Pemanfaatan Cangkang Kelapa Sawit Dengan Campuran ...
Transcript of Pemanfaatan Cangkang Kelapa Sawit Dengan Campuran ...
ISSN : 2620-6048
Regional Development Industry & Health Science, Technology and Art of Life 194
Pemanfaatan Cangkang Kelapa Sawit Dengan Campuran
Poliuretan Karet Sintetis Ethylene Propylene Diena
Monomer ( EPDM) Dan Aspal Pada Proses
Pembuatan Genteng Polimer Kedap Suara
Donda1, Mariani Sebayang2, Darni Paranita3
1,2,3Politeknik Teknologi Kimia Industri
Abstract
Has done research on the utilization of palm shells as filler material (filler) as a crosslinking
polyurethane and synthetic rubber Ethylene Propylene Diena Monomer (EPDM). In the first stage
the manufacture of polyurethanes, which are then carried out a mixture of polyurethane and EPDM
with a ratio of 70: 30 .In this case the composition of the shell (filler) that varied different that (5,
10, 15, 20, 25) grams of palm shell, 1gram sulfur and 5 grams of asphalt, with a particle size of
shell 60 mesh and 100 mesh on density, porosity, power tests water absorption, tensile stress and%
elongation tile. From these results it appears that the particle size affects of such testing was
continued to 100 mesh size for FRT-IR test, test Differential Thermal Analysis (DTA) and SEM
test and Sound Proofing. From the results of the study for comparison of samples with
polyurethane and EPDM (70: 30) with a weight of 10 grams palm shells against water absorption
by 5,46%, Voltage 0,74 kgf, Strain 18,83 mm / min and the sample amounted 0,24 Tensile
Strength N / m2 and % elongation = 15,48%.While the results of the test DTA Melting Point at
temperatures of 310 OC and 380 OC, while the point of decomposition at temperatures of 510 OC
where the material is more endothermic (absorbs heat), and the test biodegrade for 1 month is not
biodegradable can be seen in the test FT-IR. from the results of the study sample polymer tile good
in comparison polyurethane and EPDM (70:30) with palm shell weight of 10 grams and 15
gramsTo test the soundproofing on the tile polymer made from palm shells very well with to
eliminate noise because absorb sound at low frequency and high ratio of PU: EPDM (70: 30) the
number of shells the greater absorption of sound at high frequencies it is seen by the data between
(10-25) grams of palm shell size of 100 mesh with the frequency (125-2000) Hz.
Keywords : 4.4 Methylene diphenyl diisocyanate, PEG, polyurethanes, EPDM, shells of Oil,
Polymer tile Sound Proofing
Abstrak
Telah dilakukan penelitian tentang pemanfaatan cangkang sawit sebagai bahan pengisi (filler)
sebagai bahan pengikat silang Poliuretan dan karet sintetis Ethylene Propylene Diena Monomer
(EPDM). Pada tahap pertama dilakukan pembuatan poliuretan, yang kemudian dilakukan
percampuran antara poliuretan dan EPDM dengan perbandingan 70 :30. Dalam hal ini komposisi
cangkang (filler) yang divariasikan berbeda yaitu (5, 10, 15, 20, 25) gram cangkang sawit, 1gram
sulfur dan 5 gram aspal, dengan ukuran partikel cangkang 60 mesh dan 100 mesh terhadap
density, porositas, uji daya serap air , Tegangan tarik dan % kemuluran genteng .Dari hasil tersebut
terlihat bahwa ukuran partikel mempengaruhi dari pengujian tersebut dilanjutkan terhadap ukuran
100 mesh untuk uji FRT-IR, uji Differensial Thermal Analysis (DTA) serta uji SEM dan Kedap
Suara. Dari hasil penelitian untuk sampel dengan perbandingan poliuretan dan EPDM (70: 30)
dengan berat cangkang sawit 10 gram terhadap daya serap air sebesar 5,46%, Tegangan 0,74 kgf,
Regangan 18,83 mm/menit dan Kekuatan Tarik sampel sebesar 0.24 N/m2 serta % Kemuluran =
15.48%. Sedangkan dari hasil uji DTA Titik Leleh pada temperature 310 OC,dan 380 OC,
sedangkan titik dekomposisi pada temperature 510 OC dimana bahan lebih bersifat endoterm
ISSN : 2620-6048
Regional Development Industry & Health Science, Technology and Art of Life 195
(menyerap panas), dan pada uji terbiodegradasi selama 1 bulan tidak terbiodegradasi dapat dilihat
pada uji FT-IR.Dari hasil penelitian sampel genteng polimer yang baik pada perbandingan
poliuretan dan EPDM (70:30) dengan berat cangkang sawit 10 gram dan 15 gram. Untuk uji kedap
suara pada genteng polimer berbahan baku cangkang sawit sangat baik dengan untuk
menghilangkan kebisingan sebab menyerap suara di frekwensi rendah maupun tinggi dengan
perbandingan PU : EPDM (70 :30) dengan jumlah cangkang semakin besar penyerapan bunyi pada
frekwensi tinggi hal ini dilihat dengan data diantara (10 - 25) gram cangkang sawit ukuran 100
mesh dengan frekwensi (125-2000) Hz.
