SINTESIS DAN KARAKTERISASI SIFAT MEKANIK NANOKOMPOSIT PVA/ZNS DENGAN METODE SIMPLE MIXING.

(1)

SINTESIS DAN KARAKTERISASI SIFAT MEKANIK

NANOKOMPOSIT PVA/ZnS DENGAN METODE

SIMPLE MIXING

Oleh: Rizki Julia Sartika

NIM 408221043 Program Studi Fisika

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sain

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

MEDAN 2012


(2)

(3)

iv   

 

KATA PENGANTAR

Bismillahirrohmanirrohim…

Dengan mengucapkan Alhamdulillahirobbil’alamin, rasa syukur yang tidak terhingga penulis ucapkan kepada ALLAH SWT Tuhan semesta alam yang telah melimpahkan rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyusun dan menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana sains di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan. Adapun judul skripsi ini adalah “Sintesis dan Karakterisasi Sifat Mekanik Nanokomposit PVA/ZnS Dengan Metode Simple Mixing”

Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih dan rasa hormat kepada berbagai pihak yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini, mulai dari pengajuan proposal penelitian, pelaksanaan, sampai penyusunan skripsi, antara lain Bapak Drs. Makmur Sirait, M.Si, selaku Dosen Pembimbing skripsi, yang telah banyak memberikan bimbingan dan saran-saran kepada penulis sejak awal penelitian sampai dengan selesainya penulisan skripsi ini. dan Bapak Prof. Drs. Motlan, M.Sc, Ph.D selaku Dosen Penguji I, Bapak Drs. Rahmatsyah, M.Si selaku Dosen Penguji II, Ibu Dewi Wulandari, M.Si selaku Dosen Penguji III, yang telah memberikan kritikan dan masukan demi penyempurnaan skripsi ini. Bapak Drs. Pintor Simamora, M.Si selaku Dosen Pembimbing Akademik yang telah memberikan bimbingan dan nasehat selama masa perkuliahan dan yang telah banyak membantu dalam penyelesaian skripsi ini. Bapak Prof. Drs. Motlan, M.Sc, Ph.D sebagai Dekan FMIPA UNIMED, Bapak Drs. P.Maulim Silitonga, M.S selaku pembantu Dekan FMIPA UNIMED, Ibu Dra. Derlina, M.Si sebagai Ketua Jurusan, Bapak Abd. Hakim, M.Si sebagai sekretaris jurusan Fisika FMIPA UNIMED, dan Bapak Drs. Pintor Simamora, M.Si sebagai Ketua Prodi Fisika. Bapak dan Ibu Dosen atas bimbingannya kepada penulis selama masa perkuliahan dan penulisan skripsi beserta Staf Pegawai Jurusan Fisika FMIPA UNIMED yang sudah membantu penulis.


(4)

 

Ucapan terimakasih yang teristimewa penulis sampaikan kepada kedua orang tua tercinta, ayahanda Muhammad Idris dan ibunda Yasmiatty yang telah banyak memberikan doa, dukungan dan kasih sayang serta semangat baik berupa materil maupun moril untuk keberhasilan penulis. Dan kepada Kakak dan adik penulis, Anda Wahyu Ramadhan, S.S, Imam Qymmy, dan Nasuha Alsakinah yang telah banyak memberikan dukungan semangat dan materil.

Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada teman teristimewa “Eko Julanda, S.T” dan sahabat-sahabat terbaik, yaitu Liani, Maulidya Dara, Dedek Febriana, dan Unita S.Z Nasution yang telah sama-sama berjuang dan saling memberikan semangat dari awal perkuliahan hingga akhir penyelesaian skripsi ini. Kepada teman satu penelitian Henny W. Ompusunggu yang telah berjuang bersama-sama dalam penelitian skripsi ini yang memberikan dukungan semangat dan doa. Dan terimakasih kepada koordinator asisten Laboratorium Kimia Fisika USU Tisna Hermawan, S.Si dan teman satu laboratorium penelitian Riani Sari Sembiring, S.Si yang sudah memberikan saran dan motivasi. Buat teman seperjalanan stambuk 2008 Fisika Nondik UNIMED khususnya kelompok melati yaitu Agustina Panggabean, Arny, Berliana S, Elsa F.S, Junita M, Jenika K.S, Henny Elika S, Jennyari S, Albarra Harahap, Berkat, Indra, Ferdinand AKZ, Ryanto C.S, kepada abang dan kakak stambuk yang telah memberikan saran dan nasehat penulis ucapkan terimakasih atas dukungannya.

