## Karakterisasi Bionanofiller Dari Limbah Padi Sebagai
Alternatif Penguatan Pada Polimer Komposit
Eryani 1 , Sri Aprilia 2 *, Farid Mulana 2
1 Program Magister Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala
2 Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala Jl. Tgk. Syech Abdurrauf 7, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala Darussalam, Banda Aceh, 23111
*Koresponden Email : sriaprilia@unsyiah.ac.id
Diterima: 25 Juli 2018                   Disetujui: 1 Agustus 2018
Abstract. Agricultural waste such as rice straw, rice husk and rice husk ash have not been utilized properly. This waste of agricultural produce can actually be used as an alternative to bionanofiller because it contains an excellent source of silica. The silica content contained in the rice waste when combined with the polymer matrix can produce composites having high thermal and mechanical properties. Characterization of bionanofiller from this rice waste is done by SEM, XRF, FTIR, XRD and particle density. The result of SEM analysis from this rice waste is feasible to be used as filler because it has size 1 μ m . Likewise with the results of XRF analysis that rice waste contains a high enough silica component that is 80.6255% - 89.83%. FTIR test results also show that bionanoparticles from rice waste have the same content of silica. In the XRD analysis the best selective gain of rice waste is found in rice husk ash which is characteristic of amorp silica at a range of 2ϴ = 22 o . The largest density analysis of paddy waste was found in rice husk 0.0419 gr / cm 3 , followed by rice straw by of 0.0417 gr / cm 3 and rice hulk ash 0.0407 g / cm 3
Keywords : bionanofiller, silica, polymer matrix, reinforcement, composite
Abstrak. Limbah  hasil  pertanian  seperti  jerami  padi,  sekam  padi  dan  abu  sekam  padi  selama  ini belum dimanfaatkan secara baik. Limbah dari hasil pertanian ini sebenarnya dapat digunakan sebagai alternatif bionanofiller karena mengandung sumber silika yang sangat baik. Kandungan silika yang terdapat dalam limbah padi apabila dipadukan dengan matrik polimer dapat menghasilkan komposit yang memiliki sifat termal dan mekanik yang tinggi. Karakterisasi bionanofiller dari limbah padi ini dilakukan dengan SEM, XRF, FTIR, XRD dan density partikel. Hasil analisa SEM dari limbah padi ini layak digunakan sebagai filler karena sudah berukuran 1μ m . Begitu juga  dengan hasil analisa XRF bahwa limbah padi mengandung komponen silika yang cukup tinggi yaitu kisaran 80.6255% – 89,83%. Hasil uji FTIR juga menunujukkan bahwa bionanopartikel dari limbah padi memiliki kandungan yang sama yaitu silika. Pada analisa XRD perolehan selika terbaik dari limbah padi terdapat pada abu sekam padi yang merupakan karakteristik silika amorp pada sudut kisaran 2ϴ = 22 o . Hasil analisa densitas terbesar dari limbah padi terdapat pada sekam padi yaitu 0,0419 gr/cm 3 , diikuti oleh jerami padi sebesar 0,0417 gr/cm 3 dan abu sekam padi sebesar 0,0407 gr/cm 3 . Kata kunci : bionanofiller, silika,  matrik polimer, penguat, komposit

## 1.  Pendahuluan
Indonesia sebagai negara agraris dimana sebagian besar penduduknya menjadikan beras sebagai makanan pokok. Beras menghasilkan limbah jerami padi dan sekam padi yang berlimpah setelah dilakukan pemisahan beras

## Karakterisasi Bionanofiller Dari Limbah Padi Sebagai
properly. This waste of agricultural produce can actually be used as an alternative to bionanofiller
properties. Characterization of bionanofiller from this rice waste is done by SEM, XRF, FTIR, XRD and particle density. The result of SEM analysis from this rice waste is feasible to be used as filler because it has size 1 μ m . Likewise with the results of XRF analysis that rice waste contains a high
waste is found in rice husk ash which is characteristic of amorp silica at a range of 2ϴ = 22

