Pengolahan dan Karakterisasi Bentonit Alam Aceh Sebagai Pengisi Nanokomposit Polipropilena-Montmorillonit

PENGOLAHAN DAN KARAKTERISASI BENTONIT ALAM
ACEH SEBAGAI PENGISI NANOKOMPOSIT
POLIPROPILENA-MONTMORILLONIT

DISERTASI

Oleh

JULINAWATI
098103006/KIM

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013

Universitas Sumatera Utara

ii

PENGOLAHAN DAN KARAKTERISASI BENTONIT ALAM

ACEH SEBAGAI PENGISI NANOKOMPOSIT
POLIPROPILENA-MONTMORILLONIT

DISERTASI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Doktor
dalam Program Studi Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Oleh

JULINAWATI
098103006/KIM

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN

2013


Universitas Sumatera Utara

iii

Judul Disertasi

:

PENGOLAHAN DAN KARAKTERISASI BENTONIT
ALAM ACEH SEBAGAI PENGISI NANOKOMPOSIT
POLIPROPILENA-MONTMORILLONIT

Nama Mahasiswa
Nomor Pokok
Program Studi

: Julinawati
: 098103006
: S3 Ilmu Kimia


Menyetujui :

Komisi Pembimbing

Prof. Basuki Wirjosentono, MS, PhD
Promotor

Drs. Eddiyanto, Ph.D
Co-Promotor

Ketua Program Studi

Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D

Saharman Gea, M.Si, Ph.D
Co-Promotor

Dekan

Dr. Sutarman, M.Sc


Tanggal Lulus: 15 Februari 2013

Universitas Sumatera Utara

iv

PROMOTOR

Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D
Guru Besar Kimia Bidang Kimia Polimer
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara

CO-PROMOTOR

Drs. Eddiyanto, Ph.D
Doktor Kimia Polimer
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Negeri Medan


CO-PROMOTOR

Saharman Gea, M.Si, Ph.D
Doktor Kimia Polimer
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

v

PANITIA PENGUJI DISERTASI

Ketua :
Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D
Guru Besar Kimia Bidang Kimia Polimer
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Anggota :

1 . Drs.Eddiyanto,PhD
Doktor Kimia Polimer
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Negeri Medan

2 . Saharman Gea, M.Si, Ph.D
Doktor Kimia Polimer
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
3. Prof. Dr. Harlem Marpaung
Guru Besar Kimia Bidang Kimia Analitik
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara

4. Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc.
Doktor Kimia Anorganik
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
5. Prof. Dr. Yunanzar Manjang
Guru Besar Kimia Bidang Kimia Organik Bahan Alam

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Andalas Padang

Universitas Sumatera Utara

vi

PERNYATAAN ORISINILITAS

Disertasi ini adalah hasil karya penulis sendiri, dan semua sumber
baik yang dikutip maupun dirujuk telah penulis nyatakan dengan
benar.

Nama
Nim

: Julinawati
: 098103006

Tanda Tangan :


Universitas Sumatera Utara

vii

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademik Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan
di bawah ini:

Nama

: Julinawati

Nomor Pokok

: 098103006

Program Studi


: S3 Ilmu Kimia

Jenis Karya Ilmiah : Disertasi

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-eksklusif (Non-exclusive
Royalty Free Right) atas disertasi saya yang berjudul:
PENGOLAHAN DAN KARAKTERISASI BENTONIT ALAM
ACEH SEBAGAI PENGISI NANOKOMPOSIT
POLIPROPILENA-MONTMORILLONIT

beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan hak bebas Royalti Noneksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media,
memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat, dan mempublikasikan
disertasi saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama
saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau pemilik hak cipta
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Medan 15 Februari 2013


Julinawati

Universitas Sumatera Utara

viii

RIWAYAT HIDUP

Nama

: Julinawati

Tempat/Tanggal Lahir

: Cot Ieju, 1 Juli 1971

Alamat Rumah

: Jalan Prada Utama, Komplek Bea Cukai No 5 BC,
Prada Banda Aceh


Hp

: 0852 777 01972

E-Mail

: juli_fuadi@yahoo.com

Instansi Tempat Bekerja

: FMIPA Universitas Syiah Kuala

Alamat Kantor

: FMIPA UNSYIAH, BANDA-ACEH

Telepon

:

