DAFTAR ISI
Halaman Judul ......................................... ............................................................... ............................................ ............................................. ........................... .... i Lembar Pengesahan Pengesahan ......................................... ............................................................... ........................................... ......................................... .................... ii Kata Pengantar ........................................ .............................................................. ............................................ ............................................. ........................... .... iii Daftar Isi ............................................ .................................................................. ............................................ ............................................. .................................. ........... vi BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Belakang ........................................... ................................................................. ............................................ .................................. ............ 1 1.2. Tujuan .......................................... ................................................................. ............................................ ............................................ ........................... .... 2 1.3. Batasan Masalah ............................................ .................................................................. ............................................ .............................. ........ 2 1.4. Sistematika Penulisan Laporan ......................................... .............................................................. .............................. ......... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 Komposit ..................................................... ........................................................................... ............................................. .................................. ........... 4 II.2 Polimer Polimer .......................................... ................................................................. ............................................ ............................................ ........................... .... 5 II.3 Sillicone Rubber ......................................... ............................................................... ............................................. .................................. ........... 6 II.4 Serbuk Bambu ................................................ ...................................................................... ........................................... .............................. ......... 7 BAB III METODOLOGI III.1 Diagram Alir Praktikum Praktikum.......................................... ............................................................... ......................................... .................... 8 III.2 Alat dan Bahan Bahan Praktikum ......................................... ............................................................... ...................................... ................ 9 III.3 Langkah-Langkah Langkah-Langkah Praktikum............................................ .................................................................. .............................. ........ 10 BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN PEMBAHASAN IV.1 Analisa Data ............................................ ................................................................. ........................................... ...................................... ................ 12 IV.2 Pembahasan .......................................... ............................................................... ........................................... ...................................... ................ 15 BAB V KESIMPULAN KESIMPULAN ............................... ..................................................... ............................................ ............................................ ........................ 18 DAFTAR PUSTAKA PUSTAKA ........................................... ................................................................ ........................................... ...................................... ................ 19
BAB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang Penambahan bahan pengisi atau campuran dua atau lebih polimer telah menjadi fenomena penting pada tahun-tahun terakhir untuk mendapatkan suatu bahan dengan sifat-sifat tertentu seperti sifat mekanik, fisika dan panas, yang tidak dapat ditemukan pada masing-masing komponen penyusunnya dengan proses pembuatan yang lebih mudah dan biaya yang relatif murah yang memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI) No. 19-1811-1990. Umumnya bahan pengisi ditambahkan ke bahan polimer seperti termoplastik, termoset, karet ataupun elastomer ditujukan untuk meningkatkan sifat-sifat tertentu dan untuk mengurangi biaya produksi ataupun keduanya s ekaligus. Komposit polimer sangat berkembang saat ini dibandingkan dengan komposit logam ataupun keramik. Pengisi alamiah banyak digunakan untuk menggantikan pengisi sintetis karena memiliki banyak kelebihan diantaranya yaitu, bahan yang tiada habisnya, biaya murah, dapat diperbarui (renewable), dapat terdegradasi secara biologi (biodegradable),
polimer biologi yang
kompak (biocompatible), mudah diperoleh, mudah dilakukan pengolahan kimia dan tidak membahayakan kesehatan.
