Pengaruh Panjang Serat Terhadap Sifat Mekanik dan Fisik Komposit Polipropilena-Polipropilena Tergrafting Maleat Anhidrat-Serat Daun Nenas Yang Telah Dialkalisasi
PENGARUH PANJANG SERAT TERHADAP SIFAT MEKANIK
DAN FISIK KOMPOSIT POLIPROPILENA-POLIPROPILENA
TERGRAFTING MALEAT ANHIDRAT –SERAT DAUN
NENAS YANG TELAH DIALKALISASI
SKRIPSI
DEASY FEBRIANI PANE
090802034
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH PANJANG SERAT TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN
FISIK KOMPOSIT POLIPROPILENA-POLIPROPILENA
TERGRAFTING MALEAT ANHIDRAT-SERAT
DAUN NENAS YANG TELAH
DIALKALISASI
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains
DEASY FEBRIANI PANE
090802034
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: Pengaruh Panjang Serat Terhadap Sifat Mekanik
dan Fisik Komposit Polipropilena-Polipropilena
Tergrafting Maleat Anhidrat-Serat Daun Nenas
Yang Telah Dialkalisasi
: Skripsi
: Deasy Febriani Pane
: 090802034
: Sarjana (S1) Kimia
: Kimia
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan,
Desember 2013
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2,
Pembimbing 1,
Drs. Amir Hamzah Siregar, M.Si
NIP 196106141991031002
Dr. Darwin Yunus Nasution, MS
NIP 195508101981031006
Diketahui/ Disetujui oleh :
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua,
Dr. Rumondang Bulan, MS
NIP. 19540830198503200
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PENGARUH PANJANG SERAT TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN
FISIK KOMPOSIT POLIPROPILENA-POLIPROPILENA
TERGRAFTING MALEAT ANHIDRAT-SERAT
DAUN NENAS YANG TELAH
DIALKALISASI
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Desember 2013
Deasy Febriani Pane
090802034
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Bismillahirrahmannirrahim
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karena atas rahmat dan
karunianya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi sebaik
mungkin. Dalam kesempatan ini penulis ingin menngucapkan terimakasih kepada:
Kedua orang tua tercinta, ayahanda Maju Pandapotan Pane dan Ibunda Erni
Sofiani Hutasuhut atas do’a, dukungan, kasih sayang, dan cintanya yang telah
sabar dan tiada henti memberikan perhatian kepada penulis. Kepada abang dan
kakak tersayang R.Fadli Pane, SE, Ayu Mareita Kahar Nst, S.Psi, Rika Yolanda
Pane, Mhd.Fathoni Siregar, ST yang telah memberikan do’a, perhatian dan
dukungan kepada penulis. Keponakan tersayang Rizkiyah Mariyani Siregar dan
Nabila Alya Siregar yang telah menemani dan memberikan keceriaan kepada
penulis. Bapak Dr. Darwin Yunus Nasution, MS selaku dosen pembimbing I dan
bapak Drs. Amir Hamzah, M.Si selaku dosen pembimbing II yang telah
meluangkan waktu dan membimbing penulis selama penelitian dan penyusunan
skripsi. Ibu Dr. Rumondang Bulan Nst, Ms dan Bapak Albert Pasaribu, Msc
selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia yang telah mensyahkan skripsi
ini. Seluruh staf dan dosen Kimia FMIPA USU yang telah membimbing penulis.
Staf Kimia Fisika dan Kimia Polimer Bang Edi yang telah membantu penulis
selama penelitian, teman-teman asisten Kimia Fisika dan Kimia Polimer : Kak
Tengku Rachmi Hidayani, Kak Uul, Kak Destia, Kak Rafika, Bang Tisna, Bang
Enka, Kak Rudnin, Bang Firman, Kak Rinna, Kak Wimpy, Mira, Supran, Aidil,
Neni, Iis, Gita, Diana, Leni, Choliq, Habiby, Suci, Uci, Uli. Seluruh teman-teman
stambuk 2009, terkhusus Asyhari Akbar, Pravil, Mardariana, teman dekat Raisa
dan Dwi yang telah berbagi suka dan duka selama perkuliahan dan memberikan
semangat dalam penyusunan skripsi. Kepada saudara dan teman-teman yang tidak
dapat disebutkan satu persatu yang telah menyemangati penulis.