Penulis telah berupaya dengan semaksimal mungkin dalam menyelesaikan skripsi ini, namun penulis menyadari masih banyak kelemahan baik dari segi isi maupun tata bahasa, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca demi sempurnanya skripsi ini. Akhir kata penulis ucapkan banyak terimakasih, semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua. Amin.

Medan, Desember 2012 Penulis,

Rizki Julia Sartika NIM : 408221043


(5)

iii   

SINTESIS DAN KARAKTERISASI SIFAT MEKANIK NANOKOMPOSIT PVA/ZnS DENGAN METODE SIMPLE MIXING

 

Rizki Julia Sartika (408221043)

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui proses pembuatan nanokomposit dengan pencampuran PVA dan nanopartikel ZnS. Nanopartikel ZnS dibuat melalui pencampuran Zinc asetat (Zn(CH3COO)2) dengan Thiuorea (CH4N2S) dengan metode sintesis kimia. Untuk mengetahui struktur kristal nanopartikel ZnS digunakan uji X-Ray Diffraction (XRD). Untuk mengetahui karakterisasi sifat mekanik nanokomposit PVA/ZnS dilakukan dengan uji tarik di LIPI.

Metode yang dilakukan untuk membuat nanopartikel ZnS dengan metode sintesis kimia. Setelah pencampuran Zinc Asetat dengan Thiuorea kemudian ditetesi amonia sebanyak 4ml selanjutnya dipanaskan dengan suhu 300C selama 6 jam. Sedangkan metode yang dilakukan untuk membuat nanokomposit menggunakan metode simple mixing melalui pencampuran PVA dengan nanopartikel ZnS yang diaduk menggunakan magnetik stireer agar campuran menjadi homogen dan dipanaskan dengan suhu 750C selama 5 jam. Selanjutnya menambahkan nanopartikel ZnS dengan variasi 0%, 1%, dan 2%.

Dari hasil penelitian dengan uji XRD, ukuran kristal nanopartikel ZnS di dapat sebesar 58 nm. Dan pembuatan sampel nanokomposit PVA belum begitu sempurna dilihat dari kelenturan sampel yang belum keras dan ukuran ketiga sampel juga belum sesuai memenuhi standar ASTM D-638 dikarenakan saat pengeringan terjadi penyusutan. Hasil pembuatan nanokomposit PVA tanpa penambahan nanopartikel ZnS memiliki kekuatan tarik dengan tegangan maksimum 70,70 MPa dan regangan maksimum sebesar 69,37% serta modulus elastisitas sebesar 101,92 MPa. Sampel nanokomposit PVA dengan penambahan nanopartikel ZnS 1% tegangan maksimum 82,19 MPa dan regangan maksimum sebesar 312,7% serta modulus elastisitas sebesar 26,28 MPa. Dan sampel nanokomposit PVA dengan penambahan nanopartikel ZnS 2% memiliki tegangan maksimum 35,66 MPa dan regangan maksimum sebesar 334,21% serta modulus elastisitas sebesar 10,67 MPa.


