2 Struktur dikumil peroksida 9

Gambar 2.3 Reaksi dekomposisi dikumil peroksida 10

Gambar 2.4 Struktur divinil benzena 11

Gambar 3.1 Spesimen uji kekuatan tarik berdasarkan ASTM D 638 21 Gambar 4.1 Grafik kekuatan tarik (σt) pada campuran TPE tanpa penambahan

DVB 29

Gambar 4.2 Grafik kemuluran (ε) pada campuran TPE tanpa penambahan DVB 30

Gambar 4.3 Grafik kuat tarik (σt) pada campuran TPE dengan penambahan DVB 30

Gambar 4.4 Grafik kemuluran (ε) pada campuran TPE dengan penambahan DVB 31

Gambar 4.5 Data hasil pengujian SEM 32

Gambar 4.6 Kandungan gel 34

(12)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Sifat-sifat xilena 12

Tabel 4.1 Hasil pengujian kekuatan Tarik (σt) dan kemuluran (ε) Termoplastik Elastromer (TPE) terhadap pengaruh perbandingan variasi konsentrasi

DKP 27

Tabel 4.2 Hasil pengujian kekuatan Tarik (σt) dan kemuluran (ε) Termoplastik elastomer (TPE) terhadap penambahan variasi konsentrasi DKP

dengan variasi konsentrasi DVB 28

Tabel 4.3 Hasil analisis gugus fungsi LDPE dan abu ban bekas dengan

Menggunakan FT-IR 33

Tabel 4.4 Hasil analisis gugus fungsi LDPE, abu ban bekas, 2 phr DVB

(13)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Data kandungan gel campuran 42

Lampiran 2. Spektrum FT-IR LDPE-Abu Ban Bekas 43

(14)

DAFTAR SINGKATAN

DKP : Dikumil peroksida DVB : Divinil benzena

LDPE : Low Density Polyethylene HVA-2 : N,N’-m-phenylenebismaleimide Phr : Perseratus rubber

ASTM : American standart fortesting of material Kgf : kilogram force

FTIR : Fourier Transform Infrared Spectroscopy SEM : Skanning Elektron Mikroskopi

(15)

ABSTRAK

(16)

THE ROLE OF ADDING DIVINYL BENZENE ON THE COMPATIBILITY BLENDING POLYETHYLENE (LDPE) AND WASTE TYRE DUST

INITIATOR DICUMYL PEROXIDE

ABSTRACT

(17)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Polimer adalah makromolekul (molekul raksasa) yang tersusun dari satuan-satuan kimia sederhana yang disebut monomer, Misalnya etilena, propilena, isobutilena dan butadiene. Bahan polimer ini dapat dikelompokkan atas dua bagian yaitu polimer alamiah dan polimer sintetik (Hartomo, 1995).

Termoplastik memiliki peran utama dalam industri, dengan jenis plastik yang bervariasi. konsumsi tahunan termoplastik semakin meningkat tiap tahunnya dari sekitar 5 juta ton tahun 1950 menjadi 100 juta ton pada hari ini. Dan di India diperkirakan produksi polimer adalah 4,7 juta metrik ton per tahun. Dari jumlah ini 60-70 % untuk produksi PE. Polietilena adalah bahan termoplastik yang transparan, berwarna putih yang mempunyai titik leleh bervariasi antara 110-137oC. (M. Awang, 2007)

Polietilena memiliki kekuatan benturan – benturan yang tinggi dan tahan terhadap pelarut organik pada suhu 60oC. Kelemahan polietilena adalah pada suhu -30oC mudah pecah, kaku, mudah retak, kurang stabil terhadap pemanasan, mempunyai tegangan (tensile) yang rendah, mudah terdegradasi oleh zat pengoksida seperti asam nitrat dan hydrogen peroksida. (Ramzah ram, 2008)

(18)

Polietilena dapat teroksida diudara pada temperature tinggi atau dengan sinar UV. Struktur rantai polietilena dapat berupa linier, bercabang atau berikat silang. Beberapa struktur rantai bercabang mempunyai kekuatan yang lebih rendah karena cabang – cabang akan mengurangi gaya – gaya ikatan antar molekul. Adanya rantai – rantai cabang pada rantai polimer sehingga merupakan polimer linear yang mempunyai kristalinitas tinggi.

Ban merupakan bagian dari suatu kendaraan yang merupakan produk paling penting dan diproduksi dalam volume tinggi yang bertambah setiap tahunnya. Lebih dari setengah karet alam dan karet sintetik didunia digunakan dalam industri ban. Karet memiliki sifat yang fleksibel geseran serta permukaan yang baik, yang tahan abrasi yang tinggi, impermeabilitas yang baik terhadap udara. Sifat – sifat ini dapat menjamin kinerja ban dengan fungsi dan kondisi yang berbeda – beda. Penggunaan ban dalam volume yang tinggi menyebabkan tingginya limbah ban bekas, dan dalam hal ini peneliti ingin memanfaatkan ban bekas dalam bentuk abu ban bekas vulkanisasi. Ban bekas bersifat sangat stabil dan merupakan suatu polimer berantai panjang. Beberapa karakteristik dari ban bekas yaitu stabilitasnya dan sifatnya yang tahan lama dan tahan terhadap degradasi biologi. (Liang, L., 2004)

Pencampuran termoplastik polietilena dengan ban bekas cenderung tidak berlangsung secara homogen. Hal ini disebabkan sifat bahan polimernya, bahwa ban bekas merupakan suatu polimer thermoset yang berarti sulit untuk meleleh atau sulit untuk diuraikan menjadi komponen-komponen penyusunnya (Liang,L., 2004). Penelitian terdahulu dilakukan oleh M. Awang, H. Ismail (2007), memperlihatkan bahwa campuran abu ban bekas, polipropilena, DKP dan HVA-2 menghasilkan peningkatan kekuatan tarik dari campuran. Peningkatan terlihat dengan semakin

(19)

tingginya jumlah abu ban bekas yang digunakan maka semakin meningkat kekuatan tariknya (M, Awang., 2007).

Berdasarkan uraian di atas, maka peneliti melakukan studi pencampuran antara LDPE-abu ban mobil bekas-DKP sebagai inisiator dan DVB sebagai bahan pengikat. Selain itu DVB yang digunakan juga dapat meningkatkan resistansi terhadap tekanan retak, bahan kimia, panas distorsi, kekerasan dan kekuatan membantu meningkatkan stabilitas termal dari komposisi resin epoksi. Sehingga diharapkan penambahan DVB dapat meningkatkan proses ikat silang dan menghasilkan kompatibilitas campuran yang lebih baik. Dengan demikian dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan barang-barang berkualitas tinggi.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, maka dirumuskan masalah sebagai berikut:

1. Bagaimana pengaruh penambahan DVB terhadap campuran LDPE-abu ban bekas.

2. Bagaimana sifat kekuatan tarik, morfologi permukaan dan derajat ikat silang dari campuran LDPE-abu ban bekas dengan dan tanpa penambahan DVB.

1.3Pembatasan Masalah

Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi pada :

(20)

2. Perbandingan variasi konsentrasi DVB/DKP : 1 phr : 1 phr, 1 phr : 2 phr, 1 phr : 3 phr, 2 phr : 1 phr, 2 phr : 2 phr, 2 phr : 3 phr, 3 phr : 1 phr, 3 phr : 2 phr, 3 phr : 3 phr.

