Pengaruh Asam Stearat Terhadap Termoplastik Elastomer Berpengisi Tandan Kosong Kelapa Sawit Sebagai Bahan Peredam Suara
PENGARUH ASAM STEARAT TERHADAP TERMOPLASTIK
ELASTOMER BERPENGISI TANDAN KOSONG
KELAPA SAWIT SEBAGAI BAHAN
PEREDAM SUARA SKRIPSI MARDARIANA 090802005 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014PENGARUH ASAM STEARAT TERHADAP TERMOPLASTIK ELASTOMER BERPENGISI TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT SEBAGAI BAHAN PEREDAM SUARA SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains MARDARIANA 090802005 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
PERSETUJUAN
Judul : Pengaruh Asam Stearat Terhadap Termoplastik Elastomer Berpengisi Tandan Kosong Kelapa Sawit Sebagai Bahan Peredam Suara
Kategori : Skripsi Nama : Mardariana Nomor Induk Mahasiswa : 090802005 Program Studi : Sarjana( S1) Kimia Departemen : Kimia Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara Disetujui di : Medan, Mei 2014
Komisi Pembimbing : Pembimbing II Pembimbing I Dr. Darwin Yunus Nst. MS Drs. Amir Hamzah Siregar, M.Si NIP.195508101981031006 NIP.196106141991031002 Diketahui/Disetujui oleh: Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, DR. Rumondang Bulan, MS NIP.195408301985032001
PERNYATAAN
PENGARUH ASAM STEARAT TERHADAP TERMOPLASTIK
ELASTOMER BERPENGISI TANDAN KOSONG
KELAPA SAWIT SEBAGAI BAHAN
PEREDAM SUARASKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja pembimbing dan saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Mei 2014 Mardariana 090802005
PENGHARGAAN
Bismillahirrahmannirrahim Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan Rahmat dan Karunia-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi ini sebaik mungkin. Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
Kedua orang tua tercinta, Ayahanda Aniksan Us. dan Ibunda Murni atas segala doa, dukungan, kasih sayang dan cintanya yang tiada henti memberikan perhatian kepada penulis. Kepada Kakak tersayang Novariani, Spd. dan adik-adik tersayang Eka Juriah, Sri Fardia dan Muhammad Asrul yang telah memberi do’a, perhatian dan dukungan kepada penulis. Bapak Drs. Amir Hamzah Siregar, M.Si selaku dosen pembimbing 1 dan bapak Dr. Darwin Yunus Nst. Ms. selaku dosen pembimbing 2 yang telah banyak memberikan pengarahan, bimbingan, masukan dan saran hingga terselesaikannya skripsi ini. Ibu Dr. Rumondang Bulan Nst, MS dan bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU 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, Bang Mail yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Nadhirah family Nisa, Nisa Nst, Tika, Deca, Tya dan Naura atas perhatian dan dukungannya selama ini. Serta untuk teman-teman stambuk 2009 khususnya Mira, Supran, Deasy, Neni, Pravil, Xerra dan Aidil yang selalu memberikan dukungan dan memotivasi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Hanya Allah SWT yang dapat membalas semua kebaikan yang telah diberikan kepada penulis. Semoga Allah SWT selalu memberikan berkah yang berlipat ganda untuk kita semua, amin ya Rabbalalamin.
PENGARUH ASAM STEARAT TERHADAP TERMOPLASTIK
ELASTOMER BERPENGISI TANDAN KOSONG
KELAPA SAWIT SEBAGAI BAHAN
PEREDAM SUARAABSTRAK
Telah dilakukan vulkanisasi dinamik terhadap campuran TPE polipropilena-karet SIR-10 berpengisi tandan kosong kelapa sawit di dalam internal mixer pada suhu
o 175 C dengan variasi penambahan asam stearat 0 g, 2 g, 4 g, 6 g, 8 g, 10 g. o
Kemudian dicetak menjadi spesimen dengan alat pres kompresor pada suhu 175 C sesuai dengan ASTM D638 Spesimen dikarakterisasi dengan uji kekuatan tarik, uji koefisien serap bunyi, analisa termal dengan DTA, dan analisa morfologi permukaan dengan SEM. Hasil penelitian menunjukkan bahwa campuran TPE memiliki kekuatan tarik paling tinggi didapatkan dengan penambahan 6 g asam stearat dengan nilai kekuatan tarik 3.6 MPa dan kemuluran 7.0%. Dari uji koefisien serap bunyi didapatkan penyerapan bunyi paling tinggi terjadi pada frekuensi 125
Hz dengan nilai α yaitu 0.7636. Dari analisa morfologi permukaan memperlihatkan bahwa filler terdistribusi kurang merata dalam matrik. Hasil analisa termal dengan DTA memperlihatkan adanya interaksi antara campuran hal ini dibuktikan dengan turunnya suhu leleh dan suhu terdekomposisi dari TPE.
