Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Studi ini menyelidiki fungsionalisasi gugus hidrofilik yang diinduksi oleh iradiasi gamma pada polietilen densitas tinggi yang didaur ulang (r-HDPE) sebagai coupling agent potensial untuk komposit polimer kayu (WPC). Dalam penelitian ini, r-HDPE diiradiasi dengan sinar gamma dari 0 hingga 200 kGy. Iradiasi gamma dilakukan dengan laju dosis 3 kGy/jam dalam lingkungan tertutup. Sampel yang diperoleh kemudian diuji menggunakan Spektroskopi Inframerah Transformasi Fourier (FTIR), Kalorimetri pemindaian diferensial (DSC), dan Uji jatuh sessile untuk memahami perubahan fungsionalisasi, perubahan reaksi samping, dan perubahan sifat permukaan masing- masing. Selanjutnya, kerja adhesi (Wa), Koefisien Penyebaran (Sc), dan Energi Bebas Permukaan (SFE) dapat diukur dan dihitung berdasarkan data uji jatuh sessile yang diperoleh. Dari sini ditemukan bahwa sampel bubuk mengalami peningkatan fungsionalisasi yang lebih dibandingkan dengan sampel pelat, terutama pada puncak FTIR keton dan ester. Selain itu, sampel bubuk mengalami lebih sedikit reaksi samping dibandingkan dengan sampel pelat berdasarkan perubahan minimum yang terjadi pada DSC. Berdasarkan uji sessile drop, baik sampel serbuk maupun pelat mengalami penurunan sudut pembasahan. Dengan demikian, menunjukkan bahwa iradiasi gamma menurunkan sudut pembasahan karena fungsionalisasi gugus hidrofilik pada sampel. Hebatnya, sampel pelat mengalami adhesi kerja, koefisien penyebaran, dan energi bebas permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan sampel bubuk. Hal ini disebabkan adanya perbedaan kekasaran permukaan antar sampel. Sehingga menghasilkan perbedaan sudut pembasahan dan perhitungan. Terlepas dari itu, perhitungan menunjukkan bahwa pelat r-HDPE yang diiradiasi pada 50 kGy dengan SFE sebesar 50,55 mJ/m2 menunjukkan kinerja serupa dengan kayu (menggunakan 53 mJ/m2 sebagai referensi). Selain itu, pelat r-HDPE yang diiradiasi pada 150 dan 200 kGy menampilkan SFE terbaik masing-masing sebesar 68,76 dan 68,16 mJ/m2. Dengan demikian, penelitian ini membuktikan bahwa iradiasi gamma meningkatkan energi bebas permukaan dan kompatibilitas r-HDPE dengan serat kayu, terutama di atas 50 kGy. ......This study investigates the functionalization of hydrophilic groups induced by gamma irradiation on recycled high-density polyethylene (r-HDPE) as a potential coupling agent for wood polymer composites (WPC). Within this study, r-HDPE is irradiated with gamma-rays from 0 to 200 kGy. The gamma irradiation is conducted with a dosage rate of 3 kGy/hour within a closed environment. The obtained sample is then tested using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), Differential scanning calorimetry (DSC), and Sessile drop test in order to understand the changes in functionalization, changes in side-reaction, and changes in surface properties, respectively. Furthermore, work of adhesion (Wa), Spreading Coefficient (Sc), and Surface Free Energy (SFE) can be quantified and calculated based on the obtained sessile drop test data. From this, it is found that the powder sample experiences an increased functionalization compared to the plate sample, notably on ketone and ester FTIR peaks. Moreover, the powder sample experiences less side-reactions compared to the plate sample based on the minimum changes occurred in the DSC. Based on the sessile drop test, both of the powder and plate sample experiences a decrease in wetting angle. As such, showcasing that gamma irradiation decreases the wetting angle due to the functionalization of hydrophilic groups on the sample. Interestingly, the plate sample experiences more work adhesion, spreading coefficient, and surface free energy compared to the powder sample. This is due to the surface roughness difference between the sample. Thus, resulting in a difference in wetting angle and the following calculation. Regardless, the calculation showed that plate r-HDPE irradiated at 50 kGy with the SFE value of 50.55 mJ/m2 demonstrates similar performance with wood (using 53 mJ/m2 as reference). Moreover, plate r-HDPE irradiated at 150 and 200 kGy showcases the best SFE at 68.76 and 68.16 mJ/m2 respectively. With in mind, this study proofed that gamma irradiation increases the surface free energy and compatibility of r-HDPE with wood fibres, especially above 50 kGy.