## bionanofiller, silica, polymer matrix, reinforcement, composite
Limbah  hasil  pertanian  seperti  jerami  padi,  sekam  padi  dan  abu  sekam  padi  selama  ini belum dimanfaatkan secara baik. Limbah dari hasil pertanian ini sebenarnya dapat digunakan sebagai alternatif bionanofiller karena mengandung sumber silika yang sangat baik. Kandungan silika yang
yang memiliki sifat termal dan mekanik yang tinggi. Karakterisasi bionanofiller dari limbah padi ini ini layak digunakan sebagai filler karena sudah berukuran 1μ m
sekam padi yang merupakan karakteristik silika amorp pada sudut kisaran 2ϴ = 22
bionanofiller, silika,  matrik polimer, penguat, komposit
dari tanaman padi (Umedah dan Kondoh, 2010). Selama ini sekam padi hanya digunakan sebagai bahan bakar untuk pembakaran batu merah dan sebagai sumber energi panas untuk keperluan manusia atau di buang begitu saja (Putro dan Sutiyoko,  2007) sedangkan  jerami  padi  setelah dipisahkan  dari  biji  padi  hanya  dibiarkan begitu  saja. Karena keberadaan sekam padi terus meningkat, penanganan yang kurang tepat dapat menimbulkan pencemaran lingkungan dan juga kesehatan manusia. Hal ini disebabkan karena sekam padi mengalami proses penghancuran secara alami dan relatif lambat. Selain itu juga pembakaran 1 ton sekam padi akan menyebabkan
energi generasi. Jerami padi dan sekam padi mengandung bahan silika sekitar 4-7%  dan 18- 22 % berat (Luh, 1991). Komposisi jerami padi terlihat pada Tabel 2.
Jenis limbah padi lain yang terus dikembangkan pemanfaatannya adalah RHA ( Rice  Husk  Ash ). RHA merupakan abu yang dihasilkan dari pembakaran sekam padi. RHA merupakan salah satu bahan baku dalam mengasilkan silika. Saat ini pemakaian bahan baku berbasis silika merupakan teknologi yang terus dikembangkan, dimana dalam aplikasinya pemanfaatan nano silika telah digunakan dalam berbagai bidang, diantaranya di bidang industri dan sains. Pemanfaatan abu sekam padi untuk menghasilkan nano silika dengan cara sintesis telah banyak di lakukkan, diantaranya pengambilan tepung nanosilika dari abu sekam padi dengan menggunakan metode Precipitation (Thuadaij dan Nuntiya, 2008). Optimasi sintesis dan karakterissasi nanosilika dari abu sekam padi (Rafiee, dkk., 2012).
Abu sekam padi yang dihasilkan dari limbah sekam padi yang dibakar memiliki sifat pozolan aktif, dimana pada suhu kamar dapat bereaksi dengan kapur dengan menggunakan media air akan membentuk senyawa yang mengikat. Abu sekam padi juga mengandung senyawa silika yang sangat menonjol. Abu sekam padi jika di bakar pada suhu tinggi (antara 500-600 o C) secara terkontrol akan menghasilkan abu silika yang dalam aplikasinya sering dimanfaatkan untuk berbagai macam proses kimia. Adapun komposisi kimia abu sekam padi dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 1. Komposisi sekam padi beserta zat organiknya
Sumber : Nugraha dan Setyawati (2003)
Tabel 2 . Komposisi jerami padi

