## PREPARATION OF NATURAL RUBBER/HIGH DENSITY POLYETHYLENE COMPOSITE REINFORCED RICE HUSK TREATED WITH LIQUID EPOXIDIZED NATURAL RUBBER (LENR)
1. Rahmadini Syafri, B.Sc (Hons), M.Sc. 2. Prof Dr. Ibrahim Abdullah 3. Prof Madya Dr. Ishak Ahmad
1. Master student of National University Malaysia
2. Lecturer at Faculty of Science and Technology of National University
Malaysia
3. Lecturer at Faculty of Science and Technology of National University
Malaysia

## ABSTRACT
Thermoplastic natural  rubber (TPNR) composites with  rice husk  (RH)  as  filler were prepared  via  melt  blending  using  an  internal  mixer  Brabender  Plasticorder.  TPNR matrix was prepared from natural rubber (NR) and high density polyethylene (HDPE) with a composition ratio of 60:40. The optimum processing parameters for NR/HDPE matrix  was  obtained  at  135 o C,  at  mixing  rate  of  50  rpm  and  blending  time  of  12 minutes, while the parameters for the NR/HDPE/RH composite was at 135 o C mixing rate  of  45  rpm  and  blending  time  of  12  minute.  Addition  of  rice  husk  into  the NR/HDPE  matrix  was  aimed  to  reinforce  the  composites  with  the  filler.  The  high silica  content  of  rice  husk  has  made  rice  husk  to  be  used  as  potential  reinforcement filler for composites. However, the application of rice husk as filler is limited due to the  hydrophilic  nature  of  rice  husk  surface  causing  incompatibility  and  weak interfacial  adhesion  between  rice  husk  and  the  hydrophobic  polymer  matrix.  Hence, the cellulose surface of rice husk has to be modified. The rice husk was treated with sodium  hydroxide  (NaOH)  as  pre-treatment  and  later  coated  with  liquid  epoxidized natural rubber (LENR). Several concentrations of NaOH solution were used for alkali treatment  of  untreated  rice  husk  (RHi)  and  the  most  effective  was  at  5%  NaOH  in aqueous  solution  (RHiNa).  LENR  coating  was  also  carried  out  at  several concentrations  from  5%  to  20%  LENR  in  toluene.  Characterizations  of  rice  husk surfaces  were  analyzed  by  FTIR,  optical  microscope  and  SEM  micrograph.  The mechanical  properties  of  rice  husk  filled  composites  observed,  showed  that  the maximum  value  obtained  were  for  composites  reinforced  with  alkali  treated  and coated  with  10%  of  LENR  (RHiNaLE  2).  The  tensile  and  impact  strength  obtained were 6.9 MPa and 24.6 kJ/m 2 respectively. Effects of RHiNaLE 2 loading on tensile and  impact  strengths  of  composites  showed  that  the  properties  decreased  at  higher loadings  due  to  agglomeration  of  filler  particles.  However  the  tensile  modulus  and hardness were found to increase with filler loading. The dynamic mechanical thermal analysis also showed that composites prepared exhibited a shift in the tan delta peak (T g )  to  a  higher  temperature  due  to  the  increased  RHiNaLE  2-Matrix  interaction.  In conclusion,  modification  of  rice  husk  surface  via  NaOH  treatment  and  coating  with LENR  was  successful  in  reducing  the  hydrophilic  nature  of  rice  husk  powder.  The RHi-Matrix  interfacial  adhesion  had  improved  which  lead  to  higher  mechanical properties of the composites prepared.

