BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang

Transkripsi

1 20 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Pengunaan material komposit mulai banyak dikembangakan dalam dunia industri manufaktur. Material komposit yang ramah lingkungan dan bisa didaur ulang kembali, merupakan tuntutan teknologi saat ini. Salah satu material komposit yang diharapkan di dunia industri yaitu material komposit dengan material pengisi (filler) baik yang berupa serat alami atau serat buatan. Saat ini bahan komposit yang diperkuat dengan serat merupakan bahan teknik yang banyak digunakan karena kekuatan dan sifat spesifik yang jauh di atas bahan teknik pada umumnya, sehingga sifatnya dapat didesain mendekati kebutuhan (Jones, 1975). Belakang ini, serat alam telah digunakan sebagai pengisi dan penguat pada termoplastik dengan titik leleh rendah. Ketika ditambahkan pada termoplastik, serat alam memberikan pengaruh pada biaya yang rendah, penguat yang dapat diperbaharui yang juga meningkatkan sifat mekanis seperti pada kekakuan, kekuatan dan defleksi panas dibawah beban. Mempunyai densitas rendah dibandingkan dengan pengisipengisi organik dan penguat pada umumnya, serat ini sering digunakan pada aplikasi seperti hiasan interior automotif dimana secara relative densitas yang rendah pada serat alam merupakan suatu keuntungan (Clemons, 2002) Kekuatan serat dapat menjadi faktor penting dalam memilih serat alami khusus untuk aplikasi tertentu. Data pada kekuatan tarik dari beberapa serat alami pada beberapa percobaan menunjukkan bahwa kekuatan tarik sangat bervariasi tergantung pada jenis serat yang diuji (Bledzki, 1999).

2 21 Telah banyak penelitian yang menggunakan selulosa sebagai pengisi yang bersifat penguat pada polipropilena, dengan penambahan maleat anhidrida sebagai coupling agent untuk memperbaiki adhesi permukaan antara komponen campuran pada komposit polimer. Dalam beberapa penelitian yang telah dilakukan dihasilkan beberapa kesimpulan terutama pada peningkatan sifat mekanis dan morfologi. Amash (2000) dalam penyelidikkan yang berdasarkan kalorimetri yang menunjukkan bahwa dengan penggabungan serat selulosa dengan polipropilena menyebabkan adanya peningkatan suhu dan persentasi kristalinitas. Sifat viskoelastis dari PP sangat terpengaruh dengan adanya serat selulosa yang dapat meningkatkan sifat mekanik seperti kekakuan. Pengaruh selulosa sebagai penguat termoplastik yang dicampurkan dengan injeksi moulding menunjukkan peningkatan sifat mekanik yang signifikan karena adanya gaya-gaya adhesi dari kedua matriks polimer yang menyebabkan meningkatnya penguatan komposit terhasil (Ganster, 2006). Penggunaan coupling agent pada komposit polipropilena dan selulosa umumnya meningkatkan sifat komposit polimer. Sanchez (2007) dalam penelitiannya telah menambahkan sejumlah kecil polietilenimin sebagai coupling agent pada komposit polipropilena dan selulosa dari kayu Eucalyptus globules, hasil menunjukkan peningkatan sifat daya renggang, perpanjangan putus, dan adesi permukaan. Hwang (2007) juga menjelaskan bahwa adanya penambahan maleat anhidrida sebagai coupling agent pada komposit serat rami dan polipropilena dapat memperbaiki sifat mekanik, dimana maleat anhidrat bertindak sebagai intermediet secara kimia untuk menghubungkan serat alam yang bersifat polar dan resin yang mempunyai sifat alami non-polar, serta dapat menurunkan viskositas dari resin yang ditinjau dari penurunan titik leleh oleh maleat anhidrida-polipropilena (MAPP), yang menyebabkan peningkatan area kontak dengan permukaan serat. Penambahan coupling agent maleat anhidrida juga meningkatkan kekakuan dan kekuatan dari komposit secara signifikan, dan melalui uji SEM yang menunjukkan bahwa dengan

3 22 adanya coupling agent adesi permukaan antara serat dan matriks polimer dapat diperbaiki (Bengtsson, 2007). Berdasarkan hasil-hasil penelitian terdahulu tentang penggunaan berbagai serat alam sebagai pengisi yang bersifat penguat dalam komposit polimer, dan penggunaan maleat anhidrida sebagai coupling agent untuk meningkatkan sifat mekanik, serta pemanfaatan α-selulosa dari ampas tebu, alang-alang dan sabut kelapa sebagai pengisi yang bersifat penguat yang diketahui memiliki berat molekul yang berbeda, sehingga sangat dimungkinkan untuk diteliti lebih lanjut dengan penambahan maleat anhidrida dan divinil benzene sebagai coupling agent. Dari penelitian ini diharapkan menghasilkan komposit yang menghasilkan sifat mekanik yang lebih baik. 1.2.Permasalahan Apakah berat molekul yang berbeda dari masing-masing α-selulosa dari ampas tebu, sabut kelapa, dan alang-alang berpengaruh terhadap sifat komposit polimer yang dihasilkan.

