Sifat Mekanik dan Indeks Alir Lelehan Termoplastik Elastomer dari Campuran Polipropilena Bekas dan Karet SIR 10 dengan Penambahan Dikumil Peroksida dan Divinilbenzena
SIFAT MEKANIK DAN INDEKS ALIR LELEHAN
TERMOPLASTIK ELASTOMER DARI CAMPURAN
POLIPROPILENA BEKAS DAN KARET SIR 10
DENGAN PENAMBAHAN DIKUMIL
PEROKSIDA DAN DIVINIL
BENZENA
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
RETNO HUTAMI
110822018
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
PERSETUJUAN
Judul : Sifat Mekanik dan Indeks Alir Lelehan Termoplastik Elastomer dari Campuran Polipropilena Bekas dan Karet SIR 10 dengan Penambahan Dikumil Peroksida dan Divinilbenzena
Kategori : Skripsi Nama : Retno Hutami Nomor Induk Mahasiswa : 110822018 Program Studi : Sarjana (S1) Ekstensi Kimia Departemen : Kimia Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, Juni 2013
Komisi Pembimbing Pembimbing 2 Pembimbing 1 Drs. Amir Hamzah Siregar, M.Si Dr. Marpongahtun, M.Sc NIP. 196106141991031002 NIP. 196111151988032002 Diketahui/Disetujui oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dr. Rumondang Bulan, MS NIP. 19540830 198503 2 001
PERNYATAAN
SIFAT MEKANIK DAN INDEKS ALIR LELEHAN TERMOPLASTIK
ELASTOMER DARI CAMPURAN POLIPROPILENA BEKAS DAN
KARET SIR 10 DENGAN PENAMBAHAN DIKUMIL
PEROKSIDA DAN DIVINILBENZENA
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2013 RETNO HUTAMI 110822018
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis ucapkan atas kehadirat Allah SWT. Karena atas rahmat dan karunia yang dilimpahkan, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dalam waktu yang telah ditetapkan.
Selesainya skripsi ini tak lepas dari bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak oleh karena itu dengan kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada : Kedua orang tua penulis , Ir. Syuhada dan Ibu Diyah yang sangat penulis sayangi, yang telah memberi dukungan, doa, dan materi kepada penulis. Kakak penulis Jenny Poerba S.Sos dan suami Lerry Donnel ST ,Abang penulis Agus Sudibyo,ST/Istri dan Heru Prasodjo, adik penulis Gilang, dan ibu penulis Deli Susanti. Dr. Marpongahtun ,M.Sc dan Drs. Amir Hamzah Siregar selaku pembimbing pada penyelesaian skripsi ini, dan Halimatuddahliana yang telah memberi panduan dan penuh kepercayaan kepada penulis untuk menyempurnakan kajian ini. Panduan ringkas dan padat telah diberikan pada penulis agar penulis dapat menyelesaikan tugas ini. Serta ibu Halimahtuddahliana yang banyak membantu penulis dalam penyelesaian skripsi ini. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia DR. Rumondang Bulan, MS dan Drs.Albert pasaribu, MSc, Dekan dan pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, semua dosen Departemen kimia FMIPA USU dan pegawai di FMIPA USU, rekan-rekan Asisten di Laboratorium Kimia Polimer bg Edi Satrio, rekan –rekan kuliah Khususnya stambuk 2011 Ekstensi Kimia, Dinna , dani , kak fay , dayat, minah dan yang lainnya.
Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan khususnya penulis.
SIFAT MEKANIK DAN INDEKS ALIR LELEHAN TERMOPLASTIK
ELASTOMER DARI CAMPURAN POLIPROPILENA BEKAS DAN
KARET SIR 10 DENGAN PENAMBAHAN DIKUMIL
PEROKSIDA DAN DIVINILBENZENA
ABSTRAK
Pembuatan termoplastik elastomer dari Polipropilena bekas-Karet SIR 10 dengan penambahan dikumil peroksida (DKP) sebagai inisiator dan divinilbenzena (DVB) sebagai zat pengikat silang telah dilakukan. Campuran Polipropilena bekas-Karet SIR10 dengan variasi berat 60/40 (g/g) , 50/50 (g/g) dan 40/60 (g/g) serta penambahan DKP dan DVB dengan variasi konsentrasi 1 phr, 2 phr dan 3 phr. Pencampuran
o
dilakukan dalam ekstruder pada suhu 175
C. Campuran ditekan dengan hot press pada
o
suhu 175 C selama 20 menit dan spesimen dicetak sesuai ASTM D638. Termoplastik elastomer yang dihasilkan dikarakterisasi berdasarkan pengujian kekuatan tarik, kemuluran, indeks alir lelehan, dan viskositas. Hasil yang diperoleh menunjukkan dan 2 phr DVB memiliki kekuatan tarik tertinggi yaitu 6,13 MPa, kemuluran 16,10%, dan nilai indeks alir lelehan tertinggi yaitu 2,5 g/10 menit, viskositas 36777,39 Pa.s dari termoplastik elastomer polipropilena bekas dan karet SIR 10 (40 g/60 g) dengan 2 phr DKP dan 3 phr DVB. Kata kunci : Polipropilena bekas, Karet SIR 10, Termoplastik Elastomer, Sifat Mekanik, Indeks Alir Lelehan, Viskositas.