## PENDAHULUAN
Plastik mula digunakan sebagai bahan asas dalam industri iaitu pada awal tahun 1970. Perkembangan  industri  plastik  yang  diawali  dengan  penghasilan  polimer  sintetik, menimbulkan  masalah  pencemaran  kepada  alam  sekitar.  Ini  disebabkan  polimer sintetik  sukar  untuk  dibiodegradasi  dan  dikitar  semula.  Plastik  mempunyai  sifat mekanik  dan  termal  yang  maksimum,  tetapi  bagi  aplikasi  bidang  kejuruteraan  sifat hentaman  yang  diberikan  plastik  biasanya  tidak  memuaskan.  Oleh  sebab  itu,  plastik dimodifikasikan dengan getah untuk memperbaiki sifat tersebut (Wal et al. 1999).
Sifat-sifat  plastik  dan  getah  ini  apabila  diadunkan  akan  menghasilkan  bahan Termoplastik  Getah  Asli  (TPNR)  yang  memberikan  ciri-ciri  keutamaan  getah  dan plastik.  Adunan  TPNR  mempunyai  kelebihan  dari  segi  kos  penyediaan  bahan  yang rendah  serta  berupaya  untuk  diproses  dalam  mesin  termoplastik  tanpa  agen pemvulkanan.  Bahan  buangan  dan  serpihan  dari  adunan  TPNR  boleh  digunakan semula.  Hasil  dari  pemprosesan  semula  ini  didapati  mempunyai  kekuatan  tegangan yang  hampir  sama  walaupun  telah  dikitar  semula  sebanyak  10  kali  (Al-Malaika  & Amir  1986).  Secara  umum,  getah  asli  termoplastik  (TPNR)  boleh  dibahagi  kepada dua kategori iaitu TPNR bergred lembut dan TPNR bergred separa tegar
Beberapa  tahun  kebelakangan  ini,  penggunaan  adunan  TPNR  dengan penambahan  pengisi  telah  menunjukkan  perkembangan  yang  sangat  pesat.  Pelbagai kajian  telah  dilakukan  dan  dijalankan  secara  meluas  di  seluruh  dunia  bagi menghasilkan  polimer  komposit  dengan  sifat  mekanik  yang  optimum,  antaranya dengan  kaedah  penambahan  pengisi  serabut  semulajadi  ke  dalam  matriks  polimer. Pengisi  serabut  semulajadi  memberi  sifat  penguatan  dengan  ciri  kekuatan  dan kekakuan  strukturnya.  Sementara  matrik  polimer  bertindak  sebagai  pelekat  yang memegang bahan penguat dalam sistem komposit.
Dalam penyelidikan ini, penyediaan adunan TPNR dengan sekam padi sebagai pengisi  untuk  menghasilkan  bahan  polimer  komposit  berasaskan  pengisi  serabut semulajadi  dikaji.  Serabut  semulajadi  dapat  mengurangkan  masalah  pencemaran kerana  komponen  utama  berupa  lignoselulosa  boleh  dibiodegradasi  di  samping mengekalkan imbangan ekosistem. Penggunaan sekam padi  yang merupakan serabut semulajadi  dalam  penghasilan  komposit  memiliki  potensi  sebagai  alternatif menggantikan  penggunaan  gentian  kaca,  karbon  dan  gentian  sintetik  lainnya  yang membahayakan alam sekitar selain kos bahan yang mahal.
Namun  demikian,  penambahan  pengisi  dalam  adunan  polimer  juga  boleh menimbulkan  beberapa  masalah  seperti  masalah  kelembapan  dan  pembentukan aglomerat  Untuk  itu,  dalam  kajian  ini  modifikasi  permukaan  sekam  padi  dengan menggunakan  larutan  alkali  sebagai  pra-rawatan  dan  penyalutan  dengan  getah  asli terepoksida  cecair  (LENR)  dijalankan.  LENR  dijangkakan  boleh  bertindak  sebagai bahan pengserasi antara pengisi dan matriks polimer.
1. objektif  terperinci  terbahagi  kepada  tiga  bahagian  Pencirian  pengisi  SP sebelum  dan  selepas  rawatan  dan  penentuan  parameter  pemprosesan NR/HDPE/sekam  padi  menggunakan  pengadun  dalaman.  Parameter pemprosesan  yang  paling  asas  ditentukan  dalam  kajian  ini  iaitu  suhu pengadunan, kadar percampuran dan masa pengadunan.
2. Mengkaji  kesan  modifikasi  permukaan  sekam  padi  dengan  LENR  terhadap sifat mekanik komposit berpengisi sekam padi yang disediakan.
3. Mengkaji kesan pengisian sekam padi terawat LENR ke dalam komposit pada pelbagai  peratus  isipadu  terhadap  sifat  mekanik  dan  interaksi  antara  fasa komposit.

## ULASAN KEPUSTAKAAN

## Getah asli (NR)
Getah  Asli  (NR)  merupakan  sejenis  polimer  asli  yang  memiliki  berat  molekul  yang tinggi  dan  boleh  berubah  apabila  dikenakan  daya.  NR  adalah  suatu  hidrokarbon  tak tepu dengan unit ulangan isoprena C 5 H 8 . Terdapat 2 jenis NR iaitu Havea Brasiliensis yang menghasilkan NR berstruktur kimia cis-1,4-poliisoprena dan Gutta Percha yang menghasilkan NR dengan struktur kimia trans-1,4-poliisoprena.

## Polietilena (PE)
Polietilena merupakan polimer yang mempunyai struktur molekul yang paling ringkas.  Unit  struktur  ulangannya  (mer)  ialah  --{CH 2 -CH 2 }n--  yang  tersusun  secara tiga dimensi dengan atom hidrogen terlekat disepanjang rantai ‘zig-zag’ atom karbon. Ada  tiga  jenis  polietilena  yang  sedia  ada  di  pasaran  iaitu  polietilena  berketumpatan rendah  (LDPE),  polietilena  berketumpatan  rendah  linear  (LLDPE)  dan  polietilena berketumpatan tinggi (HDPE).

## Adunan Termoplastik Elastomer (TPE)
Pelbagai  jenis  elastomer  telah  pun  diadun  dengan  plastik  untuk  menghasilkan  TPE dan  telah  dikomersilkan  beberapa  tahun  kebelakangan.  Elastomer  yang  digunakan adalah berupa elastomer sintetik mahupun semulajadi seperti getah asli (NR). Antara termoplastik  yang  telah  digunakan  ramai  adalah  poliolefin  seperti  polietilena  (PE), polipropilena  (PP),  polivinilklorida  (PVC)  dan  polistirena  (PS).  Salah  satu  contoh TPE  adalah  adunan  getah  asli  termoplastik  (TPNR)  iaitu  adunan  antara  poliolefin dengan elastomer semulajadi.
Secara  umumnya  bahan  TPNR  boleh  dibahagikan  kepada  dua  kategori  iaitu  TPNR lembut  dan  TPNR  keras.  TPNR  lembut  memiliki  kandungan  NR  yang  lebih  tinggi daripada kandungan termoplastik dalam adunan serta mempunyai sifat-sifat kekuatan yang  tinggi  dan  keupayaan  pemulihan  yang  baik.  TPNR  keras  mengandungi kandungan  NR  yang  rendah  serta  mempunyai  kerintangan  hentaman  yang  tinggi terutamanya pada suhu rendah.

## Keserasian adunan polimer
Secara  umumnya,  pengadunan  polimer  sama  ada  secara  kimia  atau  fizikal menghadapi  masalah  utama  iaitu  keserasian  di  antara  polimer-polimer  yang diadunkan.  Keserasian  dan  kehomogenan  adunan  polimer  adalah  penting  untuk menghasilkan  interaksi  yang  baik  antara  bahan-bahan  dalam  matriks  yang  akan memberikan nilai sifat mekanik yang optimum.

