BAB 1 PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang - Pengaruh Asam Stearat Pada Campuran Termoplastik Elastomer Dengan Pengisi Tandan Kosong Kelapa Sawit dan Pemanfaatannya Sebagai Peredam Suara

BAB 1 PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Campuran antara termoplastik dan elastomer dapat menghasilkan suatu material yang

  baru yang disebut termoplastik elastomer. Termoplastik elastomer yang paling populer saat ini adalah campuran antara polipropilena (PP) dan ethylene propylene diene

  terpolymer (EPDM), penelitian tentang termoplastik ini terus dikembangkan.

  Beberapa penelitian telah dilakukan diantaranya, Thithithammawong (2007) meneliti pengaruh jenis dan konsentrasi peroksida pada campuran NR/PP memberikan hasil bahwa peningkatan konsentrasi peroksida dapat meningkatkan sifat mekaniknya. Halimatuddahliana (2007) telah meneliti campuran PP/EPDM/NR dengan penambahan HVA-2 (N, N-m Phenylenebismaleimide) dan dikumil peroksida (DKP) memberikan hasil ketahanan terhadap minyak yang baik. Machado (2005) telah meneliti campuran PE/EPDM dengan menggunakan resol dan SnCl .2H O sebagai crosslinking agent,

  2

  2

  memberikan hasil dengan derajat ikat silang yang tinggi. Naskar (2004) meneliti campuran PP/EPDM dengan menggunakan berbagai zat penstabil (Irganox, Santoflex, TMQ) dan DKP sebagai zat ikat silang serta triallyl cyanurate (TAC) sebagai co-agent. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa penggunaan TMQ memperlihatkan hasil yang terbaik dengan meningkatnya sifat fisik campuran dibandingkan dengan bahan penstabil yang lain.

  Penggunaan bahan pengisi seperti serat alam, mineral pada termoplastik elastomer telah banyak digunakan untuk meningkatkan sifat tertentu. Serat alam merupakan salah satu material alam yang digunakan sebagai alternatif pengisi pada komposit polimer. harganya murah dan memiliki densitas yang rendah. Ruksakulpiwat (2009) mengatakan penggunaan rumput vetiver pada campuran PP/EPDM memberikan kekuatan tarik dan ketahanan impact yang lebih baik dibandingkan dengan karet alam. Tsai (2008) melaporkan penggunaan organoclay pada campuran PP/EPDM dengan SnCl

  2 .2H

  2 O agen

  pemvulkanisasi dapat memperbaiki sifat mekaniknya, namun mengurangi ketahanan terhadap panas. Penggunaan abu sekam padi putih telah diteliti oleh Sriwerdana (2001)

  o

  pada campuran PP/EPDM dengan variasi suhu pencampuran dari 170-200

  C, hasil yang

  o

  diberikan menunjukkan bahwa pencampuran pada 180 C memberikan perbaikan sifat mekanik dan reologinya. Penelitian sebelumnya oleh Wimpy Prendika (2013), penggunaan TKKS dengan variasi berat pada campuran PP-EPDM dengan perbandingan 50/50 (g) menurunkan kekuatan tarik dengan bertambahnya berat pengisi yang diberikan.

  Pengisi berupa serat untuk memperkuat komposit karet telah digunakan secara luas. Masalah utama pencampuran serat dengan termoplastik elastomer adalah ketidaksesuaian antara sifat hidrofilik pada serat dengan sifat hidrofobik dari termoplastik elastomer sebagai matriks, yang menghasilkan komposit dengan sifat yang lemah. Zat pengkompatibel telah digunakan untuk memperbaiki dispersi, adhesi, dan kesesuaian untuk sistem yang mengandung pengisi hidrofilik dan matriks hidrofobik seperti maleat anhidrat, asam akrilat, asam stearat, dan asam asetat 50% (Salmah, 2006).

  Nakason (2006) melaporkan bahwa penggunaan zat pengkompatibel resin fenolik pada termoplastik elastomer NR/HDPE dapat meningkatkan kekuatan tarik dan perpanjangan putus dibandingkan tanpa zat pengkompatibel. Salmah (2009) di dalam penelitiannya mengatakan penggunaan maleat anhidrat grafting PP (MAPP) sebagai zat pengkompatibel pada komposit PP/EPDM serta kaolin sebagai pengisi dapat meningkatkan kekuatan tarik dan modulus young, tetapi mengurangi perpanjangan putus.

  Pemanfaatan komposit berpengisi serat sebagai material akustik telah banyak dilakukan, hal tersebut karena serat merupakan bahan berlignoselulosa. Bahan yaitu berpori, resonator, dan panel. Dari ketiga jenis bahan tersebut bahan berpori yang paling banyak digunakan. Hal ini karena bahan berpori relatif lebih ringan dan murah dibanding bahan lain ( Lee, 2003). Narayanan (2004) di dalam penelitiannya tentang komposit semen-selulosa mengatakan bahwa menigkatnya jumlah serat dapat meningkatkan koefisien absorpsi karena semakin meningkat porositas dari pada komposit. Hong (2007) melaporkan bahwa penggunaan partikel karet dengan ukuran yang kecil pada material komposit dapat mengurangi kebisingan.

  Berdasarkan uraian diatas, peneliti ingin melakukan penambahan asam stearat sebagai agen pengkompatibel pada campuran PP/EPDM dan tandan kosong kelapa sawit sebagai pengisi untuk mendapatkan data tentang kemampuan mekanik dari uji tarik, uji

  (SEM), uji termal dengan Differential Thermal Analysis

  Scanning electron microscopy

  (DTA) dan uji koefisien serap bunyi agar diperoleh material komposit yang bernilai lebih baik.