Pendidikan
SD

: SD Negeri Cot Ie Ju

1983

SMP

: SMP Negeri I Matangglumpang

1986

Dua
SMA

: SMA Negeri I Bireuen

1989

STRATA-1

: Universitas Syiah Kuala

1994

STRATA-2

: Universitas Sumatera Utara

2003

STRATA-3

: Universitas Sumatera Utara

2013

Universitas Sumatera Utara

ix

UCAPAN TERIMA KASIH

Assalamu’alaikum Wr.Wb.
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat
dan hidayah-Nya sehingga Disertasi dengan judul :” Pengolahan dan
Karakterisasi

Bentonit

Alam

Aceh

Sebagai

Pengisi

Nanokomposit

Polipropilena-Montmorillonit” dapat terselesaikan.
Pada kesempatan ini penulis dengan tulus menyampaikan rasa hormat,
terima kasih disertai penghargaan yang setinggi-tingginya kepada:
1. Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.SC., (CTM), SP.A(K), selaku
Rektor Universitas Sumatera Utara atas kesempatan dan fasilitas yang
diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan
Program Doktor.
2. Prof. Dr. Sutarman, M.Sc , selaku Dekan FMIPA Universitas Sumatera Utara
yang juga telah memberi kesempatan kepada penulis untuk mengikuti dan
menyelesaikan Program Doktor.
3. Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D, selaku Ketua Program Pascasarjana Ilmu
Kimia Universitas Sumatera Utara dan Pembimbing Utama, yang selama ini
telah memberikan kesempatan, dorongan, saran serta perhatian sehingga
penulis dapat menyelesaikan penulisan Disertasi ini.
4. Eddiyanto, Ph.D, selaku co.pembimbing yang juga telah membimbing,
memberikan saran dan arahan kepada penulis dalam menyelesaikan penelitian
dan penulisan Disertasi ini.
5. Saharman Gea, M.Si, Ph.D, juga selaku co. pembimbing, selama ini telah
membimbing, memberi saran kepada penulis baik langsung atau jarak-jauh
sehingga penelitian dan penulisan disertasi ini dapat terselesaikan.
6. Prof. Dr. Harlem Marpaung, Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc dan Prof. Dr.
Yunazar Manjang, selaku Tim Penguji atas kesediaan beliau memberikan
penilaian, saran, dan perbaikan Disertasi ini.

Universitas Sumatera Utara

x

7. Kepada semua Bapak Dosen Program Doktor Ilmu Kimia Universitas Sumatera
Utara, rekan-rekan dan semua pihak yang telah membantu penulis selama
pendidikan , penelitian dan penulisan Disertasi ini
8. Kedua orang tuaku, bapak (Alm) dan ibu mertua, suami tercinta Safuadi, ST,
M.Sc. dan anak-anakku M. Hafidz Ash Siddiq, Arina Khairu Ummah dan
Azzahra Humaira Fatin yang kukasihi yang turut memotivasi penulis untuk
segera menyelesaikan Disertasi ini.
Semoga amal yang telah mereka berikan kepeda penulis, mendapatkan berkah dari
Allah SWT.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Medan, Februari 2013

