PEMANFAATAN LIMBAH PLASTIK POLIETILENA TEREFTALAT (PET) SEBAGAI MATRIK KOMPOSIT DENGAN BAHAN PENGUAT KACA SERAT SKRIPSI TARRA SPEKTRIMA

PEMANFAATAN LIMBAH PLASTIK POLIETILENA TEREFTALAT (PET) SEBAGAI MATRIK KOMPOSIT DENGAN BAHAN PENGUAT KACA SERAT

SKRIPSI

TARRA SPEKTRIMA 040802030

DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

Tarra Spektrima : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena Tereftalat (PET) Sebagai Matrik Komposit Dengan Bahan Penguat Kaca Serat, 2009. USU Repository © 2009

PEMANFAATAN LIMBAH PLASTIK POLIETILENA TEREFTALAT (PET) SEBAGAI MATRIK KOMPOSIT DENGAN BAHAN PENGUAT KACA SERAT SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains


DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009


PERSETUJUAN

Judul

Kategori Nama NIM Program Studi Departemen Fakultas

PEMANFAATAN LIMBAH PLASTIK POLIETILENA TEREFTALAT (PET) SEBAGAI MATRIK KOMPOSIT DENGAN BAHAN PENGUAT KACA SERAT : SKRIPSI : TARRA SPEKTRIMA : 040802030 : SARJANA (S1) KIMIA : KIMIA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di Medan, Maret 2009 Komisi Pembimbing

:

Pembimbing 2

Pembimbing 1

Prof. Basuki Wirjosentono.MS.Ph.D NIP. 130809725

Drs. Amir Hamzah Siregar, M.Si NIP. 131945358

Diketahui/Disetujui oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

DR. Rumondang Bulan Nst. MS NIP. 131459466


PERNYATAAN

PEMANFAATAN LIMBAH PLASTIK POLIETILENA TEREFTALAT (PET) SEBAGAI MATRIK KOMPOSIT DENGAN BAHAN PENGUAT KACA SERAT

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Maret 2009



PENGHARGAAN

Syukur Alhamdulillah kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini. Penghormatan dan penghargaan tiada terhingga kepada Ayahanda Zul Alkaf, BSc dan Ibunda Denny Ariany, Malita Voyagia dan Enka Kanary selaku kakak dan adik penulis, beserta seluruh keluarga tercinta sebagai sumber motivasi, cinta dan kasih saying terbesar kepada penulis. Ungkapan rasa terima kasih yang sebasar-besarnya kepada : 1. Bapak Drs. Amir Hamzah, M.Si selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis dalam melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini. 2. Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS.Ph.D selaku dosen pembimbing II yang juga telah memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis dalam melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini. 3. Ibu DR. Rumondang Bulan MS dan Bapak Drs. Firman Sebayang, M.Si selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU. 4. Bapak Drs. Nimpan Bangun, MSc selaku dosen wali. 5. Bapak dan Ibu dosen pengajar FMIPA USU khususnya jurusan kimia yang telah banyak memberikan berbagai disiplin ilmu pengetahuan selama masa perkuliahan. 6. Bapak dan Ibu dosen staf Laboratorium Kimia Fisika dan Laboratorium Kimia Polimer untuk ilmu pengetahuan dan arahan yang diberikan kepada penulis. 7. Seluruh staf pegawai jurusan kimia FMIPA USU yang telah banyak memberi bantuan berupa kelancaran administrasi dalam menyelesaikan studi penulis. 8. Kak Mas, Bang Edi dan Bang Man selaku staf Laboratorium Kimia Fisika, Laboratorium Kimia Polimer dan Laboratorium Penelitian FMIPA USU yang sudah banyak membantu dalam penelitian penulis dan memberikan pengarahan penggunaan fasilitas laboratorium. 9. Kakanda Misbah Hussudur yang telah banyak memberikan bantuan, semangat dan dukungan kepada penulis demi selesainya penulisan skripsi ini. 10. Rekan-rekan asisten Laboratorium Kimia Fisika dan Laboratorium Kimia Polimer: Fendi, Fadli, Kiki, Sari, Sri, Rina, Rahma, Mega, Reni, Nia, Mail dan Adi, atas kebersamaan , persahabatan dan dukungan yang kalian berikan. 11. Teman-teman seangkatan 2004 : Pipit, Jasmer, Esther, Eve, Yeni, Atun, Fendi, Fadli, Sari, Kiki, Sri, Ina, Ika, Mona, Yusbarina, Iva, Wilda, Ridwan, Reva, Melfa, Julia, Hisar, Ricardo, Raskita, Marisi, Desy, Mangisi, Vera, Rosida, Desmi, Aisyah, Yohana, Doly, Kardi, John, Wespan, Dinand, Daus, Hajrul. Semoga keinginan dan cita-cita kita semua dapat tercapai.


12. Rekan-rekan Kimia Ekstensi selama melakukan penelitian : Ika, Oni, Bang Moan dan Bang Iwan, juga buat Kak Ita dan teman-teman yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu. Semoga kita semua menjadi orang-orang yang beruntung dan mendapatkan perlindungan dari Allah SWT. Amin.


ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian mengenai pembuatan komposit dari limbah plastik PET dengan bahan penguat kaca serat. Pencampuran dilakukan secara pencampuran kering dengan perbandingan komposisi limbah PET dan kaca serat adalah 9:1, 8:2, 7:3, 6:4 dan 5:5. Untuk mengetahui kualitas komposit yang dihasilkan dilakukan dengan analisa uji tarik dan diperoleh peningkatan maksimum pada perbandingan 7:3 yaitu kekuatan tarik 5.53 Kgf/mm2 dan kemuluran 12.53% yang kemudian ditambahkan dengan orto klorofenol sebagai bahan pembasah dengan variasi konsentrasi 1%, 2%, 3%, 4% dan 5% dan diperoleh peningkatan maksimum pada penambahan orto klorofenol 4% yaitu kekuatan tarik sebesar 7.33 Kgf/mm2 dan kemuluran 15.87%. Dari hasil analisa termal dengan DTA diperoleh bahwa penambahan kaca serat dan orto klorofenol dapat meningkatkan suhu transisi kaca yang menunjukkan peningkatan daya ketahanan termal komposit. Dari hasil analisa gugus fungsi dengan FTIR menunjukkan bahwa hasil pencampuran PET dan kaca serat hanya merupakan interaksi secara fisik.


ABSTRACT

The research has been carried out about making composite from plastic PET waste and fiber glass as reinforced agent. The mixture has been done with dry mixing with the composition ratio of PET waste and fiber glass 9:1, 8:2, 7:3, 6:4 and 5:5. In order to know the quality of produced composite applied with pull test analysis and the maximum increase achieved for ratio 7:3 with a tensile strength 5.53 Kgf/mm2 and elongation 12.53% and then added with orto chlorophenol as wetting agent with the variation of concentration 1%, 2%, 3%, 4% and 5%. The maximum increase achieved for adding orto chlorophenol 4% with a tensile strength 7.33 Kgf/mm2 and elongation 15.87%. From the result of thermal analysis with DTA achieved that the added of fiber glass and orto chlorophenol increasing of composite conductivity thermal. From the result of functional groups analysis with FTIR showed that the mixture of PET and fiber glass were just physical interaction.