Kata kunci : Diphenilmetilen 4,4 diisosianat, PEG, Poliuretan, EPDM, Cangkang Sawit, Kedap
Suara Genteng Polimer
1. Pendahuluan
A. Latar Belakang
Cangkang sawit merupakan produk samping limbah padat dari pengolahan kelapa
sawit ,abu cangkang kelapa sawit memiliki kandungan utama pasir atau SiO2 (Hutahaean
, 2007) . Dalam upaya pemanfaatan cangkang sawit yang kurang efektif dapat
menghasilkan residu yang tidak termanfaatkan serta mengakibatkan dampak yang kurang
menguntungkan perlu dilakukan langkah untuk memanfaatkan limbah ini menjadi bahan
yang bernilai ekonomis yang lebih tinggi. Industri genteng polimer, dimana industri ini
umumnya menggunakan bahan baku karet alam, polimer sintesis, aspal dan pasir.
Kelebihan dari genteng jenis ini adalah lebih simple dalam pemasangannya dan memiliki
daya redam suara yang lebih baik.
Bahan polimer sintesis yang menarik untuk dikembangkan adalah poliuretan (PU)
karena bahan ini merupakan polimer yang terdiri asam karbamat (R2NHCO2H) yang
merupakan ester-amida dari asam karbonat. Poliuretan digunakan dalam berbagai macam
aplikasi terrmasuk serat (teristimewa jenis elastic), bahan perekat, pelapis, elastomer dan
busa-busa yang fleksibel dan kuat. Secara komersial poliuretan diproduksi dengan
mereaksikan isosianat cair dengan senyawa hidroksil atau melalui reaksi antara
bikloroformat dengan diamin (Hatakayama 1995).
Senyawa diisosianat yang biasa digunakan adalah metilen 4,4 difenil diisosianat
(MDI), Toluena diisosianat (TDI), dan Heksametilen diisosianat (HDI). Jadi komponenn
utama poliuretan adalah isosianat (Walton et al 2000). Berbagai penelitian terdahulu
seperti penggunaan monomer Etilen Akrilat (EA) menjadi Polietilen Akrilat (PEA) telah
digunakan sebagai binder dalam aspal untuk meningkatkan sifat-sifat reologi dari aspal
disamping merubah sifat kelembutan (softening) dari aspal (Gordon, 20-2-2008),
disamping itu Huaxin Chen (29-8-2009) menjelaskan dalam experimennya bahwa bahan-
bahan yang bersifat fiber mampu menstabilkan melakukan coupling agent pada campuran
aspal dan karet dalam meningkatkan sifat mekanik secara nyata. Karet sintesis seperti
Styren Butadiena Rubber (SBR) telah diteliti oleh Zhang Bhoachang (23-7-2009)
menyatakan bahwa karet SBR mampu meningkatkan viscoelastis dari aspal. penelitian
campuran monomer dengan kaolin clay sebagai Agregat telah dilaporkan oleh Claunp
Ouyang (11-8-2004) yang menyatakan bahwa peranan agregat yang memiliki luas
permukaan lebih kecil dapat meningkatkan sifat-sifat aspal secara signifikan. Juga
Zhanping You (24-7-2010) telah memanfaatkan Nano Clay sebagai bahan untuk
modifikasi aspal.
