7
ProsidingPertemuan llmiah lbnu Pengetahuan dan TeknoLogi Bahan 2002 Serpong, 22 -23 Oktoher 2002 ISSN 1411-2213 PENGARUH PENAMDAHAN POLIETILENA, POLIPROPILENA DAN POLISTIRENA TERHADAP SIFAT MEKANIK AKRILONITRIL DUTADIENA STIRENA (ADS) lndra Gunawan, Sudirman dan Aloma KK. Puslitbang Iptek Bahan (P3IB) -BATAN Kawasan Puspiptek, Serpong, Tangerang 15314 ABSTRAK PENGARUH PENAMDAHAN POLIETILENA, POLIPROPILENA DAN POLISTIRENA TERHADAP SIFAT MEKANIK AKRILONITRIL DUTADIENA STIRENA (ADS). Telah dilakukan pembuatan polyblend ABS-LDPE, ABS-PP clan ABS-PS dengantujuan untuk memperolehbahan yang memiliki sifat-sifat lebih baik dibandingkan bahan polimer penyusunnya. Karakterisasi sifat mekanik yang dilakukan adalah pengukuran yield strength. tensile strength. elongation at break. Derajat kristalinitas bahanyang akan dihubungkan dengansifat mekanik bahan dihitung dengan metoda difraksi sinar-X (XRD). Pembuatan poiyblend ABS-LDPE dilakukan dengan terlebih dahulu mencampur ABS ditambah LDPE dengan perbandingan prosentase traksi berat 5, 15,25,40,50,60 clan 70 % sebanyak 40 gram kemudian dimasukkan ke dalam labo plastomill clan dipanaskanpada suhu 130 .C selama 10 menit dengan rotasi blending 30 rpm. Dengan carR yang sarna,pembuatan poiyblend ABS-PP clanABS- PS dilakukan. Dari ketiga jenis polyblend yaitu ABS-LDPE, ABS-PP, clanABS-PS, yang memiliki sifat mekanik terbaik adalah ABS dengan bahan pengisi PS 5 % berat dengan karakteristik adalah: Kekuatan luluh (yield strength) = 32, 22 N/mm2, Kekuatan putus (tensile strength) = 21,48 N/mm2, Perpanjangan putus (elongation at break) = 228,57 %. Kala kunci ..Polipaduan, sifat mekanik, derajat kristaJinitas. ABSTRACT THE EFFECT OF POLYETHYLENE, POLYPROPYLENE AND POLYSTYRENE ADDITION TO THE MECHANICAL PROPETIES OF ACRYLONYTRILE BUTADIENE STYRENE (ABS). The preparation of ABS-LDPE, ABS-PP and ABS-PS polyblend was commited to get the better properties of material in respect of the origins. The character- ization of mechanical properties was measured. The degree of polymer crystallinity that is related to its mechanical properties was measured by using X-ray diffraction method (XRD). The preparation of ABS-LDPE was done by mixing the ABS and LDPE at various compositions of5, 15,25,40,50,60 and 70 % w/w ofLDPE. A total amountof40 grams the mixture was heated in the labo plastomill apparatus at 130.C for 10 minutes with the blending rotation was 30 rpm. The same procedure was done with the other polymers PP and PS. It was found that the polyblend of ABS with 5 % PS had the best mechanical properties, ie: yield strength = 32.22 N/mm2, tensile strength = 21.48 N/mm2, elongation at break = 228.57 %. Key words: Polyblend, mechanical properties, deg!ee of crystallinity PENDAHULUAN Polimer dalam peranalUlya sebagai produk bahan industri yang dapatmemenuhi keperluan hidup manusia, selaluteIjadi interaksi dengan faktor lingkungan, seperti : cuaca, radiasi, pemanasan dan kelembaban. Akibat interaksi tersebut diatas memungkinkan terjadi perubahan struktur yang dapat mengurangi daya tahan polimer tersebut, termasuk pacta sifat fisik dan mekaniknya. Disamping faktor lingkungan yang mempengaruhi sifat-sifat polimer juga faktor struktur molekul, seperti : stereoregularity dankristalinitas [1]. Untuk itu perlu dilakukan upaya mempetbaiki ketahanan bahan polimer terhadap interaksi dimaksud, dan mempertahankan sifat stereo regularity dan kristalinitasnya. Salah satu cara untuk mendapatkan polimer dengan sifat lebih baik dapat dilakukan dengan pencampuran antara dua atau lebih bahim polimer sehingga terbentuk polipaduan (polyblend). Polyblend yang terbentuk setelah melalui proses pencampuran berupa mi.5cible blend dan immi.5cible blend. Secara umum campuran polimer cenderungtidak saling terlarut (totally immi.5cible), dengan pengecualian pacta beberapa campuran polimer seperti PVC dengan ABS. Dengan menggunakan parameter kelarutan, dapat diperkirakan kelarutan (miscibility) daTi campuran polimer tergantung berat molekulnya, semakin tinggi berat molekul semakin berkurang kelarutannya. Sifat mekanik juga dipengaruhi oleh rasa kristalin alan amort 44