(6)

DAFTAR GAMBAR

 

Gambar 2.1. Ikatan kimia PVA

Gambar 2.2. Zinc Blende dan Wurtzite Gambar 2.3. Instrumentasi XRD

Gambar 2.4. Kurva Tegangan-Regangan Gambar 3.1. Diagram Alir Penelitian

Gambar 4.1. Sampel ZnS

Gambar 4.2. Grafik XRD sampel ZnS

Gambar 4.3. Identifikasi pola difraksi sinar-x sampel ZnS

Gambar 4.4. Hubungan perpanjangan sampel 0% dengan gaya tarik Gambar 4.5. Hubungan perpanjangan sampel 1% dengan gaya tarik Gambar 4.6. Hubungan perpanjangan sampel 2% dengan gaya tarik Gambar 4.7. Grafik hubungan perpanjangan dengan gaya tarik

pada sampel

Gambar 4.8. Sampel komposit PVA tanpa nanopartikel ZnS Gambar 4.8. Sampel komposit PVA dengan penambahan

nanopartikel ZnS 1%

Gambar 4.8. Sampel komposit PVA dengan penambahan nanopartikel ZnS 2%

                          Halaman 9 12 19 22 28 30 31 32 33 34 34 35                36         37   


(7)

xi   

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. ZnS Standar 42

Lampiran 2. Laporan Hasil Pengujian 46

Lampiran 3. Perhitungan Kekuastan Mekanik 51


(8)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pada saat ini, bidang material nanokomposit mendapatkan perhatian yang serius dari para ilmuwan. Berbagai penelitian yang dilakukan dengan sangat cermat terus menerus dilakukan. Penelitian dilakukan berdasar pada pemikiran/ide yang sangat sederhana, yaitu menyusun sebuah material yang terdiri atas blok-blok partikel homogen dengan ukuran nanometer. Hasil penelitian tersebut sungguh mengejutkan. Sebuah material baru lahir dengan sifat-sifat fisis yang jauh lebih baik dari material penyusunnya. Hal ini memicu perkembangan material nanokomposit di segala bidang dengan memanfaatkan ide yang sangat sederhana tersebut. Salah satu contoh yang sangat terkenal (terjadi dengan sendirinya di alam) adalah tulang. Tulang memiliki ‘bangunan’ nanokomposit yang bertingkat-tingkat yangterbuat dari tablet keramik dan ikatan-ikatan organik. Partikel-partikel nanokomposit tersebut memiliki struktur, komposisi dan sifat yang berbeda-beda. Hal ini memberikan fungsi yang beragam. Dengan demikian material tersebut dapat menjadi multiguna. Sehingga pada akhirnya didapatkan material baru yang memiliki beberapa fungsi dalam waktu yang sama dan dapat digunakan pada beberapa aplikasi. Dari sinilah para ilmuwan mulai memikirkan berbagai cara untuk mendapatkan material nanokomposit, karena material tersebut memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan material konvensional.

Pada tahun 1995 Veprek, memulai menerapkan sebuah konsep rekayasa material baru di bidang material keras yang dinamakan nanokomposit superkeras (sekitar 40-50 GPa). Konsep peningkatan sifat fisis dan karakteristik material dengan cara membuat nanokomposit multi-fasa (yang terbuat dari beberapa material) sebenarnya bukanlah hal yang baru. Ide ini telah dipraktikkan sejak peradaban dimulai dan umat manusia mulai menghasilkan material-material yang efisien dengan fungsi-fungsi tertentu. Hal itu terlihat dari banyaknya peninggalan-peninggalan purbakala yang telah ditemukan saat ini yang sebenarnya adalah


(9)

2   

material nanokomposit. Sebagai contoh adalah lukisan bangsa Maya, peninggalan purbakala yang terdapat di mesoamerika. Lukisan tersebut ternyata terdiri dari matriks clay yang dicampur dengan molekul colorant (indigo) organik. Selain itu, lukisan tersebut juga mengandung nanopartikel logam yang dibungkus oleh substrat amorf silikat, dengan nanopartikel-oksida berada pada substrat.

Penelitian yang sudah dilakukan sebelumnya menunjukkan beberapa hasil pengujian sifat mekanik dari nanokomposit. Penambahan Silikon Dioksida (SiO2) pada polimer epoxy resin dengan variasi komposisi bahan, waktu dan suhu, telah berhasil menambah kekuatan polimer tersebut. Peningkatan kekuatan mekanik material sebesar 24% dibandingkan dengan material tanpa penambahan nanopartikel, ini terjadi pada penambahan fraksi massa SiO2 sebesar 0,0087. (Abdullah, M.dkk.2008).

