Pemanfaatan Lignin Isolat Bahan Pengikat Alami (Natural Binder) Dari Kayu Pinus (Pinus Merkusii Jungh Et De Vriese) Sebagai Penguat Aspal
1
PEMANFAATAN LIGNIN ISOLAT BAHAN PENGIKAT ALAMI
(Natural Binder) DARI KAYU PINUS (Pinus Merkusii Jungh
Et De Vriese) SEBAGAI PENGUAT ASPAL
TESIS
Oleh
TISNA HARMAWAN
117006018/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
Universitas Sumatera Utara
2
PEMANFAATAN LIGNIN ISOLAT BAHAN PENGIKAT ALAMI
(Natural Binder) DARI KAYU PINUS (Pinus Merkusii Jungh
Et De Vriese) SEBAGAI PENGUAT ASPAL
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains
Dalam Program Studi Ilmu Kimia Pada Fakultas Matematika Dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Oleh
TISNA HARMAWAN
117006018/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
Universitas Sumatera Utara
3
PERSETUJUAN
Judul Tesis
: PEMANFAATAN LIGNIN ISOLAT BAHAN
PENGIKAT ALAMI (Natural Binder) DARI
KAYU PINUS (Pinus Merkusii Jungh Et De Vriese)
SEBAGAI PENGUAT ASPAL
Nama Mahasiswa
Nomor Pokok
Program Studi
: TISNA HARMAWAN
: 117006018
: MAGISTER (S2) ILMU KIMIA
Menyetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Thamrin, M.Sc
Ketua
Dr. Yugia Muis, M.Si
Anggota
Ketua Program Studi
Dekan
Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D
Dr. Sutarman, M.Sc
Tanggal Lulus
: 23 April 2013
Universitas Sumatera Utara
4
Telah diuji pada
Tanggal
: 23 April 2013
PANITIA PENGUJI TESIS
KETUA
: Prof.Dr. Thamrin, M.Sc
Anggota
: 1. Dr. Yugia Muis, M.Si
2. Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D
3. Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc
4. Dr. Darwin Yunus Nasution, MS
Universitas Sumatera Utara
5
PERNYATAAN
PEMANFAATAN LIGNIN ISOLAT BAHAN PENGIKAT ALAMI (Natural
Binder) DARI KAYU PINUS (Pinus Merkusii Jungh Et De Vriese)
SEBAGAI PENGUAT ASPAL
TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang
pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi
dan sepanjang pengetahuan saya tidak terdapat karya atau pendapat yang
pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis diacu
dalam naskah dan disebutkan sumbernya dalam daftar pustaka.
Medan,
Penulis
April 2013
TISNA HARMAWAN
Universitas Sumatera Utara
6
PEMANFAATAN LIGNIN ISOLAT BAHAN PENGIKAT ALAMI (Natural
Binder) DARI KAYU PINUS (Pinus Merkusii Jungh Et De Vriese)
SEBAGAI PENGUAT ASPAL
ABSTRAK
Pemanfaatan lignin isolat bahan pengikat alami (natural binder) dari kayu
pinus (pinus merkusii jungh et de vriese) sebagai penguat aspal telah dilakukan. Aspal
modifier dibuat dalam 9 jenis formulasi dengan variasi perbandingan lignin isolat
dengan aspal sebesar 40:60; 35:65; 30:70; 25:75; 20:80; 15:85; 10:90; 5:95 dan 0:100
(b/b) dalam 100 gram, penambahan agregat pasir halus 300 gram, dan di proses
dalam ekstruder pada suhu 150 ºC. Sifat mekanik dan sifat termal aspal modifier yang
diuji meliputi kuat tekan, daya serap air, morfologi dengan SEM, termal dengan DSC,
gugus fungsi dengan FT-IR, dan kristalinitas dengan X-RD. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa campuran yang optimum adalah berupa lignin isolat dan aspal
dengan perbandingan 40:60 yang memberikan kepadatan dan kuat tekan yang baik,
dan sebanyak 40 gram lignin yang berfungsi sebagai penahan air. Hasil uji morfologi
dengan SEM-EDS dapat dilihat berupa butiran-butiran kecil diatas aspal modifier
yang mengindikasikan bahwa butiran tersebut adalah poliuretan yang hanya
berinteraksi sebagian akibat poliuretan terlalu cepat mengeras pada aspal, sifat termal
dengan DSC menunjukkan bahwa kapasitas kalor untuk variasi optimum antara lignin
isolat : aspal (40:60) sebesar 0,0000608 J/oC. Hasil pengujian FTIR diperoleh bahwa
aspal modifier yang dihasilkan terjadi interaksi kimia yaitu gugus NCO dari poliuretan
dengan MDI berlebih bereaksi dengan gugus hidroksil dari aspal. Hasil Identifikasi
fasa dari pola Difraksi Sinar-X yang muncul pada Lignin Isolat : Aspal (40:60)
mengandung fasa pengotor dari aspal yang diduga adalah fasa albit (AlNaO8Si3), fasa
magnetit (Fe3O4), dan fasa kuarsa (SiO2), Hasil pemurnian ini menghasilkan kualitas
yang sangat baik sesuai dengan faktor R yang merupakan kriteria kecocokan dan
faktor S merupakan kualitas kecocokan yang bernilai sangat kecil.
Kata Kunci : Lignin; Pinus merkusii; MDI; Poliuretan; Aspal; Agregat
Universitas Sumatera Utara
7
THE UTILIZATION OF LIGNIN ISOLATES NATURAL BINDER OF PINE
WOOD (Pinus Merkusii Jungh Et De Vriese) AS ASPHALT
REINFORCEMENT AGENT
ABSTRACT
The utilization of lignin isolates natural binder of pine wood (pinus merkusii
jungh et de Vriese) as asphalt reinforcement agent has been done. Asphalt modifier is
made in 9 different types of formulations with variety comparison of lignin isolates
with asphalt at 40:60; 35:65; 30:70; 25:75; 20:80; 15:85; 10:90; 5:95 and 0:100
(w/w) in 100 grams, the add the of 300 grams of fine sand aggregate, and processing
in a extruder which temperature were fixed at 150ºC. Mechanical and thermal
properties of asphalt modifiers tested including compressive strength, water
absorption, morphology by SEM, thermal by DSC, functional groups by FT-IR, and
crystallinity by X-RD. Good results is showed that the optimum mixture is in the form
of lignin isolates and asphalt with 40:60 ratio which gives the density and
compressive strength, and as much as 40 grams of lignin, which serves as water
barrier. The morphological result test by SEM-EDS can be seen in the form of small
granules on asphalt modifier indicating that granules is polyurethane which only
interact partially due to the polyurethane dry quickly on asphalt, thermal properties
by DSC showed that the heat capacity for optimum variation between lignin isolates:
asphalt (40:60) of 0,0000608 J / oC. Test results obtained by FTIR that produced
asphalt modifier an chemical interactions occur which NCO groups of polyurethane
with remaining MDI reacts with hydroxyl groups of the asphalt. The results of phase
identification of X-ray diffraction pattern that appears on optimum variation Lignin
Isolates: Asphalt (40:60) containing impurities phase predicted as asphalt phase
albite (AlNaO8Si3), phase magnetite (Fe3O4), and phase quartz (SiO2), the results of
this refinement produces good quality fittings with R factor is a factor criteria of fit
and S factor is a factor criteria quality of fit has minimum value.