PENGARUH PENAMDAHAN POLIETILENA, POLIPROPILENA …digilib.batan.go.id/ppin/katalog/file/1411-2213-2002-1-044.pdfPengaruh Penamhahan Polietilena, Polipropilena dan Polistirena Terhadap

  • Upload
    vuquynh

  • View
    231

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Prosiding Pertemuan llmiah lbnu Pengetahuan dan TeknoLogi Bahan 2002Serpong, 22 -23 Oktoher 2002 ISSN 1411-2213

PENGARUH PENAMDAHAN POLIETILENA,POLIPROPILENA DAN POLISTIRENA TERHADAP SIFATMEKANIK AKRILONITRIL DUTADIENA STIRENA (ADS)

lndra Gunawan, Sudirman dan Aloma KK.Puslitbang Iptek Bahan (P3IB) -BATAN

Kawasan Puspiptek, Serpong, Tangerang 15314

ABSTRAK

PENGARUH PENAMDAHAN POLIETILENA, POLIPROPILENA DAN POLISTIRENA TERHADAP SIFATMEKANIK AKRILONITRIL DUTADIENA STIRENA (ADS). Telah dilakukan pembuatan polyblend ABS-LDPE, ABS-PPclan ABS-PS dengan tujuan untuk memperoleh bahan yang memiliki sifat-sifat lebih baik dibandingkan bahan polimer penyusunnya.Karakterisasi sifat mekanik yang dilakukan adalah pengukuran yield strength. tensile strength. elongation at break. Derajatkristalinitas bahan yang akan dihubungkan dengan sifat mekanik bahan dihitung dengan metoda difraksi sinar-X (XRD). Pembuatanpoiyblend ABS-LDPE dilakukan dengan terlebih dahulu mencampur ABS ditambah LDPE dengan perbandingan prosentasetraksi berat 5, 15,25,40,50,60 clan 70 % sebanyak 40 gram kemudian dimasukkan ke dalam labo plastomill clan dipanaskan padasuhu 130 .C selama 10 menit dengan rotasi blending 30 rpm. Dengan carR yang sarna, pembuatan poiyblend ABS-PP clan ABS-PS dilakukan. Dari ketiga jenis polyblend yaitu ABS-LDPE, ABS-PP, clan ABS-PS, yang memiliki sifat mekanik terbaik adalahABS dengan bahan pengisi PS 5 % berat dengan karakteristik adalah: Kekuatan luluh (yield strength) = 32, 22 N/mm2, Kekuatanputus (tensile strength) = 21,48 N/mm2, Perpanjangan putus (elongation at break) = 228,57 %.

Kala kunci ..Polipaduan, sifat mekanik, derajat kristaJinitas.

ABSTRACT

THE EFFECT OF POLYETHYLENE, POLYPROPYLENE AND POLYSTYRENE ADDITION TO THEMECHANICAL PROPETIES OF ACRYLONYTRILE BUTADIENE STYRENE (ABS). The preparation of ABS-LDPE,ABS-PP and ABS-PS polyblend was commited to get the better properties of material in respect of the origins. The character-ization of mechanical properties was measured. The degree of polymer crystallinity that is related to its mechanical propertieswas measured by using X-ray diffraction method (XRD). The preparation of ABS-LDPE was done by mixing the ABS andLDPE at various compositions of5, 15,25,40,50,60 and 70 % w/w ofLDPE. A total amountof40 grams the mixture was heatedin the labo plastomill apparatus at 130.C for 10 minutes with the blending rotation was 30 rpm. The same procedure was donewith the other polymers PP and PS. It was found that the polyblend of ABS with 5 % PS had the best mechanical properties, ie:yield strength = 32.22 N/mm2, tensile strength = 21.48 N/mm2, elongation at break = 228.57 %.

