DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA AGUSTUS

Transkripsi

1 PEMANFAATAN SERBUK SERAT AMPAS TEBU TERMODIFIKASI SEBAGAI PENGISI KOMPOSIT HIBRID PLASTIK BEKAS KEMASAN GELAS/SERAT AMPAS TEBU/SERAT KACA DENGAN PENAMBAHAN BAHAN PENYERASI MALEAT ANHIDRIDA - g - POLIPROPILENA SKRIPSI Oleh CASTIQLIANA DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA AGUSTUS

2 PEMANFAATAN SERBUK SERAT AMPAS TEBU TERMODIFIKASI SEBAGAI PENGISI KOMPOSIT HIBRID PLASTIK BEKAS KEMASAN GELAS/SERAT AMPAS TEBU/SERAT KACA DENGAN PENAMBAHAN BAHAN PENYERASI MALEAT ANHIDRIDA - g - POLIPROPILENA SKRIPSI Oleh CASTIQLIANA SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA AGUSTUS

3 3

4 4

5 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia - Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan Skripsi dengan judul Pemanfaatan Serbuk Serat Ampas Tebu Termodifikasi sebagai Pengisi Komposit Hibrid Plastik Bekas Kemasan Gelas/Serat Ampas Tebu/Serat Kaca dengan Penambahan Bahan Penyerasi Maleat Anhidrida - g - Polipropilena, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberi gambaran kepada dunia industri tentang pemanfaatan limbah ampas tebu dan plastik bekas kemasan gelas dapat diolah lebih lanjut menjadi komposit yang memiliki potensi untuk dijadikan bahan baku utama dalam pembuatan produk tangki penyimpan air. Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar - besarnya kepada : 1. Ibu Dr. Halimatuddahliana, S.T., M.Sc. selaku Dosen Pembimbing atas kesabarannya dalam membimbing penulis pada penyusunan dan penulisan skripsi ini. 2. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si. selaku Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,. 3. Ibu Ir. Renita Manurung, M.T. selaku Koordinator Penelitian Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,. 4. Ibu Dr. Maulida, S.T., M.Sc. selaku Dosen Penguji I yang telah memberikan kritik dan saran yang membangun dalam penulisan skripsi ini. 5. Ibu Dr. Ir. Iriany, M.Si. selaku Dosen Penguji II yang telah memberikan saran dan masukan yang membangun dalam penulisan skripsi ini. 6. Silvia, selaku partner penelitian penulis. 7. Sahabat terbaik Kelvin Hadinatan, S.T., Johan Senjaya, William, Adrian Hartanto, dan Inggrid Daneilla yang selalu mendukung dan memotivasi penulis dalam penyelesaian kegiatan penelitian ini. 5

6 8. Madeleine Suwita yang selalu memotivasi dan memberikan semangat kepada penulis dalam penyelesaian kegiatan penelitian ini. 9. Rekan - rekan Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam yang telah membagikan informasi kepada penulis. 10. Abang dan kakak senior, teman - teman stambuk 2011, terutama Muhammad Fauzy Ramadhan, Nurul Aini, Deviana Christianty, Mutiara Valentina, Eklesia Martina, Yunella Amelia, Maria Kristiani, dan Annisa Maharani, serta adik - adik stambuk 2012 hingga 2014 yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan. Medan, 12 Agustus 2015 Penulis, Castiqliana 6

7 DEDIKASI Skripsi ini saya persembahkan untuk : Bapak & Ibu tercinta Bapak Lim Bok San dan Ibu Tjui Fong Mereka adalah orang tua hebat yang telah membesarkan dan mendidikku dengan penuh kasih sayang. Terima kasih atas pengorbanan, nasehat dan do a yang tiada hentinya kalian berikan kepadaku selama ini. 7