Hanya Allah SWT yang dapat membalas kebaikan yang telah diberikan
kepada penulis. Penulis berharap Allah SWT memberikan berkah-Nya berlipat
ganda kepada kita semua, amin ya Rabbalalamin.
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH PANJANG SERAT TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN
FISIK KOMPOSIT POLIPROPILENA-POLIPROPILENA
TERGRAFTING MALEAT ANHIDRAT- SERAT
DAUN NENAS YANG TELAH
DIALKALISASI
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian untuk mengetahui sifat mekanik dan fisik dari
polipropilena, polipropilena tergrafting maleat anhidrat (PP-g-MA) dan serat daun
nenas dengan variasi berat polipropilena, PP-g-MA, serta panjang serat. Kekuatan
tarik diuji berdasarkan ASTM D-638. Serat nenas telah direndam dalam NaOH
5% selama 1 jam, dan penyusunan serat dilakukan searah dengan panjang
spesimen. Variasi berat PP:PP-g-MA:serat nenas yang digunakan 8:1:1, 7:2:1,
6:3:1, 5:4:1, 4:5:1. Hasil kekuatan tarik yang paling tinggi didapatkan dengan
perbandingan 8:1:1 yaitu 34,57 Mpa dan nilai kemulurannya 4,15%. Dari hasil
uji kerapatan perbandingan 8:1:1 memiliki kerapatan yang paling tinggi dan daya
serap air yang paling rendah yaitu 0,95 gr/cm3 dan 1,32% (2jam), 1,33% (24 jam).
Pada variasi panjang serat 1, 2, 3, 4, 5 cm perbandingan berat polipropilena, PP-gMA yang digunakan merupakan hasil kuat tarik maksimum dari variasi berat
polipropilena dan PP-g-MA yaitu 8:1:1. Kekuatan tarik yang paling tinggi
didapatkan dengan panjang serat 3 cm yaitu 36,98 Mpa dengan nilai kemuluran
5,15%. Dari hasil uji kerapatan, panjang serat 3 cm memiliki kerapatan yang
paling tinggi yaitu sebesar 0,96 gr/cm3 dan daya serap air sebesar 1,28 % (2 jam),
2,63% (24 jam).
Kata Kunci : Polipropilena, PP-g-MA, Serat daun nenas, Sifat mekanik dan fisik
Universitas Sumatera Utara
THE INFLUENCE OF FIBER LENGTH ON MECHANICAL AND
PHYSICAL PROPERTIES OF COMPOSITE POLYPROPYLENE
-POLYPROPILENE GRAFTED MALEIC ANHYDRIDEPINEAPPLE LEAF FIBER THAT
HAS BEEN ALKALIZED
ABSTRACT
The research about determined the mechanical and physical properties of
polypropylene, polypropylene grafted maleic ahydride (PP-g-MA), and pineapple
leaf fibre with weight variation polypropylene, PP-g-MA and fiber length. Tensile
strength tested based on ASTM D-638. Pineapple leaf fiber has been soaked in
5% NaOH for 1 hour, and the arranged pinneapple fiber was same direction of
the specimen. Variations of weight PP: PP-g-MA: pineapple fibers used such as
8:1:1, 7:2:1, 6:3:1, 5:4:1, 4:5:1. The highest tensile strength obtained on ratio
8:1:1 was 34.57 Mpa and strain value 4.15%. The density test ratio 8:1:1 has the
highest and the lowest of water absorption test was 0,95 gr/cm3 and 1,32% (2
hours), 1,33% (24 hours). On variation of fiber length 1, 2, 3, 4, 5 cm weight ratio
polypropylene, PP-g-MA was used a maximum tensile strength of variation
polypropylene and PP-g-MA was 8:1:1. The highest tensile strength was obtained
by fiber length 3 cm was 36.98 MPa with strain value 5.15%. The density test,
fiber length 3 cm has the highest density was 0,96 gr/cm3 and the water absorption
was 1,28% (2 hours) and 2,63% (24 hours).
