HAFIZ AZLIANDRY /KIM

Transkripsi

1 PEMANFAATAN KARET SIR-20 SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL POLIMER DENGAN ADANYA DIKUMIL PEROKSIDA DAN DIVENIL BENZENA MENGGUNAKAN PROSES EKSTRUKSI TESIS Oleh HAFIZ AZLIANDRY /KIM FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

2 PEMANFAATAN KARET SIR-20 SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL POLIMER DENGAN ADANYA DIKUMIL PEROKSIDA DAN DIVENIL BENZENA MENGGUNAKAN PROSES EKSTRUKSI TESIS Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains dalam Program Studi Ilmu Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Oleh HAFIZ AZLIANDRY /KIM FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011

3 Judul : PEMANFAATAN KARET SIR-20 SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL POLIMER DENGAN ADANYA DIKUMIL PEROKSIDA DAN DIVENIL BENZENA MENGGUNAKAN PROSES EKSTRUKSI Nama : Hafiz Azliandry Nomor Pokok : Program Studi : Magister Ilmu Kimia Menyetujui Komisi Pembimbing Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D Ketua Prof. Dr. Tamrin, M.Sc Anggota Ketua Program Studi, Dekan, Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D Dr. Sutarman, M.Sc Tanggal lulus : 20 Juni 2011

4 Telah diuji pada Tanggal : 20 Juni 2011 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D Anggota : 1. Prof. Dr. Tamrin, M.Sc 2. Dr. Hamonangan Nainggolan, M.Sc 3. Dr. Darwin Yunus, MS 4. Dr. Yugia Muis, M.Si 5. Prof. Dr. Yunazar Manjang

5 PERNYATAAN PEMANFATAAN KARET SIR-20 SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL POLIMER DENGAN ADANYA DIKUMIL PEROKSIDA DAN DIVENIL BENZENA MENGGUNAKAN PROSES EKSTRUKSI TESIS Dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil karya saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar Medan, 20 Juni 2011 Hafiz Azliandry

6 PEMANFAATAN KARET SIR-20 SEBAGAI BAHAN ADITIF DALAM PEMBUATAN ASPAL POLIMER DENGAN ADANYA DIKUMIL PEROKSIDA DAN DIVENIL BENZENA MENGGUNAKAN PROSES EKSTRUKSI ABSTRAK Telah dilakukan penelitian mengenai pemanfaatan karet SIR-20 sebagai bahan aditif dalam pembuatan aspal polimer dengan adanya DCP dan DVB menggunakan proses ekstruksi, dengan aspal dan karet SIR-20 divariasikan. Aspal polimer dibuat dengan cara mencampurkan aspal dengan karet SIR-20 yang dicampur bersama dengan agregat pasir kemudian ditambahkan DCP sebagai inisiator dan DVB sebagai crosslinker, selanjutnya hasil campuran di ekstruksi pada suhu 170 o C. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa penambahan 95 g aspal dan 5 g karet SIR-20 efektif dalam meningkatkan sifat mekanis dari campuran aspal dimana dihasilkan kekuatan tekan maksimum sebesar 0,75 Mpa. Sifat fisik menghasilkan penyerapan air sebesar 0,42%. Analisis sifat termal menghasilkan suhu T g 368 o C dan suhu Tm 490 o C. Analisis struktur permukaan dengan SEM memperlihatkan adanya perbedaan permukaan setelah karet SIR-20 ditambahkan ke dalam campuran aspal. Spektrum FTIR menunjukkan adanya serapan tajam dan intensitas kuat pada bilangan gelombang 698,21 cm -1 yang menunjukkan adanya ikatan =C-H dari isoprena. Kata kunci : Karet SIR-20, Aspal, Agregat, DCP, DVB, Ekstruksi. i

7 UTILIZATION OF SIR-20 RUBBER AS ADDITIVES IN THE MANUFACTURE OF ASPHALT POLYMER WITH EXISTANCE OF DICUMYL PEROXIDE AND DIVENIL BENZENE USING THE EXTRUSION PROCESS ABSTRACT The research has been done about the utilization of SIR-20 rubber as additives in the manufacture of asphalt polymers with existance of DCP and DVB using the extrusion process, with asphalt and SIR-20 rubber was varied. Asphalt polymer prepared by mixing the asphalt and SIR-20 rubber that is mixed together with sand aggregate was then added DCP as an initiator and DVB as a crosslinker, then the resulting mixture in extrusion at a temperature of 170 o C. The result of characterization showed that the addition of 95 g of asphalt and 5 g of SIR-20 rubber used effectively in improving the mechanical properties of asphalt mixture which produced a maximum compressive strength of 0,75 Mpa, physical properties generate water absorption 0,42%. Analysis of thermal properties generate temperature of Tg 368 o C and Tm 490 o C. Surface structure analysis by SEM shows the surface is a different after SIR-20 rubber are added into the mix asphalt. FTIR spectra showed the absorption of a sharp and strenght intensity at wave number 698,21 cm -1 which indicates the existence of =C-H bonding from isoprene. Keywords: SIR-20 Rubber, Asphalt, Aggregate, DCP, DVB, Extrusion. ii

