8
Aktivasi Permukaan . Aktivasi permukaan merupakan modifikasi suatu material guna meningkatkan daya rekat permukaan suatu material dengan material lainnya, seperti antara permukaan parutan karet dengan aspal atau dengan polipropilena. Cara inivatif ini diharapkan dapat memanfaatkan serbuk ban bekas sebagai bahan pengisi termodifikasi. Dalam beberapa penggunaan material termodifikasi, permukaan serbuk ban bekas diaktifkan dengan metode grafting atau penempelan gugus fungsional yang berfungsi sebagai gugus pengikat, seperti maleic anhidrida (MA) atau senyawa epoxide seperti glycidyl methacrylate (GMA). Grafting diperlukan 3 komponen untuk berlangsungnya grafting lewat transfer rantai : polimer, monomer, inisiator. Fungsi inisiator adalah untuk mempolimerisasi monomer sehingga membantu radikal, ion atau kompleks koordinasi polimerik yang kemudian bisa menyerang polimer asal atau biasa, rasio reaktivitas monomer-monomer juga perlu dipertimbangkan untuk memastikan grafting akan terjadi. Juga perlu untuk memperhatikan frekuensi transfer untuk menetapkan jumlah grafting. Biasanya, campuran homopolimer-homopolimer terjadi bersamaan dengan kopolimer grafting. Grafting biasanya terjadi pada letak-letak yang bisa menerima reaksi-reaksi transfer, seperti pada karbon-karbon yang bersebelahan dengan ikatan rangkap dua dalam polidiena atau karbon-karbon yang bersebelahan dengan gugus karbonil. Radiasi adalah yang paling banyak dipakai untuk memberikan

Aktivasi Permukaan

Embed Size (px)

DESCRIPTION

rangkuman

Citation preview

Aktivasi Permukaan . Aktivasi permukaan merupakan modifikasi suatu material guna meningkatkan daya rekat permukaan suatu material dengan material lainnya, seperti antara permukaan parutan karet dengan aspal atau dengan polipropilena. Cara inivatif ini diharapkan dapat memanfaatkan serbuk ban bekas sebagai bahan pengisi termodifikasi. Dalam beberapa penggunaan material termodifikasi, permukaan serbuk ban bekas diaktifkan dengan metode grafting atau penempelan gugus fungsional yang berfungsi sebagai gugus pengikat, seperti maleic anhidrida (MA) atau senyawa epoxide seperti glycidyl methacrylate (GMA).

Grafting diperlukan 3 komponen untuk berlangsungnya grafting lewat transfer rantai : polimer, monomer, inisiator. Fungsi inisiator adalah untuk mempolimerisasi monomer sehingga membantu radikal, ion atau kompleks koordinasi polimerik yang kemudian bisa menyerang polimer asal atau biasa, rasio reaktivitas monomer-monomer juga perlu dipertimbangkan untuk memastikan grafting akan terjadi. Juga perlu untuk memperhatikan frekuensi transfer untuk menetapkan jumlah grafting. Biasanya, campuran homopolimer-homopolimer terjadi bersamaan dengan kopolimer grafting.Grafting biasanya terjadi pada letak-letak yang bisa menerima reaksi-reaksi transfer, seperti pada karbon-karbon yang bersebelahan dengan ikatan rangkap dua dalam polidiena atau karbon-karbon yang bersebelahan dengan gugus karbonil. Radiasi adalah yang paling banyak dipakai untuk memberikan letakletak aktif untuk kopolimerisasi grafting. Proses ini dikerjakan dengan radiasi ultraviolet atau cahaya tampak, dengan atau tanpa potosensitizer tambahan atau dengan radiasi ionisasi. Reaksi-reaksi radikal bebas terlibat dalam semua kasus. Kesulitan utama adalah bahwa radiasi menimbulkan grafting. Hal ini sampai batas tertentu telah dihilangkan dengan pra radiasi polimer sebelum penambahan monomer baru. Salah satu metode adalah mempra-radiasi polimer tersebut ketika hadir udara atau oksigen untuk membentuk gugus-gugus hidroperoksida diatas kerangkanya. Penambahan monomer berikutnya dan pemanasan akan menghasilkan polimerisasi radikal pada letak-letak peroksida yang disertai dengan beberapa homopolimerisasi dan homopolimerisasi ini di inisiasi oleh radikal-radikal hidroksi yang terbentuk selama homolisis hidroperoksida. Praradiasi bisa juga dikerjakan ketika tidak ada udara untuk membentuk radikal-radikal bebas yang ditangkap dalam matriks polimer yang kental. Kemudian monomer ditambahkan. Metode ini sangat tidak efisien karena rendahnya konsentrasi radikal yang bisa ditangkap dan homopolimerisasi masih bisa terjadi melalui reaksi-reaksi transfer rantai. Radiasi langsung monomer dan polimer sekaligus telah digunakan secara ekstensif. Karena kopolimerisasi mungkin terjadi. Monomer dan polimer harus dipilih dengan hati-hati. Pada umumnya, kombinasi terbaik adalah antara polimer yang sangat sensitif terhadap radiasi, yakni polimer yang membentuk konsentrasi radikal yang tinggi dan monomer yang tidak sangat sensitif. Homopolimerisasi bisa dikurangi dengan memberikan radiasi yang sekejap sedangkan monomer dibiarkan berdifusi melewati polimer. Grafting radiasi terhadap emulsi-emulsi polimer juga merupakan cara efektif untuk meminimumkan homopolimerisasi, karena medium reaksi tetap fluid bahkan pada tingkat konversi yang tinggi. Metode lain dari grafting radiasi melibatkan radiasi terhadap campuran homopolimer. Lepas dari fakta bahwa sebahagian besar polimer bersifat inkompatibel. Teknik ini pemakaiannya terbatas, karena ikat silang antara rantai-rantai polimer demikian bisa terjadi dengan kemungkinan yang sama (Steven MP, 2001).