3. Suhu pada saat dal internal mixer adalah 175oC 4. Waktu yang dibutuhkan adalah 45 menit

5. Parameter yang diamati meliputi uji tarik, SEM, dan FT-IR

1.4Tujuan Penelitian

1. Untuk mengetahui bagaimana pengaruh penambahan DVB terhadap campuran LDPE-abu ban bekas.

2. Untuk mengetahui bagaimana sifat kekuatan tarik, morfologi permukaan dan derajat ikat silang dari campuran LDPE-abu ban bekas dengan dan tanpa penambahan DVB.

1.5Manfaat Penelitian Adanya penelitian ini :

1. Dapat memberi informasi ilmiah tentang pengaruh penambahan DVB dalam campuran termoplastik elastomer khususnya campuran LDPE-abu ban bekas dan diperoleh sifat fisik dan mekanik yang lebih baik dari campuran tersebut sehingga dapat diaplikasikan dalam bidang industry menjadi produk yang memiliki nilai tambah.

2. Dapat memanfaatkan limbah abu ban bekas menjadi produk yang lebih berkualitas.

(21)

1.6Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Polimer dan kimia Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara dan Laboratorium Bea Cukai Belawan.

1.7Metodelogi Percobaan

Penelitian yang dilakukan bersifat eksperimental laboratorium. Pengolahan pencampuran dilakukan dengan memvariasikan berat DKP dan DVB. Hasil pencampuran berupa poliblen kering dicetak tekan berupa film. Analisa pencampuran diamati dengan uji tarik, SEM dan analisis FT-IR.

Variabel yang digunakan pada penelitian adalah : Variabel bebas : - variasi berat (phr) DKP

- variasi berat (phr) DVB Variabel tetap : - berat (gr) LDPE

- berat (gr) abu ban bekas - suhu internal mixer 175oC Variabel terikat : - sifat mekanik

- perubahan gugus fungsi - derajat sambung silang

(22)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1Polietilena (PE)

Berbagai jenis termoplastik telah banyak digunakan untuk mempersiapkan termpolastik elastomer kompatibilitas tinggi. Ini termasuk polipropilen, low-density polyethylene, uv-low-density polyethylene, liniear low density polyethylene, dikloronasi polietilen, polistiren, poliamida, etilena-vinil asetat, kopolimer, dan poli metil metakrilat. (Charoen Nakason, 2006)

Polietilena adalah bahan termoplastik yang transparan, berwarna putih yang mempunyai titik leleh bervariasi antara 110-137oC. Umumnya polietilen bersifat resisten terhadap zat kimia. Pada suhu kamar, polietilena tidak larut dalam pelarut organik dan anorganik. (Billmeyer, 1994)

Beberapa jenis polietilena antara lain : Low Density Polyethylene (LDPE), High Density Polyethylene (HDPE) dan Liniear Low Density Polyethylene (LLDPE). Low Density Polyethylene (LDPE) memliki struktur rantai bercabang yang tinggi dengan cabang-cabang yang panjang dan pendek. Sedangkan High Density Polyethylene (HDPE) mempunyai struktur rantai lurus, Liniear Low Density Polyethylene (LLDPE) memiliki rantai polimer yang lurus dengan rantai-rantai cabang yang pendek.

(23)

Gambar 2.1 Struktur rantai polietilena a. HDPE, b. LDPE, c. LLDPE

Polietilena adalah polimer yang termasuk golongan polyolefin, dengan berat molekul rata-rata (Mw) = 50.000-30.000. (Curlee, 1991)

Sifat-sifat dari polietilena sangat dipengaruhi oleh struktur rantai dan kerapatannya. LLDPE (Liniear Low Density Polietilene) merupakan suatu jenis polietilena yang paling prospektif karena kemudahan proses pembuatan dapat diproduksi dalam berbagai pembuatan yaitu proses polimerisasi menggunakan berbagai jenis katalis Zigler Natta. (Mark, 1970).

Polietilena dengan densitas rendah biasanya digunakan untuk lembaran tipis pembungkus makanan, kantung-kantung plastik, jas hujan. Sedangkan untuk polietilena yang memiliki densitas tinggi, polimernya lebih keras, namun mudah dibentuk sehingga banyak dipakai sebagai alat dapur misalnya ember, panci, juga untuk pelapis kawat dan kabel.

Campuran polimer yang mempunyai kompatibilitas pencampuaran antara komponen konstituen dari poliblend dapat dibuat dengan menggunakan kompatibilitas reaktif atau aditif yang berbeda, kompatibilitas pencampuran mempengaruhi

(24)

morfologi dan sifat dari poliblend. Strategi kompatibilitas pencampuran memfokuskan pada aplikasi seperti plastik daur ulang pasca-konsumen tanpa penyortiran, produksi film multi-layer, kemasan produk, serta perkembangan bahan baru berdasarkan plastik/ plastic elastomer/ campuran elastomer. (Magdy dkk, 2008)

2.2Ban Bekas

Ban merupakan bagian dari suatu kenderaan yang merupakan produk karet yang paling penting dan produksi dalam volume tinggi. Ban juga merupakan suatu bagian dan eleman terpenting pada suatu kendaraan. Lebih dari setengah karet alam dan karet sintetik didunia digunakan dalam industri ban.

Perkembangan industri ban berawal dari perubahan struktur kendaraan yang terjadi secara konstan, dengan meningkatnya tenaga mesin, akselerasi yang tinggi, serta kecepatan kenderaan. Oleh karena itu, suatu perbedaan sangat terlihat antara penemuan ban pertama kali oleh Thomasen pada tahun 1845 dengan perkembangan praktikal pada tahun 1888 oleh seorang ilmuan Inggris John Dunlop, penemuan ban sintetik pertama kali pada tahun 1912 hingga produksi ban yang sangat tinggi pada saat ini (Hofmann, W., 1989).

Ban saat ini secara esensial merupakan suatu komposit karet. Ban diproduksi dari beberapa komponen yang terpisah seperti tread, inelainer, beads, belds, dan lain-lain serta komponen-komponen yang berbeda yang memiliki kandungan bahan pengisi yang tinggi, seperti campuran elastomer dan bermacam-macam aditif. Zat aditif ini (yang terkandung didalamnya dapat diklasifikasikan sebagai zat pemvulkanisasi, aktifator vulkanisasi dan zat pemercepat atau akselerator serta bahan pengisi (penguat,

(25)

semi penguat, atau bukan penguat), anti degradasi, bahan pelunak dan plastisizer, pigmen, dan bahan pewarna organik, serta zat aditif khusus.

Komponen karet merupakan suatu bahan teknik yang banyak digunakan dalam industri ban, karena memiliki sifat yang fleksibel geseran serta permukaan yang baik, yang tahan abrasi yang tinggi, impermeabilitas yang baik terhadap udara. Sifat-sifat ini dapat menjamin kinerja ban dengan fungsi dan kondisi yang berbeda-beda. Teknologi kompon dan material karet cenderung mengalami proses dekomposisi katalitik secara thermal pada kompon karet ban dan karekterisasi produk (Liang, L., 2004).

