BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Interpenetrasi Jaringan Polimer (IPN) telah berkembang sejak tahun 90-an. Telah banyak penelitian yang dipatenkan dalam bidang ini (Tamrin, 1997). Polimer Jaringan terjadi ketika rantai-rantai polimer terikat bersama atau ketika digunakan monomermonomer polifungsional sebagai ganti monomer disfungsional (Stevens, 2001). Interpenetrasi Jaringan Polimer (IPN) adalah polimer campuran yang unik, dimana jaringan yang terbentuk dari dua jenis polimer atau lebih hanya terikat secara fisika. Dengan pencampuran ini diharapkan bahan yang diperoleh dengan pencampuran IPN menghasilkan sifat bahan yang lebih baik dibandingkan pencampuran dengan cara yang lain. Dari hasil penelitian yang sudah dilakukan oleh beberapa peneliti, ternyata IPN memperlihatkan keunggulannya dibanding jenis polimer lainnya dimana daerah kerjanya meliputi trayek temperatur dan frekuensi yang luas. Kamal, (2014) dalam Pembuatan Bahan IPN Menggunakan Campuran Polimetilmetakrilat dan Polistiren diperoleh beberapa sifat fisik dari hasil sintesa diantaranya, titik leleh, ketahanan sobek dan analisa gugus fungsi menunjukkan bahwa campuran yang mengandung PMMA persen berat memiliki sifat fisik titik leleh cukup tingi dan nilai ketahanan sobek maksimum. Analisa IR memperlihatkan bahwa bahan hasil sintesa mempunyai gugus-gugus fungsi yang sama. Alcantara, (1999) membuat Pseudo IPN dari karet alam dari Manihot glaziovii dan Polimetil metakrilat, dimana Pseudo IPN adalah metode IPN dengan mencampurkan dua atau lebih komponen dimana satu dari komponen merupakan struktur linier. Dalam penelitian tersebut diperoleh suatu hasil dimana struktur morfologi dari karet alam yang dicampur dengan polimetil metakrilat dengan berat molekul (Mc) 142 dan 500 g/mol dimana densitas tertinggi merupakan pada Mc 500

2 g/mol dan memiliki struktur morfologi yang lebih halus, namun penambahan inisiator peng crosslink jika turut bereaksi tidak mempengaruhi morfologi dari bahan yang dihasilkan. Berbagai jenis IPN telah dilakukan dengan Full IPN, Semi IPN, Gradien IPN baik penggunaan dalam industri otomotif dan obat-obatan. Belakangan ini sejak tahun 2010 IPN telah berkembang mengarah kepada komposit semi IPN yaitu perpaduan antara 2 polimer atau lebih dengan material anorganik. Wang, (2011) berhasil membentuk komposit IPN perpaduan antara Poliuretan, Epoksi dan Montmorilonit bebasis minyak jarak, dimana berdasarkan pemindaian mikroskop elektron (SEM), analisa mekanik dinamis (DMA), analisa termogravimetri (TGA) menunjukkan bahwa suhu dekomposisi termal dari komposit meningkat sedangkan kekuatan tarik dan dampak kekuatan komposit IPN juga secara signifikan ditingkatkan, sehingga menunjukkan sebagai hasil peredam yang dapat digunakan sebagai peredam suara dan getaran yang dimanfaatkan dalam industri aircraft dan otomotif. Amrollahi, (2011) membentuk jaringan elastromer poliuretan yang disintesis dari campuran 2,4-toluena diisosianat dan 1,4-butanadiol, dimana jaringan elastromer poliuretan memiliki struktur yang mirip dengan jaringan polimer saling berpenetrasi yang dinamakan pseudo-semi IPN. Jaringan elastromer poliuretan baru ini menunjukkan kekuatan tarik tinggi dan memperoleh manfaat ekonomi dari poliuretan yang didasarkan pada poliol non-polar lainnya. Thamrin, (2003) juga telah melakukan sintesis poliuretan (PU) Thermoplastik dengan menggunakan polietilenglikol 1000 dan toluene diisosianat (TDI) dengan perbandingan NCO : OH = 2 : 1 mol. PU thermoplastik telah dicampur dengan Karet Alam SIR-20 untuk menghasilkan polimer jaringan saling menembus (IPN) yang menunjukkan peningkatan sifat mekanik yang maksimum apabila penambahan poliuretan thermoplastik pada 24%. Prasetya, (2012) membuat ban dari karet alam dengan menggunakan bahan pengisi karbon aktif. Bahan pengisi berfungsi sebagai reinforcing atau penguat yang dapat memperbesar volume karet, dapat memperbaiki sifat fisis barang karet dan