Setelah proses grafting selesai maka Maleat anhidrat berikatan dengan gugus hidroksil. Gugus anhidrida pada maleat anhidrat sangat reaktif terhadap gugus hidroksil yang terdapat pada pati, sehingga berikatan secara kovalen membentuk gugus ester dan membentuk gugus asam yang kemudian berikatan hidrogen dengan gugus hidroksil lainnya pada pati. semakin banyak molekul anhidrida maleat yang tercangkok pada PE-MA maka ikatan-ikatan tersebut diatas semakin banyak sehingga ikatan antara matriks polietilena dengan pati semain kuat. Sedangkan PE dalam PE-MA larut atau berpadu (miscible) dengan matrik komposit.

Blending adalah suatu metode pencampuran antara dua atau lebih bahan. Proses berlangsung secara fisik berupa kontak permukaan yakni terjadi interaksi antar molekul polimer . Yang memegang penting dalam proses ini adalah parameter solubility (kelarutan) antar polimer yang akan dicampur. Disamping parameter tersebut ,tingkat polaritas polimer juga penting. Jika suatu bahan bersifat polar sedangkan yang lain bersifat non polar maka perlu ditambahkan bahan penyerasi atau kompatibiliser. Tujuan blending adalah menghasilkan suatu bahan dengan spesifikasi sifat yang diinginkan dimana diharapkan kualitas bahan yang dihasilkan akan lebih baik dari bahan asli. Dalam beberapa tahun terakhir, pengembangan metode baru menggunakan sistem blending polimer dan curing yakni penggunaan zat pengikat (compatibilizer) seperti senyawa urethane berkembang pesat terutama untuk produk sederhana seperti compressing molding. Metode ini bia sa digunakanuntuk menghasilkan produk berkapasitas tinggi dengan teknologi sederhana seperti produk alas kaki, tikar, penyeberangan jalan kereta api, bumper mobil dan bumper removal, dan alas karpet atletik. Pencampuran polimer adalah cara yang paling sesuai untuk pengembangan material baru karena dapat menghasilkan bahan baru yang mempunyai sifat yang unggul dibandingkan masing-masing materi pembentuknya. Metode ini biasanya lebih murah dan hanya memerlukan waktu singkat untuk menghasilkan bahan polimer baru dibandingkan dengan metode polimerisasi dengan penemuan polimer baru dari monomer baru Keuntungan lain dari pencampuran polimer adalah sifat-sifat bahan dapat disesuaikan dengan menggabungkan komponen polimer dengan cara mengubah komposisi campuran. Untuk meningkatkan daya rekat permukaan bahan pada proses blending dan menstabilkan kondisi morfologi dalam campuran polimer, berbagai metode telah dikembangkan beberapa saat yang lalu. metode untuk meningkatkan kompatibilitas immiscible blends diataranya adalah menambahkan polimer yang sudah difungsionalisasi sehingga mampu meningkatkan interaksi tertentu dan/atau bereaksi secara kimia. Fungsionalisasi dapat dilakukan sebelum pencampuran polimer atau sekaligus dalam proses pencampuran dalam mesin pencampur (extruder) sehingga akan terbentuk blok atau graft-kopolimer, halogenasi, sulfonasi, formasi hydroperoksida, dan lai-lain. Perkembangan terakhir dalam produksi campuran polimer menggunakan metode reaktif blending bergantung pada pembentukan langsung kopolimer atau interaksi polimer. Biasanya polimer reaktif dapat dihasilkan oleh radikal bebas kopolimerisasi atau disebut reaktif grafting kepada rantai induk polimer. Gugus fungsional, seperti anhydride, epoxy, oxazoline, yang terikat pada rantai induk polimer sering dipilih untuk reaktif blending.

Molekul polimer berikatan rangkap sangat peka terhadap inisiator maupun energi radiasi ataupun kalor., membentuk suatu spesies aktif (pusat aktif). Selanjutnya dengan monomer lain pusat aktif tersebut akan membentuk polimer adisi dengan memindahkan gugus pusat aktif pada ujung polimer berantai. Pusat aktif dapat pula bereaksi dengan molekul medium atau molekul lain dalam sistem membentuk pusat lain sehingga dalam waktu relatif singkat ribuan molekul monomer dapat terinisiasi oleh suatu inisiator. Mekanisme polimerisasi melibatkan tahap- tahap inisiasi, propogasi, dan terminasi. Tahap inisiasiTahap pembentukan awal radikal-radikal bebas. Radikal bebas dapat dihasilkan terutama melaui dekomposisi termal senyawa peroksida dan hiperoksida. Radikal dari senyawa tersebut beradisi pada ikatan ganda dua karbon dan monomer penyususn molekul. PropagasiSetelah terbentuk radikal bebas tersebut akan mengawali sederetan reaksi dimana terbentuk radikal bebas baru. Secara kolektif, terbentuknya reaksi-reaksi ini disebut tahap propagasi. Rantai karbon terus tumbuh memanjang sampai terjadi reaksi penghentian rantai. Pada hakikatnya pembentukan awal beberapa radikal bebas mengakibatkan perkembangbiakan radikal-radikal bebas baru dalam suatu rekai rantai radikal.TerminasiProses propagasi akan berlangsung sampai molekul monomer habis bereaksi. Bila konsentrasi monomer sistem menurun, kemungkinan reaksi antara pusat aktif dengan monomer menjadi kecil. Sebaliknya pusat aktif akan cenderung berinteraksi satu sama lain dengan spesies lain dalam sistem sampai membentuk polimer yang mantap.