KARAKTERISASI TERMAL DAN MEKANIK KOMPOSITPOLIPROPILEN DENGAN FILLER ZEOLITALAM MODIFIKASI.

KARAKTERISASI TERMAL DAN MEKANIK KOMPOSIT
POLIPROPILEN DENGAN FILLER ZEOLIT
ALAM MODIFIKASI

Oleh :
Bunga Fisikanta Bukit
NIM 409540002
Program Studi Fisika

SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sains

JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
2013

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan pada 19 September 1992, di Medan, Sumatera Utara

dari keluarga Dr.Nurdin Bukit, M.Si dan Dr. Erna Frida, M.Si . Penulis
merupakan anak ke dua dari tiga bersaudara. Pada tahun 1997, penulis masuk SD
Negeri 101739 Sei Mencirim Sunggal, Deli Serdang, dan lulus pada tahun 2003.
Pada tahun 2003 penulis melanjutkan sekolah SMP Kartika I-2 Medan, dan lulus
pada tahun 2006. Pada tahun 2006 penulis melanjutkan sekolah di SMA Kartika I2 Medan, dan lulus pada tahun 2009. Pada tahun 2009, penulis diterima di
program Studi Fisika Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Negeri Medan, dan lulus ujian pada Februari 2013. Pada tahun
2011-2012 penulis menjadi asisten laboratorium fisika umum. Selama kuliah
penulis mendapatkan beasiswa PPA dari semester satu sampai semester delapan.

iii

KARAKTERISASI TERMAL DAN MEKANIK KOMPOSIT
POLIPROPILEN DENGAN FILLER ZEOLIT ALAM MODIFIKASI
Bunga Fisikanta Bukit (409540002)
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian karakterisasi termal dan mekanik komposit
polipropilen dengan filler zeolit alam modifikasi. Penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui ukuran partikel dan morfologi zeolit dengan surfaktan Cetyl Trimethyl
Ammonium Bromide (CTAB), sifat mekanik (Kekuatan tarik, perpanjangan putus,

Modulus Young ) dan sifat termal (TGA dan DTA) dari komposit PP/PP-g-MA
dengan filler zeolit alam modifikasi CTAB. Modifikasi zeolit dengan CTAB
digunakan sebagai pengisi komposit campuran antara PP/PP-g- MA dengan
variasi komposisi ( 0,3,5,7,) % berat zeolit CTAB. Untuk mengatahui ukuran
partikel dilakukan dengan PSA , morfologi dengan SEM, analisis mekanik dengan
UTM serta analisis termal dengan STA (TGA-DTA). Hasil karakterisasi diperoleh
ukuran partikel 1 µm, terdapat rongga-rongga sesuai dengan karakteristik zeolit
alam adanya penurunan kekuatan tarik dan perpanjangan putus , akan tetapi
modulus Young meningkat serta terjadi penurunan suhu titik lebur , terjadi proses
dekomposisi dan pengurangan berat dengan penambahan partikel zeolit alam
CTAB .
Kata kunci : Zeolit CTAB , sifat mekanik , termal dan morfologi .

v

DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan ................................................................................

i


Riwayat Hidup ........................................................................................

ii

Abstrak ....................................................................................................

iii

Kata Pengantar ........................................................................................

iv

Daftar Isi..................................................................................................

v

Daftar Gambar .........................................................................................

viii


Daftar Tabel ............................................................................................

xi

Daftar Lampiran ......................................................................................

xii

BAB I. PENDAHULUAN ......................................................................

1

1.1.Latar Belakang Masalah ....................................................................

1

1.2.Batasan Masalah................................................................................

4


1.3.Rumusan Masalah .............................................................................

4

1.4.Tujuan Penelitian ..............................................................................

4

1.5.Manfaat Penelitian ............................................................................

5

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA............................................................

6

2.1. Polimer .............................................................................................

6


2.1.1.Klasifikasi Polimer .........................................................................

6

2.2. Komposit Polimer ............................................................................

7

2.3. Polipropilen ......................................................................................

8

2.4. Zeolit ................................................................................................

11

2.4.1. Karakteristik Zeolit .......................................................................

12


2.5. Polymer Layered Silicate(PLS) .......................................................

15

2.6. Bahan Pengisi (Filler) ......................................................................

16

2.7. Analisa Termal .................................................................................

17

2.7.1. Diferensial Scanning Kalorimetri (DSC) ......................................

18

2.7.2. Analisa Termogravimetrik (TGA/DTA) .......................................

21


2.8. Analisa Sifat Mekanik ......................................................................

24

2.8.1 Kekuatan Tarik (Tensile Strength) .................................................

25

vi

2.8.2. ModulusYoung..............................................................................

27

2.8.3. Elongation At Break ......................................................................

27

2.9. Scanning Electron Microscope (SEM)............................................


27

2.10. Particle Size Analysis(PSA)...........................................................

28

2.11. Pencampuran Polimer (Polymer Blends) .......................................

28

2.11.1. Kompatibilizer (Compatibilizer) ................................................

29

2.11.2.Polipropilena Grafted Maleated Anhidride .................................