8 RIWAYAT HIDUP PENULIS Asal Sekolah : Nama : Castiqliana NIM : Tempat/Tgl. Lahir : Medan, 27 Januari 1994 Nama orang tua : Lim Bok San Alamat orang tua : Jalan Polonia No. 186 Medan SD Swasta Wage Rudolf Supratman 2 Medan, tahun SMP Swasta Wage Rudolf Supratman 1 Medan, tahun SMA Swasta Wage Rudolf Supratman 1 Medan, tahun Pengalaman Organisasi/Kerja : 1. Asisten guru kimia dan fisika di institusi Scholar s Hub Medan, Indonesia (Oktober 2014 Januari 2015) 2. Guru matematika dan kimia di institusi Scholar s Hub Medan, Indonesia (Februari 2015 sekarang) 3. Guru les privat (November 2011 sekarang) 4. Koordinator Utama Pembelajaran Online di institusi Scholar s Hub Medan, Indonesia (Juni 2015 sekarang) 5. Mahasiswa magang di Pabrik Gula Sei Semayang Binjai KM 12,5, Medan (Agustus September 2014) Prestasi akademik/non akademik yang pernah dicapai : : Juara 3 Desain Poster KMB USU pada Pekan Olahraga dan Seni Keluarga Mahasiswa Buddhis (PORSENI KMB USU) : Juara 3 Pertandingan Tenis Meja Putri Tunggal pada Pekan Olahraga dan Seni Keluarga Mahasiswa Buddhis (PORSENI KMB USU) : Juara 2 Pertandingan Bola Basket pada Pekan Olahraga dan Seni Keluarga Mahasiswa Buddhis (PORSENI KMB USU) : Juara 25 Olimpiade Bahasa Inggris Tingkat Regional (Aceh, Sumatera Utara, Riau, Sumatera Barat) yang diselenggarakan Komunitas Pengembangan Olimpiade Sains dan Tenaga Pendidik Indonesia (KP - OSTPI) : Finalis Lomba Presenter Berita Bahasa Indonesia (Piala Kapolresta Medan) yang diselenggarakan oleh STIE INDONESIA. 8

9 : Juara 1 Debat Bahasa Inggris yang diselenggarakan oleh OSIS Wage Rudolf Supratman 1 Medan : Juara 3 Olimpiade Matematika yang diselenggarakan oleh OSIS Wage Rudolf Supratman 1 Medan : Juara 3 Pertandingan Bola Basket 3 on 3 Putri yang diselenggarakan oleh OSIS Wage Rudolf Supratman 1 Medan : Juara 2 Lomba Presenter Berita Bahasa Inggris yang diselenggarakan oleh OSIS Wage Rudolf Supratman 1 Medan : Juara 1 Kontes Mengeja yang diselenggarakan oleh Ikatan Mahasiswa Sastra Inggris (IMSI USU) : Juara 1 Karya Tulis Ilmiah Sekolah Menengah Atas Tingkat Regional yang diselenggarakan oleh Departemen Pendidikan Nasional : Finalis Lomba Presenter Berita Bahasa Inggris yang diselenggarakan oleh Lions Club Indonesia District A : Juara 4 Olimpiade Matematika Sekolah Menengah Pertama Tingkat Regional yang diselenggarakan oleh Hajjah Rachmah Nasution Foundation. 9

10 ABSTRAK Komposit hibrid adalah salah satu generasi terbaru dalam dunia komposit. Pada komposit hibrid, jenis pengisi berbeda dimasukkan dalam matriks polimer untuk meningkatkan sifat material. Penambahan jenis pengisi bertujuan untuk menutupi kekurangan pengisi yang lainnya. Pada penelitian ini, komposit hibrid plastik bekas kemasan gelas (PBKG) jenis polipropilena/serbuk serat ampas tebu termodifikasi (SSAT)/serbuk serat kaca tipe E (SSK) dengan penambahan penyerasi maleat anhidrida - g - polipropilena (MAPP) telah dilakukan. Sebagai pembanding, komposit tanpa penambahan MAPP, komposit tanpa pengisi dan komposit dengan satu jenis pengisi juga dilakukan. Komposisi SSK dan MAPP dibuat seragam yaitu 10%b dan 2%b, serta komposisi SSAT divariasikan dari 10-40%b. Modifikasi permukaan serbuk serat ampas tebu juga dilakukan untuk mengurangi polaritas agar dapat kompatibel dengan sifat non - polar pada PBKG. Modifikasi kimia dilakukan dengan mereaksikan serbuk serat ampas tebu dengan natrium hidroksida (NaOH) 1% pada suhu 30 o C selama 2 jam. Pembuatan komposit hibrid diproses dengan mencampur komponen komposit secara mekanik dan kemudian campuran dimasukkan ke dalam ekstruder. Hasil karakterisasi FTIR menunjukkan bahwa terjadinya penurunan polaritas SSAT setelah dimodifikasi dengan alkali. Selain itu, pada karakterisasi FTIR komposit hibrid terverifikasi bahwa pengisi telah berinteraksi dengan matriks PBKG. Hasil uji tarik menunjukkan bahwa pada penambahan SSAT 20%b diperoleh kekuatan tarik maksimum, yaitu 26,7 MPa. Sementara itu, sifat pemanjangan putus terus menurun dan modulus Young mengalami peningkatan seiring dengan bertambahnya jumlah pengisi alami. Sifat kekuatan lentur dan kekuatan bentur maksimum terjadi pada penambahan SSAT 30%b, yaitu 32,4 MPa dan 46,6 J/cm 2. Penambahan MAPP dan 10%b SSK juga memberikan peranan penting dalam meningkatkan sifat mekanik komposit. Hasil pengujian sifat mekanik yang diperoleh didukung oleh analisa Scanning Electron Microscopy (SEM). Hasil analisa penyerapan air menunjukkan peningkatan serapan air dengan bertambahnya jumlah pengisi dan penyerapan air pada komposit yang menggunakan MAPP lebih rendah dari pada komposit yang tidak menggunakan MAPP pada komposisi pengisi yang sama. Selain itu, analisa fraksi volume serat juga telah dilakukan dan diperoleh hasil bahwa penambahan komposisi pengisi meningkatkan fraksi volume serat komposit, serta komposit yang menggunakan MAPP memiliki fraksi volume serat yang lebih rendah daripada komposit yang menggunakan MAPP pada komposisi pengisi yang sama. Kata kunci : maleat anhidrida - g - polipropilena, penyerapan air, serat ampas tebu termodifikasi, serat kaca, uji mekanik 10

