## KARAKTERISTIK FOURIER TRANSFORM INFRA RED DAN KEKUATAN BENTUR KOMPOSIT POLIESTER TAK JENUH BERPENGISI ABU SEKAM PADI PUTIH
Caroline Oktaviana Hutagalung,  Maulida DepartemenTeknik Kimia, FakultasTeknik, Universitas Sumatera Utara, Jl. Almamater Kampus USU Medan 20155, Indonesia
Email: caroline_oktaviana@yahoo.com

## Abstrak
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh  komposisi  dan  ukuran  partikel  pengisi  abu  sekam  padi putih  sebagai  pengisi  terhadap  karakterisrik  Fourier  Transform  Infra  Red  (FTIR)  dan  sifat  kekuatan  bentur komposit poliester tidak jenuh. Komposit dibuat dengan metoda pencampuran terbuka dengan mencampurkan poliester dengan abu sekam padi putih dengan komposisi pengisi masing – masing 5, 10, 15 dan 20 (% b/b) lalu  ditambahkan  1%  katalis  metil  etil  keton peroksida. Parameter  yang  digunakan  yaitu  karakteristik  FTIR dan kekuatan bentur. Hasil yang didapat yaitu peningkatan nilai kekuatan bentur untuk setiap komposisi dari pengisi  abu  sekam  padi  putih  (ASPP).  Nilai  optimum  kekuatan  bentur  dari  komposit  poliester  berpengisi ASPP adalah  7031 J/m 2 dan 8297,333 J/m 2 untuk ukuran parikel maksimum 100 dan 250 mesh.
Kata kunci : abu sekam padi putih, komposit, ukuran partikel, poliester tidak jenuh, kekuatan bentur

## Abstract
This  study  was  aimed  to  investigate  the  effect  of  white  rice  husk  ash  as  filler  and  particle  size  in  Fourier Transform Infra Red (FTIR) characteristic and impact strength of polyester composites. The composites were made  with  open  mixing  method  by  mixing  unsaturated  polyester  with  white  rice  husk  ash  with  the composition of 5,10, 15, and 20 (% w/w) then added with 1% methyl ethyl ketone peroxide as catalizer. The parameters were characteristic of FTIR and impact strength. It was found that impact strength increased at each  of  composition  of  fillers  white  rice  husk  ash  (WRHA).  The  optimum  value  of  unsaturated  polyester composite filled WRHA are 7031 J/m 2 and 8297,333 J/m 2 for particle size maximum 100 and 250 mesh.
Keywords : white rice husk ash, composite, particle size, unsaturated polyester resin, impact strength

## Pendahuluan
Penggunaan  polimer  dan  komposit  dewasa  ini semakin  meningkat  di  segala  bidang.  Komposit berpenguat  serat  banyak  diaplikasikan  pada  alat-alat yang  membutuhkan  material  yang  mempunyai  dua perpaduan sifat dasar, yaitu kuat dan ringan. Pada saat ini  komposit  dengan  material  penyusun  sintetis  mulai beralih pada komposit dengan  material penyusun dari bahan  alami.  Adapun  penelitian  tentang  komposit polimer  pada  tahun  –  tahun  terakhir  lebih  difokuskan pada  pengisi  alami  daripada  pengisi  non  alami [2]. Resin poliester dikenal sebagi resin yang paling sering digunakan  untuk  pembuatan  komposit,  karena memandang  harganya  yang  murah,  memiliki  sifat fleksibel, mudah diproses, dibentuk dan memiliki sifat mekanik  yang  baik.  Namun  sifatnya  yang  rapuh membuat  resin  ini  selalu  dimodifikasikan  dengan sejumlah  bahan  berpengisi  [5].  Dalam  pembuatan komposit,  poliester  telah  banyak  dimodifikasi  dengan beberapa  serat  alami  misalnya  serbuk  kayu,  serat tandan  kosong  kelapa  sawit  (TKS),  serat  kayu  kelapa sawit  (KKS),  serat  buah  pinang  dan  serat  sintetik misalnya fiber  glass .  Pada  penelitian  yang  telah dilakukan  Ratri  Pantoro  pada  tahun  2010,  diperoleh bahwa  variasi  ukuran filler dan  jenis filler berpengaruh terhadap kekuatan mekanik komposit [7]. Abu  sekam  padi  biasanya  dimanfaatkan  sebagai pupuk,  sebagai  abu  pencuci  piring,  dibuang  atau dibiarkan  saja  tertimbun  di  atas  tanah.  Padahal  jika dimanfaatkan  sebagai filler komposit,  seperti  yang dijabarkan  pada  penelitian  oleh  Darwin  Yunus
Nasution  pada  tahun  2006,  dapat  menghasilkan produk  yang  berkualitas  dan  dapat  menaikkan  nilai dari abu sekam padi itu sendiri [6].

