Pembuatan Komposit Interpenetrasi Jaringan Polimer antara Poliuretan-Karet Alam SIR-10 dengan Penambahan Titanium Dioksida sebagai Bahan Pengisi
PEMBUATAN KOMPOSIT INTERPENETRASI JARINGAN
POLIMER ANTARA POLIURETAN-KARET ALAM
SIR-10 DENGAN PENAMBAHAN TITANIUM
DIOKSIDA SEBAGAI BAHAN PENGISI
SKRIPSI
WULAN DESTIA SYAHRI Br. SIPAYUNG
120802003
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN KOMPOSIT INTERPENETRASI JARINGAN
POLIMER ANTARA POLIURETAN-KARET ALAM
SIR-10 DENGAN PENAMBAHAN TITANIUM
DIOKSIDA SEBAGAI BAHAN PENGISI
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
WULAN DESTIA SYAHRI Br. SIPAYUNG
120802003
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: Pembuatan Komposit Interpenetrasi Jaringan
Polimer antara Poliuretan-Karet Alam SIR-10
dengan Penambahan Titanium Dioksida sebagai
Bahan Pengisi
Kategori
: Skripsi
Nama
: Wulan Destia Syahri Br. Sipayung
Nomor Induk Mahasiswa
: 120802003
Program Studi
: Sarjana (S1) Kimia
Departemen
: Kimia
Fakultas
: Matematika Dan IlmuPengetahuanAlam
(FMIPA)Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Agustus2016
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2,
Pembimbing 1,
Prof. Dr. Thamrin, M.Sc.
NIP. 196007041989031003
Dr. Yugia Muis, M.Si
NIP. 195310271980032003
Disetujui Oleh
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua,
Dr. Rumondang Bulan, M.S.
NIP. 195408301985032001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PEMBUATAN KOMPOSIT INTERPENETRASI JARINGAN POLIMER
ANTARA POLIURETAN-KARET ALAM SIR-10 DENGAN
PENAMBAHAN TITANIUM DIOKSIDA SEBAGAI
BAHAN PENGISI
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan
dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Agustus 2016
Wulan Destia Syahri Br.Sipayung
120802003
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Bismillahirrahmanirrahim,
Puji dan syukur senantiasa penulis ucapkan kepada Allah SWT karena berkat
rahmatdan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
Shalawat beriring salam penulis haturkan kepada nabi Muhammad SAW, semoga
kita mendapat syafaatnya kelak di hari akhir nanti.
Dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih
yang tidak terhingga kepada orang tua tercinta, untuk Ayahanda tercinta Syahrun
Sipayung dan Ibunda tercinta Susilawati, terima kasih atas segala kasih sayang,
pengorbanan, dukungan dan kepercayaan kepada penulis. Kepada adik Agung
Dwiki Sipayung dan kepada seluruh keluarga tercinta terima kasih atas segala doa
dan dukungannya.
Terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Dr. Yugia Muis, M.Si selaku
dosen pembimbing I dan Bapak Prof. Dr. Thamrin, M.Sc selaku dosen
pembimbing II yang telah membantu dan memotivasi penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini, terima kasih juga kepada Ibu Dr.Rumondang Bulan
Nasution, MS dan kepada Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku ketua dan
sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU. Kepada Bapak Prof. Dr. Jamaran
Kaban, M.Sc selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan
motivasi selama masa perkuliahan. Terima kasih juga kepada Bapak dan Ibu
dosen yang telah memberikan ilmunya kepada penulis selama pendidikan.
Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada Bapak Saharman Gea,
Ph.D dan Kakak Sri Rahayu, S.Si selaku kepala dan laboran Laboratorium Kimia
Dasar.Untuk keluarga besar Laboratorium Kimia Dasar, rekan-rekan stambuk
2011-2015, terima kasih atas persaudaraan selama ini. Terkhusus untuk sahabatsahabat penulis Etika, Dian, Maulida, Nidaul, Fahmi, Rino, Yeni, Ifah, Puput,
Henry, Siska, Muna, Jani, Nina, Ba’i, Alfi, Fitri, Cintaku, Laura, Kak Nova, Kak
Diana, Bang Supran terima kasih telah menjadi keluarga untuk penulis selama ini.