Key words: Polyblend, mechanical properties, deg!ee of crystallinity

PENDAHULUAN

Polimer dalam peranalUlya sebagai produk bahanindustri yang dapat memenuhi keperluan hidup manusia,selalu teIjadi interaksi dengan faktor lingkungan, seperti: cuaca, radiasi, pemanasan dan kelembaban. Akibatinteraksi tersebut diatas memungkinkan terjadiperubahan struktur yang dapat mengurangi daya tahanpolimer tersebut, termasuk pacta sifat fisik danmekaniknya. Disamping faktor lingkungan yangmempengaruhi sifat-sifat polimer juga faktor strukturmolekul, seperti : stereoregularity dankristalinitas [1].Untuk itu perlu dilakukan upaya mempetbaiki ketahananbahan polimer terhadap interaksi dimaksud, danmempertahankan sifat stereo regularity dan

kristalinitasnya.

Salah satu cara untuk mendapatkan polimerdengan sifat lebih baik dapat dilakukan denganpencampuran antara dua atau lebih bahim polimersehingga terbentuk polipaduan (polyblend). Polyblendyang terbentuk setelah melalui proses pencampuranberupa mi.5cible blend dan immi.5cible blend. Secaraumum campuran polimer cenderung tidak saling terlarut

(totally immi.5cible), dengan pengecualian pactabeberapa campuran polimer seperti PVC dengan ABS.

Dengan menggunakan parameter kelarutan, dapatdiperkirakan kelarutan (miscibility) daTi campuranpolimer tergantung berat molekulnya, semakin tinggiberat molekul semakin berkurang kelarutannya. Sifatmekanik juga dipengaruhi oleh rasa kristalin alan amort

44

Pengaruh Penamhahan Polietilena, Polipropilena dan Polistirena Terhadap Sifat Mekanik Akrilonitril ButadienaStirena (ABS) (lndra Gunawan)

Co. Ltd. Korea. Polipropilena (PP), diproduksi PT TryPolita Indonesia Tbk., Cilegon. Polistyrena (PS), berjenis

Polyron-SIII445-85 GP-710E.Alat uji sifat mekanik yang dipakai adalah

Strograph-Rl Toyaseiki, dengan pencetak U-228 Pantos.Alat uji derajat kristalinitas adalah Difractometer Sinar-X,XD-610 Shimadzu.

Pembuatan polyblend ABS-LDPE dilakukandengan terlebih dahulu mencampur ABS ditambah LDPE

dengan perbandingan prosentase fraksi berat 5, 15.25,40, 50, 60 daD 70 % sebanyak 40 gram kemudiandimasukkan ke dalam labo plastornill dan dipanaskanpada suhu 130 °C selama 10 menit dengan rotasi blending30 rpm. Dengan cara yang sarna, pembuatan polyblendABS-PP dan ABS-PS dilakukan.

Hasil yang diperoleh berupa bahan polyblendyang terdiri dari ABS-LDPE, ABS-PP dan ABS-PS ABS

dengan berbagai komposisi prosentase berat.Selanjutnya dicetak dengan hot press daD cold pressmenjadi bentuk lembaran film. Kemudian dilakukankarakterisasi meliputi : sifat mekanik (yield strength.tensile strength daD perpanjangan putus) dan analisisstruktur dengan metoda XRD (X-ray Diffraction)/ difraksisinal-X.