11 ABSTRACT Hybrid composite is one of the new generations in composite family. In hybrid composite, different reinforcements are introduced into polymer matrix to enhance its properties. The addition of extra reinforcement is meant to overcome the weakness of the preceded reinforcement. In this study, hybrid composite of wasted polypropylene (WPP)/modified bagasse flour (MBF)/E-type glass fiber flour (GFF) with maleic anhydride-g-polypropylene (MAPP) addition were prepared. As comparison, composites without MAPP addition, composite with no fillers and composite with one type of reinforcements were also prepared. GFF and MAPP composition were made constant at 10 wt.% and 2 wt.% respectively and MBF composition was varied from wt.%. Surface modification was applied to bagasse flour in order to diminish its polarity so that it could be compatible with the non - polar wasted polypropylene matrix. Chemical modification was performed by reacting bagasse flour with sodium hydroxide (NaOH) 1% at 30 o C for 2 hours. The hybrid composite was prepared by mixing the composite s components mechanically and then introduced the mixture into an extruder. The result of FTIR characterization had approved that alkali modification had successfully decreasing the polarity of the MBF. In addition, it also verified that both reinforcements had made an interaction with the WPP matrix. The tensile properties measurements showed that addition of 20 wt.% MBF had given maximum tensile strength of 26,7 MPa. On the other hand, the elongation at break value was continuously decreasing while Young modulus was increased. Maximum flexural and impact strength of 32,4 MPa and 46,6 J/cm 2 were achieved in addition of 30 wt.% of MBF. Inclusion of MAPP and 10 wt.% of GFF had been proven to play significant role in enhancing the mechanical properties of hybrid composites. These mechanical properties results were supported by Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis. Water absorption analysis showed that the ability of the composite to absorb water was confirmed to incline by the increase of the SSAT composition and water absorption of composites with MAPP addition was verified to be lower than composites without MAPP addition in the same fillers content. Furthermore, fiber volume fraction analysis was also performed, its result showed that the increment of fillers composition could increase the fiber volume fraction, and composites with MAPP addition gained lower fiber volume fraction than composites without MAPP addition when the same fillers composition were inserted. Keywords : maleic anhydride - g - polypropylene, water absorption, modified bagasse fiber, glass fiber, mechanical properties test 11

