Modifikasi dan Karakterisasi Nanokomposit Karet Alam Siklis- Poliamida/Bentonit dengan Asam Oleat dan Divinilbenzena Sebagai Kompatibiliser Untuk Bahan Pengikat Cat

Abstract

Cyclic natural rubber (CNR) is widely used as a resin for paint binder, but still has a weakness in terms of compatibility with polar surfaces such as polyamide (PA). The cause of immiscible PA and CNR is due to the difference in polarity and very weak surface tension energy. This study aims to modify CNR with oleic acid (OA) using dicumyl peroxide (DCP) and divinylbenzene (DVB) with the copolymer grafting method in an internal mixer and the addition of nanobentonite as filler. The copolymer grafting process of OA into the CNR molecular chain before and after it has been purified has been successfully carried out. This can be proven from the results of characterization by FT-IR and DSC. Based on the FT-IR spectrum analysis, there appeared a new absorption band, which was not present in the FT-IR CNR spectrum, namely the band with the wave number 1.713 cm-1 indicating the presence of a carbonyl carboxylate group C=O derived from OA grafted on the CNR molecular chain, strengthened with an absorption band of wave number 1.167 cm-1 indicating the presence of CO stretching from DCP and absorption band of wave number 709 cm-1 indicating the presence of a CH bond originating from DVB. Based on the DSC analysis, the temperature Tg CNR-g-AO before purification was 55.73 oC, after purification it decreased to 48.66 oC. The temperature of Tg decreases with increasing OA monomer concentration in the grafting reaction. The more OA monomer concentration was added in the grafting reaction, the lower the Tg CNR-g- OA temperature formed. After the addition of the CNR-g-AO compatibilizer and nanobentonite filler into the PA/CNR alloy as much as 2% each was able to increase the homogeneity of the interface to produce a compatible mixture, this can be proven based on the analysis of the SEM morphological structure, it can be seen that the entire surface of the PA/CNR alloy nanocomposite is already present. There are no more empty voids, all the bentonite filling material is evenly dispersed into the PA and CNR mixture. The conclusion from the research results is that CNR has a large enough potential to be used as a paint binder.

Karet alam siklis (KAS) banyak digunakan sebagai resin untuk bahan pengikat cat, namun masih memiliki kelemahan dalam hal ketercampurannya (compatibility) terhadap permukaan polar seperti poliamida (PA). Penyebab PA dan KAS tidak dapat bercampur (immicible) karena perbedaan polaritas dan energi tegangan permukaan yang sangat lemah. Penelitian ini bertujuan untuk memodifikasi KAS dengan asam oleat (AO) menggunakan inisiator dikumil peroksida (DCP) dan divinilbenzena (DVB) melalui metode kopolimer grafting di dalam internal mixer serta penambahan bahan pengisi nanobentonit. Proses kopolimer grafting AO kedalam rantai molekul KAS sebelum dan sudah dimurnikan telah berhasil dilakukan hal ini dapat dibuktikan dari hasil karakterisasi dengan FT-IR dan DSC. Berdasarkan analisa spktrum FT-IR, ada muncul pita serapan baru, yang tidak ada terdapat pada spektrum FT-IR KAS yaitu pita bilangan gelombang 1.713 cm-1 menunjukkan adanya gugus karbonil karboksilat C=O berasal dari AO yang tercangkok pada rantai molekul KAS, diperkuat dengan pita serapan bilangan gelombang 1.167 cm-1 menunjukkan adanya uluran C-O berasal dari DCP dan pita serapan bilangan gelombang 709 cm-1 menunjukkan adanya ikatan C-H berasal dari DVB. Berdasarkan analisa DSC suhu Tg KAS-g-AO sebelum dimurnikan diperoleh sebesar 55.73 oC, setelah dimurnikan turun menjadi 48.66 oC. Suhu Tg semakin menurun seiring dengan meningkatnya konsentrasi monomer AO dalam reaksi grafting. Semakin banyak konsentrasi monomer AO ditambahkan dalam reaksi grafting maka suhu Tg KAS-g-AO yang terbentuk semakin menurun. Pasca penambahan kompatibiliser KAS-g-AO dan bahan pengisi nanobentonit kedalam paduan PA/KAS masing-masing sebanyak 2% mampu meningkatkan homogenitas interfase paduan menghasilkan campuran yang kompatibel, hal ini dapat dibuktikan berdasarkan analisa struktur morfologi SEM terlihat seluruh permukaan nanokomposit paduan PA/KAS sudah tidak ada lagi terdapat rongga-rongga yang kosong, semua bahan pengisi bentonit terdispersi secara merata pada paduan PA/KAS. Kesimpulan dari hasil penelitian bahwa KAS memiliki potensi yang cukup besar untuk digunakan sebagai bahan pengikat cat.