## Pengisi
Dalam  pengadunan  polimer,  pengisi  biasanya  digunakan  sebagai  pewarna,  penguat mahu  pun  pengukuh  bahan  polimer.  Pengisi  dikelaskan  kepada  dua  iaitu  pengisi penguat dan pengisi lengai. Pengisi lengai merupakan pengisi yang hanya hadir secara fizikal di dalam sistem polimer yang tak berkutub dan tiada interaksi. Pengisi penguat pula  merupakan  pengisi  yang  hadir  di  dalam  matrik  polimer  yang  mana permukaannya  dibasahi  oleh  matrik  polimer  samada  disebabkan  oleh  keafinan polimer atau pengisi yang telah dirawat untuk mewujudkan keafinan.

## Pengisi Serabut Lignoselulosa
Serabut  semulajadi  lignoselulosa  seperti  sisal,  sabut  kelapa,  rami,  hemp,  jut,  serat daun  nanas,  daun  pisang,  kenaf,  tandan  kosong  kelapa  sawit,  sekam  padi  dan  masih banyak  lagi  telah  menarik  perhatian  ramai  penyelidik  untuk  digunakan  sebagai pengisi  dalam  komposit  berbanding  penggunaan  gentian  kaca  dan  serabut  sintetik lainnya. Ini disebabkan serabut semulajadi memiliki potensi sebagai pengisi alternatif menggantikan pengisi konvensional seperti serabut sintetik dan gentian kaca.

## Sekam Padi
Sekam  padi  (SP)  merupakan  kulit  bahagian  luar  daripada  butir  beras  dan diperolehi semasa proses penggilingan. Kerana jumlah penghasilan sekam padi  yang cukup  banyak  dan  apabila  dibuang  begitu  sahaja  ke  persekitaran  akan  menimbulkan masalah pencemaran, untuk itu sekam padi digunakan dalam pelbagai aplikasi sebagai bahan yang boleh diperbaharui.  Kegunaan lainnya daripada sekam padi ialah sebagai agregat dan pengisi untuk penghasilan konkrit mahupun polimer komposit berpengisi serabut.  Sekam  padi  yang  dihasilkan  daripada  pengisar  padi  semasa  proses penghasilan beras, mengandungi tahap silika yang tinggi. Oleh sebab itu sekam padi mempunyai potensi untuk dijadikan pengisi penguatan komposit

## Masalah Pengisian Serabut Lignoselulosa
Masalah  utama  bagi  pengisi  lignoselulosa  ialah  sifat  hidrofilik  yang  menyebabkan ianya  kurang  serasi  dengan  matriks  termoplastik  yang  bersifat  hidrofobik.  Oleh kerana  masalah  tersebut,  maka  kekuatan  ikatan  antara  muka  pengisi-matriks berkurang  kerana  pembasahan  yang  tidak  sempurna  oleh  matriks  polimer. Pembasahan  merupakan  syarat  utama  untuk  membentuk  ikatan  yang  baik  antara pengisi-matrik.  Di  samping  itu,  pengisian  serabut  semulajadi  ini  juga  menimbulkan masalah  pergerakan  yang  lemah  dalam  matriks  dan  kecenderungan  terjadinya gumpalan  atau  aglomerasi  semasa  pemprosesan  serta  rintangan  terhadap  lembapan yang lemah

## Rawatan pengisi selulosa

## Rawatan alkali
Rawatan alkali serabut selulosa dengan natrium hidroksida (NaOH) adalah salah satu kaedah yang telah digunakan untuk meningkatkan ikatan antara muka pengisi dengan matriks  polimer.  NaOH  menyingkirkan  lignin,  lapisan  lilin  dan  lemak  semulajadi pada permukaan serabut selulosa dan mendedahkan kumpulan berfungsi reaktif secara kimia seperti kumpulan –OH.

## Rawatan Getah Asli Terepoksida Cecair (LENR)
Getah  asli  terepoksida  cecair  (LENR)  diyakini  boleh  bertindak  sebagai  agen pengserasi  antara  serabut  pengisi  dengan  matriks.  Kajian  oleh  Ashida  (1996)  telah merawat gentian menggunakan agen  pengikatan lateks formaldehid resorsinol (RFL) untuk gentian nilon, dan larutan isosianat serta RFL bagi gentian poletilena tereftalat (PET).  Gentian  ini  telah  digunakan  sebagai  pengisi  bagi  matrik  termoplastik elastomer.  Terdapat  dua  pendekatan  yang  telah  dilakukan  dalam  penghasilan  LENR iaitu  pengepoksidaan  LNR  dan  pendepolimeran  pepejal  ENR.  Kebelakangan  ini, kaedah yang kedua yang lebih popular diguna pakai oleh ramai penyelidik (Derauet et al.  1990;  Brosse  et  al.  1992;  Xuan  &  Decker  1993).  Dalam  kajian  ini,  kaedah penghasilan  LENR  adalah  mengikut  kaedah  pendegradasian  ENR  secara pengoksidaan fotokimia mengikut yang telah dipatenkan oleh UKM (Ibrahim, 1996). ENR  dihasilkan  daripada  tindak  balas  getah  asli  dengan  asid  parasetik  yang  akan membentuk kumpulan epoksi.

## Teori ikatan antara muka
Interaksi  antara  muka  pengisi  dan  matrik  memainkan  peranan  penting  dalam menentukan sifat mekanik komposit polimer. Ini disebabkan tegasan yang dikenakan ke atas matrik  dipindahkan kepada pengisi melalui  antara muka.  Ikatan antara muka yang  lemah  akan  menyebabkan  komposit  mempunyai  kekuatan  dan  ketegaran  yang rendah  tetapi  mempunyai  rintangan  patah  yang  tinggi  iaitu  lebih  bersifat  mulur. Sekiranya  ikatan  antara  muka  kuat,  komposit  akan  mempunyai  ketegaran  dan kekuatan  yang  tinggi  tetapi  lebih  bersifat  rapuh.  Mengadakan  rawatan  terhadap pengisi  yang  digunakan  merupakan  salah  satu  cara  mewujudkan  perekatan  antara muka, interaksi ini seterusnya akan dapat meningkatkan sifat mekanik bahan.

