Saling tembus polimer antara karet alam dan poliuretan (Thamrin)
SALING TEMBUS POLIMER ANTARA KARET ALAM (SIR – 20) DAN POLIURETAN THERMOPLASTIK Thamrin Jurusan Kimia FMIPA Universitas Sumatera Utara Jl. Bioteknologi No. 1 Kampus USU Medan 20155 Abstrak Poliuretan (PU) Thermoplastik telah disintesis menggunakan polietilenglikol 1000 dan toluena diisosianat (TDI) dengan perbandingan NCO : OH = 2 : 1 mol. Prapolimer dari PU thermoplastik telah dicampur dengan Karet alam (SIR-20) untuk menghasilkan polimer jaringan saling menembus (IPN). Sifat mekanik yang maksimum telah diperoleh pada penambahan poliuretan thermoplastik 20%. Kata kunci: Karet alam (SIR-20), Poliuretan thermoplastik.
PENDAHULUAN IPN merupakan suatu cara untuk menggabungkan dua atau lebih polimer yang tidak serasi dan boleh bercampur membentuk jaringan yang berasingan. IPN mempunyai beberapa ciri yang menarik berbanding dengan poliadun biasa atau jaringan masingmasing homopolimer serta peningkatan sifat mekanik, ketahanan kimia, peningkatan ketegaran, ketahanan panas dan katahanan cuaca karena pengaruh sifat sinergitik akibat dari keserasian yang dipaksa kepada masing-masing komponen (Livatove Y.S., 1992).
IPN dapat dianggap sebagai satu gabungan antara dua rangkaian polimer dalam bentuk jaringan, yang mana komponen pertama disintesis dalam kehadiran jaringan kedua (Sperling L.H., 1981). Kedua komponen tersebut tidak terikat secara kimia satu sama lain. IPN dapat disintesis dalam beberapa cara, diantaranya secara serentak dan secara berurutan. Polimer I Polimer II
Polimer jaringan saling menembus (PJM) merupakan adunan jaringan polimer-polimer yang unik karena tidak ada ikatan kovalen atau saling ikat berlaku antara komponenkomponen (Sperling L.H., 1977). Rantai polimer dipegang oleh masing-masing jaringan rangkai silang. Pencampuran dua atau lebih polimer biasanya akan membentuk morfologi multifasa karena tidak keseimbangan termodinamika diantara polimer-polimer. Tetapi jika pencampuran diikuti dengan reaksi rangkai silang, maka kinetika dan kekusutan diantara rantai sehingga mempengaruhi sifat mekanika IPN. 61
Network BAHAN DAN METODA Bahan Karet alam (SIR-20), Polietilenglikol 6000, Toluendiisosianat (TDI), 1,4-diazobisiklo [2,2,2] oktan, asam stearat, ZnO, Trimetil tiuran disulfat (TMTD) dan sulfur.
Jurnal Sains Kimia Vol 7, No.2, 2003: 61-63
Metoda Sintesis Prapolimer Thermoplastik
Poliuretan
Prapolimer poliuretan thermoplastik telah disintesis dalam reaktor yang dilengkapkan dengan pengadukan, termometer, dan gas nitrogen. Semua reaksi dalam suasana nitrogen dengan perbandingan NCO : OH = 2 : 1 mol. Berat tertentu PEG dimasukkan kedalam reaktor dan ditambahkan TDI serta DABCO pada suhu 70oC. Reaksi dibiarkan selama 15 menit. Perbandingan Karet Alam Tabel 1. Nilai pebandingan karet alam (SIR-20) dengan sulfur, Zn O, TMTD, dan asam stearat SMR 10(phr) TMTD 100 3
ZnO Asam Stearat Sulfur 2 2 0,5
Sintesis IPN Karet alam (SIR-20) yang telah tervulkanisasi, poliuretan thermoplastik telah dimasukkan kedalam Brabender Plastikoder menggunakan Mixer N50. Campuran selanjutnya diblending pada kelajuan 80 rpm. Suhu 40oC. Campuran dilakukan sehinggadiperoleh keadaaan yang homogen. Perbandingan penambahan poliuretan thermoplastik dan Karet alam (SIR-20) seperti Tabel 2. Tabel 2. Perbandingan penambahan karet uretan thermoplastik dan karet alam (SIR-20) Kode
TMTD
NRPU2
NRPU3
% PU
0
5
15
20
30
%NR
100
95
85
80
70
1000R dengan sel 1 kN. Dengan kecepatan “crosshead” 200 per menit. Sampel dipotong dalam bentuk Dum Bell menurut ASTM D 412 - 87.