Penelitian mengenai sifat mekanik nanokomposit. Nanokomposit berbasis Poliamid 6/Polipropilen dengan penambahan clay meningkatkan kekuatan tarik

dan flexural strength untuk kandungan clay <4 phr, sedangkan >4 phr

memberikan efek sebaliknya yakni menurunkan kekuatan. Adanya clay meningkatkan modulus young dan flexural modulus dari matrik campuran PA6/PP. Penurunan keuletan diperoleh pada nanokomposit PA6/PP dengan adanya clay. (Kusmono. 2010)

Pada beberapa tahun belakangan ini sedang dilakukan secara intensif penelitian yang berkaitan dengan bahan masa depan yang ideal dan harmoni dengan lingkungan, yang layak srecara ekonomi, ramah, dan tanggap/peka terhadap lingkungan serta dapat tahan lama dipakai. Bahan-bahan yang peka dan dapat beradaptasi dengan perubahan lingkungan ini dikenal sebagai bahan cerdas (intelligent material). Bahan ini merupakan bahan kebutuhan sehari-hari dengan rentang aplikasi yang luas mulai dari bidang struktur, listrik dan elektronik, optik, serta bahan bionaterial. Keunggulan dari bahan cerdas ini dibandingkan dengan bahan konvensional adalah pada fungsi dasarnya antara lain bahan ini dapat berfungsi sebagai sensor (mengkonversi suatu isyarat input ke suatu isyarat output), effector (dapat berikatan dengan protein dan merubah fungsi kimianya),


(10)

sebagai actuator yaitu sebagai penggerak misalnya penggerak pada robot. Bahan cerdas ini juga dapat berfungsi secara fisika dan kimia. Di bidang kimia, bahan cerdas ini sangat dibutuhkan antara lain untuk mengatasi masalah-masalah efisiensi dalam pemurnian dalam suatu campuran larutan, pemakaian obat secara efisien dan ekonomis dalam penyembuhan penyakit. Beberapa aplikasi penting teknologi yang didasarkan material nano antara lain: produksi bubuk nano keramik dan material lain, nanokomposit, pengembangan sistem nanoelektrokimia, aplikasi penggunaan tabung nano untuk menyimpan hidrogen, chip DNA dan chip untuk menguji kadar logam dalam kimia ataupun biokimia. Teknologi nano juga digunakan dalam mendeteksi gen maupun mendeteksi obat dalam bidang kedokteran. Selain itu, juga dapat digunakan dalam alat-alat nanoelektronik. Pengembangan teknologi nano lebih lanjut dapat diaplikasikan dalam pebuatan laser jenis baru, nanosensor, nanokomputer (yang berbasis tabung nano dan material nano), dan banyak lagi aplikasi lainnya.

Polyvinyl Alcohol (PVA) dapat digunakan sebagai lapisan tipis yang sensitive khususnya dalam matrik immobilisasi untuk berbagai aplikasi. Jaringan polimerik Polyvinyl Alcohol dihasilkan dari penggunaan glutaraldehyde atau dengan teknik pembuatan gel agar menjadi polimer yang sensitif terhadap cahaya. Polyvinyl Alcohol juga dapat digunakan untuk membuat serat tiruan. Saat ini dipakai untuk benang ban mobil, ban mesin dan juga dalam berbagai industry lain, seperti pembuatan kertas, pakaian, pelindung keju dari gangguan jamur. (Saxena, S.K., .2004)

ZnS adalah logam semikonduktor II-VI yang materialnya dapat diaplikasikan di dunia industri optoelektronik (untuk perangkat elektroluminisens, sel surya dan peralatan optoelektronik lainnya). Sifat optik dan listrik dari seng sulfida bergantung pada ukuran partikel. Dimana zinc sulfida adalah semikonduktor II-VI dengan celah pita yang besar 3,50-3,70 eV dalam rentang UV. Hal ini digunakan sebagai bahan utama untuk memancarkan dioda cahaya. Nanopartikel ZnS dapat disintesis dengan metode kimia menggunakan polyvinil alkohol sebagai matriks dengan mereaksikan antara 1M ZnCl2 dan 1M Na2S. Pada penelitian ini suhu yang digunakan diatas 70oC selama 3 jam di magnetik stirer


(11)

4   

kemudian dibiarkan. ZnS yang dihasilkan adalah larutan putih seperti larutan susu. Dengan hasil ukuran partikel 4,9–6,6 nm. (Borah, J.P.dkk.2008).