Keywords: Lignin; Pinus Merkusii; MDI; Polyurethanes; Asphalt; Aggregate
Universitas Sumatera Utara
8
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim
Puji Syukur yang tak terhingga penulis ucapkan dengan segala kerendahan hati dan
diri kepada Allah SWT, Sang Khaliq yang senantiasa mencurahkan segala nikmat
Iman, Islam dan Ihsan, serta Shalawat dan salam kepada Nabi Allah sebagai patron
insan terbaik ; Rasulullah Muhammad sehingga penulis mampu menyelesaikan
penelitian hingga selesainya penulisan tesis ini dengan sebaik mungkin.
Tesis ini berjudul “PEMANFAATAN LIGNIN ISOLAT BAHAN PENGIKAT
ALAMI (Natural Binder) DARI KAYU PINUS (Pinus Merkusii Jungh Et De Vriese)
SEBAGAI PENGUAT ASPAL”. Tesis ini merupakan salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Magister Sains (M.Si) Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universias Sumatera Utara Medan.
Keberhasilan dari penelitian dan penulisan tesis 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
penulis ingin menyampaikan terima kasih yang tidak terhingga kepada :
1. Orangtua penulis, buat Ayahanda Agus Sulasno, S.Pd dan Ibunda Masamah
yang selalu sabar dan mendoakan, memberi perhatian, dan menjadikan
inspirasi di setiap langkah hidup kami. Kepada (alm) Kakek Harjo Suwito,
Nenek Walem, yang selalu mendoakan dan memotivasi penulis. Kepada kakak
saya tersayang Harry Noviary, S.Si, M.Si dan adik-adik saya tersayang Try
Hariyani, Robby Mahfudz, dan Wahyu Poncowati yang selalu memotivasi dan
menginspirasi disetiap langkah hidup kami.
2. Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DMT&H, M.Sc, (CTM), Sp.A(K) dan
Dr. Sutarman, M.Sc selaku Rektor Universitas Sumatera Utara dan Dekan
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Prof.Dr. Thamrin, M.Sc selaku dosen pembimbing I dan Ibu Dr. Yugia
Muis, M.Si 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 tesis ini.
4. Bapak Prof.Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D dan Dr. Hamonangan Nainggolan,
M.Sc selaku ketua program studi dan sekretaris Pascasarjana Ilmu Kimia.
5. Bapak dan Ibu dosen Pascasarjana Ilmu Kimia yang telah membimbing dan
memotivasi serta memberi disiplin ilmu selama penulis menjalani studi.
6. Seluruh staf Kimia Fisika dan Kimia Polimer FMIPA USU : Bang Edi, Kak
Diza dan juga teman-teman asisten laboratorium Kimia Fisika dan Kimia
Polimer FMIPA USU: bang Misbah, kak Rina, kak Rahma, kak Mega, bang
Ismail, bang Adi, kak Nia, kak Ami, kak Reni, kak Ai, Rafika, Aristhy, Destia,
Enka, Firman, Wimpy, Rinna, Rudnin, Aidil, Supran, Deasy, Mira, Neni, Leni,
Gita, Diana, dan Iis.
7. Terspecial Nur Aulia, A.Md yang sangat special dihati penulis yang selalu
memberi semangat dan dukungan serta banyak mengajarkan penulis arti
kehidupan sesungguhnya.
Universitas Sumatera Utara
9
8. Kak Lely selaku tata usaha Pascasarjana Ilmu Kimia dan bang Edi selaku
teknisi Laboratorium Kimia Polimer FMIPA-USU.
9. Sahabat terbaik yang selalu mengerti, membantu, dan berbagi dalam suka dan
duka, Hairul Bariah dan Mariana Tambuse.
10. Rekan - rekan penulis diprogram Pascasarjana Ilmu Kimia stambuk 2011 yang
telah berbagi banyak ilmu yang bermanfaat.
11. Rekan-rekan di HmI Komisariat FMIPA USU yang telah mengajarkan penulis
arti persaudaraan. Yakin Usaha Sampai.
12. 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 berlipat ganda kepada
kalian, amin ya Rabbalalamin.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu,
kritik dan saran yang membangun dari pihak pembaca sangat diharapkan penulis demi
kesempurnaan tesis ini. Akhir kata semoga tesis ini bermanfaat bagi penelitian dan
kemajuan ilmu pengetahuan untuk massa yang akan datang.