Penulis

Universitas Sumatera Utara

i

PENGOLAHAN DAN KARAKTERISASI BENTONIT ALAM ACEH
SEBAGAI PENGISI NANOKOMPOSIT POLIPROPILENAMONTMORILLONIT

ABSTRAK
Penelitian tentang karakterisasi dan pengolahan bentonit alam Aceh sebagai
pengisi nanokomposit polipropilena-montmorillonit telah dilakukan. Bentonit alam
dalam penelitian ini diambil dari tiga daerah di Aceh, yaitu dari Desa Teupin Reusep,
Kabupaten Aceh Utara, dari Desa Pantanlah Kabupaten Bener Meriah, dan dari Desa
Jaboi Kabupaten Sabang. Tujuan dari penelitian adalah untuk mengolah dan
mengkarakterisasi bentonit alam Aceh sebagai pengisi nanokomposit montmorillonitpolipropilena dengan penambahan PP-g-MA sebagai kompatibilizer dan
oktadecylamin sebagai pemodifikasi MMT. Penelitian ini dilakukan dalam beberapa
tahap yaitu pengolahan bentonit alam menjadi montmorillonit, pembuatan
montmorillonit ukuran nanopartikel, modifikasi montmorillonit dengan
oktadecylamine, persiapan polipropilena-montmorillonit nanokomposit, dan uji
degradasi terhadap nanokomposit polipropilen-montmorillonit. Dari penelitian yang
sudah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa bentonit dari Teupin Reusep, Aceh
Utara dan dari Pantanlah, Bener Meriah adalah Na-bentonit, sementara itu bentonit
dari Jaboi Sabang adalah Ca-bentonit. Persentase montmorillonit dalam bentonit dari
Teupin Reusep, Aceh Utara, dalam bentonit Pantanlah, Bener Meriah dan dalam
bentonit Sabang Jaboi masing-masing 51,6%, 70,6%, dan 63,2%. Pengolahan
nanokomposit PP-MMT dapat dilakukan dengan penambahan PP-g-MA sebagai
kompatibilizer dan memodifikasi MMT dengan oktadecylamin dan hasilnya
menunjukkan bahwa eksfoliasi dan interkalasi dari PP dalam MMT dapat terjadi.
Berdasarkan
hasil uji tarik terhadap nanokomposit, komposisi optimum
nanokomposit PP-MMT Aceh untuk ketiga daerah terjadi pada perbandingan persen
komposisi PP;PP-g-MA;MMT ; 85;10;5. Berdasarkan hasil dari uji sifat mekanik dan
uji termal didapatkan bahwa nanokomposit PP-MMT Aceh Utara mempunyai sifat
mekanik dan stabilitas termal yang lebih tinggi dibandingkan nanokomposit PPMMT Bener Meriah dan nanokomposit PP-MMT Sabang. Bedasarkan hasil FTIR,
uji degradasi yang dilakukan sampai 15 hari dan 30 hari terhadap ketiga
nanokomposit PP-MMT Aceh yang telah ditambahkan antioksidan α-Tokoferol,
nanokomposit tersebut tidak mengalami perubahan, ini membuktikan bahwa αTokoferol dapat mencegah terjadinya reaksi oksidasi pada polipropilena.
Kata kunci : Bentonit, Montmorillonit, Polipropilena, PP-g-MA, Antioksidan,
Nanokomposit, Analisa mekanik, termal, morfologi, XRD, XRF, PSA

i
Universitas Sumatera Utara

ii

PROCESSING AND CHARACTERIZATION NATURAL BENTONITE OF
ACEH AS FILLER OF POLYPROPYLENE-MONTMORILLONITE
NANOCOMPOSITE

ABSTRACT
Research on the characterization and processing of natural bentonite of Aceh
as filler polypropylene-montmorillonite nanocomposite has been done. Natural
bentonite in this study was taken from three areas in Aceh, which in Teupin Reusep,
North Aceh, in Pantanlah, from Bener Meriah and in Jaboi Sabang. The purpose of
this study was to processing and characterization of natural bentonite of Aceh as
filler of polypropylene-montmorillonite nanocomposite with the addition of PP-g-MA
as compatibilizer and octadecylamin as modifier of MMT. The research was carried
out in several stages, namely processing of natural bentonite into montmorillonite,
making of monmorillonite size of nanoparticles, modified of montmorillonite with
oktadecylamine, preparation of polypropylene-montmorillonite nanocomposite, and
testing degradation of polypropylene-montmorillonite nanocomposite. From the
research that has been done can be concluded that the bentonite from Teupin Reusep,
North Aceh and from Pantanlah, Bener Meriah is a Na-bentonite, while bentonite
from Jaboi Sabang is Ca-bentonite. Percentage of montmorillonite in bentonite
Teupin Reusep, North Aceh, in the bentonite Pantanlah, Bener Meriah and in
bentonite from Sabang Jaboi respectively were 51.6%, 70.6%, and 63.2%. PP-MMT
nanocomposite processing can be done with the addition of PP-g-MA as
compatibilizer and modified MMT with octadecylamin and the results showed that the
exfoliation and intercalation of PP in MMT may occur. Based on the tensile test
results, the optimum composition of PP-MMT nanocomposite of Aceh for three
regions occurred at a ratio of percent composition of PP;PP-g-MA;MMT: 85;10;5.
From the test results of the mechanical properties and thermal tests found that the
PP-MMT nanocomposite North Aceh has mechanical properties and thermal stability
is higher than PP-MMT nanocomposite of Bener Meriah and PP-MMT
nanocomposite of Sabang. Based on the results of FTIR, degradation tests conducted
up to 15 days and 30 days to three PP-MMT nanocomposite of Aceh with the addition
of the antioxidant α-tocopherol, the nanocomposite does not change, this proves that
α-tocopherol can prevent oxidation reactions on polypropylene.
Keywords: Bentonite, montmorillonite, Polypropylene, PP-g-MA, Antioxidants,
nanocomposite, mechanical analysis, thermal, morphological, XRD,
XRF, PSA