Berdasarkan uraian di atas maka peneliti tertarik untuk menguji sifat mekanik nanokomposit ZnS sebagai penguat dan PVA sebagai matriks. Adapun judul penelitian ini adalah “Sintesis Dan Karakterisasi Sifat Mekanik Nanokomposit PVA/ZnS Dengan Metode Simple Mixing”.

1.2 Batasan Masalah

Untuk memberi ruang lingkup yang jelas dalam penelitian ini peneliti membatasi hanya pada proses pembuatan nanopartikel ZnS melalui pencampuran CH4N2S. H20 0.2M dan Zn(CH3COO)2. H2O 0.2M. Dengan reaksi kimia nanokomposit dengan pencampuran nanopartikel ZnS dengan PVA. Dan mengetahui Karakterisasi Sifat mekanik nanokomposit PVA/ZnS.

1.3 Rumusan Masalah

Dari latar belakang masalah yang telah diuraikan di atas, maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :

1. Bagaimana proses pembuatan nanopartikel ZnS?

2. Bagaimana proses pembuatan nanokomposit PVA/ZnS dengan metode simple mixing?

3. Bagaimana Karakterisai sifat mekanik nanokomposit PVA/ZnS?

1.4 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Mengetahui proses pembuatan nanopartikel ZnS.

2. Mengetahui proses pembuatan nanokomposit PVA/ZnS dengan metode simple mixing.


(12)

1.5 Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat untuk membuat suatu material yang digunakan antara lain untuk:

1. Untuk mendapatkan bahan material yang memiliki kekuatan yang lebih tinggi.

2. Sebagai material industry. 3. Untuk material thin film.


(13)

39   

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Hasil pembuatan nanopartikel ZnS melalui pencampuran zinc asetat dengan thiuorea menggunakan metode sintesis kimia memperoleh ukuran kristal 58 nm.

2. Nanokomposit yang memiliki kekuatan tarik terbesar pada penambahan nanopartikel ZnS 1% dengan tegangan maksimum 82,19 MPa dan regangan maksimum sebesar 312,7% serta modulus elastisitas sebesar 26,28 MPa.

3. Nanokomposit PVA tanpa penambahan nanopartikel ZnS memiliki kekuatan tarik dengan tegangan maksimum 70,70 MPa dan regangan maksimum sebesar 69,37% serta modulus elastisitas sebesar 101,92 MPa.

4. Nanokomposit yang memiliki kekuatan tarik terkecil pada penambahan nanopartikel ZnS 2% dengan tegangan maksimum 35,66 MPa dan regangan maksimum sebesar 334,21% serta modulus elastisitas sebesar 10,67 MPa. Ini menandakan bahwa tidak selamanya dengan menambahkan nanopartikel ZnS sebagai penguat akan meningkatkan sifat mekaniknya.

5.2 Saran

Untuk peneliti selanjutnya apabila menggunakan bahan yang sama dengan peneliti ini, untuk hasil yang lebih baik lagi hendaknya :

1. Melakukan perbandingan yang lebih baik lagi antara pengisi dengan bahan utamanya. 2. Membuat nanokomposit dengan fraksi massa yang lebih variatif lagi.

3. Melakukan pengadukan yang lebih maksimal lagi (lebih merata) agar tingkat ke homogenitas bahan tersebut semakin baik.

4. Untuk sampel yang lebih bagus lagi, hendaknya setelah sampel di keringkan di udara terbuka dan sudah mengeras kemudian dimasukkan kedalam oven pengeringan lagi agar sampel semakin mengeras.

5. Pada saat larutan dimasukkan ke dalam cetakan , sebaiknya larutan dilebihkan karena pada saat pengeringan terjadi penyusutan. (ukuran sampel harus sesuai dengan ASTM D-638 yang dipakai).