29

2.12. Setrimonium bromida ....................................................................


30

BAB III. METODE PENELITIAN.........................................................

32

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian .........................................................

32

3.1.1. Tempat Penelitian .........................................................................

32

3.1.2. Waktu Penelitian ..........................................................................

32

3.2. Alat dan Bahan ................................................................................


33

3.2.1.Alat Penelitian ...............................................................................

33

3.2.2. Bahan Penelitian ...........................................................................

33

3.3 Prosedur Penelitian ...........................................................................

33

3.3.1. Proses Pengolahan Zeolit .............................................................

33

3.3.2.Pembuatan komposit dalam Internal Mixer ...................................

36

3.4.Pengujian ..........................................................................................

40

3.4.1. Partikel Zeolit ...............................................................................

40

3.4.2. Analisa Termal .............................................................................

40

3.4.3. Pengujian Sifat Mekanik ..............................................................

41

3.5. Diagram Alir Penelitian ..................................................................

43

3.6. Teknik Analisa Data ........................................................................

44

3.6.1. Analisis Data Partikel Zeolit ........................................................

44

3.6.2. Analisis Data Komposit Polipropilen Dengan Filler Zeolit
Alam Modifikasi ..........................................................................

44

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ...............................................

45

4.1.Hasil Penelitian .................................................................................

45

4.1.1.Morfologi Zeolit Alam Modifikasi Dengan CTAB……………….

45

vii

4.1.2.Hasil Pengujian Dengan PSA……………………………………..

46

4.1.3. Hasil Pengujian Mekanik zeolit CTAB…………………………..

47

4.1.4. Hasil Analisis Termal dengan TGA-DTA……………………….

52

4.2.Pembahasan…………………………………………………………

54

4.2.1 Hasil Pengujian Dengan Particle Size Analizer ( PSA)…………..

54

4.2.2. Morfologi Partikel Zeolit Alam Modifikasi CTAB…………….

55

4.2.3 . Hasil Analisis Kekuatan Tarik , Perpanjangan Putus dan Modulus
elasitas Komposit Termoplastik Campuran PP/ /PP-g-MA/ zeolit
alam modifikasi dengan CTAB…………………………………

55

4.2.4 . Hasil Analisis Termal Komposit Termoplastik Campuran
PP/ /PP-g-MA/ zeolit alam modifikasi dengan CTAB………….

60

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN……………………………….

61

5.1.Kesimpulan………………………………………………………….

61

5.2. Saran………………………………………………………………...

61

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................

62

Lampiran………………………………………………………………...

66

xi

DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel.2.1. Metode umum dan teknik dalam analisa termal ...................

18

Tabel.2.2. Beberapa sifat transisi gelas ..................................................

20

Tabel 3.1.Waktu Penelitian ....................................................................

32

Tabel.3.2. Pembuatan komposit dalam internal mixer ...........................

36

Tabel.3.3. Urutan Pencampuran Komposit dalam Internal Mixer ..........

36

Tabel.4.1.Data hasil pengujian mekanik polipropilena...........................

47

Tabel.4.2.Data hasil pengujian mekanik Campuran polipropilena dan
PP-g-MA .................................................................................

48

Tabel.4.3.Data hasil pengujian mekanik Campuran polipropilena /
PP-g-MA/ Zeolit alam CTAB 3 %wt ......................................

49

Tabel.4.4.Data hasil pengujian mekanik Campuran polipropilena /
PP-g-MA/ Zeolit alam CTAB 5 %wt ....................................

50

Tabel.4.5.Data hasil pengujian mekanik Campuran polipropilena /
PP-g-MA/ Zeolit alam CTAB 7 %wt ......................................

51

Tabel.4.6. Diameter zeolit alam modifikasi CTAB ...............................

54

Tabel.4.7. Kekuatan Tarik Komposit Polipropilen Dengan Filler Zeolit
Alam Modifikasi Dengan Komposisi Zeolit CTAB ..............

56

Tabel.4.8. Perpanjangan Putus Komposit Polipropilen Dengan Filler Zeolit
Alam Modifikasi Dengan Komposisi Zeolit CTAB .............

57

Tabel.4.9. Modulus Young rata-rata Komposit Polipropilen Dengan Filler
Zeolit Alam Modifikasi Dengan Komposisi Zeolit CTAB ...

58

Tabel.4.10. Titik lebur dan temperatur diskomposisi campuran
PP/PPMA/ dan partikel zeolit alam CTAB dari Kurva
TGA- DTA ..........................................................................

60

viii

DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar.2.1.Isomeris Dari Polipropilen………………………………....

9

Gambar 2.2.Polipropilen ........................................................................

10

Gambar.2.3. Penggunaan Polipropilen Pada Mobil…………………….

