BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1.

Polimer

Polimer ialah makromolekul yang terbentuk dari perulangan satuan-satuan sederhana monomernya. Istilah makromolekul lebih menggarisbawahi strukturstruktur yang kompleks. Beberapa sistem polimer yang penting secara industri ialah karet, plastik, serat, pelapis (coating) sampai perekat (Hartomo,1992). Polimer dihubungkan dengan molekul besar suatu makromolekul yang strukturnya bergantung pada monomer atau monomer-monomer yang dipakai dalam preparasinya. Karena semua polimer sintetis dipreparasi melalui monomermonomer yang terikat bersama, maka beberapa unit kimia akan berulang terus menerus .Polimer-polimer juga bisa digambarkan sebagai linier, bercabang, dan jaringan (network). Polimer linier tidak memiliki cabang selain gugus-gugus pendan yang digolongkan sebagai monomer (contohnya gugus fenil dalam polistirena). Polimer bercabang memiliki tipe polimer bintang yang mengandung tiga atau lebih rantai polimer yang berasal dari unit struktur pusat. Polimer sisir mengandung rantai-rantai pendan dan strukturnya berkaitan dengan kopolimerkopolimer cangkok. Polimer tangga terbentuk secara teratur atau dalam kasus polimer setengah tangga (jenjang) dari satuan-satuan siklik yang terikat dengan unit-unit rantai terbuka. Polimer jaringan terjadi ketika rantai-rantai polimer terikat bersama atau ketika digunakan monomer-monomer polifungsional sebagai ganti monomer difungsional. Sebagai contoh dari polimer jenis pertama, polimer tersebut bisa memberikan vulkanisasi karet dimana molekul-molekul karet linier terikat bersama melalui atom-atom belerang (Steven,2001). Polimer secara sederhana diklasifikasikan oleh Carothers (1929) menjadi polimer kondensasi dan polimer adisi berdasarkan komposisi antara polimer dan monomer

saat

disintesis.

Polimer

kondensasi

dibentuk

dari

monomer

polifungsional Sedangkan polimer adisi dapat dibentuk dari monomer-monomer tanpa ada kehilangan molekul sedikitpun (Odian,2004).

Universitas Sumatera Utara

Polimer alam, seperti halnya selulosa, pati dan protein telah dikenal dan digunakan manusia berabad-abad lamanya untuk keperluan pakaian dan makanan, sedangkan industri polimer merupakan hal yang baru. Karet alam digunakan sebgai tenunan berkaret sebelum Goodyear menemukan proses vulkanisasi pada tahun 1839. Selulosa nitrat dihasilkan dari reaksi kertas dengan asam nitrat sekitar tahun 1870. Sejak saat itu sejumlah terobosan baru banyak dilakukan untuk menciptakan berbagai sistem polimer yang telah ada. Hasilnya tampak sebagai produk industri polimer yang begitu beragam sebagaimana yang terlihat sekarang ini (Cowd,1991).

2.2. Interpenetrasi Jaringan Polimer Terdapat satu kelas baru dari suatu sistem multipolimer yang baru-baru ini disintesis dalam bentuk interpenetrasi jaringan polimer. Sebagai contoh, terdapat polimer A yang telah tercrosslink, kemudian mengalami swelling dengan monomer kedua (B), serta ditambahkan agen pengcrosslink dan mengalami polimerisasi B, atau dapat juga sistem A dan B mengalami polimerisasi bersama dengan mekanisme yang berbeda (Billmeyer,1984). Interpenetrasi jaringan polimer adalah gabungan dari dua polimer jaringan yang berbeda dengan ikatan kovalen antara dua jaringan. Suatu IPN dapat terjadi secara serentak ataupun berurutan melalui dua sistem polimer yang berbeda (Odian,2004). Beberapa rantai lurus atau bercabang dapat bergabung melalui sambungan silang membentuk polimersambung-silang. Jika sambungan silang terjadi ke berbagai arah maka bentuk polimer sambung-silang tigadimensi yang sering disebut polimer jaringan. Adanya pembentukan sambungan silang dilakukan dengan sengaja melalui industri untuk mengubah sifat polimer, sebagaimana terjadi pada proses vulkanisasi karet. Banyak sistem polimer sifatnya sangat disebabkan oleh pembentukan jaringan tiga dimensi. Dalam sistem polimer seperti itu pembentukan sambungan silang tiga dimensi pada tahap akhir produksi. Proses ini memberikan sifat kaku dan keras kepada polimer (Cowd, 1991).