I.2 Tujuan Praktikum ini bertujuan untuk: 1. Mengetahui proses manufaktur komposit polimer termoset dengan menggunakan partikel serbuk bambu I.3 Batasan Masalah Batasan masalah pada praktikum ini adalah Ukuran serbuk bamboo tidak diperhitungkan dan dianggapsama, distribusi bamboo dianggap merata, dan temperature proses adalah temperature ruangan, 25 C
I.4 Sistematika Penulisan Laporan Laporan ini berisikan: Pendahuluan – berisikan latar belakang, tujuan, dan batasan masalah pada praktikum polimer Tinjauan Pustaka – berisikan studi literature dari sumber-sumber yang memiliki sangkut paut dengan praktikum polimer Metode Penelitian – berisikan prosedur atau langkah-langkah yang dilakukan dalam praktikum demi tercapainya tujuan Analisa data dan pembahasan – berisikan hasil praktikum yang didiskusikan dan dibandingkan dengan studi literature. Kesimpulan – berisikan hasil akhir praktikum Daftar pustaka
BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 Komposit
Komposit adalah suatu jenis bahan baru hasil rekayasa yang terdiri dari dua atau lebih bahan dimana sifat masing-masing bahan berbeda satu sama lainnya baik itu sifat kimia maupun fisikanya dan tetap terpisah dalam hasil akhir bahan tersebut (bahan komposit). Dengan adanya perbedaan dari material penyusunnya maka komposit antar material harus berikatan dengan kuat, sehingga perlu adanya penambahan wetting agent. Komposit pada umumnya terdiri dari 2 fasa: 1. Matriks Matriks adalah fasa dalam komposit yang mempunyai bagian atau fraksi volume terbesar (dominan). Matriks mempunyai fungsi sebagai berikut : a) Mentransfer tegangan ke serat. b) Membentuk ikatan koheren, permukaan matrik/serat. c) Melindungi serat. d) Memisahkan serat. e) Melepas ikatan. f) Tetap stabil setelah proses manufaktur.
Gambar 1. Ilustrasi matriks pada komposit 2. Reinforcement atau Filler atau Fiber Salah satu bagian utama dari komposit adalah reinforcement (penguat) yang berfungsi sebagai penanggung beban utama pada komposit.
Gambar 2. Ilustrasi reinforcement pada komposit Adanya dua penyusun komposit atau lebih menimbulkan beberapa daerah dan istilah penyebutannya; Matrik (penyusun dengan fraksi volume terbesar), Penguat (Penahan beban utama), Interphase (pelekat antar dua penyusun), interface (permukaan phase yang berbatasan dengan phase lain)
Gambar 3 Pengertian komposit Secara
strukturmikro
material
komposit
tidak
merubah
material
pembentuknya (dalam orde kristalin) tetapi secara keseluruhan material komposit berbeda dengan material pembentuknya karena terjadi ikatan antar permukaan antara matriks dan filler. Syarat terbentuknya komposit: adanya ikatan permukaan antara matriks dan filler. Ikatan antar permukaan ini terjadi karena adanya gaya adhesi dan kohesi Dalam material komposit gaya adhesikohesi terjadi melalui 3 cara utama:
Interlocking antar permukaan → ikatan yang terjadi karena kekasaran bentuk permukaan partikel.
Gaya elektrostatis → ikatan yang terjadi karena adanya gaya tarik menarik antara atom yang bermuatan (ion).
Gaya vanderwalls → ikatan yang terjadi karena adanya pengutupan antar partikel. Kualitas ikatan antara matriks dan filler dipengaruhi oleh beberapa
variabel antara lain:
Ukuran partikel
Rapat jenis bahan yang digunakan
Fraksi volume material
Komposisi material
Bentuk partikel
Kecepatan dan waktu pencampuran
Penekanan (kompaksi)
Pemanasan (sintering)
II.2 Polimer
Kata polimer berasal dari bahasa Yunani, yaitu poly dan meros. Poly berarti banyak dan meros berarti unit atau bagian. Jadi polimer adalah makro molekul (molekul raksasa) yang tersusun dari monomer yang merupakan molekul yang kecil dan sederhana.Polimer dapat dibedakan berdasarkan macamnya, material polimer dibedakan berdasarkan asalnya menjadi : 1) Polimer alam adalah polimer yang terbentuk secara alami di dalam tubuh makhluk hidup. Tabel beberapa contoh polimer alam
No.
Polimer
Monomer
Polimerisasi
Terdapat pada
1.
Amilum
Glukosa
Kondensasi
Biji-bijian,akar umbi
2.
Selulosa
Glukosa
Kondensasi
Sayur, kayu, kapas
3.