Abstrak :
Plastik jenis polietilena menjadi salah satu penyumbang limbah plastik terbesar di Indonesia, bahkan di dunia. Plastik daur ulang dapat dikombinasikan dengan limbah serat kayu untuk membuat komposit termoplastik yang bermanfaat dan memiliki nilai ekonomis, seperti Wood Polymer Composite (WPC). Daya rekat antarmuka yang buruk antara pengisi yang bersifat hidrofilik dan matriks yang bersifat hidrofobik menjadi masalah utama terkait dengan campuran komposit termoplastik-kayu. Modifikasi permukaan dengan metode iradiasi gamma dapat menjawab permasalahan tersebut dengan cara menghasilkan radikal bebas yang dapat menginduksi pemotongan rantai atau rekombinasi, percabangan, atau ikatan silang (crosslink). WPC yang digunakan pada penelitian ini terbuat dari matriks recycled-polyethylene (rPE) dan pengisi tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dengan tambahan compatibilizer PE-g-MA melalui iradiasi sinar gamma. rPE yang digunakan berbentuk pellet dan flakes dengan rasio komposisi TKKS sebesar 10%, 20%, dan 30%. Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk menguji potensi iradiasi sinar gamma dengan berbagai dosis radiasi dalam meningkatkan sifat mekanik dan termal WPC. Iradiasi sinar gamma dilakukan pada dosis 0, 25, 50, 75, dan 100 kGy dengan laju dosis 3.5 kGy/h menggunakan sumber 60Co. Sifat mekanik dan termal WPC diukur dengan menggunakan universal testing machine (UTM), differential scanning calorimetry (DSC), dan fourier transform infrared (FTIR). Hasil menunjukkan bahwa perilaku mekanis seperti kekuatan tarik dan elongasi saat putus meningkat seiring meningkatnya dosis radiasi, mencapai nilai optimum pada dosis 50 kGy akibat terjadi pembentukan ikatan silang (crosslinking) yang akan mengikat molekul lebih erat satu sama lain sehingga interaksi matriks dan pengisi lebih tinggi dan menjadikan komposit bersifat lebih kompatibel. Terjadi degradasi oksidatif dari proses iradiasi gamma pada dosis 100 kGy yang menimbulkan pemotongan rantai (chain scission) sehingga rantai polimer meleleh pada suhu yang lebih rendah. Efek iradiasi gamma pada rPE merupakan proses oksidatif yang meningkatkan konsentrasi gugus karbonil serta getaran peregangan –OH dari TKKS atau gugus hidroksil yang dapat diperkenalkan pada molekul rPE ......Polyethylene plastic is one of the largest contributors to plastic waste in Indonesia, even in the world. Recycled plastics can be combined with waste wood fibers to make useful and economical thermoplastic composites, such as Wood Polymer Composite (WPC). Poor interfacial adhesion between the hydrophilic filler and the hydrophobic matrix is ​​a major problem associated with wood-thermoplastic composites. Surface modification by gamma irradiation method can answer these problems by generating free radicals that can induce chain scission or recombination, branching, or crosslinking. The WPC used in this study is made of recycled-polyethylene (rPE) matrix and empty fruit bunch of oil palm (EFB) filler with the addition of a PE-g-MA compatibilizer through gamma ray irradiation. The rPE used was in the form of pellets and flakes with an EFB composition ratio of 10%, 20%, and 30%. The main objective of this study was to examine the potential of gamma ray irradiation with various radiation doses in improving the mechanical and thermal properties of WPC. Gamma ray irradiation was carried out at doses of 0, 25, 50, 75, and 100 kGy at a dose rate of 3.5 kGy/h using a 60Co source. The mechanical and thermal properties of WPC were measured using a universal testing machine (UTM), differential scanning calorimetry (DSC), and fourier transform infrared (FTIR). The results show that mechanical behavior such as tensile strength and elongation at break increases with increasing radiation dose, reaching the optimum value at a dose of 50 kGy due to the formation of crosslinking which will bind the molecules more tightly so that the matrix and filler interactions are higher and make composites more compatible. Oxidative degradation occurs from the gamma irradiation process at a dose of 100 kGy which causes chain scission so that the polymer chain melts at a lower temperature. The effect of gamma irradiation on rPE is an oxidative process that increases the concentration of carbonyl groups as well as stretching vibrations of –OH from EFB or hydroxyl groups that can be introduced to the rPE molecule.