Medan, April 2013
Penulis
Tisna Harmawan
Universitas Sumatera Utara
10
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama Lengkap berikut gelar : Tisna Harmawan, S.Si
Tempat dan Tanggal Lahir : Tanjung Putus, 15 November 1991
Alamat Rumah
: Jl. Batang Serangan No. 35, Dusun Bangunan,
Kecamatan Padang Tualang, Kabupaten Langkat,
Provinsi Sumatera Utara
Telepon/HP
: (061) 77541543 / +6281260999962
Email
: tisna_f@yahoo.com
Nama Ayah
: Agus Sulasno, S.Pd
Nama Ibu
: Masamah
DATA PENDIDIKAN
SD
SMP
SMA
Strata-1
Strata-2
: SD Negeri 053981 Karang Sari, Kab. Langkat
: SLTP Swasta Tanjung Harapan, Kab. Langkat
: SMA Negeri 1 Padang Tualang, Kab. Langkat
: Kimia FMIPA USU
: Program Magister Ilmu Kimia USU
Tamat : 2001
Tamat : 2004
Tamat : 2007
Tamat : 2011
Tamat : 2013
Universitas Sumatera Utara
11
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK
ABSTRACT
KATA PENGANTAR
RIWAYAT HIDUP
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
DAFTAR SINGKATAN
i
ii
iii
v
vi
ix
x
xi
xii
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1.2. Permasalahan
1.3. Pembatasan Masalah
1.4. Tujuan Penelitian
1.5. Manfaat Penelitian
1.6. Metodologi Penelitian
1.7. Lokasi Penelitian
1
3
3
4
4
5
6
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Aspal
2.1.1. Jenis-Jenis Aspal
2.1.2. Sifat Kimiawi Aspal
2.1.3. Aspal Modifier
2.2. Bahan Pengikat Alami (Natural Binder)
2.2.1. Lignin
2.2.2. Gugus Fungsi Pada Lignin
2.2.3. Gugus Hidroksil Pada Lignin
2.2.4. Spektroskopi Infra Merah Pada Lignin
2.2.5. Isolasi Lignin
2.2.6. Penentuan Lignin
2.3. Perekat
2.3.1. Isosianat
2.3.1.1. Jenis Perekat Isosianat
2.3.2. Poliuretan
2.3.2.1. Pembentukan Ikatan Silang Poliuretan
2.4. Agregat
2.4.1. Penggunaan Pasir Sebagai Bahan Agregat
2.5. Karakteristik Aspal Modifier
7
10
12
14
16
17
17
17
18
19
20
20
20
21
24
28
29
30
31
Universitas Sumatera Utara
12
2.5.1. Analisa Sifat Ketahanan Terhadap Air Dengan Uji Serapan
Air (Water Absorption Test)
2.5.2. Analisa Sifat Mekanik dengan Uji Kuat Tekan
(Compressive Strength Test)
2.5.3. Analisa Sifat Morfologi dengan Uji Scanning Electron
Microscopy (SEM)
2.5.4. Analisa Sifat Termal dengan Uji Differential Scanning
Calorimeter (DSC)
2.5.5. Analisa Gugus Fungsi dengan Fourier Transform Infrared
Spectroscopy (FTIR)
2.5.6. Analisa Kritalinitas dengan X-Ray Diffraction (XRD)
31
32
33
33
35
36
BAB 3. METODE PENELITIAN
3.1. Bahan
37
3.2. Alat
37
3.3. Prosedur Penelitian ............................................................................. 38
3.3.1. Preparasi Agregat dan Lignin Isolat Bahan Pengikat Alami
(Natural Binder)
38
3.3.1.1. Preparasi Agregat
38
3.3.1.2. Preparasi Lignin Isolat Bahan Pengikat Alami
(Natural Binder) dari Kayu Pinus Merkusii
39
3.3.1.3. Kadar Kemurnian Lignin (Metoda Klason)
40
3.3.1.4. Penentuan Bilangan Hidroksi Pada Lignin
40
3.3.2. Proses Pembuatan Aspal Modifier
41
3.4. Karakterisasi Aspal Modifier
42
3.4.1. Analisa Sifat Ketahanan Terhadap Air Dengan Uji Serapan
Air (Water Absorption Test)
42
3.4.2. Analisa Sifat Mekanik dengan Uji Kuat Tekan
(Compressive Strength Test)
43
3.4.3. Analisa Sifat Morfologi dengan Uji Scanning Electron
Microscopy (SEM)
43
3.4.4. Analisa Sifat Termal dengan Uji Differential Scanning
Calorimeter (DSC)
44
3.4.5. Analisa Gugus Fungsi dengan Fourier Transform Infrared
Spectroscopy (FTIR)
44
3.4.6. Analisa Kritalinitas dengan X-Ray Diffraction (XRD)
44
3.5. Bagan Penelitian
46
3.5.1. Proses Isolasi Lignin Isolat dari Kayu Pinus Merkusii
46
3.5.2. Proses Penentuan Kadar Kemurnian Lignin
47
3.5.3. Proses Penentuan Bilangan Hidroksi Pada Lignin
48
3.5.4. Proses Pembuatan Aspal Modifier
49
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
4.1.1. Isolasi Lignin dari Kayu Pinus Merkusii
4.1.2. Rendemen Lignin Isolat dan Kadar Lignin Murni
4.1.3. Karakteristik Berdasarkan Analisa Sifat Mekanik dengan
Uji Kuat Tekan (Compressive Strength Test) Aspal Modifier
50
50
50
51
Universitas Sumatera Utara
13
4.1.4. Analisa Ketahanan Terhadap Air dengan Uji Serapan Air
(Water Absorption test)
4.1.5. Analisa Sifat Termal dengan Uji Differential
Scanning Calorimeter
4.1.5.1. Analisa Kapasitas Kalor (Cp)
4.1.6. Analisa Sifat Morfologi dengan Uji Scanning Electron
Microscopy-Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS)
4.1.7. Analisa Gugus Fungsi Dengan Fourier Tarnsform
Infrared Spectroscopy
4.1.8. Analisa Kristalinitas dengan X-Ray Diffraction
4.2. Reaksi Penelitian
53
55
55
57
62
65
72
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
74
76
Daftar pustaka
77
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
14
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
Tabel 2.1. Data Jenis Pengujian dan Persyaratan Aspal Grade 60/70
Tabel 2.2. Pita serapan penting FTIR Lignin (menurut Hergert 1971)
Tabel 2.3. Ketentuan agregat
Tabel 3.1. Bahan-Bahan Penelitian
Tabel 3.2. Alat-Alat Penelitian
Tabel 4.1. Uji Kuat Tekan Aspal modifier (Compressive Strenght Test)
Tabel 4.2. Daya Serap Air dari Sampel Aspal Modifier
Tabel 4.3. Hasil Pengukuran Sifat termal Aspal Modifier menggunakan DSC
dengan kecepatan 20ºC/menit
Tabel 4.4. Analisis Kuantitatif Aspal Modifier Perbandingan (5:95)
dengan Uji SEM-EDS Perbesaran 1000 kali
Tabel 4.5. Analisis Kuantitatif Aspal Modifier Perbandingan (40:60)
dengan Uji SEM-EDS Perbesaran 1000 kali
Tabel 4.6. Pita serapan FTIR Lignin Isolat dari Kayu Pinus Merkusii
Tabel 4.7. Pita serapan FTIR Poliuretan
Tabel 4.8. Pita Serapan FTIR Aspal Modifier (Perbandingan 40:60)
Tabel 4.9. Analisis Puncak-Puncak Bragg dari Aspal Modifier (40:60)
Tabel 4.10. Parameter struktur, factor R dan Goodness of fit (χ2) Aspal
Modifier (40:60)