Produk samping kelapa sawit dari pengolahan minyak sawit adalah cangkang kelapa
sawit (Palm Kernel Shell) yang merupakan bagian terkeras dari buah kelapa sawit. Pada
saat ini pemanfaatan cangkang sawit dari berbagai pengolahan kelapa sawit masih belum
banyak digunakan sepenuhnya sehingga menghasilkan residu, yang akhirnya dijual
mentah ke pasaran. Pada umumnya cangkang sawit tersebut banyak digunakan sebagai
bahan bakar, karbon aktif, asap cair, fenol, tepung tempurung, serta briket arang.
ISSN : 2620-6048
Regional Development Industry & Health Science, Technology and Art of Life 196
Cangkang Kelapa Sawit merupakan limbah padat pertanian yang berasal dari industri
kelapa sawit yang banyak di Indonesia. Cangkang sawit ( Palm Kernel Shell ) pada
umumnya tidak digunakan dalam industri konstruksi namun untuk mengurangi biaya
bahan bangunan konvensional dapat digunakan untuk masa ke depan dimana cangkang
sawit merupakan produk limbah pertanian yang jumlahnya besar pada daerah tropis.
Cangkang sawit dapat digunakan dalam pembuatan produksi beton ringan bermutu tinggi
karena cangkang kelapa sawit mengandung unsur kimia seperti tabel dibawah ini.
Tabel 1. Unsur kimia pada cangkang kelapa sawit
Unsur Kimia Persentase ( % )
Silikon Dioksida ( SiO2 ) 58,02
Aluminium Oksida ( Al2 O3 ) 8,70
Besi Oksida ( Fe2 O3 ) 2,60
Kalsium Oksida ( CaO ) 12,65
Magnesium Oksida ( MgO) 4,23
Hutahaean , 2007
Dari hasil penelitian terhadap densitas, workability, kuat tekan, serta pengukuran daya
serap air pada kondisi kuat tekan selama 28 hari, tanpa penambahan bubuk kapur dengan
menggantikan cangkang sawit dalam bentuk nano partikel menghasilkan kekuatan tekan
43-48 MPa dan kepadatan kering sekitar 1870-1990 kg/m3, serta penyerapan air dari
beton merupakan kisaran beton yang baik (Payam Shafigh, 2010).
B. Poliuretan
Isosianat adalah golongan fungsional atom-atom – N=C=O (1 nitrogen, 1 karbon, 1
oksigen), untuk golongan fungsional sianat diatur sebagai – O–C≡N, senyawa organik
yang berisi satu kelompok isosianat boleh juga disebut sebagai satu isosianat. Satu
isosianat yang mempunyai dua isosianat dikenal sebagai diisocyanate. Diisocyanates
dihasilkan untuk reaksi dengan poliol-poliol di dalam produksi poliuretan-poliuretan.
Gambar 1. Struktur Molekul Isosianat
Isosianat adalah perekat yang memiliki kekuatan yang lebih tinggi daripada perekat
lainnya (Wikipedia, 2012). Isosianat bereaksi bukan hanya dengan aquarous tetapi juga
dengan kayu yang menghasilkan ikatan kimia yang kuat sekali (chemical bonding).
Isosianat juga memiliki gugus kimia yang sangat reaktif, yaitu R-N=C=O. Keunikan
perekat isosianat adalah dapat digunakan pada variasi suhu yang luas, tahan air, panas,
cepat kering, pH netral dan kedap terhadap solvent (pelarut organik). Isosianat
mempunyai keunggulan mengental yang lama (Ruhendi dan Hadi 1997). Semua lem
struktural bersifat crosslink karena crosslinked ini mengeliminasi (deformasi cross section
beban konstan). Kekuatan yang tinggi, daya tahan yang tinggi merupakan perekat yang
tidak berbasis formaldehyde (Kawai et al 1998).
Polyetilen Glikol dikenal nama Polietlen Oksida (PEO) dan Polioksi Etilen (POE).