Pengujian Sifat Mekanik

daTi suatu polimer, penurunan derajat kristalinitas akanmenurunkan sifat mekaniknya. Polipaduan basil prosesblending antara polikarbonat (PC) dengan akrilonitrilbutadiena stirena (ABS), poliamida (PA) dengan ABS,polistirena dengan polibutadiena dan antara poly etilentereptalat (PET) dengan poli vinil alkohol (PVA) yangdikenal dengan nama komersial high impact poly.\'ty-rene. Keempat jenis polyblend tersebut termasuk im-mi.~cible blend, sedangkan antara polivinilklorida (PVC)dengan ABS termasuk miscible blend [2,3]. Perubahanimmiscible blend menjadi miscible blend dapatdilakukan dengan cara menambahkan bahan copoly-mer, seperti p-(hexafluoro-2-hydroxyisopropyl} styrene[4]. Tujuan pembuatanpolyblend agar diperoleh bahanyang lebih unggul dibandingkan bahan polimerpenyusunnya, seperti polyblend antara polipropilenaoksida (PPO) dengan polistirena (PS) diperoleh bahanpolyblendyang mempunyai sifat ketahanan panas yangtinggi dan tangguh [4]. Polyblend antara poliuretandengan ABS akan didapatkan bahan yang mempunyaiketahanan abrasi dan tahan tumbukan, begitu jugaantara polibutilena tereptalat (PBT) dengan ABS akan

didapatkan bahanpolyblendyangtahan sifatkimia dantahan tumbukan [5].

Polimer ABS yang selama ini perkembangannyasangat pesat, masih mempunyai sifat kurang kuat

terhadap gaya yang diterima, perpanjangan putus yangmasih rendah, bersifat getas, dan harganya yang masihmahal [4]. Dengan pembuatan polipaduan diharapkansifat-sifat polimer ABS akan lebih baik. Bahanpolipaduan (polyblend) adalah pencampuran secara fisikdari bahan polimer yang berstruktur molekul tidak sarna,dimana kekuatan kedua bahan polimer tersebut akansaling mempengaruhi dengan atau tanpa reaksi [5].Kualitas basil campuran polipaduan sangat dipengaruhioleh kompatibilitas, bentuk sistem rasa, ukuran serta cara

pencampurannya [6].Pada makalah ini akan dilaporkan studi awal

untuk mendapatkan bahan polimer dengan sifat -sifatyang baru yaitu dengan mempelajari pengaruhpenambahan LDPE,PP, PS didalam ABS terhadap sifatmekanik (yield strength. ten.\'ile strength danperpanjangan putus) dan analisis derajat kristalinitasdenganXRD (X-ray Diffraction). Sintesis dan pengujiansifat mekanik polyblend ABS-LDPE, ABS-PP dan ABS-PS ABS dilakukan di P3TIR, Pasar Jumat, sedangkankarakterisasi kristalinitas bahan dilakukan di P3IB,

Serpong.

Lembaran film bahan polyblend dipotongberbentuk dumb bell (ASTM D-1822-L), dan selurnhpermukaan sampel hams bebas cacat seperti : goresan,retak dan rongga, selanjutnya potongan sampeldijepitkan pada penjepit mesin Toyoseki dengan jarakyang terlebih dahulu ditandai dengan dua garis sejajar.Alat uji kekuatan tarik Strograph RI kemudiandihubungkan dengan kompresor daD sampel disiapkansedemikian rnpa sehingga tegangan yang diberikan akanterbagi merata pada penampang sampel, dengancrosshead speed 100 mm/min daD recorder disiapkandengan kecepatan 20 mm/men. Pengukuran dilakukanpada suhu kamar.

Kondisi alat untuk menentukan perpanjanganputus sarna seperti yang digunakan untuk menentukankuat tarik. Penentuan perpanjangan putus dapat dihitungdengan menggunakan persamaan :

AL

LoEB= x 100%

BAHAN DAN TATA KERJAdengan:EB = perpanjangan putus (%)L\L = pertambahan panjang pada saat

putus (cm)Lo = panjang potongan sampel mula-mula (cm)

Bahan-bahan yang digunakan didalam penelitianini adalah :

Akriionitril Butadiena Styrena (ABS) berjenisABS Graft Type HRG-I40, diproduksi PT Risjad BrasaliIndustries, Cilegon. PoIietiIena (PE) berjenis densitasrendah (LDPE), diproduksi Sarnsung General Chemicals