## METODOLOGI

## Penyediaan Getah Asli Terekposida Cecair (LENR)
Getah  asli  terepoksida  (ENR-50)  sebanyak  1  kg  dipotong  kecil  dan  dimasukkan balang lalu direndam dengan toluena selama 24 jam. Seterusnya, sebanyak 0.15 g ros bengal  dan  0.1  g  metilena  biru  dilarutkan  dalam  10  ml  methanol  dan  ditambahkan rendaman  ENR.  Degradasi  dan  pemutusan  rantai  ENR  kepada  rantai  yang  lebih pendek berlaku semasa ENR didedahkan kepada cahaya daripada lampu dan dikacau dengan pengacau mekanik selama + 14 hari. Bagi penentuan berat kering atau jumlah kandungan pepejal (TSC) LENR, lebih kurang 2 titik LENR dititiskan ke atas piring kaca  kecil  dan  diletakkan  di  dalam  ketuhar  pada  suhu  50 o C  selama  satu  hari. Seterusnya,  piring  kaca  kecil  yang  terdapat  titisan  LENR  ini  ditimbang  dan  berat dicatatkan.  Kemudian,  piring  kaca  ini  diletakkan  semula    ketuhar.  Proses penimbangan ini dilakukan setiap hari selepas bacaan yang sekata diperolehi. Rumus untuk  menentukan  peratusan  berat  kering  LENR  adalah  seperti  persamaan  (3.1)  di bawah:
% Berat kering LENR (TSC) =   Berat LENR yang kering   x  100      (3.1)
Berat LENR yang basah

## Rawatan Alkali (NaOH)
Rawatan  dengan  natrium  hidroksida  (NaOH)  dilakukan  dengan  merendam  serbuk sekam  padi  dalam larutan 5%-15% (untuk mencari kepekatan  yang paling berkesan)
wt/v NaOH dalam 1 liter air suling selama 3 jam pada suhu bilik. Larutan NaOH yang telah  dicampur  dengan  serbuk  sekam  padi  kemudian  dikacau  dengan  menggunakan pengacau  magnetik  secara  perlahan-lahan  selama  +  60  minit  untuk  mempercepatkan tindak balas. Selepas  itu, serbuk sekam  padi  kemudian dibilas dengan  air  suling dan dibilas  sekali  lagi  dengan  air  suling  bercampur  dengan  sedikit  asid  asetik.  Serbuk sekam padi yang telah dirawat dengan larutan NaOH dikeringkan dalam ketuhar pada suhu  70°C  selama  24  jam.  Setelah  kering  serbuk  sekam  padi  dikisar  semula  untuk memecahkan gumpalan atau aglomerasi.

## Penyalutan LENR
kaedah  penyalutan  serbuk  sekam  padi  dengan  cecair  getah  asli  terepoksida  (LENR) dilakukan pada tiga kepekatan kandungan LENR dalam pelarut toluena yang berbeza. Kepekatan  yang  digunakan  iaitu  5%,  10%,  dan  20%  jumlah  kandungan  pepejal (TSC).  Kaedah  yang  dilakukan  iaitu  dengan  mencampurkan  serbuk  sekam  padi larutan  LENR  sesuai  kepekatan  yang  hendak  dikaji.  Campuran  dikacau  dengan menggunakan  pengacau  mekanik  selama  +  60  minit  kemudian  dimasukkan    mesin ultrasonik selama 30 minit. Seterusnya, serbuk sekam padi terawat LENR ditapis dan dikeringkan  dalam  ketuhar  selama  +  14  hari  pada  suhu  70°C.  Setelah  kering, gumpalan-gumpalan serbuk sekam padi dikisar semula untuk mengelakkan terjadinya aglomerasi semasa penyediaan komposit.

## Analisis Imbasan Inframerah (FTIR)
Analisis  FTIR  ini  dilakukan  dengan  alat  spektrometer  Perkin  Elmer  Spektrum  GX. Spektrum  yang  dianalisis  adalah  pada  julat  4000-500  cm -1 .  Teknik  pelet  kalium Bromida  (KBr)  digunakan  bagi  sampel  serbuk  sekam  padi.  Setelah  dicampurkan dengan  serbuk  KBr,  sampel  dimampatkan  menjadi  plat  dengan  alat  pemampat  dan kemudian  dimasukkan  ke  dalam  ruang  sampel  dan  puncaknya  diukur.  Analisis serapan inframerah ini bertujuan untuk menentukan kumpulan berfungsi  yang wujud dan terjadi pada serabut sekam padi sebelum dan selepas rawatan.

## Analisis Morfologi Permukaan SP menggunakan mikroskop optik
Analisis dilakukan dengan menggunakan alat mikroskop optik model Olympus CH20 dengan pembesaran sebanyak 100 kali  ganda. Sampel serbuk sekam  padi  ditaburkan secara nipis di atas kepingan kaca. Kepingan kaca  yang telah ditaburi sampel dilihat melalui  mikroskopi.  Analisis  ini  bertujuan  untuk  melihat  perubahan  struktur permukaan serbuk sekam padi sebelum dan selepas rawatan.

## Analisis Morfologi Permukaan SP menggunakan Mikrograf SEM
Analisis mikrograf dilakukan dengan alat mikroskop elektron imbasan (SEM), model Philips  XL  30  dengan  kemampuan  voltan  20  kV.  Sampel  serbuk  sekam  padi  disalut nipis dengan emas menggunakan alat penyalut jenis biored microscience-SC500 pada permukaan  SP  sebelum  analisis  SEM.  Sampel  diperhatikan  pada  pembesaran  250x dan  500x  untuk  melihat  perubahan  yang  terjadi  pada  permukaan  serbuk  sekam  padi sebelum dan selepas rawatan dilakukan.