Polyetilen Glikol adalah suatu polimer yang digunakan dalam industry pangan, kosmetika
dan farmasi yang merupakan polimer yang larut dalam air yang memiliki gugus hidroksi
primer yang mengandung oksietilen (-CH2-CH2-O-). Sifat utama PEG adalah stabil,
tersebar merata, higraskopik (mudah menguap) dan dapat mengikat pigmen
(file//H:/Polietilen- glikol.htm).Salah satu sifat poliuretan yang disukai adalah
kemampuannya untuk diubah menjadi busa, bila air bereaksi dengan issosianat akan
ISSN : 2620-6048
Regional Development Industry & Health Science, Technology and Art of Life 197
menghasilkan gas karbondioksida yang mengisi dan mengembangkan sel yang diciptakan
pada proses percampuran. Pada proses ini terjadi proses 3 langkah yaitu air bereaksi
dengan gugus isosianat untuk membentuk asam karbamat, asam karbamat tidak stabil dan
penguraiannya membentuk karbon dioksida dan sebuah amina. Amina bereaksi dengan
isosianat menghasilkan uretan buatan (Wikipedia Org) . Poliuretan linier biasanya
dipreparasi dalam larutan karena polimer ini cenderung berdisosiasi menjadi alkohol dan
isosianat atau terdekomposisi menjadi amin, dan karbondioksida pada suhu tinggi yang
diperlukan untuk polimerisasi leburan. Polimerisasi leburan berlaku untuk poliuretan
yang dipreparasi dengan diisosianat aromatik. (Steven, 2001).
Poliuretan yang dibuat dengan diisoisianat aromatik berwarna kuning karena kurang
tahan terhadap cahaya, sedangkan jika dengan diisosianat alifatik akan lebih stabil. Telah
dilakukan juga pembuatan poliuretan (PU) yang berbentuk busa dengan menggunakan
poliol dari minyak sawit (PO-p). Pada tahap I minyak kelapa sawit dikonversikan menjadi
monogliserida untuk mendapatkan poliol oleh proses gliserolysis. Pada tahap II
pembuatan PU dengan percampuran poliol polietilen glikol (PEG) dengan senyawa
isosianat. Dari analisis bahwa gerakan rantai poliuretan menjadi lebih fleksibel pada PO-p
daripada polimer yang terbentuk. Hal ini mengembangkan type baru dalam pembuatan
poliuretan busa (Ryohei Tanaka 2007).
Poliuretan merupakan reaksi dari R1-N=C=O + R2-O-H -R1HNCOOR2-
merupakan polimer reaksi termasuk juga epoksi, poliester tak jenuh dan fenol. Uretan
dihasilkan dengan mereaksikan satu gugus isosianat,-N=C=O dengan satu gugus hidroksil
(alkohol), - OH. Poliuretan dihasilkan dari reaksi poliadisi dari poliisosianat dengan
sebuah polialkohol (poliol) dengan adanya katalis dan zat tambahan lain campuran ini
sering juga disebut resin. Komponen pertama dari polimer poliuretan adalah isosianat,
isosianat dapat digolongkan sebagai aromatic seperti difenilmetana diisosianat (MDI),
atau Toluena diisosianat (TDI), Isoforon diisosianat (IPDI). Difenil metana isosianat
merupakan isosianat polimerik yang merupakan campuran molekul dua atau lebih gugus
isosianat (Wikipedia Org).
Gambar 2. Rumus Bangun Diphenil Methane Diisosianat
Reaksi pembuatan poliuretan dengan menggunakan Diphenil Methane Diisosianat dengan
poliol Polietilen Glikol (PEG) dengan reaksi sebagai berikut:
NCO
C
H2
NCO
NCO
C
H2
NH C
O
O O C NH
C
H2
NCO
HO
OH
O
70-75 OC
+
PEGMDI
POLIURETAN
C. Karet Sintetis Ethylene Propylene Diena Monomer (EPDM)
Isomer karet EPDM merupakan gabungan tiga jenis monomer yaitu ethylene dan
propylene yang termoplastik dan monomer lain yang memiliki ikatan rangkap dua yang
ISSN : 2620-6048
Regional Development Industry & Health Science, Technology and Art of Life 198
disebut diena. Sifat EPDM ditentukann oleh jenis diene monomer. Adapun rumus bangun
dari karet EPDM dapat dilihat pada gambar 2.2 berikut :
-(--CH2-CH
2-)-(-CH--CH
2-)-(-CH-CH
2-)-
CH2
CH
CH3
CH
CH3
Gambar 3. Struktur Karet Sintetis Ethylene Propylene Diena Monomer
Suhu transisi gelas ethylene dan propylene masing-masing adalah + 80 OC dan +100 OC.