12 DAFTAR ISI Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i PENGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI ii PRAKATA iii DEDIKASI v RIWAYAT HIDUP PENULIS vi ABSTRAK viii ABSTRACT ix DAFTAR ISI x DAFTAR GAMBAR xiv DAFTAR TABEL xix DAFTAR LAMPIRAN xx DAFTAR SINGKATAN xxii DAFTAR ISTILAH / SIMBOL xxiii BAB I PENDAHULUAN LATAR BELAKANG PERUMUSAN MASALAH TUJUAN PENELITIAN MANFAAT PENELITIAN RUANG LINGKUP PENELITIAN 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA KOMPOSIT Komposit Bermatriks Polimer (Polymer - Matrix Composites) Komposit Bermatriks Logam (Metal - Matrix Composites) Komposit Bermatriks Karbon (Carbon - Matrix Composites) Komposit Bermatriks Keramik (Ceramic - Matrix Composites) Komposit Bermatriks Karet (Rubber - Matrix Composites) Komposit Hibrid (Hybrid Composites) KOMPONEN KOMPOSIT Fasa Matriks Fasa Tersebar Serat Kaca 18 12

13 Serat Ampas Tebu Fasa Antarmuka Penyerasi Modifikasi Kimia PENGUJIAN DAN KARAKTERISASI KOMPOSIT HIBRID Uji Kekuatan Tarik (Tensile Strength) Uji Kekuatan Lentur (Flexural Strength) Uji Kekuatan Bentur (Impact Strength) Analisa Penyerapan Air oleh Komposit (Water Absorption) Analisa Fraksi Volume Serat Karakterisasi Fourier Transform Infra - Red (FTIR) Analisa Scanning Electron Microscopy (SEM) APLIKASI DAN KEGUNAAN PRODUK KOMPOSIT ANALISA EKONOMI 39 BAB III METODOLOGI PENELITIAN LOKASI PENELITIAN BAHAN DAN PERALATAN Bahan Peralatan Peralatan Proses Peralatan Analisa VARIABEL PENELITIAN PROSEDUR PENELITIAN Penyediaan Matriks Komposit Penyediaan Pengisi Serbuk Serat Kaca Tipe - E Penyediaan Pengisi Serbuk Serat Ampas Tebu Termodifikasi Penyediaan Penyerasi Komposit Proses Pembuatan Komposit Pengujian Komposit Uji Kekuatan Tarik (Tensile Strength) dengan ASTM D Tipe IV Uji Kekuatan Lentur (Flexural Strength) dengan ASTM D Uji Kekuatan Bentur (Impact Strength) dengan ASTM D

14 Uji Penyerapan Air (Water Absorption) dengan ASTM D Pengukuran Fraksi Volume Serat dalam Komposit (V F ) Karakterisasi Fourier Transform Infra - Red (FTIR) Analisa Scanning Electron Microscopy (SEM) 58 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN KARAKTERISASI FOURIER TRANSFORM INFRA - RED (FTIR) 60 PLASTIK BEKAS KEMASAN GELAS (PBKG) JENIS POLIPROPILENA 4.2 KARAKTERISASI FOURIER TRANSFORM INFRA - RED (FTIR) 61 SERBUK SERAT AMPAS TEBU TERMODIFIKASI (SSAT) 4.3 KARAKTERISASI FOURIER TRANSFORM INFRA - RED (FTIR) 64 MALEAT ANHIDRIDA - g - POLIPROPILENA (MAPP) 4.4 KARAKTERISASI FOURIER TRANSFORM INFRA - RED (FTIR) KOMPOSIT HIBRID PLASTIK BEKAS KEMASAN GELAS (PBKG) JENIS POLIPROPILENA PENGARUH KOMPOSISI SERBUK SERAT AMPAS TEBU 67 TERMODIFIKASI TERHADAP KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH) KOMPOSIT HIBRID PLASTIK BEKAS KEMASAN GELAS (PBKG) JENIS POLIPROPILENA 4.6 PENGARUH KOMPOSISI SERBUK SERAT AMPAS TEBU 71 TERMODIFIKASI TERHADAP SIFAT PEMANJANGAN SAAT PUTUS (ELONGATION AT BREAK) KOMPOSIT HIBRID PLASTIK BEKAS KEMASAN GELAS (PBKG) JENIS POLIPROPILENA 4.7 PENGARUH KOMPOSISI SERBUK SERAT AMPAS TEBU 74 TERMODIFIKASI TERHADAP MODULUS YOUNG KOMPOSIT HIBRID PLASTIK BEKAS KEMASAN GELAS (PBKG) JENIS POLIPROPILENA 4.8 PENGARUH KOMPOSISI SERBUK SERAT AMPAS TEBU 76 TERMODIFIKASI TERHADAP KEKUATAN LENTUR (FLEXURAL STRENGTH) KOMPOSIT HIBRID PLASTIK BEKAS KEMASAN GELAS (PBKG) JENIS POLIPROPILENA 4.9 PENGARUH KOMPOSISI SERBUK SERAT AMPAS TEBU 79 TERMODIFIKASI TERHADAP KEKUATAN BENTUR (IMPACT STRENGTH) KOMPOSIT HIBRID PLASTIK BEKAS KEMASAN GELAS (PBKG) JENIS POLIPROPILENA 14