Kepada teman-teman seperjuangan Stambuk 2012 terima kasih atas segala doa
dan kekompakannya.
Semoga Allah senantiasa mengabulkan doa kita dan membalas kebaikan
kalian kepada penulis. Aamiin Ya Rabbal’Alamin.
Penulis.
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN KOMPOSIT INTERPENETRASI JARINGAN
POLIMER ANTARA POLIURETAN-KARET ALAM SIR-10
DENGAN PENAMBAHAN TITANIUM DIOKSIDA
SEBAGAI BAHAN PENGISI
ABSTRAK
Telah disintesis Komposit Interpenetrasi Jaringan Polimer (IPN) menggunakan
Karet Alam SIR-10 (NR) dan Poliuretan (PU) secara serentak yang kemudian
ditambahkan Titanium Dioksida (TiO2) sebagai bahan pengisi dalam
pembentukan komposit IPN. Prapolimer dari PU telah disintesis dengan
menggunakan Polipropilen Glikol dan Toluen Diisosianat dengan perbandingan
mol antara NCO : OH = 2 : 1. NR divulkanisasi dengan menambahkan Asam
Stearat, Zink Oksida, MBTS, dan Sulfur. Prapolimer PU dan NR tervulkanisasi
dicampur dengan menggunakan suhu 140°C untuk menghasilkan IPN NR-PU.
Penambahan TiO2 ke dalam IPN NR-PU akan menghasilkan komposit IPN NRPU-TiO2. Selanjutnya komposit IPN NR-PU-TiO2 yang terbentuk dikarakterisasi
dengan uji kekuatan tarik, SEM dan persentase ikat silang. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa campuran komposit meningkat dengan bertambahnya TiO2
hingga batas optimum yakni pada perbandingan antara NR-PU dengan TiO2
adalah 66 phr : 34 phr yang memberikan kekuatan tarik dan kemuluran yang baik.
Sifat mekanik, fisik dan morfologi komposit IPN ini dipengaruhi oleh jumlah
TiO2 yang digunakan sehingga menghasilkan komponen yang saling terikat
silang.
Kata Kunci : Interpenetrasi Jaringan Polimer (IPN), Karet Alam SIR-10 (NR),
Poliuretan (PU), Titanium Dioksida.
Universitas Sumatera Utara
COMPOSITE INTERPENETRATING POLYMER NETWORKMAKING
BETWEEN SIR-10 NATURAL RUBBER-POLYURETHANE
WITH TITANIUM DIOXIDEADDITIONAL
CHARGERING MATERIAL
ABSTRACT
Interpenetration polymer network (IPN) has been synthesized by using SIR-10
Natural Rubber (NR) and polyurethane (PU) simultaneously then added to
Titanium Dioxide (TiO2) as filler in the IPN composite formation. Prepolymer of
PU has synthesized by using Polypropylene Glycol and Toluene Diisocyanates
mole ratio between the NCO : OH = 2 : 1. NR vulcanised by adding Stearic Acid,
Zinc Oxide, MBTS and sulfur. PU prepolymer and NR vulcanized mixed by using
a temperature of 140°C to produce IPN NR-PU. The addition of TiO2 into IPN
NR-PU will produce IPN NR-PU-TiO2 composite. Furthermore, IPN NR-PUTiO2 composite that is formed characterized by Tensile Strength Test, SEM and
crosslink percentage. The results showed that a mixture of IPN composites
increased by increasing TiO2 until the optimum limit on the ratio between NR-PU
with TiO2 is 66 phr : 34 phr provide tensile strength and good elongation.
Mechanical properties, physical and IPN composite morphology is influenced by
the amount of TiO2 that is used to produce components that is cross each other
atthe bond interface.