10

Gambar.2.4.Zeolit Alam ........................................................................

11

Gambar.2.5.Dehidrasi pada zeolit ..........................................................

12

Gambar.2.6.Penjerapan pada zeolit ........................................................

13

Gambar.2.7.Pertukaran ion pada zeolit ..................................................

13

Gambar.2.8. Zeolit sebagai katalisator ...................................................

14

Gambar.2.9. Zeolit Sebagai Penyaring ..................................................

14

Gambar.2.10.Hasil SEM dari polimer berlapis
silikat bentonit –clay dengan eksfolasi …………………..

16

Gambar.2.11.Kurva diferensial scanning kalorimetri (DSC) …………

19

Gambar.2.12.Termogram TGA………………………… ……………..

21

Gambar.2.13. Kurva DTA Dengan Suhu Sebagai Fungsi Waktu. ……..

22

Gambar.2.14. Diagram Skematik DTA Dengan Tekanan Tinggi ……...

23

Gambar.2.15.Termogram TGA/DTA Zeolit Bayah Segar.....................

24

Gambar.2.16. Bentuk Umum Kurva tegangan-regangan……………...

26

Gambar.2.17. Pertambahan panjang ΔL ketika diberi beban P ……….

26

Gambar.2.18. Hasil SEM zeolit ………………………………

28

Gambar.2.19.Intensitas distribusi , volume distribusi dan jumlah distribusi
dari PSA untuk zeolit alam kalsinasi ……………………..

28

Gambar.3.1.Penggerusan dan pengayakan zeolit
dalam ukiran 200 mesh……………………………………

34

Gambar 3.2. Larutan CTAB……………………………………………

34

Gambar.3.3. Larutan Zeolit…………………………………………….

34

Gambar.3.4. Larutan Campuran Zeolit Dengan CTAB………………..

35

Gambar.3.5. Penyaringan Vakum……………………………………...

35

Gambar.3.6. Pengeringan Campuran Dalam Microwave………………

36

Gambar.3.7. Internal Mixer Laboplastomil Model 30 R150……………

37

Gambar.3.8. Sampel Hasil Internal Mixer………………………………

37

ix

Gambar.3.9. alat cetakan yang berbentuk empat persegi……………….

38

Gambar.3.10. Alat Tekan Panas (Hot Press) dan Alat Tekan Dingin
(Cold Press)………………………………………………

38

Gambar.3.11 . Sampel Hasil Tekan Panas (Hot Press) dan Alat Tekan Dingin
(Cold Press) Dalam Bentuk Lembaran……………………

39

Gambar.3.12 . Alat Pemotong Sampel…………………………………..

39

Gambar.3.13. Hasil Pemotongan Sampel
Dengan Alat Pemotong JIS K 6781……………………….

39

Gambar.3.14. Scaning Electron Microscopy (SEM)
Model Zeiss dan JEOL……………………………………

40

Gambar.3.15. PSA (Partikel Size Analizer)……………………………… 40
Gambar.3.16. Analisa Termal STA (TGA -DTA) ……………………...

41

Gambar.3.17. Pengujian Sifat Mekanik…………………………………..

42

Gambar.3.18. Diagram alir penelitian ....................................................

43

Gambar.4.1. Morfologi partikel zeolit alam modifikasi dengan CTAB
dengan pembesaran 2000 x .........................................

45

Gambar.4.2. Morfologi partikel zeolit alam modifikasi dengan CTAB
dengan pembesaran 3500 x .........................................

45

Gambar.4.3. Grafik Hubungan Kekuatan tarik terhadap regangan untuk
bahan polipropilena ..........................................................

47

Gambar.4.4. Grafik Hubungan Kekuatan tarik terhadap regangan
pada campuran PP/ PP-g-MA .......................................

48

Gambar.4.5. Grafik Hubungan Kekuatan tarik terhadap Regangan
Partikel zeolit alam modifikasi dengan CTAB 3 %wt pada
campuran PP/ PP-g-MA ....................................................

49

Gambar .4.6. Grafik Hubungan Kekuatan tarik terhadap Regangan
Partikel zeolit alam modifikasi dengan CTAB 5 %wt pada
campuran PP/ PP-g-MA ....................................................

50

Gambar.4.7. Grafik Hubungan Kekuatan tarik terhadap Regangan
Partikel zeolit alam modifikasi dengan CTAB 5 %wt pada
campuran PP/ PP-g-MA ....................................................

51

x

Gambar.4.8.Termogram TGA-DTA Campuran PP/PP-g-MA ...............

52

Gambar.4.9.Termogram TGA-DTA Campuran PP/PP-g-MA ...............

52

Gambar.4.10.Termogram TGA-DTA Campuran PP/PP-g-MA/ zeolit alam
CTAB 3% wt

................................................................

52

Gambar.4.11.Termogram TGA-DTA Campuran PP/PP-g-MA/ zeolit alam
CTAB 5% wt .................................................................

