Preparasi Dan Karakterisasi Plastik Konduktif Dengan Pemanfaatkan Limbah Kulit Singkong Dan Penambahan CuSO4
LAMPIRAN A
CONTOH PERHITUNGAN
A.1. Sifat Fisis Material Film Plastik Pati-CuSO 4
A.1.1. Densitas
Sampel Pati-CuSO 4 untuk variasi komposisi 75%:25% (Lampiran B.1)
Diketahui :
Ditanya
:
Jawab
:
�=
m
= 0,0636 gr
l
= 1 cm
p
= 3 cm
t
= 0,018 cm
�...?
� 0,0636 ��
=
= 1,778 ��/��3
� 0,054 ��3
Densitas secara Teori (Hukum Pencampuran/Rule Of Mixture)
��
����� = 1,5
��3
��
����� 4 = 3,605 3
��
Maka fraksi volum dinyatakan sebagai berikut:
����� =
����� ⁄�����
0,75�6⁄1,5
= 0,75�6
0,25�6
(����� ⁄����� ) + (����� 4 ⁄����� 4 ) �
�+�
�
1,5
=
����� =
3,605
3
= 0,8781949
3,4160888
0,25�6⁄1,5
����� 4 ⁄����� 4
= 0,75�6
0,25�6
(����� ⁄����� ) + (����� 4 ⁄����� 4 ) �
�+�
�
1,5
=
3,605
0,4160888
= 0,1218056
3,4160888
Universitas Sumatera Utara
Maka, densitas film plastik Pati-CuSO 4 :
�� = ����� ����� + ����� 4 ����� 4
�� = (1,5�0,8781949) + (3,605x0,1218056) = 1,3172924 + 0,4391092
= 1,7564016 gr/cm3.
A.2. Sifat MekanikMaterial Film Plastik Pati-CuSO 4
A.2.1. Kuat Tarik
sampel 1 film plastik Pati-CuSO 4 untuk variasi komposisi 75%:25%
diketahui :
Gauge = 71 mm
load
= 0,02 Kgf/mm2
Ekstention = 13,320 mm
Dari data tersebut dapat dihitung nilai Kuat Tarik (Tensile Strenght),
pemanjangan saat putus (elongation) dan Modulus elastisitas (Modulus
Young).
TS
= 0,02 Kgf/mm2 x 9,8 m/s2
= 0,196 MPa
E
= (13,320 mm/71 mm) x 100%
= 0,1876
= 18,760%
Maka ;
MoE = TS/E = 0,196/0,1876
= 1,043 MPa
A.3. Sifat TermalMaterial Film Plastik Pati-CuSO 4
Cara membaca grafik yang dihasilkan dari pengujian dengan menggunakan
DTA sebagai berikut. Sampel 1 film plastik Pati-CuSO 4 untuk variasi
komposisi 75%:25%.
Universitas Sumatera Utara
Dari puncak peak DTA tarik garis lurus sampai memotong garis penunjuk
temperatur,Tandai titik potong tersebut, titik potong ini turunkan dua skala
kebawah sehingga didapat titik potong yang baru, dari tittik potong ini tarik
garis lurus menuju skala temperatur 15 mv, baca pada skala temperatur ini,
(inilah temperatur kritis).