ii
Universitas Sumatera Utara

iii

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK

i

DAFTAR ISI

iii

DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vii

DAFTAR LAMPIRAN

xii

BAB 1 PENDAHULUAN

1

1.1 Latar Belakang

6

1.2 Permasalahan

6

1.3 TujuanPenelitian

6

1.4 Manfaat penelitian

6

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Bentonit

7

2.1.1 Proses terbentuknya bentonit

7

2.1.2 Jenis-jenis bentonit

8

2.1.3 Sifat kimia dan fisika bentonit

9

2.1.4 Bentonit Aceh

11

2.1.4.1 Bentonit Desa Teupin Reusep Kabupaten Aceh Utara

12

2.1.4.2 Bentonit Desa Pantanlah Kabupaten Bener Meriah

13

2.1.4.3 Bentonit Desa Jaboi Kabupaten Sabang

14

2.1.5 Kegunaan Bentonit
2.2 Montmorillonit (MMT)
2.2.1 Sruktur dan sifat kimia montmorillonit

15
15
15

iii
Universitas Sumatera Utara

iv

2.2.2 Modifikasi Montmorillonit

17

2.2.2.1 Modifikasi montmorillonit dengan pertukaran ion

17

2.2.2.2 Modifikasi montmorillonit secara organik

19

2.2.3 Pemanfaatan Montmorillonit

22

2.3 Polipropilena

23

2.3.1 Sifat-sifat kimia dan fisika polipropilena

26

2.3.2 Grafting polipropilena

27

2.3.3 Penggunaan polipropilena

29

2.4 Komposit

30

2.4.1 Material Penyusun Komposit

31

2.4.2 Mekanisme Adesifitas

32

2.4.3 Nanokomposit

32

2.4.4 Pembuatan Nanokomposit

34

2.4.5 Kelebihan Nanokomposit

34

2.4.6 Bahan Pengisi (Filler) Nanokomposit

34

2.4.7 α-Tokoferol (Vitamin E)

36

2.4.8 Degradasi polimer nanokomposit polipropilena

38

2.4.9 Aplikasi dan Penggunaan Nanokomposit

40

2.5 Pengujian dan Karakterisasi

41

2.5.1 Sifat-Sifat Mekanik

41

2.5.2 Spektroskopi Infra Merah

45

2.5.3 Spektroskopi Difraksi Sinar-X (XRD)

46

2.5.4 Mikroskop pemindai elektron (SEM)

49

2.5.5 Analisis sifat termal menggunakan TG-DTA

50

2.5.6 Analisis kandungan kimia menggunakan X Ray

53

Fluorosency (XRF)
2.5.7 Analisis distribusi ukuran partikel menggunakan Particle

54

Size Analyzer (PSA)