53

Gambar.4.12.Termogram TGA-DTA Campuran PP/PP-g-MA/ zeolit alam
CTAB 7% wt

................................................................

53

Gambar.4.13. Jumlah distribusi dari PSA untuk zeolit alam modifikasi
CTAB ..............................................................................

54

Gambar.4. 14 . Morfologi partikel zeolit alam modifikasi dengan CTAB
dengan pembesaran 2000 x ........................................

55

Gambar.4.15. Grafik Hubungan Kekuatan tarik terhadap Komposisi
Partikel zeolit alam modifikasi dengan CTAB pada campuran
PP/ PP-g-MA....................................................................

56

Gambar.4.16. Grafik Hubungan perpanjangan putus terhadap Komposisi
Partikel zeolit alam modifikasi dengan CTAB pada campuran
PP/ PP-g-MA.................................................................

57

Gambar .4.17. Grafik Hubungan Modulus Young terhadap Komposisi
Partikel zeolit alam modifikasi dengan CTAB pada campuran
PP/ PP-g-MA...................................................................

59

xii

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Surat Keterangan Penelitian ...............................................

67

Lampiran 2 . Surat Keterangan Penelitian LIPI ......................................

68

Lampiran 3. Surat Izin Penelitian BATAN……………………………..

69

Lampiran 4. Hasil analisa mekanik pada sampel 1……………………...

70

Lampiran 5. Hasil analisa mekanik pada sampel 2……………………...

71

Lampiran 6. Hasil analisa mekanik pada sampel 3………………………

72

Lampiran 7. Hasil analisa mekanik pada sampel 4………………………

73

Lampiran 8. Hasil analisa mekanik pada sampel 5………………………. 74
Lampiran 9. Dokumentasi Penelitian…………………………………….

75

BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Penelitian tentang polimer komposit telah banyak diteliti pada tahun-tahun
terakhir ini. Aplikasi komposit secara luas dimanfaatkan dalam bidang otomotif,
elektronik, industri konstruksi, industri mekanik, transportasi, kelautan, dan
sebagainya.
Pada pembuatan polimer komposit material yang dipilih harus memiliki
sifat lebih baik dibandingkan kelas lainnya yang sejenis. Salah satu jenis Polimer
komposit yaitu pencampuran antara polimer-clay. Polimer – clay merupakan
bahan campuran antara polimer dan bahan komposit sebagai penguat
(reinforcement), seperti silika, zeolit, dan lain-lain.
Permasalahan yang sering timbul pada pembuatan komposit polimer yaitu
berkurangnya sifat fisik akibat suhu tinggi sehingga pemakaian bahan tidak tahan
lama. Oleh karena itu diperlukan pemilihan jenis polimer yang tepat. Polipropilen
merupakan jenis polimer yang memiliki beberapa keunggulan, diantaranya
kemudahan dalam proses produksi, kekuatan tarik yang tinggi, tahan terhadap zat
kimia, dan harga produk murah (Barleany,dkk.2011). Untuk menunjang sifat
termal dan sifat mekanik komposit polimer diperlukan bahan pengisi (filler).
Pemberian filler pada polimer akan memberikan sifat yang variatif pada sifat
bahan sehingga diperoleh sifat termal dan sifat mekanik yang baik (Sudirman,
dkk.2000).
Zeolit sebagai filler dapat memperbaiki karakteristik dan meningkatkan
kinerja membran (Rakhmatulah, dkk.2007). Mineral zeolit mengandung senyawa
alumunium silikat yang memiliki struktur kerangka tiga demensi terbentuk oleh
tetrahedral Al04

5-

dan SiO4

4-

dengan rongga di dalamnya terisi ion-ion logam

biasanya logam alkali tanah (Na, K, Mg, Ca dan Fe) dan molekul air yang
cenderung dapat bergerak bebas dalam ruang intermilar struktur rongga
(Susetyaningsih, dkk.2009). Zeolit dapat dimodifikasi dengan berbagai cara
seperti dengan penambahan surfaktan Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide
(CTAB).

Antara polimer dan zeolit mempunyai sifat yang berbeda. Untuk
mempersatukan kedua bahan yaitu polipropilen yang bersifat nonpolar dan clay
yang bersifat polar dibutuhkan zat pemersatu yang biasa disebut compatibilizer.
Compatibilizer yang biasa digunakan adalah zat yang identik dengan matriks
polimer serta dapat mengikat filler itu sendiri. Bahan compatibilizer yang sering
digunakan dalam pembuatan polimer –komposit adalah PP-g-MA. Compatibilizer
memegang peranan penting dalam proses compounding. Peran compatibilizer
sama seperti peran emulsifier dalam teknologi emulsi. Compatibilizer yang paling
banyak digunakan adalah kopolimer baik tipe blok maupun graft (Liza,2005).
Dalam penelitian (Basri,2009), modifikasi zeolit alam yang bertujuan
untuk mengubah permukaan zeolit yang bermuatan negatif menjadi bermuatan
positif dengan propilamina dan N-cetyl-N,N,N-trimetil ammonium bromida
(CTAB) dan aplikasinya untuk menyerap anion Cr2O72- dan [Fe(CN)6]3
Karakterisasi sampel zeolit meliputi dealuminasi dan kristalinitas dilakukan
dengan menggunakan FTIR dan difraksi sinar-X, sedangkan jumlah anion yang
terserap dianalisis dengan metoda spektroskopi serapan atom (AAS). Dalam (Nais
dan Wibawa, 2011) Sintesis zeolit alam dilakukan dengan memasukkan 5 gram
powder zeolit kedalam reaktor yang telah berisi 90 ml larutan NaOH dan sodium
aluminate (NaAlO2) padat 5,2 gram. Proses berlangsung pada suhu 80oC dengan
disertai pengadukan dan kalsinasi produk akhir pada 600oC selama 2 jam. Zeolit
alam

