Karakteristik Komposit Polipropilena, PP-g-MA, Serbuk Kulit Pisang Kepok dan Komposit Polipropilena, DMP, Serbuk Kulit Pisang Kepok
KARAKTERISASI KOMPOSIT POLIPROPILENA-PPgM SERBUK KULIT PISANG KEPOK DAN KOMPOSITPOLIPROPILENA- DMP- SERBUK KULIT PISANG KEPOK SKRIPSI
IIS BADRIAH NAHAR 100802015 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
KARAKTERISASI KOMPOSIT POLIPROPILENA-PpgMA-SERBUK KULIT PISANG KEPOK DAN KOMPOSIT POLIPROPILENA- DMP- SERBUK KULIT PISANG KEPOK
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
IIS BADRIAH NAHAR 100802015 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
PERSETUJUAN
Judul : q Karakteristik Komposit Polipropilena,
q. PP-g-MA, serbuk kulit pisang kepok dan n ni komposit polipropilena, DMP, serbuk
ni kulit pisang kepok.
Kategori : Skripsi Nama : Iis Badriah Nahar Nomor Induk Mahasiswa : 100802015 Program Studi : Sarjana( S1) Kimia Departemen : Kimia
Fakultas : n Matematika dan Ilmu Pengetahua Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di : Medan, November 2014
Komisi Pembimbing : Pembimbing II Pembimbing I Dr. Darwin Yunus Nst.MS Dr. Yugia Muis, M.Si NIP.195508101981031006 NIP.195310271980032003 Diketahui/Disetujui oleh: Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, DR. Rumondang Bulan Nst. M.Si NIP.195408301985032001
PERNYATAAN
KARAKTERISASI KOMPOSIT POLIPROPILENA,PP-g-MA,SERBUKKULIT PISANG KEPOK DAN KOMPOSIT POLIPROPILENA,
DMP, SERBUK KULIT PISANG KEPOK
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa sekripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, November 2014 Iis Badriah Nahar 100802015
PENGHARGAAN
Bismillahirrahmanniraahim Alhamdulillah 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 mengucapkan terimakasih Kepada Ayahanda tersayang M.Thoyib dan ibunda tercinta Siti Rabi’ah Adawiyah atas segala do’a dan bimbingan, semangat, pengorbanan, dan kasih sayangnya yang telah diberikan kepada penulis sehingga bisa menyelesaikan studi penulis sampai sekarang ini. Serta adik tercinta Entin Mutoharoh yang selalu mendukung penulis dalam suka dan duka.
Dr. Yugia Muis, M.Si selaku dosen pembimbing 1 dan Dr.Darwin Yunus Nasution, M.Si selaku dosen pembimbing 2 yang telah banyak memberikan pengarahan, bimbingan, masukan, dan saran hingga terselesaikannya skripsi ini.
Dr Rumondang bulan, MS dan Drs, Albert Pasaribu ,M.Sc Selaku ketua dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU Serta seluruh staff pegawai Departemen Kimia. Bapak dan ibu dosen yang telah memberikan ilmunya selama masa studi penulis di FMIPA USU. Dan tak lupa penulis menyampaikan penghargaan dan cinta kasih yang terdalam dan tulus kepada Kepala Kepala Laboratorium Kimia Fisika USU, Bang edi yang telah membantu penulis selama penelitian, teman-teman asisten Kimia Fisika dan Kimia Polimer Bang Aidil, Bang Supran, Kak Mira, Kak Deasy, kak Neni, Leny, Diana, Gita, Choliq, Habibi, Uci, Suci dan Uli, teman-teman terdekat penulis Mey Rina, Sumariah, Zulfa, Nirmala, Lia, teman-teman seperjuangan 2010 dan teman-teman kos 2D yang selalu memberikan dukungan dan memotivasi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Kepada saudara dan teman-teman yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah mnyemangati penulis.
Hanya Allah SWT yang dapat membalas kebaikan yang telah diberikan kepada penulis. Penulis berharap Allah SWT memberikan berkah-Nya kepada kita semua, amin ya rabbalalamin.