MECHANICAL PROPERTIES AND MELT FLOW INDEX OF
THERMOPLASTIC ELASTOMERS FROM USED POLYPROPYLENE
AND SIR 10 BLENDS BY ADDING OF DICUMIL PEROXIDE AS INICIATOR
AND DIVINIL BENZENE AS CROSSLINKER
ABSTRACT
Preparation of thermoplastic elastomer from used polypropilene – SIR 10 by adding of dicumil peroxide (DCP) as initiator and divinylbenzene (DVB) as a crosslinking agent has been done. The blends of used Polypropylene- SIR 10 with various of weight 60/40 (w / w), 50/50 (w / w) and 40/60 (w / w) and various concentration of DCP and
o
DVB 1 phr, 2 phr , and 3 phr. The blends into the extruder a temperature at 175
C,
o
and the blends were hot pressed a temperature at 175 C during 20 min and specimens molded according to ASTM D638. The blends were characterized based on tensile strength, elongation at break, melt flow index and viscosity. The results obtained showed that blends of used Polypropylene - SIR 10 (60 w / 40 w) with 2 phr 16,10%, and the highest value of the melt flow index 2,5 w/10 min, 36777,39 Pa.s viscosity of thermoplastic elastomer from used polipropylene and SIR 10 (40 w/60 w) with 2 phr DCP and 3 phr DVB.
Keywords : Used Polypropilene, SIR 10 , Thermoplastic Elastomer, Mechanical Properties, Melt Flow Index, Viscosity.
Halaman Persetujuan ii
Pernyataan iii
Penghargaan iv
Abstrak v
Abstract vi
Daftar Isi vii
Daftar Tabel ix
Daftar Gambar x
Daftar Lampiran xi
Daftar Singkatan xii
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Permasalahan
4
1.3 Pembatasan Masalah
4
1.4 Tujuan Penelitian
4
1.5 Manfaat Penelitian
5
1.6 Metodologi Penelitian
5
1.7 Lokasi Penelitian
6 Bab 2. Tinjauan Pustaka
7
2.1 Plastik
7
2.2 Polipropilena
8
2.3 Karet Alam
9
2.3.1 Jenis- Jenis Karet Alam
10
2.3.2 Keunggulan Karet Alam
10
2.3.3 Standart Indonesian Rubber
11
2.4 DivinilBenzena
11
2.5 Dikumil Peroksida
12
2.6 Vulkanisasi
13
2.7 Termoplastik Elastomer
14
2.8 Karakterisasi Campuran Polimer
14
2.8.1 Pengujian Sifat Kekuatan Tarik
14
2.8.2 Uji Indeks Alir Lelehan
15 Bab 3. Metode Penelitian
18
3.1 Alat-Alat dan Bahan-Bahan Penelitian
18
3.1.1 Alat-Alat Penelitian
18
3.1.2 Bahan-Bahan Penelitian
18
3.2 Prosedur
19
42
4.1.5 Indeks Alir Lelehan dari Campuran PP Bekas dan Karet SIR 10
DKP tanpa Penambahan DVB
25
4.1.2 Hasil dan Analisa Kekuatan Tarik dan Kemuluran TPE dari Campuran PP Bekas - Karet SIR10 (60/40) + DKP + DVB
28
4.1.3 Hasil dan Analisa Kekuatan Tarik dan Kemuluran TPE dari Campuran PP Bekas - Karet SIR10 (50/50) + DKP + DVB
30
4.1.4 Hasil dan Analisa Kekuatan Tarik dan Kemuluran TPE dari Campuran PP Bekas - Karet SIR10 (40/60) + DKP + DVB
32
34
25
4.1.6 Viskositas TPE dari Campuran PP Bekas dan Karet SIR 10
37 Bab 5. Kesimpulan dan Saran
39
5.1 Kesimpulan
39
5.2 Saran
39 Daftar Pustaka
40 Lampiran
4.1.1 Hasil dan Analisa Kekuatan Tarik dan Kemuluran TPE dari Campuran PP Bekas - Karet SIR 10 tanpa Penambahan DKP
4.1 Hasil dan Pembahasan
3.2.1 Penyiapan Sampel
21
19
3.2.2 Pengolahan Campuran PP bekas/Karet SIR 10 dengan DKP tanpa penambahan DVB
19
3.2.3 Pengolahan Campuran PP bekas/Karet SIR 10 +DKP+DVB
20
3.2.4 Pembuatan Spesimen
20
3.2.5 Uji Kekuatan Tarik
3.2.6 Uji Indeks Alir Lelehan
25
21
