PENGUJIAN KARAKTERISTIK KOMPOSIT POLIMER- KARBON …TEORI Polimer merupakan senyawa-senyawa yang tersusun dari molekul sangat besar yang ... yang terbentuk melalui proses polimerisasi

Veronica 1PENGUJIAN KARAKTERISTIK KOMPOSIT POLIMER-KARBON SEBAGAI BAHAN SENSOR GAS

Budi Gunawan

PENGUJIAN KARAKTERISTIK KOMPOSIT POLIMER-

KARBON SEBAGAI BAHAN SENSOR GAS

Budi Gunawan 1

ABSTRACT

Polymer is an non-conductive material. This material can be transformed to be

conductive material with adding carbon active as dopping. This such polymer is called

composite polymer-carbon. With this electrically characteristic, composite polymer-carbon

can be used as a gas sensor. The characteristic of composite polymer-carbon is influenced by

several factors, such as type of gas, volume of gas, temperature of room and humidity of

room. Each composite polymer-carbon has different characteristic which depend on the type

of polymer. This characterization can be used to know examine the composite polymer-

carbon. This characterization will be explore the nature of the composite polymer-carbon that

has been made from 6 types of polymer, which are; PEG6000, PEG20M, PEG200, PEG1540,

Silicon and Squelene. The 6 sensors composite polymer-carbon will be tested by 9 types of

gas, which are; Aceton, Aceton Nitril, Benzene, Etanol, Methanol, Ethyl Aceton, Chloroform,

n-Hexan and Toluene. This characterization will be grouped into 4 clasters of characteristic,

which are; the selectivity (influence type of gas), the sensitifity (influence volume of gas), the

influence of temperature and the influence of humidity. The methods that are used to process

the data are correspondence analysis method which is used to find correlation between

polymer and gas, and regression method which is used to explore the regression between.

Keywords :composit polymer-carbon, selectifity, sensitifity, correspondence analysis,

regresion.

ABSTRAK

Polimer adalah sebuah molekul panjang yang mengandung rantai-rantai atom yang

dipadukan melalui ikatan kovalen yang terbentuk melalui proses polimerisasi. Pada

umumnya polimer dikenal sebagai materi yang bersifat non-konduktif atau isolator.

Kemajuan dalam riset polimer telah menemukan berbagai polimer yang bersifat konduktif

maupun semikonduktif. Salah satu cara untuk membuat polimer menjadi konduktif adalah

dengan menambahkan karbon aktif sebagai dopping sehingga terbentuk bahan komposit

polimer-karbon. Komposit polimer-karbon yang terbentuk mempunyai karakteristik resistansi

yang berubah apabila terkena gas karena mampu mengikat molekul-molekul gas yang

dideteksinya sehingga mempengaruhi sifat konduktifitasnya. Karena sifat inilah komposit

polimer bisa dijadikan sebagai bahan sensor gas. Sifat konduktifitas dari komposit polimer-

karbon ini dipengaruhi oleh dari beberapa faktor, yaitu; jenis gas yang dideteksi, volume gas,

suhu dan kelembaban.

Untuk mengetahui karakteristik resistansi dari komposit polimer-karbon, telah dibuat

sensor polimer dari 6 jenis bahan, yaitu; PEG6000, PEG20M, PEG200, PEG1540, Silikon

dan Squelene untuk diuji karakteristik resistansinya. Sensor komposite polimer yang telah

1 Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro Universitas Muria Kudus

dibuat akan diuji dengan beberapa jenis gas, yaitu; Aseton, Aseton Nitril, Benzena, Etanol,

Metanol, Etil Aseton, Kloroform, n-Hexan dan Toluena. Pengujian ini meliputi selektifitas

(pengaruh jenis gas), sensitifitas (pengaruh volume gas), pengaruh suhu dan pengaruh

kelembaban. Metode yang akan digunakan untuk mengolah data hasil pengujian adalah

correspondence analysis untuk melihat korelasi antara polimer dan gas.

Kata kunci :komposit polimer-karbon, selektifitas, sensitifitas, correspondence analysis,

regresi

PENDAHULUAN

Salah satu pengembangan bahan polimer pada saat ini adalah komposit polimer-

karbon. Komposit polimer-karbon merupakan bahan polimer yang didoping dengan bahan

karbon aktif sehingga polimer tersebut bisa bersifat konduktor. Karena sifat konduktor inilah

menjadikan komposit polimer-karbon suatu zat yang berbeda dengan polimer pada umumnya

dan bisa digunakan sebagai sensor gas dengan perubahan resistansinya apabila terkena gas. [1]

Komposit polimer-karbon yang dipakai sebagai bahan sensor ini mempunyai

karakteristik konduktifitas yang berbeda-beda tergantung dari jenis polimer yang dipakai.