3 memperkuat vulkanisat. Ban luar kendaraan bermotor merupakan salah satu bentuk barang jadi dari karet, yang dibuat dari proses vulkanisasi karet dan penambahan bahan pengisi seperti karbon aktif. Dimana efek penguatan bahan pengisi ditentukan oleh ukuran partikel, keadaan permukaan dan bentuk, kehalusan butiran dan kerataan penyebarannya. Dari penelitian tersebut diperoleh hasil olahan karet yaitu ban motor dengan sifat fisik seperti tegangan putus, kekerasan, ketahanan kikis, ketahanan usang yang lebih baik dari ban tanpa pengisi. Indonesia merupakan salah satu negara dengan kekayaan bahan galian industrinya. Bahan galian industri tersebut tersebar di masing masing daerah dengan sifat dan karakteristik yang berbeda beda sesuai dengan proses geologinya. Penggunaan bahan galian industri dimanfaatkan sebagai bahan baku utama dan bahan tambahan di dalam proses industri. Bentonit mempunyai sifat daya ikat yang baik, tahan terhadap temperatur tinggi dan mempunyai daya tahan lama (keawetan) yang tinggi. Fokus penelitian IPN di Indonesia belum berkembang secara signifikan untuk itu perlu penelitian lanjutan dalam bidang ini. Dari uraian diatas maka peneliti tertarik untuk mempelajari Semi IPN dari perpaduan antara Karet Alam SIR 10 dengan Poliuretan yang ditambahkan variasi dari Bentonit sebagai bahan pengisi. Peneliti khusus mempelajari sifat termal dan sifat mekanik yang diharapkan dapat memberi gambaran sifat-sifat mekanik dan sifat termal dari material komposit yang terbentuk. 1.2 Perumusahan Masalah 1. Bagaimana komposisi optimal dari perpaduan Poliuretan dan Karet Alam sebelum ditambahkan Bentonit? 2. Bagaimana komposisi penambahan Bentonit yang optimal dalam sintesis IPN antara Poliuretan-Karet Alam SIR 10? 3. Apakah ada pengaruh penambahan Bentonit dalam sifat mekanik maupun sifat termal pada komposit Interpenetrasi Jaringan Polimer (IPN) dari material ini?

4 1.3 Pembatasan Masalah Berdasarkan uraian diatas, penelitian ini dibatasi pada : 1. Poliuretan yang digunakan dibuat dari Toluen Disosianat (TDI) dan Polipropilen Glikol (PPG) 1000 dengan perbandingan NCO : OH = 2 : Karet alam yang digunakan SIR 10 yang berasal dari Perkebunan PN-3 Kecamatan Dolok Merawan, Serdang Bedagai, Provinsi Sumatera Utara. 3. Suhu pengepresan adalah 140 o C 4. Analisa gugus fungsi dengan uji Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), sifat termal dengan Differential Scanning Calorimetry (DSC), sifat mekanik dengan uji tarik, dan persentase ikat silang dengan metode Sokletasi dan metode solvent Swelling. 1.4 Tujuan Penelitian Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah yang diuraikan diatas, maka tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui komposisi optimum dalam menghasilkan IPN Komposit yang diharapkan dapat digunakan sebagai industri komersil dengan fokus melihat sifat mekanik dan sifat termal material yang terbentuk. 1.5 Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi wujud pengembangan ilmu kimia khususnya dalam bidang polimer dan diharapkan mampu meningkatkan nilai jual dari Bentonit yang merupakan salah satu hasil bahan galian yang banyak dijumpai di beberapa daerah di Indonesia dalam hal ini dari daerah Bener Meriah dalam kegunaannya sebagai bahan pengisi pembentukan IPN campuran Poliuretan dan Karet Alam.

5 1.6 Metodologi Penelitian Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium, dimana pada penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap, yaitu : 1. Tahap penyiapan Bentonit yang dihaluskan dengan menggunakan ayakan 100 mesh sehingga diperoleh serbuk Bentonit 149 mikron. 2. Tahap penyiapan Karet Alam SIR-10 digiling dengan menggunakan Internal Mixer. 3. Tahap sintesis Poliuretan, pada tahapan ini poliuretan disintesis dalam reaktor. Semua reaksi dalam suasana nitrogen dengan perbandingan NCO : OH = 2 : 1 dan dibiarkan reaksi selama 15 menit pada suhu 40 C, kemudian diuji gugus fungsinya dengan FT-IR. 4. Tahapan pembuatan komposit IPN, dimana pada tahap ini poliuretan yang telah disintesis dengan perbandingan NCO : OH = 2 : 1 mol dan campuran Karet alam SIR-10, ditambahkan dengan Bentonit dengan variasi konsentrasi (b/b) dalam 100phr = 82:18 ; 78:22 ; 74:26 ; 70:30 ; 66:34 diblending dengan internal mixer pada suhu 80 C selama 15 menit. Dikarakterisasi analisa sifat termal dengan DSC, sifat mekanik dengan uji kekuatan tarik dan uji persentase ikatsilang. - Variabel tetap : Suhu 80 C Waktu 15 menit - Varibel terikat : Analisa sifat Termal dengan DSC Analisa sifat mekanik dengan uji kekuatan Tarik Uji Persentase Ikat silang - Variasi bebas : Campuran Karet alam SIR-10 yang optimum dan Poliuretan dengan Bentonit, variasi konsentrasi (b/b) dalam 100phr = 82:18; 78:22; 74:26; 70:30 ; 66:34

6 1.7 Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Polimer Departemen Kimia FMIPA, Laboratorium Kimia Dasar LIDA, Laboratorium Terpadu, USU Medan, dan Laboratorium Uji Kompetensi PTKI Medan.