Protein
Asam
Kondensasi
amino 4.
Asam
Susu,daging,telur, wol, sutera
Nukleotida
Kondensasi
Molekul DNA, RNA
Isoprene
Adisi
Getah karet alam
nukleat 5.
Karet alam
2) Polimer semi sintetis adalah polimer yang diperoleh dari hasil modifikasi polimer alam dan bahan kimia.Contoh : selulosa nitrat yangsering dipasarkan dengan nama celluloid dan guncotton. 3) Polimer sintetis adalah polimer yang tidak terdapat di alam, tetapi disintesis dari monomer-monomernya dalam reaktor.
Tabel beberapa contoh polimer sintetis
No.
Polimer
Monomer
Polimerisasi
Terdapat pada
1.
Polietena
Etena
Adisi
Kantung,kabel plastik
2.
Polipropena
Propena
Adisi
Tali,karung,botol plastik
3.
PVC
Vinil klorida
Adisi
Pipa pralon,pelapis lantai, kabel listrik
4.
Polivinil
Vinil alkohol
Adisi
Bak air
Tetrafluoro
Adisi
Wajan,panci anti lengket
alkohol 5.
Teflon
etena
6.
Dakron
Metal tereftalat
Kondensasi
dan etilen glikol 7.
Nilon
Asam adipat dan
Pita rekam magnetik, kain,tekstil,wol sintetis
Kondensasi
Tekstil
Adisi
Ban motor, mobil
heksametilen diamin 8.
Polibutadiena
Butadiena
Jenis polimer yang banyak digunakan : 1) Thermoplastic Thermoplastic adalah plastic yang dapat dilunakkan berulang kali (recycle) dengan menggunakan panas. Thermoplastic merupakan polimer yang akan menjadi keras apabila didinginkan. Thermoplastic meleleh pada suhu tertentu, melekat mengikuti perubahan suhu dan mempunyai sifat dapat balik (reversibel) kepada sifat aslinya, yaitu kembali mengeras bila didinginkan. Contoh ari thermoplastic yaitu Poliester, Nylon 66, PP, PTFE, PET, Polieter sulfon, PES, dan Polieter eterketon (PEEK). 2) Thermoset Thermoset tidak dapat mengikuti perubahan suhu (irreversibel). Bila sekali pengerasan telah terjadi maka bahan tidak dapat dilunakkan kembali. Pemanasan yang tinggi tidak akan melunakkan termoset melainkan akan membentuk arang dan terurai karena sifatnya yang demikian sering digunakan sebagai tutup ketel, seperti jenis-jenis melamin. Plastik jenis termoset tidak begitu menarik dalam proses daur ulang karena selain sulit penanganannya juga volumenya jauh lebih sedikit (sekitar 10%) dari volume jenis plastik yang bersifat termoplastik. Contoh dari thermoset yaitu Epoksida, Bismaleimida (BMI), dan Poli-imida (PI). II.3 Sillicone rubber Karet silikon ialah suatu elastomer (bahan seperti-karet) yang tersusun dari silikon. Polimer itu sendiri mengandung silikon bersama dengan karbon, hidrogen, dan oksigen. Karet silikon digunakan secara luas dalam industri,
dan ada banyak formulasinya. Karet silikon sering kali satu- atau dua-bagian polimer, dan mungkin mengandung bahan pengisi untuk memperbaiki sifatsifat atau mengurangi biaya. Karet silikon secara umum non-reaktif, stabil, dan tahan terhadap lingkungan dan suhu ekstrim dari
−55 °C sampai
+300 °C sambil masih mempertahankan sifat-sifatnya yang berguna. Karena sifat-sifat tersebut dan mudahnya fabrikasi dan pembentukan. Karet silikon menawarkan daya tahan yang baik terhadap suhu ekstrim, yang mampu beropreasi secara normal dari −55 °C sampai +300 °C. Pada suhu ekstrim, At the extreme temperatures, kekuatan meregang, pemanjangan, daya tetes dan setelan tekanan dapat jauh lebih unggul dibandingkan karet konvensional meskipun masih relatif rendah dibandingkan dengan bahan lain. Karet organik memiliki kerangka karbon-karbon yang dapat