## Teori
Abu  sekam  padi  ternyata  mengandung  senyawa silika  cukup  tinggi.  Hasil  analisa  menunjukkan kandungan SiO 2 93 %, pH = 8, kadar air 2,70 %, luas permukaan  butiran  68  m 2 /gr  pada  ukuran  butir  325 mesh [6].
Abu  sekam  padi  putih  merupakan  hasil  dari sekam  padi  yang  dibakar  dengan  suhu  tinggi. Pembakaran  sekam  padi  akan  menghasilkan  abu sekam  padi  putih  dan  hitam.  Abu  sekam  padi  hitam masih  mengandung  lignoselulosa,  sedangkan  abu sekam  padi  putih  tidak  mengandung  lignoselulosa karena  telah  habis  terbakar  (pembakaran  sempurna). Adapun  matriks  yang  digunakan  adalah  poliester  tak jenuh.  Katalis  yang  digunakan  dalam  pembuatan komposit  ini  adalah  metil  etil  keton  peroksida (MEKP).
Poliester tak jenuh merupakan resin sintetik yang tersusun  dari  rantai  lurus,  yang  dihasilkan  dari  reaksi glikol  dengan  asam  difungsional  seperti  asam  maleat, asam adipat, dll. Penggunaan umum dari poliester tak jenuh  ini  adalah  untuk  impregnasi fiber  glass yang selanjutnya  dicetak  menjadi  bentuk  yang  diinginkan dengan  proses  ikatan  silang  menjadi  produk  plastik yang  bersifat  lebih  ringan  dari  pada  aluminium,  atau dapat lebih kuat dari baja [3].
Metil  Etil  Keton  Peroksida  adalah  suatu  bahan kimia yang dikenal dengan sebutan katalis. Katalis ini termasuk  senyawa  polimer  dengan  bentuk  cair, berwarna bening. Fungsi dari katalis adalah mempercepat  proses  pengerasan  ( curing )  pada  bahan matriks suatu komposit. Semakin banyak katalis yang dicampurkan  pada  cairan  matriks  akan  mempercepat proses  laju  pengeringan,  tetapi  akibat  mencampurkan katalis  terlalu  banyak  adalah  membuatan  komposit menjadi  getas.  Penggunaan  katalis  sebaiknya  diatur berdasarkan kebutuhannya [4].
Komposit  yang  telah  dibuat  akan  diuji  sifat  – sifat  mekanik  dan  karakteristiknya.  Salah  satunya adalah FTIR dan pengujian kekuatan bentur/impak.
Kekuatan  impak  adalah  suatu  kriteria  penting untuk  mengetahui  ketegasan  bahan  atau  ketahanan bahan  terhadap  daya  dengan  kecepatan  tinggi (hantaman).  Kekuatan  impak  suatu  bahan  polimer dapat diukur dengan menggunakan alat impact test [7]. Spektrofotometer infra merah terutama ditujukan untuk  senyawa  organik  yaitu  menentukan  gugus fungsional  yang  dimiliki  senyawa  tersebut.  Pola  pada daerah sidik jadi sangat berbeda satu dengan yang lain, karenanya hal ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi  senyawa  tersebut.  Penetapan  secara kualitatif  dapat  dilakukan  dengan  membandingkan tinggi  peak  (transmitansi)  pada  panjang  gelombang tertentu  yang  dihasilkan  oleh  zat  yang  diuji  dan  zat yang  standar.  Dalam  ilmu  material  analisa  ini digunakan untuk  mengetahui ada tidaknya reaksi atau interaksi  antara  bahan  –  bahan  yang  dicampurkan. Selain itu, nilai intensitas gugus yang terdeteksi dapat menentukan  jumlah  bahan  yang  bereaksi  atau  yang terkandung dalam suatu campuran [11].