iv
Universitas Sumatera Utara

v

BAB 3 METODELOGI PENELITIAN

55

3.1 Tempat dan Waktu

55

3.2 Alat dan Bahan

55

3.3 Cara Kerja

56

3.3.1 Pengolahan bentonit alam menjadi montmorillonit (MMT)

56

3.3.2. Analisa kandungan montmorillonit dalam bentonit alam

57

3.3.3. Pembuatan montmorillonit nanopartikel

57

3.3.4 Modifikasi montmorillonit dengan oktadecylamine

58

3.3.5 Persiapan polipropilena-montmorillonit nanokomposit

58

3.3.6 Uji degradasi terhadap Nanokomposit Polipropilena-

60

Montmorillonit
3.3.7 Karakterisasi

60

3.3.7.1 Analisis Gugus Fungsi dengan FT-IR

60

3.3.7.2 Analisis Morfologi: SEM dan XRD

60

3.3.7.3 Analisis sifat termal menggunakan TGA-DTA

60

3.3.7.4 Analisis sifat mekanik

61

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

62

4.1 Hasil Karakterisasi Bentonit Aceh

62

4.2 Hasil Persentase Montmorillonit dalam bentonit Aceh

65

4.3 Hasil karakterisasi Bentonit dan montmorillonit menggunakan FTIR

65

4.3.1 Hasil karakterisasi Bentonit Aceh

65

4.3.2 Hasil karakterisasi Montmorillonit Aceh

68

4.4 Hasil karakterisasi menggunakan Difraksi Sinar-X

71

4.4.1 Hasil karakterisasi Bentonit Aceh

71

4.4.2 Hasil karakterisasi Montmorillonit Aceh

73

4.5 Hasil karakterisasi menggunakan SEM
4.5.1 Morfologi Bentonit Aceh

76
76

v
Universitas Sumatera Utara

vi

4.5.2 Morfologi Montmorillonit Aceh

78

4.6 Data Hasil pengujian menggunakan terhadap montmorillonit
menggunakan Particle Size Analyzer (PSA)

80

4.7 Hasil Modifikasi montmorillonit dengan oktadecylamine

81

4.8 Hasil Pengolahan Nanokomposit PP-MMT Aceh

84

4.9 Hasil karakterisasi Uji Mekanik Nanokomposit PP-MMT Aceh

87

4.10 Hasil karakterisasi FTIR Nanokomposit PP-MMT Aceh

94

4.11 Hasil Analisis Termal Nanokomposit PP-MMT Aceh

97

4.12 Hasil Analisa Difraksi Sinar X Nanokomposit PP-MMT Aceh

100

4.13 Hasil Analisa Nanokomposit PP-MMT Aceh menggunakan SEM

103

4.14 Hasil Analisa Nanokomposit PP-MMT Aceh dengan
penambahan antioksidan

105

4.14.1 Hasil Kekuatan Mekanik Nanokomposit PP-MMT
Aceh dengan adanya antioksidan

106

4.14.2 Hasil karakterisasi FTIR Nanokomposit PP-MMT

106

4.14.2.1 Hasil karakterisasi FTIR Nanokomposit PP-MMT
Aceh Utara dengan adanya antioksidan

106

4.14.2.2 Hasil karakterisasi FTIR Nanokomposit PP-MMT
Bener Meriah dengan adanya antioksidan

109

4.14.2.3 Hasil karakterisasi FTIR Nanokomposit PP-MMT
Sabang dengan adanya antioksidan

111

4.14.3 Hasil Analisis Termal Nanokomposit PP-MMT Aceh
dengan adanya antioksidan

113

4.14.4 Hasil Analisa Difraksi Sinar X (XRD) Nanokomposit
PP-MMT Aceh dengan adanya antioksidan

115

4.14.5 Hasil Analisa SEM Nanokomposit PP-MMT Aceh
dengan adanya antioksidan

117

vi
Universitas Sumatera Utara

vii

BAB 5 KESIMPULAN

119

5.1 Kesimpulan

119

5.2 Saran

119

DAFTAR PUSTAKA

120

DAFTAR LAMPIRAN

129

vii
Universitas Sumatera Utara

viii

DAFTAR TABEL
Nomor

Judul

Halaman

Tabel 2.1

Komposisi Kimia Bentonit

10

Tabel 2.2

Harga Rata-Rata Kapasitas Tukar Kation

18

Tabel 2.3

Daerah spektra infra merah

46

Tabel 3.1

Persiapan polipropilena-montmorillonit nanokomposit

58

Tabel 4.1

Komposisi kimia Bentonit Aceh

62

Tabel 4.2.

Kandungan montmorillonit dalam Bentonit Aceh

65

Tabel 4.3

Bilangan Gelombang dari spektrum FT-IR Bentonit
Aceh

66

Tabel 4.4

Bilangan Gelombang dari spektrum FT-IR Bentonit Aceh

70

Tabel 4.5

Nilai sudut 2θ dari Bentonit Aceh

73

Tabel 4.6.

Sudut 2θ Montmorillonit Aceh

74

Tabel 4.7

Data FTIR dari MMT tanpa modifikasi dan MMT
modifikasi dengan oktadecylamin

83

Tabel 4.8

Nilai kekutan Tarik Nanokomposit Aceh

93

Tabel 4.9

Bilangan Gelombang dari spektrum Nanokomposit Aceh

94

Tabel 4.10

Bilangan Gelombang dari spektrum Nanokomposit Aceh

98

Tabel 4.11

Suhu degradasi nanokomposit PP-MMT Aceh dengan
adanya Antioksidan (AO)

113

viii
Universitas Sumatera Utara

ix

DAFTAR GAMBAR

Nomor

Judul

Halaman

Gambar 2.1

Struktur montmorillonit.

16

Gambar 2.2

Jenis-jenis senyawa alkilammonium

20

Gambar 2.3

Skema modifikasi secara organik dari clay menggunakan
kation alkilamonium

20

Gambar 2.4.