Ban dalam biasanya digunakan pada ban sepeda, ban sepeda motor, dan kenderaan seperti bus, atau truk berat dan traktor yang dirancang mempunyai ban dalam. Ban dalam merupakan suatu bahan yang dibentuk dari suatu material yang tak dapat tembus seperti karet sintetis yang bersifat lembut dan elastis untuk mencegah bocornya udara. Ban dalam berada didalam bagian ban luar untuk menjaga tekanan udara. Dalam hal ini, peneliti menggunakan ban luar mobil bekas.

Ban bekas bersifat sangat stabil dan merupakan suatu polimer berantai panjang. Beberapa karekteristik dari ban bekas yaitu stabilitasnya dan sifatnya yang tahan lama, yang sangat menarik dan kelayakannya selama pemakaian, yang memberikan suatu perlawanan selama pemakaiannya. Faktanya adalah bahwa ban bekas merupakan suatu polimer thermoset yang berarti sulit untuk meleleh atau sulit untuk diuraikan menjadi komponen-komponen penyusunnya. Ban bekas bersifat tahan terhadap degradasi biologi (Liang, L., 2004).

(26)

2.3Dikumil Peroksida C O CH3 O C CH3 CH3 CH3

Gambar 2.2 Struktur dikumil peroksida

Senyawa peroksida ini dapat digunakan sebagai pembentuk radikal bebas dengan andanya energi panas yang temperaturnya sesuai dengan jenis peroksidanya. Seperti yang ditunjukkan dibawah ini dekomposisi dikumil peroksida pada suhu 160oC.

Gambar 2.3 Reaksi dekomposisi dikumil peroksida

(Thitithammawong, 2007) C O CH₃ O C CH₃ CH₃ C O CH₃ CH₃

2 CH3 + 2 C CH₃ O

Asetophenon

2 RH (substrat) 2 RH (substrat)

2 _C

CH₃

+ 2R

2 CH4 + 2R

CH3

radikal kumiloksi (2-phenylpropanoxy)

phenyl 2-propanol pemanasan

(27)

Dari dekomposisi dikumil peroksida pada 175oC menghasilkan sejumlah kecil produk metana, asepthon, 2 phenylpropanol, radikal metal. Kedua radikal ini sangat reaktif untuk mengabstraksi atom-atom hydrogen dari rantai polimer. (Naskar, 2004)

2.4Divinil benzena

CH=CH2

Gambar 2.4 Struktur divinil benzena

Rumus molekul divinil benzena C10H10, titik didihnya 195oC, tidak larut dalam

air dan larut dalam etanol dan eter, dan memiliki titik nyala 76oC. Ketika bereaksi bersama-sama dengan stirene, divinil benzena dapat digunakan sebagai monomer reaktif dalam resin polyester. Stiren dan divinil benzena bereaksi secara bersama-sama menghasilkan kopolimer stirene divinil benzena. Pada pabrik plastik, divinil benzena digunakan dalam industri plastik untuk mengikat silang dan memodifikasi material-material dan untuk membantu proses kopolimerisasi. Dapat juga meningkatkan resistansi terhadap tekanan retak, bahan kimia, panas distorsi, kekerasan dan kekuatan. (James,W., 2005)

(28)

2.5Xilena

p-Xylene digunakan sebagai bahan baku dalam produksi asam tereftalat dan

dimetil tereftalat, baik monomer yang digunakan dalam produksi polyethylene terepthalate (PET) botol plastic dan polyester pakaian. Xilena sering digunakan sebagai pelarut karet, digunakan sebagai thinner untuk cat.

Tabel 2.1 Sifat-sifat xilena

No. Parameter

1. Rumus molekul C8H10, C6H4(CH3)2

2. Titik Lebur -47,4oC

3. Titik didih 138,5oC

4. Titik Nyala 30oC

2.6Karakterisasi Campuran Polimer

Karakterisasi dilakukan untuk mengetahui dan menganalisa campuran polimer. Karakterisasi yang dilakukan menggunakan faurier transform infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), uji tarik dan kandungan gel.

(29)

2.6.1 Analisis FT – IR ( Fourier Transform Infrared Spectroscopy )

Spektroskopi infra merah merupakan metode yang sangat luas digunakan untuk karakterisasi struktur molekul polimer, karena memberikan banyak informasi. Perbandingan posisi adsorpsi dalam spectrum infra merah suatu sampel polimer dengan daerah absorpsi dalam spectrum infra merah suatu sampel polimer dengan daerah absorpsi karekteristik, menunjukkan identifikasi pada keberadaan ikatan dan gugus fungsi dalam polimer (Rabek, J.F, 1975).

Sampel yang digunakan untuk analisa dapat berupa padat, cair dan gas. Metode penyiapan untuk polimer antara lain melarutkan polimer ke dalam suatu pelarut seperti karbon bisulfida, karbon tetra klorida atau kloform, pembuatan film transparan dan metode pellet Kbr.

Kelebihan-kelebihan dari FT-IR mencakup persyaratan ukuran sampel yang kecil, perkembangan spektrum yang cepat, dan karena instrumen ini memiliki computer yang terdedikasi, kemampuan untuk menyimpan dan memanipulasi spektrum (Stevens, M.P., 2001).

Pada saat ini spektrofotometer infra merah sering digunakan untuk keperluan analisa kuantitatif, akan tetapi sering digunakan untuk analisa kualitatif dengan spektrofotometer ultra-lembayung dan sinar tampak. Penggunaan spektrofotometer infra merah dimaksudkan untuk analisa yang lebih banyak ditujukan untuk identifikasi senyawa organik.

Pada tahun 1935 beberapa perusahaan kimia telah menggunakan spektrofotometer infra merah untuk analisa kuantitatif senyawa organik. Hal ini mungkin disebabkan spektrum infra merah senyawa organik yang bersifat khas karena

(30)

mempunyai gugus fungsi yang berbeda-beda. Sehingga senyawa yang berbeda akan mempunyai struktur yang berbeda pula. Sistem analisa spektroskopi infra merah telah memberikan keunggulan dalam mengkarakterisasi senyawa organik dan formulasi bahan-bahan polimer.

Analisa infra merah menyangkut penentuan gugus fungsi dari molekul yang memberikan regangan pada daerah serapan infra merah. Dimana daerah serapan infra merah terletak antara spectrum elektromagnetik sinar tampak dan spektrum radio yaitu 4000-400 cm-1. Ahli kimia organik pada tahun 1930 secara serius mulai memikirkan spektra infra merah sebagai salah satu yang memungkinkan untuk mengidentifikasi senyawa melalui gugus fungsinya (Silverstain, R.M., 1986).

Hubungan kuantitatif antara konsentrasi (C) dan adsobsi (A) pada spektroskopi infra merah diberikan oleh persamaan Lambert – Beer :

………...……..(2.1)

ε = Absorbsifitas molar

L = Tebal sampel (jarak yang ditempuh sinar IR yang menembus sampel) Hubungan intensitas radiasi, absorbansi (A) didefenisikan sebagai :

……….(2.2) lo = Intensitas radiasi sebelum melewati sampel

(31)

Untuk mengukur serapan gugus dari serapan spektrum infra merah digunakan cara dasar tangen. Seperti terlihat pada gambar 2.3 dengan menggunakan metode garis AC, maka harga lo adalah panjang BE dan I = De, sehingga harga absorbansi adalah :

………(2.3)

Hal ini dilakukan mengingat transmisi 100% tidak pernah dicapai karena adanya serapan dari medium (serapan latar belakang).