2.2.1. Klasifikasi IPN 2.2.1.1. Berdasarkan Ikatan Kimia Berdasarkan ikatan kimia interpenetrasi jaringan polimer (IPN) terbagi atas dua yaitu ikatan kovalen berupaSemi IPN dan ikatan non kovalen terdiri dari Semi IPN dan Full IPN. -

Kovalen SemiIPN :kovalenSemi IPN mengandung dua sistem polimer terpisah yang terikat silang untuk membentuk jaringan polimer tunggal.

-

Non-kovalen SemiIPN : non-kovalen Semi IPN hanya mengandung satu sistem polimer yang terikat silang.

-

Non-kovalen FullIPN : non-kovalen full IPN terdiri dari dua polimer yang terpisah dan terikat silang secara mandiri.

Gambar 2.1.a) non-kovalen semi IPN,

b) kovalen semi IPN,

c) non-

kovalenfull IPN

2.2.1.2. Berdasarkan Pola -

Novel IPN yaitu polimer yang terdiri dari dua atau lebih jaringan polimer yang sebagian molekulnya bertautan tetapi salah satunya tidak terikat secara kovalen dan tidak dapat dipisahkan kecuali jika ikatan kimianya patah.

-

Sequantial IPN ( IPN berurutan) pada IPN jenis ini komponen polimer jaringan kedua dipolimerisasi terlebih dahulu kemudian dilanjutkan dengan polimerisasi komponen polimer jaringan pertama.


-

Simultaneous IPN ( IPN Serentak ) dipreparasi melalui proses dimana kedua komponen polimer jaringan dipolimerisasi secara bersamaan.

-

Semi IPN terjadi apabila hanya salah satu komponen saja yang terikat silang dan meninggalkan yang lain dalam bentuk linear (Kumar, et.al 2013)

2.3. Poliuretan Poliuretan yang juga disebut polikarbamat (dari asam karbamat, R2NHCO2H), adalah turunan ester-amida dari asam karbonat. Ada dua metode utama untuk pembuatan poliuretan : reaksi biskloroformat dengan diamin dan reaksi diisosianat dengan senyawa-senyawa dihidrasi. Banyak dari produksi poliuretan melibatkan pemakaian poliester-poliester berujung hidroksi dengan berat molekul rendah atau polieter-polieter sebagai monomer dihidroksi. Kopolimer yang fleksibel dari tipe ini tidak hanya bermanfaat sebagai serat tetapi juga dikonversi menjadi elastomer-elastomer yang terikat silang lewat reaksi lebih lanjut dengan diisosianat berlebih, suatu reaksi adisi yang melibatkan nitrogen dari ikatan uretan (Steven,2001). Upaya pertama untuk membuat poliuretan niaga dilakukan oleh Bayer di Jerman yang membuat polimer dari heksana-1,6-diisosianat (heksametilena diisosianat) dari butana 1,4-diol(-1,4-butandiol). Poliuretan mempunyai sifat yang sama dengan nilon, tetapi karena sukar diwarnai dan titik lelehnya lebih rendah, polimer ini pada awalnya tidak banyak diperdagangkan. Akan tetapi, kemudian terjadi kemajuan pesat pada kimia poliuretan yang menghasilkan busa, elastomer, pelapis permukaan, serat,

dan

perekat poliuretan. Busa poliuretan dapat dibentuk bila secara serentak dibuat polimer poliuretan dan suatu gas. Jika proses ini seimbang, gelembung gas terjebak dalam kisi-kisi polimer yang terbentuk busa. Busa yang kenyal dan busa yang kaku juga dibentuk. Busa yang sedikit bersambung-silang bersifat kenyal, sedangkan busa yang banyak bersambung-silang bersifat kaku.


Sintesis dari poliuretan biasanya ditunjukkan sebagai proses pembentukan dari karbamat (uretan) tautan melalui reaksi dari isosianat dan alkohol yang dapat dilihat pada gambar 2.2berikut :

nHO HO

R (

R

OH

OCONH

R'

nOCN

+

NHCO

R'

NCO O )

OCONH

R

R'

NCO

(n-1)

Gambar 2.2 Reaksi Isosianat dan alkohol membentuk uretan (Odian,2004)

Produk busa seperti bantalan tempat duduk dan tempat tidur merupakan aplikasi terbesar dari poliuretan. Air sengaja ditambahkan dalam produksi ini agar membentuk busa poliuretan yang fleksibel. Golongan isosianat bereaksi dengan air untuk membentuk tautan urea dalam rantai polimer dan berubah menjadi karbon dioksida. Reaksinya dapat dilihat pada gambar 2.4 dibawah ini : 2 RNCO +