meninggalkan
kepekaan mereka terhadap ozon, UV, panas dan faktor usia bahwa karet silikon dapat bertahan dengan baik. Ini membuatnya salah satu elastomer pilihan di banyak lingkungan ekstrim.Dibandingkan dengan karet organik, namun, karet silikon memiliki kekuatan meregang sangat rendah. II.4 Serbuk bambu Bambu ( Bambusa Shreb . ) Adalah tanaman tahunan , yang tumbuh hingga 40 m di ketinggian di iklim muson . Umumnya , digunakan dalam konstruksi , pertukangan , tenun dan anyaman dll Gorden yang terbuat dari serat bambu dapat menyerap radiasi ultraviolet dalam berbagai panjang gelombang , sehingga kurang berbahaya bagi tubuh manusia .Perkembangan komposit untuk tujuan ekologi ( eco- komposit ) menggunakan serat bambu dan sifat dasar mekanik mereka dievaluasi [ 136 ] . Teknik ledakan uap diterapkan untuk mengekstrak serat bambu dari pohon bambu mentah . Hasil penelitian menunjukkan bahwa serat bambu ( bundel ) memiliki kekuatan spesifik yang cukup , setara dengan serat kaca konvensional . Kekuatan tarik dan modulus komposit berbasis PP meningkat sekitar 15 dan 30 % bila menggunakan serat uap meledak . Peningkatan ini disebabkan impregnasi yang baik dan pengurangan jumlah void , dibandingkan dengan komposit menggunakan serat yang mekanis diekstraksi .Sifat mekanik dan termal dari serat bambu komposit diperkuat epoxy [ 137 ] , efek dari serat pemuatan, kopling dan agen ikatan pada sifat mekanik dari komposit serat bambu / karet
alam [ 138 ] dan [ 139 ] , kinetika kristalisasi isotermal dimodifikasi selulosa bambu / komposit PCL [ 140 ] , pengaruh penuaan lingkungan terhadap sifat mekanik serat bambu / kaca yang diperkuat PP komposit hibrida [ 141 ] , dan efek dari pengisi keramik terhadap sifat mekanik komposit serat bambu / epoxy [ 142 ] yang dievaluasi .
BAB III METODE PENELITIAN
III.1 Diagram alir praktikum
Mempersiapkan alat dan bahan
Mengkalibrasi alat timbangan
Menimbang bahan (sillicone rubber dan serbuk bambu)
Mencampur bahan sesuai komposisi 90% matriks 10% reinforced
Menambahkan katalis
Menuangkan campuran kedalam cetakan
Mengamati proses yang terjadi III.2 Alat dan bahan Alat dan bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah: 1. Cetakan. 2. Gelas beker. 3. Timbangan digital. 4. Pengaduk. 5. Silicone Rubber RTV 585 6. Katalis Bluefill R60 7. Serbuk Bambu
III.3 Langkah-langkah 1. Menyiapkan alat dan bahan (silicon rubber, serbuk bambu, wadah pencampur, dan cetakan) 2. Menimbang secara terpisah 90% berat silicone rubber dan 10% berat serbuk bambu. 3. Mencampur silicon rubber dengan serbuk bambu dengan cara diaduk agar menyebar merata. 4. Mencampur campuran silicon rubber dan serbuk bambu dengan katalis dengan perbandingan 9 : 1 . 5. Menuang campuran ke dalam cetakan. 6. Mengamati reaksi yang terjadi dan tunggu hingga campuran mengeras 7. Mengelurakan hasil percobaan dari dalam cetakan. 8. Membersihkan cetakan.
