1
PERANAN DIVINIL BENZENA TERHADAP KOMPATIBILITAS CAMPURAN LOW DENSITY POLYETHYLENE (LDPE) DAN ABU BAN BEKAS MENGGUNAKAN INISIATOR DIKUMIL PEROKSIDA
SKRIPSI
DEWI ANJARSARI SINAGA 060802014
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
2
PERANAN DIVINIL BENZENA TERHADAP KOMPATIBILITAS CAMPURAN LOW DENSITY POLYETHYLENE (LDPE) DAN ABU BAN BEKAS MENGGUNAKAN INISIATOR DIKUMIL PEROKSIDA
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
DEWI ANJARSARI SINAGA 060802014
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
3
PERSETUJUAN
Judul
Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas
: PERANAN DIVINIL BENZENA TERHADAP KOMPATIBILITAS CAMPURAN LOW DENSITY POLYETHYLENE (LDPE) DAN ABU BAN BEKAS MENGGUNAKAN INISIATOR DIKUMIL PEROKSIDA : SKRIPSI : DEWI ANJARSARI SINAGA : 060802014 : SARJANA (S-1) KIMIA : KIMIA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di: Medan, 19 Mei 2011
Komisi Pembimbing: Pembimbing II
Pembimbing I
Dr. Darwin Yunus Nasution, MS NIP. 195508101981031001
Drs. Amir Hamzah Siregar, M.Si. NIP. 196106141991031002
Diketahui/Disetujui oleh: Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, DR. Rumondang Bulan Nst, MS. NIP. 195408301985032001
4
PERNYATAAN
PERANAN DIVINIL BENZENA TERHADAP KOMPATIBILITAS CAMPURAN LOW DENSITY POLYETHYLENE (LDPE) DAN ABU BAN BEKAS MENGGUNAKAN INISIATOR DIKUMIL PEROKSIDA
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 19 Mei 2011
Dewi Anjarsari Sinaga 060802014
5
PENGHARGAAN
Syukur Alhamdulillah penulis ucapkan kepada Allah SWT, pemberi rahmat atas ciptaan-Nya, pemilik hidayah hingga ditunjuknya orang – orang yang menempuh jalan kebenaran, sekaligus pemilik kesesatan hingga disesatkan orang – orang yang menempuh jalan aniaya. Serta sholawat dan salam atas junjungan Nabi Muhammad SAW, keluarga, sahabat dan pengikut – pengikutnya yang senantiasa mengajarkan makna hidup sehingga penulis senantiasa termotivasi untuk berjuang hingga waktu selesainya penelitian ini dan menjadi sebuah skripsi. Penulis menyampaikan terima kasih kepada kedua orangtua yang senantiasa mendoakan dan memotivasi penulis dengan penuh kasih sayang dan pengorbanan yakni kepada Ayahanda Jaya Supena Sinaga dan Ibunda Nurmala Purba sehingga penulis sampai pada jenjang saat ini semoga kelak Allah menempatkan ditempat yang layak. Kepada abang tersayang Prasetio Anggi kusuma Sinaga serta tiga adik tersayang Anggun Paramita Sinaga, M. Gunawan Sinaga, dan M. Soleh Sinaga yang senantiasa memberikan perhatian dan dorongan yang tak ternilai harganya hingga selesainya penulisan skripsi ini. Pada kesempatan ini dengan segala kerendahan dan ketulusan hati penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Drs. Amir Hamzah Siregar,M.Si, dan Almr. Bapak Drs. Syamsul Bachri Lubis, M.Si. selaku Pembimbing I dan Pembimbing II yang telah banyak membantu penulis dan memberi bimbingan kepada penulis hingga selesainya skripsi ini. 2. Bapak Dr. Darwin Yunus Nasution, MS selaku pengganti pembimbing II, terima kasih atas kesediaan Bapak. 3. Ibu Hj. Dr. Rumondang Bulan, MS selaku ketua jurusan Kimia Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam USU. 4. Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku sekretaris jurusan Kimia Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam USU.
6
5.
6.
7.