termodifikasi dikarakterisasi XRD, XRF dan SEM untuk mengetahui

pengaruh proses yang berbeda terhadap struktur dan komposisinya.

Produk

terbaik berupa kristal zeolit dengan rasio SiO2/Al2O3 sebesar 1,64 pada waktu
aktivasi 8 jam, dan konsentrasi NaOH 2 M. Produk zeolit alam modifikasi yang
digunakan untuk adsorpsi air pada campuran ethanol-air mengalami peningkatan
kapasitas adsorpsi sebesar 16,57% jika dibandingkan dengan zeolit alam murni.
Dalam penelitian (Rihayat dan Suryani, 2010) penambahan clay
(monmorillonite) ke dalam polipropilen murni menjadi titik kunci penelitian
untuk merubah karakteristik sifat-sifat polipropilen secara umum, terutama sifat
termalnya. Clay (monmorillonite) yang digunakan pada penelitian ini berasal dari
daerah Aceh Utara. Pengujian dilakukan dengan mengunakan TGA (thermal

gravimetry analysis) dengan variasi pada perlakuan bentonit, yaitu pengolahan
dan tanpa pengolahan, untuk menunjukkan tingkat homogenitas antara polimer
dengan clay. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa dengan penambahan
bentonit

≥5 persen berat polipropilen clay nanokomposit, menghasilkan

ketahanan terhadap panas lebih besar dari 74% jika dibandingkan dengan
mengunakan sampel murni polipropilen tanpa penambahan bentonit.
Dalam penelitian (Barleany dkk,2011) Polipropilen dimodifikasi dengan
montmorilonit. Montmorilonit memiliki lapisan berukuran nano sehingga dapat
digunakan
dilakukan

sebagai nanofiller pada komposit polipropilen. penelitian ini
untuk

mengetahui

pengaruh

komposisi

montmorilonit

pada

nanokomposit polipropilen terhadap sifat mekanik .Uji mekanis dalam penelitian
ini adalah kekuatan tarik dan kekerasan. Penelitian ini menggunakan polipropilen
(PP) dan masterbatch yang mengandung 0, 2,4, 3,6, dan 5,4% komposisi
montmorilonit. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa penambahan nanofiller
dapat meningkatkan sifat mekanik material. Kekuatan tarik terbaik adalah 32,88
MPa dan diperoleh ketika komposisi montmorillonite adalah 2,4%.
Dalam penelitian (Othman dan Zahari,2010) Optimalisasi zeolit alam
sebagai filler dalam komposit polipropilen. Uji morfologi dilakukan pada
permukaan retak tarik menggunakan scanning electron microscope. Analisis
Transformasi Fourier spektrum inframerah dilakukan pada komposit untuk
mempelajari interaksi antara polipropilen dan kelompok fungsional asam stearat
dan vinil silan. Ditemukan bahwa kekuatan tarik, perpanjangan putus, dan
kekuatan menurun namun modulus Young meningkat dengan penambahan jumlah
zeolit .
Berdasarkan uraian diatas, maka penulis akan melanjutkan penelitian
mengenai pencampuran polipropilen dengan menggunakan filler zeolit alam,
zeolit alam diproses dengan pemberian surfaktan Cetyl Trimethyl Ammonium
Bromide – CTAB, PP-g-MA sebagai kompatibiliser dengan menganalisis sifat
termal (TGA/DTA), sifat mekanik (Kekuatan tarik, Perpanjangan Putus, Modulus
Young). Dengan demikian judul penelitian ini adalah “Karakterisasi Termal
dan Mekanik Komposit Polipropilen dengan Filler Zeolit Alam Modifikasi”