DAFTAR ISI

Halaman Persetujuan

ii

Pernyataan

iii

Penghargaan

iv

Abstrak

v

Abstract

vi

Daftar Isi

vii

Daftar Tabel

x

Daftar Gambar

xi

BAB I

PENDAHULUAN

1

1.1 Latar Belakang

1

1.2 Permasalahan

2

1.3 Tujuan Penelitian

3

1.4 Manfaat Penelitian

3

1.5 Lokasi penelitian

3

1.6 Metodologi Penelitian

3

1.7. Pembatasan Masalah

4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

5

2.1 Material Komposit

5

2.2 Plastik

6

2.2.1 Termoplastik

6

2.2.2 Termoset

6

2.2.3 Polietilena Tereftalat

6

2.3 Bahan Pengisi

8

2.4 Kaca Serat (Fiber Glass)

9

2.5 Pengujian Kekuatan Tarik dan Kemuluran

10


2.6 Analisis Spektroskopi Infra Merah

11

2.7 Analisis Termal Deferensial (DTA)

12

BAB III BAHAN DAN METODE PENELITIAN

14

3.1 Bahan-bahan yang digunakan

14

3.2 Alat-alat yang digunakan

14

3.3 Prosedur Penelitian

15

3.3.1 Penyediaan Sampel

15

3.3.2 Pembuatan Poliblen

15

3.3.3 Prosedur Pembuatan Spesimen

15

3.3.4 Penyediaan Spesimen dan Karakterisasi Hasil Spesimen

16

3.3.4.1. Analisa Kekuatan Tarik dan Kemuluran

16

3.3.4.2. Analisa Sifat Termal dengan Metode Differential Thermal Analysis (DTA) 3.3.4.3. Analisa Spektroskopi Infra Merah (FT-IR) 3.4 Bagan Penelitian

16 17 18

3.4.1 Pembuatan Papan Komposit dari Perbandingan Campuran PET dan Kaca Serat 9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5.

18

3.4.2 Pembuatan Papan Komposit dari Perbandingan Optimal PET dan Kaca Serat dengan Penambahan Bahan Pembasah orto klorofenol

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

19

20

4.1 Pengujian Sifat Mekanik Papan Komposit dengan Variasi Perbandingan Komposisi PET dan Kaca Serat

20

4.2 Pengujian Sifat Mekanik Papan Komposit dengan Variasi Konsentrasi Bahan Pembasah orto klorofenol 4.3 Analisis Spektrum Infra Merah (FTIR)

20 21

4.4 Analisis Termal dengan Menggunakan Analisis Termal Deferensial (DTA)

22


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

24

5.1 Kesimpulan

24

5.2 Saran

24

DAFTAR PUSTAKA

25

LAMPIRAN

27


DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Pengelompokan Bahan Pengisi

9

Tabel 3.1 Bahan-bahan Penelitian

14

Tabel 3.2 Alat-alat Penelitian

14

Tabel 1

Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik (σt) dan Kemuluran (ε) Papan Komposit dengan Variasi Perbandingan Komposisi PET dan Kaca Serat

Tabel 2

28

Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik (σt) dan Kemuluran (ε) Papan Komposit PET dan Kaca Serat dengan Variasi Konsentrasi orto klorofenol

30


DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1 Struktur Polietilena Tereftalat

7

Gambar 3.1 Bentuk Spesimen Uji Tarik dan Kemuluran ASTM D-638-72-Tipe IV Gambar 1

Grafik Pengaruh Perbandingan Komposisi PET dan Kaca Serat Terhadap Kekuatan Tarik (σt) Papan Komposit

Gambar 2

28

Grafik Pengaruh Perbandingan Komposisi PET dan Kaca Serat Terhadap Kemuluran (ε) Papan Komposit

Gambar 3

16

29

Grafik Pengaruh Konsentrasi orto klorofenol (%) Terhadap Kekuatan Tarik Papan Komposit PET dan Kaca Serat (Kgf/mm2) 30

Gambar 4

Grafik Pengaruh Konsentrasi orto klorofenol (%) Terhadap Kemuluran Papan Komposit PET dan Kaca Serat (%)

31

Gambar 5

Spektrum FT-IR Polietilena Tereftalat Komersil

32

Gambar 6

Spektrum FT-IR Limbah Polietilena Tereftalat

33

Gambar 7

Spektrum FT-IR Komposit Limbah PET dan Kaca Serat

34

Gambar 8

Spektrum FT-IR Komposit Limbah PET dan Kaca Serat dengan

Gambar 9

orto klorofenol

35

Termogram Analisa DTA Limbah Polietilena Tereftalat

36

Gambar 10 Termogram Analisa DTA Komposit Limbah PET dan Kaca Serat 37 Gambar 11 Termogram Analisa DTA Komposit Limbah PET dan Kaca Serat dengan orto klorofenol

38


BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Polietilena tereftalat (PET) adalah poliester termoplastik yang secara luas digunakan dalam bebagai aplikasi yaitu dalam tekstil serat, film, dan produk yang dicetak. Dimana PET tanpa bahan penguat hampir terbatas penggunaannya dalam plastik teknik, PET yang diperkuat serat pendek meningkatkan penggunaanya dalam aplikasi yang lebih luas, seperti lengan kipas kaca mobil, stop kontak lampu, pegangan pada pemanggang, dsb. Salah satu alasan utama dalam penyebaran penggunaan PET adalah kemungkinannya dalam menghasilkan sejumlah kualitas yang berbeda dalam skala luas berat molekul dalam satu multi produk hasil polimerisasi . Selain itu, diantara semua jenis plastik, PET telah mendapat banyak perhatian dalam hal daur ulang, seiring dengan relatif besarnya ketersediaan botol PET. Faktanya, pemisahan botol PET dari kumpulan limbah adalah contoh yang berhasil dalam proses daur ulang polimer. (Pegoretti, 2004)

Komposit adalah suatu sistem bahan yang tersusun dari suatu campuran atau kombinasi dari dua atau lebih konstituen atau makro yang berbeda dalam bentuk atau komposisi bahan yang tidak larut satu sama lainnya. (Schwartz,2004)

Hasil penggabungan antara matriks polimer yang umumnya merupakan suatu senyawa polimer yang dikenal dengan sebutan resin dengan suatu bahan pengisi yang memperkuat bahan tersebut dengan penggabungan yang karakteristik akan menghasilkan kombinasi sifat yang diinginkan oleh pembuat bahan. Hal ini dikarenakan

komponen-komponen

komposit

ini

dapat

disusun

dan

diatur

pencampurannya sehingga sifat daripada komposit terutama kekuatannya dapat diatur Tarra Spektrima : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena Tereftalat (PET) Sebagai Matrik Komposit Dengan Bahan Penguat Kaca Serat, 2009. USU Repository © 2009

(tailorability). Hal ini menjadi keunggulan daripada bahan yang bukan komposit, di lain pihak sifat komposit tahan terhadap korosi, kekuatan jenis yang tinggi dan tampilan bahan komposit yang ringan yang menjadikan komposit sebagai bahan pilihan.(http://www.forumsains.com/teknologi_material_ko mposit)

Manfaat utama dari penggunaan komposit adalah mendapatkan kombinasi sifat kekuatan serta kekakuan yang tinggi dan berat jenis yang ringan. Dengan memilih kombinasi material serat dan matrik yang tepat kita dapat membuat suatu material komposit dengan sifat yang tepat dan hampir sama dengan kebutuhan sifat untuk suatu struktur tertentu dan tujuan tertentu pula.

