Karakterisasi Film Komposit Polikaprolakton Resin Epoksi

KARAKTERISASIFILMKOMPOSITPOLIKAPROLAKTON/ RESINEPOKSI

MUHAMMADESHRANSYAH
130822011

DEPARTEMENKIMIA
FAKULTASMATEMATIKADAN ILMUPENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITASSUMATERAUTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

KARAKTERISASIFILMKOMPOSITPOLIKAPROLAKTON/ RESINEPOKSI

MUHAMMADESHRANSYAH
130822011

DEPARTEMENKIMIA
PROGRAMSTUDIKIMIAEKSTENSI
FAKULTASMATEMATIKADAN ILMUPENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITASSUMATERAUTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

i

PERSETUJUAN

Judul
Kategori
Nama

:Karakterisasi FilmKompositPolikaprolakton /Resin Epoksi
:Skripsi
:Muhammad Eshransyah
Nomor IndukMahasiswa :130822011
ProgramStudi
:Sarjana(S1) Kimia

Departemen
:KIMIA
Fakultas
:MatematikaDan Ilmu Pengetahuan Alam(FMIPA) Universitas
SumateraUtara
Disetujuidi:
Medan,Agustus2016

KomisiPembimbing
PembimbingII

PembimbingI

Dr. YugiaMuis,M.Si
NIP.195310271980032003

Dr. Darwin Yunus Nasution, MS
NIP.195508101981031001

Diketahui/DisetujuiOleh

Departemen KimiaFMIPA USU
Ketua,

DR. Rumondang Bulan M.S
NIP. 19540830 198503 2001

Universitas Sumatera Utara

ii

PERNYATAAN

KARAKTERISASI FILMKOMPISITPOLIKAPROLAKTON /RESINEPOKSI

SKRIPSI

Saya mengakuibahwaskripsiini adalah hasilkerjasayasendiri, kecualibeberapakutipan dan
ringkasanyangmasing – masingdisebutkan sumbernya.

Medan, Agustus2016


MUHAMMADESHRANSYAH
NIM130822011

Universitas Sumatera Utara

iii

PENGHARGAAN

PujidansyukurpenulisucapkankepadaAllahSWTyang
telahmelimpahkanrahmat
dankarunia-Nyasehinggapenulisdapat
menyelesaikanskripsiinidenganbaik.Shalawatdan
salampenulissampaikankepadaNabiMuhammadRasulullahSAWyangtelahmembawa
kitamenuju jalan benar.
Penulismengucapkan terimakasih dan penghargaanyang sebesar-besarnyakepada
ayahandaHendradan ibunda EfniSiswatiyang telah memberikan kasih sayang,doa, dan
dukunganbaikmorilmaupunmaterilkepadapenulis
sehinggadapatmenyelesaikankuliah

denganbaik.Kepada adindaIhsanHahsfidan WinntiAtikah Putri atassegaladukungan
kepadapenulis,semogakita menjadianak-anakyang membanggakankeduaorang tua. Kepada
Ayu Syafriani yang telah memberikan dukungan dan bantuan kepada penulis sehinggadapat
menyelesaikan penelitian.
Penulisjugamengucapkanterimakasihkepada
Dr.DarwinYunusNasution,MS
selakudosenpembimbing1danDr.YugiaMuis,M.Siselakudosenpembimbing2yang
telahmemberikanwaktu,bimbingandan
sarankepadapenulissehinggadapatmenyelesaikan
skripsiinidenganbaik.Terimakasihkepada
Dr.Rumondang
bulan,MSdanbapakAlbert
Pasaribu,M.Scselakuketuadansekretaris
DepartemenKimiaFMIPAUSU.Terimakasih
jugakepada
Dr.DarwinYunusselakukoordinatorprogramS1EkstensiFMIPAUSUdan
Dr.Marpongahtun,M.Scselakudosenpembimbing akademik yang telahmemberikansaran,
dukungan, sertabimbingan selamaperkuliahan. Kepadaseluruh bapak dan ibu dosenyang
telahmemberikanilmunyaselamamasaperkuliahanpenulisdiFMIPA
USU.Ucapanterima

kasihjugapenuliskepadabapakSaharmanGea,Ph.DdankakSri
RahayuS.SiselakuKepala
danLaboranLaboraturiumKimiaDasar
LidaUSU,danteman-temanstambuk2013,yang
telahmemberikanbantuandansemangatkepadapenulisselamamasaperkuliahanhingga saat ini.
SemogaallahSWTmemberikanberkah-Nyadanmembalassegalakebaikanyang
telah diberikan kepadapenulisdengan berlipatganda. Amin YaRabbal’Alamin.