Jenis-jenis nanokomposit yang terbentuk akibat interaksi
polimer dengan lapisan silikat

21

Gambar 2.5

Reaksi Degradasi Hofmann dari alkilammonium pada
22
permukaan clay dan kestabilan termal dari kation imidazolium

Gambar 2.6

Struktur polipropilena

23

Gambar 2.7A

Struktur molekul polipropilena isotaktik

24

Gambar 2.7B

Struktur molekul polipropilena sindiotaktik

24

Gambar 2.7C

Struktur molekul polipropilena ataktik

24

Gambar 2.8

Reaksi kimia dari Grafting PP dan MA dengan adanya
coagen TRIS

27

Gambar 2.9

Mekanisme kerja fungsionalisasi dari polar PP-g-MA

28

Gambar 2.10

Gambar nanokomposit di alam (A=Tulang; B=Kulit Tiram)

33

Gambar 2.11

Struktur kimia α -tokoferol (Goodman & Gilman, 2007)

37

Gambar 2.12

Jalur degradasi dan stabilisasi polimer

39

Gambar 2.13

Mekanisme degradasi termal dari PP nanokomposit

40

Gambar 2.14

Spesimen Uji Tarik dan Perilaku Polimer Termoplastik
Saat Mengalami Pembebanan pada Mesin Uji Tarik

42

Gambar 2.15

Kurva Hubungan Tegangan Terhadap Regangan

42

Gambar 2.16

Kurva Tegangan-Regangan Bahan Kenyal

44

Gambar 2.17

Skema termogram bagi reaksi dekomposisi satu tahap

52

ix
Universitas Sumatera Utara

x

Gambar 2.18

Dekomposisi CaCO 3 pada atmosfer yang berbeda.

53

Gambar 4.1

Foto Bentonit Aceh Utara

63

Gambar 4.2

Foto Bentonit Bener Meriah

63

Gambar 4.3

Foto Bentonit Sabang

64

Gambar 4.4

Spektrum FT-IR dari Bentonit Aceh Utara

66

Gambar 4.5

Spektrum FT-IR dari Bentonit Bener Meriah

67

Gambar 4.6

Spektrum FT-IR dari Bentonit Sabang

67

Gambar 4.7

Spektrum FT-IR dari Montmorillonit Aceh Utara

68

Gambar 4.8

Spektrum FT-IR dari Montmorillonit Bener Meriah

69

Gambar 4.9

Spektrum FT-IR dari Montmorillonit Sabang

69

Gambar 4.10

Spektrum FT-IR dari Montmorillonit standar

70

Gambar 4.11

Spektrum XRD dari Bentonit Aceh Utara

71

Gambar 4.12

Spektrum XRD Bentonit Bener Meriah

72

Gambar 4.13

Spektrum XRD Bentonit Sabang

72

Gambar 4.14

Spektrum XRD dari Montmorillonit Aceh Utara

74

Gambar 4.15

Spektrum XRD Montmorillonit Bener Meriah

75

Gambar 4.16

Spektrum XRD Montmorillonit Sabang

75

Gambar 4.17

Spektrum XRD Montmorillonit standar

76

Gambar 4.18

Foto SEM bentonit Aceh Utara

77

Gambar 4.19

Foto SEM Bentonit Bener Meriah

77

Gambar 4.20

Foto SEM Bentonit Sabang

77

Gambar 4.21

Foto SEM Montmorillonit Aceh Utara

78

Gambar 4.22

Foto SEM Montmorillonit Bener Meriah

79

Gambar 4.23

Foto SEM Montmorillonit Sabang

79

x
Universitas Sumatera Utara

xi

Gambar 4.24

Foto SEM Montmorillonit Standar

79

Gambar 4.25

Grafik Diameter Montmorillonit Aceh Utara

80

Gambar 4.26

Grafik Diameter Montmorillonit Bener Meriah

81

Gambar 4.27

Grafik Diameter Montmorillonit Sabang

81

Gambar 4.28

Interaksi oktadecylamine dengan MMT

82

Gambar 4.29

Spektrum FT-IR montmorillonit yang telah termodifikasi
dengan oktadecylamine

83

Gambar 4.30

Interaksi nanokomposit dari PP, PP-g-MA, dan modifikasi

85

Gambar 4.31

Foto nanokomposit PP-MMT pada variasi komposisi PP;
PP-g-MA;MMT (85;10;5), A(Nanokomposit PP-MMT Aceh
Utara), B (Nanokomposit PP-MMT Bener
Meriah), C(Nanokomposit PP-MMT Sabang)

86

Gambar 4.32

Foto film dari nanokomposit PP-MMT pada variasi
komposisi PP;PP-g-MA;MMT (90;5;5), (Nanokomposit
PP-MMT Aceh Utara), B(Nanokomposit PP-MMT Bener
Meriah), C (Nanokomposit PP-MMT Sabang)