Kaca serat adalah material yang paling umum digunakan sebagai serat. Namun, teknologi komposit saat ini telah banyak menggunakan karbon murni sebagai serat. Serat karbon memiliki kekuatan yang lebih baik dibandingkan sebagai penguat untuk banyak produk plastik, material komposit yang dihasilkan dikenal sebagai plastik diperkuat gelas. (http://www.evidenttech.com/quantum_dots_polymer_solution_and_partcles)

Pegoretti (2004), telah menggunakan kaca serat berupa serat pendek untuk memperkuat PET dengan menggunakan proses ekstruksi sebagai proses pencampuran. Zulnari (2007), telah membuktikan bahwa untuk meningkatkan kekuatan komposit secara mekanis dengan menggunakan bahan pembasah orto klorofenol yang meningkatkan adhesi permukaan kaca serat dengan matrik PET. Berdasarkan uraian diatas maka peneliti mencoba memanfaatkan limbah PET sebagai matrik komposit dengan bahan penguat kaca serat melalui proses pencampuran kering dengan penambahan bahan pembasah orto klorofenol.

1.2. Permasalahan

1. Bagaimanakah limbah polietilena tereftalat untuk digunakan sebagai matrik komposit dengan penguat kaca serat.


2. Bagaimanakah pengaruh komposisi kaca serat terhadap sifat fisik dan mekanis komposit. 3. Bagaimanakah pengaruh bahan pembasah orto klorofenol terhadap sifat mekanis komposit polietilena tereftalat dengan penguat kaca serat. 1.3. Tujuan Penelitian

1. Sebagai upaya pemanfaatan limbah berupa botol plastik polietilena tereftalat sebagai matrik pembuatan komposit. 2. Untuk mengetahui pengaruh komposisi kaca serat terhadap sifat fisik dan mekanis komposit. 3. Untuk mengetahui pengaruh bahan pembasah orto klorofenol terhadap sifat mekanis komposit polietilena tereftalat dengan penguat kaca serat.

1.4. Manfaat Penelitian

Adapun hasil penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan suatu komposit dari matrik limbah botol plastik polietilena tereftalat yang memiliki sifat dan kekuatan mekanis yang lebih baik dan dapat menghasilkan suatu bahan baku plastik yang mempunyai nilai tambah yang digunakan dalam bidang industri.

1.5. Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di laboratorium Kimia Polimer, laboratorium Penelitian Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, serta laboratorium Scanning Elektron Mikroskopi PTKI, serta laboratorium Bea Cukai Belawan.

1.6. Metodologi Penelitian

1. Penelitian ini dilakukan dalam skala laboratorium. 2. Komposit dibuat berupa film tipis dengan ketebalan 2 mm berdasarkan ASTM D-638-72-tipe IV. Tarra Spektrima : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena Tereftalat (PET) Sebagai Matrik Komposit Dengan Bahan Penguat Kaca Serat, 2009. USU Repository © 2009

3. Uji mekanis komposit dilakukan dengan pengukuran nilai kekuatan tarik (σt), dan kemuluran (ε). 4. Uji ketahanan termal dengan menggunakan metoda analisa termal deferensial (DTA). 5. Uji perubahan gugus fungsi dilakukan dengan metoda spektroskopi infra merah (FT-IR). 6. Adapun variabel yang digunakan antara lain: Variabel tetap: -

suhu penekanan

Variabel bebas: -

konsentrasi orto klorofenol dalam etanol

-

komposisi PET : kaca serat

Variabel terikat: -

kekuatan mekanis komposit yaitu nilai kekuatan tarik (σt) dan kemuluran (ε).

-

Nilai ketahanan termal komposit dari hasil analisa DTA.

-

Perubahan gugus fungsi dari hasil analisa spektroskopi infra merah.

1.7. Pembatasan Masalah

1. Limbah plastik yang digunakan adalah limbah plastik polietilena tereftalat yang merupakan limbah dari botol air minum dalam kemasan. 2. Komposisi polietilena tereftalat : kaca serat adalah 9:1 , 8:2 , 7:3 , 6:4 , 5:5. 3. Bahan pembasah yang digunakan adalah orto klorofenol dalam etanol dengan variasi konsentrasi 1%, 2%, 3%, 4%, dan 5%. 4. Parameter yang diamati meliputi sifat mekanik yaitu uji tarik dan kemuluran, perubahan gugus fungsi diamati dengan analisis spektroskopi infra merah (FT-IR) dan ketahanan termal dengan menggunakan analisa termal deferensial (DTA).


BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Material Komposit

Sebuah komposit ialah senyawa yang terbuat dari dua material yang berbeda yang bila digabungkan, memiliki sifat yang lebih superior dari material asli. Sebagai contoh, sebuah komposit akan lebih kuat atau getas dibandingkan dengan komponen individualnya. ( http://www.forumsains.com/teknologi_material_komposit )

Komposit adalah suatu material yang terbentuk dari kombinasi dua atau lebih material, dimana sifat

mekanik dari material pembentuknya berbeda-beda.

Dikarenakan karakteristik pembentuknya berbeda-beda, maka akan dihasilkan material baru yaitu komposit yang mempunyai sifat mekanik dan karakteristik yang berbeda dari material-material pembentuknya.

Komposit dibentuk dari dua jenis material yang berbeda, yaitu: 1. Penguat (reinforcement), yang mempunyai sifat kurang dapat dibentuk tapi lebih kaku serta lebih kuat. 2. Matrik, umumnya lebih dapat dibentuk tetapi mempunyai kekuatan dan kekakuan yang lebih rendah.

Komposit serat merupakan jenis komposit yang hanya terdiri dari satu lamina atau satu lapisan yang menggunakan penguat berupa serat. Serat yang digunakan bisa Tarra Spektrima : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena Tereftalat (PET) Sebagai Matrik Komposit Dengan Bahan Penguat Kaca Serat, 2009. USU Repository © 2009

berupa kaca serat, serat karbon, dan sebagainya. Serat ini bisa disusun secara acak maupun dengan orientasi tertentu bahkan bisa juga dalam bentuk yang lebih kompleks seperti anyaman. ( http://en.wikipedia.org/wiki/Composite_material )

Matrik harus memenuhi fungsi-fungsi sebagai berikut: mengikat serat-serat dan menjaga permukaan tidak rusak, menjaga serat terdispersi dan terpisah, efisien memindahkan tegangan ke serat dengan perekatan dan gesekan , serasi termal dengan penguatnya, serta serasi kimia dengan serat dalam jangka waktu lama. ( Feldman,D., 1995 )

2.2. Plastik

Plastik adalah bahan polimer yaitu suatu bahan yang terdiri dari ratusan bahkan ribuan atom yang terbentuk dari rangkaian berulang beberapa molekul yang kecil yang membentuk rangkaian. ( Hall, 1990 ) Plastik sering kali dibagi menjadi 2 golongan yaitu termoplastik dan termoset.