Karakteristik konduktifitas dari komposit polimer-karbon ini terdiri dari karakteristik

sensitifitas dan selektifitas. Karakteristik sensitifitas adalah sifat konduktifitas dari komposit

polimer-karbon dalam pengaruhnya terhadap volume gas yang dideteksinya, sedangkan

karakteristik selektifitas adalah sifat konduktifitas dari komposit polimer-karbon dalam

pengaruhnya terhadap jenis gas yang dideteksinya. [2]

Untuk mengetahui karakteristik resistansi dari komposit polimer-karbon, dalam

penelitian ini telah dibuat sensor polimer yang dapat digunakan sebagai sensor gas. Sensor

polimer yang akan dibuat terdiri dari 6 jenis, yaitu; Poli Etelin Glikol (PEG) 6000, PEG 1540,

PEG 20M, PEG 200, silikon, dan squalane. Sebagai sample gas digunakan 9 jenis gas, yaitu;

aseton, aseton nitril, benzena, etanol, metanol, etil aseton, kloroform, n-hexan dan toluena.

Pengujian yang telah dilakukan adalah menguji nilai resistansi dari komposit polimer-karbon

dalam pengaruhnya terhadap jenis gas yang dideteksi (karakteristik selektifitas), volume gas

yang diinjeksikan (karakteristik sensitifitas) dan pengaruh kondisi lingkungan yaitu suhu dan

kelembaban.


Budi Gunawan

TEORI

Polimer merupakan senyawa-senyawa yang tersusun dari molekul sangat besar yang

terbentuk oleh penggabungan berulang dari banyak molekul kecil. [3] Molekul yang kecil

disebut monomer, dapat terdiri dari satu jenis maupun beberapa jenis. Polimer adalah sebuah

molekul panjang yang mengandung rantai-rantai atom yang dipadukan melalui ikatan kovalen

yang terbentuk melalui proses polimerisasi dimana molekul monomer bereaksi bersama-sama

secara kimiawi untuk membentuk suatu rantai linier atau jaringan tiga dimensi dari rantai

polimer. Polimer didefinisikan sebagai makromolekul yang dibangun oleh pengulangan

kesatuan kimia yang kecil dan sederhana yang setara dengan monomer, yaitu bahan pembuat

polimer. [4] Akibatnya, molekul-molekul polimer umumnya mempunyai massa molekul yang

sangat besar. Hal inilah yang menyebabkan polimer memperlihatkan sifat sangat berbeda dari

molekul-molekul biasa meskipun susunan molekulnya sama.

Pada umumnya polimer dikenal sebagai materi yang bersifat non-konduktif atau

isolator. Kemajuan dalam riset polimer telah menemukan berbagai polimer yang bersifat

konduktif maupun semikonduktif. Pemakaian polimer sebagai bahan sensor dipilih jenis

polimer yang bersifat konduktif agar memenuhi sejumlah kriteria yang dituntut oleh suatu

sensor. Salah satunya adalah bahwa polimer itu harus mampu mengikat molekul-molekul

yang dideteksinya sehingga mempengaruhi sifat konduktifitasnya. [5]

Bahan komposit diartikan sebagai gabungan dari 2 material atau lebih yang berbeda

sifatnya dan akan membentuk sifat fisis yang baru. Komposit polimer-karbon terbentuk dari

gabungan polimer dengan karbon yang membentuk sebuah material yang mempunyai sifat

yang baru yaitu mempunyai resistansi tertentu dan nilai resistansinya berubah apabila terkena

gas.

Tidak semua polimer dapat menjadi konduktif. Hanya polimer terkonjugasi (ikatan

pada rantai berupa ikatan tunggal dan rangkap yang berposisi berselang-seling) yang bisa

menjadi konduktor. Peranan atom atau molekul doping adalah menghasilkan cacat dalam

rantai polimer tersebut (cacat struktur). Cacat inilah yang berperan dalam penghantaran listrik.