Kedua material ini kaku pada suhu kamar, sehingga digolongkan kedalam jenis
termoplastik, dengan memasukkan monomer ketiga yang memiliki ikatan rangkap, maka
gabungan ketiganya menghasilkan produk yang rubbery pada suhu kamar. Pada gambar
diatas diena monomernya adalah heksadiena, dimana pada gambar memperlihatkan
bahwa ikatan rangkap tidak terletak pada rantai utama atau backbone, hal ini
mengakibatkan ketahanan usang karet EPDM sangat tinggi. Demikian juga ketahanan
terhadap ozon, karena ozon menyerang ikatan rangkap.
Polimer EPDM memiliki berat molekul yang tinggi dan merupakan elastromer padat.
EPDM memiliki nilai viskositas larutan encer (Dilute Solution Viscosity/DSV) 1,6 – 2,5,
yang diukur dengan 0,2 g EPDM per desiliter toluena pada temperatur 25ºC. Karet
EPDM memiliki nilai kekuatan tarik kira-kira 800-1800 psi (sekitar 5,51-12,40 MPa) dan
kemuluran sebesar 600% (Krishna Buana).
2. Bahan Dan Metode
A. Bahan : Aspal dengan tipe jenis penetrasi 60/70, Cangkang sawit, Polietilen Glikol
(PEG)1000, Difenilmetana 4,4-diisosianat (MDI), Karet Sintetis EPDM, Sulfur,
Pasir.
B. Metode
Penelitian diawali dengan studi literature,dengan penelusuran jurnal, makalah dan
informasi. Dilanjutkan dengan tahap penyediaan bahan pembuatan agregat cangkang
sawit 60 mesh, 100 meshberasal dari PKS Aek Nabara (Rantau Prapat), perlakuan
terhadap 5 gram; 10 gram; 15, 20, 25 gram cangkang sawit dan pasir sebagai
pembanding.
ISBN : 123454567
Regional Development Industry & Health Science, Technology and Art of Life 199
Gambar 4. Flow diagram pembuatan genteng Polimer
Poliuretan: 70 gram
EPDM : 30 gram
Tambahkan 1 gram Sulfur
Tambahkan cangkang sawit 5; 10 ; 15 ,20,25gram
Campuran Genteng Polimer
Blending Temperatur 145 OC, selama 30 menit
Press Compressor Temperatur 150 OC Selama 60 menit
Dinginkan selama 30 menit
EPDM
Ektruder
Temperatur
130 OC
Cetakan Genteng
Polimer
Analisa SEM
Analisa FT-IR
Analisa DTA
Tensile dan Hardness
Uji Serap Daya Air
Uji Biodegradasi
Tambahkan 5 gram
Aspal
Campuran PU
dan EPDM
Uji Kedap suara
ISBN : 123454567
Regional Development Industry & Health Science, Technology and Art of Life 200
3. Hasil Penelitian
A. Analisa bahan baku
1) Cangkang Sawit dan Pasir.