Keywords: Interpenetrating polymer network (IPN), SIR-10 Natural Rubber (NR),
Titanium Dioxide
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
i
ii
iii
iv
v
vi
viii
ix
x
xi
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Lampiran
Daftar Singkatan
BAB 1.
BAB 2.
BAB 3.
Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
1.2 Perumusan Masalah
1.3 Pembatasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Lokasi Penelitian
1.7 Metodologi Penelitian
1
3
4
4
4
4
5
Tinjauan Pustaka
2.1 Polimer
2.2 Interpenetrasi Jaringan Polimer (IPN)
2.2.1 Klasifikasi IPN
2.3 Poliuretan
2.3.1 Komponen Pembentuk Poliuretan
2.4 Busa Poliuretan
2.5 Karet Alam
2.5.1. Jenis-jenis Karet Alam
2.5.2. Standard Indonesian Rubber (SIR)
2.5.3. Karet Alam SIR-10
2.5.4. Vulkanisasi
2.6 Komposit
2.7 Bahan Tambahan (Additive)
2.8 Titanium Dioksida
2.9 Karakterisasi polimer
2.9.1 Fourier Transform Infrared (FT-IR)
2.9.2 Scanning Electron Microscopy (SEM)
2.9.3 Uji Tarik
2.9.4 Persentase Ikat Silang
7
8
9
10
13
15
15
16
17
18
18
19
20
20
21
21
22
23
23
MetodePenelitian
3.1 Alat
3.2 Bahan
3.3 Prosedur Kerja
24
24
25
Universitas Sumatera Utara
3.3.1 Preparasi Titanium Dioksida
3.3.2 Preparasi Karet Alam
3.3.3. Pembuatan Poliuretan dengan Menggunakan
Toluen Diisosianat dan Polipropilen Glikol
3.3.4 Sintesis IPN Karet Alam SIR-10 dan Poliuretan
3.3.5 Pembuatan Komposit IPN Karet Alam SIR-10
dan Poliuretan dengan penambahan TiO2
3.4 Karakterisasi Komposit Interpenetrasi Jaringan Polimer
3.4.1 Scanning electron Microscopy
3.4.2 Spektroskopi Inframerah Fourier Transform
3.4.4 Uji Tarik
3.4.5 Persentase Ikat silang
3.5 Bagan Penelitian
3.5.1 Preparasi TiO2
3.5.2 Preparasi Karet Alam
3.5.3 Pembuatan Poliuretan dengan Menggunakan
Toluena Diisosianat dan Polipropilena Glikol
3.5.4 Sintesis Komposit IPN antara Poliuretan dan
Karet Alam SIR-10
3.5.5 Uji Persentase Ikat Silang Komposit IPN Poliuretan
Dan Karet Alam SIR-10
3.5.6Pembuatan komposit IPN Karet Alam SIR-10
dan Poliuretan Optimum dengan Penambahan TiO2
3.5.7 Uji Persentase Ikat Silang Komposit IPN Poliuretan dan
Karet Alam SIR-10 dengan Penambahan TiO2
BAB 4.