## Sumber : Karimi (2006)
0,15 kg CO 2 sebagai gas emisi. Sekitar 0,09 kg gas metana (CH 4 ) dapat dihasilkan (Umedah dan Kondoh, 2010).Komposisi kimia sekam padi terlihat pada Tabel 1.
Pemanfaatan kembali jerami padi dan sekam padi sebagai sumber energi dapat digunakan sebagai bahan biomasa. Hal ini karena jerami padi dan sekam padi mengandung 65-75% polisakarida organik sebagai selulosa dan hemiselulosa dan menjadi sumber bahan bakar yang sesuai untuk
Tabel 3 . Komposisi abu sekam padi Sumber : Folleto (2006)
Sumber : Folleto (2006)
Menurut Umedah dan Kondoh, 2008 limbah padi dapat digunakan sebagai alternatif bionano filler  karena  megandung  sumber  silika  yang sangat baik. Silika merupakan senyawa anorganik yang dihasilkan setelah adanya perlakuan kimia dan diikuti oleh pembakaran (Carmona dkk, 2013). Menurut Prasad (2000), kandungan silika dalam sekam padi biasanya berkisar antara 94-96 % dan apabila nilainya mendekati atau di bawah 90% kemungkinan disebabkan karena adanya kontaminasi dengan zat lain yang mangandung silika lebih rendah.
Silika memiliki sifat tahan aus, memiliki kekerasan, tahan terhadap panas dan memiliki kekuatan yang tinggi, sehingga dapat digunakan sebagai penguat. Kandungan silika yang terdapat dalam limbah padi apabila dipadukan dengan matriks dapat menghasilkan komposit yang memiliki sifat termal dan mekanik yang tinggi (Wong dkk, 2015).
Telah banyak dilakukkan pemanfaatan  biomassa sebagai  bionanofillerpada  polimer  matriks  untuk mendapatkan  material bionanokomposit yang memiliki sifat-sifat mekanika dan fisika yang baik dalam berbagai aplikasi. Penggunaan bionanofiller sebagai penguat sering digunakan pada polimer termoplastik, termoset dan elastomer. Dalam analisanya Aprilia, dkk (2014) mengatakan bahwa penambahan  bionanofiller  pada  polimer  matrik
bertujuan untuk meningkatkan peforma yang baik pada material bionanokomposit di berbagai bidang aplikasi seperti: otomotiv, konstruksi,elektronik dan juga pengemasan, hal ini dikarenakan mereka memiliki densiti  yang  rendah,  kekakuan  yang baik,  memiliki  sifat-sifat  termal  dan mekanikal yang  baik.
Bionanofiller    merupakan  bahan  yang  digu- nakan untuk meningkatkan sifat-sifat suatu kom- posit dengan cara menambahkannya kedalam matrik polimer. Jawaid dan Abdul Khalil (2011) mengatakan  bahwa  bahan  pengisi  (filler)  yang telah banyak diteliti dan digunakan sebagai penguat dalam polimer komposit adalah batang, daun, buah, biji, kulit kayu dan jenis rumput-rumputan, namun dalam aplikasinya penggunaan daun dan batang lebih komersial dibandingkan dengan yang lainnya.
Pemanfaatan bionanofiller sebagai penguat pada polimer komposit memiliki beberapa keuntungan, seperti biaya yang rendah, densitas rendah, sumber daya alam yang dapat diperbaharui, mudah dalam preparasi, biodegradabel, hanya membutuhkan energi yang rendah untuk proses, penggunaan yang luas dan relatif non abrasif dibandingkan dengan penguat yang menggunakan bahan tradisional (Kim dkk, 2007; Mekonnen dkk, 2013).
Dalam tulisannya La Mantia (2005) mengatakan bahwa pada awalnya filler yang digunakan sebagai penguat pada polimer matrik adalah yang berasal dari bahan anorganik. akan tetapi karena bahan anorganik merupakan sumberdaya yang tidak dapat diperbaharui, dan alasan lingkungan maka penggunaan filler dari limbah pertanian perlu untuk dipertimbangkan dan dikembangkan. Penggunaan filler  dari  bahan  organik  lebih  disukai  karena ketersediaannya cukup berlimpah, mudah diperoleh, dapat diperbaharui dan meningkatkan harga bahan baku dan energi.
Sifat suatu bahan  pengisi (filler) akan cocok dengan matriks  polimer, jika dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain : ukuran partikel suatu bahan  pengisi  (filler),    dimana  ukuran  partikel suatu bahan pengisi (filler) yang berukuran nano dapat meningkatkan derajat penguatan polimer dibandingkan dengan ukuran yang lebih besar (Leblance dan Rrubber, 2002). Begitu juga dengan
Tabel 4. Hasil analisa densitas jerami padi, sekan padi dan abu sekam padi
filler  karena  megandung  sumber  silika  yang
sebagai  bionanofillerpada  polimer  matriks  untuk memiliki sifat-sifat mekanika dan fisika yang baik dalam berbagai aplikasi. Penggunaan bionanofiller
penambahan  bionanofiller  pada  polimer  matrik
Bionanofiller    merupakan  bahan  yang  digu-
mengatakan  bahwa  bahan  pengisi  (filler)  yang
Pemanfaatan bionanofiller sebagai penguat pada
Dalam tulisannya La Mantia (2005) mengatakan bahwa pada awalnya filler yang digunakan sebagai
penggunaan filler dari limbah pertanian perlu untuk filler  dari  bahan  organik  lebih  disukai  karena
Sifat suatu bahan  pengisi (filler) akan cocok
bahan  pengisi  (filler),    dimana  ukuran  partikel suatu bahan pengisi (filler) yang berukuran nano
(Leblance dan Rrubber, 2002). Begitu juga dengan
semakin nano ukuran partikel semakin tinggi ikatan  antara bahan pengisi (filler) dengan matriks polimer (Kohls dan Beaucage,  2002). Jumlah luas permukaan dapat lebih meningkat dengan adanya permukaan yang berpori pada permukaan bahan pengisi. Begitu juga halnya dengan penambahan
bionanofiller  dapat  meningkatkan  sifat  mekanik dan termal pada material komposit (Bukit, 2012).
Material  komposit  didefinisikan  sebagai kombinasi antara dua material atau lebih yang secara makroskopis berbeda bentuk dan komposisi kimianya, serta tidak saling melarutkan antara materialnya,  dimana material yang satu berfungsi sebagai penguat ( Reinforcement ) dan material yang lainnya berfungsi sebagai pengikat (matrik) sehingga akan terbentuk material baru yang lebih baik dari material penyusunnya (Sisworo, 2009).
Bhagwan dan  Agarwal (1980),  mengatakan bahwa sifat, distribusi unsur penyusun dan interaksi keduanya sangat  mempengaruhi sifat dari bahan komposit. Selain itu, bentuk, ukuran, distribusi dari filler dan ciri-ciri dari matrik merupakan parameter lain yang mungkin mempengaruhi sifat dari bahan komposit (Mathew dan Rawlings, 1994). Sifat mekanik juga merupakan  salah satu sifat yang penting dalam bahan komposit, dimana untuk aplikasi struktur sifat mekanik sangat di tentukan oleh pemilihan bahan (Colling, dkk., 1995).  Dengan kata lain sifat mekanik bahan komposit bergantung pada sifat bahan penyusunnya.
Karakteristik material komposit menunjukkan kestabilan thermal dan peningkatan sifat mekanik dari komposit hanya dengan menambahkan
Gambar 1. Analisis SEM bionanopartikel jerami padi
Gambar 2 . Analisis SEM bionanopartikel sekam padi
Gambar 3 . Analisis SEM bionanopartikel abu sekam padi
Tabel 5 . Hasil analisa XRF jerami padi, sekan  padi dan abu sekam padi
sedikit  bahan pengisi berukuran  nano (< 10%). Selain itu juga memberikan  keuntungan karena memiliki sifat biokompatibel dan biodegradabel serta  memiliki sifat khusus sesuai dengan sifat bahan pengisi yang dipergunakan.  (Carmago, 2009 dan Zhao, 2008).
Sifat dan karakteristik bionanokomposit juga dipengaruhi oleh  matrik yang digunakan, dimana matrik merupakan bahan yang berfungsi  sebagai pengikat dan pengukuh serta  memberikan  bentuk dalam komposit (Xanthos, 2005). Fungsi penting matrik dalam komposit (Mazumdar, 2002) adalah:
1.  Mengikat  filler  dan  mentransfer  beban  ke filler  untuk  menghasilkan  kekuatan  dan membentuk struktur komposit.
2. Memberikan kualitas yang baik pada permukaan komposit.
3.  Dapat memperlambat atau menghentikan penyebaran retakan.
4.  Untuk memperkuat filler terhadap serangan kimia dan kerusakan mekanik karena pemakaian.
Bahan matrik umumnya dapat berupa logam, polimer, keramik, dan  karbon. Pembuatan komposit membutuhkan ikatan permukaan yang kuat antara pengisi dan matrik, dimana matrik dalam komposit itu berperan sebagai bahan pengikat (Darder, 2007).