Dari 1 kg cangkang dihasilkan 700 gr serbuk ukuran 100 mesh
Dari hasil pengujian analisa bahan serbuk cangkang sawit 100 mesh dan pasir sebagai
pembanding dapat dilihat pada tabel 3.1
Tabel 2. Hasil analisa density dan porositas
NO Material Density ( gr/ml ) Porositas ( - )
1 Cangkang sawit 60 mesh 1,2251 0,22
2 Cangkang sawit 100 mesh 1,2417 0,17
3 Pasir 2,4860 0,28
B. Pengujian Daya Serap Air
Hasil pengujian daya serap air dapat dilihat pada tabel 4.2 berikut ini:
Tabel 3. Hasil Pengujian Daya Serap Air
Kode
Sampel
PU :
EPDM
Berat
Cangkang
Daya Serap
Air (%)
Keterangan
M1L1 70:30 5 9,57 SNI
M1L2 70:30 10 8,71 SNI
M1L3 70:30 15 9,68 SNI
M1L4 70:30 20 11,24 Tdk SNI
M1L5 70:30 25 12,63 Tdk SNI
X1L1 70:30 5 7,34 SNI
X1L2 70:30 10 5,46 SNI
X1L3 70:30 15 7,94 SNI
X1L4 70:30 20 9,88 SNI
X1L5 70:30 25 12,75 Tdk SNI
XLp 70:30 15 7,55 SNI
C. Uji Tegangan tarik
Gambar 5. Grafik Load VS Stroke untuk PU : EPDM (70 :30) untuk cangkang 60
mesh
ISBN : 123454567
Regional Development Industry & Health Science, Technology and Art of Life 201
Gambar 6. Grafik Load VS Stroke untuk PU : EPDM (70 :30) untuk cangkang
ukuran 100 mesh
Keterangan :
Cangkang 5 gr
Cangkang 10 gr
Cangkang 15 gr
Cangkang 20 gr
Cangkang 25 gr
Tabel 4. Hasil Kekuatan Tarik Dan Kemuluran Dari Genteng Polimer
No. Sampel Ukuran Mesh Jumlah Cangkang Kekuatan Tarik (N/m2) Kemuluran (%)
M1L1 60 5 1,50 16,73
M1L2 60 10 0,20 14,87
M1L3 60 15 0,28 13,51
M1L4 60 20 0,31 10,32
M1L5 60 25 0,35 6,90
X1L1 100 5 0,21 18,31
X1L2 100 10 0,24 15,48
X1L3 100 15 0,31 13,85
X1L4 100 20 0,35 10,54
X1L5 100 25 0,36 7,11
X1Lp 100 15 0,24 12,29
ISBN : 123454567
Regional Development Industry & Health Science, Technology and Art of Life 202
Tabel 5. Uji Biodegradasi Sampel Genteng Polimer
No.
Sampel
Berat
Sampel
Awal
(Gram)
Berat
Sampel
Akhir
(Gram)
Perubahan
Berat
(gram)
Keterangan
X1L1
X1L2
X1L3
X1L4
X1L5
X1L2p
3.4456
3.5512
3.7674
3,8976
3,9870
3,5670
3.4523
3,5708
3,8678
3,8620
3,9456
3,5589
0,0067
0,0196
0,1004
0,0356
0,0414
0,0081
--)
++)
++)
++)
---)
---)
D. Uji Differensial Thermal Analisis (DTA)
Adapun hasil pengujian untuk beberapa sampel polimer dapat dilihat pada tabel berkut
ini:
Tabel 6. Sifat thermal dari Genteng Polimer Dari Hasil Analisa DTA No. Sampel Titik Leleh (OC) Titik Dekomposisi (OC)
X1L2
X1L2P
310 ; 380
310
510
510
Termogram DTA (X1L2)
ISBN : 123454567
Regional Development Industry & Health Science, Technology and Art of Life 203
Termogram DTA (X1L2p)
Dari data hasil termogram dapat dilihat bahwa sifat dari sampel polimer yang
menggunakan cangkang sawit sebagai bahan pengisi (filler),memperlihatkan sifat bahan
bersifat endoterm (menyerap panas) yang memperlihatkan pada perbandingan poliuretan
dan EPDM (70 :30) jumlah cangkang sawit sebanyak 10 gram dengan titik puncak
endoterm pada temperature 310 OC dan 380 OC sebagai titik leleh dan pada temperature
510 OC (titik Dekomposisi) yang merupakan temperature bakar dari bahan dalam hal ini
menunjukkan kuatnya interaksi antara percampuran bahan sehingga menunjukkan
sukarnya bahan terbakar . Sedangkan terhadap bahan pasir memperlihatkan puncak
eksoterm pada temperature 310 OC dan titik dekomposisi pada temperature 510 OC.