8 KATA PENGANTAR Pertama-tama penulis panjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmad dan karunia-nya sehingga tesis yang berjudul Pemanfaatan Karet SIR-20 Sebagai Bahan Aditif Dalam Pembuatan Aspal Polimer Dengan Adanya Dikumil Peroksida Dan Divenil Benzena Menggunakan Proses Ekstruksi ini dapat diselesaikan. Dengan diselesaikannya tesis ini, perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : Rektor, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc (CTM), Sp. A(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universtas Sumatera Utara, Dr. Sutarman, M.Sc atas kesempatan yang diberikan kepada penulis menjadi mahasiswa Program Magister pada Program Pascasarjana Fakultas MIPA. Ketua Program Studi Magister Ilmu Kimia, Prof. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D, dan Sekretaris Program Studi Magister Ilmu Kimia Dr. Hamonangan, M.Sc atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister pada Program Pascasarjana Fakultas MIPA. Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan yang setinggi-tingginya penulis ucapkan kepada : 1. Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS selaku Pembimbing Utama dan Bapak Prof. Dr. Tamrin, M.Sc selaku Anggota Komisi Pembimbing yang telah memberikan perhatian, dorongan, bimbingan dan arahan dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing penulis hingga selesainya penelitian ini. 2. Bapak Dr. Hamonangan, M.Sc, Bapak Dr. Darwin Yunus Nasution, MS, Ibu Dr. Yugia Muis, M.Sc selaku penguji yang telah banyak memberikan masukan dan saran untuk menyelesaikan tesis ini. iii

9 3. Ibu Dr. Yugia Muis, M.Si selaku Kepala Laboratoium Polimer FMIPA USU beserta staf atas fasilitas dan sarana yang diberikan selama penelitian. 4. Kepala Laboratorim Penelitian FMIPA USU, Kepala Laboratorium PTKI Medan, Kepala Laboratorium Bea dan Cukai, dan Kepala Laboratorium Geologi Kuarter PPGL dalam bantuannya menganalisa sampel. 5. Ayahanda dan Ibunda serta kakak dan adik yang telah memberikan do a restu serta dorongan moril sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan. 6. Rekan-rekan seangkatan 2009 atas kekompakan dan kerjasamanya yang baik selama perkuliahan maupun selama penelitian. Penulis menyadari bahwa tesis ini masih kurang sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pihak pembaca demi kesempurnaan tesis ini. Akhirnya semoga tesis ini bermanfaat bagi penelitian dan kemajuan ilmu pengetahuan untuk masa yang akan datang. Hormat Penulis, Hafiz Azliandry iv

10 RIWAYAT HIDUP DATA PRIBADI Nama Lengkap berikut gelar : Hafiz Azliandry, S.Pd, M.Si Tempat dan Tanggal Lahir : Medan, 17 Maret 1984 Alamat Rumah : Jl. Bromo Gg. Bahagia No. 4 Medan Telepon/HP : / yrdnailza_zifah@yahoo.com Instansi Tempat Bekerja : SMA Negeri 3 Tebing Tinggi Alamat Kantor : Jl. Kom.Yos Sudarso Kel. Tanjung Marulak Kec. Rambutan Tebing Tinggi Telepon/Faks/HP : DATA PENDIDIKAN SD : Swasta Muhammadiyah 08 Medan Tamat : 1996 SMP : Swasta Muhammadiyah Kuala Madu Tamat : 1999 SMU : Madrasah Aliyah Negeri 1 Medan Tamat : 2002 Strata-1 : Universitas Negeri Medan Tamat : 2007 Strata-2 : Program Studi Magister Ilmu Kimia PPs USU Tamat : 2011 v

11 DAFTAR ISI ABSTRAK ABSTRACT KATA PENGANTAR RIWAYAT HIDUP DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN DAFTAR ISTILAH Hal i ii iii v vi ix x xii xiii BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Permasalahan Pembatasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Metodologi Penelitian Lokasi Penelitian 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Aspal Sumber Aspal Jenis-Jenis Aspal Kandungan Aspal 9 vi