## 2.    Metodelogi Penelitian

## 2.1. Bahan dan Alat
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah dari hasil pertanianyaitu jerami
padi, sekam padi dan abu sekam padi yang diperoleh dari limbah padi dipersawahan Aceh Besar. Peralatan yang digunakan adalah Ball mill( Fritsch Pulverisette )dan ayakan ukuran 325 mesh ( Macross Testing Sieve ).

## 2.2. Pembuatan Filler
Bionanofiller  dipersiapkan  dari  bahan  baku jerami padi, sekam padi, dan abu sekam padi. Bahan-bahan ini dicuci bersih dan dikeringkan dengan sinar matahari. Kemudian jerami padi dipotong-potong  dengan  ukuran  ±1  cm.  Lalu bahan  baku tersebut dikeringkan dalam oven selama 24 jam pada temperatur 80 o C. Jerami padi, sekam padi dan abu sekam padi lalu dihaluskan dengan menggunakan blender. Untuk memperoleh ukuran nano bahan ini digiling halus didalam ball mill sampai mencapai ukuran nano. Kemudian diayak dengan menggunakan sieving ukuran  325  mesh.  Nanofiller  yang  dihasilkan dilakukan karakterisasi. Karakterisasi dilakukan dengan analisis densitas partikel,  SEM, XRF, FTIR, dan XRD.

## 2.3. Karakterisasi Filler
1.   Densitas
Densitas atau yang biasa disebut sebagai massa jenis merupakan ukuran kerapatan dari suatu material. Analisis densitas jerami padi, sekam padi dan abu sekam padi dimulai dengan menimbang masing-masing sampel (berupa serbuk) sekitar 2 gram, lalu menimbang massa piknometer
Gambar 4. Hasil Analisa FTIR Bionanopartikel Jerami Padi, Sekam Padi dan Abu Sekam Padi
Gambar 5. Analisis XRD bionanopartikel jerami padi,
sekam padi dan abu sekam padi
1.  Mengikat  filler  dan  mentransfer  beban  ke filler  untuk  menghasilkan  kekuatan  dan

## 4.  Untuk memperkuat filler terhadap serangan

## Ball Fritsch Pulverisette Macross Testing Sieve
Bionanofiller  dipersiapkan  dari  bahan  baku
dipotong-potong  dengan  ukuran  ±1  cm.  Lalu
ukuran  325  mesh.  Nanofiller  yang  dihasilkan
kosong sebagai (m 1 ), menimbang massa air yang dimasukkan kedalam piknometer sebagai (m 2 ), menimbang massa piknometer yang berisi serbuk sebagai (m 3 ), dan menimbang massa serbuk dan air yang terisi didalam piknometer sebagai (m 4 ). Setelah mendapatkan m 1 , m 2 , m 3 dan m 4 maka dilakukkan perhitungan untuk mengetahui nilai densitasnya dengan menggunakan persamaan:
ρ = x ρ air., Dimana: ρ    = masssa jenis (gr/cm3) m1 = massa pikno kosong + tutup (gr) m2 = massa pikno kosong + tutup + bahan
(gr) m3 = massa pikono + tutup + fluida (gr) m4 = massa pikno + tutup + bahan + fluida
(gr)

## 2. SEM
Pengujian SEM dilakukan untuk mengetahui struktur morfologi pada suatu material dalam ukuran mikron. Pada analisa SEM ini jenis alat instrumen  yang  digunakan  adalah  JEOL  JSM 35-C dengan perbesaran 10.000 kali. Analisis SEM dimulai dengan memasukkan sampel yang akan dianalisis ke vacum column, dimana udara akan dipompa keluar untuk menciptakan kondisi vakum. Kondisi vakum ini  diperlukan agar tidak ada molekul gas yang dapat mengganggu jalannya elektron selama proses berlangsung. lalu elektron ditembakkan dan akan melewati berbagai lensa yang ada menuju ke satu titik di sampel. Selanjutnya sinar elektron akan dipantulkan  ke  detektor  lalu  ke  amplifier  untuk memperkuat sinyal sebelum masuk ke komputer untuk menampilkan gambar yang diinginkan.