Analisis infra merah memberikan informasi tentang kandungan aditif, panjang rantai, struktur polimer. Di samping itu analisis mengenai bahan polimer yang terdegradasi oksidatif dengan munculnya gugus karbonil dan pembentukan ikatan rangkap rantai polimer. Gugus lain yang menunjukkan terjadinya degradasi oksidatif adalah gugus karbonil dan karboksilat. Umumnya pita serapan polimer pada spektrum infra merah adalah adanya ikatan C/H/regangan pada daerah 2880 cm-1 s/d 2900cm-1 dan regangan dari gugus lain yang mendukung suatu analisa mineral (Hummel, D.O., 1985).

2.6.2 Skanning Elektron Mikroskopi (SEM)

Skanning Elektron Mikroskopi (SEM) merupakan alat yang dapat membentuk bayangan permukaan. Struktur permukaan suatu benda uji dapat dipelajari dengan mikroskop electron pancaran karena jauh lebih mudah untuk mempelajari struktur permukaan itu secara langsung.

(32)

Pada dasarnya SEM menggunakan sinyal yang dihasilkan elektron dan dipantulkan atau berkas sinar elekton sekunder. SEM meggunakan prinsip skanning dengan prinsip utamanya adalah berkas elektron diarahkan pada titik-titik permukaan spesimen. Gerakan elektron diarahkan dari satu titik ke titik lain pada permukaan spesimen.

Jika seberkas sinar elektron ditembakkan pada permukaaan spesimen maka sebagian dari elektron itu akan dipantulkan kembali dan sebagian lagi di teruskan. Jika permukaan spesimen tidak rata, banyak lekukan, lipatan atau lubang-lubang maka tiap bagian permukaan itu akan memantulkan elektron dengan jumlaah dan arah yang berbeda dan jika ditangkap detektor akan diteruskan ke sistem layer dan akan diperoleh gambaran yang jelas dari permukaan spesimen dalam bentuk tiga dimensi (Nur, 1997).

2.6.3 Kandungan Gel (derajat sambung silang)

Penentuan derajat sambung silang dilakukan dengan menentukan kandungan gel bahan. Pelarut yang digunakan adalah xilena yang dapat melarutkan karet sintesis. Kandungan gel dalam sampel diukur dengan teknik ekstraksi. Sampel ditimbang dan selanjutnya dimasukkan dalam tabung soklet yang dibawahnya terdapat pelarut xilena yang dipanaskan pada titik didihnya selama 8 jam. Setelah proses ekstraksi selesai, sampel dikeringkan dan ditimbang kembali.

Persentase kandungan gel (derajat sambung silang) dalam sampel diperoleh dengan perhitungan :

(33)

………..(2.4)

Dimana, Wg = berat sampel setelah diekstraksi

Wo = berat sampel sebelum ekstraksi (Halimatuddaliana, Ismail.,2008)

2.6.4 Kekuatan Tarik

Sifat-sifat mekanik pada polimer dapat dinyatakan dalam beberapa parameter yaitu modulus elastisitas (modulus young), kuat tarik (tensile strengh), kuat tekan (inpact strength) dan kuat leleh (fattyque strength) untuk bahan polimer, parameter-parameter mekanik tersebut dapat diperoleh dari kurva tegangan regangan. Sifat tegangan regangan polimer sangat dipengaruhi oleh laju deformasi (laju regangan) suhu dan lingkungan adanya air, oksigen dan pelarut organik. Pada umumnya penurunan laju deformasi sama dengan laju peningkatan temperatur terhadap sifat tegangan regangan yaitu bahan menjadi lebih lunak dan lebih rapuh. Tegangan dan regangan memiliki perbedaan arti, dalam hal mekanika tegangan normal merupakan gaya tegak lurus persatuan luas sedangkan regangan merupakan hasil perpanjangan.

Kekuatan tarik adalah salah satu sifat dasar dari bahan polimer. Kekuatan tarik suatu bahan didefenisikan sebagai besarnya beban maksimum (Fmaks) yang digunakan untuk memutuskan spesimen bahan dibagi dengan luas penampangnya pada keadaan semula.

……….(2.5)

(34)

Keterangan :

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

Ao = Luas penampang mula-mula (mm2)

Disamping bersama kekuatan tarik (σt) sifat mekanik bahan juga diamati dari sifat kemulurannya (ε) yang didefenisikan sebagai :

………(2.6)

Keterangan :

ε = Kemuluran (%)

Io = Panjang spesimen mula-mula (mm)

If = Panjang spesimen setelah diberi beban (mm) (wirjosentono, 1993)

(35)

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1. Alat

- Seperangkat Alat Uji Tarik Tokyo Testing Machine

- Neraca Analitik Tettler Toledo

- Fourier Transforms Infared Spectroscopy (FT-IR) Perkin Elmer - Scanning Electron Miscroscopy (SEM)

- Mikro Buret Interkey

- Internal Mixer

- Seperangkat Alat Pencetak Tekan - Statif dan klem

- Spatula - Plastik - Pipet tetes - Aluminium foil

- Seperangkat alat soklet Pyrex

3.2. Bahan

- Low Density Polyethylene (LDPE) Korea Petrochemical Co.L TD

(36)

- Dikumil Peroksida Aldrich Chemical Industries.co

- Divinil benzena pa.Merck

- Xilena pa. Merck

3.3. Prosedur Kerja.

3.3.1 Preparasi Sampel

- Ditimbang berat poliblen berdasarkan variasi berat masing-masing DKP (1,2,3) phr dan DVB (1,2,3) phr

- Ditimbang berat LDPE dan abu ban bekas masing – masing sebanyak 50 gr.

3.3.2 Pembuatan campuran polimer LDPE-Abu Ban Bekas

Mula-mula dimasukkan LDPE sebanyak 50 ± 0,001 gram ke dalam internal mixer pada suhu 175oC sampai melebur. Kemudian setelah LDPE melebur ditambahkan abu ban bekas sebanyak 50 ± 0,001 gram ke dalam internal mixer, digiling sampai homogen. Akhirnya didapat poliblen LDPE dan abu ban bekas, didinginkan sampai terbentuk poliblen kering.

3.3.3. Pembuatan campuran polimer LDPE-Abu ban bekas-DKP tanpa DVB

Mula-mula dimasukkan LDPE sebanyak 50 ± 0,001 gram kedalam internal mixer pada suhu 175oC sampai melebur. Kemudian setelah LDPE melebur ditambahkan abu

(37)

ban bekas sebanyak 50 ± 0,001 gram ke dalam internal mixer, digiling sampai homogen. Ditambahkan DKP sebanyak 1 phr, digiling sampai homogen. Akhirnya didapat poliblen LDPE-Abu ban bekas dan DKP. Didinginkan sampai terbentuk poliblen kering. Perlakuan yang sama dilakukan dengan variasi DKP 2,3 phr.

