PERANAN DIVINIL BENZENA TERHADAP KOMPATIBILITAS CAMPURAN LOW DENSITY POLYETHYLENE (LDPE) DAN ABU BAN BEKAS MENGGUNAKAN INISIATOR DIKUMIL PEROKSIDA

Transkripsi

1 1 PERANAN DIVINIL BENZENA TERHADAP KOMPATIBILITAS CAMPURAN LOW DENSITY POLYETHYLENE (LDPE) DAN ABU BAN BEKAS MENGGUNAKAN INISIATOR DIKUMIL PEROKSIDA SKRIPSI DEWI ANJARSARI SINAGA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

2 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 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

3 3 PERSETUJUAN Judul : PERANAN DIVINIL BENZENA TERHADAP KOMPATIBILITAS CAMPURAN LOW DENSITY POLYETHYLENE (LDPE) DAN ABU BAN BEKAS MENGGUNAKAN INISIATOR DIKUMIL PEROKSIDA Kategori : SKRIPSI Nama : DEWI ANJARSARI SINAGA Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : SARJANA (S-1) KIMIA Departemen : KIMIA Fakultas : 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 Drs. Amir Hamzah Siregar, M.Si. NIP NIP Diketahui/Disetujui oleh: Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, DR. Rumondang Bulan Nst, MS. NIP

4 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

5 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 6 5. Kepala dan Staf Laboratorium Kimia Fisika dan Polimer yang telah memberikan bimbingan dan masukan serta saran kepada penulis selama melakukan penelitian 6. 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). 7. 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 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/mm 2 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/mm 2 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 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/mm 2 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/mm 2 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 9 DAFTAR ISI Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar isi Daftar gambar Daftar tabel Daftar lampiran Daftar singkatan Halaman ii iii iv vi vii viii x xi xii xiii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perumusan Masalah Pembatasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Lokasi Penelitian Metodelogi Percobaan 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Polietilen Ban Bekas Dikumil Peroksida Divinil benzena Xilena Karakterisasi Campuran Polimer Analisis FT-IR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy Skaning Elektron Mikroskopi (SEM) Kandungan Gel (derajat sambung silang) Kekuatan Tarik 16

10 10 BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1 Alat Bahan Prosedur Preprasi Sampel Pembuatan campuran polimer LDPE dan Abu Ban Bekas Pembuatan campuran LDPE dan Abu Ban Bekas Pembuatan campuran LDPE, Abu Ban Bekas, DKP dan DVB Pembuatan Film Spesimen Hasil poliblen Analisa dan Karaterisasi Specimen kekuatan tarik Analisa Permukaan dengan SEM Analisa Spektroskopi Infra Merah (FTIR) Analisa Data Skema Pengambilan data Pencampuran LDPE-Abu Ban Bekas Pencampuran LDPE-Abu Ban Bekas-DKP Pencampuran LDPE-Abu Ban Bekas-DKP -DVB 26 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pengujian sifat mekanik berdasarkan kekuatan tarik (σ t ) dan kemuluran (ε) Analisis Uji Mekanis dengan Uji Tarik Scanning Elektroan Microscope (SEM) Analisa gugus fungsi dengan FT-IR Kandungan Gel (Penentuan Derajat Sambung Silang) Rancangan Mekanisme Reaksi Termoplastik Elastomer 35 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran 37 Daftar Pustaka 38 Lampiran 41

11 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 Gambar 4.1 Grafik kekuatan tarik (σ t ) 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 (σ t ) 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 12 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Sifat-sifat xilena 12 Tabel 4.1 Hasil pengujian kekuatan Tarik (σ t ) dan kemuluran (ε) Termoplastik Elastromer (TPE) terhadap pengaruh perbandingan variasi konsentrasi DKP 27 Tabel 4.2 Hasil pengujian kekuatan Tarik (σ t ) dan kemuluran (ε) Termoplastik elastomer (TPE) terhadap penambahan variasi konsentrasi DKP dengan variasi konsentrasi DVB 28 Tabel 4.3 Hasil analisis gugus fungsi LDPE dan abu ban bekas dengan Menggunakan FT-IR 33 Tabel 4.4 Hasil analisis gugus fungsi LDPE, abu ban bekas, 2 phr DVB dan 2 phr DKP 33

13 13 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Data kandungan gel campuran 42 Lampiran 2. Spektrum FT-IR LDPE-Abu Ban Bekas 43 Lampiran 3. Spektrum FT-IR LDPE-Abu Ban Bekas-DKP 2 phr-dvb 2 phr 44

14 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