Penulis
KARAKTERISASI KOMPOSIT POLIPROPILENA-PPgMA-SERBUK KULIT PISANG KEPOK DAN KOMPOSIT POLIPROPILENA-DMP-
SERBUK KULIT PISANG KEPOK
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian untuk mengetahui sifat mekanik dan sifat fisik dari komposit polipropilena, polipropilena tergrafting maleat anhidrat (PP-g-MA) dengan pengisi serbuk kulit pisang Dan polipropilena, dimetil ftalat (DMP) dan pengisi serbuk kulit pisang dengan variasi berat PP-g-MA dan DMP. Kekuatan tarik diuji berdasarkan ASTM D-638. Variasi berat PP:PP-g-MA:Serbuk kulit pisang yang digunakan 7:1:1, 7:2:1, 7:3:1, 7:4:1, 7:5:1. Hasil kekuatan tarik yang paling tinggi didapatkan dengan perbandingan 7:2:1 yaitu 16,77 Mpa dan nilai kemulurannya 2,26 %. Dari uji kerapatan perbandingan 7:2:1 memiliki kerapatan
3
yang paling tinggi dan daya serap air yang paling rendah yaitu 0,87 gr/cm dan 2,04 % (2 jam), 4,00 % (24 jam), pada analisa morfologi SEM menunjukkan permukaan yang cukup merata, hal ini menunjukkan komposit tercampur homogen. Pada variasi PP:DMP:Serbuk kulit pisang yang digunakan 7:1:1, 7:2:1, 7:3:1, 7:4:1, 7:5:1. Kekuatan tarik yang paling tinggi didapatkan pada variasi 7:5:1 yaitu 15,60 Mpa dengan nilai kemuluran 2,20 % dari hasil uji kerapatan
3
sebesar 0,68 g/cm dan daya serap air sebesar 5,76 % (2 jam), 11,53 % (24 jam), dari analisa morfologi SEM menunjukkan permukaan yang kurang merata, hal ini menunjukkan komposit tidak tercampur homogen.
CHARACTERIZATION OF COMPOSITE POLYPROPILENE- PPgMA-
KEPOK BANANA PEEL POWDER AND COMPOSITE OF
POLYPROPILENE - DMP- KEPOK
BANANA PEEL POWDER
ABSTRACT The reseach about mechanical and pysical properties of polypropilene, polipropilene grafted maleic anhydride (PP-g-MA) with filler banana peel powder and polipropilene, dimetyl phthalate (DMP), and filler banana peel powder with weigth variation polipropilene grafted maleic anhydric and dimetyl phthalate. Tensile strength tested base on ASTM D-638. The weight variation PP:PP-g- MA:banana peel powder used such as 7:1:1, 7:2:1, 7:3:1, 7:4:1, 7:5:1. The highest tensile strength obtained on ratio 7:2:1 was 16,77 Mpa and strain value 2,26 %. The density test ratio 7:2:1 has the highest and the lowest of water absorption test
3
was 0,87 gr/cm and 2,04 % (2 Hours), 4,00 % (24 hours), the analysis of morphology with SEM shows the composite surface is homogeneous and uniformly mixed. The variation weight of PP:DMP: banana peel powder used such as 7:1:1, 7:2:1, 7:3:1, 7:4:1, 7:5:1, the highest tensile strength obtained on ratio 7:5:1 was 15,60 Mpa and strain value 2,20 %, from density test was 0,68
3
g/cm and the lowest of water absorption was 5,76 % (2 hours), 11,53 % (24 hours), the morphology analysis with SEM showed uneven surface, it show that the composite is not homogeneous mixed.
DAFTAR ISI
Halaman Persetujuan ii
Pernyataan iii
Penghargaan iv
Abstrak v
Abstract vi
Daftar Isi vii
Daftar Tabel ix
Daftar Gambar x
Daftar Singkatan xi
Daftar Lampiran xii
Bab 1. Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Perumusan Masalah
2
1.3 Pembatasan Masalah
3
1.4 Tujuan Penelitian
4
1.5 Manfaat Penelitian
5
1.6 Metodologi Penelitian
6
1.7 Lokasi Penelitian
7 Bab 2. Tinjauan Pustaka
2.1 Polipropilena
8
2.2 Pisang Kepok
9
2.3 Kulit Pisang
10
2.4 Interaksi Pemlastis dengan Polimer
11
2.5 Dimetil ftalat
12
2.6 Bahan Pengisi
13
2.7 Maleat Anhidrat