3.3 Skema Pengambilan data
22
3.3.1 Bagan Penyiapan PP bekas 22
3.3.2 Bagan Pembuatan Dan Karakterisasi Campuran PP bekas dan Karet SIR 10 dengan Penambahan DKP tanpa Penambahan DVB
23
3.3.3 Bagan Pembuatan Dan Karakterisasi Campuran PP bekas dan Karet SIR 10 dengan Penambahan DKP dn dengan Penambahan DVB 24
Bab 4. Hasil dan Pembahasan
- DKP tanpa DVB dan Campuran PP Bekas dan Karet SIR 10
- DKP + DVB
- DKP tanpa DVB dan Campuran PP Bekas dan Karet SIR 10
- DKP + DVB
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Sifat Fisika Dari Polipropilena9 Tabel 2.2 Sifat Fisika Dari Karet Alam
10 Tabel. 2.3 Persyaratan Mutu Karet Alam SIR 10
11 Tabel. 4.1 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Dan Kemuluran TPE dari Campuran PP Bekas-Karet SIR 10 Tanpa DKP dan DVB
25 Tabel. 4.2 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Dan Kemuluran TPE Dari Campuran PP Bekas- Karet SIR 10 60/40 (g/g) Dengan Penambahan DKP tanpa Penambahan DVB
26 Tabel. 4.3 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Dan Kemuluran TPE Dari Campuran PP Bekas- Karet SIR 10 50/50 (g/g) dengan Penambahan DKP tanpa Penambahan DVB
26 dari CampuranPP Bekas- Karet SIR 10 40/60 (g/g) dengan Penambahan tanpa Penambahan DVB
26 Tabel. 4.5 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Dan Kemuluran TPE Dari Campuran PP Bekas- Karet SIR 10 60/40 (g/g) dengan Penambahan DKP dan Dengan Penambahan DVB
28 Tabel. 4.6 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Dan Kemuluran TPE Dari Campuran PP Bekas- Karet SIR 10 50/50 (g/g) dengan Penambahan DKP dan Dengan Penambahan DVB
30 Tabel. 4.7 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Dan Kemuluran TPE Dari Campuran PP Bekas- Karet SIR 10 40/60 (g/g) dengan Penambahan DKP dan Dengan Penambahan DVB
32 Tabel. 4.8 Indeks Alir Lelehan dan Viskositas TPE dari Campuran PP Bekas- Karet SIR 10dengan Penambahan DKP tanpa Penambahan DVB
35 Tabel. 4.9 Indeks Alir Lelehan dan Viskositas TPE dari Campuran PP Bekas- Karet SIR10 dengan Penambahan DKP Dan Dengan Penambahan DVB
36
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Struktur Polipropilena8 Gambar 2.2 Struktur Divinil Benzena
12 Gambar 2.3 Mekanisme Dekomposisi Dari Dikumil Peroksida
13 Gambar 3.1 Spesimen Uji Berdasarkan ASTM D638
20 Gambar 4.1 Grafik Kekuatan Tarik TPE dari Campuran PP Bekas- Karet SIR 10 + DKP tanpa Penambahan DVB
27 Gambar 4.2 Grafik Kemuluran TPE dari Campuran PP Bekas- Karet SIR 10 + DKP tanpa Penambahan DVB
27 Gambar 4.3 Grafik Kekuatan Tarik TPE dari Campuran PP Bekas- Karet SIR 10 60/40 (g/g) + DKP + DVB
29 Gambar 4.4 Grafik Kemuluran TPE dari Campuran PP Bekas-
Gambar 4.5 Grafik Kekuatan Tarik TPE dari Campuran PP Bekas-Karet SIR 10 50/50 (g/g) + DKP + DVB
31 Gambar 4.6 Grafik Kemuluran TPE dari Campuran PP Bekas- Karet SIR 10 50/50 (g/g) + DKP + DVB
31 Gambar 4.7 Grafik Kekuatan Tarik TPE dari Campuran PP Bekas- Karet SIR 10 40/60 (g/g) + DKP + DVB
33 Gambar 4.8 Grafik Kemuluran TPE dari Campuran PP Bekas- Karet SIR 10 40/60 (g/g) + DKP + DVB
33 Gambar 4.9 Grafik Viskositas TPE Dari Campuran PP Bekas-Karet SIR 10
- DKP dan TPE Dari Campuran PP Bekas-Karet SIR 10
- DKP + DVB
37