Pengaruh Penambahan Mepoxe Terhadap Sifat Mekanik dan Stabilitas Thermal Epoksi sebagai Bahan Adhesif ASTM A-36 Oleh : Delsandy Wega R 2710100109 Dosen Pembimbing Dr.Eng Hosta Ardhyananta, S.T.,M.Sc
PENDAHULUAN
Latar Belakang Epoksi merupakan material polimer termoset digunakan sebagai perekat, coating, matriks dll Umumnya, curing epoksi dilakukan dengan cara pemanasan Epoksi memerlukan curing agent/hardener dan bahan tambahan lain agar mampu curing temperatur kamar Epoksi + Hardener+MEPOXE
Rumusan Masalah 1. Bagaimana pengaruh pencampuran mepoxe terhadap sifat mekanik dan termal epoksi/poliaminoamid? 2. Bagaimana pengaruh penambahan mepoxe terhadap kekuatan adhesif epoksi pada sambungan baja ASTM A-36? Batasan Masalah 1. Temperatur dan tekanan udara sekitar dianggap konstan 2. Proses pencampuran epoksi, poliaminoamid dan mepoxe dianggap homogen 3. Reaksi kimia antara epoksi, poliaminoamid & mepoxe dianggap homogen
Tujuan Penelitian 1. Menganalisis pengaruh penambahan mepoxe terhadap sifat mekanik dan termal epoksi/poliaminoamid 2. Menganalisis penambahan mepoxe terhadap kekuatan adhesif epoksi pada sambungan baja A-36 Manfaat Peneilitan Untuk menghasilkan bahan adhesif berbasis resin epoksi yang memiliki karakteristik sifat mekanik dan kekuatan adhesi yang baik sehingga dapat digunakan untuk aplikasi pada sambungan-sambungan material terutama logam yang memerlukan perekat serta untuk penelitian lain yang relevan.
TINJAUAN PUSTAKA
Epoksi Resin epoksi umumnya diproduksi dengan mereaksikan epiklorohidrin dengan bisphenol A. Berwujud cairan kental dalam keadaan termoplastik Dr. Pierre Castan dari Swiss yang berhasil mensintesa epoksi pertama kali pada tahun 1936. Kemudian pada tahun 1939 Dr.S.O. Greenle dari Amerika meningkatkan kualitas epoksi dengan menemukan formula epoksi yang berdasar epiklorohidrin (epichlorohydrin) dan bisfenol A (bisphenol A). Jenisjenis group epoksi dapat juga disebut Glycidyl group yang mempunyai rantai oksigen
Epoksi Epoksi termasuk kelompok polimer yang digunakan sebagai bahan pelapis, perekat, dan sebagai matrik pada material komposit, sangat luas digunakan pada banyak aplikasi seperti automotif, aerospace, perkapalan, dan peralatan elektronik Epoksi secara umum memiliki sifat yang baik dalam hal chemical reactive adhesives, thermal conductive adhesive, electrical conductive adhesive, corrosion resistance, kekuatan tarik dan kekuatan bending
Poliaminoamid Poliaminoamid merupakan hardener/curing agent dari epoksi Poliaminoamid mempunyai sifat adesif tinggi terhadap material apapun. Disamping itu, poliamino amid mempunyai sifat fleksibilitas yang tinggi.
Poliaminoamid Poliaminoamid termasuk dalam gugus amina. Amina sering dipadukan dengan resin epoksi. Amina primer dan sekunder berlaku sebagai reaksi adisi, dimana satu senyawa nitrogen-hidrogen bereaksi dengan satu senyawa epoksi. Reaksi dengan amina tersier dihasilkan dari pasangan electron nitrogen yang tak terbagi.