## 3. XRF
Pengujian menggunakan XRF dilakukan berdasarkan  identifikasi  dan  pencacahan karakteristik sinar-X yang terjadi dari peristiwa efekfotolistrik. Analisis XRF dilakukkan untuk mengetahui komposisi kimia yang terdapat pada jerami padi, sekam padi dan abu sekam padi. Langkah-langkah pada analisis XRF yaitu
disiapkan sampel yang akan diuji. Kemudian sampel diletakkan didalam sampel holder, dipastikan bagian bawah sampel holder tertutupi seluruhnya oleh sampel karena bagian inilah yang akan ditembaki oleh sinar-X. Setelah sampel siap pada  sampel  holder,  tutup  Lid  dan  dijalankan XRF menggunakan tombol ON.
Analisis akan langsung berjalan dengan menggunakan tombol untuk penyinaran sinar-X. Sampel akan dikenai sinar-X untuk beberapa saat. Sinar-X yang mengenai sampel akan diteruskan ke detektor dan selanjutnya dianalisis unsur- unsur yang terkandung dalam sampel, kemudian dilakukkan pemotretan hasil.

## 4. FTIR
Pengujian  Analisa FTIR digunakan untuk mengidentifikasi  kandungan  gugus  fungsi  pada senyawa dengan melihat ikatan yang dihasilkan ketika radiasi infrared ditembakkan pada sampel. Analisis gugus fungsi dengan sampel limbah padi (jerami padi, sekam padi dan abu sekam padi) ini dilakukan dengan menggunakan alat Shimadzu Prestige FT-IR 6400 dengan panjang gelombang 4000 – 400 cm -1 . Langkah-langkah yang dilakukan pada analisis FTIR yaitu sampel yang sudah halus ditimbang, dan menimbang sampel padat (bebas air). Selanjutnya mencampur KBr dan sampel ke dalam mortar dan diaduk hingga keduanya rata.
Disiapkan cetakan pellet, mencuci bagian sampel, base dan tablet frame  dengan kloroform. Selanjutnya memasukkan sampel KBr  yang telah dicampur dengan set cetakan pellet, lalu dihubungkan dengan pompa vakum untuk meminimalkan kadar air. Meletakkan cetakan pompa hidrolik dan memberikan tekanan sebesar 8 gauge. Dihidupkan pompa vakum selama 15 menit, kemudian mematikan pompa vakum, dan menurunkan tekanan dalam cetakan  dengan cara membuka keran udara. Selanjutnya melepaskan pellet KBr yang telah terbentuk dan menempatkan pellet KBr pada tablet holder.
Menghidupkan alat dengan mengalirkan sumber arus listrik, alat  interferometer dan computer. Mengklik “shortcut FTIR 8400” pada layar komputer yang menandakan  program

## interferometer. Lalu menempatkan sampel dalam
alat interferometer, dan mengklik FTIR 8400 pada komputer serta mengisi data. Mengklik “sampel start” untuk memulai, dan untuk memunculkan harga  bilangan gelombang  mengklik “ clac ” pada menu, kemudian mengklik “ peak  table ” dan mengklik “OK”. Terakhir mematikan komputer, alat interferometer dan sumber listrik.

## 5. XRD
Pengujian XRD ini dilakukkan untuk menganalisis suatu bahan padatan kristalin yang terdapat pada jerami padi, sekam padi dan abu  sekam  padi.  Analisis  struktur  kristal  filler dilakukkan dengan  alat Shimadzu Maxima XRD-7000. Analisis XRD dilakukan dengan menyiapkan sampel yang akan dianalisis, yaitu sampel yang sudah disintering pada suhu 800 o C, 900 o C dan 1000 o C. Kemudian direkatkan pada kaca dan dipasang pada tempatnya berupa lempeng tipis berbentuk persegi panjang (sampel holder) dengan lilin perekat. Memasang sampel yang telah disimpan pada sampel holder kemudian diletakkan pada  sampel stand di bagian goniometer.
Memasukkan parameter pengukuran pada software pengukuran melalui computer pengontrol, yaitu meliputi penentuan scan mode , penentuan rentang sudut, kecepatan scan cuplikan, memberi nama cuplikan dan memberi nomor urut  file  data.  Selanjutnya  alat  difraktometer dioperasikan dengan perintah ” start ” pada menu computer, dimana sinar-x akan meradiasi sampel yang terpancar dari target Cu dengan panjang gelombang 1,5406 A.
Melihat hasil difraksi pada komputer dan intensitas  difraksi  pada  sudut  2Ѳ  tertentu  dapat dicetak oleh mesin printer. Kemudian mengambil sampel setelah pengukuran cuplikan selesai. Data  yang  terekam  berupa  sudut  difraksi  (2Ѳ), besarnya intensitas (I), dan waktu pencatatan per langkah (t). Setelah data diperoleh analisis kualitatif dengan menggunakan search  match analisys yaitu membandingkan data yang diperoleh dengan data standar (data base PDF = Powder Diffraktion File data Base ).

## 4.   Hasil dan Pembahasan 4.1 Densitas
Hasil analisis densitas menunjukkan bahwa pada tiga jenis limbah padi (jerami padi, sekam padi dan abu sekam padi) nilai densitas paling kecil terdapat pada abu sekam padi sebesar 0,040 gr/cm 3 , kemudian diikuti oleh jerami  padi dan sekam padi sebesar 0,041 gr/cm 3 . Kecilnya nilai densitas yang diperoleh abu sekam padi menjelaskan bahwa semakin besar rongga- rongga  antar  filler  (partikel).  Nilai  densitas  abu sekam  padi  juga  menunjukkan  bahwa  filler  abu sekam padi adalah yang paling halus dari kedua jenis filler lainnya, hal ini juga dapat dilihat dari hasil analisis SEM yang diperoleh (Gambar 3). Data hasil uji densitas dapat dilihat pada Tabel 4.