Tabel 4.11. Fraksi Massa masing-masing Fasa Mineral dari Aspal
Modifier (40:60)
Tabel 4.12. Analisis Puncak-Puncak Bragg dari Aspal Modifier (5:95)
Tabel 4.13. Parameter struktur, factor R dan Goodness of fit (χ2) Aspal
Modifier (5:95)
Tabel 4.14. Fraksi Massa masing-masing Fasa Mineral dari Aspal
Modifier (5:95)
11
18
30
37
37
52
53
56
59
61
63
64
65
66
68
68
69
71
71
Universitas Sumatera Utara
15
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
..9
Struktur Aspal
Struktur Asphaltene
12
Struktur Saturate
13
Kuat Tekan
32
Grafik Pengaruh Lignin Isolat dari Kayu Pinus Merkusii
Terhadap Kuat Tekan (Compressive Strength) dan Regangan
(Strain) dari Aspal Modifier
52
Gambar 4.2. Grafik Pengaruh Lignin Isolat dari Kayu Pinus Merkusii
Terhadap Daya Serap Air dari Sampel Aspal Modifier
54
Gambar 4.3. Kurva Hubungan antara Lignin Isolat dari Kayu Pinus Merkusii
Terhadap Kapasitas Kalor Aspal Modifier
55
Gambar 4.4. Kurva Pengaruh Penambahan Lignin Isolat Terhadap Sifat
Termal Aspal Modifier dengan menggunakan DSC Dengan
Kecepatan 20oC/menit
56
Gambar 4.5. Hasil Foto SEM dari Aspal Murni dengan Agregat Pasir
Ukuran 100 mesh Perbesaran 1000 kali
57
Gambar 4.6. Hasil Foto SEM-EDS dari Aspal Modifier (Perbandingan 5:95)
dengan Perbesaran 1000 kali
58
Gambar 4.7. Grafik Analisis Kuantitatif Kandungan Utama dalam Aspal
Modifier (Perbandingan 5:95) terhadap Range Energi dengan
Uji SEM-EDS Perbesaran 1000 kali
59
Gambar 4.8. Hasil Foto SEM-EDS dari Aspal Modifier (Perbandingan 40:60)
dengan Perbesaran 1000 kali
60
Gambar 4.9. Grafik Analisis Kuantitatif Kandungan Utama dalam Aspal
Modifier (Perbandingan 40:60) terhadap Range Energi dengan
Uji SEM-EDS Perbesaran 1000 kali
61
Gambar 4.10. Grafik Analisis Spektrum FTIR a) Lignin Isolat dari Kayu
Pinus Merkusii; b) Poliuretan; c) Aspal Modifier (Perbandingan
5:95); d) Aspal Modifier Perbandingan 20:80);
e) Aspal Modifier (Perbandingan 40:60)
62
Gambar 4.11. Identifikasi Pola Difraksi Sinar-X Aspal Modifier (40:60)
65
Gambar 4.12. Identifikasi Fasa dari Pola Difraksi Sinar-X Aspal
Modifier (40:60)
66
Gambar 4.13. Refinement Pola Difraksi Sinar-X Aspal Modifier (40:60)
67
Gambar 4.14. Identifikasi Pola Difraksi Sinar-X Aspal Modifier (5:95)
69
Gambar 4.15. Identifikasi Fasa dari Pola Difraksi Sinar-X Aspal
Modifier (5:95)
70
Gambar 4.16. Refinement Pola Difraksi Sinar-X Aspal Modifier (5:95)
70
Gambar 4.17. Hasil Reaksi Penelitian
72
Gambar 4.18. Gambaran Reaksi Crosslinked (gugus NCO yang berlebih
dari hasil reaksi lignin dengan MDI yang bereaksi dengan
gugus OH dari aspal) Penelitian
73
Gambar 2.1.
Gambar 2.2.
Gambar 2.3.
Gambar 2.4.
Gambar 4.1.
Universitas Sumatera Utara
16
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Judul
Halaman
Lampiran A.1. Gambar Bahan Penelitian
82
Lampiran A.2. Gambar Peralatan Penelitian
83
Lampiran A.3. Gambar Hasil Penelitian
84
Lampiran A.4. Gambar Hasil Pencetakan dan Uji Kuat Tekan
85
Lampiran B.1. Spektrum FTIR Lignin Isolat Hasil Isolasi Kayu Pinus
Merkusii ....................................................................................... 88
Lampiran B.2. Spektrum FTIR Poliuretan dengan MDI berlebih
88
Lampiran B.3. Spektrum FTIR Poliuretan dengan Perbandingan
MDI : Lignin Isolat (2:1) .............................................................. 89
Lampiran B.4. Spektrum FTIR Aspal Modifier dengan Perbandingan Lignin
Isolat : Aspal (5:95) ...................................................................... 89
Lampiran B.5. Spektrum FTIR Aspal Modifier dengan Perbandingan Lignin
Isolat : Aspal (20:80) .................................................................... 90
Lampiran B.6. Spektrum FTIR Aspal Modifier dengan Perbandingan Lignin
Isolat : Aspal (40:60) .................................................................... 90
Lampiran C.1. Termogram DSC Aspal Modifier dengan Perbandingan 0:100 91
Lampiran C.2. Termogram DSC Aspal Modifier dengan Perbandingan 10:90 91
Lampiran C.3. Termogram DSC Aspal Modifier dengan Perbandingan 20:80 92
Lampiran C.4. Termogram DSC Aspal Modifier dengan Perbandingan 30:70 92
Lampiran C.5. Termogram DSC Aspal Modifier dengan Perbandingan 40:60 93
Lampiran C.6. Termogram DSC Aspal Modifier dari Beberapa Variasi
Perbandingan ................................................................................ 93
Lampiran D.1. Perhitungan Penentuan Rendemen Lignin Isolat dari Kayu
Pinus Merkusii.............................................................................. 94
Lampiran D.2. Perhitungan Penentuan Kadar Kemurnian Lignin Isolat
94
Lampiran D.3. Perhitungan Penentuan Bilangan Hidroksi Pada Lignin Isolat 95
Universitas Sumatera Utara
17
DAFTAR SINGKATAN
ASTM
DSC
FTIR
LI
MDI
PU
SEM-EDS
SNI
XRD
:
:
:
:
:
:
:
:
:
American Standart for Testing and Material
Differential Scanning Calorimeter
Fourier Transform Infrared Spectroscopy
Lignin Isolat
Difenilmetana 4,4’-diisosianat
Poliuretan
Scanning Electron Microscopy - Energy Dispersive Spectroscopy
Standar Nasional Indonesia
X-Ray Diffraction
Universitas Sumatera Utara
PEMANFAATAN LIGNIN ISOLAT BAHAN PENGIKAT ALAMI
(Natural Binder) DARI KAYU PINUS (Pinus Merkusii Jungh
Et De Vriese) SEBAGAI PENGUAT ASPAL
TESIS
Oleh
TISNA HARMAWAN
117006018/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
Universitas Sumatera Utara
2
PEMANFAATAN LIGNIN ISOLAT BAHAN PENGIKAT ALAMI
(Natural Binder) DARI KAYU PINUS (Pinus Merkusii Jungh
Et De Vriese) SEBAGAI PENGUAT ASPAL
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains
Dalam Program Studi Ilmu Kimia Pada Fakultas Matematika Dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Oleh