Hasil dan Pembahasan
4.1 Hasil Penelitian
4.1.1 Hasil Analisa Gugus Fungsi Poliuretan dengan FT-IR
4.2 Pembahasan
4.2.1 Analisa Sifat Mekanik IPN Poliuretan Dan Karet
Alam SIR-10
4.2.2 Analisa Sifat Mekanik IPN Karet Alam SIR-10
dan Poliuretan dengan Penambahan TiO2
4.3 Karakterisasi Persentase Ikat Silang
4.3.1 Karakterisasi Persentase Ikat Silang Komposit
IPN Karet Alam SIR-10 dan Poliuretan
4.3.2 Karakterisasi Persentase Ikat Silang Komposit
IPN Karet Alam SIR-10 dan Poliuretan dengan
Penambahan TiO2
4.4 Analisa Sifat Morfologi Komposit IPN dengan Uji SEM
25
25
25
26
27
27
27
28
28
28
29
29
29
30
31
31
32
32
33
33
35
35
38
41
41
42
42
BAB 5. Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
45
46
Daftar Pustaka
Lampiran
47
49
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel
2.1
3.1
3.2
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
Judul
Halaman
SIR (Standard Indonesian Rubber)
Penambahan Poliuretan dan Karet Alam SIR-10
Perbandingan Penambahan NR-PU Dan TiO2
Hasil Identifikasi Serapan FT-IR Poliuretan
Hasil Pengujian Sifat Mekanik IPN Poliuretan Dan Karet
Alam SIR-10
Hasil pengujian Sifat Mekanik IPN antara Karet Alam SIR10 Dan Poliuretan Dengan Penambahan TiO2
Persentase Ikat Silang IPN antara Karet Alam SIR-10 Dan
Poliuretan
Persentase Ikat silang Komposit IPN antara Karet Alam SIR10 Dan Poliuretan dengan Penambahan TiO2
18
26
27
34
36
38
41
42
Universitas Sumatera Utara
DAFTARGAMBAR
Nomor
Gambar
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
3.1.
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
4.7.
4.8.
4.9.
4.10.
Judul
Halaman
Klasifikasi IPN
Reaksi Isosianat Dan Alkohol Membentuk Uretan
Reaksi Golongan Isosianat Dengan Membentuk Urea
Poliuretan Yang Mengandung Unit-Unit Berulang
Uretan Dan Urea
Reaksi Fosfogena Dan Diol Membentuk Biskloroformat
Reaksi Biskloformat Dan Diamin Membentuk
Poliuretan
Reaksi Isosianat Dan Alkohol membentuk Uretan
Struktur (i) 2,4-TDI, (ii) 2,6-TDI
Struktur PPG
Spesimen Uji Berdasarkan ASTM D638 Tipe IV
Hasil Spektrum FT-IR Poliuretan
Reaksi Pembuatan Poliuretan
Grafik Uji tegangan Tarik (Stress) Komposit IPN Karet
Alam SIR-10 dan Poliuretan (PU)
Grafik Uji Regangan Tarik (Strain) Komposit IPN karet
Alam SIR-10 dan Poliuretan (PU)
Grafik Modulus Elastisitas (Modulus Young) Komposit
Karet Alam SIR-10 dan Poliuretan (PU)
Grafik Uji Tegangan Tarik (Stress) Komposit IPN
dengan Penambahan Titanium Dioksida
Grafik Uji Regangan Tarik (Strain) Komposit IPN
dengan Penambahan Titanium Dioksida
Grafik Modulus Elastisitas Komposit IPN dengan
Penambahan Titanium Dioksida
Hasil Foto SEM Dari Komposit IPN Karet Alam SIR-10
dan Poliuretan dengan penambahan Titanium Dioksida
pada Perbandingan 66 : 34 phr dengan Perbesaran 300x
dan perbesaran 600x
Hasil Foto SEM Dari Komposit IPN Karet Alam SIR-10
dan Poliuretan dengan penambahan Titanium Dioksida
pada Perbandingan 82 : 18 phr pada Perbesaran 300x
dan Perbesaran 600x
9
11
11
11
12
12
13
13
14
26
33
35
36
37
37
39
39
40
43
44
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Lampiran
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Judul
Halaman
Bahan-bahan Penelitian
Peralatan Penelitian
Hasil Penelitian
Perhitungan Nilai Stress (Tegangan)
Perhitungan Nilai Strain (Regangan)
Perhitungan Nilai Modulus Elastisitas (ModulusYoung)
Perhitungan Persentase Ikat Silang
49
50
51
53
54
54
54
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
FTIR
IPN
NR
PPG
PU
SEM
TDI
: Fourier Transform Infrared
: Interpenetrating Polymer Network
: Natural Rubber
: Polypropilane Glycol
: Polyurethane
: Scanning Electron Microscopy