12 2.2 Polimer Modifikasi Aspal (PMA) Karet Alam Hasil Olahan Karet Alam Sifat-Sifat Karet Alam Karet SIR Penggunaan Karet Alam Agregat Jenis Agregat Pasir Dikumil Peroksida (DCP) Divenil Benzena (DVB) Proses Ekstruksi Ekstruksi Bahan Termoplastik Mesin Ekstruksi Ulir Tunggal Karakterisasi Polimer Modifikasi Aspal Kuat Tekan Penyerapan Air Differential Thermal Analysis (DTA) Scanning Electron Microscopy (SEM) Spektroskopi Fourier Transform Infra Red (FT-IR) 25 BAB 3 METODE PENELITIAN Bahan-Bahan Alat-Alat Prosedur Penelitian Preparasi Bahan Proses Pembutan Aspal Polimer Karakterisasi Aspal Polimer Proses Pengujian Kuat Tekan 28 vii

13 Proses Pengujian Penyerapan Air Proses Pengujian Dengan DTA Proses Pengujian Dengan SEM Proses Pengujian Dengan FT-IR Bagan Penelitian Proses Pembuatan Aspal Polimer 31 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Data dan Analisis Pengujian Kuat Tekan Data dan Analisis Pengujian Penyerapan Air Data dan Analisis Pengujian Dengan DTA Data dan Analisis Pengujian Dengan SEM Data dan Analisis Pengujian Dengan FTIR Perkiraan Mekanisme Reaksi 45 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran 48 DAFTAR PUSTAKA 49 LAMPIRAN 52 viii

14 DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman 2.1 Data Jenis Pengujian dan Persyaratan Aspal Tipe Grade 60/ Standar Indonesia Rubber Nilai Uji Kuat Tekan Untuk Variasi Aspal dengan Karet SIR Nilai Penyerapan Air Untuk Variasi Aspal dan Karet SIR ix

15 DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman 2.1 Struktur Aspal Bermacam Jenis Aspal dan Proses Sebelumnya dari Minyak Bumi Struktur Asphaltene Struktur Saturate Struktur Karet Alam Struktur Dikumil Peroksida Struktur Divenil Benzena Mesin Ekstrusi Ulir Tunggal Grafik Hasil Pengujian Kuat Tekan Dengan Variasi Aspal dan Karet SIR Grafik Hubungan Antara Nilai Kuat Tekan Dengan Variasi Aspal dan Karet SIR Grafik Hubungan Antara Nilai Penyerapan Air Dengan Aspal dan Karet SIR Grafik Hasil Pengujian DTA Terhadap Campuran Aspal dan Karet SIR Grafik Hasil Pengujian DTA Terhadap Campuran Aspal Hasil SEM Campuran Aspal Untuk Perbesaran 100, 500, 1000 dan 2500 kali Hasil SEM Campuran Aspal Dengan Karet SIR-20 Untuk Perbesaran 100, 500, 1000 dan 2500 kali Sebelum Pengujian 40 x

16 Nomor Judul Halaman 4.8 Hasil SEM Campuran Aspal Dengan Karet SIR-20 Untuk Perbesaran 100, 500, 1000 dan 2500 kali Setelah Pengujian Grafik Pengujian FTIR Terhadap Campuran Aspal Dengan Karet SIR Grafik Pengujian FTIR Terhadap Campuran Aspal 43 xi

17 DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Halaman 1. Perhitungan Uji Kuat Tekan dan Penyerapan Air Campuran Aspal Dengan Karet SIR Foto Hasil Pencetakan Terhadap Campuran Aspal Dengan Karet SIR Foto Pengujian Kuat Tekan Terhadap Campuran Aspal Dengan Karet SIR Foto Pengujian Daya Serap Air Terhadap Campuran Aspal Dengan Karet SIR Foto Peralatan Penelitian Foto Bahan-Bahan Penelitian Foto Aktivitas Selama Penelitian 58 xii

18 DAFTAR ISTILAH ASTM DCP DTA DVB FT-IR MPa Phr PMA SEM SIR SNI Tg Tm : American Standart for Testing and Material : Dikumil Peroksida, sebagai inisiator : Differential Thermal Analysis : Divenil Benzena, sebagai ikat sambung silang : Fourier Transform Infra Red : Satuan kekuatan tekan dalam satuan Mega Pascal. : Part perhundred (bagian perseratus) : Polimer Modifikasi Aspal : Scanning Electron Microscopy : Standart Indonesia Rubber : Standar Nasional Indonesia : Transisi Gelas : Titik maksimum atau titik lebur xiii