Keywords : Mechanical and Physical properties, Pineapple leaf fibre,
Polypropylene, PP-g-MA,
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Singkatan
Daftar Lampiran
i
ii
iii
iv
v
vi
viii
ix
x
xi
Bab 1. Pendahuluan
1.1. Latar Belakang
1.2. Perumusan Masalah
1.3. Pembatasan Masalah
1.4. Tujuan Penelitian
1.5. Manfaat Penelitian
1.6. Metodologi Penelitian
1.7. Lokasi Penelitian
1
3
3
4
4
5
7
Bab 2.Tinjauan Pustaka
2.1. Serat Alam
2.2. Nenas
2.3. Serat Nenas
2.4. Alkalisasi
2.5. Polipropilena
2.6. Maleat Anhidrat
2.7. Bahan Pengisi
2.8. Kopolimer Cangkok
2.9. Kopolimer Cangkok Matrik
2.10. Komposit
2.11. Karakterisasi Campuran Polimer
2.11.1. Spektroskopi Inframerah Fourier Transform (FTIR)
2.11.2. Uji Tarik
2.11.3. Kerapatan Papan Komposit
2.11.4. Uji Daya Serap Air
8
9
10
11
12
14
15
16
16
17
20
20
21
22
23
Bab 3. Metode Penelitian
3.1. Alat dan Bahan
3.1.1. Alat
3.1.2. Bahan
3.2. Prosedur Penelitian
24
24
25
26
Universitas Sumatera Utara
3.2.1. Pengambilan Serat Nenas
3.2.2. Proses Grafting Maleat Anhidrat Kedalam Polipropilena
3.2.3. Pemurnian PP-g-MA
3.2.4. Menghitung Derajat Grafting
3.2.5. Uji Spektroskopi FTIR
3.2.6. Proses Pembuatan Komposit PP/PP-g-MA/Serat Nenas
3.2.7. Uji Tarik
3.2.8. Uji Kerapatan
3.2.9. Uji Daya Serap Air
3.3. Bagan Penelitian
3.3.1. Proses Grafting PP dengan Maleat Anhidrat
3.3.2. Proses Pemurnian PP-g-MA
3.3.3. Menghitung Derajat Grafting
3.3.4. Proses Analisis FT-IR
3.3.5. Proses Persiapan Serat Nenas
3.3.6. Proses Alkalisasi Serat Nenas
3.3.7. Proses Pencampuran PP/PP-g-MA/Serat Nenas
Bab 4. Hasil dan Pembahasan
4.1. Pembuatan PP-g-MA
4.2. Analisa FT-IR PP-g-MA
4.3. Analisa Kekuatan Tarik dan Kemuluran Komposit PP/PP-gMA/serat nenas
4.3.1. Uji Tarik Dengan Variasi Berat PP dan PP-g-MA
4.3.2. Uji Tarik Dengan Variasi Panjang Serat
4.4. Analisa Kerapatan dan Daya Serap Air Kompsosit PP/PP-gMA/Serat nenas
4.4.1. Kerapatan
4.4.1.1. Kerapatan dengan Variasi Berat PP dan PP-g-MA
4.4.1.2. Kerapatan dengan Variasi Panjang Serat
4.4.2. Daya Serap Air
4.4.2.1. Daya Serap Air dengan Variasi Berat PP dan
PP-g-MA
4.4.2.2. Daya Serap Air dengan Variasi Panjang Serat
Bab 5. Kesimpulan dan Saran
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
Daftar Pustaka
26
26
26
27
27
27
28
29
29
30
30
31
32
32
33
33
34
35
35
35
36
37
40
42
42
43
44
46
46
48
50
50
51
52
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel
2.3.1
2.3.2.
2.11.2.1.
4.1.1.
4.2.1.
4.2.2.
4.3.1.1.
4.3.2.1.
4.4.1.1.
4.4.1.2.1.
4.4.2.1.1.
4.4.2.1.2.
4.4.2.2.1.
4.4.2.2.2.
Judul
Halaman
Sifat Fisik dan Mekanik Serat Nenas
10
Komposisi Serat Nenas
11
Ukuran Spesimen Bentuk Dumbell Tipe I ASTM D-638 22
Data Hasil Pencampuran Bahan Polimer
35
Bilangan Gelombang FT-IR Polipropilena
36
Bilangan Gelombang PP-g-MA Setelah Pemurnian
36
Hasil Perhitungan Kekuatan Tarik dan Kemuluran
Komposit PP/PP-g-MA/Serat Nenas
37
Hasil Perhitungan Kekuatan Tarik dan Kemuluran dengan 40
Variasi Panjang Serat
Kerapatan Komposit Variasi Berat PP dan PP-g-MA
43
Kerapatan Komposit dengan Variasi Panjang Serat
44
Daya Serap Air dengan Waktu Perendaman 2 Jam
46
(Variasi Berat PP dan PP-g-MA)
Daya Serap air dengan Waktu Perendaman 24 Jam
47
(Variasi Berat PP dna PP-g-MA)
Daya Serap Air dengan Waktu Perendaman 2 Jam
48
(Variasi Panjang Serat)
Daya Serap Air dengan Waktu Perendaman 24 Jam
(Variasi Panjang Serat)
48
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Gambar
2.2.1.
