Pembuatan Dan Karakterisasi Komposit Karet Alam/Monmorillonite Menggunakan Polietilen Glikol Sebagai Pemodifikasi Organik

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT KARET ALAM/MONMORILLONITE MENGGUNAKAN POLIETILEN GLIKOL SEBAGAI PEMODIFIKASI ORGANIK SKRIPSI CAROLINE HADIWIJAYA 100802027

  

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT KARET

ALAM/MONMORILLONITE MENGGUNAKAN

POLIETILEN GLIKOL SEBAGAI

  

PEMODIFIKASI ORGANIK

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

  

CAROLINE HADIWIJAYA

100802027

  PERSETUJUAN

  Judul : Pembuatan dan Karakterisasi Komposit Karet Alam/Monmorillonite Menggunakan Polietilen Glikol Sebagai Pemodifikasi Organik.

  Kategori : Skripsi Nama : Caroline Hadiwijaya Nomor Induk Mahasiswa : 100802027 Program Studi : Sarjana (S1) Kimia Departemen :Kimia Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

  Universitas Sumatera Utara Disetujui di Medan, April 2015

  Komisi Pembimbing : Pembimbing 2, Pembimbing 1, Saharman Gea, Ph.D Dr.Yugia Muis, M. Si

  

PERNYATAAN

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT KARET

ALAM/MONTMORILLONITE MENGGUNAKAN

POLIETLILEN GLIKOL SEBAGAI

  

PEMODIFIKASI ORGANIK

SKRIPSI

  Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

  Medan, April 2015 Caroline Hadiwijaya

  PENGHARGAAN

  Puji dan syukur penulis panjatkan kepadaTuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan karuniaNya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi sebaik mungkin. Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada Alm. Ayahanda Djoko Merdiko yang sudah ada di Rumah Bapa dan Ibunda Sonty Eveline yang telah memberikan kassih sayang, doa, restu dan dukungan baik moril maupun materil kepada penulis sehingga dapatmenyelesaikan kuliah dan penelitiannya dengan baik. Kepada kakanda Tantriana yang selalu memberikan semangat, nasehat dan saran kepada penulis. Kepada Bude, Mbak Nian , Mba Dewi, Bapak Tua serta Inang Tua yang memberikan dukungan dan semangat kepada Penulis.

  Penulis juga ingin mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr. Yugia Muis, M. Si selaku dosen pembimbing 1 dan Bapak Saharman Gea, Ph.D selaku dosen pembimbing 2 yang telah meberikan waktu, bimbingan, dan saran kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Terima Kasih kepada Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS dan Bapak Albert Pasaribu, M.Sc selaku ketua dan sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU Medan. Kepada Bapak Dr. Mimpin Ginting selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan dan saran kepada penulis selama perkuliahan. Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada teman dekat penulis, Tio, Wiwi, Anggi, Irna, Putri, Ria, Agnes, Siska, Anggun, Patresia, Togi, Fitri yang telah memberikan semangat dan bantuan kepada penulis. Kepada teman-teman stambuk 2010 dan kos purithakarina yang telah memberikan dukungan dan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terimakasihkepada saudara dan teman- teman yang tidak dapat disebutkan satu-persatu atas dukungannya.

  

PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT KARET

ALAM/MONTMORILLONITE MENGGUNAKAN

POLIETLILEN GLIKOL SEBAGAI

PEMODIFIKASI ORGANIK

ABSTRAK

  Telah dilakukan penelitian pembuatan dan karakterisasi komposit karet alam/monmorillonite dengan polietilen glikol (PEG) sebagai pemodifikasi secara

  o

  organic. Karet Alam SIR-10 dimastikasi pada suhu 60 C dengan variasi waktu 0; 2; 4; 6; 8; dan 10 menit menggunakan two-roll mill. Kemudian SIR-10 yang telah dimastikasi selama 4 menit yang merupakan waktu optimum mendapatkan berat molekul terendah digrafting dengan GMA untuk mendapatkan karet alam-g-GMA yang selanjutnya digunakan sebagai bahan penyelaras (kompatibiliser).

  Monmorillonite dalam jumlah yang sama yaitu 10 g dimodifikasi dengan PEG dalam konsentrasi yang berbeda-beda 0,01; 0,03; dan 0,05 mol dan kemudian ditambahkan ke dalam karet SIR-10 dan karet alam-g-GMA menggunakan two- roll mill menghasilkankomposit. Sampel komposit disiapkan mengikuti ASTM D- 638 untuk uji tarik dengankecepatan1 mm/menitdanujitermaldengan TGAdari 30-

  o

  800

  C. Morfologi permukaan komposit dianalisis dengan SEM pada magnifikasi 15kV. Hasil kekuatan tarik optimum diperoleh pada penambahan monmorillonite dengan konsentrasi PEG 0,01 mol % yaitu3,82 MPa dan nilai modulus young yaitu 0,46 MPa. Analisis degradasi termal menggunakan TGA menunjukkan

  o

  puncak degradasi termal pada 367,85

  C, dan persen residu 10,31 %. Analisis morfologi menggunakan SEM menunjukkan permukaan komposit yang homogen.