2.2.1. Termoplastik Dari golongan ini ada 4 bahan komoditas yang terkenal yaitu polietilena (PE), polietilena tereftalat (PET), polipropilena (PP), polistirena (PS) dan polivinil klorida (PVC). Istilah termoplastik ini menunjukkan bahwa bahan-bahan yang termasuk golongan ini melebur jika dipanaskan dan dapat diproses dengan berbagai teknik pencetakan. Pada kelompok ini, bila bahan dipanaskan akan melunak kemudian mencair sehingga dapat diproses sesuai dengan mesin yang digunakan dan akan menghasilkan suatu barang setelah didinginkan. Proses ini dapat dilakukan berulang kali. 2.2.2. Termoset Dari golongan ini antara lain dikenal alkid, amino dan resin fenolik, epoksi, poliester dan poliuretan tak jenuh. Bahan-bahan dari golongan ini tidak dapat dilebur. ( Hall, 1990 )

2.2.3. Polietilena Tereftalat (PET) Tarra Spektrima : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena Tereftalat (PET) Sebagai Matrik Komposit Dengan Bahan Penguat Kaca Serat, 2009. USU Repository © 2009

Pada tahun 1992 Whin Field dan Dickson membuat suatu poliester yang mereka sebut polietilena tereftalat. Pemasukkan cincin benzen ke dalam rantai ternyata meningkatkan kekakuan rantai dan juga titik lunaknya, menghasilkan poliester yang sangat berguna bagi pembentukan serat dan plastik. ( Cowd, 1990 )

PET merupakan jenis poliester termoplastik yang umum digunakan sebagai kemasan air minum. Poliester ini keras, kuat, materinya juga stabil dan tidak menyerap air, memiliki sifat baik untuk pelindung terhadap gas dan bahan kimia, kristalinitasnya bervariasi dari bentuk amorf hingga kristalin. PET sangat transparan dan tidak berwarna tetapi dalam bentuk tipis, biasa berwarna putih dan gelap.

Gambar 2.1. Struktur Polietilena tereftalat

O

O

O

C

C

O

CH2

CH2

n Polietilena tereftalat

PET terbuat dari dimetil tereftalat yang dieraksikan dengan etilen glikol melalui reaksi transesterifikasi yang menghasilkan bis-(2-hidroksietil) tereftalat dan metanol tetapi jika dipanaskan pada suhu 210oC metanol akan menguap. Kemudian bis-(2hidroksietil) tereftalat dipanaskan hingga 270oC dan reaksinya membentuk polietilena tereftalat dan etilen glikol sebagai hasil akhir. ( Gacther, 1990 )

Dalam produksi poli(etilena tereftalat), asam tereftalat dibuat dengan mengoksidasi p-xylen. Tahap polimerisasinya sama dengan poliamida. Polimer dihasilkan dari keadaan lebur menuju pada titik transisi gelasnya pada sekitar 80oC dan bentuknya amorf, kristalinitas meningkat dengan pemanasan. Titik lebur kristalin adalah 265oC. Tarra Spektrima : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena Tereftalat (PET) Sebagai Matrik Komposit Dengan Bahan Penguat Kaca Serat, 2009. USU Repository © 2009

Kekuatan regang dari lembaran poli(etilena tereftalat) adalah sekitar 25.000 psi, 2-3 kali daripada film selulosa asetat. Jika daerah spesimen pada titik patah telah diperkirakan, kekuatan regang dari plastik ini sekitar 2 kali dari aluminium dan hampir sama dengan baja lunak.

Kekakuan dari lembar poli(etilena tereftalat) dapat dibandingkan dengan lembaran-lembaran selulosa lainnya, ketahanan sobeknya juga lebih baik daripada selulosa. Kekuatan dari material ini adalah 3-4 kali dibandingkan dengan lembaran plastik lainnya. Kekuatan ini adalah keuntungan terbesar secara aplikasinya.

Kebanyakan plastik-plastik baru yang menggunakan poli (etilena tereftalat) pada beberapa tahun belakangan ini adalah pada botol-botol untuk minuman ringan. Pencetakan biasanya dilakukan pada 2 tahap, dengan pencetakan tampilan injeksi kemudian pembentukan akhir botol. Kedua tahap diorientasikan untuk menyediakan pentingnya kekuatan pada aplikasi, untuk menahan tekanan dari tetesan (pada penambahan tanda pada dasar botol yang diperlukan untuk perlindungan ekstra) dan tekanan internal dari CO2. ( Billmeyer,1984 )

2.3. Bahan Pengisi

Bahan pengisi adalah bahan yang digunakan untuk ditambahkan pada bahan polimer untuk ditambahkan pada bahan polimer untuk meningkatkan sifat-sifatnya dan kemampuan pemrosesan atau untuk mengurangi biaya. Bahan pengisi haruslah inert artinya bahan tersebut tidak bereaksi dengan fase matrik (plastik) campuran fisik, sering dilakukan antara resin termoplastik / karet atau termoplastik / filler. ( Oliver.H.A.T, 1994 )

Bahan pengisi berfungsi untuk mencegah kerusakan bahan plastik pada waktu pengolahan akibat pemanasan atau gesekan dan sering ditambah pada film PET untuk mengatasi kekerasan. Biasanya digunakan pengisi organik dan anorganik seperti serat gelas, serat karbon, serat aramid, aluminium dan berilium oksida. ( Harper, 1999 )


Banyak bahan pengisi anorganik yang secara sengaja dicampurkan dalam suatu bahan polimer untuk membentuk plastik yang berperan dalam meningkatkan dispersi permukaan matriks polimer serta dapat memperbaiki sifat mekanis dari bahan polimer sehingga memiliki sifat-sifat mekanis yang lebih unggul. Pemilihan bahan pengisi yang sesuai dengan matrik bahan polimer menjadi suatu ketentuan yang diharuskan untuk mendapatkan suatu bahan polimer baru yang mempunyai sifat mekanis yang unggul. ( Wirjosentono, 1996 )

Penggunaan bahan pengisi secara luas dapat menghasilkan perubahan berikut dalam sifat-sifat termoplastik suatu matrik polimer. 1. bertambahnya densitas 2. bertambahnya modulus elastisitas, pemadatan dan pengerasan bahan 3. peningkatan kekuatan kualitas permukaan 4. berkurangnya penyusutan bahan. ( Schlump, 1990 )

Bahan pengisi yang digunakan dapat dibagi dalam 2 kelompok yaitu organik dan anorganik dan setiap kelompok ini dibagi kedalam tipe jenis berserat (fibrous) dan tidak berserat (unfibrous).

Tabel 2.1. Pengelompokan bahan pengisi Tipe

Organik

Berserat.

Tepung

Anorganik kayu,

kapas, Asbestos, kaca serat.

selulosa kayu murni. Tidak berserat.