Kepala dan Staf Laboratorium Kimia Fisika dan Polimer yang telah memberikan bimbingan dan masukan serta saran kepada penulis selama melakukan penelitian Buat sahabat seperjuangan ( Kak reje, Kak wiji, Kak Alfi, Kak Endang, Kak Dewi, Bibah, Mimi, Endah, Inur, Susi, Izut, Yuni, Rina, Titin, Ela, Fini, Femy, Eza dan Eka) tetap semangat & Semoga diberi kekuatan oleh Allah hingga janji itu terwujud. Rekan-rekan seperjuangan kimia stambuk 2006 terutama (Hary, Mardiana, Nora, Febry, Fitri, fatma, Nelvi, dan Rani). Serta teman – teman yang tidak bisa dituliskan satu persatu terima kasih atas bantuan dan dukungannya.
Penulis menyadari banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini, karena itu penulis menerima saran yang bersifat membangun untuk penyempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini berguna untuk penelitian selanjutnya dan untuk kemajuan kita bersama.
Medan, 19 Mei 2011
Penulis
7
ABSTRAK
Dalam penelitian ini telah dilakukan perbandingan campuran LDPE (50 gr)-Abu Ban Bekas (50 g) dengan variasi konsentrasi inisiator DKP (1,2,3 phr) dan variasi konsentrasi bahan pengikat silang DVB (0,1,2,3 phr). Dari hasil pencampuran LDPE (50 g)-Abu Ban Bekas (50 g)-dengan variasi konsentrasi DKP 2 phr diperoleh kekuatan tarik dan kemuluran optimum 0,89 kgf/mm2 dan 89,66 %. Sedangkan pencampuran LDPE (50 g)-Abu Ban Bekas (50 g) dengan konsentrasi 2 phr DKP dan 2 phr DVB diperoleh kekuatan tarik dan kemuluran optimum 1,04 kgf/mm2 dan 157,9%. Dari analisis SEM menunjukkan adanya pengaruh penambahan DVB yaitu dihasikannya permukaan yang lebih rata dan homogen. Dari hasil analisis FT-IR memperlihatkan bahwa tidak ada perubahan gugus fungsi, dan interaksi yang terjadi hanya interaksi fisik. Sedangkan data analisa kandungan gel menunjukkan bahwa pada campuran variasi konsentrasi LDPE-Abu Ban Bekas-DKP-DVB (b/b) : 2 phr : 2 phr menghasilkan persentase kandungan gel lebih besar karena semakin kuatnya interaksi antara komponen-komponen penyusun campuran sehingga pelarut xilena tidak dapat melarutkannya.
8
THE ROLE OF ADDING DIVINYL BENZENE ON THE COMPATIBILITY BLENDING POLYETHYLENE (LDPE) AND WASTE TYRE DUST INITIATOR DICUMYL PEROXIDE
ABSTRACT
In the research has been done, blending ratio of LDPE (50 g)-waste tyre dust (50 g) variation of concentration initiator DCP (1,2,3 phr) and variation of concentration crosslink agent DVB (0,1,2,3 phr). From blending LDPE (50 g)-waste tyre dust (50 g) with concentration DCP 2 phr was found tensile strength and elasticity optimum 0,89 kgf/mm2 and 89,66 %. While blending LDPE (50 g)-waste tyre dust (50 g) with concentration 1 phr DCP and 2 phr DVB was found tensile strength and elasticity optimum1,04 kgf/mm2 and 157,9 %. From the SEM analysis result was obtained that the addition of divinylbenzene could improve surface become more flat and homogeneus. From the functional group analysis FT-IR showed functional group is not change and interaction occurring only physical interaction. Analysis of gel content indicated blending variation of concentration Low Density Polyethylene (LDPE) (50 g)-waste tyre dust (50 g)-DCP-DVB 2 phr : 2 phr blending see xylene solvent no able dissolve.
