Pengaruh Penambahan Nanokristal Selulosa Tandan Kosong Sawit (Elaeis guineens Jack) Terhadap Morfologi dan Sifat Mekanik Produk Lateks Karet Alam

PENGARUH PENAMBAHAN NANOKRISTAL SELULOSA
TANDAN KOSONG SAWIT(Elaeis guineensis Jack)
TERHADAP MORFOLOGI DAN SIFAT
MEKANIK PRODUK LATEKS
KARET ALAM

SKRIPSI

SISKA YULIANI
110802014

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015

Universitas Sumatera Utara

PENGARUH PENAMBAHAN NANOKRISTAL SELULOSA
TANDAN KOSONG SAWIT(Elaeis guineensis Jack)

TERHADAP MORFOLOGI DAN SIFAT
MEKANIK PRODUK LATEKS
KARET ALAM
SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
SISKA YULIANI
110802014

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015

Universitas Sumatera Utara

PERSETUJUAN

Judul


Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas

: Pengaruh Penambahan Nanokristal Selulosa
Tandan Kosong Sawit (Elaeis guineens
Jack) Terhadap Morfologi dan Sifat
Mekanik Produk Lateks Karet Alam
: Skripsi
: Siska Yuliani
: 110802014
: Sarjana (S1) Kimia
: Kimia
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di

Medan, Juli 2015

Komisi Pembimbing:
Pembimbing 2,

Pembimbing 1,

Saharman Gea, PhD
NIP.19 6811101999031001

Dr. Marpongahtun,. M.Sc
NIP.196111151988032002

Disetujui oleh
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua,

Dr. Rumondang Bulan Nst,MS
NIP. 195408301985032001


Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN

PENGARUH PENAMBAHAN NANOKRISTAL SELULOSA
TANDAN KOSONG SAWIT(Elaeis guineensis Jack)
TERHADAP MORFOLOGI DAN SIFAT
MEKANIK PRODUK LATEKS
KARET ALAM

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan
dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan,

Juli 2015

SISKA YULIANI

110802014

Universitas Sumatera Utara

PENGHARGAAN

Bismillahirrahmanirrahiim,
Puji dan syukur senantiasa penulis ucapkan kepada Allah SWT karena berkat rahmat
dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Shalawat
beriring salam penulis haturkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW, semoga kita
mendapat syafaatnya kelak di hari akhir nanti.
Penghargaan yang tinggi kepada orang tua tercinta, Ayahanda Syarifuddin
dan Ibunda Erwanis, terima kasih atas segala doa, kasih sayang, pengorbanan, cinta,
dukungan, dan kepercayaan yang tiada terkira kepada penulis. Kepada saudara
saudari penulis Yunardi, Fitri Dayanti, Yetti Marni, Mulyadi, Novarisa Mayenti dan
Rani Salsabila semoga kita semua bisa menjadi anak yang berbakti dan selalu bisa
mengukir senyum di wajah kedua orang tua kita. Aamiin. Kepada seluruh keluarga,
terima kasih atas segala doa dan dukungannya.
Terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Dr. Marpongahtun,.M.Sc selaku dosen
pembimbing I dan Bapak Saharman Gea, Ph.D selaku dosen pembimbing II yang

telah memberi arahan, bimbingan, masukan, dan saran sehingga skripsi ini dapat
terselesaikan dengan baik. 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 Dr. Darwin Yunus
Nasution, MS selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan saran dan
motivasi selama masa perkuliahan. Terima kasih juga kepada seluruh Bapak dan Ibu
Dosen Departemen Kimia yang telah memberikan ilmunya kepada penulis selama
pendidikan.
Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada sahabat-sahabat yang telah
memberikan arti persahabatan yang tak akan terlupakan, rekan-rekan stambuk 20102014, terima kasih atas persaudaraan selama ±4 tahun ini. dan terima kasih kepada
seluruh asisten Laboratorium Ilmu Dasar FMIPA USU. Kepada teman-teman
seperjuangan stambuk 2011, terima kasih atas kebersamaannya selama ini dalam
menjalani perkuliahan.
Semoga Allah senantiasa mengabulkan doa kita dan membalas segala
kebaikan yang telah diberikan kepada penulis. Aamiin Ya Rabbal ‘Alamiin.