Mepoxe Mepoxe adalah Methyl ethyl ketone peroxide merupakan senyawa peroksida organik yang dibentuk dari reaksi metil etil keton dengan hidrogen peroksida. Mepoxe banyak digunakan dalam dunia industri sebagai accelerator atau cross-polymerisation agent dalam proses fabrikasi polimer
Mepoxe Properti Metil Etil Keton Peroksida Struktur Kimia
Adhesive / Perekat Adhesive adalah bahan yang digunakan untuk menahan setidaknya dua permukaan secara bersama-sama dengan kuat dan permanen. Sifat yang harus dimiliki adalah harus mampu membasahi seluruh permukaan, mampu melekat pada permukaan, dan mampu menahan beban ketika diberi suatu gaya. Bahan baku untuk perekat biasanya terbuat dari polimer (alam dan sintetis)
Perekat Epoksi Formulasi perekat epoksi (curing pada temperatur kamar) terdiri dari 2 komponen 1. Resin epoksi 2. curing agent, hardener, katalis ataupun accelerator
Sumber : Handbook of Adhesive & Sealant (Petrie, 2007)
Teori Adhesi 1. Teori Adsorpsi 2. Teori Difusi 3. Teori Mekanik
Teori Adsorpsi Teori ini menyatakan hasil adhesi berasal dari kontak antara 2 material / gaya tarik menarik antar material secara kimia & fisika Gaya tarik menarik disebut gaya van der waals Proses wetting pada adherend
Teori Difusi Adhesi muncul melalui inter-difusi molekul antara perekat dan adherend (perekat & adherend adalah polimer) Parameter yang mempengaruhi difusi adalah waktu kontak, temperatur, berat molekul, dan bentuk fisik
Teori Mekanik Perekatan yang baik terjadi ketika perekat mampu penembus pori-pori, lubang atau celah dari permukaan subtrat/adherend dan terkunci secara mekanik Perekat tidak hanya membasahi adherend, tapi harus memiliki sifat reologi untuk menembus pori-pori dalam waktu singkat Faktor yang mempengaruhi adalah kekasaran permukaan atau bisa dilakukan pre-treatment
METODOLOGI PENELITIAN
Diagram Alir
Bahan Penelitian Epoksi + Poliaminoamid Epoksi jenis Diglycidyl ether of bisphenol A dan poliaminoamid, yang diproduksi oleh Eposchon didapatkan dari distributor PT. Justus Kimia Mepoxe Mepoxe yang didapatkan dari toko kimia, berbentuk liquid dan tidak berwarna (bening)
Peralatan Penelitian Wadah plastik Timbangan digital Pengaduk Cetakan uji tarik Aluminium Foil
Pelaksanaan Penelitian EPOKSI PAA MEPOXE Epoksi/PAA/MEPOXE
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Pengujian FTIR Reaksi Epoksi-Amina
Pengujian Tarik Epoksi/PAA/MEPOXE
Pengujian Tarik Perbandingan Epoksi DGEBA & Epoksi Komersial
Epoksi/PAA(20) Fotograf SEM
SEM Epoksi/PAA(20)/ME(4)
SEM Epoksi/PAA(20)/ME(10)
Pengujian Adhesif
Pengujian TGA
KESIMPULAN
Kesimpulan Penambahan mepoxe pada epoksi/poliaminoamid meningkatkan kekuatan tarik dan modulus young hingga pada komposisi 4% mepoxe. Kekuatan tarik & modulus young tertinggi terdapat pada komposisi 4% mepoxe yaitu 18,93 MPa dan 0,34 GPa Penambahan mepoxe pada epoksi/poliaminoamid menurunkan stabilitas thermal. Data tertinggi diperoleh pada komposisi 0% mepoxe yang memiliki berat sisa sebanyak 6.16%. Penambahan mepoxe pada epoksi/poliaminoamid meningkatkan kekuatan adhesif baja hingga komposisi 4% mepoxe. Kekuatan adhesif tertinggi terdapat pada komposisi 4% mepoxe yaitu 8,23 MPa Saran Perlu adanya penelitian lanjut untuk meningkatkan sifat mekanik epoksi dan proses curing yang lebih cepat pada temperatur kamar
TERIMA KASIH