15 4.10 PENGARUH KOMPOSISI SERBUK SERAT AMPAS TEBU 87 TERMODIFIKASI TERHADAP SIFAT PENYERAPAN AIR (WATER ABSORPTION) KOMPOSIT HIBRID PLASTIK BEKAS KEMASAN GELAS (PBKG) JENIS POLIPROPILENA 4.11 PENGARUH KOMPOSISI SERBUK SERAT AMPAS TEBU 89 TERMODIFIKASI TERHADAP FRAKSI VOLUME SERAT DAN DENSITAS KOMPOSIT HIBRID PLASTIK BEKAS KEMASAN GELAS (PBKG) JENIS POLIPROPILENA BAB V KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN SARAN 93 DAFTAR PUSTAKA 94 15

16 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Reaksi Pembentukan Polipropilena 12 Gambar 2.2 Polipropilena Isotaktik 13 Gambar 2.3 Polipropilena Ataktik 13 Gambar 2.4 Polipropilena Sindiotaktik 13 Gambar 2.5 Plastik Bekas Kemasan Gelas (PBKG) 15 Gambar 2.6 Continuous Strands and Rovings 18 Gambar 2.7 Chopped Strands 18 Gambar 2.8 Yarn 19 Gambar 2.9 Mat 19 Gambar 2.10 Ampas Tebu 22 Gambar 2.11 Komposisi Penyusun Komposit 24 Gambar 2.12 Maleat Anhidrida - Polipropilena (MAPP) 27 Gambar 2.13a Struktur Maleat Anhidrida (MAH) 28 Gambar 2.13b Struktur Polipropilena (PP) 28 Gambar 2.13c Struktur Maleat Anhidrida - Polipropilena (MAPP) 28 Gambar 2.14 Reaksi Proses Dekomposisi Senyawa Benzoil Peroksida 28 Gambar 2.15 Reaksi Proses Degradasi Polipropilena 28 Gambar 2.16 Proses Grafting Maleat Anhidrida ke dalam Polipropilena 29 Gambar 2.17 Reaksi Serat Selulosa dengan NaOH 30 Gambar 2.18 Spesimen V - Notch Metoda Charpy dan Izod 32 Gambar 2.19 Skema Pengujian Impak 33 Gambar 2.20 Susunan Geometri Serat dalam Matriks 34 Gambar 2.21 Prinsip Kerja SEM 36 Gambar 2.22 Tangki dari Polipropilena 37 Gambar 2.23 Tangki dari Polipropilena yang Diperkuat Serat Kaca 38 Gambar 3.1 Flowchart Penyediaan Matriks Komposit 45 Gambar 3.2 Flowchart Penyediaan Pengisi Serbuk Serat Kaca Tipe - E 46 Gambar 3.3 Flowchart Penyediaan Pengisi Serbuk Serat Ampas Tebu 49 Termodifikasi Gambar 3.4 Flowchart Penyediaan Penyerasi Komposit 51 Gambar 3.5 Ekstruder 52 16