## 4.2.  Stuktur Filler
Hasil analisis SEM jerami padi, sekam padi dan abu sekam padi dapat dilihat  pada Gambar 1, 2  dan 3.
Gambar 1, Gambar 2 dan Gambar 3 menunjukkan struktur morfologi permukaan pada jerami padi, sekam padi dan abu sekam padi. Hasil SEM terlihat bahwa  sampel sudah berukuran nano dalam skala lebih kurang 0,001 μm, dengan demikian partikel dari jermi padi, sekam padi dan abu sekam padi layak digunakan sebagai pengisi pada polimer komposit.

## 4.3. Komposisi Kimia Filler
Hasil analisis XRF menunjukkan fraksi komponen silika yang paling tinggi terdapat pada abu sekam padi yaitu sebesar 89,83%, sedangkan pada sekam padi sebesar 82,54%, dan jerami padi sebesar 80,625%.
Dari hasil penelitiaan Chandrasekar (2006) mengatakan bahwa, kenaikan fraksi komponen silika pada abu sekam padi disebabkan karena adanya proses pembakaran dari sekam padi menjadi abu sekam padi. Silika yang terkandung didalam sekam padi memiliki sifat sangat reaktif dan amorf, sehingga dengan adanya proses pembakaran tersebut dapat meningkatkan kualitas kandungan silika. Selain silika, pada abu sekam
interferometer. Lalu menempatkan sampel dalam
clac peak  table
abu  sekam  padi.  Analisis  struktur  kristal  filler
scan mode scan
urut  file  data.  Selanjutnya  alat  difraktometer start
intensitas  difraksi  pada  sudut  2Ѳ  tertentu  dapat
Data  yang  terekam  berupa  sudut  difraksi  (2Ѳ),

## search  match
analisys diperoleh dengan data standar (data base PDF = Powder Diffraktion File data Base
rongga  antar  filler  (partikel).  Nilai  densitas  abu sekam  padi  juga  menunjukkan  bahwa  filler  abu
jenis filler lainnya, hal ini juga dapat dilihat dari
nano dalam skala lebih kurang 0,001 μm, dengan
padi juga terdapat kandungan Fe2O 3 (besi), CaO (Kalsium Oksida), dan MnO (Mangan Oksida) yang lebih kecil dibandingkan dengan jerami padi dan sekam padi. Hal ini menunujukkan bahwa proses pembakaran mempengaruhi berkurangnya kandungan pengotor di dalam sekam dan sebaliknya meningkatkan kemurnian silika.Data hasil analisis XRD dapat dilihat pada Tabel 5.

## 4.4. Gugus Fungsi Filler
Hasil analisis spektrum FTIR yang diperoleh dapat dilihat pada Gambar 4:
Gambar 4. merupakan hasil analisis FTIR bionanopartikel jerami padi, sekam padi dan abu sekam padi. Dari Gambar 4 terlihat secara keseluruhan spektra bionanopartikel dari limbah padi (jerami padi, sekam padi dan abu sekam padi) memiliki struktur spektra yang hampir sama yaitu menunujukan gugus fungsi silika (Si-O-Si) pada panjang gelombang 1095-1075 cm -1 .
Hal tersebut dapat menjelaskan bahwa bionanopartikel dari limbah padi tersebut memiliki kandungan yang sama yaitu silika. Selain itu juga terdapat ikatan (C-H) yang merupakan gugus fungsi aromatik pada panjang gelombang 2935- 2915 cm -1 . Selain memiliki struktur spektra yang sama, juga terdapat beberapa perbedaan spektra yaitu pada sekam padi dengan panjang gelombang 2934 cm -1 terdapat ikatan (C-H) yang merupakan gugus fungsi alkana.

## 4.5  Derajat Kristalinitas Filler
Hasil analisis XRD dapat dilihat pada Gambar 5: Berdasarkan hasil uji XRD (Gambar 5) silika yang diperoleh dari jerami padi dan sekam padi lebih sedikit dibandingkan dengan silika yang terdapat didalam abu sekam padi, hal ini dapat dilihat dari puncak yang lebih landai pada dari  abu  sekam  padi  pada  kisaran  2ϴ  =  22 o yang merupakan karakteristik silika amorph. Puncak yang landai ini menunujukkan bahwa pada abu sekam padi memiliki struktur padatan amorf (Krishnarao, 1992). Dari penelitiannya (Sapei,dkk, 2012 ; Umeda dan Kondoh 2008) juga mengatakan bahwa silika yang diisolasi dari sekam padi memiliki struktur amorf, dan silika
yang terdapat didalam tanaman pada umumnya bersifat amorph (Sapei, 2007).