R

H2O

NH

R

NH

CO

+

CO2

Gambar 2.3Reaksi golongan isosianat dengan air membentuk urea (Odian,2004) Karbon dioksida beraksi sebagai blowing agent untuk membentuk struktur busa pada hasil akhir. Beberapa poliuretan disintesis menggunakan campuran diol dan diamin. Diamin direaksikan dengan golongan isosianat untuk penambahan urea tautan dalam rantai plimer. Tipe poliuretan seperti ini mengandung unit-unit berulang uretan dan urea dapat dilihat pada gambar 2.5. 2 NCO + H2N

R''

NH2

NH CO

NH

R''

NH

CO

NH

Gambar 2.4 Poliuretan yang mengandung unit-unit berulang uretan dan urea (Odian,2004)

Beberapa contoh menunjukkan hanya diamin yang digunakan dalam sintesis. Polimer ini membentuk Poliurea meskipun tipe produk ini disebut sebagai poliuretan(Odian,2004).


Ada dua metode utama untuk pembuatan poliuretan : reaksi biskloroformat dengan diamin dan lebih penting dari perspektif industri., reaksi diisosianat dengan senyawa-senyawa dihidrasi. Biskloroformat, yang dipreparasi lewat reaksi diol atau bisfenol dengan fosgena berlebih (Gambar.2.5), kurang reaktif dari pada klorida-klorida asam; meskipun demikian, ia bereaksi dengan diamin pada suhu rendah dibawah kondisi-kondisi polimerisasi antar permukaan. Poliuretan yang terbentuk dalam reaksi (Gambar.2.6) melebur pada suhu sekitar 180

o

C,

o

dibandingkan dengan 295 C untuk poliamida yang strukturnya sebanding.

O

C

2Cl

+

Cl

R

HO

OH

Diol

Fosfogena

O

O

C

Cl

2HCl

+

Cl

C

O

R

O

Biskloroformat

Gambar

2.5Reaksi

fosfogena

dan

diol

membentuk

biskloroformat

(Steven,2001) O

O

Cl

C

O

(CH2)2

O

C

Cl

+

H2N

NH2

Diamin

Biskloroformat

O

O

C

(CH2)6

O

(CH2)2

O

C

NH

(CH2)6

NH

+

2HCl

Poliuretan

Gambar 2.6Reaksi Biskloroformat dan Diamin membentuk Poliuretan (Steven,2001)


2.3.1.Komponen Pembentuk Poliuretan 2.3.1.1.Isosianat Gugus isosianat, -NCO merupakan gugus yang sangat reaktif dan dapat membentuk uretan dengan alcohol, reaksi isosianat dan alkohol membentuk uretan dapat dilihat dalam gambar 2.7.

R.NCO

+

R’OH

R.NH.COO.R’

Gambar 2.7 Reaksi Isosianat dan alkohol membentuk uretan (Cowd,1991)

Perekat isosianat merupakan bahan reaktif yang kuat rekatannya pada logam, karet, plastik, gelas, kulit dan kain. Yang terpenting adalah dipoliisosianat, yang gugus-gugus fungsinya efektif berikatan dengan gugus-gugus berkandungan hydrogen aktif (seperti amino, imino, karboksil, sulfonat dan hidroksil). Penggunaannya dapat sendiri atau dicampur larutan elastomer (perekat karet ke logam atau kain), zat pengubah sifat perekat basis karet (serba guna), sebagai reaktan dengan poliester atau polieter menghasilkan poliuretan untuk maksud khusus. Diisosianat juga baik untuk meningkatkan adhesi antara serat polyester dengan karet, yaitu dengan dimasukkan ke karet saat pemrosesan. Diisosianat juga memperbaiki rekatan karet-logam dengan perbandingan tertentu (Hartomo,1992). Isosianat

aromatik

komersil

yang

paling

penting

adalah

toluenediisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), dan naphtalene diisocyanate (NDI). Struktur dari TDI dan MDI dapat dilihat pada gambar 2.8.