Analisis Derajat Kristalinitas

Penentuan derajat kristalinitas dilakukan dengan

45

Prosiding Perlemuan llmiah llmu Pengetahuan dun Teknologi Bahan 2002Serpong, 22 -23 Oktober 2002 ISSN 1411-2213

menggunakan metoda difraksi sinaI-X. Perhitunganderajat kristalinitas dilakukan dengan membandingkanluasan puncak kristalin yang mempunyai intensitasmenajam clan tinggi, terhadap luasan puncak amorfyangditunjukkan oleh pola difraksi yang melebar clan landai.Alat yang digunakan adalah Difraktometer sinar-X(XRD) Shimadzu XD 610, target CuKa., tegangan 60 KV;arus 20 mA, sudut hamburan 28 = 5 ° -60 °, kecepatan

sapuan 4 o/meDit.

strength. tensile strength, perpanjangan putus daTipolyblend ABS-LDPE, ABS-PP dan ABS-PS tertera padaTabell, Tabel2, dan Tabel 3, dan lebih jelas terlihat padaGambar l, Ganlbar 2 dan Gambar 3 .

Yield strength (kekuatan luluh) adalah ketahansuatu bahan terhadap deformasi plastis yang terjadi.Dari Gambar 1 yang menyatakan hubungan antara variasikomposisi bahan pengisi di dalam matriks ABS terhadapyield strength terlihat bahwayield strength polyblendABS-LDPE cenderung turun dan mencapai harga notpada penambahan 15 % -70 % berat LDPE sebagai bahanpengisi. Fenomena penurunan yield strength danmencapai harga nol pada penambahan bahan pengisi

BASIL DAN PEMBABASAN

Data-data uji sifatmekanikyang meliputiyield

Tabell. Yield .vtrength polyblend ABS dengan penambahan polimer LDPE, PP danPS pada berbagai komposisi.

-

Jenis polimer yangditambahkan

Yield strength pada variasi komposisi bahan pengisi (0/0)

0 0

~~-PS

~_I~.~

Tabel 2. Tensile strength polyblend ABS dengan penambahan polimer LDPE, PP danPS berbagai komposisi

Jenis vollmer yangditambahkan

Tensile .rtrength pada variasi komposisi bahan pengisi (%)

5 15

15,8

15,2

27,2

25

14,0

40 SO

7,4

11,0

27,0

60

6,9

14,0

28,6

70

6,6

15,9

29,6

100

12,6

43,0

33,8

LOPE

0

21,0

21,0

21,0

21,1 8,7

pp 20,5

21,5

12,4

27,4

11,7

29,6PS

Tabel 3. Perpanjangan putus polyblend ABS dengan penambaJlan polimer LDPE, PP dan PSberbagai komposisi

Tabel 4. Oerajat kristalinitas polyblend ABS dengan penambahan polimer LOPE, PP daD PS berbagai

komposisi

Jenis polimer yangditambahkan

Derajat kristalinitas pada variagi komposisi bahan pengisi (%)

~ IS 25 40 50 70

27,43

39,89

18,34

100

39,39

46,31

19,77

0 60

27.34

32.49

LDPE 16,6 18,31 18,71

19,78

16,9

18,75

24,29

20,42

28,16

21,35

28,33

18,18

pp 16,6

16,6

18,88

PS

46

Pengaruh Penambahan Polietikna, Polipropikna dan Pomt;rena Terhadap Sifat Mekanik Akrilonitril ButadienaStirena (ABS) (Indra Gunawan)

0 20 40 60 80

Komposisi bahan pengisi (% be rat)

Gambar 1. Yield strength polyblend ABS denganpenambahan polimer LDPE, PP daD PS pada

berbagai komposisi.

100

0 20 40 60 80 100

Komposlsl bahan penglsl (% berat)

Gambar 2. en.site strength potybtend ABS denganpenambahan polimer LDPE, PP daD PS pada

berbagai komposisi.