Penulis

Universitas Sumatera Utara

iv

KARAKTERISASIFILMKOMPOSIT POLIKAPROLAKTON/RESINEPOKSI

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian karakterisasi film komposit polikaprolakton / resin epoksi.
Dimanapembuatanfilmdiawalimencampurkanpolikaprolaktondenganpelarut


asamsulfat

(H2SO4(P)) lalu dipanaskan diatashot plate sambildi stirer pada suhu 50 o C,kemudian
ditambahkanresinepoksilaludipanaskanpadasuhu50 oCsambildistirersampaihomogen,
kemudiandiletakkanpadacawanpetrilalumasukkankedalamovenpadasuhu55 o

Clalu

dikeluarkanhinggamenggeras lalucetak filmhinggaterbentukseperticetakan dump-bell ASTMD638 tipe5. Setelah dilakukan filmdarihasil,

bahwakarakterisasi filmyangdidapat

memenuhisyarat dariperbandingan polikaprolakton dengan resinepoksidiperoleh analisis FTIRmenunjukkanadanya ayunangugusO-Hpadapanjanggelombang2944–2946cm-1
danadanyaregangangugusC-Hpadapanjanggelombang2866–2868 cm-1,sedangkan
karakterisasi

filmyang

terbaikterdapatpadaperbandingan1g


polikaprolaktondengan0,4g

resinepoksidengananalisisdarikuattarik5,880MPa,perpanjanganuntukputus8,5cm -1,
danelastisitas69,17%.HasilSEMyangterbaik

diperolehpadapolikaprolaktonmurnihal

inikarenahasilpadapermukaan yang halus, berpori-porikecildan rapatserta lebih kompatibel.
Sedangan

hasil

analisisTGA-DSC

di peroleh

pada data yang

puncak375,51oC,danpirolisisterjadipada419,31 oCsehinggapersenresiduyang


menunjukkan
dihasilkan

sebesar 4,237%.

KataKunci:Karakterisasi,Polikaprolakton, Resin Epoksi

Universitas Sumatera Utara

v

CHARACTERIZATION FILMCOMPOSITE POLYCAPROLACTONE/ FIBER
EPOXY

ABSTRACT

The

researchingredients


characterizationstudiescompositefilmpolycaprolactone/fiber

epoxy.Wherefilmingbeginsmixingwithsolventsandsulfuricacid(H2SO4
onahotplatewhileon

thestirrer

ata

temperatureof50°C,

(P))andthen

then

heated

addedfiberepoxy


andthenheatedatatemperatureof-50°Cwhileinstirreruntilhomogeneous,thenplaceit
onasaucerpetrithenenteritintotheovenatatemperatureof55 o
menggerasprintedfilmsoformedasmold

Candthenbereleased until last

dump-bellASTM-D638type5.after

donefromthefilmwiththeresultthattheobtainedfilm

it

is

characterizationeligiblefilm

characterizationofpolycaprolactonecomparisonwithfiberepoxyobtainedtheanalysisof

FT-

IRshowedaswingoftheOHgroupatthewavelengthof2944-2946cm-1andthestrain
CHatawavelength of 2866 to 2868cm -1,whereasfilm characterization of thebest there isin
theratio of 1 gof polycaprolactonewith 0, 4gfiber epoxywith the analysisof tensilestrength
of5,880MPa,elongationtobreakof8.5cm -1,andtheelasticityof69.17%.SEMbestresults
obtainedonpurepolycaprolactonethis

casebecausetheresults

porousandmeetingsaswell

asmore

compatible.