## 5. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, maka dapat ditarik ditarik kesimpulan :
1. Limbah padi (jerami padi, sekam padi dan abu sekam padi) yang telah dihaluskan didalam ballmill selama 20 jam layak digunakan  sebagai  filler  karena  sudah berukuran 1μm.
2.  Data hasil uji XRF menunjukkan fraksi komponen silika tertinggi terdapat pada abu sekam padi, diikuti oleh sekam padi dan jerami padi.
3. Dari  analisa  gugus  fungsi  filler  limbah padi, diketahui bahwa limbah padi tersebut memiliki struktur spektra yang hampir sama yaitu menunjukkan adanya gugus fungsi silika dan gugus fungsi aromatik.
4.  Hasil uji XRD juga menunjukkan perolehan silika pada abu sekam padi lebih banyak dibandingkan dengan jerami padi dan abu sekam padi.
5.  Dari hasil perhitungan densitas dapat diketahui bahwa nilai densitas jerami padi menunjukkan  bahwa  filler  jerami  padi adalah yang paling halus dari kedua jenis filler lainnya

## 6. Daftar Pustaka
Aprilia, S, N, A, Abdul Khalil, H, P, S, Bhat, A,
H, Dungani, R & Hossain, Md, S, (2014), ‘Exploring Material properties of vinyl ester biocomposites filled carbonized jatropha seed shell’, Bioresources , 9 (3), pp.4888-4898 . Bhagwan, D., Agarwal, (1980), Analysis and 38 Performance of Fiber Composite , John Wiley & Sons, New York
Bukit, N, (2012), ‘Mechanical and Thermal Properties Of Polypropylene Reinforced by Calcined And Uncalcined Zeolite Makara Technology’, 16(2), pp.121-128
Carmago, P, H, (2009), ‘Nanocomposites : Synthesis, structure, properties and new application opportunities’, Materials Research , 12(1), pp.1-39.
Carmona,V, B,Oliveira,R, M,Silva,W, T, L,Mattoso,L, H, C&Marconcini, J, M, (2013),
‘Nanosilica from rice husk: Extraction and characterization’, Industrial  Crops  and Products, 43, pp.291– 296 Colling, Davida & Vasilos, T, (1995), Industrial Material: Polyme Ceramics and Composite , 2, Prentice Hall.
Darder, M, A, H,  (2007), ‘Bionanocomposite : A new  concep to fecological, bioinspired,  and fuctinal  hybrid materials’, Advance Materials ,
19, pp.1309-1319
Folleto,  E,  L,  Ederson,  G,  Leonardo,  H,  O
&Sergio, J, (2006), ‘Conversion of Rice Hull
Ash Into Sodium Silicate’, Material Research , 9(3), pp.335 – 338.
Jawaid,M,AbdulKhalil,H, P, S, (2011),‘ Cellulosic/ synthetic    fibrereinforced    polymer  hybrid posites’, Areview,CarbohydratePolymers , 86, pp.1-18.
Karimi, K, (2006),‘Conversion Of Rice Straw To
Sugars By Dilute-Acid Hydrolysis’, Biomass and Bioenergy , 30, pp 247–253 Kim,H, S, Choi, S, W, Lee, B, H, Kim,S, Kim,
H. J, Cho C. W. & Cho, D, (2007), ‘Thermal properties  of  bio  flour  filled  polypropilene bio-composites  with  different  pozzolan contents’, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry , 89(3), pp. 821–82 Kohls,J, L, & Beaucage,  (2002), Rational Desing of Reinforced Rubber , Cur   OP. Solid St Mat Sci ,6, pp 183-194 Krishnarao, R, V, Subrahmanyam, J, & Kumar, T,J, (2001) ‘Studies on The Formation of Black  Particles  in  Rice  Husk  Silica  Ash’, Journal of the European Ceramic Society, 21, pp. 99-104.
La  Mantia,  F.P,  Morreale,  M,  &  Mohd  Ishak,
Z.A, (2005), ‘Processing and Mechanical Properties of Organic Filler–Polypropylene Composites’, Journal  of  Applied  Polymer Science , 96, pp 1906–1913 Leblance, J, Rrubber (2002), filler Interaction and 2 Rheology properties in Filled Coumpaund , Prog .Polym . Sci 27, pp. 627-687 Luh,  B,  S,  (1991), Rice  Utilization , Second
Edition, Vol. 2, Van Nostrand Reinhold, USA. Mathew,  F.  L,  Andr,  D,  &  Rawlings,  (1994), Composite  Materials:  Engineering  and Science , Chapman & Hall, London.
Mazumdar, S. K, (2002), Composites Manufacturing  Materials  Product  and Process Engineering , CRC Press LLC, 2000
N.W. Corporate Blvd., Boca Raton, Florida, 3(3), pp.431.
Mekonnen, T, Mussone, P, Alemaskin, K, Sopkow, L, Wolodko, J, Choi, P & Bressler, D (2013), ‘Biocomposites from hydrolyzed waste proteinaceous biomass: mechanical, thermal and  moisture  absorption  performances’,  J.
Mater. Chem. A, 1, pp.13186–13196. Nugraha, S, Setiawati, J, (2003), ‘Peluang Agribisnis  Arang  Sekam’, Warta  Litbang Pertanian  Indonesia , Balai Penelitian Pascapanen Pertanian, 25(4), pp.1-2.
Prasad,  C,  S,(2000),  ‘  Effect  of  rice  husk  ash in  whiteware  compositions’, Ceramic International , 27(1), pp. 629-635 PutroA, L,& Prasetyoko, D, (2007), ‘Abu Sekam
Padi Sebagai Sumber Silika Pada Sintesis Zeolit ZSM-5 Tanpa Menggunakan Templat Organik’, Akta Kimindo 3 (1), pp.33 –36. Rafiee, E, Shahebrahimi, S, Feyzi, M & Shaterzadeh,
M (2012), ‘Optimization of synthesis and characterization  of nanosilica produced from  rice  husk  (a  common  waste  material)’ International  Nano Letters , 2, pp.29. Sapei,  L,  Gierlinger,  N,  Hartmann,  J,  Nöske,  R,S trauch & P, Paris, O,(2007), ‘Structural and Analytical Studies of Silica Accumulations in Equisetum hyemale ’, Journal of Analytical and Bioanalytical Chemistry ,389, pp.1249-1257. Sapei,  L,  Miryanti,  A  &  Widjaja,  L.B,  (2012),
‘Isolas dan Karakterisasi Silika dari Sekam Padi dengan Perlakuan Awal Menggunakan Asam  Klorida’, Prosiding  SINTECH-1  The First  Symposium  in  Industrial  Technology , Fakultas Teknologi Industri UPN Veteran Yogyakarta, A-8 – A-16. ISSN: 2302-8033.
Sisworo, S (2009), ‘Pengaruh penggunaan serat kulit rotan sebagai penguat pada komposit polimer dengan matriks polyester yucalac 157
L,Mattoso,L, H, C&Marconcini, J, M, (2013),
characterization’, Industrial  Crops  and Products,
Industrial Material: Polyme Ceramics and Composite