120

15 %- 70 %beratjuga nampakpadapolyblend ABS-Pp,hal ini mungkin dikarenakan pada penambahan ballaDpengisi LDPE dan PP lebih daTi 15 % menyebabkanterbentuknya butiran-butiran kristal LDPE ataupun PPdi dalam matriks karet ABS daD menyebabkanpeningkatan rasa gelas daTi polimer ABS yang kaku dangetas (mudah patall). Dispersi butiran-butiran kristalLDPE ataupun PP di dalam matriks karet ABS yangcenderung tidak tercampur (immi.~cible) menyebabkanpeningkatan luas interface, seperti diketahui interfaceadalah daerah yang relatiflemah terhadap tegangan pada

saat pemberian beban. Pads polyblend ABS-PS terdapatnilai maksimum yield strength pads penambahan 5 %PS. hal ini dikarenakan pada penambahan PS dengankomposisi relatif rendah, susunan rasa karet daD rasagelas dati ABS yang terikat silang tidak terganggu olehpolimer PS yang cenderung amorj, dengan kalimat lain

terjadi pencampuran yang relatifhomogen antara ABSdengan PS. Akan tetapi pada penambahan bahan pengisi1 S % -100 % berat PS kedalam matriks ABS fenomenapenguatan sifat mekanik ABS tidak terjadi, sebaliknyamenyebabkan penurunan nilai yield strength daDmencapai harga Dol.

Tensile Strength adalah kekuatan putus suatubahan yang dihitung dari pembagian antara gayamaksimum yang mampu ditanggung bahan terhadap luaspenampang bahan mula-mula. Dari Gambar 2 yangmenyatakan hubungan antara variasi komposisi bahanpengisi di dalam matriks ABS terhadap tensile strengthterlihat bahwa ten.rile strength polyblend ABS-LDPEcenderung turun daD mencapai harga minimum padapenamba.ltan 50 % berat LDPE sebagai bahan pengisi.Demikian juga tensile .rtrength polyblend ABS-PPcenderung turun daD mencapai harga minimum padspenalnbahan 70 % berat LDPE sebagai bahan pengisi.

Pada polyblend ABS-PS terlihat bahwa kekuatantarik (tensile strength) cenderung mengalami

peningkatan dengan bertambahnya komposisi bahanpengisi. Dari ketiga polyblend yaitu ABS-LDPE,ABS-PP daD ABS-PS, terlihat bahwa jenis daD jumlahbahan pengisi sangat mempengaruhi kekuatan mekanikdari bahan polyblend. Penambahan bahan pengisidengan derajat kristalinitas relatifbesar yaitu lebih dari40 % seperti LDPE, daD PP menyebabkan sifat mekaniktensile strength polyblend cenderung berkurang.Penambahan bahan pengisi dengan derajat kristalinitasrendah seperti PS menyebabkan sifat mekanik tensile

.rtrength polyblend cenderung meningkat.Elongation at break (perpanjangan putus)

adalah persentase perubahan panjang bahan setelah

I

c~CIC~

"co~C-o..GI

Q.

100

~ 1000 r-.-LDPE[ ---1/1 800 '~, I

pp~ ,Co 600 ' i

-6-PS '400,;.".;.,.,.,,1 200

0 .Ii ,~.li" ..-

0 20 40 60 80

Komposisi bahan pengisi (% berat)

(;I""hll' 1. P.:rp:lllj;llIg;'" lIulu!' l'IIiJ"'/~nd ..\IIS d':lIg:l1l

11':11:111111:111:111 11mi111.:r LI>PI':. PP d;11I I'S lI:ld:l lI.:rll:lg:li

k(llIIp"sjsj

(;t""bllr 4, IJl:ra,ial kriNI'llillilaN r..1)111':1I0 ,\liS J':lIg:III"';1\'1111",.11'111 ""Iilll"r 11)1'1':. 1'1' .1;111 I'S ""l!" ""r""g"ik"III""Ni,,i

47

Prosiding Pertemuan lbniah llmu Pengetahuan dan Teknologi Bahan 2002Serpong, 22 -23 Oktober 2002 ISSN1411-2213

adalah dengan komposisi bahan pengisi relatif rendahyaitu 50/0.

Hubungan Derajat Kristalinitas denganSifat Mekanik

dikenai gaya tarik. Adapaun data-data perpanjanganputus daTi polyblend ABS-LDPE, ABS-PP, daD ABS-PS tertera pacta Tabel 3 daD Gambar 3. BerdasarkanGambar 3 terlihat bahwa LD PE mernpunyai tx:rpalljanganputus lebih besar dibanding polimer ABS, hal inidikarenakan LDPE adalah suatu polimer termoplastikyang memiliki elastisitas relatiftinggi, sehingga LDPEmemiliki sifat mulur lebih book dibanding ABS. Pactabahan polyblend ABS-LDPE terlihat bahwa pembahan

perpanjangan putus tidak terlihat pacta penambahanLDPE25%-60%.