3.3.4. Pembuatan campuran polimer LDPE-Abu ban bekas-DKP-DVB

Mula-mula dimasukkan LDPE sebanyak 50 ± 0,001 gram kedalam internal mixer pada suhu 175oC sampai melebur. Kemudian setelah LDPE melebur ditambahkan abu ban bekas sebanyak 50 ± 0,001 gram ke dalam internal mixer, digiling sampai homogen. Ditambahkan DKP sebanyak 1 phr, digiling sampai homogen. Kemudian ditambahkan 1 phr DVB. Akhirnya didapat poliblen LDPE-Abu ban bekas-DKP-DVB. Didinginkan sampai terbentuk poliblen kering. Perlakuan yang sama dilakukan dengan variasi konsentrasi DKP/ DVB : 1 phr : 2 phr, 1 phr : 3 phr, 2 phr : 1 phr, 2 phr : 2 phr, 2 phr : 3 phr, 3 phr : 1 phr, 3 phr : 2 phr, 3 phr : 3 phr.

3.4 Pembuatan Film Spesimen Hasil poliblen

Hasil pencampuran diletakkaan dalam lempeng aluminium yang berukuran 15cm x 15 cm yang telah dilapisi dengan aluminium foil. Alat hot press diset pada temperatur 175 oC. campuran ditimbang sebanyak 100 gram dan diletakkan ditengah cetakan yang berbeda dua glassy plate. Kemudian dimasukkan ketempat sampel pada alat hot press dan dibiarkan selama 5 menit tanpa tekanan. Setelah itu diberi tekanan 100 kgf/cm2

(38)

dan dibiarkan selama 20 menit. Sampel sambil diambil dari alat hot press dan didinginkan. Perlakuan ini dilakukan untuk semua komposisi campuran.

3.5 Analisa dan Karakterisasi

Film campuran polimer digunakan untuk karakterisasi spectra FTIR, SEM, dan uji sifat mekanik. Pengambilan foto permukaan campuran untuk melihat morfologi polimer dilakukan dengan menggunakan alat SEM merk shimadzu. Uji sifat mekanik dengan menggunakan alat uji tarik merk shimadzu. Pengujian ini dilakukan untuk menentukan kekuatan saat putus dan daya regang campuran. Perubahan gugus fungsi diamati dengan spektrofotometer IR merk Perkin Elementer 1600 series.

3.5.1 Specimen kekuatan tarik.

Spesimen yang digunakan untuk uji kekuatan tarik berdasarkan ASTM D 638 seperti terlihat pada gambar 3.1. Rangkaian alat uji tarik diset sesuai dengan yang diperlukan. Kecepatan tarik 50 mm/ menit dan beban maksimum 10 kgf. sampel yang sudah berbentuk dumbell dijepitkan pada alat uji tarik, kemudian alat dijalankan dan data yang dihasilkan diamati pada monitor.

165 mm 50 mm

57 mm

13 mm

2 mm

(39)

3.5.2 Analisa Permukaan dengan SEM

Proses pengamatan mikroskopis menggunakan SEM diawali dengan merekatkan sampel dengan “Stab” yang terbuat dari logam. Kemudian setelah sampel dibersihkan dengan alat peniup, sampel dilapisi dengan emas bercampur palladium dalam suatu ruangan (Vacum Evaporator) yang betekanan 1492.102 atm. sampel selanjutnya dimasukkan kedalam ruangan yang khusus dan kemudian disinari dengan pancaran elektron bertenaga lebih kurang 15 Kvolt sehingga sampel mengeluarkan elektron sekunder dan elektron terpental yang dapat dideteksi dengan detektor scientor yang kemudian diperkuat dengan suatu rangkaian listrik yang menyebabkan timbulnya gambar CRT (Chatode Ray Tube). Pemotretan dilakukan setelah memilih bagian tertentu dari objek (sampel) dan perbesaran yang diinginkan sehingga diperoleh foto yang baik dan jelas.

3.5.3 Analisa Spektroskopi Infra Merah (FTIR)

Film sepesimen dijepit pada tempat sampel kemudian diletakkan pada alat kearah sinar infra merah. Hasil akan direkam kedalam kertas berskala aluran kurva bilangan bergelombang terhadap intensitas, hasilnya dapat dilihat pada spektra FTIR.

3.6. Analisa Data

(40)

1. Untuk data kekuatan tarik dan kemuluran, setelah dilakukan penelitian diperoleh hasil tegangan (Fmaks) dan regangan (lf – l0), maka dapat ditentukan nilai kekuatan tariknya dengan rumus :

………(3.1) Keterangan :

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

Ao = Luas penampang mula-mula (mm2) Dan nilai kemuluran dapat dihitung dengan rumus :

……….(3.2)

Keterangan :

ε = Kemulaan (%)

Io = Panjang spesimen mula-mula (mm)

If = Panjang spesimen setelah diberi beban (mm)

2. Perhitungan pemakai bahan – bahan kimia dalam perseratus abu ban bekas (phr)

(41)

Massa jenis DKP : 1,56 g/ml,

……….……….(3.3)

Perhitungan yang sama dilakukan untuk perbandingan variasi konsentrasi DVB/DKP (b/b) : 1 phr : 1 phr, 2 phr : 1 phr, 3 phr : 1 phr, 1 phr : 2 phr, 2 phr : 2 phr, 3 phr : 2 phr, 1 phr : 3 phr, 2 phr : 3 phr, 3 phr : 3 phr.

(42)

3.7 Skema Pengambilan Data

3.7.1 Pencampuran LDPE-Abu Ban Bekas 50 gr LDPE

Dimasukkan kedalam internal mixer Diinternal mixer pada suhu 175oC Dibiarkan selama 20 menit

Ditambahkan 50 gr abu ban bekas Dibiarkan 25 menit

Diamati alat internal mixer lalu dikeluarkan hasilnya

Campuran LDPE-abu ban bekas

Diletakkan dalam cetakan Dicetak tekan pada suhu 175oC Bentuk Film

Uji tarik

Uji SEM

Dikarakterisasi

Uji FT-IR Analisa

(43)

3.7.2 Pencampuran LDPE-Abu Ban Bekas-DKP

3. 4. 5.

Catatan : Dilakukan perlakuan yang sama untuk penambahan variasi konsentrasi DKP 2 phr dan 3 phr

Dimasukkan kedalam internal mixer Diinternal mixer pada suhu 175oC Dibiarkan selama 20 menit

Ditambahkan 50 gr abu ban bekas Dibiarkan 15 menit

Dimasukkan 1 phr DKP

Dibiarkan bercampur selama 10 menit Diamati alat internal mixer lalu dikeluarkan hasilnya

Campuran LDPE-Abu ban bekas-DKP

Diletakkan dalam cetakan Dicetak tekan pada suhu 175oC Bentuk Film

Uji tarik

Uji SEM

Dikarakterisasi

Uji FT-IR Analisa

kandungan gel 50 gr LDPE

(44)

3.7.3 Pencampuran LDPE-Abu Ban Bekas-DKP-DVB

3. 4. 5.

Catatan : Dilakukan perlakuan yang sama untuk penambahan variasi konsentrasi DVB/DKP (b/b) 2 phr : 1 phr, 3 phr : 1 phr, 1 phr : 2 phr, 2 phr : 2 phr, 3 phr : 2 phr, 1 phr : 3 phr, 2 phr : 3 phr, 3 phr : 3 phr.