Cacat dapat bermuatan positif, negative, atau netral. Secara fisika kuantum, cacat berperilaku

seolah-olah sebagai partikel. Cacat dapat berpindah sepanjang rantai, sehingga menimbulkan

aliran muatan. Elektron atau hole juga dapat meloncat dari satu posisi cacat ke posisi cacat

yang lain (cacat tidak berpindah), sehingga timbul pula aliran listrik. [6]

Sensor komposit polimer-karbon dibuat dari campuran polimer dengan karbon aktif.

Sensor komposit polimer-karbon mampu merespon rangsangan yang berasal dari berbagai

senyawa kimia atau reaksi kimia. Saat campuran dipapar dengan uap bahan kimia, maka uap

bahan kimia akan mengenai permukaan polimer dan berdifusi ke campuran bahan polimer

dengan karbon dan menyebabkan ukuran permukaan polimer bertambah luas karena adanya

efek ‘swelling’. [7]

Penggunaan komposit polimer-karbon sebagai sensor gas, akan mengalami efek yang

disebut ‘swelling’ atau efek mengembang jika terkena gas. Efek ‘swelling’ atau mengembang

ini sebanding lurus dengan konsentrasi gas yang dideteksi. Dengan efek mengembang ini

memungkinkan perubahan luas permukaan komposit polimer-karbon jika terkena gas.

Ilustrasi gambar efek ‘swelling’ pada polimer diperlihatkan seperti pada gambar 1;

(a) (b)

Gambar 1 Efek ‘swelling’ pada polimer;

(a) sebelum mengembang, (b) sesudah mengembang

Perubahan luas permukaan ini mempengaruhi perubahan resistansi dari polimer

sehingga dengan perubahan resistansi ini bisa mempengaruhi juga nilai konduktivitas polimer

yang merupakan kebalikan dari resitivitasnya. Dengan perubahan resistansi ini bisa dipakai

sebagai keluaran sensor yang akan dibaca oleh instrumentasi elektronik.

EXPERIMEN

Metodologi penelitian yang digunakan dalam tesis ini adalah experimental yaitu

dengan menguji 6 jenis komposit polimer-karbon dengan sampel penguji berupa 9 jenis gas.

Faktor yang akan diuji ada 4, yaitu; pengaruh jenis gas (selektifitas), pengaruh volume gas

(sensitifitas), pengaruh suhu dan pengaruh kelembaban sebagai pengaruh kondisi lingkungan.

Akuisisi data digunakan untuk membaca data hasil pengujian tiap sensor dari ruang

pengujian pengujian. Pengambilan data ini dilakukan secara bersama-sama dari deret polimer

yang diuji. Rangkaian akusisi data ini terdiri dari beberapa bagian, yaitu; rangkaian

pengkondisi sinyal (RPS), konversi analog ke digital (ADC), mikrokontroller, interface serial

dan komputer. Diagram blok akuisisi data diperlihatkan pada gambar 2


Budi Gunawan

Gambar 2 Blok diagram akuisisi data

Skema instrumentasi pengujian secara keseluruhan terdiri dari bagian ruang pengujian,

bagian akuisisi data dan komputer. Gambar skema instrumentasi pengujian diperlihatkan pada

gambar 3;

Gambar 3 Skema instrumentasi pengujian

Sensor komposit polimer-karbon yang akan diuji ditempatkan didalam ruang

pengujian secara berderet. Ruang pengujian dihubungkan dengan tabung penetral yang berupa

silica gel yang berfungsi sebagai pengering dan pembersih sisa-sisa gas yang menempel pada

sensor sebelum dialirkan gas penguji yang lain. Sebagai masukan gas penguji, ruang

pengujian diberi jalan masuk untuk menginjeksikan gas penguji ke dalam ruang pengujian.

Untuk memberi pengaruh kondisi lingkungan pada ruang pengujian, dihubungkan dengan

ruang pengujian kedua yang berfungsi untuk menghembuskan udara dengan temperatur dan

kelembaban tertentu. Ruang pengujian kedua berupa ruang pengujian kosong yang bisa

dikondisikan untuk diberi udara panas atau udara lembab. Untuk pembacaan hasil resistansi

sensor, ruang pengujian pengujian dihubungkan dengan rangkaian akuisisi data. Sinyal hasil

pengujian masing-masing sensor kemudian dibaca oleh rangkaian akuisisi data yang

kemudian diteruskan ke komputer melalui komunikasi serial RS 232 untuk ditampilkan

sekaligus disimpan datanya.