HASIL DAN PEMBAHASAN Sifat mekanik dari penambahan poliuretan thermoplastik yang berbeda di dalam sistem IPN digambarkan seperti tabel 3. Kekeuatan regangan meningkat pada 24% penambahan poliuretan thermoplastik dan penambahan yang berlebihan dari poliurtan menyebabkan sifat mekanik menurun kembali. Ini dikarenakan pada penambahan 24% poliuretan thermoplastik campuran kedua komponen mencapai keserasian dan meningkatkan sifat sinergitik dari IPN tersebut atau dengan kata lain saling menenbus diantara komponen-komponen mencapai keseimbangan. Sedangkan penambahan poliuretan thermoplastik berlebih menyebabkan keserasian kedua komponen tertanggu dan menghasilkan sifat fisik komponen dari liat kebentuk yang lebih lembut. Pencampuran poliuretan thermoplastik dengan kadar yang rendah sifat mekanik telah mengalami perubahan walaupun belum mencapai tingkat yang maksimum. Polimer jaringan saling menembus (PJM) merupakan adunan jaringan polimer-polimer yang unik karena tidak ada ikatan kovalen atau saling ikat berlaku antara komponenkomponen. Pencampuran dua atau lebih polimer biasanya akan membentuk morfologi multifasa karena tidak keseimbangan termodinamika di antara polimer-polimer.
NRPU4 NRPU5
Sifat Mekanik Sifat Mekanik, kekuatan regangan, pemanjangan dari sampel diukur menggunakan Lloyd Tensiometer model
Tabel 3. Karakterisasi perbandigan penambahan poliuretan thermoplastik dengan sistem IPN % PU Kekuatan Modulus % pemanjangan Kode dalam regangan Mpa Mpa IPN NRPU1 0 8 0.12 1150 NRPU2 5 14 6.5 1340
62
Saling tembus polimer antara karet alam dan poliuretan (Thamrin) NRPU3 15 NRPU4 24 NRPU5 30
165 168 5
308 388 0.02
2022 2181 1464
KESIMPULAN Sistem IPN antara Karet alam (SIR-20) dan poliuretan thermoplastik yang dikaji menunjukkan peningkatan sifat mekanik yang maksimum apabila penambahan poliuretan thermoplastik pada 24%. Ini diakibatkan peningkatan derajat rangkai silang dari kedua komponen sehingga menghasilkan fasa yang lebih homogen dan sifat sinergetik kedua campuran meningkat. Sifat mekanik ini sangat berkaitan terhadap sifat-sifat lainnya seperti sifat fisik, morfologi dan keserasian fasa.
DAFTAR PUSTAKA Brown R.P., 1993, Physical Testing of Rubber, 2 Ed, Elviser. London Das, S. Shina. Eur. 1993, Polym. J. 29. 57 Livatove Y.S., 1992, Russian Chemical Reviews. 61, 122 Sperling L.H., 1977, Polymer Alloy. Pelnium press, New York Sperling L.H., 1981, Interpenetrating Polymer Network and Related Material P. press. New York Thomas, D.A., 1978, Polymer Blends vol (edited by D. R. Paul) Academic press, New York, Vol. 2. Xiao H.X., 1991, Advance in Interpenetrating Polymer Networks. Vol.III. Tecknomic. USA. P. 233.
63
JURNAL
SAINS KIMIA (JOURNAL OF CHEMICAL SCIENCE) Volume : 7, 2003
ISSN : 1410 – 5152
AUTHORS-CO AUTHOR INDEX Agusnar, Harry, 7, 36 Alfian, Zul, 15, 55 Khairi, 40 Khairuddin, 11 Lubis, Syamsul Bachri, 18 Marpaung, Harlem, 26 Muis, Yugia, 4 Nainggolan, Hamonangan, 21
Nasution, Darwin Yunus, 23 Nasution, Emma Zaidar, 31 Nasution, Rumondang Bulan, 51 Simanjuntak, Matheus Timbul, 44 Siregar, Amir Hamzah, 28 Supeno, Minto, 59 Supri, 1 Thamrin, 61
64
JURNAL
SAINS KIMIA (JOURNAL OF CHEMICAL SCIENCE) Volume : 7, 2003
ISSN : 1410 – 5152
INDEX OF SUBJECT Amberjet 1200, 36 Amoniak, 26 Analisis, 59 Asam Adipat, 1 Benzoil Peroksida, 1 Biosensor, 40 Bleaching Earth, 31 CPO, 31 Cu, 15 Dispersan, 18 Distillation, 11 Ekstrak Metanol, 51 Energi Aktivasi, 44 ESI, 40 Extraction, 1 Fatty acid, 26 GC-MS, 26 Glukosa, 15 Hexane, 11 Inti Sawit, 4 Karet Alam, 61 Kayu Kelapa Sawit, 24 Kitosan, 15, 36 Kompabilitas, 28 Korosi, 19 Lateks, 4, Lateks pekat, 21 Logam, 15
65
Logam berat, 7 Lovi Bond, 31 Milk, 11 Minyak Nilam, 59 Minyak Sawit, 28 pH, 44 Phosphat, 31 Polimer, 1 Polimetil Metakrilat, 18 Polistirena, 11 Poliuretan Thermoplastik, 61 Polivinil klorida, 23 PTC/NTC, 59 PTPO, 31 Resistivitas, 59 Sabun Natrium, 14 Sel Leukimia, 51 SEM, 28 Silicone Layer, 44 SSA, 15, 55 Sweitenia Mahogany JACQ, 26 Temperatur, 44 Sweitenia Mahogany JACQ, 26 Tintometer, 28 Titik Didih, 59 Toksisitas, 51 Transfer Elektron, 44 Viskositas intrinsik, 23 Volumetric, 11