E. Uji FT-IR
Tabel 7. Interpretasi gugus fungsi spektrum FT-IR untuk sampel genteng polimer
(X1L1)
Sampel Bilangan
Gelombang
(cm-1)
Gugus Fungsi
Poliuretan
: EPDM
(70 :30)
dengan 5
gram
cangkang
sawit
843.53
949,49
1109.39
1234.41
1351.45
1470.42
1510.34
1600.39
1967.67
2137.71
2277.58
2923.29
3468.23
C-H Benzen
C-H stretching
C-CH2isopropil
C-O streching
CH3 streching
CH2 streching
C=C streching
N-O streching
C-C bending
R-N-C
streching
C-N streching
N-H bending
O-H bending
ISBN : 123454567
Regional Development Industry & Health Science, Technology and Art of Life 204
Tabel 8. Interpretasi gugus fungsi spektrum FT-IR untuk sampel terbiodegradasi
(X1L1d)
Sampel Bilangan Gelombang
(cm-1)
Gugus Fungsi
PU : EPDM
(70 : 30)
Cangkang
sawit 5 gram
terbiodegredasi
951.28
1232.25
1307.25
1509.23
1.602.25
2925.24
C-H stretching
C=O streching
CH2 streching
C=C bending
N-O streching
N-H
stretching
Spektrum FTIR X1L1
Spektrum FTIR X1L1(d)
ISBN : 123454567
Regional Development Industry & Health Science, Technology and Art of Life 205
Dari hasil diatas adanya kehilangan gugus CH2, C-C,dan R-N-C dari sampel hasil uji
FTIR sampel polimer terbiodegradasi untuk (sampel X1L1) sedangkan untuk sampel
yang tidak terbiodegradasi (X1L2)dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 9. Interpretasi Gugus Fungsi Spectrum FT-IR Untuk Sampel Genteng
Polimer PU : EPDM (70 :30) untuk 15 gram Cangkang Sawit(X1L2)
Sampel Bilangan
Gelombang
(cm -1)
Gugus Fungsi
Poliuretan :
EPDM
(70 : 30)
dengan
cangkang
sawit 10
gram
912.21
1033.16
1344.24
1458.23
1529.24
1625.24
2366.27
2923.19
3446.19
C- H isopropyl
C-O stretching
CH3 stretching
CH 2 stretching
N-O bending
C=O bending
O-H stretching
C-H stretching
N-H bending
Tabel 10. Interpretasi gugus fungsi spektrum FT-IR untuk sampel genteng polimer
(X1L2d)
Sampel Bilangan
Gelombang (cm-
1)
Gugus fungsi
Poliuret
an :
EPDM
(70:30)
=10
gram
cangka
ng
tidak
terbiod
egradas
i
837.35
949.34
1107.20
1235.29,1307.30,1
350.32
1508.24, 1599.30
1705.34
2373.42
3363.33
C-H disub
enzene
C-H isopropil
C-O stretching
CH3 stretching
C=C
stretching
C=O
stretching
-C=N
stretching
N-H stretching
ISBN : 123454567
Regional Development Industry & Health Science, Technology and Art of Life 206
Spektrum FTIR X1L2
SpektrumFTIR X1L2 (d)
Hasil spektra FT-IR untuk sampel X1L2 setelah uji biodegradasi ternyata gugus fungsi
yang terdapat pada sampel masih baik (tidak terbiodegradasi).
F. Uji SEM (Scanning Electron Microscopy)
Gambar 7. Foto SEM perbesaran 7000X sampel X1L2
ISBN : 123454567
Regional Development Industry & Health Science, Technology and Art of Life 207
Gambar 8. Foto SEM perbesaran 7000X sampel X1L3
Gambar 9. Foto SEM perbesaran 7000X sampel X1L4
Dari gambar diatas untuk sampel X1L2 dan X1L3 mengidentifikasikan bahwa campuran
specimen kurang merata, dan pada permukaan terlihat masih permukaan pori dimana
pengisian filler kurang telah terisi dengan baik, sedangkan pada sampel X1L4 jumlah
cangkang sudah menututpi permukaan pori specimen .Dari gambar diatas dapat
diidentifikasikan permukaan sampel merata dan ukuran pori pada permukaan sampel
pada genteng polimer sudah berkurang.
G. Uji Kedap Suara
Tabel 4.14. Hasil Pengujian Koefisien Absorpsi dari Beberapa Pengukuran
Frekwensi dengan sampel cangkang sawit 100 mesh.