HASIL & PEMBAHASAN

1. Pengujian terhadap jenis gas (selektifitas)

Pada pengujian selektifitas, sensor polimer diuji dengan beberapa jenis gas yaitu;

aseton, aseton nitril, benzena, etanol, etil aseton, kloroform, metanol, n-hexane, dan toluena

dengan volume injeksi yang sama dan pada suhu serta kelembaban yang sama. Data rata-rata

hasil pengujian ditunjukkan pada tabel 1;

Tabel 1. Data rata-rata resistansi polimer terhadap injeksi beberapa jenis gas

PEG6000

(Ohm)

PEG20M

(Ohm)

PEG200

(Ohm)

PEG1540

(Ohm)

SILICON

(Ohm)

SQUELENE

(Ohm)

Aseton 319 397 5245 4887 2468 4499

AsetonNitril 421 648 6170 5971 5231 6218

Benzena 319 547 5403 2719 4762 5022

Kloroform 357 572 6462 3034 5084 6569

Etanol 338 548 5635 2278 5078 6176

EtilAseton 357 472 7270 5152 3373 2974

Metanol 357 463 5536 2766 4157 4392

nHexane 317 423 4104 2436 4161 4585

Toluena 337 443 5336 2590 4462 6035

Untuk melihat korelasi antara polimer dengan gas sampel dilakukan pengolahan data

dengan correspondence analysis menggunakan R program, hasil mapping correspondence

análysis ditunjukkan pada gambar 4;

Gambar 4 Mapping CA selektifitas polimer


Budi Gunawan

Analisa :

Pada gambar Mapping CA diatas, saat sensor polimer diinjeksi dengan gas sampel,

dapat dilihat bahwa PEG6000 dengan PEG20M dan Silicon dengan Squelene memiliki

kemiripan. Sedangkan PEG1540 dan PEG200 masing-masing memiliki reaksi yang berbeda

dan tidak saling berhubungan. Dari 9 gas terkelompokkan menjadi tiga bagian berdasarkan

posisi kedekatan antar gas. Kelompok pertama terdiri dari aseton, dan aseton nitril. Kelompok

kedua terdiri dari metanol, benzena, etanol, kloroform, toluena dan n-hexane. Kelompok

ketiga terdiri dari satu jenis gas etil aseton.

Dari mapping CA diatas terlihat bagaimana setiap gas berhubungan dengan setiap

polimer. Dari ketiga kelompok gas tersebut ada beberapa jenis polimer yang mempunyai jarak

yang dekat untuk masing-masing kelompok. Untuk kelompok gas pertama (aseton dan aseton

nitril) polimer yang paling dekat adalah PEG1540. Kelompok gas kedua (metanol, benzena,

etanol, kloroform, toluena dan n-hexane) jenis polimer yang dekat adalah PEG6000,

PEG20M, PEG200, squelene dan Silicon. Kelompok ketiga (etil aseton) ada dua polimer yang

mempunyai jarak kedekatan yang sama yaitu; PEG1540 dan PEG200. Kedekatan jarak ini

menunjukkan kemampuan deteksi polimer yang lebih baik untuk jenis gas yang jaraknya

dekat dengan polimer tersebut.

2. Pengujian terhadap volume gas (sensitifitas)

Pada pengujian sensitivitas, sensor polimer diuji dengan beberapa jenis gas dengan

volume injeksi yang berbeda pada suhu dan kelembaban yang sama. Untuk melihat perubahan

resistansi polimer terhadap injeksi gas, dibuat ploting grafik dan persamaannya. Grafik

resistansi sensor polimer terhadap injeksi tiap gas diperlihatkan pada gambar 5 sampai

gambar 13;