JURNAL
SAINS KIMIA (JOURNAL OF CHEMICAL SCIENCE) Volume : 7
ISSN : 1410 – 5152 Daftar Isi
Volume 7 Nomor 1 Kopolimerisasi Cangkok Gugus Reaktif Asam Adipat dan Polistirena dengan Inisiator Benzoil Peroksida Supri..................................................................................................................... 1-3 Pengaruh Konsentrasi Sabun Natrium dari Minyak Inti Sawit dan Waktu Penyimpanan Terhadap Tegangan Permukaan Lateks Pekat Yugia Muis .......................................................................................................... 4-6 Analisis Keefektifan Penggunaan Kitosan untuk Menurunkan Kadar Logam Berat Harry Agusnar .................................................................................................... 7-10 Steam Distillation Extraction of 2,4,6-Tribromo Amisole in Milk Sample and Analysis Using GC-MS in EI+ Mode Chairuddin .......................................................................................................... 11-14 Study Perbandingan Penggunaan Kitosan Sebagai Adsorben Dalam Analisis Logam Tembaga (Cu2+) Dengan Metode Spektrofotometri Serapan Atom Zul Alfian............................................................................................................. 15-17 Pengaruh Konsentrasi Dispersan Polimetil Metakrilat dan Waktu Perendaman Terhadap Logam Besi dalam Air Laut Syamsul Bachri Lubis......................................................................................... 18-20 Perolehan Kembali (Recovery) Amoniak dari Serum Pengolahan Lateks Pekat dengan Metode Stripping Hamonangan Nainggolan................................................................................... 21-22 Degradasi Polivivil Klorida (PVC) dalam Larutan Asam Sulfat Darwin Yunus Nasution ..................................................................................... 23-25 The Analysis of Fatty Acid Components in the Seeds of Swietenia Mahogany Jacq Harlem Marpaung .............................................................................................. 26-27
66
Volume 7 Nomor 2 Peranan Pendisperi Minyak Sawit Mentah Terhadap Kompabilitas Pencampuran Plastik Bekas (Jenis Polipropilena) dengan Bahan Pengisi Magnesium Hidroksida Amir Hamzah Siregar ........................................................................................
28-30
Manfaat Beberapa Jenis Bleaching Earth Terhadap Warna CPO (Crude Palm Oil) Emma Zaidar Nasution ......................................................................................
31-35
Studi Perbandingan Penggunaan Kitosan dan Amberjet 1200 Terhadap Penurunan Kadar Logam Tembaga Cu(II) dengan Metode Spektrofotometri Serapan Atom Harry Agusnar ....................................................................................................
36-39
Pembuatan Biosensor Urea dengan Transduser Tembaga Khairi ...................................................................................................................
40-43
Ketergantungan Temperatur dan pH Terhadap Transpor Sefaleksin ke dalam Eritrosit Manusia Secara In Vitro Matheus T Simanjuntak.....................................................................................
44-50
Skrining Toksisitas Beberapa Fraksi Metanol dari Daun Lantana camara L. Rumondang Bulan Nasution .............................................................................
51-54
Analisis Kadar Logam Besi (Fe) dari Minyak Nilam (Patchouly Oil) yang Diperoleh dari Penyulingan dengan Menggunakan Wadah Kaca, Stainless Steel dan Drum Bekas Secara Spektrofotometri Serapan Atom Zul Alfian.............................................................................................................
55-58
Analisis Hambatan Karbon dalam Lingkungan Asam – Basa Minto Supeno ......................................................................................................
59-60
Saling Tembus Polimer Antara Karet Alam (SIR –20) dan Poliuretan Thermoplastik Thamrin ...............................................................................................................
61-63
67