CH3 NCO

CH3 NCO

OCN

NCO (i)

(ii)

Gambar 2.8 Struktur (i) 2,4-TDI, (ii) 2,6-TDI (Kricheldorf, 2005)


2.3.1.2.Poliol Komponen dasar kedua dari polimer poliuretan adalah poliol. Poliol polieter (polipropilen glikol dan triol) mempunyai berat molekul antara 400 dan 10000 yang mendominasi teknologi busa. Busa biasanya dibuat dengan triol, yang membentuk produk crosslink dengan diisosianat, sedangkan diol mendominasi dalam teknologi elastomer. Poliol polipropilen oksida (PPO), yang juga disebut polipropilen glikol (PPG) lebih murah dibandingkan poliol lain. Struktur PPG dapat dilihat pada gambar 2.9sebagai berikut :

H

O

HC

H2C

CH3

n

O

R

O

CH2

CH

O

n

H

CH3

Gambar 2.9Struktur PPG (Kricheldorf, 2005)

Poliol merupakan senyawa organic yang memiliki gugus hidroksil lebih dari satu dan dalam industry material sangat banyak digunakan baik sebagai bahan pereaksi maupun additive.Senyawa poliol dapat diperoleh langsung di alam seperti amilum, selulosa, sukrosa dan lignin ataupun olahan industri. Gugus hidroksi pada senyawa organik dapat meningkatkan sifat hidrofil karena disamping gugus fungsi yang aktif bereaksi dengan berbagai pereaksi untuk menghasilkan senyawa baru juga dapat berinteraksi baik melalui dipoledipol yang terbentuk maupun melalui ikatan hidrogen dengan gugus hidrofil dari senyawa lain. (Jung,1998). Busa kenyal pada poliuretan dapat berbahan dasar poliester atau polieter. Dengan kata lain, poliol adalah polyester bermassa molekul nisbi rendah atau polieter yang mengandung gugus hidroksil pada ujungnya. Busa kaku banyak bersambung silang dan hal ini dicapai dengan menggunakan poliol bermassa molekul nisbi kecil, yang sebagian besar adalah polieter alih-alih poliester (Cowd,1991).


2.4. Busa Poliuretan Produksi poliuretan dipakai dalam pembuatan busa-busa yang kuat dan fleksibel. Poliuretan yang berbeda sesuai produk sampingan karbon dioksida merupakan bahan dalam proses pembusaan. Pada salah satu metode, prapolimer yang berujung isosianat berat molekul rendah dibusakan lewat penambahan air, yang menimbulkan kenaikan berat molekul lewat pembentukan gugus-gugus urea dengan melepaskan karbon dioksida secara simultan. Ketika gas yang berkembang menyebabkan polimer membusa, reaksi polimerisasinya menaikkan viskositas dan membentuk busa sebelum pecah. Busa-busa yang fleksibel biasanya dipreparasi dari polyester atau polieter dihidroksi, basa yang kuat dari prapolimer polihidroksi. Busa yang kuat kadang dipreparasi tanpaair dengan mereaksikan prapolimer berujung hidroksil dengan diisosianat dalam hadirnya suatu bahan peniup. Dalam hal ini, berat molekul naik lewat ikatan-ikatan uretan. Busa-busa yang fleksibel dipakai sebagai isolator, termasuk laminatlaminat tekstil untuk pakaian musim dingin, panel pelindung pada mobil, kain pelapis, tempat tidur, karpet dasar, spon sintetis dan lainnya. Busa-busa yang keras paling umum dipakai dalam panel-panel konstruksi terisolasi, untuk pengemasan barang-barang yang lunak, untuk furniture ringan, dan untuk flotasi kapal laut. Penggunaan bahan-bahan ini dalam bidang konstruksi telah mendorong usaha-usaha pembuatan poliuretana yang tidak bisa terbakar. (Steven,2001)

2.5. Karet Alam Karet sudah lama sekali digunakan orang. Penggunaannya meningkat sejak Goodyear pertama kali memvulkanisasinya pada tahun 1839 dengan cara memanaskan campuran karet dan belerang (Cowd,1991). Pada tahun 1864 perkebunan karet mulai diperkenalkan di Indonesia. Perkebunan karet dibuka oleh Hofland pada tahun tersebut di daerah Pamanukan dan Ciasem, Jawa Barat. Pertama kali yang ditanam adalah karet rambung atau Ficus elastic. Jenis karet Hevea (Hevea Brasiliensis) baru ditanam pada tahun 1902 di daerah Sumatera Timur. Jenis ini ditanam di Pulau Jawa pada tahun1906 (Tim Penulis,2008).