17 Gambar 3.6 Alat Hot Press 52 Gambar 3.7 Cetakan Besi untuk Uji Kekuatan Tarik 52 Gambar 3.8 Cetakan Besi untuk Uji Kekuatan Lentur 53 Gambar 3.9 Cetakan Besi untuk Uji Kekuatan Bentur 53 Gambar 3.10 Flowchart Proses Pembuatan Komposit 54 Gambar 3.11 Sketsa Spesimen Uji Tarik dengan ASTM D Tipe 55 IV Gambar 3.12 Ukuran Dimensi Spesimen Kekuatan Lentur dengan ASTM 56 D 790 Gambar 3.13 Ukuran Dimensi Spesimen Metoda Izod dengan ASTM D Gambar 4.1 Karakterisasi FTIR Plastik Bekas Kemasan Gelas Jenis 60 Polipropilena Gambar 4.2 Struktur Polipropilena 61 Gambar 4.3 Karakterisasi FTIR Serbuk Serat Ampas Tebu 62 Termodifikasi Gambar 4.4 Reaksi Gugus Hidroksil dengan NaOH 63 Gambar 4.5 Reaksi Gugus Amida dengan NaOH 63 Gambar 4.6 Karakterisasi FTIR Maleat Anhidrida - g - Polipropilena 64 Gambar 4.7 Struktur Maleat Anhidrida - g - Polipropilena 65 Gambar 4.8 Karakterisasi FTIR Komposit Hibrid PBKG Jenis 66 Polipropilena Gambar 4.9 Pengaruh Komposisi Serbuk Serat Ampas Tebu Termodifikasi Terhadap Kekuatan Tarik (Tensile Strength) Komposit Hibrid Plastik Bekas Kemasan Gelas (PBKG) Jenis Polipropilena Gambar 4.10a Mekanisme Pembentukan Ikatan Interfasa oleh MAPP dengan SSAT Gambar 4.10b Mekanisme Pembentukan Ikatan Interfasa oleh MAPP dengan SSK Gambar 4.11 Pengaruh Komposisi Serbuk Serat Ampas Tebu Termodifikasi Terhadap Sifat Pemanjangan Saat Putus

18 (Elongation at Break) Komposit Hibrid Plastik Bekas Kemasan Gelas (PBKG) Jenis Polipropilena Gambar 4.12 Pengaruh Komposisi Serbuk Serat Ampas Tebu Termodifikasi Terhadap Modulus Young Komposit Hibrid Plastik Bekas Kemasan Gelas (PBKG) Jenis Polipropilena Gambar 4.13 Pengaruh Komposisi Serbuk Serat Ampas Tebu Termodifikasi Terhadap Kekuatan Lentur (Flexural Strength) Komposit Hibrid Plastik Bekas Kemasan Gelas (PBKG) Jenis Polipropilena Gambar 4.14 Pengaruh Komposisi Serbuk Serat Ampas Tebu Termodifikasi Terhadap Kekuatan Bentur (Impact Strength) Komposit Hibrid Plastik Bekas Kemasan Gelas (PBKG) Jenis Polipropilena Gambar 4.15a Morfologi Patahan Komposit Hibrid 58/30/10/2 dengan Perbesaran 100x Gambar 4.15b Morfologi Patahan Komposit Hibrid 58/30/10/2 dengan Perbesaran 1000x Gambar 4.16a Morfologi Patahan Komposit Hibrid 48/30/10/2 dengan Perbesaran 100x Gambar 4.16b Morfologi Patahan Komposit Hibrid 48/30/10/2 dengan Perbesaran 300x Gambar 4.17a Morfologi Patahan Komposit Hibrid 80/10/10/0 dengan Perbesaran 500x Gambar 4.17b Morfologi Patahan Komposit Hibrid 80/10/10/0 dengan Perbesaran 1000x Gambar 4.18a Morfologi Patahan Komposit Hibrid 60/30/10/0 dengan Perbesaran 100x Gambar 4.18b Morfologi Patahan Komposit Hibrid 60/30/10/0 dengan Perbesaran 500x Gambar 4.19 Pengaruh Komposisi Serbuk Serat Ampas Tebu Termodifikasi Terhadap Sifat Penyerapan Air (Water Absorption) Komposit Hibrid Plastik Bekas Kemasan Gelas (PBKG) Jenis Polipropilena Gambar 4.20 Pengaruh Komposisi Serbuk Serat Ampas Tebu Termodifikasi Terhadap Fraksi Volume Serat dan Densitas