Karbon

hitam,

serbuk gabus.

grafit, Silika, kalsium karbonat, kalsium

silikat,

mika,

barium sulfat, tanah liat. ( Ritchie, 1972 )

2.4. Kaca Serat (Fibre Glass)


Kaca serat atau sering diterjemahkan menjadi serat gelas adalah kaca cair yang ditarik menjadi serat tipis dengan garis tengah sekitar 0,005 mm – 0,01 mm. Serat ini dapat dipintal menjadi benang atau ditenun manjadi kain, yang kemudian diresapi dengan resin sehingga manjadi bahan yang kuat dan tahan korosi untuk digunakan sebagai badan mobil dan bangunan kapal. Dan juga digunakan sebagai agen penguat untuk banyak produk plastik, material komposit yang dihasilkan dikenal sebagai plastik diperkuat gelas (glass-reinforced plastic,GRP) atau epoxy diperkuat glass-fiber (GRE), disebut ”fiberglass” dalam penggunaan umumnya. ( http://en.wikipedia.org/wiki/Fiberglass )

Salah satu sifat unik dari komposit den zat pengikat anorganik bahwa pembuatannya dapat diadaptasi sesuai dengan biaya akhir dan spektrum teknologi. Hal ini terfasilitasi melalui fakta bahwa tidak dibutuhkan panas untuk mematangkan material anorganik tersebut. Sebagai contoh, di Filipina, komposit anorganik kebanyakan dibuat dengan menggunakan buruh manual dan digunakan untuk perumahan sederhana. Di Jepang, pembuatan komposit yang sama dilakukan secara otomatis, dan digunakan untuk perumahan yang sangat mahal. ( Rowell R.M.,1997 )

2.5. Pengujian Kekuatan Tarik dan Kemuluran

Pengujian sifat mekanik bahan polimer sangat penting karena penggunaan bahan polimer sebagai bahan industri sangat bergantung pada sifat mekanisnya. Sifat mekanik polimer merupakan salah satu sifat yang sering digunakan untuk karakterisasi suatu bahan polimer. Sifat mekanik merupakan gabungan antara kekuatan yang tinggi dan elastisitas yang baik, sifat ini disebabkan oleh adanya dua macam ikatan dalam bahan polimer, yakni ikatan yang kuat antara atom dan interaksi antara rantai polimer yang lemah.

Kekuatan tarik adalah salah satu sifat dasar dari bahan polimer. Kekuatan tarik suatu bahan didefenisikan sebagai besarnya beban maksimum (Fmaks) yang digunakan untuk memutuskan spesimen bahan dibagi dengan luas penampangnya pada keadaan semula. Tarra Spektrima : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena Tereftalat (PET) Sebagai Matrik Komposit Dengan Bahan Penguat Kaca Serat, 2009. USU Repository © 2009

σ=

Fmaks A0

Keterangan : σ

=

Kekuatan tarik bahan (Kgf/mm2)

Fmaks

=

Tegangan maksimum (Kgf)

Ao

=

Luas penampang mula-mula (mm2)

Bila suatu bahan dikenakan beban tarikan yang disebut tegangan (gaya persatuan luas), maka bahan akan mengalami perpanjangan (regangan). Kenaikan regangan bahan polimer berbanding lurus dengan tegangan. Selain besaran kekuatan tarik (σ), sifat mekanik bahan juga diamati dari sifat kemulurannya (ε) yang didefenisikan sebagai pertambahan panjang yang dihasilkan oleh ukuran panjang spesimen akibat gaya yang diberikan.

ε=

It − I0 x100% I0

Keterangan : ε

=

Kemuluran (%)

I0

=

Panjang spesimen mula-mula (mm)

It

=

Panjang spesimen setelah diberi beban (mm)

Besaran kemuluran ini berguna juga untuk mengamati sifat plastis dari bahan polimer. (Wirjosentono, 1993)

2.6. Analisis Spektroskopi Infra Merah

Dua variasi instrumental dari spektroskopi infra merah yaitu metode dispersif yang lebih tua, dimana prisma atau kisi dipakai untuk mendispersikan radiasi infra merah, dan metode Forier Transform (FT) yang lebih akhir, yang menggunakan prinsip interferometri. Kelebihan-kelebihan dari FT-IR mencakup persyaratan ukuran sampel yang kecil, perkembangan spektrum yang cepat, dan karena instrument ini memiliki komputer yang terdedikasi, kemampuan untuk menyimpan dan memanipulasi spektrum. (Stevens, M.P., 2001 ) Tarra Spektrima : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena Tereftalat (PET) Sebagai Matrik Komposit Dengan Bahan Penguat Kaca Serat, 2009. USU Repository © 2009

Pada saat ini spektrofotometer infra merah sering digunakan untuk keperluan analisa kuantitatif, akan tetap sering juga digunakan untuk analisa kualitatif dengan spektrofotometer ultra-lembayung dan sinar tampak. Penggunaan spektrofotometer infra merah dimaksudkan untuk analisa yang lebih banyak ditujukan untuk identifikasi senyawa organik.

Pada

tahun

1935

beberapa

perusahaan

kimia

telah

menggunakan

spektrofotometer infra merah untuk analisa kuantitatif senyawa organik. Hal ini mungkin disebabkan spektrum infra merah senyawa organik yang bersifat khas karena mempunyai gugus fungsi yang berbeda-beda. Sehingga senyawa yang berbeda akan mempunyai struktur yang berbeda pula. Sistem analisa spektroskopi infra merah telah memberikan keunggulan dalam mengkarakterisasi senyawa organik dan formulasi bahan-bahan polimer.

Analisa infra merah menyangkut penentuan gugus fungsi dari molekul yang memberikan regangan pada daerah serapan infra merah. Dimana daerah serapan infra merah terletak antara spektrum elektromagnetik sinar tampak dan spektrum radio yaitu 4000-400 cm-1. Ahli kimia organik pada tahun 1930 secara serius mulai memikirkan spektra infra merah sebagai salah satu yang memungkinkan untuk mengidentifikasi senyawa melalui gugus fungsinya. ( Silver,R.M., 1986 )

Analisis infra merah memberikan informasi tentang kandungan aditif, panjang rantai, struktur polimer. Di samping itu analisis mengenai bahan polimer yang terdegradasi oksidatif dengan munculnya gugus karbonil dan pembentukan ikatan rangkap rantai polimer. Gugus lain yang menunjukkan terjadinya degradasi oksidatif adalah gugus karbonil dan karboksilat. Umumnya pita serapan polimer pada spektrum infra merah adalah adanya ikatan C-H regangan pada daerah 2880 cm-1 s/d 2900 cm-1 dan regangan dari gugus lain yang mendukung suatu analisa mineral. ( Hummel,D.O.,1985 )

2.7. Analisis Termal Deferensial (DTA) Tarra Spektrima : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena Tereftalat (PET) Sebagai Matrik Komposit Dengan Bahan Penguat Kaca Serat, 2009. USU Repository © 2009

Analisis termal deferensial atau lebih dikenal dengan istilah (DTA) merupakan salah satu metoda yang dilakukan untuk mengetahui kekuatan dan sifat termal suatu bahan polimer. Metode analisis ini merupakan salah satu cara untuk mengetahui perbedaan temperatur lebur antara sampel dan senyawa pembanding, baik perbandingan itu dilakukan terhadap waktu ataupun terhadap temperatur. Perubahan daripada temperatur (∆T) dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: ( Rabek, 1975 )

(∆T ) =

jumlahskala∆TxTotalrangeDTA Jumlahseluruhskala

Analisis termal deferensial adalah metode yang digunakan untuk memeriksa pengaruh termal meliputi perubahan sifat fisika dan kimia dalam suatu sampel dimana temperaturnya divariasikan sampai terjadi transisi atau reaksi. Hal ini dilengkapi batasan-batasan proses pemanasan ataupun pendinginan. ( Cheremisinoff, N., 1990 )

Dengan analisis termal deferensial, sampel dan referensi keduanya dipanaskan oleh sumber pemanasan yang sama, dan dicatat perbedaan temperatur (∆T) antara keduanya. Ketika terjadi suatu transisi dalam suatu sampel tersebut, misalnya, transisi gelas atau ikat silang, temperatur sampel akan tertinggal di belakang temperatur referensi jika transisi tersebut endotermik, dan akan mendahului jika transisi tersebut eksotermik. ( Stevens, M.P., 2001 )


BAB III

BAHAN DAN METODE PENELITIAN

3.1.