Karet alam jika dipanasi menjadi lunak dan lekat dan kemudian dapat mengalir. Karet alam larut sedikit demi sedikit dalam benzene. Akan tetapi sebagaimana

karet

alam

divulkanisasi

yakni

dipanasi

bersama

sedikit

belerang(sekitar 2%) ia menjadi bersambung-silangan dan terjadi perubahan yang luar biasa pada sifatnya dimana karet tervulkanisasi jauh lebih tahan regang. Jika karet divulkanisasi dengan jumlah belerang yang lebih besar akan dihasilkan bahan yang sangat keras dan tahan secara kimia yang dikenal dengan ebonite (Cowd,1991). Karet atau elastomer merupakan polimer yang memperlihatkan resiliensi (daya pegas), atau kemampuan meregang dan kembali ke keadaan semula dengan cepat. Sebagian besar mempunyai struktur jaringan. Karet alam eksis dalam bentuk-bentuk yang berbeda, tetapi sejauh ini yang paling penting adalah yang tersusun hampir seluruhnya dari cis-1,4-poliisoprena. Karet merupakan politerpena yang disintesis secara alami melalui polimerisasi

enzimatik

isopentilpirofosfat.

Unit

ulangnya

adalah

sama

sebagaimana 1,4-poliisoprena. Sesungguhnya, isopren merupakan produk degadrasi utama karet, yang diidentifikasi sebagaimana pada awal 1860-an. Bentuk utama dari karet alam, yang terdiri dari 97% cis-1,4-poliisoprena dikenal sebagai Hevea rubber (Steven,2001). Karet alam dapat diperoleh dari hampir lima ratus jenis tanaman yang berbeda. Sumber yang terkenal adalah pohon Hevea Brasiliensis. Karet diperoleh dari getah kulit pohon Hevea ketika dipotong. Getah adalah karet terdispersi yang mengandung 25-40% karet hidrokarbon, yang distabilkan melalui sejumlah protein dan asam lemak(Billmeyer,1984).

2.5.1. Jenis-Jenis Karet Alam Ada beberapa kelebihan-kelebihan yang dimiliki karet alam dibandingkan dengan karet sintesis adalah : a.

Memiliki daya elastis atau daya lenting yang sempurna,

b.

Memiliki plastisitas yang baik sehingga pengolahannya mudah,

c.

Mempunyai daya aus yang tinggi, tidak mudah panas (low heat build up),

d.

Memiliki daya tahan yang tinggi terhadap keretakan.


Ada beberapa macam karet alam yang dikenal, diantaranya merupakan bahan olahan. Bahan olahan ada yang setengah jadi atau sudah jadi. Ada juga karet yang diolah kembali berdasarkan yang sudah jadi. Jenis-jenis karet alam yang dikenal luas adalah : a. Bahan olah karet (lateks kebun, sheet angin, slab tipis, dan lump segar), b. Karet konvensional (ribbed smoked sheet, white crepes dan pale crepe), c. Lateks pekat, d. Karet bongkah atau block rubber, e. Karet spesifikasi teknis atau crumb rubber, f. Karet siap olah atau tyre rubber, dan g. Karet reklim atau reclaimed rubber. Karet bongkah adalah karet remah yang telah dikeringkan dan dikilang menjadi bandela-bandela dengan ukuran yang telah ditentukan.Karet bongkah ada yang berwarna muda dan setiap kelasnya mempunyai kode warna tersendiri. Standar mutu karet bongkah Indonesia tercantum dalam SIR (Standard IndonesianRubber)(TimPenulis,2008).

2.5.2 Standard Indonesian Rubber (SIR) Standar mutu karet bongkah indonesia tercantum dalam Standard Indonesian Rubber (SIR). SIR adalah karet bongkah (karet remah) yang telah dikeringkan dan dikemas menjadi bandela-bandela dengan ukuran yang telah ditentukan. Perbedaan dari tiap jenis karet SIR tersebut adalah pada standar spesifikasi mutu kadar kotoran, kadar abu dan kadar zat menguap yang sesuai dengan Standar Indonesian Rubber. Standar mutu karet bongkah indonesia tercantum dalam tabel 2.1 dibawah ini. (Tim Penulis PS, 1992)