4 Pembatasan Masalah Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi pada : 1. α-selulosa yang digunakan diisolasi dari ampas tebu, sabut kelapa, dan alang-alang 2. Polipropilena yang digunakan yaitu polipropilena komersial yang dijual dipasaran 3. Pembuatan komposit polimer dilakukan dengan metode kempa tekan (hot press) 4. Penentuan berat molekul α-selulosa dengan metode viskositas. 1.4.Tujuan Penelitian 1. Isolasi α-selulosa dari ampas tebu, alang-alang dan sabut kelapa dengan metode Okhamafe 2. Menentukan berat molekul dari α-selulosa ampas tebu, alang-alang dan sabut kelapa 3. Pembuatan komposit dengan variasi pengisi dari α-selulosa ampas tebu, alang-alang dan sabut kelapa 4. Membandingkan sifat komposit polimer yang dihasilkan berdasarkan perbedaan berat molekul α-selulosa 1.5. Manfaat Penelitian Hasil yang diperoleh dari penelitian ini diharapkan dapat berguna sebagai acuan untuk menghasilkan komposit polimer yang memiliki sifat mekanis, termal dan morfologi yang baik serta ramah lingkungan dengan memanfaatkan senyawa α- selulosa yang diperoleh dari ampas tebu, alang-alang dan sabut kelapa sehingga produk yang dihasilkan bernilai ekonomis.

5 Metodologi Penelitian Penelitian ini adalah eksperimen laboratorium, dengan beberapa tahap : 1. Isolasi α-selulosa dari ampas tebu, sabut kelapa dan alang-alang. Dimana pembuatan α-selulosa dilakukan dengan metode Okhamafe. 2. Pengukuran berat molekul masing-masing α-selulosa dengan metode viskositas. 3. Matriks polimer komposit dibuat dari campuran polipropilena dengan α- selulosa dari ampas tebu, sabut kelapa dan alang-alang dengan penambahan coupling agent PP-g-MA, dimana PP-g-MA dibuat dengan mendegradasi polipropilena dengan benzoil peroksida sehingga terjadi pemutusan rantai dan menurunkan berat molekulnya dan kemudian di grafting dengan maleat anhidrida. Ditambahkan benzoil peroksida sebagai pendegradasi dan divinil benzena sebagai agen pengikat silang. Kemudian dicetak tekan dengan alat penekanan sehingga akan menghasilkan spesimen berupa lembaran-lembaran film yang selanjutnya dikarakterisasi sifat mekanis dengan uji tarik, analisa gugus fungsi dengan FTIR, uji morfologi permukaan dengan SEM dan uji sifat termal dengan DTA. Variable dalam penelitian yaitu : Variable bebas : Variabel bebas : sumber selulosa ; 1. PP : α-selulosa ampas tebu : PP-g-MA : BPO : DVB ( 93 : 5 : 0,5 : 0,5 : 1 ) 2. PP : α-selulosa sabut kelapa : PP-g-MA : BPO : DVB ( 93 : 5 : 0,5 : 0,5 : 1 ) 3. PP : α-selulosa alang-alang : PP-g-MA : BPO : DVB ( 93 : 5 : 0,5 : 0,5 : 1 ) 4. PP : α-selulosa alang-alang : PP-g-MA : BPO ( 93 : 5 : 0,5: 0,5 )

6 25 5. PP : α-selulosa sabut kelapa : PP-g-MA : BPO (93 : 5 : 0,5: 0,5 ) 6. PP : α-selulosa ampas tebu : PP-g-MA : BPO (93 : 5 : 0,5: 0,5) Variabel tetap : komposisi komposit 1. Suhu kempa tekan komposit 160 o C 2. Waktu kempa tekan komposit 15 menit Variabel terikat : 1. Perubahan gugus fungsi yang dianalisis dengan FTIR 2. Kuat tarik dan kemuluran 3. Morfologi 4. Sifat termal dengan DTA 1.7.Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Polimer FMIPA USU dan Laboratorium Ilmu Dasar FMIPA USU.