86

Gambar 4.33

Interaksi polimer dalam Polimer-Silika hybrid

87

Gambar 4.34A

Grafik Hubungan antara Komposisi PP;PP-g-MA;MMT
dengan Kekuatan Tarik Nanokomposit PP-MMT Aceh Utara

88

Gambar 4.34B

Grafik Hubungan antara Komposisi PP;PP-g-MA;MMT
dengan Kemuluran Nanokomposi PP-MMT Aceh Utara

88

Gambar 4.34C

Grafik Hubungan antara Komposisi PP;PP-g-MA;MMT 89
dengan Modulus Elatisitas Nanokomposit PP-MMT Aceh
Utara

Gambar 4.35A

Grafik Hubungan antara Komposisi PP;PP-g-MA;MMT
dengan Kekuatan Tarik Nanokomposit PP-MMT Bener Meriah

90

xi
Universitas Sumatera Utara

xii

Gambar 4.35B

Grafik Hubungan antara Komposisi PP;PP-g-MA;MMT 90
dengan Kemuluran Nanokomposit PP-MMT Bener Meriah

Gambar 4.35C

Grafik Hubungan antara Komposisi PP;PP-g-MA;MMT 91
dengan Modulus Elatisitas Nanokomposit PP-MMT Bener
Meriah

Gambar 4.36A

Grafik Hubungan antara Komposisi PP;PP-g-MA;MMT 91
dengan Kekuatan Tarik Nanokomposit PP-MMT Sabang

Gambar 4.36B

Grafik Hubungan antara Komposisi PP;PP-g-MA;MMT 92
dengan Kemuluran Nanokomposit PP-MMT Sabang

Gambar 4.36C

Grafik Hubungan antara Komposisi PP;PP-g-MA;MMT 92
dengan Modulus Elatisitas Nanokomposit PP-MMT Sabang

Gambar 4.37

Grafik Hubungan Nilai kekuatan mekanik nanokomposit PP- 93
MMT dari ketiga daerah di Aceh (Aceh Utara;Bener
Meriah;Sabang)

Gambar 4.38

Spektrum FTIR Polipropilena Murni

95

Gambar 4.39

Spektrum FTIR Nanokomposit PP-MMT Aceh Utara (PP;PP- 96
g-MA;MMT; 85;10;5)

Gambar 4.40

Spektrum FTIR Nanokomposit PP-MMT Bener Meriah 96
(PP;PP-g-MA;MMT; 85;10;5)

Gambar 4.41

Spektrum FTIR Nanokomposit PP-MMT Sabang

(PP;PP-g- 97

MA;MMT; 85;10;5
Gambar 4.42

Kurva termogram TGA dari polipropilena murni

98

Gambar 4.43

Kurva termogram TGA dari Nanokomposit PP-MMT Aceh 99
Utara (PP;PP-g-MA;MMT; 85;10;5)

Gambar 4.44

Kurva termogram TGA dari Nanokomposit PP-MMT Bener 99
Meriah (PP;PP-g-MA;MMT; 85;10;5)

Gambar 4.45

Kurva termogram TGA dari Nanokomposit PP-MMT Sabang 99
(PP;PP-g-MA;MMT; 85;10;5)

xii
Universitas Sumatera Utara

xiii

Gambar 4.46

Pola Difraksi XRD dari Nanokomposit PP-MMT tanpa PP-g 101
MA

Gambar 4.47

Pola Difraksi XRD dari Nanokomposit PP-MMT Aceh Utara 101
(PP;PP-g-MA;MMT; 85;10;5)

Gambar 4.48

Pola Difraksi XRD dari Nanokomposit PP-MMT Bener 102
Meriah (PP;PP-g-MA;MMT; 85;10;5)

Gambar 4.49

Pola Difraksi XRD dari Nanokomposit PP-MMT Sabang 102
(PP;PP-g-MA;MMT; 85;10;5)

Gambar 4.50

Foto SEM Nanokomposit PP-MMT Aceh Utara (PP;PP-g- 103
MA; MMT;85;10;5)

Gambar 4.51

Foto SEM Nanokomposit PP-MMT Bener Meriah (PP;PP-g 104
MA;MMT;85;10;5)

Gambar 4.52

Gambar 4.53

Foto SEM

Nanokomposit PP-MMT Sabang

MA;MMT;

85;10;5)