  

THE PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF NATURAL

RUBBER/MONTMORILLONITECOMPOSITEBY MODIFYING

ORGANICALLY WITHPOLYETHYLENE GLYCOL

ABSTRACT

  Research on the preparation of composite natural rubber/montmorillonite by modifyng organically with polyethylene glicol have been done. Natural rubber

  o

  SIR-10 mastication at 60 C with variation 0; 2; 4; 8; 10 minute using two-roll mill. SIR-10 mastication for 4 minute which is optimum time to get the lowest molecular weight greafted with GMA for receive natural rubber-g-GMA which used as compatibilizer agent. 10 gram montmorillonite modificated with PEG on various concetration 0.01; 0.03;0.05 mol and then added to rubber SIR-10 and natural rubber-g-GMA using two roll mill to get composite. Sample composite prepared based on ASTM D-638 to tensile test with velocity 1mm/minute and

  o

  thermal degradation analysis using TGA from 30-800

  C. Morphological analysis composite using SEM at 15 kV. Results optimum stress provide on montmorillonite with 0.01 mol PEG is 3.82 MPa and modulus young is 0.46 MPa.

  o

  Thermal degradation analysis showed the thermal degradation peak at 367.85

  C, and 10.31 % percent residue. Morphological analysis using SEM showed a homogenous surface of composite. Keywords : Composite, Natural rubber, Montmorillonite, GMA

DAFTAR ISI

  1.3 Pembatasan Masalah

  8

  7 2.1.1 2.1.1 Jenis-jenis Karet

  2.1 Karet Alam

  5 Bab 2. Tinjauan Pustaka

  1.7 Metodologi Penelitian

  5

  1.6 Lokasi Penelitian

  4

  1.5 Manfaat Penelitian

  4

  1.4 Tujuan Penelitian

  4

  Halaman Persetujuan iii

  Pernyataan iv

  1.2 Perumusan Masalah

  1

  1.1 Latar Belakang

  Bab 1. Pendahuluan

  Daftar Lampiran xii

  Daftar Singkatan xi

  Daftar Gambar x

  Daftar Tabel ix

  Daftar Isi viii

  Abstract vii

  Abstrak vi

  Penghargaan v

  3

  3.3.1 Pembuatan Organomonmorillonite

  26

  3.3.2 Mastikasi Karet Alam

  26

  3.3.3 Pemurnian Karet Alam yang Telah Dimastikasi

  26

  3.3.4 Proses Grafting Karet Alam SIR 10 dengan

  26 GMA

  3.3.5 Proses Pembuatan Komposit NR SIR 10, NR-g-

  27 GMAdengan Organomontmorillonite

  3.3.6 Karakterisasi NR SIR 10,

  27 NR-g-GMA/Organomontmorillonite

  3.3.6.1 Uji Tarik

  27

  3.3.6.2 Analisis Sifat Morfologi

  27

  3.3.6.3 Analisis Sifat Termal dengan Uji TGA

  28

  3.4 Bagan Penelitian

  29

  3.4.1 Pembuatan Organomonmorillonite

  29

  3.4.2 Mastikasi Karet Alam

  30

  3.4.3 Pemurnian Karet Alam yang Telah Dimastikasi

  30

  3.4.4 Proses Grafting Karet Alam SIR 10 dengan

  31 GMA

  3.4.5 Pembuatan Komposit NR SIR10, NR-g-GMA

  32 dengan Organomontmorillonite Bab 4. Hasil dan Pembahasan

  4.1 Penurunan Berat Molekul Karet Alam

  33

  4.2 Analisis Ukuran Partikel MMT dengan PSA

  34

  4.3 Analisis Gugus Fungsi Organomonmorillonite/PEG

  35 Menggunakan Spektroskopi FT-IR

  4.4 Pembuatan Karet Alam Tergrafting GMA

  36

  4.5 Pembuatan Komposit Karet

  38

  

DAFTAR TABEL

  Nomor Judul Halaman Tabel

  4.1 Data Hasil Berat Molekul Dengan Metode Viskositas

  34 Mooney

  4.2 Hasil Analisis FT-IR dari Organomontmorillonite,

  36 Polietilen Glikol.

  4.4 Hasil Analisis FT-IR Karet Alam-g-GMA

  37

  4.5 Kekuatan Tarik, Modulus Young, dan Perpanjangan Pada

  39 Saat Putus dari Komposit Karet Alam/Organomonmorillonit Dengan PEG

  4.6 Hasil Analisis TGA dari Komposit Karet

  40 Alam/Organomonmorillonite dengan PEG Pemodifikasi Organik

  

DAFTAR GAMBAR

  34

  4.8 Hasil Analisi SEM Karet Alam tanpa Filler

  41

  4.7 Hasil Analisis SEM Karet Alam/Organomonmorillonite dengan PEG 0.01 mol

  40

  4.6 Kurva Suhu vs Massa dari Komposit Karet Alam/Organomonmorillonite 0,01; 0,03 mol; dan karet alam tanpa filler

  38

  4.5 Kurva Regangan vs Tegangan dari Komposit Karet Alam/Organomonmorillonite dengan PEG

  37

  4.4 Spektrum Hasil Analisis FT-IR Karet Alam-g-GMA

  35

  4.3 Spektrum FTIR dari Organomonmorillonite, Polietilen Glikol

  4.2 Grafik Distribution Number Monmorillonite Komersil

  Nomor Gambar

  33

  4.1 Grafik Penurunan Berat Molekul

  27

  3.1 Spesimen Uji Berdasarkan ASTM D 639 no V

  22

  2.3 Struktur PEG

  16

  2.2 Mekanisme Reaksi Grafting GMA pada Karet Alam

  13

  2.1 Struktur MMT

  Judul Halaman

  42

DAFTAR SINGKATAN

  GMA = Glysidil Metacrylat SIR = Standard Indonesian Rubber BPO = Benzoil Peroksida MMT = Montmorillonite PEG = Polietilen Glikol SEM = Scanning Electron Microscopy MBT = Mercaptobenzo Thiazole TGA = Thernogravimetric Analysis FT-IR = Fourier Tranform-Infra Red ASTM = American Society for Testing and Materials MPa = Mega Pascal Phr = Part per Hundred Rubber