: Toluena Diisosianat
Universitas Sumatera Utara
POLIMER ANTARA POLIURETAN-KARET ALAM
SIR-10 DENGAN PENAMBAHAN TITANIUM
DIOKSIDA SEBAGAI BAHAN PENGISI
SKRIPSI
WULAN DESTIA SYAHRI Br. SIPAYUNG
120802003
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN KOMPOSIT INTERPENETRASI JARINGAN
POLIMER ANTARA POLIURETAN-KARET ALAM
SIR-10 DENGAN PENAMBAHAN TITANIUM
DIOKSIDA SEBAGAI BAHAN PENGISI
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
WULAN DESTIA SYAHRI Br. SIPAYUNG
120802003
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
: Pembuatan Komposit Interpenetrasi Jaringan
Polimer antara Poliuretan-Karet Alam SIR-10
dengan Penambahan Titanium Dioksida sebagai
Bahan Pengisi
Kategori
: Skripsi
Nama
: Wulan Destia Syahri Br. Sipayung
Nomor Induk Mahasiswa
: 120802003
Program Studi
: Sarjana (S1) Kimia
Departemen
: Kimia
Fakultas
: Matematika Dan IlmuPengetahuanAlam
(FMIPA)Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Agustus2016
Komisi Pembimbing :
Pembimbing 2,
Pembimbing 1,
Prof. Dr. Thamrin, M.Sc.
NIP. 196007041989031003
Dr. Yugia Muis, M.Si
NIP. 195310271980032003
Disetujui Oleh
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua,
Dr. Rumondang Bulan, M.S.
NIP. 195408301985032001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PEMBUATAN KOMPOSIT INTERPENETRASI JARINGAN POLIMER
ANTARA POLIURETAN-KARET ALAM SIR-10 DENGAN
PENAMBAHAN TITANIUM DIOKSIDA SEBAGAI
BAHAN PENGISI
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan
dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Agustus 2016
Wulan Destia Syahri Br.Sipayung
120802003
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Bismillahirrahmanirrahim,
Puji dan syukur senantiasa penulis ucapkan kepada Allah SWT karena berkat
rahmatdan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
Shalawat beriring salam penulis haturkan kepada nabi Muhammad SAW, semoga
kita mendapat syafaatnya kelak di hari akhir nanti.
Dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih
yang tidak terhingga kepada orang tua tercinta, untuk Ayahanda tercinta Syahrun
Sipayung dan Ibunda tercinta Susilawati, terima kasih atas segala kasih sayang,
pengorbanan, dukungan dan kepercayaan kepada penulis. Kepada adik Agung
Dwiki Sipayung dan kepada seluruh keluarga tercinta terima kasih atas segala doa
dan dukungannya.
Terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Dr. Yugia Muis, M.Si selaku
dosen pembimbing I dan Bapak Prof. Dr. Thamrin, M.Sc selaku dosen
pembimbing II yang telah membantu dan memotivasi penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini, terima kasih juga kepada Ibu Dr.Rumondang Bulan
Nasution, MS dan kepada Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku ketua dan
sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU. Kepada Bapak Prof. Dr. Jamaran
Kaban, M.Sc selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan
motivasi selama masa perkuliahan. Terima kasih juga kepada Bapak dan Ibu
dosen yang telah memberikan ilmunya kepada penulis selama pendidikan.
Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada Bapak Saharman Gea,
Ph.D dan Kakak Sri Rahayu, S.Si selaku kepala dan laboran Laboratorium Kimia
Dasar.Untuk keluarga besar Laboratorium Kimia Dasar, rekan-rekan stambuk
2011-2015, terima kasih atas persaudaraan selama ini. Terkhusus untuk sahabatsahabat penulis Etika, Dian, Maulida, Nidaul, Fahmi, Rino, Yeni, Ifah, Puput,
Henry, Siska, Muna, Jani, Nina, Ba’i, Alfi, Fitri, Cintaku, Laura, Kak Nova, Kak
Diana, Bang Supran terima kasih telah menjadi keluarga untuk penulis selama ini.