## Adunan Matriks
Adunan  NR/HDPE  dengan  komposisi  60/40  dihasilkan  dengan  menggunakan  mesin pengadun dalaman Brabender PL 2000 dengan kapasiti isipadu kebuk adunan 60 cm 3 . Perameter  pemprosesan  adunan  matriks  NR/HDPE  terlebih  dahulu  divariasikan  bagi menetapkan  keadaan  pemprosesan  yang  optimum.  Setiap  satu  parameter  sebanyak lima  julat  yang  berbeza  dipilih,  bagi  suhu  pengadunan  mulai  130 o C  hingga  150 o C, kadar pencampuran 40 rpm  hingga 60 rpm dan  masa pengadunan 6 minit  hingga 14 minit.

## Adunan Komposit
Adunan  matriks  NR/HDPE  (60/40)  yang  telah  dikisar  dan  pengisi  sekam  padi ditimbang mengikut peratus komposisi yang ditetapkan. Parameter pengadunan ialah suhu  135 o C  dengan  kadar  pencampuran  45  rpm  dan  masa  pengadunan  adalah  10 minit.

## Ujian Regangan
Ujian  ini  melibatkan  pengukuran  keupayaan  sampel  komposit  untuk  melawan  daya yang menyebabkan komposit itu terpisah. Ujian regangan dilakukan bertujuan untuk mengukur  kebolehan  suatu  bahan  untuk  menanggung  beban  yang  dikenakan  ke atasnya  untuk  meregang  sebelum  pemutusan  berlaku.  Mesin  ujian  tensil  universal (UTM)  model  INSTRON  5566  mengikut  piawaian  ASTM  D412  digunakan  untuk mengukur  kekuatan  regangan  bagi  sampel  komposit  dengan  sel  muatan  1  kN  dan kelajuan terikan 50 mm/minit.

## Ujian Kekerasan
Kekerasan juga ditakrifkan sebagai kerintangan suatu bahan terhadap canggaan. Ujian kekerasan  dilakukan  dengan  menentukan  rintangan  permukaan  sampel  komposit kepada  suatu  penebuk  yang  dikenakan  suatu  daya.  Sampel  yang  berketebalan  3  mm digunakan  untuk  ujian  ini.  Pengukuran  dilakukan  dengan  menggunakan  alat Durometer  ASTM  D2240  buatan  Zwick  model  3310  jenis Shore  D dengan  bebanan 15  N.  Pengukuran  dilakukan  sebanyak  sepuluh  kali  dan  lima  purata  bacaan  terbaik dipilih.

## Ujian Hentaman
Ujian  hentaman  dilakukan  bagi  menetukan  ketahanan  sesuatu  bahan  terhadap  daya yang  dikenakan  secara  tiba-tiba.  Ujian  hentaman  bandul  jenis  Izod  dilakukan mengikut  kaedah  piawaian  ASTM  D256.  Sampel  yang  berketebalan  3  mm  dipotong dengan  menggunakan  alat  pemotong  Hollow  Die  Punch  buatan  Ceast.  Sampel  yang telah  dipotong  dibuat  takukan  dengan  alat  penakuk  jenis  Daven  Port.  Penakukan dibuat sepanjang 1 mm (Rajah 3.3). Oleh kerana sampel yang hendak diuji adalah liat, maka  ia  harus  dicelupkan  dalam  cecair  nitrogen  terlebih  dahulu  supaya  lebih  tegar untuk melakukan ujian patahan.

## Analisis Mekanik Dinamik (DMA)
Analisis  mekanik  dinamik  dilakukan  ke  atas  sampel  dengan  menggunakan  mesin analisis mekanik dinamik (DMA) model 2980 dari TA instrument. Julat suhu analisis
yang dijalankan bermula dari suhu -100 o C hingga 150 o C dengan kadar kenaikan suhu 5 o C/min. Frekuensi ujian yang digunakan adalah 1 Hz dan amplitud 20 µm.

## Pemeriksaan Morfologi
Pemeriksaan  morfologi  dilakukan  dengan  menggunakan  alat  mikroskop  imbasan elektron (SEM) jenis philip XL 30. Sampel  yang digunakan bagi  analisis SEM ialah permukaan  putus  selepas  ujian  regangan  dijalankan,  seperti  Rajah  3.4  di  bawah. Permukaan  putus  tersebut  dipotong  dan  dan  diletakkan  di  atas  stub  aluminium  dan disimpan  dalam  ketuhar  selama  24  jam  pada  suhu  60 o C  untuk  menyingkirkan lembapan.  Sebelum  pemeriksaan  morfologi  dijalankan,  potongan  sampel  terlebih dahulu  disalutkan  dengan  lapisan  emas  setebal  0.01  hingga  0.1  µm  dalam  kebuk penyalutan dengan menggunakan penyalut Sputter model SC 500.  Mikrograf dengan pembesaran 100x dan 300x menggunakan voltan 20 kV diambil.

## KEPUTUSAN DAN PERBINCANGAN

## Analisa pengisi sekam padi menggunakan Spektroskopi Infra Merah (FTIR)
Setelah  rawatan  NaOH  puncak  OH  muncul  pada  3435  cm -1 .  Keamatan  puncak  OH menjadi  semakin  kuat  menunjukkan  bilangan  kumpulan  OH  bebas  yang  tak mengambil bahagian dalam ikatan hidrogen semakin bertambah. Rawatan alkali akan membekalkan lebih banyak terminal aktif OH pada permukaan serabut menyebabkan ia bersifat hidrofobik dan mengurangkan kadar serapan air. Keamatan spektrum FTIR untuk  sekam  padi  terawat  NaOH  dilanjutkan  penyalutan  LENR  (SPiNaLE  2) memperlihatkan  perubahan  yang  signifikan  berbanding  spektrum  FTIR  sekam  padi terawat  NaOH  sahaja.  memperlihatkan  perubahan  yang  signifikan  berbanding spektrum FTIR sekam padi terawat NaOH sahaja.