Tabel 2.1. SIR (Standard Indonesian Rubber) No

Komponen

Sir 5L

Sir 5

Sir 10 Sir 20

Sir 50

1

Kadar kotoran maksimum

0,05%

0,05% 0,10% 0,20% 0,50%

2

Kadar abu maksimum

0,50%

0,50% 0,75% 1,00% 1,50%

3

Kadar zat arsiri maksimum

1,0%

1,0%

1,0%

1,0%

1,0%

4

PRI minimum

60

60

50

40

30

5

Plastisitas – P0 minimum

30

30

30

30

30

6

Limit warna (skala lobibond) 6

-

-

-

-

hijau

coklat

merah

kuning

maksimum 7

Kode warna

hijau

Sumber : Thio Goan Loo,1980 2.5.3 Karet Alam SIR 10 Karet alam SIR 10 berasal dari koagulan (lateks yang mudah menggumpal) atau hasil olahan seperti lum, sit angin, getah keping, sisa dan lain-lain, yang diperoleh dari perkebunan rakyat dengan asal bahan baku yang sama dengan koagulum. Langkah-langkah dalam proses pengolahan karet alam SIR 10 yaitu dengan pemilihan bahan baku yang baik, koagulum (lum mangkok, sleb, sit angin, getah sisa, dll). Kemudian dilakukan pembersihan dan pencampuran. Proses pengeringan dilakukan selama 10 hari sampai 20 hari. Kemudian dilakukan proses peremahan, pengeringan, pengemasan bandela (setiap bandela 33 kg atau 35 kg) dan karet alam SIR 10 siap untuk diekspor (Ompusunggu, 1987).

2.5.4 Vulkanisasi Vulkanisasi merupakan istilah umum yang diterapkan ke reaksi ikat silang polimer-polimer, khususnya elastomer. Reaksi ikat silang terinisiasi peroksida dari polimer-polimer jenuh seperti polietilena. Tidak semua polimer-polimer vinil bisa diikat silang dengan peroksida, sebagai contoh polipropilena dan poli (vinil klorida) lebih mudah mengalami degadrasi daripada ikat silang. Metode vulkanisasi tertua, yang ditemukan secara terpisah pada tahun 1839 oleh Goodyear di USA dan Maclntosch dan Hancock di Inggris, menggunakan unsur belerang. Pada prinsipnya mekanismenya berupa mekanisme ionik, yang melibatkan adisi ke ikatan rangkap dua untuk membentuk suatu zat


antara ion sulfonium yang kemudian mengabstraksi ion hidrida atau menyerahkan proton untuk membentuk kation-kation baru yang mempropagasi reaksi tersebut. Terminasi terjadi melalui reaksi antara anion sulfenil dan karbokation. Laju vulkanisasi dengan belerang, pada umumnya dinaikkan dengan menambah

akselerator-akselerator

seperti

garam-garam

seng

dari

asam

ditiokarbamat atau senyawa-senyawa organobelerang seperti disulfide. Senyawasenyawa lain, khususnya seng oksida dan asam stearat, juga ditambahkan sebagai aktivator.(Steven,2001)

2.6.Komposit Komposit merupakan material yang tersusun dari gabungan dua atau lebih komponen yang berbeda. Batasan pada polimer, pengertian ini termasuk kopolimer plastik yang memperkuat, Carbon black yang diisi karet dan sebagainya (Bhatnagar,2004) Material komposit didefinisikan sebagai kombinasi antara dua material atau lebih yang berbeda bentuk, komposisi kimia, dan tidak saling melarutkan antar material. Material yang satu berfungsi sebagai penguat dan material yang lain berfungsi sebagai pengikat untuk menjaga kesatuan unsur-unsurnya. Sedangkan penggabungan dua atau lebih material dengan pengisi (filler) dari bahan-bahan alami disebut dengan biokomposit. Dalam penyusunan komposit, salah satu material penyusun dapat ditentukan fraksi volume untuk mendapatkan sifat akhir yang diinginkan. Secara umum terdapat dua kategori material penyusun komposit yaitu matriks dan reinforcement. Adapun pembagian komposit berdasarkan bentuk penguatnya yaitu : 1.

Komposit partikal (particulate composites) merupakan komposit yang menggunakan partikel serbuk sebagai penguatnya dan terdistribusi secara merata dalam matriksnya.

2.

Komposit serat merupakan komposit yang terdiri dari serat dan matriks dimana fungsi serat sebagai penopang kekuatan komposit.

3.

Komposit lapis (laminates composites) merupakan komposit yang terdiri dari dua lapis atau lebih yang digabung menjadi satu dan setiap lapisnya mempunyai karakteristik sifat sendiri (Jones,1975).


