Pengunaan Surfaktan Polivinil Alkohol Sebagai Bahan Aditif Dalam Pembuatan Aspal Emulsi

(1)

PENGUNAAN SURFAKTAN POLIVINIL ALKOHOL

SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL

EMULSI

SKRIPSI

TRI SAHPUTRA RAMADANI

100822010

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN


(2)

PENGGUNAAN SURFAKTAN POLIVINIL ALKOHOL

SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL

EMULSI

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains dalam Program Studi Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

TRI SAHPUTRA RAMADANI

100822010

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN


(3)

PERSETUJUAN

Judul : PENGGUNAAN SURFAKTAN POLIVINIL

ALKOHOL SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL EMULSI

Kategori : SKRIPSI

Nama : TRI SAHPUTRA RAMADANI

Nomor Induk Mahasiswa : 100822010

Program Studi : SARJANA (S1) KIMIA

Departemen : KIMIA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di,

Medan, Juni 2014

Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2 Pembimbing 1

Drs. Amir Hamzah Siregar M.Si Prof. Dr. Tamrin, M.Sc

NIP. 19610614199103002 NIP. 196007041989031003

Diketahui/Disetujui oleh

Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

Dr. Rumondang Bulan Nst, MS NIP. 195408301985032001


(4)

PERNYATAAN

PENGGUNAAN SURFAKTAN POLIVINIL ALKOHOL SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL EMULSI

SKRIPSI

Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar .

Medan, Juni 2014


(5)

PENGUNAAN SURFAKTAN POLIVINIL ALKOHOL SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL EMULSI

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang aspal emulsi dengan menggunakan surfaktan Polivinil Alkohol (PVA).Aspal emulsi dapat dibuat dengan mencampurkan variasi perbandingan aspal yang terlebih dahulu dipanaskan pada suhu 120oC dengan variasi air yang dipanaskan pada suhu 55oC dan variasi surfaktan Polivinil Alkohol ditambahkan secara perlahan-lahan dan diaduk dengan agitator selama 5menit dengan komposisi maksimumperbandingan aspal, air dan surfaktan (75:15:10).Penggunaan surfaktan Polivinil Alkohol sebagai aditif dalam campuran aspal emulsi dapat meningkatkan viskositas dimana viskositas dari variasi perbandingan Aspal emulsi 75:15:10 dengan menggunakan surfaktan Polivinil Alkohol tertinggi 20000 cP dan terendah 4000 cP sementara untuk aspal murni tertinggi 9100 cP dan terendah 1000 cP. Pada penentuan % padatan, jumlah padatan yang diperoleh meningkat dengan penambahan surfaktan yaitu menggunakanPoilivinil Alkohol (PVA) 84.88% .Spektrum FTIR menunjukkan adanya ikatan antara aspal dengan surfaktan dan adanya gugus yang bertambah setelah aspal dicampurkan dengan surfaktan.


(6)

THE USE OF SURFACTANT POLYVINYL ALCOHOL AS ADDITIVES IN THE MANUFACTURE OF ASPHALT EMULSION

ABSTRACTS

It has been done the research about asphalt emulsion by using Surfactant Polyvinyl alcohol (PVA). Asphalt emultion can be made by mixing asphalt ratio

variation, heated first at 1200C with water variation heated at temperature 550C,

and then the Surfactant Polyvinyl alcohol variation added slowly and stirred with agiator for 5 minutes at maximum comparison of asphalt, water and Surfactant ratio (75:15:10). The use of Surfactant Polyvinyl alcohol as additives in asphalt emulsion mixture can increase the viscosity, wherein the viscosity of asphalt emultion comparison variation at 75:15:10 is using the highest Surfactant Polyvinyl alcohol is 20000 cP and the lowest is 4000 cP, and while the highest pure asphalt is 9100 cP and the lowest is 1000 cP. In defining the % solid, the obtained amount of solids increased by addition of 84.64 % of Surfactant Polyvinyl alcohol (PVA). FTIR spectrum shows the bond between asphalt and Surfactant ang the group that grew after mixing asphalt and Surfactant.


(7)

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmanirrahim

Puji Syukur yang tak terhingga penulis ucapkan dengan segala kerendahan hati dan diri kepada Allah SWT, Sang Khaliq yang senantiasa mencurahkan segala nikmat Iman, Islam dan Ihsan, serta Shalawat dan salam kepada Nabi Allah sebagai patron insan terbaik ; Rasulullah Muhammad sehingga penulis mampu menyelesaikan penelitian hingga selesainya penulisan skripsi ini dengan sebaik mungkin.

