Persentase Ikat Silang dan Morfologi Termoplastik Elastomer dari Campuran Polipropilena Bekas dan Karet Sir 10 dengan Penambahan Dikumil Peroksida dan Divinil Benzena
PERSENTASE IKAT SILANG DAN MORFOLOGI TERMOPLASTIK ELASTOMER DARI CAMPURAN POLIPROPILENA BEKAS DAN KARET SIR 10 DENGAN PENAMBAHAN DIKUMIL PEROKSIDA DAN DIVINIL BENZENA SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains FAIRUZ FAUZA SIREGAR 110822001 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS METEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
PERSETUJUAN
Judul : Persentase Ikat Silang dan Morfologi Termoplastik Elastomer dari Campuran Polipropilena Bekas dan Karet Sir 10 dengan Penambahan Dikumil Peroksida dan Divinil Benzena
Kategori : Skripsi Nama : Fairuz Fauza Siregar Nomor Induk Mahasiswa : 110822001 Program Studi : Sarjana (S1) Ekstensi Kimia Departemen : Kimia Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara Disetujui di Medan, Juni 2013
Komisi Pembimbing : Pembimbing 2, Pembimbing 1, Dr. Marpongahtun, M.Sc Drs. Amir Hamzah Siregar, M.Si NIP. 196111151988032002 NIP. 196106141991031002 Disetujui Oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dr. Rumondang Bulan, MS NIP. 19540830 198503 2 001
PERNYATAAN
PERSENTASE IKAT SILANG DAN MORFOLOGI
TERMOPLASTIK ELASTOMER DARI CAMPURAN
POLIPROPILENA BEKAS DAN KARET SIR 10DENGAN PENAMBAHAN DIKUMIL
PEROKSIDA DAN DIVINIL
BENZENASKRIPSI Saya mengaku bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2013 FAIRUZ FAUZA SIREGAR 110822001
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini. Adapun skripsi ini disusun merupakan salah satu persyaratan untuk meraih gelar Sarjana Sains Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan rasa terima kasih yang tiada terhingga dan kasih sayang yang tulus kepada Ayahanda tercinta A. Hasan Maturidy Siregar, Ibu, Kakak, Abang, Adik yang selama ini selalu sabar dan mendo’akan, memberi perhatian serta dukungan dan bantuan moril juga material yang telah diberikan kepada penulis.
Selanjutnya keberhasilan dari penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak yang terlibat secara langsung maupun tidak langsung dan telah memberikan dukungan baik secara moril maupun materil. Dalam kesempatan ini dengan segala kerendahan hati penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Drs. Amir Hamzah Siregar, M.Si selaku dosen pembimbing I dan Ibu Dr. Marpongahtun, M.Sc selaku dosen pembimbing II yang telah dengan sabar meluangkan waktu, tenaga, dan pikirannya serta memberikan masukan, saran, dan petunjuk kepada penulis dalam melakukan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Ibu DR. Rumondang Bulan,MS dan Drs.Albert pasaribu, M.Sc selaku ketua dan sekertaris Departemen Kimia yang telah mensyahkan skripsi ini, Bapak Drs.Darwin Yunus Nasution, MS selaku Koordinator Kimia Ekstensi, Bapak dan Ibu staf pengajar Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara khususnya Jurusan Kimia yang telah membantu penulis selama mengikuti perkuliahan, Seluruh rekan-rekan Asisten dan Pegawai Laboratorium Kimia Fisika dan Polimer FMIPA USU, terlebih kepada abangda EDY. Seluruh Pegawai dan Tenaga Kontrak Kantor Lingkungan Hidup Kabupaten Serdang Bedagai yang telah membantu penulis dalam menyelesaikain skripsi ini. Sahabatku yang sangat baik Retno Hutami dan Siti Aminah Nasution yang selalu mengerti, membantu, dan berbagi dalam suka dan duka dalam penyusunan skripsi ini, dan juga teman-teman stambuk 2011, abang Fadil R.Siregar, Rika, Silvi, Dani, Kakak Ika, Mira, Kakak Aini yang telah berbagi banyak ilmu yang bermanfaat. Semua saudara dan teman-teman yang selalu mendoakan yang terbaik kepada penulis yang tidak dapat disebutkan satu persatu, yang telah dengan sabar mendengarkan segala keluh kesah dan memberikan masukannya kepada penulis. Hanya Allah yang dapat membalas segala kebaikan yang telah kalian berikan kepada penulis. Penulis berharap Allah memberikan Berkah-Nya berlipatganda kepada kalian, amin ya Rabbalalamin.