Dimasukkan kedalam internal mixer Diinternal mixer pada suhu 175oC Dibiarkan selama 20 menit Ditambahkan 50 gr abu ban bekas Dibiarkan 15 menit

Dimasukkan 1 phr DKP Diamati alat internal mixer Ditambahkan 1 phr DVB

Dibiarkan bercampur selama 10 menit Diamati alat internal mixer lalu dikeluarkan hasilnya

Diletakkan dalam cetakan Dicetak tekan pada suhu 175oC Bentuk Film Uji tarik Uji SEM Dikarakterisasi Uji FT-IR Analisa kandungan gel 50 gr LDPE

Dimasukkan kedalam internal mixer Diinternal mixer pada suhu 175oC Dibiarkan selama 20 menit

Ditambahkan 50 gr abu ban bekas Dibiarkan 15 menit

Dimasukkan 1 phr DKP Diamati alat internal mixer Ditambahkan 1 phr DVB

Dibiarkan bercampur selama 10 menit Diamati alat internal mixer lalu dikeluarkan hasilnya

(45)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

4.1.1 Pengujian sifat mekanik berdaasarkan kekuatan tarik (σt) dan kemuluran

(ε)

Data hasil pengaruh perbandingan variasi konsentrasi DKP terhadap pengujian

kekuatan tarik (σt) dan kemuluran (ε) Termoplastik Elastromer (TPE) sebagai berikut :

Tabel 4.1. Data hasil pengujian kekuatan Tarik (σt) dan kemuluran (ε) Termoplastik Elastromer (TPE) terhadap pengaruh perbandingan variasi konsentrasi DKP.

Komposisi Tegangan

(Load) Kgf Regangan (Stroke) mm/menit Kuat Tarik (σt)

Kgf/mm2

Kemuluran

(ε)

% No. LDPE

(g) Abu Ban Bekas (g) DKP (phr)

1. 50 50 - 6,68 51,44 0,56 102,88

2. 50 50 1 6,90 72,14 0,58 144,28

3. 50 50 2 10,72 44,83 0,89 89,66

(46)

Data hasil pengujian pengaruh perbandingan variasi konsentrasi DKP dengan

penambahan varisi konsentrasi DVB terhadap kekuatan Tarik (σt) dan kemuluran (ε) Termoplastik elastomer (TPE) sebagai berikut :

Tabel 4.2 Data hasil pengujian kekuatan Tarik (σt) dan kemuluran (ε) Termoplastik elastomer (TPE) terhadap penambahan variasi konsentrasi DKP dengan variasi konsentrasi DVB.

Komposisi Tegang

an (Load) Kgf Regang an (Stroke) mm/mnt Kuat tarik (σt)

Kgf/mm2

Kemu luran

(ε)

% No. LDPE

(g) Abu Ban Bekas (g) DVB (phr) DKP (phr)

1. 50 50 1 1 9,13 30,35 0,76 60,7

2. 50 50 1 2 9,25 51,37 0,77 102,74

3. 50 50 1 3 9,37 72,39 0,78 144,78

4. 50 50 2 1 10,27 43,13 0,85 86,26

5. 50 50 2 2 12,52 78,95 1,04 157,9

6. 50 50 2 3 9,12 64,14 0,92 128,28

7. 50 50 3 1 10,52 36,79 0,87 73,58

8. 50 50 3 2 9,15 61,27 0,76 122,54

(47)

4.2 Analisis Uji Mekanis dengan Uji Tarik

Analisis uji mekanis yang akan diuji adalah campuran LDPE-Abu ban bekas, LDPE-Abu ban bekas-DKP, dan LDPE-Abu ban bekas-DKP-DVB dilakukan menggunakan uji mekanis, uji tarik, untuk mengetahui besarnya kekuatan tarik dan persentase kemuluran sampel pada berbagai variasi komposisi pencampuran. Penentuan kekuatan tarik dilakukan dengan pemberian beban (tegangan) pada specimen sehingga terjadi perubahan panjang (regangan) yang selanjutnya menyebabkan spesimen menjadi putus.

Pengujian sifat mekanis ini penting untuk melihat tingkat kompatibilitas suatu campuran polimer dan untuk menentukan campuran polimer yang akan dipilih sesuai dengan sifat mekanis yang akan diinginkan. Variasi komposisi campuran dari polimer menghasilkan tingkat kompatibilits yang berbeda. Derajat kompatibilitas menggambarkan kekuatan interaksi yang terjadi antara rantai-rantai polimer, sehingga membentuk campuran yang homogen ( Mustafa, I., 2010).

(48)

Gambar 4.1 Grafik kekuatan tarik (σt) pada campuran TPE tanpa penambahan

DVB

Gambar 4.2 Grafik kemuluran (ε) pada campuran TPE tanpa penambahan DVB

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

1 2 3

K e k u a ta n t a ri k ( K g f/ m m 2)

Variasi dikumil peroksida (phr)

0 20 40 60 80 100 120 140 160

1 2 3

K e m ul ur a n ( % )

(49)

Dari data yang diperoleh, hasil pengukuran kekuatan tarik dan kemuluran dari campuran LDPE-Abu ban bekas-DKP tanpa penambahan DVB ditunjukkan dalam bentuk grafik pada gambar 4.1 dan gambar 4.2. Dari grafik tersebut dapat dilihat hasil yang lebih baik pada campuran TPE dengan variasi 2 phr DKP dengan nilai kekuatan tarik 0,89 kgf/mm2 dan kemuluran 89,66 %.

Gambar 4.3 Grafik kuat tarik (σt) pada campuran TPE dengan penambahan

(50)

Gambar 4.4 Grafik kemuluran (ε) pada campuran TPE dengan penambahan

DVB

Gambar menunjukkan perbandingan kekuatan tarik dan kemuluran campuran LDPE-Abu ban bekas- DKP dengan penambahan DVB. Dapat dilihat bahwa kekuatan tarik meningkat. Hal ini menunjukkan bahwa keberadaan DVB menyebabkan peningkatan homogenitas (kompak). Dimana LDPE-Abu ban bekas-DVB yang telah bereaksi dengan DKP radikal saling berikatan satu sama lain sehingga terbentuk antar muka yang kompak yang lebih mampu menahan beban tarikan.

Pada gambar menunjukkan hasil pengujian mekanik dengan variasi komposisi yang berbeda. Hasil optimum adalah komposisi 50 gram LDPE, 50 gram abu ban bekas, 2 phr DKP dan 2 phr DVB dengan kekuatan tarik 1,04 Kgf/mm2 dan kemuluran 157,9 %.

(51)

4.3 Scanning Elektroan Microscope (SEM)

Morfologi permukaan tidak atau dengan penambahan DVB, yang dipelajari dengan menganalisisnya menggunakan Scanning Elektron Microscopy. Gambar pertama dan kedua menunjukkan analisis campuran polimer. Telah diketahui terbentuknya ikatan antarmuka dalam matrik memperlihatkan serat-serat berikatan lebih banyak dibandingkan tanpa adanya ikatan yang terlihat dari gumpalan – gumpalan yang berkelompok seperti pada gambar yang pertama.

Gambar 4.5b menunjukkan adanya ikatan gaya antarmuka pada permukaan matriks poliblen. Sehingga betuk permukaannya lebih rata. Serat – serat saling berikatan, yang mampu memperkecil kelemahan mekanik yang terjadi pada permukaan menjadi sifat kuat tarik bahan poliblen.