Kepada teman-teman seperjuangan Stambuk 2012 terima kasih atas segala doa
dan kekompakannya.
Semoga Allah senantiasa mengabulkan doa kita dan membalas kebaikan
kalian kepada penulis. Aamiin Ya Rabbal’Alamin.
Penulis.
Universitas Sumatera Utara
PEMBUATAN KOMPOSIT INTERPENETRASI JARINGAN
POLIMER ANTARA POLIURETAN-KARET ALAM SIR-10
DENGAN PENAMBAHAN TITANIUM DIOKSIDA
SEBAGAI BAHAN PENGISI
ABSTRAK
Telah disintesis Komposit Interpenetrasi Jaringan Polimer (IPN) menggunakan
Karet Alam SIR-10 (NR) dan Poliuretan (PU) secara serentak yang kemudian
ditambahkan Titanium Dioksida (TiO2) sebagai bahan pengisi dalam
pembentukan komposit IPN. Prapolimer dari PU telah disintesis dengan
menggunakan Polipropilen Glikol dan Toluen Diisosianat dengan perbandingan
mol antara NCO : OH = 2 : 1. NR divulkanisasi dengan menambahkan Asam
Stearat, Zink Oksida, MBTS, dan Sulfur. Prapolimer PU dan NR tervulkanisasi
dicampur dengan menggunakan suhu 140°C untuk menghasilkan IPN NR-PU.
Penambahan TiO2 ke dalam IPN NR-PU akan menghasilkan komposit IPN NRPU-TiO2. Selanjutnya komposit IPN NR-PU-TiO2 yang terbentuk dikarakterisasi
dengan uji kekuatan tarik, SEM dan persentase ikat silang. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa campuran komposit meningkat dengan bertambahnya TiO2
hingga batas optimum yakni pada perbandingan antara NR-PU dengan TiO2
adalah 66 phr : 34 phr yang memberikan kekuatan tarik dan kemuluran yang baik.
Sifat mekanik, fisik dan morfologi komposit IPN ini dipengaruhi oleh jumlah
TiO2 yang digunakan sehingga menghasilkan komponen yang saling terikat
silang.
Kata Kunci : Interpenetrasi Jaringan Polimer (IPN), Karet Alam SIR-10 (NR),
Poliuretan (PU), Titanium Dioksida.
Universitas Sumatera Utara
COMPOSITE INTERPENETRATING POLYMER NETWORKMAKING
BETWEEN SIR-10 NATURAL RUBBER-POLYURETHANE
WITH TITANIUM DIOXIDEADDITIONAL
CHARGERING MATERIAL
ABSTRACT
Interpenetration polymer network (IPN) has been synthesized by using SIR-10
Natural Rubber (NR) and polyurethane (PU) simultaneously then added to
Titanium Dioxide (TiO2) as filler in the IPN composite formation. Prepolymer of
PU has synthesized by using Polypropylene Glycol and Toluene Diisocyanates
mole ratio between the NCO : OH = 2 : 1. NR vulcanised by adding Stearic Acid,
Zinc Oxide, MBTS and sulfur. PU prepolymer and NR vulcanized mixed by using
a temperature of 140°C to produce IPN NR-PU. The addition of TiO2 into IPN
NR-PU will produce IPN NR-PU-TiO2 composite. Furthermore, IPN NR-PUTiO2 composite that is formed characterized by Tensile Strength Test, SEM and
crosslink percentage. The results showed that a mixture of IPN composites
increased by increasing TiO2 until the optimum limit on the ratio between NR-PU
with TiO2 is 66 phr : 34 phr provide tensile strength and good elongation.
Mechanical properties, physical and IPN composite morphology is influenced by
the amount of TiO2 that is used to produce components that is cross each other
atthe bond interface.