A.4. Sifat ListrikMaterial Film Plastik Pati-CuSO 4
A.4.1. Konduktivitas Listrik
Sampel 1 film plastik Pati-CuSO 4 untuk variasi komposisi 75%:25%
Dikatehui :
t
= 0,018 cm
A
= 3 cm2
R rata-rata = 0,0823 x 106
Dari data tersebut maka dapat dihitung nilai kerapatan struktur film plastik
dengan menggunakan persamaan (2.5) sebagai berikut:
�=�
�
�
� = �� ⁄� = (3�10−4 �2 )(0,0823�106 Ω)/1,8�10−4 �
= 13,717 x 104 Ωm
Maka dapat dihitung nilai konduktivitas listrik dengan menggunakan
persamaan (2.6) adalah sebagai berikut:
�=
1
1
=
� 13,717�104
= 7,3�10−2 S/m
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN B
B.1. Hasil Pengukuran Densitas Suatu Material Film Plastik Pati-CuSO 4
Pati :
Label
CuSO 4
(%
Panjang
(cm)
Lebar
Tebal
(cm)
Volum
Massa
Densitas
(cm)
(cm )
(gr)
(gr/cm3)
3
massa)
1
95 : 5
0,021
0,063
0,0782
1,241
2
90 : 10
0,023
0,069
0,0741
1,074
3
85 : 15
0,022
0,066
0,0728
1,103
4
80 : 20
0,021
0,063
0,0939
1,490
5
75 : 25
0,018
0,054
0,0636
1,778
3
1
Densitas Secara Teori
Pati :
Label
CuSO 4
(%
� Pati
R
(gr/cm3)
� CuSO4
R
(gr/cm3)
� plastik
R
V pati
V CuSO4
0,9285699
0,0214301
1,470109
0,9558109
0,0441891
1,593018
0,9315595
0,0684047
1,643938
(gr/cm3)
massa)
1
95 : 5
2
90 :10
1,5 gr/cm3
3,605
3
85 : 15
4
80 : 20
0,9051789
0,0942211
1,697436
5
75 : 25
0,8781949
0,1218056
1,756401
gr/cm3
Universitas Sumatera Utara
B.2. Hasil Pengukuran Kuat Tarik Suatu Material Film Plastik Pati-CuSO 4
Label
Perban
dingan
Pati :
CuSO 4
(%)
95 : 5
Leng Widt Thic Gaug Load Ekste TS
Label
th
h
k
e
(kgf/ nsion (MPa
)
(mm) (mm) (mm) (mm) mm2) (mm)
a
117
6
0,18
72
b
116
6
0,17
71
c
116
6
0,19
70
1
2
14,44 0,882 20,05 4,397
1
7
16,34 0,882 23,02 3,830
0,090
9
7
9,526 0,490 13,60 3,600
0,050
8
3,939
a
115
7
0,19
71
b
118
6
0,26
73
c
118
6
0,21
71
30,01 0,294 42,27 0,695
5
5
30,34 0,392 41,56 0,943
0,040
0
2
0,020 6,658 0,196 9,377 2,090
0,030
Rata rata
85 : 15
1,243
a
117
7
0,14
75
b
115
7
0,15
70
c
116
6
0,18
70
3
17,22 0,490 22,96 2,133
5
7
26,47 0,392 37,81 1,037
0,040
0
4
24,72 0,392 35,31 1,110
0,040
0
4
0,050
Rata rata
80 : 20
4
1,427
a
b
c
116
116
116
6
7
6
0,21
0,12
0,14
70
72
70
0,050 6,952 0,490 9,931 4,934
0,030 4,289 0,294 5,957 4,983
0,050 8,789 0,490 12,55 3,902
Rata rata
75 : 25
4,606
a
116
6
0,21
71
b
117
6
0,20
72
c
116
6
0,22
70
5
Rata –
rata
MoE
(MPa
)
0,090
Rata rata
90 : 10
E
(%)
13,32 0,196 18,76 1,043
0
0
17,13 0,294 23,80 1,235
0,030
7
1
16,75 0,196 23,94 0,820
0,020
9
1
0,020
1,033
Universitas Sumatera Utara
B.3. hasil Pengukuran Temperatur Kritis Suatu Material Film Plastik PatiCuSO 4
o
Temperatur
: s/d 550 C
Termocouple/mV : PR/15 mV
DTA Range
Heating Speed
Coat Speed
: ± 500 �V
: 10 oC/menit
: 5 mm/menit
Label
Komposisi (% massa)
Endoterm (oC)
Eksoterm (oC)
1
95 : 5
90
280
2
90 :10
90
290
3
85 : 15
90
430
4
80 : 20
90
260
5
75 : 25
90
410
B.4. Hasil Pengukuran Konduktivitas Listrik Film Plastik Pati-CuSO 4
Label
Pati : CuSO4
(% massa)