Gambar 4.5a. 50 g LDPE+Abu ban bekas Perbesaran 5000 x

Gambar 4.5b. 50 g LDPE + Abu ban bekas + 2 phr DKP + 2 phr DVB Perbesaran 5000 x

(52)

4.4 Analisis gugus fungsi dengan FT-IR

Dalam analisis spektrum infra merah membantu memberikan informasi tentang perubahan gugus fungsi dan adanya interaksi secara kimia. Hasil dari spektrum FT-IR dari LDPE-abu ban bekas murni, dan pencampuran LDPE-abu ban bekas-DKP dengan DVB.

Tabel 4.3 Hasil analisis gugus fungsi LDPE dan Abu ban bekas dengan menggunakan FT-IR

Sampel Bilangan gelombang (cm-1) Gugus fungsi LDPE dan Abu Ban

Bekas

2922,1 CH

1463,1 CH2

719,2 C=CH2

Tabel 4.4 Hasil analisis gugus fungsi LDPE, Abu ban bekas, 2 phr DKP dan 2 phr DVB dengan menggunakan FT-IR

Sampel Bilangan gelombang (cm-1) Gugus fungsi LDPE, Abu ban bekas, 2

phr DKP dan 2 phr DVB

2921,0 CH

1463,0 CH2

729,1 C=CH2

Jika dibandingkan dengan spektrum campuran LDPE dan Abu ban bekas tanpa penambahan DKP dan DVB dan pencampuran LDPE-Abu ban bekas, dengan

(53)

penambahan 2 phr DVB dan 2 phr DKP terjadi pergeseran bilangan gelombang dari masing-masing komponen, tetapi tidak ada penambahan gugus fungsi yang baru dan hanya terjadi interaksi fisik. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa penambahan DVB belum sepenuhnya mampu membentuk ikatan kimia.

4.5 Kandungan Gel (Penentuan Derajat Sambung Silang)

Gambar 4.5 Kandungan gel (Penentuan Derajat Sambung Silang)

Grafik menunjukkan perbandingan kandungan gel campuran LDPE dan abu ban mobil bekas tanpa penambahan DKP dan DVB dan pencampuran LDPE-abu ban bekas, dengan penambahan 2 phr DKP dan 2 phr DVB. Dari grafik dapat dilihat bahwa hasil derajat sambung silang campuran LDPE-abu ban bekas dimana persentase kandungan gel campuran 50 gr LDPE + 50 gr abu ban bekas + 2 phr DKP + 2 phr DVB lebih tinggi (20%) dibandingkan nilai yang ditunjukkan bahan sambung silang yang lain. Gel terbentuk ketika interaksi yang kuat terbentuk antara

komponen-0 2 4 6 8 10 12

LDPE + Abu ban bekas LDPE + Abu ban bekas + DKP 2 phr + DVB 2 phr

(54)

komponen penyusun campuran. Dengan kehadiran DVB perekat antarmuka semakin erat sehingga partikel karet tidak dapat dilarutkan oleh pelarut xilena pada proses sokletasi.

4.5Rancangan Mekanisme Reaksi Termoplastik Elastomer 1. Dekomposisi dikumil peroksida membentuk radikal

2. Abstraksi hidrogen dari polimer oleh radikal kumiloksi a. Polietilena

C O

CH₃

CH₃ C

H H

Pemanasan

Polietilena radikal kumiloksi

175oC 175oC Pemanasan

175oC

(55)

C H

H H

Polietilena radikal

+ C

CH₃

CH₃ OH

phenyl 2-propanol

b. Abu ban bekas

+ Abu ban bekas

Abu ban bekas radikal

2-phenyl propanoxy

Pemanasan 175oC

(56)

3. Kombinasi rantai polimer radikal dengan pembentukan ikat silang CH-CH₂ CH-CH₂ H H CH2 C

C C C

H Sx S S H C

C C C

H Sx S S H C H C H C H + ₊ CH-CH2 CH-CH2 Termoplastik elastromer

(57)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari Penelitian diperoleh bahwa :

1. Penambahan DVB sebagai pengikat pada campuran LDPE-abu ban bekas dan DKP sebagai inisiator berpengaruh meningkatkan sifat mekanik pada campuran tersebut.

2. Sifat kekuatan tarik campuran LDPE-abu ban bekas dengan penambahan DVB lebih tinggi dibandingkan kekuatan tarik campuran LDPE-abu ban bekas tanpa penambahan DVB yakni 1,04 kgf/mm2 dan 0,56 kgf/mm2 . Sedangkan sifat morfologi permukaan pada campuran LDPE-abu ban bekas dengan penambahan DVB memperlihatkan bentuk permukaan yang lebih rata dan homogen dibandingkan campuran LDPE-abu ban bekas tanpa penambahan DVB. Dan untuk derajat ikat silang juga memperlihatkan bahwa hasil derajat ikat silang campuran LDPE-abu ban bekas dengan penambahan DVB lebih tinggi 20% dibandingkan campuran LDPE-abu ban bekas tanpa penambahan DVB.

(58)

5.2 Saran

Untuk penelitian selanjutnya agar ditambahkan bahan pengisi pada campuran LDPE-Abu ban bekas-DKP-DVB dan menambahkan parameter lain seperti pengujian stabilitas termal (waktu getas) dan analisa termogravimetri.

(59)

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2008. Yakult Minuman Probiotik Pertama. Diakses tanggal 9 Desember 2009.

Awang, M, and H. Ismail. 2007. Preparation and Characterization of

Polypropylene/Waste Trype Dust Blends With Addition of DCP and HVA-2 (PP/WTDP-HVA2). Jurnal Penelitian. School of Materials and Mineral Resource Engineering. Universiti Sains Malaysia. Nibong Tebang. Malaysia

Bill Meyer, W.F. 1984. Text Book Of Polimer Sciense. 3rd ed. New York : Jhon Willey & Sons.

Carry, M. Curos, A. Flu, T.A. 1998. The Radical Grafting of Styrene Onto

Polyethylene Intensive Mixer. Journal Application Polymer Science.p. 69.

1307-1317.

Charoen, N. Krungjit, N. Azizon, K. and Kiatkamjornwong, S. 2006. Dynamic

Vulcanisation Of Natural Rubber/High-Density Polyethylene Blend : Effect Of Compatibization Blend Ration And Curing System. Chulalongkom University.

Bangkok 10330 Thailand.

Cheremisinoff, N.P. 1990. Product Design and Testing of Polymeric Materials. New York : Marcer Dekker Inc.

Cowd, M.A, and J.G, Starle. 1991. Kimia polimer. Bandung : diterjemahkan oleh H. ITB Press.

Curle, T.R. 1991. Plastic Waste Management Contr ol, Recycling and Diposal. New Yersey : Noyes Data Corp.

(60)

havea brasiliensis. Comm, Res-Fast crops. Bogor : Balai Penelitian

Perkebunan.

Hartomo, A.J. 1993. Penentuan Analisis Polimer Aktual. Cetakan Pertama. Edisi Pertama. Yogyakarta : Andi Offset.

http://www.F/xilene.htm. Diakses tanggal 10 Oktober 2010.

tanggal 22 Februari 2010.