(14)

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah, M., Hadiyawarman, Agus Rijal, dan Bebeh Wahid Nuryadin, (2008), Fabrikasi Mterial Nanokomposit Super Kuat dan Transparan menggunakan Metode Simple Mixing, Jurnal Nanosains & Nanoteknologi, 2:1-5.

Abdullah,M., Yudistira Virgus, Nirmin, dan Khairurrijal, (2008), Sintesis Nanomaterial. Jurnal Nanosains & Nanoteknologi. 1 : 33-57.

Arumaarifu, (2010), what is nanoparticle. http://arumaarifu.wordpress.com/2011 /08/06/what is nanoparticle/.

Borah, J.P., dkk, (2008), Structural and Optical Properties of ZnS Nanoparticles, Chalcogenide Letters 5 : 201-208

Damawisnu, (2009), www.wordpress.com.

Dumbrava, A., Badea, Prodan, Popovici, dan Ciupina, (2009), Zinc Sulfide Fine

Particles Obtained At Low Temperature. Chalcogenide Letters 6 : 437-

443.

Erizal dan Rahayu, (2009), Thermo-Responsive Hydrogel of Poli Vinyl Alcohol (PVA)-Co-N- Isopropyl Acrilamyde (Nipaam) Prepared By - Radiation As A Matrix Pumping/On-Off System, Jurnal KimiaI, 9: 19-27.

Garmanage, (2000), http://www.chemistry.com/atelier/index.cgi?path=public &B&Energystorage&B&Supercapacitors&B&Model.

Hans, E.S., (2009), Nanoscience, Fak. Mathematik und Physik Institut für Theoretische und Angewandte Physik, Germany

Khairiah, (2011), Sintesis dan Karakterisasi Pertumbuhan Nanopartikel ZnS dengan Metode Kopresipitasi, Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan.

Kusmono, (2010), Studi Sifat Mekanik Dan Morfologi Nanokomposit Berbasis poliamid6/polipropilen/clay. Jurnal Nanosains & Nanoteknologi. 1 : 33-57

Mohlis, J., (2006), http://www.chem_is_try.org.

Saxena, S.K., (2004), Polyvinyl Alcohol (PVA), www.pgpva.com/pvacont.htm. Senthilkumaar., S. dan R. Thamiz Selvi., (2009), Formation of hexagonal shaped

wurtzite zinc sulphide nano rods,4 : 123-129

Siregar, Vera., (2008), Pengaruh Lebar Serat terhadap Sifat Mekanik Komposit Serat Pandan dengan Menggunakan Matriks Epoksi, Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan.


(15)

41   

Srivastava, A dan Vishwakarma H.L., (2009), Synthesis and OpticalProperties of Bulk and Doped Zinc Sulfide Nanocrystals, 3:77-81


(1)

sebagai actuator yaitu sebagai penggerak misalnya penggerak pada robot. Bahan cerdas ini juga dapat berfungsi secara fisika dan kimia. Di bidang kimia, bahan cerdas ini sangat dibutuhkan antara lain untuk mengatasi masalah-masalah efisiensi dalam pemurnian dalam suatu campuran larutan, pemakaian obat secara efisien dan ekonomis dalam penyembuhan penyakit. Beberapa aplikasi penting teknologi yang didasarkan material nano antara lain: produksi bubuk nano keramik dan material lain, nanokomposit, pengembangan sistem nanoelektrokimia, aplikasi penggunaan tabung nano untuk menyimpan hidrogen, chip DNA dan chip untuk menguji kadar logam dalam kimia ataupun biokimia. Teknologi nano juga digunakan dalam mendeteksi gen maupun mendeteksi obat dalam bidang kedokteran. Selain itu, juga dapat digunakan dalam alat-alat nanoelektronik. Pengembangan teknologi nano lebih lanjut dapat diaplikasikan dalam pebuatan laser jenis baru, nanosensor, nanokomputer (yang berbasis tabung nano dan material nano), dan banyak lagi aplikasi lainnya.