1
95 : 5
Pengukuran
R (MΩ)
R (Ω)
1
0,989
0,989 x 106
2
0,985
0,985 x 106
3
0,964
0,964 x 106
4
0,981
0,981 x 106
5
0,981
0,981 x 106
1
0,681
0,681 x 106
2
0,714
0,714 x 106
3
0,716
0,716 x 106
4
0,694
0,694 x 106
5
0,720
0,720 x 106
1
0,562
0,562 x 106
Rata – rata0,980 x 106
2
90 :10
Rata – rata0,705 x 106
3
85 : 15
Universitas Sumatera Utara
2
0,540
0,540 x 106
3
0,525
0,525 x 106
4
0,532
0,532 x 106
5
0,520
0,520 x 106
1
0,381
0,381 x 106
2
0,382
0,382 x 106
3
0,390
0,390 x 106
4
0,393
0,393 x 106
5
0,394
0,394 x 106
1
0,0836
0,0836 x 106
2
0,0801
0,0801 x 106
3
0,0817
0,0817 x 106
4
0,0822
0,0822 x 106
5
0,0844
0,0844 x 106
Rata – rata0,536 x 106
4
80 : 20
Rata – rata0,388 x 106
5
75 : 25
Rata – rata0,0823 x 106
Hasil Perhitungan Nilai Konduktivitas Listrik
Komposisi
Rrata-rata
L
A
Pati-CuSO4
(Ω)
(m)
(m2)
1
95:%5%
0,980 x 106
2
90%:10%
3
label
�
σ
(Ωm)
(S/m)
2,1 x 10-4
140,00 x 104
0,7 x 10-2
0,705 x 106
2,3 x 10-4
91,956 x 104
1,1 x 10-2
85%:15%
0,536 x 106
2,2 x 10-4
73,091 x 104
1,4 x 10-2
4
80%:20%
0,388 x 106
2,1 x 10-4
55,428 x 104
1,8 x 10-2
5
75%:25%
0,0823 x 106
1,8 x 10-4
13,717 x 104
7,3 x 10-2
3 x 10-4
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN C
DAFTAR GAMBAR
Bahan yang digunakan
Oven
Ayakan 100 mesh
Alat uji Tensile Strenght Test
Magnetik Stirer
alat uji konduktivitas
Universitas Sumatera Utara
Thermal Analisis
DTA
Hasil Uji Termal Analisis
Komposisi 75%:25%
Komposisi 80%:20%
Komposisi 85%:15%
Komposisi 90%:10%
Komposisi 95%:15%
Universitas Sumatera Utara
Hasil Pengujian Kuat Tarik
Komposisi 75%:25%
Komposisi 80%:20%
Komposisi 85%:15%
Komposisi 90%:10%
Komposisi 95%:15%
Universitas Sumatera Utara
CONTOH PERHITUNGAN
A.1. Sifat Fisis Material Film Plastik Pati-CuSO 4
A.1.1. Densitas
Sampel Pati-CuSO 4 untuk variasi komposisi 75%:25% (Lampiran B.1)
Diketahui :
Ditanya
:
Jawab
:
�=
m
= 0,0636 gr
l
= 1 cm
p
= 3 cm
t
= 0,018 cm
�...?
� 0,0636 ��
=
= 1,778 ��/��3
� 0,054 ��3
Densitas secara Teori (Hukum Pencampuran/Rule Of Mixture)
��
����� = 1,5
��3
��
����� 4 = 3,605 3
��
Maka fraksi volum dinyatakan sebagai berikut:
����� =
����� ⁄�����
0,75�6⁄1,5
= 0,75�6
0,25�6
(����� ⁄����� ) + (����� 4 ⁄����� 4 ) �
�+�
�
1,5
=
����� =
3,605
3
= 0,8781949
3,4160888
0,25�6⁄1,5
����� 4 ⁄����� 4
= 0,75�6
0,25�6
(����� ⁄����� ) + (����� 4 ⁄����� 4 ) �
�+�
�
1,5
=
3,605
0,4160888
= 0,1218056
3,4160888
Universitas Sumatera Utara
Maka, densitas film plastik Pati-CuSO 4 :
�� = ����� ����� + ����� 4 ����� 4
�� = (1,5�0,8781949) + (3,605x0,1218056) = 1,3172924 + 0,4391092
= 1,7564016 gr/cm3.
A.2. Sifat MekanikMaterial Film Plastik Pati-CuSO 4
A.2.1. Kuat Tarik
sampel 1 film plastik Pati-CuSO 4 untuk variasi komposisi 75%:25%
diketahui :
Gauge = 71 mm
load
= 0,02 Kgf/mm2
Ekstention = 13,320 mm
Dari data tersebut dapat dihitung nilai Kuat Tarik (Tensile Strenght),
pemanjangan saat putus (elongation) dan Modulus elastisitas (Modulus
Young).
