pemutusan ikatan dan substitusi dalam struktur kristal. Pemutusan ikatan di sekitar sudut
satuan silika-alumina
dalam montmorilonit
akan menimbulkan
ketidakseimbangan muatan permukaan. Substitusi Al
3+
untuk Si
4+
dalam lembar tetrahedral dan substitusi ion-ion valensi lebih rendah, terutama Mg
2+
untuk Al
3+
dalam lembar oktahedral menghasilkan muatan yang tidak seimbang pada satuan struktur
montmorilonit Galimberti, 2011.
Tabel 2.2 Harga Rata-Rata Kapasitas Tukar Kation
Jenis Mineral KTK mek100 gram
Montmorillonit 80-120 Hektorit
120 Saponit 85
Vermikulit 150 Kaolinit 3-15
Sepiolit-palygorskit 20-30 Allophan
25 Imogolit
17-40 Sumber: Galimberti, 2011
2. 1. 6 Interkalasi Bentonit
Salah satu kekurangan clay adalah sifatnya yang hidrofilik sehingga dapat menyebabkan aglomerasi mineral clay dalam matriks polimer yang bersifat hidrofobik.
Kekurangan ini dapat diatasi dengan menginterkalasikan kation organik seperti asam amino atau alkil amonium membentuk organoclay yang bersifat hidrofobik.
Peningkatkan basal spacing setelah proses interkalasi juga dapat meningkatkan kemampuan difusi polimer atau prekursor polimer ke dalam interlayer clay. Interkalasi
didasari atas pertukaran kation yang terdapat pada antar lapis lempung, seperti Na
+
, K
+
, dan Ca
2+
. Interkalasi ke dalam struktur lempung mengakibatkan peningkatan luas permukaan, basal spacing jarak dasar antar lapis silikat montmorillonit, dan
keasaman permukaan yang berpengaruh terhadap daya adsorpsinya. Proses interkalasi ini dapat mengakibatkan pori-pori lempung semakin besar dan homogen, antar
Universitas Sumatera Utara
lapisnyapun menjadi lebih stabil daripada sebelum diinterkalasi. Skema terjadinya proses interkalasi ditunjukkan dalam Gambar 2.3 Gatos, et.al, 2010.
Tujuan dari interkalasi adalah untuk: 1. Memperluas jarak interlayer
2. Mengurangi interaksi solid-solid antara lempung
3. Meningkatkan interaksi antara lempung dan matriks Utracki, 2004.
Gambar 2.3 Skema dari: a clay dan b organo modified clay, dimana R dapat
digantikan dengan komponen kimia lain
Jenis nanokomposit yang terbentuk akibat interaksi polimer dengan lapisan silikat dapat dilihat dalam Gambar 2.4 Galimberti, et al, 2011.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4 Jenis-jenis komposit: a mikrokomposit, fase terpisah; b nanokomposit eksfoilasi ; c nanokomposit interkalasi;
d nanokomposit interkalasi dan flokulasi Pada Gambar 2.4.a Clay termodifikasi tidak tersebar dalam matriks karet secara
efisien. Terjadi penggumpalan dimana terjadi tumpukan lapisan clay. Hal ini biasa terjadi pada mikrokomposit. Nanokomposit Gambar 2. 5.b-d dengan adanya partikel
clay dalam ukuran nano, penyebaran lempung dalam matriks jauh lebih efisien, dimana dapat terjadi lapisan tunggal ataupun berupa tumpukan dari beberapa lamella
Galimberti et al, 2011 Lapisan silikat dari montmorillonit yang dapat diinterkalasi dan dieksfoliasi
menjadikannya banyak digunakan sebagai pengisi nanokomposit diantaranya untuk meningkatkan sifat termal Leszczynska, 2007, penyerapan air, dan dapat mengurangi
sifat flammabilitas dari nanokomposit tersebut Qin, et al, 2004, meningkatkan sifat mekanik Ding, et al., 2005 ; Kim dan Hoang, 2006; Sharma, 2009, meningkatkan
sifat fire retardancy Wang, et al, 2011, dan meningkatkan derajat degradasi Shi, et al,
2007.
2. 2 Surfaktan
