BAB 3 RANCANGAN PENELITIAN

Transkripsi

1 BAB 3 RANCANGAN PENELITIAN Penelitian ini dilakukan dalam tiga tahap: 1. Pembuatan (sintesis) material. Pada tahap ini, dicoba berbagai kombinasi yaitu suhu, komposisi bahan, waktu pemanasan dan lama pengadukan. Awalnya dicoba kombinasi di suhu, waktu pemanasan, dan lama pengadukan, tujuannya untuk mendapat hasil yang transparan. Setelah diperoleh kombinasi yang pas, baru dilakukan kombinasi percobaan lagi di masalah komposisi bahan. 2. Karakteristik material. Karakterisasi dilakukan untuk mendapatkan parameter-parameter fisis dari polimer-nanokomposit yang dibuat. Jika polimer-nanokomposit yang dihasilkan masih jauh dari parameter material superkuat, maka akan dilakukan preparasi sampel lagi. 3. Pembuatan material nanokomposit dari sampah kering. Pada tahap ini akan dicoba aplikasi dari nanokomposit yang dibuat pada sampah kering yang sudah dihancurkan. Sampah yang dipakai adalah koran bekas dan daun kering. 3.1 Sintesis Nanokomposit Superkuat, Ringan dan Transparan Bahan baku pembuatan material nanokomposit : 1. Epoxy resin 2. Epoxy hardener 22

2 3. Resin 4. Katalis resin 5. SiO 2 6. Koran bekas 7. Daun kering Peralatan yang digunakan adalah : 1. Gelas kimia 250 ml 2. Gelas kimia 100 ml 3. Neraca analitik 4. spatula 5. oven 6. mixer Metode sintesis yang dilakukan adalah metode simple mixing. Polimer epoxyresin dan epoxy-hardener (dengan perbandingan 1:1) dipanaskan di dalam oven bertemperatur 75 0 C selama 12 menit, lalu dicampurkan dengan nanopartikel SiO 2 kemudian diaduk dengan mixer hingga homogen. Pemanasan dilakukan untuk menghilangkan pelarut sehingga didapatkan polimer-nanokomposit dalam bentuk padatan. Diharapkan polimer-nanokomposit yang dihasilkan memiliki karakterisasi sebagai material superkuat. Dari berbagai variasi konsentrasi polimer dan jumlah nanopartikel yang digunakan akan didapatkan beberapa sampel yang mungkin memiliki hasil berbeda. 23

3 Epoxy Resin + Hardener Epoxy Resin + Hardener + SiO 2 Resin + Katalis Resin + Katalis + SiO 2 Dipanaskan pada suhu 75 0 C lalu diaduk dengan mixer hingga homogen Dimasukkan dalam cetakan dan didiamkan hingga mengeras Material yang bening dan memiliki sedikit gelembung dikarakterisasi Gambar 3.1 Diagram alir sintesis nanokomposit dengan metoda simple mixing 24

4 3.2 Karakteristik Penelitian Uji Kekuatan Uji kekuatan dilakukan untuk mengetahui kemampuan polimernanokomposit menahan tekanan yang dihasilkan oleh suatu sumber gaya. Uji mekanik ini dilakukan di Laboratorium Struktur dan Bahan Teknik Sipil ITB. Percobaan-percobaan yang dilakukan pada polimer epoxy resin: Epoxy Resin (gr) Epoxy Hardener (gr) SiO 2 (gr) Suhu ( 0 C) Pemanasan (menit) 9,13 9, ,14 9,50 0, ,18 9,25 0, ,13 9,18 0, ,09 9,04 0, ,04 9,04 0, ,10 9,10 0, ,13 9,08 0, Percobaan yang dilakukan pada polimer resin pada tanggal 9 Mei 2007: Resin (gr) katalis (gr) SiO 2 (gr) Suhu ( 0 C) Waktu Pemanasan (menit) 17,00 0,23 0, ,02 0,23 0, ,03 0,23 0, ,00 0,23 0,

5 3.2.2 Fourier Transform Spectroscopy (FT-IR) Spektrometer inframerah (FT-IR) cukup ampuh untuk menentukan gugus fungsi yang terdapat dalam suatu senyawa organik. Tetapi spektrometer inframerah saja belum cukup untuk dapat menentukan struktur molekul secara lengkap dari suatu senyawa kecuali jika sudah ada data base-nya. Di industri spektrometer inframerah sering digunakan untuk mengontrol kualitas produk dan bahan baku dengan cara dibandingkan dengan spektra standarnya. Untuk dapat melakukan interpretasi terhadap suatu spektra IR memerlukan tabel korelasi dari pita-pita absorpsi dari spektra senyawa yang tidak diketahui dengan frekuensi absorpsi dari ikatan-ikatan yang diketahui. Tabel ini akan membantu untuk identifikasi sumber dari suatu pita absorpsi seperti intensitas(lemah, sedang atau kuat), bentuk pita (lebar atau tajam), dan posisi (cm -1 ) dalam spektra. Gambar 3.1 Spesimen yang dipakai untuk karakteristik FT-IR 26

6 Hasil uji karakteristik FT-IR a. Epoksi Resin 9,11 gr + Epoxy hardener 9,12 gr 100 %T Epoksi Resin - SiO /cm b. Epoxi Resin 9,07 + Epoxy Hardener 9,04 gr + SiO2 0,1024 gr 100 %T Epoksi Resin /cm 27

7 c. Epoxi Resin 9,05 gr + Epoxy Hardener 9,04 gr + SiO2 0, %T Epoksi Resin - SiO2 (2) /cm 3.3 Pembuatan material nanokomposit dari sampah kering Pada pengolahan sampah ini, polimer yang dipakai adalah resin. Pemakaian resin ini dikarenakan resin mempunyai harga yang relatif murah, tingkat kekentalan yang sedang, dan proses polimerisasi yang lumayan lama, yaitu sekitar 15 menit. Cara pembuatan material dari sampah kering ini tidak begitu rumit. Pertamatama kita hancurkan sampah yang sudah dikeringkan, membuat larutan polimer yang dicampur dengan nanopartikel SiO 2, kemudian mencampur bahan-bahan tadi, lalu di press dan dikeringkan. Di laboratorium Sintesis dan Fungsionalisasi Nanomaterial, KK Fismatel- FMIPA, kita sudah berhasil mensintesis beberapa material nanokomposit khususnya dari kertas koran dan daun. Pembuatan material ini membutuhkan waktu kurang dari setengah jam (belum termasuk penghancuran sampah dan pengeringan). 28

8 Percobaan-percobaan yang sudah dilakukan pada sampah ini adalah sebagai berikut: Epoxy Resin (gr) Epoxy Hardener (gr) Resin (gr) SiO 2 (gr) Kertas (gr) Daun (gr) 11,10 11,31-6,54-11,38 12,06-0,1007 5, ,16-6, ,03 0,0525 6, ,13 0,1036 6, ,29 0,05-14, ,12 0,05 2,35 7, ,04 0,05-14,96 29