PERSENTASE IKAT SILANG DAN MORFOLOGI
TERMOPLASTIK ELASTOMER DARI CAMPURAN
POLIPROPILENA BEKAS DAN KARET SIR 10DENGAN PENAMBAHAN DIKUMIL
PEROKSIDA DAN DIVINIL BENZENA ABSTRAKPenelitian persentase ikat silang dan morfologi termoplastik elastomer dari polipropilena bekas dan karet SIR 10 telah dilakukan dengan penambahan DKP (dikumil peroksida) dan DVB (divinil benzena). Campuran polipropilena bekas- karet SIR 10 pada variasi berat 60/40 (g/g), 50/50 (g/g) dan 40/60 (g/g) dengan penambahan DKP dan DVB dengan variasi konsentrasi 1, 2 dan 3 phr. Pencampuran dilakukan dalam ekstruder pada suhu 175°C, kemudian ditekan dengan alat press pada suhu 175°C dan spesimen dicetak sesuai dengan ASTM D638. Termoplastik elastomer yang dihasilkan, dikarakterisasi berdasarkan persentase ikat silang dan analisa morfologi permukaan dan patahan dengan SEM (Scanning Electron Microscopy). Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa campuran polipropilena bekas/karet SIR 10 pada perbandingan 40/60 (g/g) dengan penambahan 2 phr DKP dan 3 phr DVB memiliki nilai persentase ikat silang tertinggi, yaitu sebesar 86% dan analisa morfologi terlihat homogen dan partikel SIR 10 terdistribusi di dalam matriks polipropilena bekas.
Kata kunci: Ikat silang, Karet SIR 10, Morfologi, Polipropilena Bekas.
CROSSLINK PECENTAGE AND MORPHOLOGY OF
THERMOPLASTIC ELASTOMERS FROM WASTE
POLYPROPYLENE AND RUBBER SIR 10 WITHADDITION OF DICUMYL PEROXIDE
AND DIVINYL BENZENE ABSTRACTThe study of crosslink persentage and morphology of thermoplastic elastomers from waste polypropylene and SIR 10 rubber blends with the addition of DKP (dicumyl peroxide) and DVB (divinyl benzene) has been done. The waste polypropylene and SIR 10 rubber were mixed in weight variations of 60/40 (g/g), 50/50 (g/g) and 40/60 (g/g) with the addition of DKP and DVB in various concentrations of 1, 2, and 3 phr. They were mixed in the extruder and squeezed with a pressing machine both at the temperature of 175° C, and finally molded according to ASTM D638. The resulting thermoplastic elastomers were characterized by the percentage of crosslink and the analysis of surface morphology and fractures by SEM (Scanning Electron Microscopy). The result shows that the mixture of waste polypropylene and the SIR 10 rubber in the ratio 40/60 (g/g) with the addition of 2 phr DKP and 3 phr DVB has the highest percentage value of crosslink, that is equal to 86% in which the morphology analysis has been seen homogeneous and the SIR 10 particles have been distributed in the waste polypropylene matrix.
Keywords : Crosslink, SIR 10 Rubber, Morphology, Waste Polypropylene.
Halaman Persetujuan ii
Pernyataan iii
Abstrak iv
Abstract v
Daftar isi vi
Daftar Tabel viii
Daftar Gambar ix
Daftar Lampiran x
Bab 1. Pendahuluan
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Permasalahan
4
1.3 Pembatasan Masalah
4
1.4 Tujuan Penelitian
4
1.5 Manfaat Penelitian
4
1.6 Metodologi Penelitian
5
1.7 Lokasi Penelitian
6 Bab 2. Tinjauan Pustaka
7
2.1 Plastik
7
2.2 Polipropilena
8
2.3 Karet Alam
9
2.3.1 Standard Indonesia Rubber (SIR)
9
2.3.2 Karet Alam SIR 10
10
2.4 Dikumil Peroksida
10
2.5 Divinil Benzena
12
2.6 Xilena
12
2.7 Ekstruksi
13
2.8 Paduan Polimer (Polymer Blend)
14
2.9 Termoplastik Elastomer
15
2.10 Karakterisasi Campuran Polimer
15
2.10.1 Uji Kekuatan Tarik
16
2.10.2 Persentase Ikat Silang
16
2.10.3 Analisa Morfologi dengan SEM
16 Bab 3. Metode Penelitian
18
3.1 Alat-Alat dan Bahan-Bahan Penelitian
18
3.1.1 Alat-Alat Penelitian
18
3.1.2 Bahan-Bahan Penelitian
18
3.2 Prosedur
19
3.2.1 Penyiapan Sampel
19
3.2.2 Pengolahan Campuran PP bekas/Karet SIR 10 dengan DKP tanpa penambahan DVB
19
3.2.3 Pengolahan Campuran PP bekas/Karet SIR 10 +DKP+DVB
20