Skripsi ini berjudul “PENGGUNAAN SURFAKTAN POLIVINIL ALKOHOL (PVA) SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL EMULSI”. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains (S.Si) Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universias Sumatera Utara Medan.Dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih yang tidak terhingga kepada:

1. Orangtua penulis, buat Ayahanda Sunardi dan Ibunda Retnawati yang selalu sabar dan mendoakan, memberi perhatian, dan menjadikan inspirasi di setiap langkah hidup kami. Kepada kakak saya Sunarti Utami Ningsih S.pd dan Dwi Febvia Nora SS yang selalu memotivasi dan menginspirasi . 2. Bapak Prof.Dr.Thamrin,M.Sc selaku dosen pembimbing I dan Bapak Drs.

Amir Hamzah Siregar M.Si selaku dosen pembimbing II yang telah dengan sabar meluangkan waktu, tenaga, dan pikirannya serta memberikan masukan, saran, dan petunjuk kepada penulis dalam melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini.

3. Ibu Dr.Rumondang Bulan Nasution,MS dan Bapak Drs.Albert Pasaribu,M.Sc selaku ketua dan sekertaris Departemen Kimia yang telah mensahkan skripsi .

4. Bapak dan Ibu staf pengajar Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara khususnya Jurusan Kimia yang telah membantu penulis selama mengikuti perkuliahan.

5. Seluruh staf Kimia Fisika dan Kimia Polimer FMIPA USU : Bang Edi, Kak Diza dan juga teman-teman asisten laboratorium Kimia Fisika dan Kimia Polimer FMIPA USU

6. Sahabat terbaik yang selalu mengerti, membantu, dan berbagi dalam suka dan duka, Sigit Surya Arbi, Nurdiansyah Siregar dan Awaluddin Nainggolan

Hanya Allah yang dapat membalas segala kebaikan yang telah kalian berikan kepada penulis. Penulis berharap Allah memberikan Berkah-Nya berlipat ganda kepada kalian, amin ya Rabbalalamin.

Medan, Juni 2014 Penulis


(8)

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK i

ABSTRACT ii

KATA PENGANTAR iii

DAFTAR ISI iv

DAFTAR TABEL vi

DAFTAR GAMBAR vii

DAFTAR LAMPIRAN viii

BAB 1 PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Perumusan Masalah 4

1.3 Pembatasan Masalah 4

1.4 Tujuan Penelitian 4

1.5 Manfaat Penelitian 4

1.6 Metodologi Penelitian 5

1.7 Lokasi Penelitian 5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 6

2.1 Aspal 6

2.1.1 Sumber Aspal 7

2.1.2 Kandungan Aspal 9

2.1.3 Jenis-jenis Aspal 10

2.2 Aspal Emulsi 12

2.2.1 Jenis-jenis Aspal Emulsi 12

2.2.2 Emulsi 14

2.3 Emulsifier/Surfaktan 14

2.3.1 Jenis-jenis surfaktan 15

2.4 Polivinil Alkohol (PVA) 17

2.5 Viskositas 19

2.6 Karakterisasi dengan FT-IR 22

BAB 3 METODOLOGI 24

3.1 Bahan-Bahan 24

3.2 Alat-Alat 24

3.3 Prosedur Penelitian 25

3.3.1 Preparasi Aspal, air dan surfaktan 25

3.3.2 Proses Pembutan Aspal Emulsi 25

3.3.3 Karakterisasi Aspal Emulsi 25

3.3.3.1 Karakterisasi Dengan Uji Viskositas 25


(9)

3.3.3.3 Karakterisasi Uji % Padatan 26

3.4 Bagan Penelitian 28

3.4.1 Proses Pembuatan Aspal Emulsi 28

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 29

4.1 Hasil dan Analisis Pengujian Viskositas 29

4.2 Hasil dan Analisis Pengujian % Padatan 34

4.4 Hasil dan Analisis Dengan Spektroscopy FT-IR 36

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 40

5.1. Kesimpulan 40

5.2. Saran 40

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN


(10)

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

Tabel 2.1 Data Jenis Pengujian dan Persyaratan Aspal grade 60/70 11

Tabel 2.2 Tingkatan Aspal Emulsi Berdasarkan ASTM dan AASHTO 13

Tabel 2.3 Aktivitas dan Harga HLB Surfaktan 19

Tabel 2.4 Karakter fisik Polivinil Alkohol 19

Tabel 2.5 Perbedaan antara Viskositas Cairan dengan Viskositas Gas 21

Tabel 3.1 Bahan – Bahan 24

Tabel 3.2 Alat – Alat 24

Tabel 4.1 Viskositas Aspal Murni 29

Tabel 4.2 Viskositas Aspal : Air : Polivinil Alkohol 30

Tabel 4.7 Penentuan % Padatan Variasi Perbandingan Aspal : Air : 35 Surfaktan


(11)