19 Komposit Hibrid Plastik Bekas Kemasan Gelas (PBKG) Jenis Polipropilena Gambar C.1 Proses Pembuatan Penyerasi Maleat Anhidrida - g - LC-1 Polipropilena Gambar C.2 Proses Pengendapan Penyerasi Maleat Anhidrida - g - LC-1 Polipropilena Dengan Aseton Gambar C.3 Hasil Pengeringan Endapan Maleat Anhidrida - g - LC-2 Polipropilena Gambar C.4 Proses Modifikasi Kimia Pengisi Serbuk Serat Ampas Tebu LC-2 Gambar C.5 Hasil Serbuk Serat Ampas Tebu Termodifikasi LC-3 Gambar C.6 Campuran Komponen Komposit Sebelum Diekstrusi LC-3 Gambar C.7 Alat Ekstrusi LC-4 Gambar C.8 Ekstrudat Hasil Ekstrusi LC-4 Gambar C.9 Preparasi Ekstrudat Menjadi Sampel Uji Komposit LC-5 Gambar C.10 Hasil Cetakan Sampel Uji Komposit LC-5 Gambar C.11 Alat Uji Tarik (Tensile Strength) LC-6 Gambar C.12 Alat Uji Lentur (Flexural Strength) LC-6 Gambar C.13 Alat Uji Bentur (Impact Strength) LC-7 Gambar C.14 Alat Uji FTIR (Fourier Transform Infra-Red) LC-7 Gambar C.15 Alat Uji SEM (Scanning Electron Microscopy) LC-8 Gambar D.1 Hasil FTIR Plastik Bekas Kemasan Gelas LD-1 Gambar D.2 Hasil FTIR Serbuk Serat Ampas Tebu LD-1 Gambar D.3 Hasil FTIR Serbuk Serat Ampas Tebu Termodifikasi LD-2 Gambar D.4 Hasil FTIR Serbuk Serat Kaca LD-2 Gambar D.5 Hasil FTIR Maleat Anhidrida - g - Polipropilena LD-3 Gambar D.6 Hasil FTIR Komposit Hibrid PBKG Berpengisi SSAT dan SSK dengan Penambahan Bahan Penyerasi MAPP LD-3 19

20 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1.1 Variabel Penelitian 5 Tabel 2.1 Karakteristik Polipropilena 14 Tabel 2.2 Karakteristik Polipropilena Daur Ulang 16 Tabel 2.3 Komposisi Serat Kaca Tipe - E 21 Tabel 2.4 Sifat Fisis dan Mekanik Serat Kaca Tipe - E 21 Tabel 2.5 Perbandingan Antara Serat Alami dan Serat Kaca 21 Tabel 2.6 Komposisi Serat Ampas Tebu 23 Tabel 2.7 Sifat Fisis dan Mekanik Serat Ampas Tebu 23 Tabel 2.8 Perusahaan yang Memproduksi Tangki dari Polipropilena 37 Tabel 2.9 Perusahaan yang Memproduksi Tangki dari Polipropilena 38 yang Diperkuat dengan Serat Kaca Tabel 2.10 Rincian Biaya Pembuatan Produk Komposit Polipropilena Bekas Berpengisi Serbuk Serat Ampas Tebu Termodifikasi (SSAT) dan Serbuk Serat Kaca (SSK) dengan Penyerasi Maleat Anhidrida - g - Polipropilena (MAPP) 39 Tabel 2.11 Perkiraan Rincian Biaya Pembuatan Produk Tangki 40 Penyimpan Air Tabel 3.1 Variabel Penelitian 44 Tabel A.1 Data Hasil Kekuatan Tarik (MPa) LA-1 Tabel A.2 Data Hasil Pemanjangan Saat Putus (%) LA-1 Tabel A.3 Data Hasil Modulus Young LA-2 Tabel A.4 Data Hasil Kekuatan Lentur (MPa) LA-2 Tabel A.5 Data Hasil Kekuatan Bentur (J/cm 2 ) LA-3 Tabel A.6 Data Hasil Penyerapan Air (%) LA-3 Tabel A.7 Data Hasil Fraksi Volume Serat LA-4 Tabel A.8 Data Hasil Densitas LA-4 20