## Pemeriksaan pengisi sekam padi melalui Morfologi SP (Mikroskop Optik)
Permukaan sekam padi diperhatikan  berserabut dengan jalur-jalur yang disaluti oleh lapisan yang kelihatan berminyak serta terdapat tompok-tompok di beberapa bahagian permukaan.  Lapisan  tersebut  di  jangkakan  merupakan  lignin,  hemiselulosa,  lilin  dan minyak  serta  kotoran  lainnya  yang  terdapat  di  permukaan  SP.  Setelah  dilakukan rawatan alkali dengan larutan 5% NaOH (SPiNa), permukaan SP tampak lebih kasar dengan jalur-jalur serabut atau disebut juga mikrofibril terdedah
rawatan  alkali  dilanjutkan  dengan  penyalutan  LENR  20%,  lapisan  LENR terlihat sangat tebal menyaluti permukaan luar SP yang mana jalur-jalur mikrofibril di permukaan  SP  tak  tampak  lagi.  Kepekatan  penyalutan  LENR  20%  dirasakan terlampau  tinggi  yang  mana  ianya  boleh  menyebabkan  terjadinya  aglomerasi  sekam padi di dalam komposit.

## Pemeriksaan pengisi sekam padi melalui Morfologi SP (Mikrograf SEM)
Selepas  rawatan  alkali  (5%  NaOH),  permukaan  sekam  padi  menunjukkan permukaan yang kasar dan tidak sekata disebabkan oleh sebahagian lapisan lignin dan hemiselulosa  telah  melarut  dalam  larutan  alkali.  Selepas  penyalutan  5%  LENR (SPiNaLE  1),  didapati  permukaan  SP  tampak  agak  licin  dan  rata  disebabkan sebahagian  jalur-jalur  mikrofibril  SP  telah  tersaluti  oleh  LENR.  Namun  penyalutan tidak  berlaku  dengan  sempurna.  Penyalutan  dengan  10%  LENR  (SPiNaLE  2) memberikan  permukaan  sekam  padi  yang  licin  dan  sekata  serta  jalur-jalur  fibril
terlihat telah tersaluti dengan sempurna oleh lapisan LENR. Kepekatan ini dirasakan terlalu  tinggi  yang  akan  membawa  masalah  aglomerasi  semasa  pengadunan  dengan matriks komposit dalam panghasilan sampel.

## Adunan matriks NR/HDPE (60/40)
Keputusan  menunjukkan  masa  pengadunan  yang  optimum  ialah  12  minit  dengan tegasan maksima 8.3 MPa dan modulus regangan 57.6 MPa. Masa pengadunan yang terlalu  singkat  ataupun  di  bawah  suhu  optimum  menyebabkan  pencampuran  adunan komposit tidak sempurna dan akan menurunkan nilai tegasan dan modulus regangan bahan.  Sebaliknya  masa  pengadunan  yang  lebih  lama  memberikan  kehomogenan adunan  bahan  yang  lebih  baik  dan  nilai  tegasan  serta  modulus    yang  lebih  tinggi diperolehi.

## Adunan Komposit (NR/HDPE)/SP (90/10)
Keputusan menunjukkan suhu pemprosesan yang optimum ialah 135 o C dengan nilai tegasan  maksima  sebanyak  6.1  MPa  dan  modulus  regangan  58.5  MPa.  Sekam  padi tidak  tersebar  dengan  sekata  pada  suhu  yang  rendah  disebabkan  oleh  kelikatan komposit  yang  tinggi.  Kadar  pencampuran  adunan  TPNR/SP  (90/10)  yang  paling optimum  ialah  pada  kelajuan  45  rpm  dengan  nilai  tegasan  maksima  diperolehi  6.6 MPa  dan  modulus  regangan  komposit  70.9  MPa.  Namun  dengan  peningkatan  kadar pencampuran  diatas  kelajuan  optimum  terlihat  menurunkan  nilai  kekuatan  regangan komposit.
Kajian  yang dilakukan terhadap adunan TPNR berpengisi serabut kayu getah melalui  pemerhatian  SEM  didapati  masa  pengadunan  di  bawah  masa  optimum menyebabkan  gentian  tidak  terserak  dengan  sekata  di  dalam  matrik.  Apabila  masa pemprosesan  ditingkatkan  melebihi  masa  pengadunan  optimum  diperhatikan  gentian mengalami patahan dan seterusnya menurunkan kekuatan regangan komposit.

## KESAN RAWATAN ALKALI SP TERHADAP SIFAT MEKANIK
KOMPOSIT NR/HDPE/SP (10%)
Sifat Mekanik Komposit
kepekatan  NaOH  optimum  untuk  rawatan  alkali  (pra-rawatan)  iaitu  5%  akan digunakan  sebagai  rujukan  bagi  rawatan  SP  selanjutnya  karena  kepekatan  tinggi menyebabkan degradasi struktur serabut.

## Analisis Terma Mekanik Dinamik (DMA)
Menunjukkan  bahawa  T g komposit  didapati  beranjak  meningkat  daripada  -53.8 o C kepada -42.9 o C apabila rawatan alkali dilakukan ke atas pengisi sekam padi. Nilai T g semakin  beranjak  ke  positif  dalam  urutan  matrik  NR/HDPE        komposit NR/HDPE/SPi            komposit  NR/HDPE/SPiNa.  Nilai  T g semakin  meningkat  dengan penambahan  pengisi  ke  dalam  matrik  NR/HDPE.  Peningkatan  nilai  T g selepas rawatan  alkali  menunjukkan  bahawa  interaksi  antara  muka  TPNR-pengisi  dan keserasian antara fasa meningkat selepas rawatan larutan NaOH 5% dilakukan ke atas sekam  padi  meskipun  peningkatan nilai  T g tersebut  tidak terlalu signifikan. Didapati juga modulus simpanan mengalami peningkatan yang signifikan dengan penambahan
pengisi sekam padi ke dalam matriks NR/HDPE pada julat suhu -100 o C hingga suhu 50 o C.