1.2. Batasan Masalah
Untuk membatasi ruang lingkup yang jelas berdasarkan uraian yang
telah dikemukakan pada latar belakang di atas, maka penulis membatasi
permasalahan sebagai berikut :
1. Filler yang digunakan adalah zeolit alam modifikasi surfaktan Cetyl
Trimethyl Ammonium Bromide – CTAB .
2. Kompatibiliser yang digunakan adalah PP-g-MA.
3. Pengujian yang dilakukan adalah sifat termal ( TGA dan DTA ), sifat
mekanik (Kekuatan tarik, perpanjangan putus, ModulusYoung).
1.3. Rumusan Masalah
Dari latar belakang masalah yang telah diuraikan, maka rumusan
masalah dalam penelitian ini adalah
1. Bagaimana morfologi zeolit alam modifikasi dengan surfaktan Cetyl
Trimethyl Ammonium Bromide – CTAB?
2. Bagaimana ukuran partikel zeolit alam modifikasi dengan surfaktan Cetyl
Trimethyl Ammonium Bromide – CTAB?
3. Bagaimana pengaruh filler zeolit alam modifikasi dengan surfaktan Cetyl
Trimethyl Ammonium Bromide – CTAB terhadap sifat termal (TGA dan
DTA) dan sifat mekanik (Kekuatan tarik, Perpanjangan putus, Modulus
Young)?
1.4. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah
1. Untuk mengetahui morfologi zeolit alam modifikasi dengan surfaktan
Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide – CTAB.
2. Untuk mengetahui ukuran partikel zeolit alam modifikasi dengan
surfaktan Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide – CTAB.
3. Untuk mengetahui pengaruh filler zeolit alam modifikasi dengan
surfaktan Cetyl Trimethyl Ammonium Bromide – CTAB terhadap sifat
termal (TGA dan DTA) dan sifat mekanik (Kekuatan tarik, Perpanjangan
putus, Modulus Young).

1.5. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah
1. Memberikan informasi dasar tentang sifat termal (TGA dan DTA), sifat
mekanik (Kekuatan tarik, Perpanjangan putus, Modulus Young) komposit
dengan filler zeolit alam modifikasi dengan surfaktan Cetyl Trimethyl
Ammonium Bromide – CTAB.
2. Peningkatan nilai ekonomis zeolit alam sebagai filler dalam polipropilen.
3. Dapat digunakan untuk pengembangan penelitian pencampuran komposit
dari polimer dan bahan alam.

BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan pembahasan pada pengolahan zeolit alam dari
daerah Tapanuli Utara Propinsi Sumatera Utara dengan proses modifikasi dengan
CTAB yang digunakan sebagai bahan pengisi pada campuran PP/PP-g-MA,
dengan variasi komposisi ( 0,3,5,7,) % berat diperoleh beberapa kesimpulan yaitu:
1. Untuk zeolit alam sebelum modifikasi ukuran partikelnya 74 µm, setelah
modifikasi dengan

CTAB ukuran partikel menjadi 1 µm . Dari hasil

morfologi terlihat adanya rongga-rongga sesuai dengan karakteristik zeolit
alam.
2. Terdapat pengaruh dari variasi komposisi

partikel

zeolit alam CTAB

terhadap campuran antara PP /PP-g- MA pada sifat mekanik dengan adanya
penurunan kekuatan tarik dan perpanjangan putus , akan tetapi modulus
Young meningkat .
3. Hasil analisis termal dari variasi komposisi konsentrasi partikel zeolit alam
CTAB terhadap campuran antara PP/PP-g-MA/,dengan analysis termal STA
(TGA-DTA),diperoleh ada penurunan suhu titik lebur , terjadi proses
dekomposisi dan pengurangan berat dengan penambahan partikel zeolit alam.

5.2. Saran
Dalam proses pembuatan bahan pengisi dari zeolit alam dengan proses
modifikasi zeolit dengan surfaktan CTAB belum dapat menghasilkan ukuran
partikel dibawah 100 nm , Untuk mengatasi hal tersebut maka ditambahkan
jumlah CTAB yang lebih besar serta menambahkan co-surfaktan.

DAFTAR PUSTAKA
Arda,(2011),Karakteristik
Zeolit,arda.biz/mineral-zeolit/karakteristik-sifat-sifat
zeolit(diakses pada 20 september 2012)
Astutiningsih,Sotya.,Kinasih,Pandu.,Wibowo,Arif.,(2009), Stabilitas Termal
Galeri Clay Pada Komposit Nano Polipropilena-Clay Montmorillonit
Dengan
Pengkompatibel
Polipropilena-G-Maleik
Anhidirida,
Makara,Vol.13.19-24
Barleany,Dhena.,Hartono,Rudi.,dan
Santoso.,(2011),Pengaruh
Komposisi
Montmorrilonite Pada Pembuatan Polipropilen-Nanokomposit,Proseding
Seminar Nasional Teknik Kimia”Kejuangan”,1-6
Basri.,(2009),Modifikasi Zeolit Alam Dengan Propilamina dan N-Cetil-N,N,NTrimetilamonium Brimida(CTAB) dan Aplikasinya Untuk Adsorpsi Anion
Cr2O7 dan (Fe(CN)6)3Betha.,Sudirman.,Karo-Karo., dan Mashuri.,(2000),Konduksi Panas Komposit
Polimer Polipropilena-Pasir,Jurnal Sains Materi Indonesia,2,21-26
Harris,Bryan.,(1999),Engineering
Materials,London

Composite

Material,The

Institute

of

Bukit,N.,(2012),Pengolahan Zeolit Alam Sebagai Bahan Pengisi Nano
Komposit Polipropilena dan Karet Alam SIR-20 Dengan
Kompatibiliser
Anhidrida
Maleat-GraftedPolipropilena,Disertasi,Universitas Sumatra Utara,Medan
Chapman.,Hall.,(1995),Polimer
Weinheim,London

Physics,

Verlag

GmbH

&

Co.