21 DAFTAR LAMPIRAN Halaman LAMPIRAN A DATA PENELITIAN LA-1 A.1 DATA HASIL KEKUATAN TARIK (MPa) LA-1 A.2 DATA HASIL PEMANJANGAN SAAT PUTUS (%) LA-1 A.3 DATA HASIL MODULUS YOUNG LA-2 A.4 DATA HASIL KEKUATAN LENTUR (MPa) LA-2 A.5 DATA HASIL KEKUATAN BENTUR (J/cm 2 ) LA-3 A.6 DATA HASIL PENYERAPAN AIR (%) LA-3 A.7 DATA HASIL FRAKSI VOLUME SERAT LA-4 LAMPIRAN B CONTOH PERHITUNGAN LB-1 B.1 PERHITUNGAN PENYERAPAN AIR KOMPOSIT HIBRID LB-1 B.2 PERHITUNGAN FRAKSI VOLUME SERAT LB-1 LAMPIRAN C DOKUMENTASI PENELITIAN LC-1 C.1 PROSES PEMBUATAN PENYERASI MALEAT ANHIDRIDA - g - LC-1 POLIPROPILENA C.2 PROSES PENGENDAPAN PENYERASI MALEAT ANHIDRIDA - g - LC-1 POLIPROPILENA DENGAN ASETON C.3 HASIL PENGERINGAN ENDAPAN MALEAT ANHIDRIDA - g - LC-2 POLIPROPILENA C.4 PROSES MODIFIKASI KIMIA PENGISI SERBUK SERAT AMPAS LC-2 TEBU C.5 HASIL SERBUK SERAT AMPAS TEBU TERMODIFIKASI LC-3 C.6 CAMPURAN KOMPONEN KOMPOSIT SEBELUM DIEKSTRUSI LC-3 C.7 ALAT EKSTRUSI LC-4 C.8 EKSTRUDAT HASIL EKSTRUSI LC-4 C.9 PREPARASI EKSTRUDAT MENJADI SAMPEL UJI KOMPOSIT LC-5 LC-5 C.10 HASIL CETAKAN SAMPEL UJI KOMPOSIT C.11 ALAT UJI TARIK (TENSILE STRENGTH) LC-6 C.12 ALAT UJI LENTUR (FLEXURAL STRENGTH) LC-6 C.13 ALAT UJI BENTUR (IMPACT STRENGTH) LC-7 C.14 ALAT UJI FTIR (FOURIER TRANSFORM INFRA-RED) LC-7 21

22 C.15 ALAT UJI SEM (SCANNING ELECTRON MICROSCOPY) LC-8 LAMPIRAN D HASIL PENGUJIAN LAB ANALISIS DAN INSTRUMEN LD-1 D.1 HASIL FOURIER TRANSFORM INFRA - RED (FTIR) PLASTIK LD-1 BEKAS KEMASAN GELAS D.2 HASIL FOURIER TRANSFORM INFRA - RED (FTIR) SERBUK LD-1 SERAT AMPAS TEBU D.3 HASIL FOURIER TRANSFORM INFRA - RED (FTIR) SERBUK LD-2 SERAT AMPAS TEBU TERMODIFIKASI D.4 HASIL FOURIER TRANSFORM INFRA - RED (FTIR) SERBUK LD-2 SERAT KACA D.5 HASIL FOURIER TRANSFORM INFRA - RED (FTIR) MALEAT LD-3 ANHIDRIDA - g - POLIPROPILENA (MAPP) D.6 HASIL FOURIER TRANSFORM INFRA - RED (FTIR) KOMPOSIT HIBRID PLASTIK BEKAS KEMASAN GELAS (PBKG) BERPENGISI SERBUK SERAT AMPAS TEBU TERMODIFIKASI (SSAT) DAN SERBUK SERAT KACA (SSK) DENGAN PENAMBAHAN BAHAN PENYERASI MALEAT ANHIDRIDA - g - POLIPROPILENA (MAPP) LD-3 22

23 DAFTAR SINGKATAN PE PP PS PVC ABS PMMA SBR RPP PP MAH ASTM FTIR ISO SEM PBKG SSAT SSK MAPP Polietilena Polipropilena Polistirena Polivinil Klorida Akrilonitril - Butadien Stiren Polimer Metakrilat Karet Stiren Butadien Recycled Polypropylene Polipropilena Maleat Anhidrida American Standard Testing Method Fourier Transform Infra-Red International Standard Organization Scanning Electron Microscope Plastik Bekas Kemasan Gelas Serbuk Serat Ampas Tebu Termodifikasi Serbuk Serat Kaca Maleat Anhidrida - g - Polipropilena 23

24 DAFTAR SIMBOL Simbol Keterangan Dimensi τ tegangan tarik N/m 2 ε regangan % A luas permukaan m 2 F tegangan N I panjang akhir sampel m I o panjang awal sampel m d jarak antara titik tumpu m P beban patah N L lebar batang uji m b tebal batang uji m Wg persentase pertambahan massa komposit % We massa komposit setelah perendaman gram Wo massa komposit sebelum perendaman gram ρ R densitas resin g/cm 3 ρ C densitas komposit g/cm 3 M R massa resin gram M C massa komposit gram V R fraksi volume resin - V F fraksi volume serat - 24