## Pemeriksaan Morfologi Komposit
Diamati  berlakunya  taburan  sekam  padi  yang  tidak  sekata  dalam  sistem  matrik  dan hanya  tertumpu  pada  sebahagian  kawasan  sahaja  sementara  kawasan  lain  tidak dijumpai  pengisi  sekam  padi.  Mikrograf  komposit  dengan  sekam  padi  terawat  5% NaOH (SPiNa tampak memberikan sebaran yang lebih sekata dalam sistem matrik.

## KESAN  RAWATAN/PENYALUTAN  LENR  KE  ATAS  SP  DALAM KOMPOSIT NR/HDPE/SP (10%)

## Sifat Mekanik Komposit
Diperolehi  komposit  TPNR/SPiNaLE  2  memberikan  nilai  tegasan  maksima  yang paling  tinggi  berbanding  komposit  TPNR/SP  lainnya.  Dapat  disimpulkan  bahawa kandungan  peratusan  LENR  yang  paling  optimum  untuk  penyalutan  SP  ialah  10% wt/v  LENR  dalam  larutan  toluena.  Modifikasi  permukaan  SP  dengan  penyalutan LENR sebagai agen pengserasian memberikan nilai modulus regangan komposit yang lebih  rendah  berbanding  komposit  dengan  pengisi  SP  tanpa  rawatan,  sebagai  kesan meningkatnya  kandungan  getah  dalam  komposit  membawa  kepada  penurunan  sifat kekakuan  komposit  terhasil.  Selepas  rawatan    dengan  LENR  sebagai  agen pengserasian, didapati nilai kekuatan hentaman memberikan peningkatan yang ketara.

## Analisis Terma Mekanik Dinamik (DMA)
Menunjukkan  bahawa  penambahan  pengisi  sekam  padi  (SP)  ke  dalam  sistem  matrik TPNR  menyebabkan  nilai  T g semakin  beranjak  ke  positif  dan  memberikan peningkatan yang signifikan iaitu daripada -53.8 o C kepada -43.2 o C.  Bagaimanapun, untuk  kepekatan  LENR  yang  tinggi  (>  10%  LENR)  menunjukkan  penurunan  T g sebagaimana  keputusan  yang  diberikan  oleh  komposit  TPNR/SPiNaLE  3  (-41.7 o C). Didapati  penambahan  pengisi  ke  dalam  sistem  matrik  meningkatkan  nilai  modulus simpanan komposit.

## Pemeriksaan Morfologi Komposit
Menunjukkan  mikrograf  SEM  adunan  NR/HDPE/SP  dengan  rawatan  LENR  5%  ke atas SP (SPiNaLE 1) yang sebelumnya terlebih dahulu di rawat dengan alkali (larutan NaOH  5%)  didapati  serabut  SP  tercabut  dan  sebahagian  lain  patah  dari  fasa  matrik apabila  dikenakan  tegasan  pada  sampel  komposit  menunjukkan  wujudnya  interaksi daya lekatan pengisi pada fasa matriks. Ia juga menunjukkan bahawa rawatan LENR ke  atas  pengisi  SP  dengan  10%  peratus  kepekatan  LENR  dalam  toluena  dipercayai lebih  berkesan  dan  menggalakkan  daya  lekatan  antara  muka  pengisi-matriks  yang lebih tinggi.

## KESAN  KANDUNGAN  ISIPADU  PENGISI  SEKAM  PADI  (SP)  TERAWAT DAN  TANPA  RAWATAN  TERHADAP  SIFAT  MEKANIK  KOMPOSIT NR/HDPE/SP
Tegasan Maksima Komposit
menunjukkan  secara  keseluruhan  tegasan  maksima  komposit  menurun  dengan penambahan  pengisi  SP  dalam  komposit  NR/HDPE/SP  dengan  dan  tanpa  rawatan. Hal  ini  disebabkan  oleh  kurangnya  interaksi  antara  muka  sekam  padi-matrik menyebabkan penurunan nilai tegasan maksima dari tegasan awal.

## Modulus Regangan Komposit
Didapati  modulus  regangan  meningkat  dengan  penambahan  kandungan  pengisi. Peningkatan  optimum  berlaku  pada  kandungan  pengisi  20%  isipadu  bagi  komposit TPNR/SPi, TPNR/SPiNa dan komposit TPNR/SPiNaLE 2 berbanding matrik TPNR.

## Kekuatan Hentaman Komposit
Bagi komposit tanpa rawat dan terawat alkali nilai kekuatan optimum masing-masing ialah 17.3 kJ/m 2 dan 18.9 kJ/m 2 pada 20% isipadu pengisi. Manakala bagi  komposit dirawat  dengan  LENR  tenaga  hentaman  optimum  ialah  28.6  kJ/m 2 pada  kandungan gentian yang sama.

## Kekerasan Komposit
Menunjukkan  peningkatan  kekerasan  yang  hampir  linear  dengan  penambahan kandungan  pengisi.  Penambahan  kandungan  pengisi  menyebabkan  kekerasan  bahan komposit meningkat.

