SKRIPSI DIAN ASHARI Universitas Sumatera Utara

Transkripsi

1 STUDI PEMBUATAN KOMPOSIT TERMOPLASTIK ELASTOMER DARI HDPE BEKAS DAN KARET EPDM DENGAN PENGISI SERBUK TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT DENGAN PENDIPERSI GLISEROL MONOSTEARAT SKRIPSI DIAN ASHARI ` DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

2 STUDI PEMBUATAN KOMPOSIT TERMOPLASTIK ELASTOMER DARI HDPE BEKAS DAN KARET EPDM DENGAN PENGISI SERBUK TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT DENGAN PENDIPERSI GLISEROL MONOSTEARAT SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains DIAN ASHARI DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

3 PERSETUJUAN Judul : Studi Pembuatan Komposit Termoplastik Elastomer Dari HDPE Bekas Dan Karet EPDM Dengan Pengisi serbuk Tandan Kosong Kelapa Sawit Dengan Pendispersi Gliserol Monostearat Kategori : Skripsi Nama : Dian Ashari Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : Sarjana (S1) Kimia Departemen Fakultas : Kimia : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Disetujui di Medan, April 2015 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2, Pembimbing 1, Dr. Yugia Muis, M.Si Dr. Amir Hamzah Siregar, M.Si NIP NIP Diketahui/Disetujui oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dr. Rumondang Bulan, MS NIP

4 PERNYATAAN STUDI PEMBUATAN KOMPOSIT TERMOPLASTIK ELASTOMER DARI HDPE BEKAS DAN KARET EPDM DENGAN PENGISI SERBUK TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT DENGAN PENDIPERSI GLISEROL MONOSTEARAT SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja pembimbing dan saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Maret 2015 Dian ashari

5 PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan Karunia-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi ini sebaik mungkin. Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: Kedua orang tua tercinta, Ayahanda Dibri Pasaribudan Ibunda Haswidawati atas segala doa, dukungan, kasih sayang dan cintanya yang tiada henti memberikan perhatian kepada penulis. Kepada Adik-adik tercinta yang telah member do a, perhatian dan dukungan kepada penulis. Bapak Dr.Amir Hamzah Siregar, M.Si. selaku dosen pembimbing 1 dan ibu Dr. Yugia Muis,M.Si. selaku dosen pembimbing 2 yang telah banyak memberikan pengarahan, bimbingan, masukan dan saran hingga terselesaikannya skripsi ini. Ibu Dr. Rumondang Bulan Nst. MS dan bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU yang telah mensyahkan skripsi ini. Seluruh staf dan dosen KIMIA FMIPA USU yang telah membimbing penulis, staf Kimia Fisika dan Kimia Polimer, Bang Edi yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Tri Syahputra, Indra Nugraha, Priyasin, Hardian, Xerra Fajrani, abangda Awalludin Nainggolan serta teman-teman setambuk 2010 lainnya atas perhatian dan dukungannya selama ini. Serta sahabat-sahabat terbaik khususnya Andri yang selalu memberikan dukungan dan memotivasi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Hanya Allah SWT yang dapat membalas semua kebaikan yang telah diberikan kepada penulis. Semoga Allah SWT selalu memberikan berkah yang berlipat ganda untuk kita semua, amin ya Rabbalalamin. Penulis

6 STUDI PEMBUATAN KOMPOSIT TERMOPLASTIK ELASTOMER DARI HDPE BEKAS DAN KARET EPDM DENGAN PENGISI SERBUK TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT DENGAN PENDIPERSI GLISEROL MONOSTEARAT ABSTRAK Telah dilakukan vulkanisasi dinamik terhadap campuran TPE HDPE bekas-karet EPDMdengan bahan pengisi tandan kosong kelapa sawit pada suhu 175 o Cdengan variasi penambahan gliserol monostearat 0; 2; 4; 6; 8; 10 g. Kemudian dicetak menjadi specimen dengan alat pres kompresor pada suhu 175 o C sesuai dengan ASTM D638Spesimen dikarakterisasi dengan uji kekuatan tarik, uji koefisien serap bunyi dan analisa morfologi permukaan dengan SEM. Hasil penelitian menunjukkan bahwa campuran TPE memiliki kekuatan tarik paling tinggi didapatkan dengan penambahan 2ggliserol monostearatdengan nilai kekuatan tarik 7,87 MPa dan kemuluran 8,79%. Dari uji koefisien serap bunyi didapatkan penyerapan bunyi paling tinggi terjadi pada frekuensi 2000 Hz dengan nilai α yaitu 0,8966. Dari analisa morfologi permukaan memperlihatkan bahwa bahan pengisi tidak terdistribusi merata dalam matrik. Kata kunci: HDPE, TPE HDPE bekas-karet EPDM, GMS