3.2.4 Pembuatan Spesimen
21
3.2.5 Persentase Ikat Silang
21
3.2.6 Analisa Morfologi dengan SEM
21
3.3 Skema Pengambilan data
22
3.3.1 Bagan Penyiapan PP bekas dari Limbah Plastik Gelas Minuman 22
3.3.2 Bagan Pembuatan Campuran PP bekas dan Karet SIR 10 dengan Penambahan Dikumil Peroksida sebagai inisiator
23
3.3.3 Bagan Pembuatan Campuran PP bekas dan Karet SIR 10 dengan Penambahan Dikumil Peroksida sebagai inisiator dan Divinil Benzena sebagai Pengikat Silang
24 Bab 4. Hasil dan Pembahasan
25
4.1 Persentase Ikat Silang
25
4.2 Analisa Morfologi dengan SEM
27 Bab 5. Kesimpulan dan Saran
39
5.1 Kesimpulan
39
5.2 Saran
39 Daftar Pustaka
40 Lampiran
43
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman Tabel
Tabel 2.1 Sifat Fisika Polipropilena8 Tabel. 2.2 Standard Indonesian Rubber
9 Tabel 2.3 Sifat Fisika Divinil Benzena
12 Tabel 2.4 Sifat Fisika Xilena
13 Tabel. 4.1 Persentase Ikat Silang TPE dari Campuran PP Bekas dan Karet SIR 10 dengan penambahan DKP tanpa penambahan DVB
25 Tabel. 4.2 Persentase Ikat Silang TPE dari Campuran PP Bekas dan Karet SIR 10 dengan penambahan DKP dan penambahan DVB
26
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman Gambar
Gambar 2.1 Simbol Daur Ulang Polipropilena8 Gambar 2.2 Struktur cis 1,4-poliisoprena
9 Gambar 2.3 Mekanisme Dekomposisi dari Dikumil Peroksida
11 Gambar 2.4 Struktur Xilena
12 Gambar 3.1 Spesimen Uji Berdasarkan ASTM D638
20 Gambar 4.1 Grafik Persentase Ikat Silang dari Campuran PP Bekas/ Karet SIR 10
26 Gambar 4.2.a Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/Karet SIR 10 (60/40) (g/g) tanpa Penambahan DKP dan DVB
28 Gambar 4.2.b Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/Karet SIR 10 (60/40) (g/g) dengan Penambahan DKP saja
28 Gambar 4.2.c Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/Karet
SIR 10 (60/40) (g/g) dengan Penambahan DKP dan DVB
29 Gambar 4.3.a Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/Karet SIR 10 (50/50) (g/g) tanpa Penambahan DKP dan DVB
30 Gambar 4.3.b Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/Karet SIR 10 (50/50) (g/g) dengan Penambahan DKP saja
30 Gambar 4.3.c Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/Karet SIR 10 (50/50) (g/g) dengan Penambahan DKP dan DVB
31 Gambar 4.4.a Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/Karet SIR 10 (40/60) (g/g) tanpa Penambahan DKP dan DVB
32 Gambar 4.4.b Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/Karet SIR 10 (40/60) (g/g) dengan Penambahan DKP saja
32 Gambar 4.4.c Hasil Pengujian SEM pada Permukaan TPE dari PP bekas/Karet SIR 10 (40/60) (g/g) dengan Penambahan DKP dan DVB
33 Gambar 4.5.a Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/Karet SIR 10 (60/40) (g/g) tanpa Penambahan DKP dan DVB
34 Gambar 4.5.b Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/Karet SIR 10 (60/40) (g/g) dengan Penambahan DKP saja
34 Gambar 4.5.c Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/Karet SIR 10 (60/40) (g/g) dengan Penambahan DKP dan DVB
35 Gambar 4.6.a Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/Karet SIR 10 (50/50) (g/g) tanpa Penambahan DKP dan DVB
35 Gambar 4.6.b Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/Karet SIR 10 (50/50) (g/g) dengan Penambahan DKP saja
36 Gambar 4.6.c Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/Karet
SIR 10 (50/50) (g/g) dengan Penambahan DKP dan DVB
36 Gambar 4.7.a Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/Karet SIR 10 (40/60) (g/g) tanpa Penambahan DKP dan DVB
37 Gambar 4.7.b Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/Karet SIR 10 (40/60) (g/g) dengan Penambahan DKP saja
37 Gambar 4.7.c Hasil Pengujian SEM pada Patahan TPE dari PP bekas/Karet
SIR 10 (40/60) (g/g) dengan Penambahan DKP dan DVB
38