KGaA,

Chm,(2010),Thermal analysis, http://www1.chm.colostate.edu(diakses pada 19
September 2012)
Gamayel,Adhes.,Adi,Winarta.,(2012),Pengaruh Besar Bungkil Biji Jarak Pagar
Sebagai Filler Pada Komposit Polimer Polypropilene Terhadap Kekuatan
Tarik dan Kuat Kejut,Jurnal Logica,12,8-13
Ginting,Aslina.,Anggraini,Dian.,Indaryati,Sutri.,Kriswarini,Rosika.,(2007)Karakt
erisasi Komposisi Kimia, Luas Permukaan Pori Dan Sifat Termal Dari
Zeolit Bayah, Tasikmalaya, Dan Lampung, J. Tek. Bhn. Nukl., Vol 3,38-48
Ismariny.,(2007),Analisa Pengaruh Penambahan Filler Anorganik dan Zat
Tambahan Pada Polipaduan Polipropilen Untuk Material Otomotif,Akta
Kimia Indonesia,117-122

Kampf,Gunther.,(1986), Characterization
methods,Courier druckhaus,Munich

Of

Plastics

By

Physical

Kartini, dkk., (2002), Pembuatan Dan Karakterisasi Komposit Polimer
Berpenguat Serat Alam, Jurnal SainsMateri Indonesia, Vol 3(3) : 30 – 38
Kim,H-S.,Yang,H-S.,Kim,H-J., and Park,H-J.,(2003),Thermogravimetric Analysis
of Rice Husk Flour Filled Thermoplastic Polymer Compisites,Journal of
Thermal Analysis and Calorimetry,76,395-404
Klancik,G.,Medved,J.,dan Mrvar.,(2010),Differential Thermal Analysis (DTA)
and differential Scanning Calorimetry (DSC) as a Method Of Material
Investigation,RMZ-Materials and Geoenvironment,Vol57(1):127-142
Kusmono, Z. A. Mohd Ishak, W. S. Chow, T. Takeichi Rochmadi , (2008),
“Enhancement of properties of PA6/PP nanocomposites via organic
modification and compatibilization 1M.”
Lestari,Dewi.,(2010),Kajian Modifikasi dan Karakterisasi Zeolit Alam Dari
Berbagai Negara,Proseding Nasional Kimia dan Pendidikan Kimia
Liza,C.,(2005), Pengaruh Konsentrasi Organoclay Pada Pendispersian
Lapisan Silikat Nanokomposit Polipropilen – Organoclay Dengan
Compatibilizer PP – g – MA, Disertasi,Universitas Indonesia ,Jakarta
Mahboeb,(2011),
DTA/TGA
(Differential
Thermal
Analysis),
http://www.mahboeb.net/index.php?news&nid=7_DTA-TGA DifferentialThermal-Analysis,(diakses pada 12 oktober 2102)
Maiti, P., Nam, P.H., Okamoto, M., Kotaka, T., Hasegawa, N., Usuki, A. (2002a).
Influence of Crystallization on Intercalation. Morphology, and Mechanical
Properties of Polypropylene/Clay Nanocomposites. Macromolecules, 35:
2042-2048.
Maiti, P., Nam, P.H., Okamoto, M., Kotaka, T., Hasegawa, N., Usuki, A. (2002b).
The Effect of Crystallization on the Structure olypropylene/Clay
Nanocomposites. Polym Engng Sci. 42:1864-1871.
Mehta AK, Jain D. 2007, Polymer blends and alloys part-I compatibilizersageneral survey, http://www.plusspolymers.com (20 September 2012)
Menczel, D Joseph., Prime, R Bruce.,(2009), Thermal Analysis Of Polymers
Fundamentals And Applications, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken,
New Jersey