7 STUDY OF PREPARATION THERMOPLASTIC ELASTOMER HDPE- EPDM RUBBER BLEND-FILLED OIL PALM EMPTY FRUIT BUNCHIESWITH PENDIPERSI GLYCEROL MONOSTEARAT ABSTRACT Dynamic vulcanization has been done on the mixturetpe HDPE-Rubber EPDM filled oil palm empty fruit bunches at a temperature of C with variations addition of glycerol monostearate 0; 2; 4; 6; 8; 10 g. Then molded into specimens by means of pressing the compressor at a temperature of 175 o C in according with ASTM D638 specimens were characterized by a tensile strength test, test sound absorption coefficient and analysis of surface morphology by SEM. The results showed that the mixture of TPE has the highest tensile strength obtained by the addition of glycerol monostearate 2g with a value of 7.87 MPa tensile strength and elongation at 8.79%. Sound absorption coefficient of the test obtained the highest sound absorption occurs at a frequency of 2000 Hz with a value of α is Of the surface morphology analysis showed that the filler was not distributed uniformly in the matrix. Keywords: HDPE, TPE HDPE ex- EPDM, GMS

8 DAFTAR ISI Halaman Persetujuan Pernyatan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran Daftar Singkatan ii iii iv v vi vii x xi xii xiii Bab 1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Perumusan Masalah Pembatasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Metodologi Penelitian Lokasi Penelitian 6 Bab 2. Tinjauan Pustaka 2.1 Polimer Polietilena Plastik Komposit Karet Sintetis Karet Alam Keunggulan Karet Alam Dibandingkan Dengan Karet Sintetis EPDM Kompatibilitas Campuran Polimer Bahan Pengisi Tandan Kosong Kelapa Sawit Gliserol Monostearat (GMS) Karakterisasi Polimer SEM Uji Kekuatan Tarik Uji Koefisien Serap Bunyi 24

9 Bab 3. Metode Penelitian 3.1 Alat-alat Dan Bahan-bahan Penelitian Alat-alat Penelitian Bahan-bahan Penelitian Prosedur Penelitian Penyiapan Sampel Pengolahan Campuran HDPE (Bekas)+Karet EPDM+BPO Pengolahan Campuran HDPE (Bekas)+Karet EPDM+BPO+DVB Pengolahan Campuran HDPE (Bekas)+Karet EPDM+BPO+DVB+TKKS Pengolahan Campuran HDPE (Bekas)+Karet EPDM+BPO+DVB+TKKS+GMS Prosedur Pembuatan Spesimen Uji Kekuatan Tarik Analisa Permukaan Dengan SEM Ujiu Koefisien Serap Bunyi Bagan Penelitian Bagan Penyiapan Karet EPDM Bagan Penyiapan Serbuk TKKS Bagan Pembuatan Campuran Karet EPDM-HDPE Bekas 50/50 (g/g) Dengan Penambahan BPO Bagan Pembuatan Campuran Karet EPDM-HDPE Bekas 50/50 (g/g) Dengan Penambahn BPO Dan DVB Bagan Pembuatan Dan Karakterisasi Campuran HDPE Bekas+Karet EPDM+2phr BPO+3phr DVB Dengan Penambahan Berat Bahan Pengisi Tandan Kosong Kelapa Sawit Bagan Pembuatan Dan Karakterisasi Campuran HDPE Bekas+Karet EPDM+2phr BPO+3phr DVB+10 g TKKS Dengan Penambahan Berat Bahan Pendispersi Gliserol Monostearat 2 g 36 Bab 4 Hasil dan Pembahsan 4.1 Hasil Karakterisasi Sampel Dan Pengujian Sifat Mekanik Pembahasan Analisa Kekuatan Tarik Dan Kemuluran Dari Penelitian Yang Sebelummya TPE HDPE Bekas+Karet EPDM+ BPO Analisa Kekuatan Tarik Dan Kemuluran Dari Penelitian Yang Dilakukan Sebelumnya TPE HDPE Bekas+Karet EPDM+BPO+DVB Analisa Kekuatan Tarik Dan Kemuluran Dari Penelitian Yang Dilakukan Sebelumnya TPE HDPE Bekas+Karet EPDM+BPO+DVB+TKKS 42