THE EFFECT OF STEARIC ACID FOR THERMOPLASTIC
ELASTOMER FILLED OIL EMPTY FRUIT
BUNCH AS A MATERIAL SUOND
DAMPING
ABSTRACTDynamic vulcanization has been done on the mixture polypropylene TPE rubber SIR - 10 filled oil palm empty fruit bunches in the internal mixer at a temperature
o
of 175 C with the addition of stearic acid with variation 0 g , 2 g , 4 g , 6 g , 8 g , 10 g . Then molded into specimens by means of pressing the compressor at a
o
temperature of 175 C in according with ASTM D638 specimens were characterized by a tensile strength test , test sound absorption coefficient , thermal analysis DTA , and surface morphology analysis by SEM . The results showed that the mixture of TPE has the highest tensile strength is obtained with the addition of 6 g of stearic acid with a value of tensile strength 3.6 MPa and elongation of break 7.0 % . Sound absorption coefficient of the test obtained the highest sound absorption occurs at a frequency of 125 Hz with a val ue of α is 0.7636 . From the surface morphology analysis showed that the filler is less evenly distributed in the matrix . The results of the DTA thermal analysis shows the interaction between the mix of this is evidenced by the drop in melting temperature and decomposition temperature of TPE .
DAFTAR ISI
Halaman Persetujuan ii
Pernyataan iii
Penghargaan iv
Abstrak v
Abstract vi
Daftar Isi vii
Daftar Tabel x
Daftar Gambar xi
Daftar Singkatan xii
Daftar Lampiran xiii
Bab 1. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang
1 1.2.
3 Perumusan Masalah 1.3.
4 Pembatasan Masalah 1.4.
4 Tujuan Penelitian 1.5.
4 Manfaat Penelitian 1.6. Metodologi Penelitian
5 1.7. Lokasi Penelitian
6 Bab 2. Tinjauan Pustaka
2.1. Plastik
7
2.2. Polipropilena
9
2.3. Karet Alam
10
2.3.1. Keunggulan Karet Alam
11
2.3.2. Jenis-jenis Karet Alam
11
2.3.3. Standar Indonesia Rubber
11
2.4. Komposit
12
2.5. Bahan Pengisi
12
2.6. Termoplastik Elastomer
14
2.7. Tandan Kosong Kelapa Sawit
15
2.8. Penyerapan Suara
16
2.9. Divinilbenzena
17
- DKP
- DKP + DVB
3.3.3. Bagan Pembuatan Campuran PP-Karet SIR 10
3.2.7. Uji Kekuatan Tarik
30
3.2.8. Analisa Permukaan dengan SEM
31
3.2.9. Uji Koefesien Serap Bunyi
31
3.2.10. Analisa Termal dengan DTA
33
3.3. Bagan Penelitian
34
3.3.1. Bagan Penyiapan Karet SIR 10
34
3.3.2. Bagan Penyiapan Serbuk Tandan Kelapa Sawit
34
35 50/50 (g/g) dengan Penambahan DKP
3.2.6. Pembuatan Spesimen
3.3.4. Bagan Pembuatan Campuran PP-Karet SIR 10
36 50/50 (g/g) dengan Penambahan DKP dan DVB
3.3.5. Bagan Pembuatan Campuran Polipropilena -
37 karet SIR 10-TKKS + DKP + DVB
3.3.6. Bagan Pembuatan Spesimen dan Karakterisasinya
38 Bab 4. Hasil dan Pembahasan
39
4.1. Hasil Karaktersisasi Sampel dan Pengujian Sifat Mekanik
39
4.2. Pembahasan
40
4.2.1. Analisa Kekuatan Tarik dan Kemuluran TPE