Polyvinyl Alcohol (PVA) dapat digunakan sebagai lapisan tipis yang sensitive khususnya dalam matrik immobilisasi untuk berbagai aplikasi. Jaringan polimerik Polyvinyl Alcohol dihasilkan dari penggunaan glutaraldehyde atau dengan teknik pembuatan gel agar menjadi polimer yang sensitif terhadap cahaya. Polyvinyl Alcohol juga dapat digunakan untuk membuat serat tiruan. Saat ini dipakai untuk benang ban mobil, ban mesin dan juga dalam berbagai industry lain, seperti pembuatan kertas, pakaian, pelindung keju dari gangguan jamur. (Saxena, S.K., .2004)

ZnS adalah logam semikonduktor II-VI yang materialnya dapat diaplikasikan di dunia industri optoelektronik (untuk perangkat elektroluminisens, sel surya dan peralatan optoelektronik lainnya). Sifat optik dan listrik dari seng sulfida bergantung pada ukuran partikel. Dimana zinc sulfida adalah semikonduktor II-VI dengan celah pita yang besar 3,50-3,70 eV dalam rentang UV. Hal ini digunakan sebagai bahan utama untuk memancarkan dioda cahaya. Nanopartikel ZnS dapat disintesis dengan metode kimia menggunakan polyvinil alkohol sebagai matriks dengan mereaksikan antara 1M ZnCl2 dan 1M Na2S. Pada penelitian ini suhu yang digunakan diatas 70oC selama 3 jam di magnetik stirer


(2)

kemudian dibiarkan. ZnS yang dihasilkan adalah larutan putih seperti larutan susu. Dengan hasil ukuran partikel 4,9–6,6 nm. (Borah, J.P.dkk.2008).

Berdasarkan uraian di atas maka peneliti tertarik untuk menguji sifat mekanik nanokomposit ZnS sebagai penguat dan PVA sebagai matriks. Adapun judul penelitian ini adalah “Sintesis Dan Karakterisasi Sifat Mekanik Nanokomposit PVA/ZnS Dengan Metode Simple Mixing”.

1.2 Batasan Masalah

Untuk memberi ruang lingkup yang jelas dalam penelitian ini peneliti membatasi hanya pada proses pembuatan nanopartikel ZnS melalui pencampuran CH4N2S. H20 0.2M dan Zn(CH3COO)2. H2O 0.2M. Dengan reaksi kimia nanokomposit dengan pencampuran nanopartikel ZnS dengan PVA. Dan mengetahui Karakterisasi Sifat mekanik nanokomposit PVA/ZnS.

1.3 Rumusan Masalah

Dari latar belakang masalah yang telah diuraikan di atas, maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :

1. Bagaimana proses pembuatan nanopartikel ZnS?

2. Bagaimana proses pembuatan nanokomposit PVA/ZnS dengan metode simple mixing?

3. Bagaimana Karakterisai sifat mekanik nanokomposit PVA/ZnS?

1.4 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Mengetahui proses pembuatan nanopartikel ZnS.

2. Mengetahui proses pembuatan nanokomposit PVA/ZnS dengan metode simple mixing.


(3)

1.5 Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat untuk membuat suatu material yang digunakan antara lain untuk:

1. Untuk mendapatkan bahan material yang memiliki kekuatan yang lebih tinggi.

2. Sebagai material industry. 3. Untuk material thin film.


(4)

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Hasil pembuatan nanopartikel ZnS melalui pencampuran zinc asetat dengan thiuorea menggunakan metode sintesis kimia memperoleh ukuran kristal 58 nm.

2. Nanokomposit yang memiliki kekuatan tarik terbesar pada penambahan nanopartikel ZnS 1% dengan tegangan maksimum 82,19 MPa dan regangan maksimum sebesar 312,7% serta modulus elastisitas sebesar 26,28 MPa.

3. Nanokomposit PVA tanpa penambahan nanopartikel ZnS memiliki kekuatan tarik dengan tegangan maksimum 70,70 MPa dan regangan maksimum sebesar 69,37% serta modulus elastisitas sebesar 101,92 MPa.