Pacta penarnbahan LDPE dengan komposisi5 % berat terjadi peningkatan perpanjangan putus

dibanding yang dimiliki oleh ABS, dikarenakan pactakomposisi bahan pengisi relatif rendah terjadipencampuran relatifbaik daD menyebabkan rasa karetdaD rasa gelas daTi ABS yang terikat silang masih salingmenguatkan. Fenomena sarna terlihat pacta polyblendABS-PP. Sedangkan untuk polyblend ABS-PS terlihatbahwa PS tidak memiliki nilai perpanjangan putus,karena PS termasukpolimer termoplastik, tidak elastomerbersifatfracture (getas) daD kaku. Didalam polyblendABS-PS dengan komposisi bahan pengisi PS sebesar25 0/0, 40 %, 50 %, 60 % dan 70 % memiliki sifat kaku dan

getas yang ditunjukkan dengan tidak adanyaperpanjangan putus bahan polyblend ABS-PS, hal inidikarenakan pacta penambahan bahan pengisi dengankomposisi relatifbesar tidak menyebabkan homogenitasbahan menjadi lebih baik. Jadi untuk mendapatkan bahan

polipaduan dengan perpanjangan putus yang baik

ABS adalah polimer yang terbentuk daTi tigamonomer yaitu akrilonitril, butadiena dan stirena.Akrilonitril butadiena stirena adalah resin yangmengandung dua rasa yaitu rasa karet (rubber) terbentukdari kopolimer stirena-akrilonitril di dalam matrik gelasterbentuk oleh kopolimer stirena-butadiena. Struktur danderajat kristalinitas ABS dengan sendirinya dipengaruhioleh komposisi kedua rasa dan bagaiman kedua rasa inisaling berikatan silang (grafting). Pola difraksi sinar-Xpolimer ABS, LDPE, PP dan PS tertera pada gambar 5a,5b, 5c dan 5d. Dari pola difraksi sinar-X untuk polimerABS, LDPE, PP dan PS terlihat bahwa rasa amorfIebihbanyak terdapat pada polimer ABS dan PS yang ditandaidengan adanya puncak difraksi yang melebar dan landaiyaitu Gambar 5a dan 5d. Sedan~ untuk bahan polimerLD PE dan PP didominasi fasa kristalin yang ditunjukkanoleh pola difraksi yang menajam dan tinggi yaitu Gambar5b dan Gambar 5c.

Pola difraksi sinar-X polyblend ABS-PP padakomposisi PP 5 %, 25 %, 40 % dan 70 % ditunjukkandengan Gambar 6a-6d. Dari hubungan antara sifatmekanik bahan terhadap komposisi bahan pengisi daDhubungan antara derajat kristalinitas bahan dengankomposisi bahan pengisi maka dapat dibuat suatuhubungan antara derajat kristalinitas terhadap sifat

(a)

1\

om

20--;,.",=,Jan=

Z -~ "",.\! ,&j);

,.".""

-f.".:

:~ / \': l"!"'TT1':I;"nTTn:r::::::::~

; , .." 3) " 3) jJ OJ ..)) " .,~. co..j..)

Gambar 5. Pola difraksi sinar-x untuk polimer(c) PP, daD (d) PS

(a) ABS, (b) LDPE

48

Pengaruh Penamhahan Polietilena. Polipropilena dan Polistirena Terhadap Sifat Mekanik Akrilonitril ButadienaStirena (ABS) (Indra Gunawan)

DJ).3"',~;lAJ!.

,..,~=,lSD-

IQ~"";IDi ..

"",I»i

«D,

"',D'.

(a) (b)

~/ """"~"-""""""-

"."""""""""""".""""""""""""""""1., ,. " " n YI " .~ II J! ..act (dIt.,."

~..-'~J:!

3%».