Penulis

Universitas Sumatera Utara


PENGARUH PENAMBAHAN NANOKRISTAL SELULOSA
TANDAN KOSONG SAWIT(Elaeis guineensis Jack)
TERHADAP MORFOLOGI DAN SIFAT
MEKANIK PRODUK LATEKS
KARET ALAM

ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian mengenai pengaruh penambahan nanokristal selulosa
(NKS) yang diisolasi dari tandan kosong sawit (TKS) terhadap morfologi dan sifat
mekanik produk lateks alam. Penelitian ini dilakukan dalam tiga tahap yaitu isolasi αselulosa dari TKS yang dilanjutkan dengan proses isolasi NKS dari α-selulosa dengan
menggunakan H 2 SO 4 48,84 % pada suhu 450C selama 25 menit dan kemudian
pembuatan kompon lateks alam dengan variasi bahan pengisi NKS 0 phr, 0,6 phr, 1,2
phr, 1,8 phr, 2,4 phr, dan 3,0 phr. Pembuatan produk lateks alam dilakukan dengan
menuangkan kompon ke dalam cetakan yang kemudian di vulkanisasi pada suhu
1200C selama 30 menit. Lembaran produk lateks alam yang dihasilkan dikarakterisasi
sifat mekanik dengan uji tarik dan analisa morfologi permukaan dengan SEM.
Berdasarkan hasil uji tarik lembaran produk lateks alam yang optimum adalah pada
penambahan 1,2 phr nanokristal selulosa dengan nilai uji tarik, regangan dan modulus
Young’s masing-masing 3,771 MPa, 877% dan 0,430 MPa. Analisis morfologi
permukaan menunjukkan penyebaran NKS secara homogen.

Kata kunci : Lateks pekat, NKS, produk lateks karet alam, sifat mekanik

Universitas Sumatera Utara

THE EFFECT OF ADDITION OF NANOCRYSTAL CELLULOSE
EMPTY PALM BUNCHES (Elaeis guineensis Jack) ON
MORPHOLOGY AND MECHANICAL
PROPERTIES OF PRODUCT OF
NATURAL LATEX

ABSTRACT
The research about effect of addition of nanocrystal cellulose (NCC) isolated from
empty palm bunches (EPB) on morphology and mechanical properties of product of
natural latex. This research was carried out in three step : i.e isolation of α-cellulose
from EPB, followed by isolation NCC from α-cellulose using H 2 SO 4 48,84 % at
450C for 25 minutes and manufacture of latex compound with varying filler NCC 0
phr, 0,6 phr, 1,2 phr, 1,8 phr, 2,4 phr, and 3,0 phr. Manufacture product natural
rubber made with pour compound followed by vulcanized at 120 0C for 30 minutes.
The sheet product natural rubber produced later characterized his mechanical
properties through tensile test and surface morphology analysis by SEM. The

optimum value of the tensile test result of sheet product natural rubber was at the
addition of 1,2 phr of nanocrytal cellulose with values of tensile test, elongation
break, and Young’s modulus respectively 3,771 MPa, 877% and 0,430 MPa. Surface
morphology analysis shows the spread NCC was homogen.
Keyword : Concentrated latex, NCC, product of natural latex, mechanical
properties

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Halaman
Persetujuan

ii

Pernyataan

iii


Penghargaan

iv

Abstrak

v

Abstract

vi

Daftar Isi

vii

Daftar Tabel

x


Daftar Gambar

xi

Daftar Singkatan

xii

Daftar Lampiran

xiii

BAB 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang

1

1.2. Perumusan Masalah

4

1.3. Pembatasan Masalah

4

1.4. Tujuan Penelitian

4

1.5. Manfaat Penelitian

5

1.6. Lokasi Penelitian

5

1.7. Metodologi Penelitian

5

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Lateks Alam
2.1. Tanaman Karet