40 PP-Karet SIR 10+ DKP
4.2.2. Analisa Kekuatan Tarik dan Kemuluran TPE
30
29
41 PP-Karet SIR 10+ DKP+ DVB
27
2.10. Dikumil Peroksida
18
2.11. Kompatibilitas Campuran Polimer
20
2.12. Karakterisasi Campuran Polimer
21
2.12.1. Uji Kekuatan Tarik
21
2.12.2. Uji Koefesien Serap Bunyi
22
2.12.3. Scanning Electron Microscopy(SEM)
25
2.12.4. Differential Thermal Analysis(DTA)
26 Bab 3. Metodologi Penelitian
3.1. Alat dan Bahan
3.2.5. Pengolahan Campuran Polipropilena-Karet SIR 10
28
29
3.2.4. Pengolahan Campuran Polipropilena-Karet SIR 10
29
3.2.3. Pengolahan Campuran Polipropilena-Karet SIR 10
28
3.2.2. Pembuatan Serbuk Tandan Kosong Kelapa Sawit
3.2.1. Penyiapan Sampel
27
28
3.2. Prosedur Penelitian
27
3.1.2. Bahan
27
3.1.1. Alat
- TKKS+DKP+DVB+ variasi asam stearat
- variasi berat asam stearat
4.2.3. Analisa Kekuatan Tarik dan Kemuluran TPE PP
43 Karet SIR 10+DKP+DVB + variasi asam stearat
4.2.4. Analisa Permukaan dengan SEM
45
4.2.5. Hasil Uji Koefesien Serap Bunyi dari TPE
46
4.2.6. Analisa Termal dengan DTA
49 Bab 5. Kesimpulan dan Saran
51
5.1. Kesimpulan
51
5.2. Saran
52 Daftar Pustaka
53
DAFTAR TABEL
Nomor Tabel Judul Halaman
2.1 Persyaratan mutu karet alam SIR 10
12
2.2 Komposisi kimia dari tandan kosong kelapa
15 sawit
2.3 Sifat fisika tandan kosong kelapa sawit
16
2.4 Sifat fisika divinilbenzena
17
4.1
t ) dan
39 Data hasil Pengujian Kekuatan Tarik (σ Kemulu ran (ε) Campuran TPE 50/50(g/g) + DKP
4.2 ) dan
39 Data hasil Pengujian Kekuatan Tarik (σ t Kemuluran (ε) Campuran TPE 50/50 (g/g) + DKP + DVB
4.3
t ) dan
40 Data hasil Pengujian Kekuatan Tarik (σ Kemuluran (ε) Campuran TPE 50/50 (g/g) + 2 phr DKP
- 3 phr DVB + 30 g TKKS dengan variasi penambahan asam stearat
4.4 Hasil Uji Koefesien Serap Bunyi dari TPE
46
4.5 Hubungan sifat mekanik terhadap penyerapan bunyi
48
4.6 Hasil Analisa DTA dari TPE
49
4.8 Grafik hubungan sifat mekanik dengan penyerapan bunyi 48
t ) dari TPE PP-karet SIR 10 +DKP 40
46
4.7 Grafik Hasil Uji Koefesien Serap Bunyi dari TPE
44
4.6 Grafik kemuluran(ε) dari TPE PP-karet SIR 10+DKP
43 DKP+DVB+TKKS+ variasi asam stearat
t ) dari TPE PP-karet Sir 10 +
4.5 Grafik kekuatan tarik(σ
42 DVB
4.4 Grafik kemuluran(ε) dari TPE PP-karet SIR 10+DKP
42 DKP+DVB
t ) dari TPE PP-karet Sir 10 +
4.3 Grafik kekuatan tarik(σ
41
4.2 Grafik kemuluran(ε) dari TPE PP-karet SIR 10+DKP
4.1 Grafik kekuatan tarik(σ
DAFTAR GAMBAR
23 Gelombang pantul
No Judul Halaman Gambar
2.1 Struktur polipropilena
9
2.2 Reaksi dekomposisi dikumil peroksida
19
2.3 Perpindahan energy gelombang datang dan
2.4 Resultan bentuk gelombang dalam impedance tube
32
25
3.1 Spesimen uji berdasarkan ASTM D638
30
3.2 Diagram alat pengukuran koefesien serap bunyi
32 Dengan tabung impedansi
3.3 Bagan dari tabung impedansi
- DVB+TKKS+ variasi asam stearat