Bahan-bahan yang digunakan

Tabel 3.1. Bahan-bahan penelitian Nama Bahan

Spesifikasi

Merek

Limbah plastik PET Kaca serat Etanol absolut

p.a

E.Merck

Orto klorofenol

p.a

E.Merck

3.2.

Alat-alat yang digunakan

Tabel 3.2. Alat-alat penelitian Tarra Spektrima : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena Tereftalat (PET) Sebagai Matrik Komposit Dengan Bahan Penguat Kaca Serat, 2009. USU Repository © 2009

Nama Alat

Spesifikasi

Neraca Analitik

Merek Mettler Toledo

Gelas ukur

10 ml

Pyrex

Labu Takar

50ml

Pyrex

Pipet tetes Aluminium foil Seperangkat alat cetak tekan Seperangkat alat uji tarik dan

Tokyo testing machine

kemuluran

MFG

Fourier Transform Infra Red

Shimadzu FTIR-8201PC

(FTIR) Differential Thermal Analysis

Shimadzu DT-30

(DTA)

3.3.

Prosedur Penelitian

3.3.1. Penyediaan Sampel

1. Penyiapan Limbah PET Limbah PET direndam dan dicuci sampai bersih lalu dikeringkan kemudian dipotongpotong hingga berbentuk butiran.

2. Penyiapan Kaca Serat Kaca serat dipotong kecil-kecil hingga berbentuk serat pendek dengan ukuran ± 2cm.

3.3.2. Pembuatan Poliblen

1. Pencampuran Limbah PET-Kaca Serat Limbah PET dalam bentuk butiran dicampur dengan kaca serat berbentuk serat pendek dengan variasi 9:1, 8:2, 7:3, 6:4, dan 5:5 hingga homogen. Tarra Spektrima : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena Tereftalat (PET) Sebagai Matrik Komposit Dengan Bahan Penguat Kaca Serat, 2009. USU Repository © 2009

2. Pencampuran Limbah PET-Kaca Serat dengan Bahan Pembasah Orto Klorofenol. Limbah PET dalam bentuk butiran dicampur dengan kaca serat berbentuk serat pendek dengan perbandingan optimal hingga homogen. Masing-masing variasi pencampuran kemudian ditambahkan dengan bahan pembasah orto klorofenol dengan variasi konsentrasi 1%, 2%, 3%, 4% dan 5%.

3.3.3. Prosedur Pembuatan Spesimen

Hasil pencampuran diletakkan dalam lempeng aluminium yang berukuran 15 cm x 15 cm yang telah dilapisi dengan aluminium foil. Lempengan kemudian diletakkan di antara pemanas mesin pencetak tekan yang dipanaskan pada suhu 265oC selama 3 menit tanpa tekanan. Pemanasan dilanjutkan pada suhu yang sama dengan memberikan tekanan 100 kN selama 15 menit. Kemudian lempengan diambil dan didinginkan di dalam air. Perlakuan ini dilakukan untuk masing-masing variasi campuran. 3.3.4. Penyediaan Spesimen dan Karakterisasi Hasil Spesimen

3.3.4.1. Analisa Kekuatan Tarik dan Kemuluran

Film hasil spesimen dipilih dengan ketebalan 2 mm dan dipotong membentuk spesimen untuk uji tarik dan kemuluran sesuai dengan ASTM D-638-72-Type IV. Seperti pada gambar berikut:

Gambar.3.1. Bentuk Spesimen Untuk Uji Tarik dan Kemuluran ASTM D-638-72Type IV. 115 mm

64 mm 6 mm 19 mm


2,55 mm 30 mm

Alat uji tarik terlebih dahulu dikondisikan pada beban 100 kgf dengan kecepatan penarikan 10 mm/menit, kemudian spesimen dijepit kuat dengan alat penjepit, lalu mesin dihidupkan dan spesimen akan tertarik ke atas, spesimen diamati sampai putus. Dicatat tegangan maksimum (Fmaks) dan regangannya (L). Data pengukuran tegangan regangan diubah menjadi kekuatan tarik (σt) dan kemuluran (ε).

3.3.4.2. Analisa Sifat Termal dengan Metode Differential Thermal Analysis (DTA)

Spesimen ditimbang dengan berat 30 mg dalam cawan cuplikan. Setelah alat dalam keadaan setimbang, suhu dinaikkan dari 20oC-600oC, kecepatan kenaikan suhu 10oC/menit, termokopel/mV = PR/15 mV : DTA range ± 200 µV dan kecepatan grafik 2.5 mm/menit. Hasil dicatat berupa termogram.

3.3.4.3. Analisa Spektroskopi Infra Merah (FT-IR)

Spesimen dijepit pada tempat sampel kemudian diletakkan pada alat ke arah sinar infra merah. Hasilnya akan direkam ke dalam kertas berskala aluran kurva bilangan gelombang terhadap intensitas sinar berupa grafik spektrum.


3.4.

Bagan Penelitian

3.4.1. Pembuatan Papan Komposit dari perbandingan campuran PET dan kaca serat 9:1 , 8:2 , 7:3 , 6:4 , 5:5.

Butiran PET

Kaca serat

dipotong menjadi serat pendek

dicampurkan dengan variasi perbandingan 9:1 , 8:2 , 7:3 , 6:4 , 5:5 Hasil Pencampuran Tarra Spektrima : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena Tereftalat (PET) Sebagai Matrik Komposit Dengan Bahan Penguat Kaca Serat, 2009. USU Repository © 2009

diletakkan dalam cetakan dengan ukuran 15 cm x 15 cm dicetak tekan pada suhu 265oC Bentuk Film dibentuk spesimen Spesimen dikarakterisasi Uji Tarik

3.4.2. Pembuatan papan komposit dari perbandingan optimal PET dan kaca serat dengan penambahan bahan pembasah orto klorofenol

Butiran PET

Kaca serat

dipotong menjadi serat pendek

dicampurkan dengan perbandingan optimal ditambahkan orto klorofenol 1% , 2% , 3% , 4% , 5% Tarra Spektrima : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena Tereftalat (PET) Sebagai Matrik Komposit Dengan Bahan Penguat Kaca Serat, 2009. USU Repository © 2009

Hasil Pencampuran diletakkan dalam cetakan dengan ukuran 15 cm x 15 cm dicetak tekan pada suhu 265oC Bentuk Film dibentuk spesimen Spesimen dikarakterisasi

Uji Tarik

Uji DTA

Uji FT-IR

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengujian Sifat Mekanik Papan Komposit dengan Variasi Perbandingan Komposisi PET dan Kaca Serat

Pengujian terhadap sifat mekanik yang dilakukan meliputi kekuatan tarik (σt) dan kemuluran (ε). Data hasil pengujian kekuatan tarik dan kemuluran dapat dilihat pada Tarra Spektrima : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena Tereftalat (PET) Sebagai Matrik Komposit Dengan Bahan Penguat Kaca Serat, 2009. USU Repository © 2009

lampiran 4.1, lampiran 4.2, dan lampiran 4.3. Dari data terlihat perubahan kekuatan tarik dan kemuluran pada PET sebelum dan sesudah penambahan kaca serat.