TS
= 0,02 Kgf/mm2 x 9,8 m/s2
= 0,196 MPa
E
= (13,320 mm/71 mm) x 100%
= 0,1876
= 18,760%
Maka ;
MoE = TS/E = 0,196/0,1876
= 1,043 MPa
A.3. Sifat TermalMaterial Film Plastik Pati-CuSO 4
Cara membaca grafik yang dihasilkan dari pengujian dengan menggunakan
DTA sebagai berikut. Sampel 1 film plastik Pati-CuSO 4 untuk variasi
komposisi 75%:25%.
Universitas Sumatera Utara
Dari puncak peak DTA tarik garis lurus sampai memotong garis penunjuk
temperatur,Tandai titik potong tersebut, titik potong ini turunkan dua skala
kebawah sehingga didapat titik potong yang baru, dari tittik potong ini tarik
garis lurus menuju skala temperatur 15 mv, baca pada skala temperatur ini,
(inilah temperatur kritis).
A.4. Sifat ListrikMaterial Film Plastik Pati-CuSO 4
A.4.1. Konduktivitas Listrik
Sampel 1 film plastik Pati-CuSO 4 untuk variasi komposisi 75%:25%
Dikatehui :
t
= 0,018 cm
A
= 3 cm2
R rata-rata = 0,0823 x 106
Dari data tersebut maka dapat dihitung nilai kerapatan struktur film plastik
dengan menggunakan persamaan (2.5) sebagai berikut:
�=�
�
�
� = �� ⁄� = (3�10−4 �2 )(0,0823�106 Ω)/1,8�10−4 �
= 13,717 x 104 Ωm
Maka dapat dihitung nilai konduktivitas listrik dengan menggunakan
persamaan (2.6) adalah sebagai berikut:
�=
1
1
=
� 13,717�104
= 7,3�10−2 S/m
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN B
B.1. Hasil Pengukuran Densitas Suatu Material Film Plastik Pati-CuSO 4
Pati :
Label
CuSO 4
(%
Panjang
(cm)
Lebar
Tebal
(cm)
Volum
Massa
Densitas
(cm)
(cm )
(gr)
(gr/cm3)
3
massa)
1
95 : 5
0,021
0,063
0,0782
1,241
2
90 : 10
0,023
0,069
0,0741
1,074
3
85 : 15
0,022
0,066
0,0728
1,103
4
80 : 20
0,021
0,063
0,0939
1,490
5
75 : 25
0,018
0,054
0,0636
1,778
3
1
Densitas Secara Teori
Pati :
Label
CuSO 4
(%
� Pati
R
(gr/cm3)
� CuSO4
R
(gr/cm3)
� plastik
R
V pati
V CuSO4
0,9285699
0,0214301
1,470109
0,9558109
0,0441891
1,593018
0,9315595
0,0684047
1,643938
(gr/cm3)
massa)
1
95 : 5
2
90 :10
1,5 gr/cm3
3,605
3
85 : 15
4
80 : 20
0,9051789
0,0942211
1,697436
5
75 : 25
0,8781949
0,1218056
1,756401
gr/cm3
Universitas Sumatera Utara
B.2. Hasil Pengukuran Kuat Tarik Suatu Material Film Plastik Pati-CuSO 4
Label
Perban
dingan
Pati :
CuSO 4
(%)
95 : 5
Leng Widt Thic Gaug Load Ekste TS
Label
th
h
k
e
(kgf/ nsion (MPa
)
(mm) (mm) (mm) (mm) mm2) (mm)
a
117
6
0,18
72
b
116
6
0,17
71
c
116
6
0,19
70
1
2
14,44 0,882 20,05 4,397
1
7
16,34 0,882 23,02 3,830
0,090
9
7
9,526 0,490 13,60 3,600
0,050
8
3,939
a
115
7
0,19
71
b
118
6
0,26
73
c
118
6
0,21
71
30,01 0,294 42,27 0,695
5
5
30,34 0,392 41,56 0,943
0,040
0
2
0,020 6,658 0,196 9,377 2,090
0,030
Rata rata
85 : 15
1,243
a
117
7
0,14
75
b
115
7
0,15
70
c
116
6
0,18