10 4.2.4 Hasil Uji Koefisien Serap Bunyi TPE HDPE bekas+karet EPDM+BPO+DVB+TKKS Dengan Variasi GMS 45 Bab 5 Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan Saran 50 Daftar Pustaka 51 Lampiran 55

11 DAFTAR TABEL Nomor Tabel Judul Halaman 2.1 Jenis-jenis Polietilena Komposisi Kimia Dari Tandan Kosong Kelapa Sawit Sifat Fisika Tandan Kosong Kelapa Sawit Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Dan Kemuluran Dari 37 Penelitian Yang Dilakukan Sebelumnya Campuran TPE 50/50 (g/g)+bpo 4.2 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Dan Kemuluran Dari 37 Penelitian Yang Dilakukan Sebelumnya Campuran TPE 50/50 (g/g)+bpo+dvb 4.3 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Dan Kemuluran Dari 38 Penelitian Yang Dilakukan Sebelumnya Campuran TPE 50/50 (g/g)+2phr BPO+3phr DVB Dengan Variasi Penambahn TKKS 4.4 Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Dan Kemuluran Dari 38 Penelitian Yang Dilakukan Sebelumnya Campuran TPE 50/50 (g/g)+2phr BPO+3phr DVB+10 g TKKS Dengan Variasi Penambahn GMS 4.5 Nilai Koefisien Bunyi TPE Dengan Variasi GSM Koefisien Serap Bunyi TPE+TKKS dan TPE tanpa TTKS 47

12 DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman Gambar 2.1. Struktur Polietilen Struktur Isoprena Struktur EPDM Struktur Gliserol Monostearat Spesimen Uji Berdasarkan ASTM D638 Tipe IV Bagan Dari Tabung Impendasi Grafik Kekuatan Tarik Dari TPE HDPE bekas-karet EPDM+BPO Grafik Kemuluran Dari TPE HDPE bekas-karet EPDM+BPO Grafik Kekuatan Tarik Dari TPE HDPE bekas-karet EPDM+BPO+DVB Grafik Kemuluran Dari TPE HDPE bekas-karet EPDM+BPO+DVB Grafik Kekuatan Tarik Dari TPE HDPE bekas-karet EPDM+BPO+DVB +variasi TKKS Grafik Kemuluran Dari TPE HDPE bekas-karet EPDM+BPO+DVB +variasi TKKS Grafik Kekuatan Tarik Dari TPE HDPE bekas-karet EPDM+BPO+DVB +10 g TKKS+ variasi GMS Grafik Kemuluran Dari TPE HDPE bekas-karet EPDM+BPO+DVB +10 g TKKS+ variasi GMS Grafik Camputan TPE Dengan Variasi GMS Grafik Camputan TPE Dengan Variasi GMS Dan TPE Tanpa GMS 48

13 DAFTAR SINGKATAN HDPE BPO DVB TPE Phr SEM ASTM EPDM TKKS = High Density Polietilena = Benzoil Peroksida = Divinil Benzena = Termoplastik Elastomer = Per hundred rubber = Scanning Electron Microscopy = American Society for Testing and Materials = Etilena Propilena Diena Monomer = Tandan Kosong Kelapa Sawit

14 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Halaman Lampiran 1 Perhitungan kekuatatan tarik 56 2 Perhitungan kemuluran 57 3 Hasil pengujian SEM TPE HPDE-Karet EPDM 50/50 (g/g)+tkks+2phr BPO+3phr DVB Dengan Pebesaran 600x 58 4 Hasil pengujian SEM TPE HPDE-Karet EPDM 50/50 (g/g)+tkks+2phr BPO+3phr DVB Dengan Pebesaran 1500x 58 5 Hasil pengujian SEM TPE HPDE-Karet EPDM 50/50 (g/g)+tkks+2phr BPO+3phr DVB+2gr GMS Dengan Pebesaran 100x 59 6 Hasil pengujian SEM TPE HPDE-Karet EPDM 50/50 (g/g)+tkks+2phr BPO+3phr DVB+2gr GMS Dengan Pebesaran 1000x 59 7 Hasil pengujian SEM TPE HPDE-Karet EPDM 50/50 (g/g)+tkks+2phr BPO+3phr DVB+2gr GMS Dengan Pebesaran 3000x 60 8 Perhitungan Uji Serap Bunyi 61 9 Gambar Alat Ekstruder Alat Tabung Impedasi Untuk Uji Serap Bunyi 65