obtainedondatashowing

peaks375,51 oC,and

Whereas,

onsmoothsurfaces,small
TGA-DSCanalysisresults

pyrolysisoccursin419,31 oCsotheresulting

residuepercentat4.237%.
Keyword:Characterization , Polycaprolactone, Fiberepoxy

Universitas Sumatera Utara

vi

DAFTARISI

Judul

Halaman

Persetujuan

i

Pernyataan

ii

Penghargaan

iii

Abstrak

iv

Abstract

v

Daftar Isi

vi

Daftar Tabel

ix

Daftar Gambar

x

Daftar Singkatan

xi

DaftarLampiran

xii

BAB I PENDAHULUAN
1.1.LatarBelakang

1

1.2. Permasalahan

3

1.3. Pembatasan Masalah

4

1.4. Tujuan Penelitian

4

1.5. MemfaatPenelitian

4

1.6.LokasiPenelitian

4

1.7. MetodologiPenelitian

4

BAB IITINJAUAN PUSTAKA
2.1. Polimer

5

2.2. Polimer Biodegradabel

5

2.3. Poliblen

6

2.4.Film

8

2.5. Resin Epoksi

10

Universitas Sumatera Utara

vii

2.6. Polikaprolakton

13

2.7. SpektroskopiFourier TransformInfraRed (FT-IR)

14

2.8. ThermalgravimetricAnalysis(TGA)– DifferentialThermalAnalysis(DTA)

17

2.9. ScanningElectron Microscopy(SEM)

20

2.10. Uji Tarik

22

BAB III METODEPENELITIAN
3.1. Alat-alatPenelitian

26

3.2. Bahan– bahan Penelitian

26

3.3. Prosedur Penelitian

27

3.3.1 Pembuatan Film

27

3.3.1.1 Perbandingan polikaprolakton murni

27

3.3.1.2 Perbandinganpolikaprolakton 1gdengan resinepoksi0,1g

27

3.3.2 Analisisgugusdengan SpektroskopiFT-IR

27

3.3.3 Analisispermukaan dengan SEM

28

3.3.4 Analisistermaldengan TGA

28

3.3.5 Analisis sifat mekanik dengan UjiTarik

28

3.4. Bagan Penelitian

29

3.4.1. Bagan Penelitian polikaprolaktonMurni

29

3.4.2. Bagan Penelitian polikaprolakton 1gdengan resin eopksi0,1g

30

BAB IVHASILDANPEMBAHASAN
4.1. HasilPenelitian

31

4.1.1 Hasilanalisisgugusfungsimenggunakan spektroskopiFT-IR
4.1.2 Hasil analisisKekuatan Tarik, Perpanjangan untuk putusdan elastisitas

31
33

4.1.2.1Penentuan polikaprolakton murni

34

4.1.2.2 Penentuanperbandingan antara1:0,1g

35

4.1.2.3 Penentuanperbandingan antara1 :0,2g

35

4.1.2.4 Penentuanperbandingan antara1 :0,3g

36

4.1.2.5 Penentuan perbandingan antara1 :0,4g

36

Universitas Sumatera Utara

viii

4.1.3 Hasil analisa morfologidengan menggunakan SEM
4.1.4 Hasil analisadegradasitermaldengan menggunakanDSC-TGA

4.2. Pembahasan

38
39

41

4.2.1 AnalisaSpektroskopiFT-IR

41

4.2.2 AnalisaKekuatan Tarik, Perpanjangan putus, dan elastisitas

41

4.2.3 AnalisaSEM

42

4.2.4 AnalisaDCS-TGA

43

BAB VKESIMPULANDANSARAN
5.1 Kesimpulan

45

5.2 saran

45

Daftar Pustaka

46

Lampiran

50

Universitas Sumatera Utara

ix

DAFTARTABEL

No Tabel

4.1

Keterangan

Halaman

Bilangangelombangdariberbagaigugusfungsipadapolikaprolakton
dengan serat epoksi

32

4.2

Polikaprolakton Murni

4.3

Perbandingan antara0,1g

33

4.4

Perbandingan antara0,2g

33

4.5

Perbandingan antara0,3g

33

4.6

Perbandingan antara0,4g

33

Universitas Sumatera Utara

x

DAFTARGAMBAR

NoGambar

Keterangan

Halaman

2.1

Struktur KimiaResin Epoksi

12

2.2

Struktur kimiaDGEBA(diglycidyl etherofbisphenolA)

12

2.3

Strukturpolikaprolakton (PCL)

14

2.4

BaganFT-IR

17

2.5

Panjangspesimen

25

4.1

SpektrumFTIR daripolikaprolakton murni

31

4.2

SpektrumFTIR daripolikaprolakton dengan resinepoksi

32

4.3

Grafik perbandingan kekuatan tarik

37

4.4

Grafik perbandingan perpanjangan untuk putus

37

4.5

Grafik perbandingan elastisitas

37

4.6

Gambar hasilujiSEM

38

4.7

Grafik DSC-TGApolikaprolakton murni

40

4.8

Grafik DSC-TGApolikaprolakton dengan resin epoksi

40

Universitas Sumatera Utara

xi

DAFTARSINGKATAN

PCL = Polycaprolactone
TGA = ThermogravimetricAnalysis
DSC = DifferentialCanningCalorimetry
DTA = DifferentialThermalAnalysis
FT-IR =Fourier Transform-InfraRed
SEM = ScanningElectron Microscopy
Mpa = MegaPascal

Universitas Sumatera Utara

xii

DAFTARLAMPIRAN

No

Halaman

Judul

Lampiran
1

Foto alat instrumen FTIR

51

2

GrafikFTIR polikaprolaktonmurni

51

3

GrafikFTIR polikaprolaktondenganresinepoksi (1:0,1g)

52

4

GrafikFTIR polikaprolaktondenganresinepoksi (1:0,2g)

52

5

GrafikFTIR polikaprolaktondenganresinepoksi (1:0,3g)

53

6

GrafikFTIR polikaprolaktondenganresinepoksi (1:0,1g)

53

7

Fotoalat instrumenSEM

54

8

Hasil uji SEMpolikaprolaktonmurni

54

9

Hasil uji SEMpolikaprolaktondenganresinepoksi (1:0,1g)

55

10

Hasil uji SEMpolikaprolaktondenganresinepoksi (1:0,2g)

56

11

Hasil uji SEMpolikaprolaktondenganresinepoksi (1:0,3g)

57

12

Hasil uji SEMpolikaprolaktondenganresinepoksi (1:0,4g)

58

13

Fotoalat instrumenDSC-TGA

59

14

GrafikDSC-TGAPolikaprolaktonmurni danpolikaprolakton
epoksi

15

Fotoalat instrumenuji tarik

dengan resin
59
60

Universitas Sumatera Utara