,~

in

~~j

..1

...'""-.~..' ..~.1...,..,:,.., ,--" , , ".""","';;'., " " ~ u » " ~ " ~ " D

.."";":

(d)

~,...IS)''VJ_.mI;

i ,0»~ ~-

"";I In/, ~

D)

~l-)' J~~ , ", 'jml""T'"'ItjmIJ""I""I""I""I""""",,""l

~ " J) J$ ., OJ ~ " 8)1. (',,&jol)

Gambar 6. Pola difraksi sinar-x polyblend ABS-PP dengan komposisi PP(a) 5%, (b) 250/.. (c) 40% dan (d) 70%

dengan tensile strength semakin meningkat denganmetungkatnya derajat kristalinitas bahan. Jadi denganmenjaga derajat kristalinitas bahan kurang daTi 20 %diperkirakan akan meningkatkan sifat mekanik bahan.

KESIMPULAN

1. Pada penambahan LDPE sebagai bahan pengisidengan komposisi 5 % berat memper1ihatkan sifatkekuatan putus dan perpanjangan putus 1ebih baikdibanding po1imer ABS tanpa bahan pengisi.

2. Pengaruh penambahan PP pada po1imer ABS dalambentuk polyblend menurunkan sifat kekuatan 1u1uh,kekuatan putus dan perpanjangan putus po1imerABS, kecua1i pada penambahan PP 5% beratmemperlihatkan nilai perpanjangan putus lebih baikdibanding po1imer ABS tanpa bahan pengisi.

3. Pengaruh penambahan PS terhadap polimer ABSakan cenderung meningkatkan nilai kekuatan putuspolimer ABS dikarenakan derajat kristalinitas PSrelatif rendah menyebabkan susunan rasa karet danrasa ge1as dari polimer ABS saling terikat sehinggameningkatkan kekuatan putus ABS.

4. Dari ketigajenispolyblendyaituABS-LDPE, ABS-PP, dan ABS-PS, yang memiliki sifat mekanik lebihbaik dibanding ABS adalah ABS dengan bahanpengisi PS 5 % berat dengan karakteristik adalah :kekuatan 1uluh = 32, 22 N/mm2, kekuatan putus =21,48 N/mm2, Perpanjangan putus = 228,57 %

mekanik bahan. Garnbar 7 menlUljukkan hublUlgan antaraderajat kristalinitas bahan terhadap tensile strength. DariGambar 7 tersebut terlihat pada penambahan LDPEsebagai bahan pengisi menaikkan derajat kristalinitasbahan, tetapi tidak menaikkan nilai tensile strength daribahan paduano Fenomena yang samajuga tampak untukbahan pengisi PP. Fenomena ini dicoba dijelaskan daTistruktur bahan polimer ABS daD LDPE. ABS adalahpo Ii mer yang terbentuk daTi tiga monomer yaituakrilonitril, butadiena dan stirena, serta mengandlUlg duarasa yaitu rasa karet (rubber) yang kontinum daD elastis,terbentuk daTi kopolimer stirena-akrilonitril di dalammatrik gelas yang mudah pecah, tetrentuk oleh kopolimerstirena-butadiena. Penambahan LDPE yang memilikiderajat kristalinitas sekitar 40 % menyebabkan ten.\'i Ie.~.trength polyblend ABS-LDPE didominasi oleh sifatgelas ABS yangfracture (mudah pecah), kristal LDPEmungkin mengisi rasa karet (rubber) daTi polimer ABSdaD kristal LDPE ini menyebabkan rasa karet yangkontinum dari ABS terputus secara diskrit, dan elastisitasbahan menjadi hilang dengan kalimat lain polyblendABS-LDPE adalah paduan yang tidak saling bercampur(imi.scible blend) .

Dapat disimpulkan penambahan LDPE daD PPdengan derajat kristalinitas relatiftinggi yaitu sekitar 40% pacta matriks ABS tidak memperbaiki sifat mekanikpolyblend, dikarenakan terjadi inhomogenity alanimi.\'cible blend pacta pencampuran dua po Ii merdimaksud. Akan tetapi pacta pencampuran dengan PSsebagai bahan pengisi sifat mekanik yang ditlUljukkan

49

Pro.siding Pertemuan llmiah llmu Pengetahuan dan Teknologi Bahan 2002.\'erpong, 22 -23 Oktober 2002

ISSN 1411-2213

DAFTAR PUSTAKA

50