9
DAFTAR ISI
Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar isi Daftar gambar Daftar tabel Daftar lampiran Daftar singkatan BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Perumusan Masalah 1.3 Pembatasan Masalah 1.4 Tujuan Penelitian 1.5 Manfaat Penelitian 1.6 Lokasi Penelitian 1.7 Metodelogi Percobaan BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Polietilen 2.2 Ban Bekas 2.3 Dikumil Peroksida 2.4 Divinil benzena 2.5 Xilena 2.6 Karakterisasi Campuran Polimer 2.6.1 Analisis FT-IR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy 2.6.2 Skaning Elektron Mikroskopi (SEM) 2.6.3 Kandungan Gel (derajat sambung silang) 2.6.4 Kekuatan Tarik
Halaman ii iii iv vi vii viii x xi xii xiii
1 3 3 3 4 4 4
6 8 9 11 11 12 12 15 15 16
10
BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1 Alat 3.2 Bahan 3.3 Prosedur 3.3.1 Preprasi Sampel 3.3.2 Pembuatan campuran polimer LDPE dan Abu Ban Bekas 3.3.3 Pembuatan campuran LDPE dan Abu Ban Bekas 3.3.4 Pembuatan campuran LDPE, Abu Ban Bekas, DKP dan DVB 3.4 Pembuatan Film Spesimen Hasil poliblen 3.5 Analisa dan Karaterisasi 3.5.1 Specimen kekuatan tarik 3.5.2 Analisa Permukaan dengan SEM 3.5.3 Analisa Spektroskopi Infra Merah (FTIR) 3.6 Analisa Data 3.7 Skema Pengambilan data 3.7.1 Pencampuran LDPE-Abu Ban Bekas 3.7.2 Pencampuran LDPE-Abu Ban Bekas-DKP 3.7.3 Pencampuran LDPE-Abu Ban Bekas-DKP -DVB
18 18 19 19 19 19 20 20 20 21 21 22 22 24 24 25 26
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil 4.1.1 Pengujian sifat mekanik berdasarkan kekuatan tarik (σt) dan kemuluran (ε) 4.2 Analisis Uji Mekanis dengan Uji Tarik 4.3 Scanning Elektroan Microscope (SEM) 4.4 Analisa gugus fungsi dengan FT-IR 4.5 Kandungan Gel (Penentuan Derajat Sambung Silang) 4.6 Rancangan Mekanisme Reaksi Termoplastik Elastomer
27 29 32 32 34 35
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran Daftar Pustaka Lampiran
37 37 38 41
27
11
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Struktur rantai polietilena 6 Gambar 2.2 Struktur dikumil peroksida 9 Gambar 2.3 Reaksi dekomposisi dikumil peroksida 10 Gambar 2.4 Struktur divinil benzena 11 Gambar 3.1 Spesimen uji kekuatan tarik berdasarkan ASTM D 638 21 Gambar 4.1 Grafik kekuatan tarik (σt) pada campuran TPE tanpa penambahan DVB 29 Gambar 4.2 Grafik kemuluran (ε) pada campuran TPE tanpa penambahan DVB 30 Gambar 4.3 Grafik kuat tarik (σt) pada campuran TPE dengan penambahan DVB 30 Gambar 4.4 Grafik kemuluran (ε) pada campuran TPE dengan penambahan DVB 31 Gambar 4.5 Data hasil pengujian SEM 32 Gambar 4.6 Kandungan gel 34 Gambar 4.7 Rancangan mekanisme reaksi termoplastik elastromer 35
12
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Sifat-sifat xilena Tabel 4.1 Hasil pengujian kekuatan Tarik (σt) dan kemuluran (ε) Termoplastik Elastromer (TPE) terhadap pengaruh perbandingan variasi konsentrasi DKP Tabel 4.2 Hasil pengujian kekuatan Tarik (σt) dan kemuluran (ε) Termoplastik elastomer (TPE) terhadap penambahan variasi konsentrasi DKP dengan variasi konsentrasi DVB Tabel 4.3 Hasil analisis gugus fungsi LDPE dan abu ban bekas dengan Menggunakan FT-IR Tabel 4.4 Hasil analisis gugus fungsi LDPE, abu ban bekas, 2 phr DVB dan 2 phr DKP
12
27
28 33 33
13
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Data kandungan gel campuran Lampiran 2. Spektrum FT-IR LDPE-Abu Ban Bekas Lampiran 3. Spektrum FT-IR LDPE-Abu Ban Bekas-DKP 2 phr-DVB 2 phr
42 43 44
14
DAFTAR SINGKATAN
DKP
:
Dikumil peroksida
DVB
:
Divinil benzena
LDPE
:
Low Density Polyethylene
HVA-2
:
N,N’-m-phenylenebismaleimide
Phr
:
Perseratus rubber
ASTM
:
American standart fortesting of material
Kgf
:
kilogram force
FTIR
:
Fourier Transform Infrared Spectroscopy
SEM
:
Skanning Elektron Mikroskopi