Abstrak :
Produksi plastik dunia tahun 2019 meningkat 22,900% dari produksi tahun 1950. Tingginya tingkat produksi tidak berbanding dengan tingkat daur ulang plastik yang konstan berada di angka 9%. Limbah plastik yang tidak terdaur ulang berpotensi memberikan dampak negatif bagi lingkungan. Tidak hanya limbah plastik/anorganik, limbah organik Indonesia dengan potensi 49.6 juta ton juga mengancam lingkungan. Untuk mengatasi masalah ini, metode daur ulang digunakan untuk mengubah limbah anorganik dan limbah organik menjadi WPC (Wood Polymer Composite) yang memiliki keunggulan berupa kekakuan dan kekerasan yang tinggi serta ringan. Akan tetapi, produk WPC dari limbah anorganik dan organik memiliki kompatibilitas yang buruk karena perbedaan sifat alami kedua material. Untuk mengatasi masalah tersebut, metode iradiasi elektron digunakan untuk meningkatkan kompatibilitas WPC melalui pembentukan radikal bebas yang dapat menginisasi pemotongan rantai, penggabungan rantai, dan ikatan silang. Formulasi WPC yang digunakan pada penelitian ini adalah 78% limbah polietilena (rPE), 20% limbah sekam padi, dan 2% limbah polietilena teriradiasi (i-rPE) dengan variabel dosis iradiasi 100, 200, dan 300 kGy. Limbah polietilena teriradiasi akan dikarakterisasi menggunakan Differential Scanning Calorimetry (DSC) dan Fourier Transform Infrared (FTIR) sebelum di-rheomix dengan kedua bahan lain menjadi WPC yang kemudian dikarakterisasi menggunakan Universal Testing Machine (UTM) dan Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM-EDS). dan Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM-EDS). Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada sifat kimia diketahui seiring dengan meningkatnya dosis iradiasi gugus fungsi karbonil dan hidroksil yang terbentuk semakin banyak dan menstimulasi proses mekanisme crosslink dan chain scission. Pada perilaku termal temperatur leleh diketahui menurun karena adanya chain scission. Pada perilaku mekanis kekuatan tarik dan elongasi menurun pada dosis 100 kGy dan kembali naik lalu turun pada dosis 200 dan 300 kGy. Hal ini disebabkan oleh kurangnya gugus fungsi hidroksil dan karbonil dan beberapa faktor seperti degradasi, kadar air, perbedaan ukuran mesh pada sekam padi, dan kurangnya komposisi compatibilizer. ......World plastic production in 2019 increased by 22.900% from production in 1950. The high production level is not proportional to the plastic recycling rate, which remains constant at 9%. Plastic waste that is not recycled has the potential to hurt the environment. Besides plastic/inorganic waste, Indonesia's organic waste, with a potential of 49.6 million tons, threatens the environment. To overcome this problem, recycling methods are used to transform inorganic and organic waste into WPC (Wood Polymer Composite), which has the advantages of high stiffness, hardness, and lightweight. However, WPC products from inorganic and organic waste have poor compatibility due to differences in the natural properties of the two materials. To overcome this problem, the electron irradiation method is used to increase the compatibility of WPC through the formation of free radicals that can initiate chain scission, chain joining, and cross-linking. The WPC formulation used in this research was 78% polyethylene waste (rPE), 20% rice husk waste, and 2% irradiated polyethylene waste (i-rPE) with variable irradiation doses of 100, 200, and 300 kGy. Irradiated polyethylene waste will be characterized using Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Fourier Transform Infrared (FTIR) before being rheomixed with the other two materials to become WPC, which is then characterized using Universal Testing Machine (UTM) and Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEMEDS). The results show that the chemical properties are known as the radiation dose increases, more carbonyl and hydroxyl functional groups are formed and stimulate the process of crosslink and chain scission mechanisms. In thermal behavior, the melting temperature decreases due to chain scission. In mechanical behavior, tensile strength and elongation decreased at a dose of 100 kGy and increased and then decreased at 200 and 300 kGy doses. The behavior is caused by factors such as lack of hydroxyl and carbonyl group function and factors such as degradation, water content, differences in rice husk’s mesh size, and lack of compatibilizer’s composition.