## Metode

## 1. Bahan dan Alat
Abu  sekam  padi    yang  digunakan  diambil  dari Kilang  Padi  Ginting  yang  berada  di  Jalan  Tanjung Selamat, Kecamatan Sunggal. Sebelum digunakan abu sekam padi terlebih dahulu dikeringkan di bawah terik matahari  atau  dikeringkan  di  dalam  oven  selama  ±  2 jam, lalu diayak dengan ukuran ayakan 100 mesh dan 250 mesh ,  sedangkan  poliester  tak  jenuh  yang digunakan  adalah      seri      Yukalac      157 ® BQTN-EX Series.
Pencampuran  abu  sekam  padi  putih  dengan matriks poliester tak jenuh dilakukan di dalam beaker glass lalu  diaduk  menggunakan  spatula.  Komposit dicetak  menggunakan  cetakan  plastisin  diatas  kaca dan pengujiannya menggunakan alat FTIR SHIMADZU IR-PRESTIGE 21 dan alat Impact Tester GOTECH.
2.  Proses  Pembuatan  Komposit  Poliester  Tak Jenuh Berpengisi Abu Sekam Padi Putih
Abu  sekam  padi  putih  dikeringkan  terlebih dahulu dibawah terik matahari atau diovenkan ± 2 jam kemudian  diayak  /  saring  menggunakan  ayakan  100 dan  250 mesh .  Ukuran  partikel  100  dan  250 mesh
berarti ukuran partikel yang  dapat keluar dari ayakan 100  dan  250 mesh .  Maka  abu  sekam  padi  putih memiliki  ukuran  partikel  maksimum  100  dan  250 mesh. Poliester tak jenuh (UPR) dicampur dengan abu sekam  padi  putih  dengan  komposisi  pengisi  5,  10,  15 dan  20  (%  b/b)  lalu  ditambahkan  1%  katalis  MEKP dan  diaduk  hingga  rata.  Komposit  dicetak  pada cetakan  plastisin  diatas  kaca  untuk  pembuatan spesimen  uji  sesuai  dengan  ASTM.  Spesimen dibiarkan selama 24 jam, lalu diangkat dari cetakan.

## Hasil dan Pembahasan
1. Karakteristik Fourier Transform Infra Red
( FTIR)
Gambar  1  menunjukkan  hasil  karakteristik  FTIR dari  poliester  tak  jenuh  murni,  ASPP  dan  komposit poliester tak  jenuh berpengisi ASPP.

## Gambar  1.  Karakteristik  FTIR  Poliester  Tak Jenuh Berpengisi Abu Sekam Padi Putih
Pada  gambar  1  dapat  kita  lihat  bahwa  terjadi ikatan  Si-H  pada  komposit  poliester  tidak  jenuh  pada hasil karakteristik FTIR. Namun tidak ada reaksi yang dihasilkan  antara  pengisi  abu  sekam  padi  putih (ASPP) dengan matriks poliester tidak jenuh (UPR).
Ada tiga faktor yang mempengaruhi ikatan yakni: penjangkaran mekanik ( mechanical anchoring ), ikatan kimia  antara  serat  alam  dan  resin  dimana  gugus hidroksil  (-OH)  pada  rantai  belakang  resin  (poliester tidak  jenuh)  menyediakan  sebuah  daerah  untuk mengadakan ikatan hidrogen terhadap serat alam yang mengandung  banyak  gugus  hidroksil  dalam  struktur kimianya  dan  gaya  molekular  atraktif  (gaya  van  der Waals dan ikatan hidrogen) [10].
2. Kekuatan Bentur (Impact Strength)
Gambar  2  menunjukkan  pengaruh  penambahan bahan  pengisi  abu  sekam  padi  putih  pada  matriks poliester tak jenuh terhadap kekuatan bentur komposit untuk ukuran partikel 100 dan 250 mesh .
Gambar  2.  Pengaruh  Kandungan  dan  Ukuran Partikel  Bahan  Pengisi  ASPP  Terhadap  Kekuatan Bentur Komposit Poliester Tak Jenuh
Dari  Gambar  2  dapat  dilihat  bahwa  nilai kekuatan  bentur  komposit  poliester  tak  jenuh berpengisi  abu  sekam  padi  putih  berada  di  atas  nilai kekuatan bentur poliester tak jenuh murni. Rasio 95/5 artinya  95  %  matriks  poliester  tak  jenuh  dan  5  % bahan  pengisi  ASPP.  Peningkatan  ini  disebabkan karena  penambahan  ASPP  (rasio  95/5,  90/10,  85/15 dan  80/20).  Kecuali  untuk  ukuran  partikel  100  mesh pada  perbandingan  85/15,  nilai  kekuatan  benturnya mengalami  penurunan.  Penambahan  pengisi  ASPP tersebut akan menimbulkan interaksi dan mempengaruhi  sifat  –  sifat  dari  komposit,  termasuk kekuatan  benturnya.  Partikel  dari  ASPP  yang  cukup besar seperti ukuran partikel 100 mesh dan cenderung berikatan  atau  berkumpul  membentuk  algomerasi dalam  kondisi  lembab  yang  kemudian  berinteraksi  di daerah  antarfasa  sebagai  pengisi  dengan  matriks poliester  tak  jenuh  akan  mempengaruhi  kekuatan bentur  komposit.  Aglomerasi  mengurangi  kecocokan dari  pengisi  dan  matriks  [1].  Aglomerasi  berarti penggumpalan  bahan pengisi di dalam komposit. Dari gambar dapat juga kita lihat bahwa komposit poliester tak  jenuh  berpengisi  ASPP  dengan  ukuran  250 mesh memiliki    nilai  kekuatan  bentur  lebih    tinggi  dari komposit poliester tak jenuh berpengisi ASPP dengan ukuran  100 mesh .  Hal  ini  disebabkan  oleh  ukuran partikel  yang  lebih  kecil  akan  memiliki  luas permukaan  yang  lebih besar sehingga interaksi antara pengisi  dan  matriks  akan  semakin  kuat,  maka
kekuatan benturnya pun akan meningkat dibandingkan ukuran partikel yang lebih besar.