4. Nanokomposit yang memiliki kekuatan tarik terkecil pada penambahan nanopartikel ZnS 2% dengan tegangan maksimum 35,66 MPa dan regangan maksimum sebesar 334,21% serta modulus elastisitas sebesar 10,67 MPa. Ini menandakan bahwa tidak selamanya dengan menambahkan nanopartikel ZnS sebagai penguat akan meningkatkan sifat mekaniknya.

5.2 Saran

Untuk peneliti selanjutnya apabila menggunakan bahan yang sama dengan peneliti ini, untuk hasil yang lebih baik lagi hendaknya :

1. Melakukan perbandingan yang lebih baik lagi antara pengisi dengan bahan utamanya. 2. Membuat nanokomposit dengan fraksi massa yang lebih variatif lagi.

3. Melakukan pengadukan yang lebih maksimal lagi (lebih merata) agar tingkat ke homogenitas bahan tersebut semakin baik.

4. Untuk sampel yang lebih bagus lagi, hendaknya setelah sampel di keringkan di udara terbuka dan sudah mengeras kemudian dimasukkan kedalam oven pengeringan lagi agar sampel semakin mengeras.

5. Pada saat larutan dimasukkan ke dalam cetakan , sebaiknya larutan dilebihkan karena pada saat pengeringan terjadi penyusutan. (ukuran sampel harus sesuai dengan ASTM D-638 yang dipakai).


(5)

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah, M., Hadiyawarman, Agus Rijal, dan Bebeh Wahid Nuryadin, (2008), Fabrikasi Mterial Nanokomposit Super Kuat dan Transparan menggunakan Metode Simple Mixing, Jurnal Nanosains & Nanoteknologi, 2:1-5.

Abdullah,M., Yudistira Virgus, Nirmin, dan Khairurrijal, (2008), Sintesis Nanomaterial. Jurnal Nanosains & Nanoteknologi. 1 : 33-57.

Arumaarifu, (2010), what is nanoparticle. http://arumaarifu.wordpress.com/2011 /08/06/what is nanoparticle/.

Borah, J.P., dkk, (2008), Structural and Optical Properties of ZnS Nanoparticles, Chalcogenide Letters 5 : 201-208

Damawisnu, (2009), www.wordpress.com.

Dumbrava, A., Badea, Prodan, Popovici, dan Ciupina, (2009), Zinc Sulfide Fine Particles Obtained At Low Temperature. Chalcogenide Letters 6 : 437- 443.

Erizal dan Rahayu, (2009), Thermo-Responsive Hydrogel of Poli Vinyl Alcohol (PVA)-Co-N- Isopropyl Acrilamyde (Nipaam) Prepared By - Radiation As A Matrix Pumping/On-Off System, Jurnal KimiaI, 9: 19-27.

Garmanage, (2000), http://www.chemistry.com/atelier/index.cgi?path=public &B&Energystorage&B&Supercapacitors&B&Model.

Hans, E.S., (2009), Nanoscience, Fak. Mathematik und Physik Institut für Theoretische und Angewandte Physik, Germany

Khairiah, (2011), Sintesis dan Karakterisasi Pertumbuhan Nanopartikel ZnS dengan Metode Kopresipitasi, Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan.

Kusmono, (2010), Studi Sifat Mekanik Dan Morfologi Nanokomposit Berbasis poliamid6/polipropilen/clay. Jurnal Nanosains & Nanoteknologi. 1 : 33-57 Mohlis, J., (2006), http://www.chem_is_try.org.

Saxena, S.K., (2004), Polyvinyl Alcohol (PVA), www.pgpva.com/pvacont.htm. Senthilkumaar., S. dan R. Thamiz Selvi., (2009), Formation of hexagonal shaped wurtzite zinc sulphide nano rods,4 : 123-129

Siregar, Vera., (2008), Pengaruh Lebar Serat terhadap Sifat Mekanik Komposit Serat Pandan dengan Menggunakan Matriks Epoksi, Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan.


(6)

Srivastava, A dan Vishwakarma H.L., (2009), Synthesis and Optical Properties of Bulk and Doped Zinc Sulfide Nanocrystals, 3:77-81