Nais,Furoiddun M.,Wibawa,Gede.,(2011),Peningkatan Kualitas Zeolit Alam
Indonesia Sebagai Adsorben Pada Produksi Bioethanol Fuel
Grade,Proseding Seminar Nasional Teknologi Industri XV,1-6
Nam, P.H., Maiti, P., Okamoto, M., Kotaka, T., Hasegawa, N. and Usuki, A.
(2001).
A hierarchical structure and properties of intercalated
polypropylene/clay nanocomposites. Polymer. 42: 9633-9640.
Onggo,Holia.,Subowo,Wiwik.,Sudirman,(2005),Analisis Sifat Termal Komposit
Polipropilen-Kenaf,Proseding Simposium Nasional Polimer V,149-153
Othman,N.,Zaharri,N.,(2010), Optimization of Zeolite as Filler in Polypropylene
Composite, Journal of Reinforced Plastics and Composites,
Pratama.,(2011), Analisa Sifat Mekanik Komposit Bahan Kampas Rem Dengan
Penguat Fly Ash Batubara, Universitas Hasanuddin,Makasar
Rakhmatullah,DwiKarsa.,Waradini,Gitandra.,danAryanto,Nugroho.,(2007),Pemb
uatan Adsorben Dari Zeolit Alam Dengan Karakteristik Adsorption
Properties
Unuk Kemurnian Bioetanol,Laporan
Hasil
Penelitian,Insitut Teknologi Bandung,Bandung
Rihayat,Teuku.,Suryani.,(2010),Pengolahan dan Pengujian
Polipropilen-Clay Nanokomposit,Seminar Teknik Kimia

Sifat

Termal

Rini,Dian.,Lingga,Fendy.,(2010),Optimasi
aktivasi
Zeolit
Dehumidifikasi,Universitas Diponogoro,Semarang

Alam

Untuk

Sarkar, madhuchhanda., Dana,Kausik., Ghatak, Sankar., Banerjee, Amarnath.,
Polypropylene–clay composite prepared from Indian bentonite, Bull Mater
Sci,Vol 1,23-28
Sichina, WJ. (1994). “Prediction of End-use characteristics of Polyethylene
Materials Using Differential Scanning Calorimetry”. USA: Application
Briff DSC-11.
Scribd,(2010), Tehnik Analisis Termal Polimer Dengan MenggunakanMetode
Differential
Scanning
Calorimetry
(DSC),
http://www.scribd.com/doc/33768640/Analisis-Termal-Polimer-denganmetode-DSC,(diakses pada 12 oktober 2012)
Sudirman.,Handayani,ari.,Darwinto,Tri.,Yulius,Teguh.,Sunarni,anik.,Marlijanti,Is
ni.,(2000) Strukturmikro Dan Sifat Mekanik Komposit Elastomer
Termoplastik -Timbal Oksida, J Mikroskopi don Mikroanalisis, Vol 3,1720

Sudirman.,k,k,Aloma.,Gunawan,Indra.,Handayani,Ari.,Hertinviyana,Evi.,(2002),
Sintesis Dan Karakterisasi Komposit Polipropilena/Serbuk Kayu Gergaji,
Jurnal Sains Materi Indonesia, Vol 4, 20-25
Susetyaningsih,Retno.,Kismolo,Endro., dan Prayitno.,(2009),Karakterisasi Zeolit
Alam Pada Reduksi Kadar Chrom Dalam Limbah Cair,Seminar Nasional
SDM Nuklir,741-748
Sutiani,Ani.,(2009), Metoda Karakterisasi Bahan Polimer,Kultura,Vol 10,1-10
Tekmira(2005),Informasi
Mineral
dan
Batu
Bara,
http://www.tekmira.esdm.go.id/data/Zeolit/ulasan.asp?xdir=Zeolit&comm
Id=33&comm=Zeolit(diakses pada 12 oktober 2012)
Tserki . V. Patzinos .P Da Panayiotou ,C (2006) ,”Novel Biodegradable
Composites based on Treated Lignacellulosic wasre Flour as Filler . Part
II Development of Biodegradable Composite Using Treated and
Compatiblized waste flour” . Composit Aplpled Scince and Manufacturing
. 37: 1231-1238 .
Utracki, L.A. (1999),” Polypropylene Blends with Elastomers”. In: KargerKoccis, K. Polypropylene: A-Z Reference. Dordrecht: Kluwer Publishers,
1999; 621.
Wikipedia,(2012),Materialkomposit,http://id.wikipedia.org/wiki/Material_kompos
it(diakses pada 20 september 2012)
Wikipedia,(2012),MikroskopElektron,http://id.wikipedia.org/wiki/Mikroskop_ele
ktron(diakses pada 15 oktober 2012)
wikipedia,(2012),Particle Size analysis, http://en.wikipedia.org/wiki/Particlesize_analysis( diakses pada 15 oktober 2012)
whisnantdm,(2000),PolymerChemistry,http://faculty.uscupstate.edu/llever/Polyme
r%20Resources/Mechanical.htm(diakses pada 12 oktober 2012)
Wunderlich,Bernhar.,(2005),Thermal
Materials,Springer,New York

Analysis

of

Polimeric

Yanlinastuti., Indaryati, Sutri., Rahmiati.,(2009), Analisis Sifat Termal Logam
Uranium, Paduan Umo Dan Umosi Menggunakan Differential Thermal
Analyzer,Seminar nasional V,583-588