TISNA HARMAWAN
117006018/KIM
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
Universitas Sumatera Utara
3
PERSETUJUAN
Judul Tesis
: PEMANFAATAN LIGNIN ISOLAT BAHAN
PENGIKAT ALAMI (Natural Binder) DARI
KAYU PINUS (Pinus Merkusii Jungh Et De Vriese)
SEBAGAI PENGUAT ASPAL
Nama Mahasiswa
Nomor Pokok
Program Studi
: TISNA HARMAWAN
: 117006018
: MAGISTER (S2) ILMU KIMIA
Menyetujui
Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Thamrin, M.Sc
Ketua
Dr. Yugia Muis, M.Si
Anggota
Ketua Program Studi
Dekan
Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D
Dr. Sutarman, M.Sc
Tanggal Lulus
: 23 April 2013
Universitas Sumatera Utara
4
Telah diuji pada
Tanggal
: 23 April 2013
PANITIA PENGUJI TESIS
KETUA
: Prof.Dr. Thamrin, M.Sc
Anggota
: 1. Dr. Yugia Muis, M.Si
2. Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D
3. Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc
4. Dr. Darwin Yunus Nasution, MS
Universitas Sumatera Utara
5
PERNYATAAN
PEMANFAATAN LIGNIN ISOLAT BAHAN PENGIKAT ALAMI (Natural
Binder) DARI KAYU PINUS (Pinus Merkusii Jungh Et De Vriese)
SEBAGAI PENGUAT ASPAL
TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang
pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi
dan sepanjang pengetahuan saya tidak terdapat karya atau pendapat yang
pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis diacu
dalam naskah dan disebutkan sumbernya dalam daftar pustaka.
Medan,
Penulis
April 2013
TISNA HARMAWAN
Universitas Sumatera Utara
6
PEMANFAATAN LIGNIN ISOLAT BAHAN PENGIKAT ALAMI (Natural
Binder) DARI KAYU PINUS (Pinus Merkusii Jungh Et De Vriese)
SEBAGAI PENGUAT ASPAL
ABSTRAK
Pemanfaatan lignin isolat bahan pengikat alami (natural binder) dari kayu
pinus (pinus merkusii jungh et de vriese) sebagai penguat aspal telah dilakukan. Aspal
modifier dibuat dalam 9 jenis formulasi dengan variasi perbandingan lignin isolat
dengan aspal sebesar 40:60; 35:65; 30:70; 25:75; 20:80; 15:85; 10:90; 5:95 dan 0:100
(b/b) dalam 100 gram, penambahan agregat pasir halus 300 gram, dan di proses
dalam ekstruder pada suhu 150 ºC. Sifat mekanik dan sifat termal aspal modifier yang
diuji meliputi kuat tekan, daya serap air, morfologi dengan SEM, termal dengan DSC,
gugus fungsi dengan FT-IR, dan kristalinitas dengan X-RD. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa campuran yang optimum adalah berupa lignin isolat dan aspal
dengan perbandingan 40:60 yang memberikan kepadatan dan kuat tekan yang baik,
dan sebanyak 40 gram lignin yang berfungsi sebagai penahan air. Hasil uji morfologi
dengan SEM-EDS dapat dilihat berupa butiran-butiran kecil diatas aspal modifier
yang mengindikasikan bahwa butiran tersebut adalah poliuretan yang hanya
berinteraksi sebagian akibat poliuretan terlalu cepat mengeras pada aspal, sifat termal
dengan DSC menunjukkan bahwa kapasitas kalor untuk variasi optimum antara lignin
isolat : aspal (40:60) sebesar 0,0000608 J/oC. Hasil pengujian FTIR diperoleh bahwa
aspal modifier yang dihasilkan terjadi interaksi kimia yaitu gugus NCO dari poliuretan
dengan MDI berlebih bereaksi dengan gugus hidroksil dari aspal. Hasil Identifikasi
fasa dari pola Difraksi Sinar-X yang muncul pada Lignin Isolat : Aspal (40:60)
mengandung fasa pengotor dari aspal yang diduga adalah fasa albit (AlNaO8Si3), fasa
magnetit (Fe3O4), dan fasa kuarsa (SiO2), Hasil pemurnian ini menghasilkan kualitas
yang sangat baik sesuai dengan faktor R yang merupakan kriteria kecocokan dan
faktor S merupakan kualitas kecocokan yang bernilai sangat kecil.
Kata Kunci : Lignin; Pinus merkusii; MDI; Poliuretan; Aspal; Agregat
Universitas Sumatera Utara
7
THE UTILIZATION OF LIGNIN ISOLATES NATURAL BINDER OF PINE
WOOD (Pinus Merkusii Jungh Et De Vriese) AS ASPHALT
REINFORCEMENT AGENT
ABSTRACT
The utilization of lignin isolates natural binder of pine wood (pinus merkusii
jungh et de Vriese) as asphalt reinforcement agent has been done. Asphalt modifier is
made in 9 different types of formulations with variety comparison of lignin isolates
with asphalt at 40:60; 35:65; 30:70; 25:75; 20:80; 15:85; 10:90; 5:95 and 0:100
(w/w) in 100 grams, the add the of 300 grams of fine sand aggregate, and processing
in a extruder which temperature were fixed at 150ºC. Mechanical and thermal
properties of asphalt modifiers tested including compressive strength, water
absorption, morphology by SEM, thermal by DSC, functional groups by FT-IR, and
crystallinity by X-RD. Good results is showed that the optimum mixture is in the form
of lignin isolates and asphalt with 40:60 ratio which gives the density and
compressive strength, and as much as 40 grams of lignin, which serves as water
barrier. The morphological result test by SEM-EDS can be seen in the form of small
granules on asphalt modifier indicating that granules is polyurethane which only
interact partially due to the polyurethane dry quickly on asphalt, thermal properties
by DSC showed that the heat capacity for optimum variation between lignin isolates:
asphalt (40:60) of 0,0000608 J / oC. Test results obtained by FTIR that produced
asphalt modifier an chemical interactions occur which NCO groups of polyurethane
with remaining MDI reacts with hydroxyl groups of the asphalt. The results of phase
identification of X-ray diffraction pattern that appears on optimum variation Lignin
Isolates: Asphalt (40:60) containing impurities phase predicted as asphalt phase
albite (AlNaO8Si3), phase magnetite (Fe3O4), and phase quartz (SiO2), the results of
this refinement produces good quality fittings with R factor is a factor criteria of fit
and S factor is a factor criteria quality of fit has minimum value.