Dari data diperoleh kekuatan tarik dan kemuluran PET sebelum penambahan kaca serat adalah sebesar 2.85 Kgf/mm2 dan kemuluran sebesar 7.07%. Setelah penambahan kaca serat dengan perbandingan komposisi PET dan kaca serat 9:1 terlihat adanya kenaikan pada kekuatan tarik dan kemulurannya yaitu kekuatan tarik sebesar 3.26 Kgf/mm2 dan kemuluran sebesar 8.93% dan maksimum terjadi pada komposisi PET dan kaca serat 7:3 yang memberikan kekuatan tarik sebesar 5.53 Kgf/mm2 dan kemuluran sebesar 12.53%. Hal ini menunjukkan bahwa kaca serat dapat bertindak sebagai bahan penguat pada plastik PET, namun pada perbandingan komposisi PET dan kaca serat 6:4 terjadi penurunan kekuatan tarik dan kemuluran, hal ini dimungkinkan karena telah melampaui titik jenuh dalam pencampuran antara matrik dan bahan penguatnya.

4.2. Pengujian Sifat Mekanik Papan Komposit dengan Variasi Konsentrasi Bahan Pembasah orto klorofenol

Data hasil pengujian kekuatan tarik dan kemulurannya dapat dilihat pada lampiran 4.4, lampiran 4.5, dan lampiran 4.6. Dari data terlihat perubahan kekuatan tarik dan kemuluran pada campuran PET dan kaca serat sebelum dan sesudah penambahan orto klorofenol sebagai bahan pembasah.

Dari data diperoleh kekuatan tarik dan kemuluran campuran PET dan kaca serat sebelum penambahan orto klorofenol adalah sebesar 5.53 Kgf/mm2 dan kemuluran sebesar 12.53%. Setelah penambahan orto klorofenol 1% terlihat adanya kenaikan pada kekuatan tarik dan kemulurannya yaitu kekuatan tarik sebesar 5.90 Kgf/mm2 dan kemuluran sebesar 13.03% dan maksimum terjadi pada penambahan orto klorofenol 4% yang memberikan kekuatan tarik sebesar 7.33 Kgf/mm2 dan kemuluran sebesar 15.87%. Hal ini menunjukkan bahwa orto klorofenol dapat bertindak sebagai bahan pembasah yang dapat meningkatkan adhesi permukaan kaca serat dengan matrik PET. Tarra Spektrima : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena Tereftalat (PET) Sebagai Matrik Komposit Dengan Bahan Penguat Kaca Serat, 2009. USU Repository © 2009

4.3 Analisis Spektrum Infra Merah (FTIR) Analisis ini bertujuan untuk mengetahui gugus fungsi komponen polimer PET dan gugus fungsi komponen polimer PET setelah dicampur dengan bahan penguat kaca serat dan orto klorofenol. Analisis ini juga memberikan informasi tentang perubahan gugus fungsi dan adanya interaksi secara kimia.

Pada lampiran 4.7 merupakan spektrum hasil analisa untuk PET komersil. Puncak-puncak khas terlihat pada bilangan gelombang 1724 cm-1 untuk gugus C=O, 1400-1600 cm-1 untuk gugus C=C, 2967-2909 cm-1 untuk C-H alifatik dan 3060 cm-1 untuk C-H aromatik ulur. Pada lampiran 4.8 yang merupakan spektrum hasil analisa untuk limbah PET terlihat puncak dengan bilangan gelombang 2968.35 cm-1 yang merupakan puncak serapan C-H alifatik dan serapan gugus C-O untuk ester pada bilangan gelombang 1100.71 cm-1 dan serapan gugus C=O pada bilangan gelombang 1721.74 cm-1 yang merupakan serapan gugus karbonil. Ini membuktikan bahwa sampel yang digunakan adalah berjenis PET.

Pada lampiran 4.8 yang merupakan spektrum hasil analisa untuk PET yang diberi bahan penguat kaca serat masih terlihat serapan C-H alifatik pada bilangan gelombang 2968.06 cm-1 dan serapan gugus C=O pada bilangan gelombang 1717.99 cm-1 yang masih memperlihatkan struktur PET. Pada lampiran 4.9 yang merupakan spektrum hasil analisa untuk campuran PET dan kaca serat setelah diberi bahan pembasah orto klorofenol, serapan gugus C-H aromatik pada 2966.43 cm-1 dan serapan gugus C=O pada bilangan gelombang 1721.48 cm-1 masih terlihat, dan serapan gugus OH pada bilangan gelombang 3431.52 cm-1 yang menunjukkan puncak khas gugus fenol dari orto klorofenol.

Dari ketiga hasil spektrum analisa komposit PET dengan bahan penguat kaca serat memperlihatkan bahwa hasil pencampuran antara PET dan kaca serat hanya merupakan interaksi secara fisik.

4.4 Analisis Termal dengan Menggunakan Analisis Termal Deferensial (DTA) Tarra Spektrima : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena Tereftalat (PET) Sebagai Matrik Komposit Dengan Bahan Penguat Kaca Serat, 2009. USU Repository © 2009

Analisis ini bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat termal komponen campuran PET. Analisa termal meliputi temperatur leleh, temperatur terurai dan temperatur terdekomposisi. Pada lampiran 4.10 yang merupakan termogram DTA PET tanpa bahan penguat kaca serat memperlihatkan adanya puncak endotermis pada suhu 220oC. Puncak ini diidentifikasikan sebagai suhu transisi kaca. Sedangkan suhu terdekomposisi terlihat pada puncak eksotermis yang muncul pada suhu 480oC.

Pada lampiran 4.11 yang merupakan termogram DTA PET dengan bahan penguat kaca serat menunjukkan suhu transisi kaca pada suhu 240oC yang ditandai dengan munculnya puncak endotermis pada suhu tsb dan suhu terdekomposisi terlihat pada puncak eksotermis pada suhu 480oC. Sedangkan pada lampiran 4.12 yang merupakan termogram DTA PET dan kaca serat dengan bahan pembasah orto klorofenol memperlihatkan puncak endotermis sebagai suhu transisi kaca yaitu pada suhu 240oC dan suhu terdekomposisi pada puncak eksotermis pada suhu 470oC.

Terjadinya perubahan suhu dari kedua komposit PET sebelum dan sesudah penambahan orto klorofenol bila dibandingkan dengan PET tanpa bahan penguat disebabkan oleh adanya interaksi antara bahan penguat dengan matrik PET. Terlihat bahwa kaca serat meningkatkan suhu transisi kaca pada puncak endotermis. Hal ini menunjukkan bahwa meningkatnya daya ketahanan termal komposit.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan


1. Limbah plastik PET dapat dimanfaatkan dan ditingkatkan penggunaannya yaitu sebagai matrik dalam pembuatan komposit yang kemudian dicampurkan dengan kaca serat yang berfungsi sebagai bahan penguat sehingga menghasilkan komposit yang memiliki kekuatan yang tinggi dalam berat jenisnya yang ringan sehingga dapat digunakan dalam berbagai aplikasi. 2. Perbandingan komposisi PET dan kaca serat sangat mempengaruhi sifat fisik dan mekanis komposit dimana semakin banyak kaca serat yang digunakan akan meningkatkan kekuatan tarik dan kemuluran komposit dan perbandingan komposisi PET dan kaca serat yang paling baik adalah dengan perbandingan 7:3 yang menghasilkan kekuatan tarik 5.53 Kgf/mm2 dan kemuluran 12.53%. 3. Penambahan orto klorofenol sebagai bahan pembasah dapat meningkatkan sifat mekanis komposit PET dan kaca serat yang dapat dilihat dari kekuatan tariknya yang semakin meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi orto klorofenol yang digunakan dan yang paling baik adalah dengan menggunakan orto klorofenol 4% yang menghasilkan kekuatan tarik 7.33 Kgf/mm2 dan kemuluran 15.87%.