2.7. Bahan Tambahan (additive) Tujuan bahan tambahan yaitu untuk mengubah sifat-sifat polimer dan untuk meningkatkan kemampuan prosesnya.Bahan tambahan untuk mengubah sifat dari pigmen dan odoran yang dipakai karena alasan estetis terhadap bahan-bahan pemlastis yang dipakai untuk memperbaiki sifat-sifat mekanik. Bahan tambahanjuga bervariasi misalnya : 1. Pelumas digunakan untuk mencegah lengket di mesin-mesin pemroses hingga senyawa-senyawa yang mengubah struktur kimia. 2. Pemlastis digunakan untuk menaikkan fleksibilitas, tetapi juga mengurangi viskositas leburan untuk mempermudah pencetakan atau ekskursi, bahan pemlastis yang dipakai senyawa aromatik berupa di-2-etilheksilftalat. 3. Antioksidan digunakan untuk mencegah terjadinya degadrasi oksidatif, yang umum digunakan yaitu senyawa Zink Oksida. 4. Bahan Kopling berfungsi untuk memperbaiki pengikatanantara polimer dan bahan pengisi. Terdapat juga bahan-bahan pengisi yang berfungsi sebagai pemerkuat yang muncul dalam dua bentuk yaitu serat dan butiran (serbuk).Contoh dari bentuk serbuk yaitu karbon hitam yang dipakai untuk memperkuat karet alam dan sintetis. Bahan tambahan digunakan untuk menambah kwantitas polimer tersebut.( Steven,2001)

2.8. Titanium Dioksida Titanium Dioksida (TiO2) disebut juga Titanium (IV) oksida merupakan bentuk oksida dari titanium secara kimia dapat dituliskan TiO2.Senyawa ini dapat dimanfaatkan secara luas sebagai pigmen bakterisida, pasta gigi, fotokatalis dan elektroda dalam sel surya.Titanium dioksida dapat dihasilkan dari reaksi antara senyawa titanium tetraklorida (TiCl4) dan O2 yang dilewatkan melalui lorong silica pada suhu 700°C. Senyawa TiO2 bersifat amfoter, terlarut secara lambat dalam H2SO4(aq) pekat. Sifat senyawa TiO2 adalah tidak tembus cahaya, dan berwarna putih.Titanium dioksida sangat stabil pada temperatur tinggi, amorf, dan tidak higroskopis. Tidak larut dalam H2SO4

encer,

HCl, HNO3 , pelarut-pelarut

organic dan air (Rowe,2006).


2.9. Karakterisasi Polimer Pada dasarnya analisis permukaan melibatkan radiasi permukaan dengan sumber energi (foton, elektron atau ion) yang cukup untuk menembus dan menimbulkan beberapa jenis transisi yang menghasilkan emisi dari permukaan berkas energi yang bisa dianalisis. Untuk bahan komersial yang besar, sifat-sifat mekanik merupakan aspek yang mendasar.Meskipun sifat-sifat lainnya seperti ketahanan nyala, stabilitas termal, dan ketahan kimia mempunyai kaitan dalam aplikasi yang lebih spesifik, semua polimer apapun pemakaiannya harus memperlihatkan suatu daerah sifat mekanik yang terspesifikasi cocok untuk aplikasi tersebut. Pengukuran sifat-sifat mekanik biasanya dilakukan dengan mengukur kekuatan tarik, modulus, elongasi, suatu spesimen uji dijepit pada kedua ujungnya.Salah satu ujung dibuat tetap, dan diaplikasikan dengan suatu beban yang naik sedikit demi sedikit ke ujung lainnya sampai sampel tersebut patah. Suatu instrument pengujian khas yang mengukur secara otomatis stress dan strain dengan beban-beban skala penuh.

2.9.1. Fourier Transform Infrared (FT-IR) Dalam teknik spektroskopi inframerah, sampel molekul disinari dengan radiasi inframerah dengan bilangan gelombang tertentu. Beberapa bilangan gelombang radiasi yang sesuai dengan frekuensi vibrasi akan diserap dan radiasi yang diteruskan diamati dengan suatu detektor fotolistrik (Wirjosentono, 1995). Spektroskopi inframerah bermanfaat untuk kajian mikrostruktur maupun gugus fungsi dalam polimer. Komposisi kopolimer olefin, gugus nitril, hidroksi sampai ketidakjenuhan dapat diungkapkan (Hartomo, 1995). Metode Fourier Transform (FT) menggunakan prinsip interferometri, yang kelebihan dari FT-IR ini mencakup persyaratan ukuran sampel yang kecil, perkembangan spektrum yang cepat, dankarena instrument ini memiliki komputer yang terdedikasi kemampuan untuk menyimpan dan memanipulasi spektrum . Spektrum-spektrum dispersif dari sebagian besar polimer impor komersial telah dicatat,oleh karenanya identifikasi kualitatif zat-zat yang tidak diketahui seringkali bisa diselesaikan melalui perbandingan. Ini mencakup polimer-polimer


yang memiliki stereokimia atau distribusi rangkaian monomer yang bervariasi, karena perbedaan demikian biasanya menghasilkan spektrum-spektrum yang berbeda. Di mana spektrum-spektrum komparatif tidak tersedia, pengetahuan ke struktur polimer bisa diperoleh melalui pertimbangan yang wajar terhadap pitapita absorpsi gugus fungsional , atau dengan membandingan spektrum dengan spektrum

senyawa-senyawa

model

berat

terkarakterisasi dengan struktur yang mirip.