Keywords: Lignin; Pinus Merkusii; MDI; Polyurethanes; Asphalt; Aggregate
Universitas Sumatera Utara
8
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim
Puji Syukur yang tak terhingga penulis ucapkan dengan segala kerendahan hati dan
diri kepada Allah SWT, Sang Khaliq yang senantiasa mencurahkan segala nikmat
Iman, Islam dan Ihsan, serta Shalawat dan salam kepada Nabi Allah sebagai patron
insan terbaik ; Rasulullah Muhammad sehingga penulis mampu menyelesaikan
penelitian hingga selesainya penulisan tesis ini dengan sebaik mungkin.
Tesis ini berjudul “PEMANFAATAN LIGNIN ISOLAT BAHAN PENGIKAT
ALAMI (Natural Binder) DARI KAYU PINUS (Pinus Merkusii Jungh Et De Vriese)
SEBAGAI PENGUAT ASPAL”. Tesis ini merupakan salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Magister Sains (M.Si) Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universias Sumatera Utara Medan.
Keberhasilan dari penelitian dan penulisan tesis 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
penulis ingin menyampaikan terima kasih yang tidak terhingga kepada :
1. Orangtua penulis, buat Ayahanda Agus Sulasno, S.Pd dan Ibunda Masamah
yang selalu sabar dan mendoakan, memberi perhatian, dan menjadikan
inspirasi di setiap langkah hidup kami. Kepada (alm) Kakek Harjo Suwito,
Nenek Walem, yang selalu mendoakan dan memotivasi penulis. Kepada kakak
saya tersayang Harry Noviary, S.Si, M.Si dan adik-adik saya tersayang Try
Hariyani, Robby Mahfudz, dan Wahyu Poncowati yang selalu memotivasi dan
menginspirasi disetiap langkah hidup kami.
2. Bapak Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DMT&H, M.Sc, (CTM), Sp.A(K) dan
Dr. Sutarman, M.Sc selaku Rektor Universitas Sumatera Utara dan Dekan
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Prof.Dr. Thamrin, M.Sc selaku dosen pembimbing I dan Ibu Dr. Yugia
Muis, M.Si 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 tesis ini.
4. Bapak Prof.Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D dan Dr. Hamonangan Nainggolan,
M.Sc selaku ketua program studi dan sekretaris Pascasarjana Ilmu Kimia.
5. Bapak dan Ibu dosen Pascasarjana Ilmu Kimia yang telah membimbing dan
memotivasi serta memberi disiplin ilmu selama penulis menjalani studi.
6. Seluruh staf Kimia Fisika dan Kimia Polimer FMIPA USU : Bang Edi, Kak
Diza dan juga teman-teman asisten laboratorium Kimia Fisika dan Kimia
Polimer FMIPA USU: bang Misbah, kak Rina, kak Rahma, kak Mega, bang
Ismail, bang Adi, kak Nia, kak Ami, kak Reni, kak Ai, Rafika, Aristhy, Destia,
Enka, Firman, Wimpy, Rinna, Rudnin, Aidil, Supran, Deasy, Mira, Neni, Leni,
Gita, Diana, dan Iis.
7. Terspecial Nur Aulia, A.Md yang sangat special dihati penulis yang selalu
memberi semangat dan dukungan serta banyak mengajarkan penulis arti
kehidupan sesungguhnya.
Universitas Sumatera Utara
9
8. Kak Lely selaku tata usaha Pascasarjana Ilmu Kimia dan bang Edi selaku
teknisi Laboratorium Kimia Polimer FMIPA-USU.
9. Sahabat terbaik yang selalu mengerti, membantu, dan berbagi dalam suka dan
duka, Hairul Bariah dan Mariana Tambuse.
10. Rekan - rekan penulis diprogram Pascasarjana Ilmu Kimia stambuk 2011 yang
telah berbagi banyak ilmu yang bermanfaat.
11. Rekan-rekan di HmI Komisariat FMIPA USU yang telah mengajarkan penulis
arti persaudaraan. Yakin Usaha Sampai.
12. 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 berlipat ganda kepada
kalian, amin ya Rabbalalamin.
Penulis menyadari bahwa tesis ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu,
kritik dan saran yang membangun dari pihak pembaca sangat diharapkan penulis demi
kesempurnaan tesis ini. Akhir kata semoga tesis ini bermanfaat bagi penelitian dan
kemajuan ilmu pengetahuan untuk massa yang akan datang.