2.5.1.
2.6.1.
2.9.1.
2.11.2.1.
4.3.1.1.
4.3.1.2.
4.3.2.1.
4.3.2.2.
4.4.1.1.
4.4.1.2.
4.4.2.1.
4.4.2.2.1.
Judul
Halaman
Buah Nenas
Struktur Propilena
Struktur Maleat Anhidrat
Mekanisme Reaksi Serat dengan PP-g-MA
Bentuk Spesimen Dumbbell Tipe I ASTM D-638
Grafik Kekuatan Tarik (Mpa) dari Komposit PP/
PP-g-MA/Serat Nenas
Grafik Kemuluran (%) dari Komposit PP/PP-g-MA/
Serat Nenas
Grafik Hubungan Panjang Serat dengan Kekuatan
Tarik
Grafik Hubungan Panjang Serat dengan Kemuluran
Grafik Hubungan Antara Variasi Komposit dengan
Densitas
Grafik Hubungan Antara Densitas dan Panjang
Serat
Grafik Daya Serap Air (Variasi Komposisi)
Grafik Daya Serap Air (Variasi Panjang Serat)
9
12
14
17
22
38
39
41
42
44
45
47
49
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
PP
PP-g-MA
FT-IR
DSA
= Polipropilena
= Polipropilena grafting Maleat Anhidrat
= Fourier Transform- Infra Red
= Daya Serap Air
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Judul
Lampiran
1. Perhitungan
1.1. Kekuatan Tarik
1.2. Kemuluran
1.3. Kerapatan
1.4. Daya Serap Air
1.5. Derajat Grafting
2. Hasil Spektrum FT-IR
2.1. Spektrum FT-IR PP Murni
2.2.Spektrum FT-IR PP-g-MA murni
3. Gambar Penelitian
Halaman
55
55
56
56
57
57
58
58
60
62
Universitas Sumatera Utara
DAN FISIK KOMPOSIT POLIPROPILENA-POLIPROPILENA
TERGRAFTING MALEAT ANHIDRAT –SERAT DAUN
NENAS YANG TELAH DIALKALISASI
SKRIPSI
DEASY FEBRIANI PANE
090802034
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH PANJANG SERAT TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN
FISIK KOMPOSIT POLIPROPILENA-POLIPROPILENA
TERGRAFTING MALEAT ANHIDRAT-SERAT
DAUN NENAS YANG TELAH
DIALKALISASI
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains
DEASY FEBRIANI PANE
090802034
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: Pengaruh Panjang Serat Terhadap Sifat Mekanik
dan Fisik Komposit Polipropilena-Polipropilena
Tergrafting Maleat Anhidrat-Serat Daun Nenas
Yang Telah Dialkalisasi
: Skripsi
: Deasy Febriani Pane
: 090802034
: Sarjana (S1) Kimia
: Kimia
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan,
Desember 2013
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2,
Pembimbing 1,
Drs. Amir Hamzah Siregar, M.Si
NIP 196106141991031002
Dr. Darwin Yunus Nasution, MS
NIP 195508101981031006
Diketahui/ Disetujui oleh :
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua,
Dr. Rumondang Bulan, MS
NIP. 19540830198503200
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PENGARUH PANJANG SERAT TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN
FISIK KOMPOSIT POLIPROPILENA-POLIPROPILENA
TERGRAFTING MALEAT ANHIDRAT-SERAT
DAUN NENAS YANG TELAH
DIALKALISASI
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Desember 2013
Deasy Febriani Pane
090802034
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Bismillahirrahmannirrahim
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karena atas rahmat dan
karunianya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi sebaik
mungkin. Dalam kesempatan ini penulis ingin menngucapkan terimakasih kepada:
Kedua orang tua tercinta, ayahanda Maju Pandapotan Pane dan Ibunda Erni
Sofiani Hutasuhut atas do’a, dukungan, kasih sayang, dan cintanya yang telah
sabar dan tiada henti memberikan perhatian kepada penulis. Kepada abang dan
kakak tersayang R.Fadli Pane, SE, Ayu Mareita Kahar Nst, S.Psi, Rika Yolanda
Pane, Mhd.Fathoni Siregar, ST yang telah memberikan do’a, perhatian dan
dukungan kepada penulis. Keponakan tersayang Rizkiyah Mariyani Siregar dan
Nabila Alya Siregar yang telah menemani dan memberikan keceriaan kepada
penulis. Bapak Dr. Darwin Yunus Nasution, MS selaku dosen pembimbing I dan
bapak Drs. Amir Hamzah, M.Si selaku dosen pembimbing II yang telah
meluangkan waktu dan membimbing penulis selama penelitian dan penyusunan
skripsi. Ibu Dr. Rumondang Bulan Nst, Ms dan Bapak Albert Pasaribu, Msc
selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia yang telah mensyahkan skripsi
ini. Seluruh staf dan dosen Kimia FMIPA USU yang telah membimbing penulis.