## Kesimpulan
Dari  hasil  uji  FTIR  didapat  bahwa  tidak terbentuk gugus baru pada komposit dan tidak adanya reaksi  yang  terjadi  pada  komposit  UPR-ASPP. Meningkatnya kandungan bahan pengisi  ASPP  dalam komposit cenderung meningkatkan kekuatan benturnya  pula.  Nilai  kekuatan  bentur  komposit dengan  ukuran  250 mesh lebih  tinggi  dibandingkan dengan komposit dengan ukuran partikel 100 mesh .

## DaftarPustaka
[1]  Awal,  A.S.M.  Abdul  dan  Siew  Kiat  Nguong, A Short-Term Investigation On High Volume Palm Oil  Fuel  Ash  (Pofa)  Concrete ,  35 th Conference on  Our  World  In  Concrete  &  Structures:  25-27 August 2010, Singapore, 2010.
[2]  Badri  M,  Muftil, Pengaruh  Pembebanan  Statik Terhadap  Perilaku  Mekanik  Komposit  Polimer Yang  Diperkuat  Serat  Alam ,  Jurnal  Dinamis Volume II No. 4, Universitas Riau, 2009.
[3]  Cowd,  M.  A., Kimia  Polimer ,  terjemahan  oleh Firma H., ITB, Bandung, 1991.
[4]  Justus  Kimia  Raya, Spesifikasi  Produk  UPR , http://justus.co.id Diakses pada 03 April 2013.
[5]  Najmi,  Noor, Sifat  Mekanik  dan  Termal Komposit  Hibrid  Poliester  Berpengisi  Nano Zarah Tanah Liat dan Gentian Kenaf Diperkuat Getah  Asli  Cecair ,  Tugas  Akhir,  Fakultas  Sains
dan Teknologi, Universitas Kebangsaan Malaysia, 2010.
[6]  Nasution,  Darwin  Yunus, Pengaruh  Ukuran Partikel  danberat  Abu  Sekam  Padi  Sebagai Bahan  Pengisi  Terhadap  Sifat  Kuat  Sobek, Kekerasan  dan  Ketahanan  Abrasi  Kompon , Jurnal Sains Kimia Volume 10, Fakultas FMIPA, Universitas Sumatera Utara, 2006.
[7]   Pantoro,  Ratri, Studi  Komparasi  Sifat  Mekanik Komposit  Resin  Poliester  dengan  Variasi  Filler Serbuk  Kayu ,  Tugas  Akhir,  Fakultas  Teknologi Industri,  Institut  Teknologi  Sepuluh  November, Surabaya, 2010.
[8]  Pavia,  D.  L.,  Lampman,  G.  M.,  Kriz,  G.  S., Introduction  To  Spectroscopy  :  A  Guide  for Students  of  Organic  Chemistry,  Singapore  : Brooks/Cole Thomson Learning hal 26, 2001.
[9]  Ratnasari,  Pengolahan  Cangkang  Kelapa  Sawit Dengan Teknik Pirolisis Untuk Produksi Bio-Oil, Skripsi, Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Semarang, 2011.
[10]  Ray,  D.,  Rout,  J.,  Thermoset  Biocomposites, Dalam  Mohanty,  A.K.,  Misra,  M.,  Drzal,  L.T., Natural Fibers, Biopolymers, And Biocomposites, CRC Press : U .S. A., 2005.
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 95/5 90/10  85/15  80/20  Murni K ek ua ta n B ent ur (J /m 2 ) Perbandingan Matriks dengan Pengisi 100 mesh 250 mesh UPR Murni
[11]  Sunariyo,  Karakteristik  Komposit  Termoplastik Polipropilena  Dengan  Serat  Sabut  Kelapa Sebagai  Pengganti  Bahan  Palet  Kayu,  Tesis Magister,  Sekolah  Pascasarjana,  USU,  Medan, 2008.