## KESIMPULAN DAN CADANGAN

## Kesimpulan
Daripada  keputusan  analisis  FTIR,  mikroskop  optik  dan  pemeriksaan  morfologi (SEM),  sekam  padi  terawat  LENR  menunjukkan  terjadinya  interaksi  secara  fizikal ataupun  makanik  antara  sekam  padi  dan  rantai  poliisoprena.  Daripada  pemeriksaan morfologi, diperolehi zarah pengisi sekam padi dengan salutan getah yang homogen, nipis  dan  sekata  diperolehi  pada  peratus  kepekatan  LENR  10%,  dan  semakin  tebal dengan peratus kepekatan LENR yang terlampau tinggi.
Keadaan  pemprosesan  dikaji  bagi  memastikan  sebarang  perubahan  sifat mekanik  komposit  yang  disediakan,  seperti  perubahan  nilai  tegasan  maksimum ataupun  modulus  regangan  komposit  yang  berlaku  pada  tahap  pengadunan. Penambahan  sekam  padi  ke  dalam  komposit  NR/HDPE  di  dapati  menurunkan  nilai tegasan maksimum  dan kekuatan hentaman komposit, tetapi  mengalami  peningkatan pada nilai modulus regangan dan kekerasan komposit. Walau bagaimanapun, di dapati komposit  dengan  pengisi  sekam  padi  terawat  LENR  10%  memberikan  keputusan tegasan  maksimum  dan  kekuatan  hentaman  yang  lebih  tinggi  berbanding  komposit dengan  pengisi  sekam  padi  tanpa  rawat  dan  rawatan  alkali  sahaja  (pra-rawatan). Namum mengalami penurunan pada modulus regangan dan kekerasan bahan.
Pengisian sekam padi terawat LENR (kepekatan optimum 10% pada pelbagai peratus  pembebanan  isipadu  pula  diperhatikan  memberikan  keputusan  nilai  tegasan
maksimum  pada  takat  optimum  10%  isipadu.  Akan  tetapi,  nilai  modulus  regangan, kekuatan hentaman dan kekerasan bahan optimum diperolehi pada pembebanan 20% isipadu.

## Cadangan
Di antara cadangan untuk kajian lanjutan adalah sebagai berikut:
a) Mengkaji beberapa kaedah pra-rawatan sebelum penyalutan dengan LENR ke atas  sekam  padi  untuk  mengatasi  masalah  aglomerasi  terutamanya  pada pembebanan  pengisi  yang  tinggi.  Antara  rawatan  yang  dicadangkan  adalah rawatan  sekam  padi  dengan  agen  pengkupel  silana,  asid  sulfurik,  asid  nitrik, asid benzoik, isosianat dan bahan peroksida.
b) Menggunakan  bahan  termoplastik  yang  berlainan  seperti  polipropilena  (PP), polivinil  klorida  (PVC)  dan  polistirena  (PS).  Di  samping  itu,  dikaji  juga menggunakan  komposisi  matriks  yang  berbeza  mengikut  kehendak  pasaran dan sesuai dengan aplikasi yang ingin dicapai.
c) Mengkaji  penggunaan  serabut  panjang  selulosa  bagi  mengganti  selulosa berserabut  pendek  bagi  dengan  kaedah  penyalutan  LENR  bagi  mencari kemungkinan  peningkatan  kekuatan  tegasan.  Serabut  pendek  lebih  mudah tercabut  keluar  dari  sistem  matrik  apabila  tenaga  tegasan  dikenakan berbanding serabut panjang.
d) Mengkaji  penambahan  pengisi  kedua  bersama  dengan  sekam  padi  terawat LENR  bagi  menghasilkan  komposit  hibrid.  Pengisi  yang  dicadangkan  adalah karbon  hitam,  tanah  liat,  kalsium  kabonat,  silika  dan  lain-lain  untuk meningkatkan sifat mekanik komposit.

## RUJUKAN
Al-Malaika,  S.  dan  Amir,  E.  J.  1986.  Thermoplastic  elastomer  1:  effect  of processing.variables  on  tensile  properties  of  natural  rubber/poly  propylene blends. Journal Natural Rubber Resource 1(2): 104-121.
Brosse,  J.C.,  Boccaccio,  G.  &  Pautrat,  R.  1981.  Chemistry  of  liquid  natural  rubber. UNIDO Symp. Powd. Liq. Thermoplastic natural rubber . Phuket: UNIDO.
Derouet,  D., Brosse, J.C. & Tillekeratne,  L.M.K. 1990. Fixation of methacrylic acid onto  epoxidized  liquid  natural  rubber. Journal  National  Rubber  Resource 5: 296-300.
Ibrahim  Abdullah.  1996.  Process  for  manufacturing  liquid  natural  rubber  (LNR).
Malaysia Patent, MY-108852-A.
Folkes,  M.J.  1982. Short  fiber  reinforced  thermoplastics. Chicester:  John  Wiley  & Sons Limited.
Hanafi  Ismail.  2000. Pengisi  dan  Penguatan  Getah .  Pulau  Pinang:  Universiti  Sains Malaysia. 1-3.
Katz,  H.S.  &  Milewski,  J.V.  (pnyt.).  1987. Handbook  of  Filler  for  Plastics. New York: Van Nostrand Reinhold Company.
Manson,  J.A.  &  Sperling,  J.H.  1976. Polymer  blends  and  composites .  New  York:
Plenum Press.
Ong, E.L. 2003. Specialty rubbers: Expending the usage of NR through modifications. International Rubber Quarterly. Mac : 52-57.
Robson, J., Hague, J., Newman, G., Jeronimidis, G. & Ansell, M.P. 1993. Report No. C/431/92 to DTI LINK Structural Composites Committee, January 1993.
Tinker,  A.J.  1984.  Preparation  of  PP/NR  blends  having  high  impact  strength  at  low temperature. Polymer Communication 25: 325-326.
Wal van der, A., Nijhof, R. & Gaymans, R. J. 1999. Polypropylene-rubber blends: 2. The  effect  of  the  rubber  content  on  the  deformation  and  impact  behaviour. Polymer 40: 6031-6044.
Xuan, H.L. & Decker, C. 1993. Photocrosslinking of acrylated natural rubber. Journal Polymer Science Chemistry 31: 769-780.