1.1 Perumusan Masalah

  Adapun perumusan masalah dalam penelitian ini adalah : 1.

  Apakah kompatibilitas dapat terjadi antara matriks dan pengisi dengan adanya penambahan asam stearat sehingga dapat meningkatkan nilai kekuatan tarik, morfologi permukaan, sifat termal, dan dapat dijadikan sebagai material penyerap bunyi.

2. Bagaimana peranan tandan kosong kelapa sawit terhadap TPE yang dihasilkan sebagai material pembuat peredam suara.

1.3 Pembatasan Masalah

  1. Bahan elastomer yang digunakan adalah karet EPDM yang diperoleh dari PT.

  Sumber Jaya Jakarta.

  2. Bahan termoplastik yang digunakan adalah PP yang diperoleh dari Laboratorium Kimia polimer FMIPA USU.

  3. Inisiator yang digunakan adalah DKP.

  4. Zat pengikat silang yang digunakan adalah DVB.

  5. Bahan pengisi yang digunakan adalah tandan kosong kelapa sawit yang diperoleh dari PT. Adolina daerah Perbaungan.

  6. Bahan pengkompatibel adalah asam stearat yang diperoleh dari PT. Sochi.

  7. Parameter sifat mekanik yaitu uji kekuatan tarik dan kemuluran, analisa morfologi permukaan dengan scanning electron microscopy (SEM), uji sifat termal dengan

  Differential Thermal Analysis

  (DTA) dan juga dilakukan uji koefisien serap bunyi.

1.4 Tujuan Penelitian 1.

  Untuk mengetahui kompatibilitas yang terjadi antara matriks dan pengisi dengan adanya penambahan asam stearat terhadap karakteristik termoplastik elastomer yang dihasilkan.

2. Untuk mengetahui apakah tandan kosong kelapa sawit dapat berperan sebagai material penyerap bunyi pada termoplastik elastomer.

I.5 Manfaat penelitian 1.

  Diharapkan dapat menghasilkan termoplastik elastomer yang lebih kompatibel dan lebih kuat.

2. Diharapkan dapat menjadi referensi tambahan dalam pembuatan peredam suara.

  Penelitian ini dilakukan di laboratorium dengan perlakuan rasio konsentrasi PP-EPDM- Tandan Kosong Kelapa Sawit 50:50:30 (g) dengan variasi penambahan asam stearat 0 g,

  o

  2 g, 4 g, 6 g, 8 g, dan 10 g dalam internal mixer pada suhu 175 C.

  1. Tahap I o

  Pada tahap ini karet EPDM dilelehkan pada suhu 80 C dengan alat ekstruder dan lelehan karet EPDM ditimbang sebanyak 50 g. TKKS dihaluskan dan diayak dengan ukuran 80 mesh dan ditimbang sebanyak 30 g, PP ditimbang sebanyak 50 g, kemudian asam stearat ditimbang sebanyak 2 g, 4 g, 6 g, 8 g, dan 10 g.

  2. Tahap II

  Pada tahap ini adalah tahap pencampuran 50 g PP – 50 g EPDM – 30 g TKKS dengan penambahan berat dikumil peroksida optimum, penambahan volume divinil benzena optimum dan variasi penambahan berat asam stearat 2 g, 4 g, 6 g,

  o

  8 g, 10 g dengan menggunakan alat internal mixer pada suhu 175 C.

  3. Tahap III

  Campuran yang diperoleh diletakkan pada lempeng Aluminium yang memiliki ukuran 15 × 15 cm yang telah dilapisi dengan Aluminium foil. Lalu ditekan

  o

  dengan alat press pada suhu 175 C selama 15 menit, kemudian hasil cetakan yang terbentuk berupa spesimen sesuai ASTM D638 dan ASTM E 1050-1990 selanjutnya spesimen dikarakterisasi dengan menguji kekuatan tarik, analisa permukaan dengan menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM), uji ketahanan termal dengan Differential Thermal Analysis (DTA) dan menentukan koefisien serap bunyi.

1. Berat PP 50 g 2.

  Bearat EPDM 50 g 3. Berat TKKS 30 g 4. Suhu internal mixer 175

  o

  C 5. Suhu alat tekan 175

  o

  C 6. Waktu tekan 15 menit

  Variabel bebas: Variasi berat asam stearat 0 g, 2 g, 4 g, 6 g, 8 g, dan 10 g.

  Variabel terikat: Kekuatan tarik dan kemuluran

  Analisa permukaan dengan Scanning Electron Microscopy(SEM) Sifat termal di uji dengan Differential Thermal Analysis (DTA) Uji koefisien serap bunyi dengan metode tabung impedansi

1.7 Lokasi Penelitian

  Penelitian ini dilakukan di laboratorium Kimia Polimer dan Kimia Fisika FMIPA Universitas Sumatera Utara, analisa permukaan dengan Scanning Electron Microscopy (SEM) di laboratorium LIPI Jakarta, penghalusan serat TKKS dilakukan di Disperindag Provinsi Sumatera Utara, Uji kekuatan tarik dilakukan di Laboratorium Impact and Fracture Teknik Mesin USU, uji Differential Thermal Analysis (DTA) dilaboratorium Mikroskop Electron PTKI medan dan uji peredaman suara dilakukan di Laboratorium Noise and Vibration Teknik Mesin USU.