Staf Kimia Fisika dan Kimia Polimer Bang Edi yang telah membantu penulis
selama penelitian, teman-teman asisten Kimia Fisika dan Kimia Polimer : Kak
Tengku Rachmi Hidayani, Kak Uul, Kak Destia, Kak Rafika, Bang Tisna, Bang
Enka, Kak Rudnin, Bang Firman, Kak Rinna, Kak Wimpy, Mira, Supran, Aidil,
Neni, Iis, Gita, Diana, Leni, Choliq, Habiby, Suci, Uci, Uli. Seluruh teman-teman
stambuk 2009, terkhusus Asyhari Akbar, Pravil, Mardariana, teman dekat Raisa
dan Dwi yang telah berbagi suka dan duka selama perkuliahan dan memberikan
semangat dalam penyusunan skripsi. Kepada saudara dan teman-teman yang tidak
dapat disebutkan satu persatu yang telah menyemangati penulis.
Hanya Allah SWT yang dapat membalas kebaikan yang telah diberikan
kepada penulis. Penulis berharap Allah SWT memberikan berkah-Nya berlipat
ganda kepada kita semua, amin ya Rabbalalamin.
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH PANJANG SERAT TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN
FISIK KOMPOSIT POLIPROPILENA-POLIPROPILENA
TERGRAFTING MALEAT ANHIDRAT- SERAT
DAUN NENAS YANG TELAH
DIALKALISASI
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian untuk mengetahui sifat mekanik dan fisik dari
polipropilena, polipropilena tergrafting maleat anhidrat (PP-g-MA) dan serat daun
nenas dengan variasi berat polipropilena, PP-g-MA, serta panjang serat. Kekuatan
tarik diuji berdasarkan ASTM D-638. Serat nenas telah direndam dalam NaOH
5% selama 1 jam, dan penyusunan serat dilakukan searah dengan panjang
spesimen. Variasi berat PP:PP-g-MA:serat nenas yang digunakan 8:1:1, 7:2:1,
6:3:1, 5:4:1, 4:5:1. Hasil kekuatan tarik yang paling tinggi didapatkan dengan
perbandingan 8:1:1 yaitu 34,57 Mpa dan nilai kemulurannya 4,15%. Dari hasil
uji kerapatan perbandingan 8:1:1 memiliki kerapatan yang paling tinggi dan daya
serap air yang paling rendah yaitu 0,95 gr/cm3 dan 1,32% (2jam), 1,33% (24 jam).
Pada variasi panjang serat 1, 2, 3, 4, 5 cm perbandingan berat polipropilena, PP-gMA yang digunakan merupakan hasil kuat tarik maksimum dari variasi berat
polipropilena dan PP-g-MA yaitu 8:1:1. Kekuatan tarik yang paling tinggi
didapatkan dengan panjang serat 3 cm yaitu 36,98 Mpa dengan nilai kemuluran
5,15%. Dari hasil uji kerapatan, panjang serat 3 cm memiliki kerapatan yang
paling tinggi yaitu sebesar 0,96 gr/cm3 dan daya serap air sebesar 1,28 % (2 jam),
2,63% (24 jam).
Kata Kunci : Polipropilena, PP-g-MA, Serat daun nenas, Sifat mekanik dan fisik
Universitas Sumatera Utara
THE INFLUENCE OF FIBER LENGTH ON MECHANICAL AND
PHYSICAL PROPERTIES OF COMPOSITE POLYPROPYLENE
-POLYPROPILENE GRAFTED MALEIC ANHYDRIDEPINEAPPLE LEAF FIBER THAT
HAS BEEN ALKALIZED
ABSTRACT
The research about determined the mechanical and physical properties of
polypropylene, polypropylene grafted maleic ahydride (PP-g-MA), and pineapple
leaf fibre with weight variation polypropylene, PP-g-MA and fiber length. Tensile
strength tested based on ASTM D-638. Pineapple leaf fiber has been soaked in
5% NaOH for 1 hour, and the arranged pinneapple fiber was same direction of
the specimen. Variations of weight PP: PP-g-MA: pineapple fibers used such as
8:1:1, 7:2:1, 6:3:1, 5:4:1, 4:5:1. The highest tensile strength obtained on ratio
8:1:1 was 34.57 Mpa and strain value 4.15%. The density test ratio 8:1:1 has the
highest and the lowest of water absorption test was 0,95 gr/cm3 and 1,32% (2
hours), 1,33% (24 hours). On variation of fiber length 1, 2, 3, 4, 5 cm weight ratio
polypropylene, PP-g-MA was used a maximum tensile strength of variation
polypropylene and PP-g-MA was 8:1:1. The highest tensile strength was obtained
by fiber length 3 cm was 36.98 MPa with strain value 5.15%. The density test,
fiber length 3 cm has the highest density was 0,96 gr/cm3 and the water absorption
was 1,28% (2 hours) and 2,63% (24 hours).
Keywords : Mechanical and Physical properties, Pineapple leaf fibre,
Polypropylene, PP-g-MA,
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Singkatan
Daftar Lampiran
i
ii
iii
iv
v
vi
viii
ix
x
xi
Bab 1. Pendahuluan
1.1. Latar Belakang
1.2. Perumusan Masalah
1.3. Pembatasan Masalah
1.4. Tujuan Penelitian
1.5. Manfaat Penelitian
1.6. Metodologi Penelitian
1.7. Lokasi Penelitian
1
3
3
4
4
5
7
Bab 2.Tinjauan Pustaka
2.1. Serat Alam
2.2. Nenas
2.3. Serat Nenas
2.4. Alkalisasi
2.5. Polipropilena
2.6. Maleat Anhidrat
2.7. Bahan Pengisi
2.8. Kopolimer Cangkok
2.9. Kopolimer Cangkok Matrik
2.10. Komposit
2.11. Karakterisasi Campuran Polimer
2.11.1. Spektroskopi Inframerah Fourier Transform (FTIR)
2.11.2. Uji Tarik
2.11.3. Kerapatan Papan Komposit
2.11.4. Uji Daya Serap Air
8
9
10
11
12
14
15
16
16
17
20
20
21
22
23
Bab 3. Metode Penelitian
3.1. Alat dan Bahan
3.1.1. Alat
3.1.2. Bahan
3.2. Prosedur Penelitian
24
24
25
26
Universitas Sumatera Utara
3.2.1. Pengambilan Serat Nenas
3.2.2. Proses Grafting Maleat Anhidrat Kedalam Polipropilena
3.2.3. Pemurnian PP-g-MA
3.2.4. Menghitung Derajat Grafting
3.2.5. Uji Spektroskopi FTIR
3.2.6. Proses Pembuatan Komposit PP/PP-g-MA/Serat Nenas
3.2.7. Uji Tarik
3.2.8. Uji Kerapatan
3.2.9. Uji Daya Serap Air
3.3. Bagan Penelitian
3.3.1. Proses Grafting PP dengan Maleat Anhidrat
3.3.2. Proses Pemurnian PP-g-MA
3.3.3. Menghitung Derajat Grafting
3.3.4. Proses Analisis FT-IR
3.3.5. Proses Persiapan Serat Nenas
3.3.6. Proses Alkalisasi Serat Nenas
3.3.7. Proses Pencampuran PP/PP-g-MA/Serat Nenas
Bab 4. Hasil dan Pembahasan
4.1. Pembuatan PP-g-MA
4.2. Analisa FT-IR PP-g-MA
4.3. Analisa Kekuatan Tarik dan Kemuluran Komposit PP/PP-gMA/serat nenas
4.3.1. Uji Tarik Dengan Variasi Berat PP dan PP-g-MA
4.3.2. Uji Tarik Dengan Variasi Panjang Serat
4.4. Analisa Kerapatan dan Daya Serap Air Kompsosit PP/PP-gMA/Serat nenas
4.4.1. Kerapatan
4.4.1.1. Kerapatan dengan Variasi Berat PP dan PP-g-MA
4.4.1.2. Kerapatan dengan Variasi Panjang Serat
4.4.2. Daya Serap Air
4.4.2.1. Daya Serap Air dengan Variasi Berat PP dan
PP-g-MA
4.4.2.2. Daya Serap Air dengan Variasi Panjang Serat
Bab 5. Kesimpulan dan Saran
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
Daftar Pustaka
26
26
26
27
27
27
28
29
29
30
30
31
32
32
33
33
34
35
35
35
36
37
40
42
42
43
44
46
46
48
50
50
51
52
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel
2.3.1
2.3.2.
2.11.2.1.
4.1.1.
4.2.1.
4.2.2.
4.3.1.1.
4.3.2.1.
4.4.1.1.
4.4.1.2.1.
4.4.2.1.1.
4.4.2.1.2.
4.4.2.2.1.
4.4.2.2.2.
Judul
Halaman
Sifat Fisik dan Mekanik Serat Nenas
10
Komposisi Serat Nenas
11
Ukuran Spesimen Bentuk Dumbell Tipe I ASTM D-638 22
Data Hasil Pencampuran Bahan Polimer
35
Bilangan Gelombang FT-IR Polipropilena
36
Bilangan Gelombang PP-g-MA Setelah Pemurnian
36
Hasil Perhitungan Kekuatan Tarik dan Kemuluran
Komposit PP/PP-g-MA/Serat Nenas
37
Hasil Perhitungan Kekuatan Tarik dan Kemuluran dengan 40
Variasi Panjang Serat
Kerapatan Komposit Variasi Berat PP dan PP-g-MA
43
Kerapatan Komposit dengan Variasi Panjang Serat
44
Daya Serap Air dengan Waktu Perendaman 2 Jam
46
(Variasi Berat PP dan PP-g-MA)
Daya Serap air dengan Waktu Perendaman 24 Jam
47
(Variasi Berat PP dna PP-g-MA)
Daya Serap Air dengan Waktu Perendaman 2 Jam
48
(Variasi Panjang Serat)
Daya Serap Air dengan Waktu Perendaman 24 Jam
(Variasi Panjang Serat)
48
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Gambar
2.2.1.
2.5.1.
2.6.1.
2.9.1.
2.11.2.1.
4.3.1.1.
4.3.1.2.
4.3.2.1.
4.3.2.2.
4.4.1.1.
4.4.1.2.
4.4.2.1.
4.4.2.2.1.
Judul
Halaman
Buah Nenas
Struktur Propilena
Struktur Maleat Anhidrat
Mekanisme Reaksi Serat dengan PP-g-MA
Bentuk Spesimen Dumbbell Tipe I ASTM D-638
Grafik Kekuatan Tarik (Mpa) dari Komposit PP/
PP-g-MA/Serat Nenas
Grafik Kemuluran (%) dari Komposit PP/PP-g-MA/
Serat Nenas
Grafik Hubungan Panjang Serat dengan Kekuatan
Tarik
Grafik Hubungan Panjang Serat dengan Kemuluran
Grafik Hubungan Antara Variasi Komposit dengan
Densitas
Grafik Hubungan Antara Densitas dan Panjang
Serat
Grafik Daya Serap Air (Variasi Komposisi)
Grafik Daya Serap Air (Variasi Panjang Serat)
9
12
14
17
22
38
39
41
42
44
45
47
49
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
PP
PP-g-MA
FT-IR
DSA
= Polipropilena
= Polipropilena grafting Maleat Anhidrat
= Fourier Transform- Infra Red
= Daya Serap Air
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Judul
Lampiran
1. Perhitungan
1.1. Kekuatan Tarik
1.2. Kemuluran
1.3. Kerapatan
1.4. Daya Serap Air
1.5. Derajat Grafting
2. Hasil Spektrum FT-IR
2.1. Spektrum FT-IR PP Murni
2.2.Spektrum FT-IR PP-g-MA murni
3. Gambar Penelitian
Halaman
55
55
56
56
57
57
58
58
60
62
Universitas Sumatera Utara