Grafik dan persamaan garis 6 polimer thd injeksi aseton

y = -58.25x2 + 385.95x - 3.25y = 31.167x3 - 282x2 + 839.83x - 211

y = 124.67x3 - 1208.5x2 + 4072.8x + 2080

y = 268.33x3 - 2338x2 + 6869.7x + 1106

y = 154.17x3 - 1349.5x2 + 3818.3x + 2388

y = 268.17x3 - 2376.5x2 + 6802.3x - 2226

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

7500

8000

8500

9000

R rata2 awal R rata2 10ml R rata2 20ml R rata2 25ml

Volume injeksi

Resistansi

PEG 6000 PEG 20M PEG 200 PEG1540 Silicon Squelene

Grafik dan persamaan garis 6 polimer thd injeksi aseton nitril

y = 74.833x3 - 674.5x

2 + 1966.7x - 1048y = 63.5x

3 - 558.5x

2 + 1574x - 701

y = 1745.2x3 - 15260x

2 + 43656x - 25072

y = 370.17x3 - 3186x

2 + 9191.8x - 470

y = 225.67x3 - 2013x

2 + 5843.3x + 955

y = 352.67x3 - 3108x

2 + 8849.3x - 3626

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000


Volume injeksi

Resistansi


Gb. 5 Grafik polimer terhadap injeksi aseton Gb. 6 Grafik polimer terhadap injeksi aseton