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

Gambar 2.1.Struktur Aspal 7

Gambar 2.2. Produksi Aspal dari Hasil Penyulingan Minyak Bumi 8

Gambar 2.3. Struktur Asphaltenes 9

Gambar 2.4. Struktur Saturate 9

Gambar 2.5. Contoh Aplikasi Aspal Emulsi 12

Gambar 2.6. Struktur Polivinil Alkohol 18

Gambar 4.1. Grafik Hubungan Antara Viskositas dengan Suhu pada Variasi 31

Perbandingan Aspal Emulsi 55:35:10 dan Aspal Murni Gambar 4.2.Grafik Hubungan Antara Viskositas dengan Suhu pada variasi 31

Perbandingan Aspal Emulsi 60:30:10 dan Aspal Murni Gambar 4.3. Grafik Hubungan Antara Viskositas dengan Suhu pada variasi 32

Perbandingan Aspal Emulsi 65:25:10 dan Aspal Murni Gambar 4.4. Grafik Hubungan Antara Viskositas dengan Suhu pada variasi 32

Perbandingan Aspal Emulsi 70:20:10 dan Aspal Murni Gambar 4.5. Grafik Hubungan Antara Viskositas dengan Suhu pada variasi 33

Perbandingan Aspal Emulsi 75:15:10 dan Aspal Murni Gambar 4.6. Grafik % Padatan Variasi Perbandingan Aspal, Air dan 35


(12)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

Lamipran 1. Foto Pengujian Viskositas Aspal Emulsi menggunkan 52

Surfaktan Polivinil Alkohol Lampiran 2. Foto Pengujian Jumlah % Padatan 53

Lampiran 3. Tabel Viskositas Faktor 54

Lampiran 4. Tabel spesifikasi aspal emulsi anionik 55


(1)

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmanirrahim

Puji Syukur yang tak terhingga penulis ucapkan dengan segala kerendahan hati dan diri kepada Allah SWT, Sang Khaliq yang senantiasa mencurahkan segala nikmat Iman, Islam dan Ihsan, serta Shalawat dan salam kepada Nabi Allah sebagai patron insan terbaik ; Rasulullah Muhammad sehingga penulis mampu menyelesaikan penelitian hingga selesainya penulisan skripsi ini dengan sebaik mungkin.

Skripsi ini berjudul “PENGGUNAAN SURFAKTAN POLIVINIL ALKOHOL (PVA) SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL EMULSI”. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains (S.Si) Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universias Sumatera Utara Medan.Dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih yang tidak terhingga kepada:

1. Orangtua penulis, buat Ayahanda Sunardi dan Ibunda Retnawati yang selalu sabar dan mendoakan, memberi perhatian, dan menjadikan inspirasi di setiap langkah hidup kami. Kepada kakak saya Sunarti Utami Ningsih S.pd dan Dwi Febvia Nora SS yang selalu memotivasi dan menginspirasi . 2. Bapak Prof.Dr.Thamrin,M.Sc selaku dosen pembimbing I dan Bapak Drs.

Amir Hamzah Siregar M.Si selaku dosen pembimbing II yang telah dengan sabar meluangkan waktu, tenaga, dan pikirannya serta memberikan masukan, saran, dan petunjuk kepada penulis dalam melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini.

3. Ibu Dr.Rumondang Bulan Nasution,MS dan Bapak Drs.Albert Pasaribu,M.Sc selaku ketua dan sekertaris Departemen Kimia yang telah mensahkan skripsi .

4. Bapak dan Ibu staf pengajar Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara khususnya Jurusan Kimia yang telah membantu penulis selama mengikuti perkuliahan.

5. Seluruh staf Kimia Fisika dan Kimia Polimer FMIPA USU : Bang Edi, Kak Diza dan juga teman-teman asisten laboratorium Kimia Fisika dan Kimia Polimer FMIPA USU

6. Sahabat terbaik yang selalu mengerti, membantu, dan berbagi dalam suka dan duka, Sigit Surya Arbi, Nurdiansyah Siregar dan Awaluddin Nainggolan

Hanya Allah yang dapat membalas segala kebaikan yang telah kalian berikan kepada penulis. Penulis berharap Allah memberikan Berkah-Nya berlipat ganda kepada kalian, amin ya Rabbalalamin.