Abstrak :
Penggunaan plastik sehari-hari meningkatkan sampah plastik sulit terurai, sementara limbah tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dari industri minyak kelapa sawit juga menjadi masalah lingkungan signifikan. Penelitian ini mengkaji pengaruh iradiasi electron beam terhadap sifat kimia dan fisik recycled polyethylene (rPE) serta kompatibilitasnya dengan TKKS dalam komposit Wood Plastic Composite (WPC). Iradiasi electron beam digunakan untuk memodifikasi rPE agar lebih kompatibel dengan TKKS. RPE diiradiasi dengan dosis 0, 100, 200, dan 300 kGy, kemudian dikarakterisasi menggunakan Melt Flow Index (MFI) dan pengukuran sudut kontak. Hasil menunjukkan dosis iradiasi mempengaruhi viskositas dan sifat permukaan rPE. Pada dosis 100 kGy, terjadi peningkatan hubung silang yang menurunkan MFI, sementara pada 300 kGy, chain scission dominan meningkatkan MFI. Pengukuran sudut kontak menunjukkan peningkatan sifat hidrofilik hingga dosis 200 kGy, namun sedikit meningkat pada 300 kGy. Uji mekanik menggunakan Universal Testing Machine (UTM) menunjukkan WPC dengan iradiasi 100 kGy memiliki tensile strength dan elongation at break lebih tinggi dibandingkan tanpa iradiasi. Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM) menunjukkan peningkatan adhesi antara serat TKKS dan matriks rPE pada sampel dengan iradiasi 100 kGy, menghasilkan struktur yang lebih homogen dan kuat. Penelitian ini menunjukkan iradiasi electron beam pada dosis optimal dapat meningkatkan sifat mekanik dan kompatibilitas WPC, menjadikannya alternatif potensial untuk mengatasi masalah lingkungan. ......The use of plastic in daily life has led to an increase in non-degradable plastic waste, while empty fruit bunch (EFB) waste from the palm oil industry also poses a significant environmental problem. This study examines the effects of electron beam irradiation on the chemical and physical properties of recycled polyethylene (rPE) and its compatibility with EFB in the formation of Wood Plastic Composite (WPC). Electron beam irradiation is used to modify rPE to improve compatibility between hydrophobic rPE and hydrophilic EFB. In this study, rPE was irradiated at doses of 0, 100, 200, and 300 kGy, followed by characterization using Melt Flow Index (MFI) and contact angle measurements. Results showed that irradiation doses affect the viscosity and surface properties of rPE. At a dose of 100 kGy, increased hubung silang reduced MFI, while at 300 kGy, chain scission was dominant, significantly increasing MFI. Contact angle measurements indicated increased hydrophilicity up to a dose of 200 kGy, with a slight increase at 300 kGy. Mechanical testing using a Universal Testing Machine (UTM) showed that WPC irradiated at 100 kGy had higher tensile strength and elongation at break compared to non-irradiated samples. Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis revealed improved adhesion between EFB fibers and the rPE matrix in samples irradiated at 100 kGy, resulting in a more homogeneous and robust structure. This study demonstrates that optimal electron beam irradiation doses can enhance the mechanical properties and compatibility of WPC, making it a potential alternative for addressing environmental issues.