(PP;PP-g 104

Foto film dari nanokomposit PP-MMT pada variasi komposisi 105
PP;PP-g-MA;MMT (85;10;5), A (Nanokomposit PP-MMT
Aceh Utara), B (Nanokomposit PP-MMT Bener Meriah), C
(Nanokomposit PP-MMT Sabang) dengan adanya antioksidan

Gambar 4.54

Grafik Hubungan antara Komposisi PP;PP-g-MA;MMT 106
dengan kekuatan tarik, Kemuluran dan Modulus Elatisitas
Nanokomposit

PP-MMT

dengan

adanya

Antioksidan

(Au=Aceh Utara, BM=Bener meriah, SB=Sabang)
Gambar 4.55A

Spektrum FTIR Nanokomposit PP-MMT Aceh Utara dengan 107
adanya antioksidan

Gambar 4.55B

Spektrum FTIR Nanokomposit PP-MMT Aceh Utara dengan 108
adanya antioksidan setelah didegradasi 15 hari

Gambar 4.55C

Spektrum FTIR Nanokomposit PP-MMT Aceh Utara dengan 108
adanya antioksidan setelah didegradasi 30 hari

xiii
Universitas Sumatera Utara

xiv

Gambar 4.56A

Spektrum FTIR Nanokomposit PP-MMT Bener Meriah 109
dengan adanya antioksidan

Gambar 4.56B

Spektrum FTIR Nanokomposit PP-MMT Bener Meriah 110
dengan adanya antioksidan setelah didegradasi 15 hari

Gambar 4.56C

Spektrum FTIR Nanokomposit PP-MMT Bener Meriah 110
dengan adanya antioksidan yang didegradasi selama 30 hari

Gambar 4.57A

Spektrum FTIR Nanokomposit PP-MMT Sabang dengan 111
adanya antioksidan sebelum didegradasi

Gambar 4.57B

Spektrum FTIR Nanokomposit PP-MMT Sabang dengan

112

adanya antioksidan yang didegradasi selama 15 hari
Gambar 4.57C

Spektrum FTIR Nanokomposit PP-MMT Sabang dengan

112

adanya antioksidan yang didegradasi selama selama 30 hari
Gambar 4.48

Kurva termogram TGA dari Nanokomposit PP-MMT Aceh

114

Utara dengan adanya antioksidan, (PP;PP-g-MA;MMT;AO;
80;10;5;5)
Gambar 4.49

Kurva termogram TGA dari Nanokomposit PP-MMT Bener

114

Meriah dengan adanya antioksidan, (PP;PP-g-MA;MMT;AO;
80;10;5;5)
Gambar 4.50

Kurva termogram TGA dari Nanokomposit PP-MMT Sabang
dengan

adanya

antioksidan,

114

(PP;PP-g-MA;MMT;AO;

80;10;5;5)
Gambar 4.51

Pola Difraksi XRD dari Nanokomposit PP-MMT Aceh Utara
dengan

adanya

antioksidan,

115

(PP;PP-g-MA;MMT;AO;

80;10;5;5)
Gambar 4.52

Pola Difraksi XRD dari Nanokomposit PP-MMT Bener

116

Meriah dengan adanya antioksidan, (PP;PP-g-MA;MMT;AO;
80;10;5;5)
Gambar 4.53

Pola Difraksi XRD dari Nanokomposit PP-MMT Sabang

116

xiv
Universitas Sumatera Utara

xv

dengan

adanya

antioksidan,

(PP;PP-g-MA;MMT;AO;

80;10;5;5)
Gambar 4.54

Foto SEM Nanokomposit PP-MMT Aceh Utara (PP;PP-g-

117

MA;MMT;AO; 85;10;5;5)
Gambar 4.55

Foto SEM Nanokomposit PP-MMT Bener Meriah (PP;PP-g

117

MA;MMT; AO; 85;10;5;5)
Gambar 4.56

Foto SEM

Nanokomposit PP-MMT Sabang (PP;PP-g-

118

MA;MMT; AO; 85;10;5;5)

xv
Universitas Sumatera Utara

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

1

Lampiran 1 . Peta Tempat pengambilan sampel

129

2

Lampiran 2. Data FT-IR nanokomposit PP-MMT

132

3

Lampiran 3. Data Particle Size Analizer dari Montmorillonit Aceh

142

4

Lampiran 4. Data XRD Nanokomposit PP-MMT

145

5

Lampiran 5. Data TGA Nanokomposit PP-MMT Aceh

146

6

Lampiran 6. Data Sifat Mekanis Nanokomposit

153

xvi
Universitas Sumatera Utara