Frekwesi
(Hz)
Mean ( α)
Cangkang
Sawit 5 gram
Mean (α)
Cangkang
Sawit 10
gram
Mean (α)
Cangkan
g Sawit
15 gram
Mean (α)
Cangkan
g Sawit
20 gram
Mean (α)
Cangkang
Sawit 25
gram
125 0,62 0,79 0,93 0,90 0,94
250 0,60 0,70 0,91 0,86 0,84
500 0,55 0,68 0,89 0,70 0,86
1000 0,67 0,64 0,84 0,75 0,89
2000 0,70 0,86 0,98 0,89 0,95
ISBN : 123454567
Regional Development Industry & Health Science, Technology and Art of Life 208
4. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :
1. Penambahan cangkang sawit mempengaruhi terhadap efek mekanik daya serap air
semakin meningkat, tegangan semakin meningkat, dan kekuatan tarik semakin
bertambah.
2. Dari hasil pengamatan yang telah dilakukan bahwa dalam pembuatan genteng polimer
yang terbaik adalah perbandingan Poliuretan : EPDM (70:30) untuk ukuran 100
mesh dengan jumlah sampel 5,10,15,20 gram , hal ini sampel memenuhi Standar
Nasional Indonesia (SNI) 0099: 2007 dengan pegujian daya serap air, uji kekuatan
tarik, uji biodegradasi, FT-IR, DTA, dan SEM.
3. Penambahan cangkang sawit mempengaruhi terhadap sifat mekanik hal ini dapat
dilihat dari data kekuatan tarik bahwa semakin banyak cangkang (filler) akan
mempengaruhi sifat tegangan dan regangan akan semakin kecil dari bahan polimer,
penambahan cangkang akan mempengaruhi daya serap air, semakin banyak cangkang
yang diberikan daya serap air akan semakin besar.
4. Setelah sampel genteng didiamkan selama 1 bulan pada udara terbuka terkena hujan
dan panas ternyata genteng yang telah terbiodegradasi menunjukkan adanya
terdegradasi gugus CH2, C-H dan R-N-C, sedangkan sampel dengan perbandingan
PU:EPDM (70:30) + 10 gram cangkang sawit dan sampel dengan perbandingan
PU:EPDM (70 :30) + 15 gram cangkang sawit merupakan sampel yang terbaik, sebab
sampel tidak terdegradasi selama 1 bulan terlihat dari hasil uji FT-IR.
5. Dari uji kedap suara terhadap jumlah cangkang sangat mempengaruhi terhadap
penyerapan bunyi hal ini dilihat dari nilai α menunjukkan penyerapan bahan terhadap
bunyi meningkat.
Referensi
[1] Gordon, 2008, Rheological Characteristic Of Syntetic Road Binders.
[2] Hatakayama H, 1995, Biodegradable Polyurethane from Plant, CMS Pure appl,
Chem.
[3] Huaxin Chen, 2009, Experimental Study Of Fiber In Stabilizing And Reinforcing
Aspahlt Binder.
[4] Kawai S., Omenura K, Sasaki H, Matsuo K, 1998, Effect Of The Formulation Of
Isocyanat Resin On The Properties Of Particle Board.
[5] Krishna S. Buana, 2010, Diktat, Teknologi Karet.
[6] Liu Xiaoming, Wu Shaopa, Desember 2012, Study On The Graphite And Carbon
Fiber Modified Asphalt Concrete
[7] Payam Shafigh,Mohd Zamin Jumaat, Hilmi Mahmud, 2010, Oil Palm Shell As A
Lightweight Aggregate For Production High Strength Lightweight Concrete.
[8] Ryohei Tanaka, 2007, Preparation And Characterization Of Poliurethane Foams
Using A Palm Oil-Based Polyol.
[9] Ruhendi S & Hadi YS, 1997, Perekat Dan Pemekatan, Jurusan Teknologi Hasil
Hutan, InstitutPertanian Bogor.
[10] Steven M P, 2001, Kimia Polimer, Cetakan Pertama, Pradya Paramita, Jakarta.
[11] Walton DJ, Lerinier JP, 2000, Polymer, Oxford University Press Inc, New York
[12] Wikipedia Org/Wiki/Berkas Generalized polyurethanereaction.png.
[13] Zhang Bhoachang, 2009, The Effect Of Styrene Butadiena-Rubber/
Montmorilonite Modification On The Characteristies And Properties Of Aspalht.
[14] Zhanping You, 2010, Nano Clay Modified Asphalt Material : Preparation And
Charaterization