nitril

Grafik dan persamaan garis 6 polimer thd injeksi benzena

y = 216.17x3 - 1891.5x2 + 5295.3x - 3301

y = -72.667x3 + 442.5x

2 - 357.83x + 366

y = 2742.8x3 - 24661x

2 + 71981x - 44994

y = 118x3 - 843x

2 + 2106x + 4525

y = 93.833x3 - 835x

2 + 2554.2x + 3198

y = 276.33x3 - 2512x

2 + 7384.7x - 2681

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000


Volume injeksi

Resistansi


Grafik dan persamaan garis 6 polimer thd injeksi etanol

y = 194.33x3 - 1742.5x2 + 5020.2x - 3153y = 86.5x3 - 782x2 + 2297.5x - 1224

y = 2583x3 - 23635x2 + 69939x - 43818

y = -45.333x3 + 403.5x

2 - 836.17x + 6384

y = 215.33x3 - 1877.5x2 + 5356.2x + 1317

y = 373.5x3 - 3318x2 + 9536.5x - 4124

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000


Volume injeksi

Resistansi


Gb. 7 Grafik polimer terhadap injeksi

benzene

Gb. 8 Grafik polimer terhadap injeksi etanol

Grafik dan persamaan garis 6 polimer thd injeksi etil aseton

y = 194.33x3 - 1742.5x2 + 5020.2x - 3153

y = 86.5x3 - 782x2 + 2297.5x - 1224

y = 2583x3 - 23635x2 + 69939x - 43818

y = -45.333x3 + 403.5x2 - 836.17x + 6384

y = 215.33x3 - 1877.5x2 + 5356.2x + 1317

y = 373.5x3 - 3318x2 + 9536.5x - 4124

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000


Volume injeksi

Resistansi


Grafik dan persamaan garis 6 polimer thd injeksi cloroform

y = 201.33x3 - 1782.5x2 + 5091.2x - 3191

y = 90.667x3 - 812x2 + 2339.3x - 1240

y = 437.83x3 - 4978x2 + 21608x - 11999

y = -4.8333x3 + 10x2 + 116.83x + 5784

y = 169.17x3 - 1539x2 + 4658.8x + 1722

y = 289.83x3 - 2635.5x2 + 7745.7x - 2932

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000


Volume injeksi

Resistansi


Gb.9 Grafik polimer terhadap injeksi etil

asetat

Gb. 10 Grafik polimer terhadap injeksi

kloroform

Grafik dan persamaan garis 6 polimer thd injeksi metanol

y = 194.67x3 - 1738x

2 + 5004.3x - 3142

y = 73.333x3 - 721.5x2 + 2489.2x - 1463

y = 182.17x3 - 3646x2 + 22008x - 13475

y = 70x3 - 518.5x

2 + 1271.5x + 5083

y = 170x3 - 1521x2 + 4416x + 1946

y = 358.33x3 - 3253.5x

2 + 9573.2x - 4210

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

28000

30000


Volume injeksi

Resistansi


Grafik dan persamaan garis 6 polimer thd injeksi n-hexane

y = 175.17x3 - 1601.5x

2 + 4731.3x - 2986

y = 115.5x3 - 1048.5x

2 + 3095x - 1784

y = 2350.3x3 - 21950x

2 + 67550x - 42881

y = -109x3 + 820.5x

2 - 1548.5x + 6743

y = 192.33x3 - 1523.5x2 + 4320.2x + 2022

y = 415.83x3 - 3782.5x

2 + 11102x - 5267

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

28000

30000


Volume injeksi

Resistansi


Gb.11 Grafik polimer terhadap injeksi

methanol

Gb.12 Grafik polimer terhadap injeksi n-

hexane


Budi Gunawan

Grafik dan persamaan garis 6 polimer thd injeksi toluena

y = 186.33x3 - 1683x2 + 4903.7x - 3088

y = 199.67x3 - 1802x2 + 5326.3x - 3346

y = 2586.2x3 - 23963x2 + 72294x - 45848

y = 40.333x3 - 336x2 + 1004.7x + 5197

y = 178.67x3 - 1535x2 + 4427.3x + 1940

y = 461x3 - 4146x2 + 11976x - 5823

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

22000

24000

26000

28000

30000


Volume injeksiResistansi


Gb.13 Grafik polimer terhadap injeksi toluena

3. Pengujian terhadap pengaruh suhu

Pada pengujian pengaruh suhu, sensor polimer diuji didalam ruang pengujian dengan

kondisi suhu yang bervariasi. Untuk melihat prosentase kenaikan resistansi masing-masing

polimer terhadap kenaikan suhu dibuat prosentase rata-rata dari selisih setiap kenaikan suhu.

Data rata-rata prosentase kenaikan resistansi polimer pengaruh suhu diperlihatkan pada tabel

3;

Tabel 3. Prosentase rata-rata kenaikan resistansi polimer pengaruh suhu

Polimer

Aset

on

Aseton

Nitril

Benz

ena

Klorof

orm

Eta

nol

EtilAs

eton

Meta

nol

nHex

ane

Tolu

ena

%rat

a2

PEG600

0 11% 14% 4% 4% 5% 4% 5% 7% 4% 6%

PEG20

M 7% 27% 24% 0% 3% 2% 0% 1% 3% 22%

PEG200 14% 31% 21% 16%

23

% 22% 17% 17% 10% 19%

PEG154

0 18% 31% 37% 31%

28

% 36% 12% 35% 31% 29%

SILICO

N 0% 3% 3% 3% 4% 2% 2% 5% 3% 3%

SQUEL

ENE 5% 2% 12% 4% 1% 2% 1% 7% 8% 5%

Dari data rata-rata prosentase kenaikan polimer pengaruh suhu dapat dilihat secara umum

semua polimer mengalami kenaikan resistansi karena pengaruh kenaikan suhu lingkungan.

Dari semua jenis polimer, rata-rata kenaikan terbesar adalah polimer PEG1540 dan terkecil

adalah silikon. Sedangkan urutan kenaikan terbesar sampai terkecil adalah; PEG1540,

PEG20M, PEG200, PEG6000, squelene dan silikon. Grafik prosentase kenaikan resistansi ke-

6 polimer karena pengaruh suhu pada injeksi setiap gas ditunjukkan pada gambar 14;

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

Aseton AsetonNitril Benzena Kloroform Etanol EtilAseton Metanol nHexane Toluena

PEG6000 PEG20M PEG200 PEG1540 SILICON SQUELENE

Gb.14 Grafik prosentase kenaikan resistansi polimer terhadap perubahan suhu pada injeksi

tiap gas

4. Pengujian terhadap pengaruh kelembaban

Pada pengujian pengaruh kelambaban, sensor polimer diuji didalam ruang pengujian

dengan kondisi kelembaban yang bervariasi. Untuk melihat prosentase kenaikan resistansi

masing-masing polimer terhadap kenaikan kelembaban dibuat prosentase rata-rata dari selisih

setiap kenaikan kelembaban. Data rata-rata prosentase kenaikan resistansi polimer pengaruh

suhu diperlihatkan pada tabel 4;