molekul

rendah

yang

siap

Lepas dari perbedaan-perbedaan

yang diharapkan dalam daerah tekukan C-H aromatik (650-900 cm-1) yang timbul dari cincin-cincin benzena para-disubstitusi

versus monosubstitusi, spektrum-

spektrum tersebut cukup sebanding. FT-IR sangat berguna karena spektrum-spektrum bisa di-scan, disimpan, dan ditransformasikan dalam hitungan detik, teknik ini memudahkan penelitianpenelitian reaksi-reaksi polimer seperti degradasi atau ikat silang. Persyaratanpersyaratan ukuran sampel yang sangat kecil mempermudah kopling instrumen FT-IR dengan suatu mikroskop untuk analisis bagian-bagian sampel polimer yang sangat terlokalisasi (Steven,2001).

2.9.2. Scanning Electron Microscopy SEM berbeda dengan mikroskopi elektron transmisi (TEM) dalam hal bahwa suatu berkas insiden elektron yang sangat halus di-scan menyilangi permukaan sampel dalam sinkronisasi dengan berkas tersebut dalam tabung sinar katoda. Elektron-elektron yang terhambur digunakan untuk memproduksi sinyal yang memodulasi berkas dalam tabung sinar katoda, yang memproduksi suatu citra dengan kedalaman medan yang besar dan penampakan yang hampir tiga dimensi . Dalam penelitian morfologi permukaan SEM terbatas pemakainannya, tetapi memberikan informasi yang bermanfaat mengenai topologi permukaan dengan resolusi sekitar 100 Å. Aplikasi-aplikasi yang khas mencakup penelitian disperse-dispersi pigmen dalam sel, pelepuhan atau peretakan koting, batas-batas fasa dalam polipaduan yang tak dapat campur, struktur sel busa-busa polimer, dan kerusakan pada bahan perekat. SEM teristimewa berharga dalam mengevaluasi betapa penanaman (implant) bedah polimerik bereaksi baik dengan lingkungan bagian tubuhnya (Steven, 2001).


2.9.3. Uji Tarik Sifat mekanis biasanya dipelajari dengan mengamati sifat kekuatan tarik (σt ) menggunakan alat pengukur tensometer atau dinamometer, bila terhadap bahan diberikan tegangan. Secara praktis, kekuatan tarik diartikan sebagai besarnya beban maksimum (Fmaks) yang dibutuhkan untuk memutuskan spesimen bahan, dibagi dengan luas penampang bahan. Karena selama di bawah pengaruh tegangan, spesimen mengalami perubahan bentuk (deformasi) maka definisi kekuatan tarik dinyatakan dengan luas penampang semula (Ao). σt =

𝑭𝑭𝑭𝑭𝑭𝑭𝑭𝑭𝑭𝑭

(2.1)

𝑨𝑨𝑨𝑨

Selamaperubahanbentuk,dapatdiasumsikanbahwa

volume

spesimentidakberubah.Perpanjanganteganganpadasaatbahanterputusdisebutkemul uran.Besarankemuluran (ε) dapatdidefenisikansebagaiberikut : 𝒍𝒍−𝒍𝒍𝒍𝒍

ε=

𝒍𝒍𝒍𝒍

x 100 %

(2.2)

keterangan :l0 = panjangspecimenmula-mula (mm) l = panjang spesimen saat putus (mm) ε = Kemuluran (%)

(Wirjosentono, 1995)

2.9.4.Persentase Ikat Silang Derajat ikat silang dalam karet dapat ditentukan setelah sokletasi dengan sikloheksana mendidih selama 8 jam.Sampel dikeringkan pada suhu 80°C selama 30 menit dan ditimbang. Persentase ikat silang dalam campuran kemudian dihitung dengan rumus sebagai berikut :

% 𝑰𝑰𝑰𝑰𝑰𝑰𝑰𝑰 𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔 =

𝑾𝑾𝑾𝑾 𝑾𝑾𝑾𝑾

× 𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏%

(2.3)

Dimana Wg dan Wo adalah berat sampel setelah dan sebelum sokletasi. Persentase Ikat silang yang dihasilkan menandakan adanya interaksi yang kuat antara komponen campuran.


BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents