memperlihatkan bertambahnya persentase kemuluran dengan kandungan serbuk pulp TKS tidak teresterifikasi 20, sementara komposit dengan kandungan serbuk pulp TKS
10 menunjukkan penurunan persentase kemuluran sesuai dengan gambar 4. 20.
4.3. Spektrum Infra merah FT. IR komposit PEPulp TKS 50 esterifikasi dan tanpa esterifikasi
Analisa infra merah FT.IR memperlihatkan spektrum komposit PEpulp TKS
tidak teresterifikasi, PEpulp TKS diesterifikasi dengan anhidrida asetat dan komposit PEpulp TKS diesterifikasi dengan anhidrida laurat. Gambar 4.21 memperlihatkan
spektrum FT. IR dari PEpulp TKS 50 tidak diesterifikasi. Puncak – puncak serapan pita dari dan semua jenis vibrasi yang ada didalam spektrum PEpulp TKS tidak
teresterifikasi semuanya dapat dilihat. Puncak serapan pada daerah gelombang 3425 cm
-1
menunjukkan vibrasi dari jenis yang berbeda group OH yang didukung adanya serapan 1033 cm
-1
. Pada puncak 2916 cm
-1
dapat diketahui merupakan serapan khas dari vibrasi strechig C-H yang didukung oleh serapan 1319 cm
-1
dan serapan CH
2
pada daerah 898 cm
-1
. Serapan pada daerah 1164 cm
-1
merupakan serapan khas C-O-C bentuk cincin selulosa.
Setelah pulp TKS diesterifikasi dengan anhidrida asetat intensitas dari puncak spektrum FT. IR komposit PEpulp TKS asetat bertambah. Adanya penambahan puncak baru pada
spektrum sampel menunjukkan adanya interaksi antara PE dengan pulpTKSasetat disebabkan PE yang bersifat hidropobik dan pulp TKS yang sudah diesterifikasi dengan
anhidrida asetat menjadi non polar sehingga dapat membentuk ikatan dengan polietilena. Mekanisme ini ditunjukkan pada gambar 4.22. Munculnya sebuah puncak baru pada 1720
cm
-1
merupakan karakteristik vibrasi dari C=O ester Wang Yeh, 2003, dan ini didukung
Universitas Sumatera Utara
intensitas spektrum yang ditunjukkan pada puncak 1164 cm
-1
merupakan karakteristik jembatan C-O-C yang dihasilkan dari ikatan ester pulp TKSasetat sesuai dengan gambar
4.22.
Gambar 4.21 . FT.IR Komposit PEPulp TKS1,50µm 50 tanpa
esterifikasi
Gambar 4.22. FT IR Komposit PEPulp TKS 6,75µm50AsetatDS 2,10
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.23 menunjukkan spektrum FT.IR dari komposit PEpulp TKSlaurat. Puncak serapan pada 1720 cm
-1
merupakan vibrasi dari group C=O ester yang berasal dari PEpulp TKSlaurat. Munculnya puncak baru pada komposit ini merupakan indikasi
terjadinya ikatan permukaan diantara pulp TKSlaurat dengan polietilena. Intensitas spektrum yang ditunjukkan pada puncak 1164 cm
-1
merupakan karateristik jembatan C- O-C yang dihasilkan dari ikatan ester pulp TKSlaurat. Apabila dibandingkan spektrum
FT.IR komposit PEpulp TKSasetat dan komposit PEpulp TKSlaurat menunjukkan intensitas partisipasi dalam esterifikasi tidak jauh berbeda.
Gambar 4.23 . FT.IR Komposit PEPulp TKS ,50µm50LauratDS 0,51
Gambar 4.24 memperlihatkan tidak ada interaksi antara pulp TKS dengan polietilena. Ini disebabkan adanya perbedaan sifat antara permukaan pulp TKS yang
Universitas Sumatera Utara
mempunyai gugus OH yang bersifat hidrofilik dengan polietilena yang bersifat hidrofobik.
OH OH
OH Permukaan Pulp TKS
dengan gugus OH
Tidak ada interaksi
Polietilena Gambar 4.24.
Tidak ada interaksi antara Pulp TKS dengan Polietilena
OCOCH3
OCOCH
3
Permukaan Pulp TKS esterifikasi
anhidrida asetat
PE
PE : : :
: : :
Gambar 4.25 Ada interaksi antara Pulp
TKS esterifikasi dengan Polietilena
Universitas Sumatera Utara
Permukaan Pulp TKS esterifikasi
anhidra laurat
OCOC
12
H
24
OCOC
12
H
24
PE
PE Gambar 4.26
Ada interaksi antara Pulp TKS esterifikasi Laurat dengan Polietilena
Gaya London non polar-non
polar
Sedangkan gambar 4.25 dan 4.26 menunjukkan adanya interaksi non polar-non polar gaya London antara permukaan pulp TKS esterifikasi anhidrida asetat dan
anhidrida laurat dengan matriks polietilena. Hal ini disebabkan permukaan pulp TKS yang diesterifikasi sudah bersifat hidrofobik sehingga dapat berinteraksi dengan matriks
polietilena yang mempunyai sifat hidrofobik. Ini juga didukung berdasarkan hasil serapan FT. IR dengan adanya pertambahan puncak baru pada pulp TKS yang diesterifikasi
anhidrida asetat dan laurat.
4. 4. Kekuatan tarik komposit Polietilena denganPulp TKS esterifikasi dan tanpa esterifikasi
Pengujian sifat mekanis yang akan diuji adalah Komposit PE dengan penguat pulp TKS dengan esterifikasi anhidra asetat dan anhidra laurat. Pengujian uji mekanis ini
penting untuk mengetahui besarnya kekuatan tarik MPa dan persentase kemuluran pada
Universitas Sumatera Utara
berbagai harga derajat subtitusi. Spesimen uji mekanis dibentuk dari lembaran serat TKS tebal 2 mm dan dipotong menurut ASTM D 638-72 Type IV.
Dalam uji mekanis ini memperlihatkan perbandingan hasil uji kuat tarik dan kemuluran dari komposit PE dan pulp TKS dengan esterifikasi anhidra asetat dan anhidra laurat
yang hasilnya permukaan serat menjadi lebih kuat sehingga akan menambah sifat mekanik dan kemuluran dari pulp.
Kekuatan tarik dan kemuluran dari specimen komposit PE pulp TKS tidak diesterifikasi, PEpulp TKSasetat dan PEpulp TKS laurat terlihat pada tabel 4.5. Secara
umum, komposit yang diperkuat dengan modifikasi kimia mempunyai kekuatan tarik yang lebih tinggi dibanding dengan komposit yang tidak dimodifikasi.
Tabel. 4.5
. Kekuatan tarik dan kemuluran komposit PEPulp TKS, PE Pulp
TKS 6,75µmasetat DS 2,10 dan PEPulp TKS 1,50µmlaurat DS 0,51 Komposisi PE Pulp
TKS Sampel Kekuatan
tarik MPa Kemuluran
0 PE 8
- 50 : 50
PEpulp TKS 1,50µm 14,23
9,67 50 : 50
PE pulp TKS 6,75µmasetatDS 2,10
20,41 10,63
50 ; 50 PEpulpTKS 1,50µmlaurat
DS 0,51 22,05
10,63
Sifat mekanik dan fisik komposit amat dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu seperti bentuk, jenis penguat, jenis matriks, ukuran serat, komposisi penguat, ikatan antara muka,
kandungan rongga dan tehnik pemerosesan bahan komposit. Penyelidikan Dennir et al 2006, peningkatan pada kekuatan tarik adalah sumbangan perekatan yang baik diantara
serat dan matrik yaitu akan meningkatkan pemindahan tegasan melalui serat dan
Universitas Sumatera Utara
meningkatkan kekuatan tarik. Tanpa penguatan, mekanisme perekatan adalah melalui interdiffusi. Disini ditunjukkan sifat kuat tarik dari komposit PEPulp TKS tanpa
esterifikasi lebih rendah dibanding dengan komposit PEPulp yang diberi penguatan dengan esterifikasi anhidra asetat dan anhidra laurat. Hal ini disebabkan adanya
penguatan esterifikasi pada pulp TKS sehingga akan meningkatkan kekuatan tarik komposit. Peningkatan dalam kuat tarik adalah disebabkan adanya Pulp TKS yang
teresterifikasi yang tidak berpolar menjadi sesuai dengan dengan matrik PE yang bersifat polar. Menurut Mohanty et al 2006 hal ini disebabkan pengurangan tenaga permukaan
pengisi dan secara tidak langsung meningkatkan penyebaran dalam matrik PE. Diketahui bahwa meningkatnya kuat tarik pada serat yang diesterifikasi dengan anhidra asetat pada
pulp TKS 6,75 µm dan esterifikasi dengan anhidra laurat pada pulp TKS 1,50 akibat telah terjadi reaksi asetilasi yang membuat permukaan serat menjadi lebih kasar dan kuat. Hal
ini sesuai dengan hasil penyelidikan Jhan A dan Schroder MW 2002 bahwa peningkatan sifat mekanik pada serat berkaitan dengan penguatan dengan serat karena
terputusnya hemiselulosa. Pemutusan ini mengakibatkan ikatan serat menjadi lebih homogen dan lebih kuat. Jacob et al 2004 menguji efek penguatan untuk serat rami
sebagai penguat komposit dan menghasilkan kekuatan tarik yang lebih tinggi. Menurut Van de weyenberg et al 2003 bahwa penguatan kimia pada serat alam akan
memberikan pertambahan sampai 30 kekuatan tarik. Gambar 4.27 adalah visualisasi dari komposit PE dengan serat TKS tanpa esterifikasi, sedangkan gambar 4.28. dan
gambar 4.29. adalah visualisasi komposit PE dengan pulp TKS 6,75 µm esterifikasi anhidra asetat dan komposit PE dengan pulp TKS 1,50 µm esterifikasi anhidra laurat.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.27 Komposit PEpulp TKS 1,50
μ tanpa esterifikasi
Gambar 4.28 Komposit PEpulp TKS 6,75 µ esterifikasi asetat
Gambar 4.29
Komposit PEpulp TKS 1,50 µ esterifikasi laurat Efek dari ukuran pulp TKS pada penguatan pulp TKS teresterifikasi dan pulp
TKS tanpa esterifikasi terhadap komposit dapat diketahui berdasarkan hasil kekuatan tarik. Komposit dengan ukuran pulp TKS 1,50µm dan 6,75µm yang diperkuat dengan
pulp TKS teresterifikasi hasilnya lebih baik. Ini terlihat dari hasil kekuatan tarik yang lebih besar dibanding dengan komposit yang tidak diberi penguatan pulp TKS
teresterifikasi. Terjadinya perubahan kekuatan tarik ini akibat adanya interaksi permukaan yang baik antara polietilena dan pulp TKS teresterfikasi dan adhesinya juga
lebih baik. Oleh karenanya perubahan kekuatan tarik yang cukup signifikan terjadi pada komposit PEpulp TKSLaurat. Ini disebabkan ukuran dari serbuk Pulp TKSLaurat
lebih kecil dari serbuk Pulp TKSAsetat menjadi salah satu faktor terjadi peningkatan kekuatan tarik. Menurut Rozman dkk, 2000 semakin kecil ukuran partikel, semakin
Universitas Sumatera Utara
besar luas permukaan dan semakin kuat interaksi antara pengisi dengan matriks. Zaini 1996 juga telah mengkaji pengaruh hubungan ukuran serbuk kayu kelapa sawit pada
sifat mekanik komposit PP yang menghasilkan pengisi yang mempunyai ukuran kecil akan memberikan sifat mekanik yang lebih tinggi. Modifikasi serat telah mengubah
kekuatan tarik pada ikatan permukaan pulp TKS dan polietilena. Bertambahnya sifat mekanik dari serat pada modifikasi menunjukkan perubahan interaksi antara serat dan
matriks Mahlberg dan Paajanen, 2001. Hal ini disebabkan meningkatnya sifat termoplastis dari permukaan serat dan dispersinya dengan matriks polimer Maldas dan
Kokta 1993, Rowell dan Clemons 1992. Sedangkan kekuatan tarik pada komposit yang tidak diesterifikasi rendah karena permukaan pulp TKS yang masih bersifat hidropilik
sehingga tidak berinteraksi efektif dengan polietilena. Efek dari penguatan pulp TKS teresterifikasi dan pulp TKS tanpa esterifikasi terhadap komposit dapat diketahui
berdasarkan hasil kekuatan tarik. Komposit yang diperkuat dengan pulp TKS teresterifikasi hasilnya lebih baik. Ini terlihat dari hasil kekuatan tarik yang lebih besar
dibanding dengan komposit yang tidak diberi penguatan pulp TKS teresterifikasi. Terjadinya perubahan kekuatan tarik ini akibat adanya interaksi permukaan yang baik
antara polietilena dan pulp TKS teresterfikasi dan adhesinya juga lebih baik. Secara umum, komposit yang diperkuat dengan modifikasi kimia mempunyai
kekuatan tarik yang lebih tinggi dibanding dengan komposit yang tidak dimodifikasi. Selanjutnya secara spesifik perbedaan kekuataan tarik komposit dapat dilihat
pada gambar 4.30. Perbandingan diantara ketiga komposit PEpulp TKS, PEpulp TKSasetat dan PEpulp TKSlaurat menunjukkan kekuatan tarik PEpulp TKSlaurat
dan PEpulp TKSasetat lebih baik dibanding dengan PEpulp TKS.
Universitas Sumatera Utara
Kemuluran adalah salah satu sifat mekanik yang cukup signifikan dalam pembuatan material komposit. Dari hasil penyelidikan PE yang diberi penguatan dengan pulp TKS
tanpa esterifikasi menunjukkan persentase kemuluran yang lebih rendah dibanding dengan komposit yang diesterifikasi. Sementara untuk komposit yang diesterifikasi yaitu
PEpulp TKSlaurat dan PEpulp TKSasetat mempunyai persentase kemuluran yang sama.
PE PEPulp
TKS PEPulp
TKSAsetat PEPulp
TKSLaurat
5 10
15 20
25
Kuat Tarik MPa
1 2
3 4
Gambar 4.30 . Kekuatan tarik 1PE, 2 PE Pulp TKS,
3 PEPulp TKSAsetat, 4 PEPulp TKSLaurat
4.5. Diffrensial Thermal Analisis DTA Komposit PolietilenaPulp TKS esterifikasi