Tabel 4. Prosentase rata-rata kenaikan resistansi polimer pengaruh kelembaban

Polimer

Aset

on

Aseton

Nitril

Benz

ena

Klorof

orm

Etan

ol

EtilAs

eton

Meta

nol

nHex

ane

Tolu

ena

%rat

a2

PEG600

0

0,40

% 6,60%

4,11

% 0,70%

5,87

% 3,29%

3,51

%

5,17

%

6,36

%

4,00

%

PEG20

M

7,70

% 11,26%

7,86

% 3,90%

6,62

% 3,01%

4,24

%

4,72

%

2,14

%

5,72

%

PEG200

1,96

% 13,03%

12,22

% 1,68%

5,56

%

11,87

%

7,96

%

1,40

%

0,00

%

6,19

%

PEG154 12,0 12,93% 32,30 28,59 40,4 9,26% 31,46 39,11 42,9 27,6


Budi Gunawan

Polimer

Aset

on

Aseton

Nitril

Benz

ena

Klorof

orm

Etan

ol

EtilAs

eton

Meta

nol

nHex

ane

Tolu

ena

%rat

a2

0 5% % % 6% % % 1% 7%

SILICO

N

14,5

7% 5,73%

1,73

% 1,64%

1,44

% 4,63%

1,66

%

1,61

%

0,23

%

3,69

%

SQUEL

ENE

4,46

% 6,12%

1,22

% 3,80%

5,77

% 4,32%

1,71

%

16,84

%

7,15

%

5,71

%

Dari data rata-rata prosentase kenaikan polimer pengaruh kelembaban dapat dilihat secara

umum semua polimer mengalami kenaikan resistansi karena pengaruh kenaikan kelembaban

lingkungan. Dari semua jenis polimer, rata-rata kenaikan terbesar adalah polimer PEG1540

dan terkecil adalah silikon. Sedangkan urutan kenaikan terbesar sampai terkecil adalah;

PEG1540, PEG200, PEG20M, squelene, PEG6000, dan silikon. Grafik prosentase kenaikan

resistansi polimer karena pengaruh kelembaban pada injeksi setiap gas ditunjukkan pada

gambar 15;

0.00%

5.00%

10.00%

15.00%

20.00%

25.00%

30.00%

35.00%

40.00%

45.00%

50.00%

Aseton AsetonNitril Benzena Kloroform Etanol EtilAseton Metanol nHexane Toluena

PEG6000 PEG20M PEG200 PEG1540 SILICON SQUELENE

Gb.15 Grafik prosentase kenaikan resistansi polimer terhadap perubahan kelembaban pada

injeksi tiap gas

KESIMPULAN

Dari hasil pengujian sensor polimer terhadap 4 faktor, dapat disimpulkan:

1. Bahan PEG6000, PEG20M, PEG200, PEG1540, silicon dan squelene bisa dibuat menjadi

sensor gas dengan memberi additif karbon aktif menjadi komposite polimer-karbon.

2. Sensor komposit polimer karbon yang dibuat mendeteksi gas dengan perubahan nilai

resistansi apabila terkena gas.

3. Sensor komposit polimer-karbon mempunyai resistansi yang berbeda-beda tergantung dari

jenis bahan polimernya.

4. Pada mapping CA beberapa polimer meunjukkan kesamaan reaksi saat diuji dengan

beberapa gas sampel. Dari mapping CA juga terlihat korelasi antara polimer dengan jenis

gas yang menunjukkan semakin dekat posisi antara polimer dengan gas semakin baik

pendeteksian polimer terhadap gas tersebut.

5. Resistansi sensor akan naik sebanding dengan kenaikan volume injeksi, kenaikan suhu

dan kelembaban dengan persamaan garis polinomial orde 2 dan orde 3 dan sebagian linier

DAFTAR PUSTAKA

Jiri Janata And Mira Josowicz (2002), Conducting Polymers In Electronic Chemical Sensors.

Hua Bai and Gaoquan Shi (2006), Gas Sensors Based on Conducting Polymers.

Atkins, P. W. (1990), Physical Chemistry. 4th ed. New York: W.H. Freeman.

Elias, H.-G. (1987), Mega Molecules. Berlin: Springer-Verlag

Department Of Chemical Engineering Brigham Young University (2006), Modeling And Data

Analysis Of Conductive Polymer Composite Sensors.

Frank Zee and Jack Judy (1999), Mems Chemical Gas Sensor Using A Polymer-Based Array,

Published at Transducers ’99 - The 10th International Conference on Solid-State

ensors and Actuators on June 7-10, Sendai, Japan

Kohlman, R. S. and Epstein, Arthur J. (1998), Insulator-Metal Transistion and

Inhomogeneous Metallic State in Conducting Polymers. Skotheim, Terje A.;

Elsenbaumer, Ronald L., and Reynolds, John R., Editors. Handbook of Conducting

Polymers. 2nd ed. New York: Marcel Dekker; pp. 85-122.

Documents

PENGUJIAN KARAKTERISTIK KOMPOSIT POLIMER- KARBON …TEORI Polimer merupakan senyawa-senyawa yang tersusun dari molekul sangat besar yang ... yang terbentuk melalui proses polimerisasi