Medan, April 2013
Penulis
Tisna Harmawan
Universitas Sumatera Utara
10
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama Lengkap berikut gelar : Tisna Harmawan, S.Si
Tempat dan Tanggal Lahir : Tanjung Putus, 15 November 1991
Alamat Rumah
: Jl. Batang Serangan No. 35, Dusun Bangunan,
Kecamatan Padang Tualang, Kabupaten Langkat,
Provinsi Sumatera Utara
Telepon/HP
: (061) 77541543 / +6281260999962
: tisna_f@yahoo.com
Nama Ayah
: Agus Sulasno, S.Pd
Nama Ibu
: Masamah
DATA PENDIDIKAN
SD
SMP
SMA
Strata-1
Strata-2
: SD Negeri 053981 Karang Sari, Kab. Langkat
: SLTP Swasta Tanjung Harapan, Kab. Langkat
: SMA Negeri 1 Padang Tualang, Kab. Langkat
: Kimia FMIPA USU
: Program Magister Ilmu Kimia USU
Tamat : 2001
Tamat : 2004
Tamat : 2007
Tamat : 2011
Tamat : 2013
Universitas Sumatera Utara
11
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK
ABSTRACT
KATA PENGANTAR
RIWAYAT HIDUP
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
DAFTAR SINGKATAN
i
ii
iii
v
vi
ix
x
xi
xii
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1.2. Permasalahan
1.3. Pembatasan Masalah
1.4. Tujuan Penelitian
1.5. Manfaat Penelitian
1.6. Metodologi Penelitian
1.7. Lokasi Penelitian
1
3
3
4
4
5
6
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Aspal
2.1.1. Jenis-Jenis Aspal
2.1.2. Sifat Kimiawi Aspal
2.1.3. Aspal Modifier
2.2. Bahan Pengikat Alami (Natural Binder)
2.2.1. Lignin
2.2.2. Gugus Fungsi Pada Lignin
2.2.3. Gugus Hidroksil Pada Lignin
2.2.4. Spektroskopi Infra Merah Pada Lignin
2.2.5. Isolasi Lignin
2.2.6. Penentuan Lignin
2.3. Perekat
2.3.1. Isosianat
2.3.1.1. Jenis Perekat Isosianat
2.3.2. Poliuretan
2.3.2.1. Pembentukan Ikatan Silang Poliuretan
2.4. Agregat
2.4.1. Penggunaan Pasir Sebagai Bahan Agregat
2.5. Karakteristik Aspal Modifier
7
10
12
14
16
17
17
17
18
19
20
20
20
21
24
28
29
30
31
Universitas Sumatera Utara
12
2.5.1. Analisa Sifat Ketahanan Terhadap Air Dengan Uji Serapan
Air (Water Absorption Test)
2.5.2. Analisa Sifat Mekanik dengan Uji Kuat Tekan
(Compressive Strength Test)
2.5.3. Analisa Sifat Morfologi dengan Uji Scanning Electron
Microscopy (SEM)
2.5.4. Analisa Sifat Termal dengan Uji Differential Scanning
Calorimeter (DSC)
2.5.5. Analisa Gugus Fungsi dengan Fourier Transform Infrared
Spectroscopy (FTIR)
2.5.6. Analisa Kritalinitas dengan X-Ray Diffraction (XRD)
31
32
33
33
35
36
BAB 3. METODE PENELITIAN
3.1. Bahan
37
3.2. Alat
37
3.3. Prosedur Penelitian ............................................................................. 38
3.3.1. Preparasi Agregat dan Lignin Isolat Bahan Pengikat Alami
(Natural Binder)
38
3.3.1.1. Preparasi Agregat
38
3.3.1.2. Preparasi Lignin Isolat Bahan Pengikat Alami
(Natural Binder) dari Kayu Pinus Merkusii
39
3.3.1.3. Kadar Kemurnian Lignin (Metoda Klason)
40
3.3.1.4. Penentuan Bilangan Hidroksi Pada Lignin
40
3.3.2. Proses Pembuatan Aspal Modifier
41
3.4. Karakterisasi Aspal Modifier
42
3.4.1. Analisa Sifat Ketahanan Terhadap Air Dengan Uji Serapan
Air (Water Absorption Test)
42
3.4.2. Analisa Sifat Mekanik dengan Uji Kuat Tekan
(Compressive Strength Test)
43
3.4.3. Analisa Sifat Morfologi dengan Uji Scanning Electron
Microscopy (SEM)
43
3.4.4. Analisa Sifat Termal dengan Uji Differential Scanning
Calorimeter (DSC)
44
3.4.5. Analisa Gugus Fungsi dengan Fourier Transform Infrared
Spectroscopy (FTIR)
44
3.4.6. Analisa Kritalinitas dengan X-Ray Diffraction (XRD)
44
3.5. Bagan Penelitian
46
3.5.1. Proses Isolasi Lignin Isolat dari Kayu Pinus Merkusii
46
3.5.2. Proses Penentuan Kadar Kemurnian Lignin
47
3.5.3. Proses Penentuan Bilangan Hidroksi Pada Lignin
48
3.5.4. Proses Pembuatan Aspal Modifier
49
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
4.1.1. Isolasi Lignin dari Kayu Pinus Merkusii
4.1.2. Rendemen Lignin Isolat dan Kadar Lignin Murni
4.1.3. Karakteristik Berdasarkan Analisa Sifat Mekanik dengan
Uji Kuat Tekan (Compressive Strength Test) Aspal Modifier
50
50
50
51
Universitas Sumatera Utara
13
4.1.4. Analisa Ketahanan Terhadap Air dengan Uji Serapan Air
(Water Absorption test)
4.1.5. Analisa Sifat Termal dengan Uji Differential
Scanning Calorimeter
4.1.5.1. Analisa Kapasitas Kalor (Cp)
4.1.6. Analisa Sifat Morfologi dengan Uji Scanning Electron
Microscopy-Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS)
4.1.7. Analisa Gugus Fungsi Dengan Fourier Tarnsform
Infrared Spectroscopy
4.1.8. Analisa Kristalinitas dengan X-Ray Diffraction
4.2. Reaksi Penelitian
53
55
55
57
62
65
72
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
5.2. Saran
74
76
Daftar pustaka
77
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
14
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
Tabel 2.1. Data Jenis Pengujian dan Persyaratan Aspal Grade 60/70
Tabel 2.2. Pita serapan penting FTIR Lignin (menurut Hergert 1971)
Tabel 2.3. Ketentuan agregat
Tabel 3.1. Bahan-Bahan Penelitian
Tabel 3.2. Alat-Alat Penelitian
Tabel 4.1. Uji Kuat Tekan Aspal modifier (Compressive Strenght Test)
Tabel 4.2. Daya Serap Air dari Sampel Aspal Modifier
Tabel 4.3. Hasil Pengukuran Sifat termal Aspal Modifier menggunakan DSC
dengan kecepatan 20ºC/menit
Tabel 4.4. Analisis Kuantitatif Aspal Modifier Perbandingan (5:95)
dengan Uji SEM-EDS Perbesaran 1000 kali
Tabel 4.5. Analisis Kuantitatif Aspal Modifier Perbandingan (40:60)
dengan Uji SEM-EDS Perbesaran 1000 kali
Tabel 4.6. Pita serapan FTIR Lignin Isolat dari Kayu Pinus Merkusii