14
2.8 Benzoil Peroksida
15
2.9 Grafting Polipropilena
16
2.10. Kompatibilitas Campuran Polimer
18
2.11. Karakteristik Campuran Polimer
2.11.1 Analisa Sifat Permukaan dengan pengujian SEM
19
2.11.2 Uji Tarik dan Kemuluran
20
2.11.3 Kerapatan Papan Komposit
21
2.11.4 Uji Daya Serap Air
21
2.11.5 Spektroskopi FTIR
22 Bab 3. Metode Penelitian
3.1 Alat dan Bahan
4.5.1.1 Kerapatan dengan Variasi
4.3 Analisa Kekuatan Tarik dan Kemuluran Komposit
33 PP/PP-g-MA/Serbu Kulit Pisang
4.3.1 Uji Tarik dengan Variasi Berat PP-g-MA
34
4.3.2 Uji Tarik dengan Variasi Berat DMP
37
4.4 Analisa Sifat Morfologi dengan Uji SEM
39
4.5 Analisa Kerapatan dan Daya Serap Air Komposit
40 PP/PP-g-MA/Serbuk Kulit Pisang
4.5.1 Kerapatan
MIII Berat PP-g-MA
4.2 Analisa FT-IR PP-g-MA
40
4.5.1.2 Kerapatan dengan Variasi DMP
42
4.5.2 Daya Serap Air
4.5.2.1 Daya Serap air dengan Variasi Berat PP-g-MA
45
4.5.2.2 Daya Serap air dengan Variasi Berat DMP
45 Bab 5. Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan
47
5.2 Saran
48 Daftar Pustaka
31
31
23
25
3.1.1. Alat
23
3.1.2 Bahan
23
3.2 Prosedur Penelitian
24
3.2.1 Pembuatan Serbuk Kulit Pisang
3.2.2 Proses Grafting MA Kedalam Polipropilena
24
3.2.3 Pembuatan Campuran Polimer dengan pemlastis
25 dan serbuk kulit pisang
3.2.4 Proses Pembuatan Komposit PP:PP-g-MA:SKP
3.3 Bagan Penelitian
4.1 Pembuatan PP-g-MA
26
3.3.1 Proses Preparasi Serbuk Kulit Pisang
26
3.3.2 Proses Pencampuran PP-DMP -SKP
27
3.3.3 Proses Grafting PP dengan Maleat Anhidrat
27
3.3.4 Proses pemurnian PP-g-MA
29
3.3.5 Proses Pencampuran PP/PP-g-MA/SKP
30 Bab 4. Hasil dan Pembahasan
31
49
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel Judul Halaman
2.1 Komposisi Kulit Pisang
11
4.1 Data Hasil Pencampuran Bahan Polimer
31
4.2 Bilangan Gelombang PP-g-MA setelah pemurnian
31
4.3 Bilangan Gelombang PP-DMP
4.4 Hasil Perhitungan Kekuatan Tarik dan Kemuluran
32 PP/PP-g-MA/SKP
4.5 Hasil Perhitungan Kekuatan Tarik dan Kemuluran
37 dengan variasi DMP
4.6 Kerapatan Komposit Variasi Berat PP-g-MA
40
4.7 Kerapatan Komposit dengan variasi DMP
4.8 Daya Serap air Dengan waktu Perendaman 2 jam
42 (Variasi Berat PP-g-MA)
4.9 Daya Serap Air Dengan Waktu Perendaman 24 jam
43 (Variasi Berat PP-g-MA)
4.10 Daya Serap air dengan waktu Perendaman 2 jam
43 (Variasi Berat DMP)
4.11 Daya Serap air dengan waktu Perendaman 24 jam
45 (Variasi Berat DMP)
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
2.1 Struktur Polipropilena
7
2.2. Limbah kulit pisang kepok
11
2.3 Struktur senyawa Dimetil Ftalat
13
2.4 Struktur Maleat Anhidrat
15
2.5 Reaksi Grafting Maleat Anhidrat kedalam polipropilena
18
2.6 Spesimen uji berdasarkan ASTM D638
21
4.1 Hasil FT-IR PP-g-MA dan PP-DMP
31
4.2 Grafik kekuatan tarik (Mpa) dari komposit PP/PP-g-MA/SKP 35
4.3 Grafik kemuluran (%) dari komposit PP/PP-g-MA/SKP 36
4.4 Grafik kekuatan tarik (Mpa) Komposit PP/DMP/SKP
37
4.5 Grafik kemuluran (%) dari komposit PP/DMP/SKP
38
4.6 Foto SEM komposit perbandingan PP:PP-g-MA (7:2:1) 39 perbesaran 500x
4.7 Foto SEM komposit perbandingan PP;DMP:SKP (7:5:1) 39 perbesaran 500x
4.8 Grafik hubungan antara variasi komposisi dengan densitas 41
4.9 Grafik hubungan antara variasi DMP dengan densitas
42
4.10 Grafik Daya Serap air Pada waktu perendaman 2 jam
43 dan 24 jam Variasi PP-g-MA
4.11 Grafik Daya Serap Air Pada Waktu Perendaman 2 jam
44 dan 24 jam Variasi PP-DMP