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
IV. 1 Analisa Data Menurut praktikum yang kami lakukan kemarin, data yang digunakan dalam percobaan ialah sebagai berikut: Material
%
gr
Matriks (Silicon Rubber RTV 585) Reinforced (SerbukBambu)
90
36
10
4
Katalis Bluefill R60
10
4
Persentase matriks (Silicon Rubber RTV 585) (36/44)*100% = 81,82%
Persentase reinforced (SerbukBambu) (4/44)*100% = 9,09%
Persentase katalis bluefill R60 (4/44)*100% = 9,09%
IV.2 Pembahasan Pada pengujian ini akan dibahas mengenai pengaruh serbuk bambu. Polimer komposit adalah komposit dengan polimer sebagai matriksnya. Reinforce yang digunakan dalam praktikum ini adalah serbuk bambu, dan mat riksnya adalah silicon rubber. Silicon rubber adalah material termoset dalam temperature ruangan, disebut juga polysiloxane. Silicon rubber merupakan polimer dengan rumus monomer Si-O, merupakan salah satu jenis elastomer. Untuk melakukan praktikum ini, yang pertama kali harus dilakukan adalah menyiapkan alat dan bahan, serta melakukan preparasi serbuk bambu. Preparasi serbuk bambu dilakukan dengan menggergaji bambu, kemudian mengumpulkan serbuk bambu yang berjatuhan. Serbuk kemudian diayak. Setelah serbuk bambu
sudah terkumpul sebanyak 10 gram, selanjutnya adalah menyiapkan silicon rubber. Silicon rubber berupa cairan mirip resin pada awalnya. Silicon rubber masih berupa monomer. Silicon rubber sebanyak 50 gram diletakkan dalam suatu wadah, kemudian dilakukan proses lay up, yaitu dicampur dengan serbuk bambu sebanyak 10 gram dan diaduk merata. Selanjutnya, campuran tadi diberi katalis sebanyak 10% dari polimer yang dicampurkan, yaitu sebanyak 5 gram. Pencampuran katalis juga disertai pengadukan. Tidak berselang lama dari penambahan katalis, campuran dituangkan kedalam cetakan sambil ditekan. Penekanan dimaksudkan untuk menghindari adanya void yang terperangkap. Setelah itu masuk ke proses curing. Curing adalah tahapan pengerasan polimer. Waktu curing yang dibutuhkan adalah 30 menit, setelah itu produk bisa dikeluarkan dari cetakan. Reinforce yang ditambahkan adalah particulate, yaitu menyebar merata dalam matriks. Jenis reinforce ini lebih kuat daripada laminar composite, karena kekuatan reinforce laminar tergantung arah dari penguat, sementara kekuatan particulate menyebar merata. Jenis polimerisasi yang terjadi dalam praktikum ini adalah polimerisasi adisi ionik, karena polimerisasi polimer berjenis elastomer adalah kondensasi. Hal ini dibuktikan dengan hasil produk yang basah setelah curing time. Produk yang basah dikarenakan polimerisasi kondensasi yang mengeliminasi partikel kecil, contohnya air. Polimerisasi kondensasi akan setelah katalis habis bereaksi. Jenis cacat yang terlihat dalam produk adalah adanya void (gelembung udara). Hal ini dikarenakan polimer komposit sudah mengeras terlebih dahulu sebelum memenuhi cetakan.
BAB V KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisa data dan pembahasan, maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Mendapatkan produk jadi dari Proses Manufaktur Komposit Polimer Termoset menggunakan Partikel Serbuk Bambu berbentuk lambing ITS 2. Proses manufaktur setelah pencampuran hingga kering terjadi selama 3. Produk
hasil
Proses
Manufaktur
Komposit
Polimer
Termoset
menggunakan Partikel Serbuk Bambu memiliki kekuatan yang lebih kuat saat dilakukan penarikan tangan dengan menggunakan serbuk bambu 4. Terjadi cacat pada produk berupa kerak karena pencampuran yang belum merata
DAFTAR PUSTAKA http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079670012000391