Hummel, D.O. 1985. Infrared Spectra polymer in The Medium and Long Wave

Lengtha Region. London : John Willey & Sons.

James, D.H. 2005. Styrene. Wenheim : Wiley-VCH.

Kartowardoyo. S. 1980. Penggunaan “Wallace-Plastimeter” untuk penentuan

Karakteristik–Karakteristik Pematangan Karet–Alam. Yogyakarta :

Universitas Gadjah Mada.

Mark, H.F. 1970. Ecyclopedia of Polymer Science and Technology. New York : John Wiley & Sons.

Magdy. 2008. Spectroscopic Analysis And Mechanical Properties Of Electron Beam

Irradiated Polypropylene/ Epoxidazed natural Rubber Polymer Blend. Faculty

A of Science. Chemistry Departement. Menoufia University. Egypt. Naskar, dkk. 2004. Influence Of various On Ageing Of Dicumyl Peroxide-Cured

Polypropylene/Ethylene-Propylene-Diene thermoplastic Vulcanizates. Duth

Polymer Institute (DPI). University of twente. Faculty of Chemical Tecnology. Departement of Rubber Technology. The Netherlands.

Nur, C. 1997. Pengaruh Radiasi Sinar Gamma dan Rapat Massa serta Sifat Mekanis

HDPE dan LDPE. Medan : Lembaga Penelitian USU

Ompusunggu, M. 1987. Pengawetan Bahan Olah Lateks Kebun. Pusat Penelitian Perkebunan Sungai Putih : Warta Perkaretan.

(61)

Rabek, J.F and Ranlay, B., 1975. Role of Singlet Oxygen in Photooxidative

Degradation and Photostabilisation of Polymer. Polymer Eng and Sci. Vol

15,1.

Ramzah, R. 2008. Karakteristik Termoplastik Polietilena dengan Serat batang Pisang

Sebagai Komposit Untuk Bahan Pelet Kayu. Tesis Pascasarjana USU.

Silverstein, R.M. 1986. Penyelidikan Spektromerik Senyawa Organik. Edisi ke-4. Jakarta : Penerbit Erlangga.

Stevens, Malcom, P. 2001. Kimia Polimer. Cetakan I. Jakarta : Pradaya Paramita. Thitithammawong, 2007. Termoplastic Vulcanizates Based On Epoxidized Natural

Rubber/Polypropylene Blends : Selection Of Optimal Peroxide Type And Concentration In Relation To Mixing Conditions. Departement of Rubber

Technology and Polymer Science. Faculty of Science and Technology. Price of Songkla University. Pattani 94000. Thailand.

Penebar Swadaya, 1992. Karet. Strategi pemasaan tahun 2000 Budidaya dan Pengolahan. Cetakan V. jakarta : PT. Penebar Swadaya.

Wirjosentono, B. 1993. Upaya Pencegahan Pelepasan dan Kontaminasi Aditif

(62)

(63)

Lampiran 1. Data kandungan gel campuran

Kemuluran Berat sesudah (gr)

50 gr LDPE + 50 g Abu Ban Bekas 7,6830 50 gr LDPE + 50 g Abu Ban Bekas + 2

phr DKP + 2 phr DVB

(64)

(65)

Lampiran 3. Spektrum FT-IR LDPE-Abu Ban Bekas-DKP 2 phr-DVB 2 phr

(1)

havea brasiliensis. Comm, Res-Fast crops. Bogor : Balai Penelitian Perkebunan.

Hartomo, A.J. 1993. Penentuan Analisis Polimer Aktual. Cetakan Pertama. Edisi Pertama. Yogyakarta : Andi Offset.

http://www.F/xilene.htm. Diakses tanggal 10 Oktober 2010.

tanggal 22 Februari 2010.

Hummel, D.O. 1985. Infrared Spectra polymer in The Medium and Long Wave Lengtha Region. London : John Willey & Sons.

James, D.H. 2005. Styrene. Wenheim : Wiley-VCH.

Kartowardoyo. S. 1980. Penggunaan “Wallace-Plastimeter” untuk penentuan Karakteristik–Karakteristik Pematangan Karet–Alam. Yogyakarta : Universitas Gadjah Mada.

Mark, H.F. 1970. Ecyclopedia of Polymer Science and Technology. New York : John Wiley & Sons.

Magdy. 2008. Spectroscopic Analysis And Mechanical Properties Of Electron Beam Irradiated Polypropylene/ Epoxidazed natural Rubber Polymer Blend. Faculty A of Science. Chemistry Departement. Menoufia University. Egypt.

Naskar, dkk. 2004. Influence Of various On Ageing Of Dicumyl Peroxide-Cured Polypropylene/Ethylene-Propylene-Diene thermoplastic Vulcanizates. Duth Polymer Institute (DPI). University of twente. Faculty of Chemical Tecnology. Departement of Rubber Technology. The Netherlands.

Nur, C. 1997. Pengaruh Radiasi Sinar Gamma dan Rapat Massa serta Sifat Mekanis HDPE dan LDPE. Medan : Lembaga Penelitian USU

Ompusunggu, M. 1987. Pengawetan Bahan Olah Lateks Kebun. Pusat Penelitian Perkebunan Sungai Putih : Warta Perkaretan.

(2)

Rabek, J.F and Ranlay, B., 1975. Role of Singlet Oxygen in Photooxidative Degradation and Photostabilisation of Polymer. Polymer Eng and Sci. Vol 15,1.

Ramzah, R. 2008. Karakteristik Termoplastik Polietilena dengan Serat batang Pisang Sebagai Komposit Untuk Bahan Pelet Kayu. Tesis Pascasarjana USU.

Silverstein, R.M. 1986. Penyelidikan Spektromerik Senyawa Organik. Edisi ke-4. Jakarta : Penerbit Erlangga.

Stevens, Malcom, P. 2001. Kimia Polimer. Cetakan I. Jakarta : Pradaya Paramita. Thitithammawong, 2007. Termoplastic Vulcanizates Based On Epoxidized Natural

Rubber/Polypropylene Blends : Selection Of Optimal Peroxide Type And Concentration In Relation To Mixing Conditions. Departement of Rubber Technology and Polymer Science. Faculty of Science and Technology. Price of Songkla University. Pattani 94000. Thailand.

Penebar Swadaya, 1992. Karet. Strategi pemasaan tahun 2000 Budidaya dan Pengolahan. Cetakan V. jakarta : PT. Penebar Swadaya.

Wirjosentono, B. 1993. Upaya Pencegahan Pelepasan dan Kontaminasi Aditif Plastik. Medan : Media Farmasi FMIPA USU.

(3)

(4)

Lampiran 1. Data kandungan gel campuran

Kemuluran Berat sesudah (gr)

50 gr LDPE + 50 g Abu Ban Bekas 7,6830 50 gr LDPE + 50 g Abu Ban Bekas + 2

phr DKP + 2 phr DVB

(5)

(6)

Lampiran 3. Spektrum FT-IR LDPE-Abu Ban Bekas-DKP 2 phr-DVB 2 phr

Peranan Divinil Benzena Terhadap Kompatibilitas Campuran Low Density Polyethylene (LDPE) Dan Abu Ban Bekas Menggunakan Inisiator Dikumil Peroksida