9
9

2.2. Komposisi Lateks

10

2.2. Pembuatan Kompon Karet

12

2.2.1. Bahan Vulkanisasi

12

2.2.2. Bahan Pemercepat Reaksi

13

Universitas Sumatera Utara

BAB 3

2.2.3. Bahan Antioksidan

15

2.2.4. Bahan Pemantap (Stabilizer)

15

2.2.5. Bahan Pengisi

15

2.3. Tandan Kosong Sawit

16

2.4. Selulosa

18

2.5. Nanokristal Selulosa

20

2.6. Nanokomposit

22

2.7. Teknik Pencetakan

23

2.8. Uji Karakteristik

24

2.8.1. Transmission Electron Microscopy (TEM)

24

2.8.2. Spectroscopi Fourier Transform Infrared

25

2.8.3. Uji Kekuatan Tarik

25

2.8.4. Scanning Electron Microscopy

27

2.8.5. Uji Swelling Indeks

28

METODE PENELITIAN
3.1. Alat- alat

29

3.2. Bahan

30

3.3. Prosedur Penelitian

31

3.3.1. Pembuatan Reagen

31

3.3.1.1. Pembuatan Larutan HNO 3 3,5%

31

3.3.1.2. Pembuatan Larutan NaOH 2%

31

3.3.1.3. Pembuatan Larutan Na 2 SO 3 2%

31

3.3.1.4. Pembuatan Larutan NaOCl 1,75%

31

3.3.1.5. Pembuatan Larutan NaOH 17,5%

31

3.3.1.6. Pembuatan Larutan H 2 O 2 10%

32

3.3.1.7. Pembuatan Larutan H 2 SO 4 48,84%

32

3.3.1.8. Pembuatan Sulfur 55%

32

3.3.1.9. Pembuatan Wingstay 55%

32

3.3.1.10. Pembuatan ZnO 60%

32

Universitas Sumatera Utara

3.3.1.11. Pembuatan ZDBC 50%

33

3.3.2. Preparasi Serbuk TKS

33

3.3.3. Isolasi α-selulosa dari TKS

33

3.3.4. Isolasi nanokristal selulosa dari α-selulosa

34

3.3.5. Pembuatan Produk Lembaran Lateks Alam

34

3.3.5.1. Pembersihan Plat Pencetak

34

3.3.5.2 Pencetakan Produk Lembaran Lateks Alam

34

3.3.6. Analisa Gugus Fungsi Dengan Spektroskopi FTIR

35

3.3.7. Uji Morfologi menggunakan TEM

36

3.3.8. Analisa Morfologi Dengan SEM

36

3.3.9. Uji Kekuatan Tarik

37

3.3.10.Swelling Indeks

37

3.4. Bagan Penelitian

BAB 4

38

3.4.1. Preparasi Serbuk TKS

38

3.4.2. Isolasi α-selulosa dari TKS

39

3.4.3. Isolasi nanokristal selulosa dari α-selulosa

40

3.4.4. Pembersihan Plat Pencetak

40

3.4.5. Pencetakan Produk Lembaran Lateks Alam

41

3.4.6. Karakterisasi Produk Lembaran Lateks Alam

41

HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian

42

4.1.1. Hasil Isolasi α-selulosa dari TKS

42

4.1.2. Hasil Isolasi nanokristal selulosa dari α-selulosa

43

4.1.3. Produk Lembaran Lateks Alam

43

4.1.4. Hasil Analisa Gugus Fungsi dengan FTIR

44

4.1.5. Hasil Analisa Morfologi dengan TEM

45

4.1.6. Hasil Pengujian Kandungan Padatan Total (TSC%)

46

4.1.7. Hasil Pengujian Swelling Indeks

47

4.1.8. Hasil Analisa Sifat Mekanik Produk Lembaran Lateks

48

Universitas Sumatera Utara

Alam
4.2. Pembahasan

49

4.2.1. Isolasi α-selulosa dari TKS

49

4.2.2. Isolasi nanokristal selulosa dari α-selulosa

50

4.2.3. Analisa Gugus Fungsi dengan FTIR

52

4.2.4. Analisis Morfologi Menggunakan TEM

52

4.2.4. Pengujian Swelling Indeks dan TSC

53

4.2.5. Analisa Sifat Mekanik Produk Lembaran Lateks

54

Alam
4.2.6. Analisa Morfologi dengan SEM

BAB 5

55

KESIMPULAN Dan SARAN

56

5.1. Kesimpulan

56

5.2. Saran

56

Daftar Pustaka
Lampiran

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Nomor

Judul

Halaman

Tabel

2.1

Komposisi Kimia Lateks

10

2.2

Komposisi Kimia Tandan Kosong Sawit

17

3.1

Formula Kompon dengan Variasi NKS

34

4.1

Daerah Absorbansi untuk Gugus Fungsi dari α-selulosa dan

44

Nanokristal selulosa (NKS)
4.2

Nilai TSC% Sesudah Maturasi

45

4.3

Nilai Swelling Indeks Lembaran Produk Lateks Alam

46

Pravulkanisasi dan Setelah Maturasi
4.4

Nilai Kekuatan Tarik, Modulus Young’s, dan Regangan dari

47

Lembaran Produk Lateks Alam

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Nomor

Judul

Halaman

Gambar

2.1

Struktur Karet Alam Cis-1,4-Poliisoprena

9

2.2

Reaksi Vulkanisasi Karet Alam

13

2.3