Keywords: Interpenetrating polymer network (IPN), SIR-10 Natural Rubber (NR),
Titanium Dioxide
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
i
ii
iii
iv
v
vi
viii
ix
x
xi
Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Lampiran
Daftar Singkatan
BAB 1.
BAB 2.
BAB 3.
Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
1.2 Perumusan Masalah
1.3 Pembatasan Masalah
1.4 Tujuan Penelitian
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Lokasi Penelitian
1.7 Metodologi Penelitian
1
3
4
4
4
4
5
Tinjauan Pustaka
2.1 Polimer
2.2 Interpenetrasi Jaringan Polimer (IPN)
2.2.1 Klasifikasi IPN
2.3 Poliuretan
2.3.1 Komponen Pembentuk Poliuretan
2.4 Busa Poliuretan
2.5 Karet Alam
2.5.1. Jenis-jenis Karet Alam
2.5.2. Standard Indonesian Rubber (SIR)
2.5.3. Karet Alam SIR-10
2.5.4. Vulkanisasi
2.6 Komposit
2.7 Bahan Tambahan (Additive)
2.8 Titanium Dioksida
2.9 Karakterisasi polimer
2.9.1 Fourier Transform Infrared (FT-IR)
2.9.2 Scanning Electron Microscopy (SEM)
2.9.3 Uji Tarik
2.9.4 Persentase Ikat Silang
7
8
9
10
13
15
15
16
17
18
18
19
20
20
21
21
22
23
23
MetodePenelitian
3.1 Alat
3.2 Bahan
3.3 Prosedur Kerja
24
24
25
Universitas Sumatera Utara
3.3.1 Preparasi Titanium Dioksida
3.3.2 Preparasi Karet Alam
3.3.3. Pembuatan Poliuretan dengan Menggunakan
Toluen Diisosianat dan Polipropilen Glikol
3.3.4 Sintesis IPN Karet Alam SIR-10 dan Poliuretan
3.3.5 Pembuatan Komposit IPN Karet Alam SIR-10
dan Poliuretan dengan penambahan TiO2
3.4 Karakterisasi Komposit Interpenetrasi Jaringan Polimer
3.4.1 Scanning electron Microscopy
3.4.2 Spektroskopi Inframerah Fourier Transform
3.4.4 Uji Tarik
3.4.5 Persentase Ikat silang
3.5 Bagan Penelitian
3.5.1 Preparasi TiO2
3.5.2 Preparasi Karet Alam
3.5.3 Pembuatan Poliuretan dengan Menggunakan
Toluena Diisosianat dan Polipropilena Glikol
3.5.4 Sintesis Komposit IPN antara Poliuretan dan
Karet Alam SIR-10
3.5.5 Uji Persentase Ikat Silang Komposit IPN Poliuretan
Dan Karet Alam SIR-10
3.5.6Pembuatan komposit IPN Karet Alam SIR-10
dan Poliuretan Optimum dengan Penambahan TiO2
3.5.7 Uji Persentase Ikat Silang Komposit IPN Poliuretan dan
Karet Alam SIR-10 dengan Penambahan TiO2
BAB 4.