70
3
17,22 0,490 22,96 2,133
5
7
26,47 0,392 37,81 1,037
0,040
0
4
24,72 0,392 35,31 1,110
0,040
0
4
0,050
Rata rata
80 : 20
4
1,427
a
b
c
116
116
116
6
7
6
0,21
0,12
0,14
70
72
70
0,050 6,952 0,490 9,931 4,934
0,030 4,289 0,294 5,957 4,983
0,050 8,789 0,490 12,55 3,902
Rata rata
75 : 25
4,606
a
116
6
0,21
71
b
117
6
0,20
72
c
116
6
0,22
70
5
Rata –
rata
MoE
(MPa
)
0,090
Rata rata
90 : 10
E
(%)
13,32 0,196 18,76 1,043
0
0
17,13 0,294 23,80 1,235
0,030
7
1
16,75 0,196 23,94 0,820
0,020
9
1
0,020
1,033
Universitas Sumatera Utara
B.3. hasil Pengukuran Temperatur Kritis Suatu Material Film Plastik PatiCuSO 4
o
Temperatur
: s/d 550 C
Termocouple/mV : PR/15 mV
DTA Range
Heating Speed
Coat Speed
: ± 500 �V
: 10 oC/menit
: 5 mm/menit
Label
Komposisi (% massa)
Endoterm (oC)
Eksoterm (oC)
1
95 : 5
90
280
2
90 :10
90
290
3
85 : 15
90
430
4
80 : 20
90
260
5
75 : 25
90
410
B.4. Hasil Pengukuran Konduktivitas Listrik Film Plastik Pati-CuSO 4
Label
Pati : CuSO4
(% massa)
1
95 : 5
Pengukuran
R (MΩ)
R (Ω)
1
0,989
0,989 x 106
2
0,985
0,985 x 106
3
0,964
0,964 x 106
4
0,981
0,981 x 106
5
0,981
0,981 x 106
1
0,681
0,681 x 106
2
0,714
0,714 x 106
3
0,716
0,716 x 106
4
0,694
0,694 x 106
5
0,720
0,720 x 106
1
0,562
0,562 x 106
Rata – rata0,980 x 106
2
90 :10
Rata – rata0,705 x 106
3
85 : 15
Universitas Sumatera Utara
2
0,540
0,540 x 106
3
0,525
0,525 x 106
4
0,532
0,532 x 106
5
0,520
0,520 x 106
1
0,381
0,381 x 106
2
0,382
0,382 x 106
3
0,390
0,390 x 106
4
0,393
0,393 x 106
5
0,394
0,394 x 106
1
0,0836
0,0836 x 106
2
0,0801
0,0801 x 106
3
0,0817
0,0817 x 106
4
0,0822
0,0822 x 106
5
0,0844
0,0844 x 106
Rata – rata0,536 x 106
4
80 : 20
Rata – rata0,388 x 106
5
75 : 25
Rata – rata0,0823 x 106
Hasil Perhitungan Nilai Konduktivitas Listrik
Komposisi
Rrata-rata
L
A
Pati-CuSO4
(Ω)
(m)
(m2)
1
95:%5%
0,980 x 106
2
90%:10%
3
label
�
σ
(Ωm)
(S/m)
2,1 x 10-4
140,00 x 104
0,7 x 10-2
0,705 x 106
2,3 x 10-4
91,956 x 104
1,1 x 10-2
85%:15%
0,536 x 106
2,2 x 10-4
73,091 x 104
1,4 x 10-2
4
80%:20%
0,388 x 106
2,1 x 10-4
55,428 x 104
1,8 x 10-2
5
75%:25%
0,0823 x 106
1,8 x 10-4
13,717 x 104
7,3 x 10-2
3 x 10-4
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN C
DAFTAR GAMBAR
Bahan yang digunakan
Oven
Ayakan 100 mesh
Alat uji Tensile Strenght Test
Magnetik Stirer
alat uji konduktivitas
Universitas Sumatera Utara
Thermal Analisis
DTA
Hasil Uji Termal Analisis
Komposisi 75%:25%
Komposisi 80%:20%
Komposisi 85%:15%
Komposisi 90%:10%
Komposisi 95%:15%
Universitas Sumatera Utara
Hasil Pengujian Kuat Tarik
Komposisi 75%:25%
Komposisi 80%:20%
Komposisi 85%:15%
Komposisi 90%:10%
Komposisi 95%:15%
Universitas Sumatera Utara