Tabel 4.7. Pita serapan FTIR Poliuretan
Tabel 4.8. Pita Serapan FTIR Aspal Modifier (Perbandingan 40:60)
Tabel 4.9. Analisis Puncak-Puncak Bragg dari Aspal Modifier (40:60)
Tabel 4.10. Parameter struktur, factor R dan Goodness of fit (χ2) Aspal
Modifier (40:60)
Tabel 4.11. Fraksi Massa masing-masing Fasa Mineral dari Aspal
Modifier (40:60)
Tabel 4.12. Analisis Puncak-Puncak Bragg dari Aspal Modifier (5:95)
Tabel 4.13. Parameter struktur, factor R dan Goodness of fit (χ2) Aspal
Modifier (5:95)
Tabel 4.14. Fraksi Massa masing-masing Fasa Mineral dari Aspal
Modifier (5:95)
11
18
30
37
37
52
53
56
59
61
63
64
65
66
68
68
69
71
71
Universitas Sumatera Utara
15
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
..9
Struktur Aspal
Struktur Asphaltene
12
Struktur Saturate
13
Kuat Tekan
32
Grafik Pengaruh Lignin Isolat dari Kayu Pinus Merkusii
Terhadap Kuat Tekan (Compressive Strength) dan Regangan
(Strain) dari Aspal Modifier
52
Gambar 4.2. Grafik Pengaruh Lignin Isolat dari Kayu Pinus Merkusii
Terhadap Daya Serap Air dari Sampel Aspal Modifier
54
Gambar 4.3. Kurva Hubungan antara Lignin Isolat dari Kayu Pinus Merkusii
Terhadap Kapasitas Kalor Aspal Modifier
55
Gambar 4.4. Kurva Pengaruh Penambahan Lignin Isolat Terhadap Sifat
Termal Aspal Modifier dengan menggunakan DSC Dengan
Kecepatan 20oC/menit
56
Gambar 4.5. Hasil Foto SEM dari Aspal Murni dengan Agregat Pasir
Ukuran 100 mesh Perbesaran 1000 kali
57
Gambar 4.6. Hasil Foto SEM-EDS dari Aspal Modifier (Perbandingan 5:95)
dengan Perbesaran 1000 kali
58
Gambar 4.7. Grafik Analisis Kuantitatif Kandungan Utama dalam Aspal
Modifier (Perbandingan 5:95) terhadap Range Energi dengan
Uji SEM-EDS Perbesaran 1000 kali
59
Gambar 4.8. Hasil Foto SEM-EDS dari Aspal Modifier (Perbandingan 40:60)
dengan Perbesaran 1000 kali
60
Gambar 4.9. Grafik Analisis Kuantitatif Kandungan Utama dalam Aspal
Modifier (Perbandingan 40:60) terhadap Range Energi dengan
Uji SEM-EDS Perbesaran 1000 kali
61
Gambar 4.10. Grafik Analisis Spektrum FTIR a) Lignin Isolat dari Kayu
Pinus Merkusii; b) Poliuretan; c) Aspal Modifier (Perbandingan
5:95); d) Aspal Modifier Perbandingan 20:80);
e) Aspal Modifier (Perbandingan 40:60)
62
Gambar 4.11. Identifikasi Pola Difraksi Sinar-X Aspal Modifier (40:60)
65
Gambar 4.12. Identifikasi Fasa dari Pola Difraksi Sinar-X Aspal
Modifier (40:60)
66
Gambar 4.13. Refinement Pola Difraksi Sinar-X Aspal Modifier (40:60)
67
Gambar 4.14. Identifikasi Pola Difraksi Sinar-X Aspal Modifier (5:95)
69
Gambar 4.15. Identifikasi Fasa dari Pola Difraksi Sinar-X Aspal
Modifier (5:95)
70
Gambar 4.16. Refinement Pola Difraksi Sinar-X Aspal Modifier (5:95)
70
Gambar 4.17. Hasil Reaksi Penelitian
72
Gambar 4.18. Gambaran Reaksi Crosslinked (gugus NCO yang berlebih
dari hasil reaksi lignin dengan MDI yang bereaksi dengan
gugus OH dari aspal) Penelitian
73
Gambar 2.1.
Gambar 2.2.
Gambar 2.3.
Gambar 2.4.
Gambar 4.1.
Universitas Sumatera Utara
16
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Judul
Halaman
Lampiran A.1. Gambar Bahan Penelitian
82
Lampiran A.2. Gambar Peralatan Penelitian
83
Lampiran A.3. Gambar Hasil Penelitian
84
Lampiran A.4. Gambar Hasil Pencetakan dan Uji Kuat Tekan
85
Lampiran B.1. Spektrum FTIR Lignin Isolat Hasil Isolasi Kayu Pinus
Merkusii ....................................................................................... 88
Lampiran B.2. Spektrum FTIR Poliuretan dengan MDI berlebih
88
Lampiran B.3. Spektrum FTIR Poliuretan dengan Perbandingan
MDI : Lignin Isolat (2:1) .............................................................. 89
Lampiran B.4. Spektrum FTIR Aspal Modifier dengan Perbandingan Lignin
Isolat : Aspal (5:95) ...................................................................... 89
Lampiran B.5. Spektrum FTIR Aspal Modifier dengan Perbandingan Lignin
Isolat : Aspal (20:80) .................................................................... 90
Lampiran B.6. Spektrum FTIR Aspal Modifier dengan Perbandingan Lignin
Isolat : Aspal (40:60) .................................................................... 90
Lampiran C.1. Termogram DSC Aspal Modifier dengan Perbandingan 0:100 91
Lampiran C.2. Termogram DSC Aspal Modifier dengan Perbandingan 10:90 91
Lampiran C.3. Termogram DSC Aspal Modifier dengan Perbandingan 20:80 92
Lampiran C.4. Termogram DSC Aspal Modifier dengan Perbandingan 30:70 92
Lampiran C.5. Termogram DSC Aspal Modifier dengan Perbandingan 40:60 93
Lampiran C.6. Termogram DSC Aspal Modifier dari Beberapa Variasi
Perbandingan ................................................................................ 93
Lampiran D.1. Perhitungan Penentuan Rendemen Lignin Isolat dari Kayu
Pinus Merkusii.............................................................................. 94
Lampiran D.2. Perhitungan Penentuan Kadar Kemurnian Lignin Isolat
94
Lampiran D.3. Perhitungan Penentuan Bilangan Hidroksi Pada Lignin Isolat 95
Universitas Sumatera Utara
17
DAFTAR SINGKATAN
ASTM
DSC
FTIR
LI
MDI
PU
SEM-EDS
SNI
XRD
:
:
:
:
:
:
:
:
:
American Standart for Testing and Material
Differential Scanning Calorimeter
Fourier Transform Infrared Spectroscopy
Lignin Isolat
Difenilmetana 4,4’-diisosianat
Poliuretan
Scanning Electron Microscopy - Energy Dispersive Spectroscopy
Standar Nasional Indonesia
X-Ray Diffraction
Universitas Sumatera Utara