## fuctinal  hybrid materials’, Advance Materials
Folleto,  E,  L,  Ederson,  G,  Leonardo,  H,  O
Ash Into Sodium Silicate’, Material Research
synthetic    fibrereinforced    polymer  hybrid posites’, Areview,CarbohydratePolymers
Sugars By Dilute-Acid Hydrolysis’, Biomass and Bioenergy Kim,H, S, Choi, S, W, Lee, B, H, Kim,S, Kim,
properties  of  bio  flour  filled  polypropilene bio-composites  with  different  pozzolan contents’, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry
Kohls,J, L, & Beaucage,  (2002), Rational Desing of Reinforced Rubber
Black  Particles  in  Rice  Husk  Silica  Ash’, Journal of the European Ceramic Society,
La  Mantia,  F.P,  Morreale,  M,  &  Mohd  Ishak,

## Composites’, Journal  of  Applied  Polymer Science
Leblance, J, Rrubber (2002), filler Interaction and 2 Rheology properties in Filled Coumpaund
Luh,  B,  S,  (1991), Rice  Utilization
Mathew,  F.  L,  Andr,  D,  &  Rawlings,  (1994), Composite  Materials:  Engineering  and Science , Chapman & Hall, London. Composites Manufacturing  Materials  Product  and Process Engineering , CRC Press LLC, 2000
L, Wolodko, J, Choi, P & Bressler, D (2013),
and  moisture  absorption  performances’,  J.

## Agribisnis  Arang  Sekam’, Warta  Litbang

## Pertanian  Indonesia
Prasad,  C,  S,(2000),  ‘  Effect  of  rice  husk  ash in  whiteware  compositions’,

## Ceramic International
PutroA, L,& Prasetyoko, D, (2007), ‘Abu Sekam
Organik’, Akta Kimindo
Rafiee, E, Shahebrahimi, S, Feyzi, M & Shaterzadeh,
from  rice  husk  (a  common  waste  material)’

## International  Nano Letters
Sapei,  L,  Gierlinger,  N,  Hartmann,  J,  Nöske,  R,S

## ’, Journal of Analytical and
Bioanalytical Chemistry Sapei,  L,  Miryanti,  A  &  Widjaja,  L.B,  (2012),
Asam  Klorida’, Prosiding  SINTECH-1  The First  Symposium  in  Industrial  Technology
Yogyakarta, A-8 – A-16. ISSN: 2302-8033.
terhadap    kekuatan  tarik  dan  tekuk’, Jurnal Teknik, 30( 3), pp.10.
Thuadaij, N & Nuntiya, A, (2008), ‘Preparation of Nanosilica Powder from Rice Husk Ash by Precipitation Method’ , Chiang Mai J. Sci , 3(1), pp. 206-2011 Umeda,J, &Kondoh,K (2010), ‘High-purification of amorphous silica originated from rice husks by combination of polysacchari dehydrolysis and metallic impurities removal’, Industrial  Crops  and  Products , 32, pp.539-544.
Umeda,  J & Kondoh,  K (2008), ‘High-Purity
Amorphous  Silica  Originated  in  Rice Husks  via  Carboxylic    Acid  Leaching
Process’, Journal  of  Materials  Science ,
43(22), pp.7084-7090.
Wong, J. C. H. H, Kaymak, P, Tingaut, S, Brunner, M.
M & Koebel, (2015),’ Mechanical and thermal properties of nanofibrillated cellulose reinforced silica  aerogel  composites’, Microporous  and Mesoporous Materials , 217, pp.150-158. Xanthos, M (2005), Functional  Fillers  for Plastics .  WILEY-VCH  Verlag  Gmbh  &  Co KgaA.
Zhao, R, E, (2008), ‘Emerging Biodegradabel Material : starch and protein based bionano- composites’, Journal  Materials  Science , 43 (DOI 10.1007/s10853-007-2434-8), 30 (58), pp. 3071.