Medan, Juni 2014 Penulis


(2)

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK i

ABSTRACT ii

KATA PENGANTAR iii

DAFTAR ISI iv

DAFTAR TABEL vi

DAFTAR GAMBAR vii

DAFTAR LAMPIRAN viii

BAB 1 PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Perumusan Masalah 4

1.3 Pembatasan Masalah 4

1.4 Tujuan Penelitian 4

1.5 Manfaat Penelitian 4

1.6 Metodologi Penelitian 5

1.7 Lokasi Penelitian 5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 6

2.1 Aspal 6

2.1.1 Sumber Aspal 7

2.1.2 Kandungan Aspal 9

2.1.3 Jenis-jenis Aspal 10

2.2 Aspal Emulsi 12

2.2.1 Jenis-jenis Aspal Emulsi 12

2.2.2 Emulsi 14

2.3 Emulsifier/Surfaktan 14

2.3.1 Jenis-jenis surfaktan 15

2.4 Polivinil Alkohol (PVA) 17

2.5 Viskositas 19

2.6 Karakterisasi dengan FT-IR 22

BAB 3 METODOLOGI 24

3.1 Bahan-Bahan 24

3.2 Alat-Alat 24

3.3 Prosedur Penelitian 25

3.3.1 Preparasi Aspal, air dan surfaktan 25

3.3.2 Proses Pembutan Aspal Emulsi 25

3.3.3 Karakterisasi Aspal Emulsi 25

3.3.3.1 Karakterisasi Dengan Uji Viskositas 25

3.3.3.2 Penentuan Energi Aktivasi 26


(3)

3.3.3.3 Karakterisasi Uji % Padatan 26

3.4 Bagan Penelitian 28

3.4.1 Proses Pembuatan Aspal Emulsi 28

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 29

4.1 Hasil dan Analisis Pengujian Viskositas 29

4.2 Hasil dan Analisis Pengujian % Padatan 34

4.4 Hasil dan Analisis Dengan Spektroscopy FT-IR 36

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 40

5.1. Kesimpulan 40

5.2. Saran 40 DAFTAR PUSTAKA


(4)

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

Tabel 2.1 Data Jenis Pengujian dan Persyaratan Aspal grade 60/70 11

Tabel 2.2 Tingkatan Aspal Emulsi Berdasarkan ASTM dan AASHTO 13

Tabel 2.3 Aktivitas dan Harga HLB Surfaktan 19

Tabel 2.4 Karakter fisik Polivinil Alkohol 19

Tabel 2.5 Perbedaan antara Viskositas Cairan dengan Viskositas Gas 21

Tabel 3.1 Bahan – Bahan 24

Tabel 3.2 Alat – Alat 24

Tabel 4.1 Viskositas Aspal Murni 29

Tabel 4.2 Viskositas Aspal : Air : Polivinil Alkohol 30

Tabel 4.7 Penentuan % Padatan Variasi Perbandingan Aspal : Air : 35 Surfaktan


(5)

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

Gambar 2.1.Struktur Aspal 7

Gambar 2.2. Produksi Aspal dari Hasil Penyulingan Minyak Bumi 8

Gambar 2.3. Struktur Asphaltenes 9

Gambar 2.4. Struktur Saturate 9

Gambar 2.5. Contoh Aplikasi Aspal Emulsi 12

Gambar 2.6. Struktur Polivinil Alkohol 18

Gambar 4.1. Grafik Hubungan Antara Viskositas dengan Suhu pada Variasi 31

Perbandingan Aspal Emulsi 55:35:10 dan Aspal Murni Gambar 4.2.Grafik Hubungan Antara Viskositas dengan Suhu pada variasi 31

Perbandingan Aspal Emulsi 60:30:10 dan Aspal Murni Gambar 4.3. Grafik Hubungan Antara Viskositas dengan Suhu pada variasi 32

Perbandingan Aspal Emulsi 65:25:10 dan Aspal Murni Gambar 4.4. Grafik Hubungan Antara Viskositas dengan Suhu pada variasi 32

Perbandingan Aspal Emulsi 70:20:10 dan Aspal Murni Gambar 4.5. Grafik Hubungan Antara Viskositas dengan Suhu pada variasi 33

Perbandingan Aspal Emulsi 75:15:10 dan Aspal Murni Gambar 4.6. Grafik % Padatan Variasi Perbandingan Aspal, Air dan 35


(6)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

Lamipran 1. Foto Pengujian Viskositas Aspal Emulsi menggunkan 52

Surfaktan Polivinil Alkohol Lampiran 2. Foto Pengujian Jumlah % Padatan 53

Lampiran 3. Tabel Viskositas Faktor 54

Lampiran 4. Tabel spesifikasi aspal emulsi anionik 55

Lampiran 5. Tabel spesifikasi aspal emusi 56