Hasil dan Pembahasan
4.1 Hasil Penelitian
4.1.1 Hasil Analisa Gugus Fungsi Poliuretan dengan FT-IR
4.2 Pembahasan
4.2.1 Analisa Sifat Mekanik IPN Poliuretan Dan Karet
Alam SIR-10
4.2.2 Analisa Sifat Mekanik IPN Karet Alam SIR-10
dan Poliuretan dengan Penambahan TiO2
4.3 Karakterisasi Persentase Ikat Silang
4.3.1 Karakterisasi Persentase Ikat Silang Komposit
IPN Karet Alam SIR-10 dan Poliuretan
4.3.2 Karakterisasi Persentase Ikat Silang Komposit
IPN Karet Alam SIR-10 dan Poliuretan dengan
Penambahan TiO2
4.4 Analisa Sifat Morfologi Komposit IPN dengan Uji SEM
25
25
25
26
27
27
27
28
28
28
29
29
29
30
31
31
32
32
33
33
35
35
38
41
41
42
42
BAB 5. Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran
45
46
Daftar Pustaka
Lampiran
47
49
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel
2.1
3.1
3.2
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
Judul
Halaman
SIR (Standard Indonesian Rubber)
Penambahan Poliuretan dan Karet Alam SIR-10
Perbandingan Penambahan NR-PU Dan TiO2
Hasil Identifikasi Serapan FT-IR Poliuretan
Hasil Pengujian Sifat Mekanik IPN Poliuretan Dan Karet
Alam SIR-10
Hasil pengujian Sifat Mekanik IPN antara Karet Alam SIR10 Dan Poliuretan Dengan Penambahan TiO2
Persentase Ikat Silang IPN antara Karet Alam SIR-10 Dan
Poliuretan
Persentase Ikat silang Komposit IPN antara Karet Alam SIR10 Dan Poliuretan dengan Penambahan TiO2
18
26
27
34
36
38
41
42
Universitas Sumatera Utara
DAFTARGAMBAR
Nomor
Gambar
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
2.8.
2.9.
3.1.
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
4.7.
4.8.
4.9.
4.10.
Judul
Halaman
Klasifikasi IPN
Reaksi Isosianat Dan Alkohol Membentuk Uretan
Reaksi Golongan Isosianat Dengan Membentuk Urea
Poliuretan Yang Mengandung Unit-Unit Berulang
Uretan Dan Urea
Reaksi Fosfogena Dan Diol Membentuk Biskloroformat
Reaksi Biskloformat Dan Diamin Membentuk
Poliuretan
Reaksi Isosianat Dan Alkohol membentuk Uretan
Struktur (i) 2,4-TDI, (ii) 2,6-TDI
Struktur PPG
Spesimen Uji Berdasarkan ASTM D638 Tipe IV
Hasil Spektrum FT-IR Poliuretan
Reaksi Pembuatan Poliuretan
Grafik Uji tegangan Tarik (Stress) Komposit IPN Karet
Alam SIR-10 dan Poliuretan (PU)
Grafik Uji Regangan Tarik (Strain) Komposit IPN karet
Alam SIR-10 dan Poliuretan (PU)
Grafik Modulus Elastisitas (Modulus Young) Komposit
Karet Alam SIR-10 dan Poliuretan (PU)
Grafik Uji Tegangan Tarik (Stress) Komposit IPN
dengan Penambahan Titanium Dioksida
Grafik Uji Regangan Tarik (Strain) Komposit IPN
dengan Penambahan Titanium Dioksida
Grafik Modulus Elastisitas Komposit IPN dengan
Penambahan Titanium Dioksida
Hasil Foto SEM Dari Komposit IPN Karet Alam SIR-10
dan Poliuretan dengan penambahan Titanium Dioksida
pada Perbandingan 66 : 34 phr dengan Perbesaran 300x
dan perbesaran 600x
Hasil Foto SEM Dari Komposit IPN Karet Alam SIR-10
dan Poliuretan dengan penambahan Titanium Dioksida
pada Perbandingan 82 : 18 phr pada Perbesaran 300x
dan Perbesaran 600x
9
11
11
11
12
12
13
13
14
26
33
35
36
37
37
39
39
40
43
44
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Lampiran
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Judul
Halaman
Bahan-bahan Penelitian
Peralatan Penelitian
Hasil Penelitian
Perhitungan Nilai Stress (Tegangan)
Perhitungan Nilai Strain (Regangan)
Perhitungan Nilai Modulus Elastisitas (ModulusYoung)
Perhitungan Persentase Ikat Silang
49
50
51
53
54
54
54
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
FTIR
IPN
NR
PPG
PU
SEM
TDI
: Fourier Transform Infrared
: Interpenetrating Polymer Network
: Natural Rubber
: Polypropilane Glycol
: Polyurethane
: Scanning Electron Microscopy
: Toluena Diisosianat
Universitas Sumatera Utara