Struktur Bahan Pemercepat Reaksi

14

2.4

Struktur Selulosa

18

2.5

Uji tarik berdasarkan ASTM D 638 tipe IV

26

4.1

(a) Serat TKS yang telah dihaluskan (b) α-selulosa yang

42

diisolasi dari TKS
4.2

Nanokristal Selulosa

43

4.3

Produk Lembaran Lateks Alam

43

4.4

Spektrum FTIR dari α-Selulosa dan NKS

44

4.5

Hasil Analisis

45

Morfologi Nanokristal Selulosa

Menggunakan TEM
4.6

Raksi Lignin dengan Gugus Hidroksil dari NaOH

50

4.7

Reaksi Hidrolisis α-selulosa dengan H 2 SO 4

51

4.8

Grafik Nilai Swelling Indeks

53

4.9

Morfologi

55

SEM Lembaran Lateks Tanpa Pengisi

dengan Pembesaran 500x dan lembaran dengan bahan
pengisi 1,2 phr

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN
Nomor

Judul

Halaman

Lampiran

1

Proses Pembuatan α-Selulosa hingga Pembuatan Produk

63

KLateks Alam
2

Analisa Ukuran Partikel NKS Menggunakan TEM

66

3

Hasil Analisa Sifat Mekanik

67

4

Analisa Morfologi Produk Lembaran Lateks Alam dengan

69

dengan Penambahan 1,2 phr NKS dengan SEM
5

Analisa Morfologi Lembaran Produk Lateks Alam t Tanpa

70

Pengisi dengan SEM
6

Spektrum FTIR dari α-Selulosa

71

7

Spektrum FTIR dari NKS

72

8

Tabel Spesifikasi Mutu Lateks Pekat

73

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG
Singkatan

Nama

ASTM

American Standart for Testing and Material

CBS

N-Cyclohxylbenzothiazole

EPB

Empty Palm Bunches

FTIR

Spektroskopi Fourier Transform InfraRed

HA

High Ammoniac

MBS

2-morpholinthiobenzothiazole

MBT

2-mercaptobenzothiazole

MBTS

2,2-mercaptodithiobenzothiazole

NKS

Nanokristal Selulosa

Phr

Part per Hundred Rubber

SEM

Scanning Electron Microscopy

TEM

Transmission Electron Microscopy

TMTD

Tetramethylthiuram disulfide

TSC

Total Solid Content

TKS

Tandan Kosong Sawit

ZDBC

Zinc dibuthyl dithio carbamate

ZDEC

Zinc diethyl dithio carbamate

ZMDC

Zinc dimethyl dithio carbamate

Universitas Sumatera Utara

Dokumen yang terkait

Pengaruh Penambahan Nanokristal Selulosa Dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (Elaeis Guineensis Jack) Terhadap Produk Karet Nanokomposit Dengan Teknik Pencelupan

8 70 75

Pengaruh Penambahan Nanokristal Selulosa Tandan Kosong Sawit (Elaeis guineens Jack) Terhadap Morfologi dan Sifat Mekanik Produk Lateks Karet Alam

4 39 89

Pengaruh Penambahan Nanokristal Selulosa Tandan Kosong Sawit (Elaeis guineens Jack) Terhadap Morfologi dan Sifat Mekanik Produk Lateks Karet Alam

0 0 2

Pengaruh Penambahan Nanokristal Selulosa Tandan Kosong Sawit (Elaeis guineens Jack) Terhadap Morfologi dan Sifat Mekanik Produk Lateks Karet Alam

0 0 7

Pengaruh Penambahan Nanokristal Selulosa Tandan Kosong Sawit (Elaeis guineens Jack) Terhadap Morfologi dan Sifat Mekanik Produk Lateks Karet Alam

0 0 21

Pengaruh Penambahan Nanokristal Selulosa Tandan Kosong Sawit (Elaeis guineens Jack) Terhadap Morfologi dan Sifat Mekanik Produk Lateks Karet Alam Chapter III V

0 0 29

Pengaruh Penambahan Nanokristal Selulosa Tandan Kosong Sawit (Elaeis guineens Jack) Terhadap Morfologi dan Sifat Mekanik Produk Lateks Karet Alam

0 1 5

Pengaruh Penambahan Nanokristal Selulosa Tandan Kosong Sawit (Elaeis guineens Jack) Terhadap Morfologi dan Sifat Mekanik Produk Lateks Karet Alam

0 0 10

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Lateks Alam 2.1.1 Tanaman Karet Alam - Pengaruh Penambahan Nanokristal Selulosa Dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (Elaeis Guineensis Jack) Terhadap Produk Karet Nanokomposit Dengan Teknik Pencelupan

0 0 16

Pengaruh Penambahan Nanokristal Selulosa Dari Tandan Kosong Kelapa Sawit (Elaeis Guineensis Jack) Terhadap Produk Karet Nanokomposit Dengan Teknik Pencelupan

0 0 13