5.1

Saran

1. Pada penelitian selanjutnya agar menggunakan bahan penguat komposit yang lain sebagai alternatif pengganti kaca serat. 2. Dalam penelitian ini bahan pembasah yang digunakan hanya divariasikan konsentrasinya, disarankan peneliti selanjutnya juga memvariasikan volume bahan pembasah dan diharapkan manjadi bahan perbandingan penelitian lebih lanjut. DAFTAR PUSTAKA Billmeyer,Jr.Fw.1984.Text Book of Polymer Science.3rd edition.John Wiley & Sons,New York. Cheremisinoff,N.P.1990.Product Design and Testing of Polymeric Materials.Marcer Dekker Inc,New York Tarra Spektrima : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena Tereftalat (PET) Sebagai Matrik Komposit Dengan Bahan Penguat Kaca Serat, 2009. USU Repository © 2009

Cowd,M.A.1990.Kimia Polimer.Penerbit ITB,Bandung. Feldman,D.1995.Bahan Utama,Jakarta.

Polimer

Konstruksi

Bangunan.PT.Gramedia

Pustaka

Gacther,M.1996.Plastic Additives.3rd edition.Hanser Publisher,New York. Hall,A.C.1990.Polymer Materials.2nd edition.John Wiley & Sons,New York. Harper,A.C.1999. Modern Plastic Handbook.Mc Graw Hill,New York. http://en.wikipedia.org/wiki/Fiberglass. Diakses tanggal 22 Oktober 2008. http://en.wikipedia.org/wiki/Composite_material. Diakses tanggal 22 Oktober 2008. http://www.evidenttech.com/quantum_dots_polymer_solution_and_particles. Diakses tanggal 24 Agustus 2008. http://www.forumsains.com/teknologi_material_komposit. Diakses tanggal 8 Agustus 2008. Hummel,D.O.1985.Infrared Spectra polymer in The Medium and Long Wave Lenght Region.John Wiley & Sons,London. Oliver,H.A.T.1999.Metal Gumie and Polymer.Cambridge University Press,London. Pegoretti,A.2004.Recycled Poly(ethylene terephtalate) and Its Short Glass Fibres Composites : Effects of Hygrothermal Aging on the Thermo-Mechanical Behaviour.University of Trento,Italy Rabek,J.F.and B,Ranlay.1975.Role of Singlet Oxygen in Photooxidative Degradation and Photostabilisation of Polymer,Polymer Eng and Sci.Vol 15,1. Ritchie,P.D.1972.Plasticizer,Stabilizer and Filler.Liffe Book Ltd,London. Rowell,R.M.1997.Paper and Composites from Agro-Based Resources.CRC Lewis Publisher,Florida. Schlump,H.P.1990.Filler and Reinforcement.In R,Bachter and Muller.eds.Plastics Additive Handbook.3rd edition.Hansher Publisher Munich,Germany. Schwartz,M.1984.Composite Materials Handbook.Mc Graw Hill Book,New York. Silver,R.M.1986.Penyelidikan Spektrometrik Senyawa Organik.Edisi ke-4.Penerbit Erlangga,Jakarta. Stevens,M.P.2001.Kimia Polimer.Cetakan ke-I.Pradya Paramita,Jakarta. Tarra Spektrima : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena Tereftalat (PET) Sebagai Matrik Komposit Dengan Bahan Penguat Kaca Serat, 2009. USU Repository © 2009

Wirjosentono,B.1996.Analisis dan Karakterisasi Polimer.USU Press,Medan. Wirjosentono,B.1993.Upaya Pencegahan Pelepasan Plastik.Media Farmasi FMIPA USU,Medan.

dan

Kontaminasi

Aditif


Tabel 1. Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik (σt) dan Kemuluran (ε) Papan Komposit dengan Variasi Perbandingan Komposisi PET dan Kaca Serat Tarra Spektrima : Pemanfaatan Limbah Plastik Polietilena Tereftalat (PET) Sebagai Matrik Komposit Dengan Bahan Penguat Kaca Serat, 2009. USU Repository © 2009

No

PET : Kaca

Tegangan

Regangan

Kuat Tarik 2

Kemuluran

Serat

(Kgf)

(mm/menit)

(Kgf/mm )

(%)

1

10 : 0

34.2

2.12

2.85

7.07

2

9:1

39.1

2.68

3.26

8.93

3

8:2

57.4

3.24

4.78

10.80

4

7:3

66.3

3.76

5.53

12.53

5

6:4

51.3

3.37

4.28

11.23

6

5:5

37.3

2.54

3.11

8.47

Gambar 1. Grafik Pengaruh Perbandingan Komposisi PET dan Kaca Serat Terhadap Kekuatan Tarik (σt) Papan Komposit


Gambar 2. Grafik Pengaruh Perbandingan Komposisi PET dan Kaca Serat Terhadap Kemuluran (ε) Papan Komposit


Tabel 2. Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik (σt) dan Kemuluran (ε) Papan Komposit PET dan Kaca Serat dengan Variasi Konsentrasi orto klorofenol No

PET : Kaca

Orto

Tegangan

Regangan

Kuat Tarik

Kemuluran

Serat

klorofenol

(Kgf)

(mm/menit)

(Kgf/mm2)

(%)

(%) 1

7:3

0

66.3

3.76

5.53

12.53

2

7:3

1

70.8

3.91

5.90

13.03

3

7:3

2

76.3

4.28

6.36

14.27

4

7:3

3

82.4

4.49

6.87

14.97

5

7:3

4

87.9

4.76

7.33

15.87

6

7:3

5

78.2

4.52

6.52

15.07

Gambar 3. Grafik Pengaruh Konsentrasi orto klorofenol (%) Terhadap Kekuatan Tarik Papan Komposit PET dan Kaca Serat (Kgf/mm2)


Gambar 4. Grafik Pengaruh Konsentrasi orto klorofenol (%) Terhadap Kemuluran Papan Komposit PET dan Kaca Serat (%)


Gambar 5. Spektrum FT-IR Polietilena Tereftalat Komersil


Gambar 6. Spektrum FT-IR Limbah Polietilena Tereftalat


Gambar 7. Spektrum FT-IR Komposit Limbah PET dan Kaca Serat


Gambar 8. Spektrum FT-IR Komposit Limbah PET dan Kaca Serat dengan orto klorofenol


Gambar 9. Termogram Analisa DTA Limbah Polietilena Tereftalat


Gambar 10. Termogram Analisa DTA Komposit Limbah PET dan Kaca Serat


Gambar 11. Termogram Analisa DTA Komposit Limbah PET dan Kaca Serat dengan orto klorofenol


PEMANFAATAN LIMBAH PLASTIK POLIETILENA TEREFTALAT (PET) SEBAGAI MATRIK KOMPOSIT DENGAN BAHAN PENGUAT KACA SERAT SKRIPSI TARRA SPEKTRIMA

Recommend Documents