Jurnal Reaksi (Journal of Science and Technolog.
Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Vol.
22 No.
December 2024 ISSN 1693-248X
PENGOLAHAN BENTONIT MURNI MENJADI BENTONIT NANOKOMPOSIT
Suryani1* Department of Chemical Engineering.
Lhokseumawe State Polytechnic.
Lhokseumawe City *Email: suryanisalim@pnl.
ABSTRAK
Penelitian pendahuluan untuk mengolah bentonit yang bersumber dari bahan anorganik dan bersifat hydrofillik telah berhasil dilakukan.
Pengolahan ini dilakukan untuk menghasilkan bentonit yang sesuai dengan polimer yang berbahan organik dan bersifat hydrofobic.
Kesesuaian ini penting dalam rangka menghasilkan suatu polymer baru yang lebih baik dari segi sifat mekanik, fisik dan kimia daripada polymer asli.
Pada penelitian ini pengujian dilakukan dengan mengunakan X-ray diffraction (X-RD) dimana hasil yang diperoleh adalah d-spacing bentonit yang belum diolah, 1.
57 nm dan setelah diolah dengan CTAB d-spacing melebar menjadi 1.
96, yang bermakna sejumlah alkyl ammonium sudah terinterkalasi dalam lapisan bentonit murni.
Kata kunci : bentonit, interkalasi dan organik
ABSTRACT
Preliminary research to process bentonite sourced from inorganic and hydrophilic materials has been successfully carried out.
This processing is carried out to produce bentonite which is suitable for polymers which are organic and hydrophobic in nature.
This compatibility is important in order to produce a new polymer that is better in terms of mechanical, physical and chemical properties than the original polymer.
In this research, testing was carried out using X-ray diffraction (X-RD) where the results obtained were the d-spacing of unprocessed bentonite, 1.
57 nm and after processing with CTAB the d-spacing widened to 1.
96, which means a number of alkyl ammonium had been intercalated in a layer of pure bentonite.
Key words: bentonite, intercalation and organic PENDAHULUAN Untuk meningkatkan suatu sifat yang diinginkan dalam termoplastik atau thermoseting polimer, seperti : kekuatan .
, kekakuan .
dan juga ketahanan terhadap panas .
ire retardan.
, polimer sering ditambahkan dengan bahan-bahan pengisi .
Bahan ditambahkan ke dalam polimer adalah bahan yang mampu menyatu secara homogen ke dalam matriksnya, dan yang paling sering ditambahkan adalah talc, mica, kapur dan bentonit [Florencio G.
Berhubungan dengan sifat homogen diatas, sering polimer yang berasal dari bahan organik dengan pengisinya .
berasal dari bahan anorganik tidak mampu menjadi homogen, disebabkan oleh berbedanya energi permukaan dari kedua bahan tersebut [ Jin H.
, 2.
Untuk menyelesaikan permasalahan diatas filler dapat dimodifikasi dengan bahan organik seperti alkyl ammonium.
Permasalahan lain yang kerap dihadapi adalah rendahnya sifat elastis pada polimer komposit yang dihasilkan, akibat dari penambahan filler.
Pengaruh ini dapat dicermati dengan penambahan filler yang seminimal mungkin, seperti Jurnal Reaksi (Journal of Science and Technolog.
Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Vol.
22 No.
December 2024 ISSN 1693-248X nanokomposit [ T.
Gopakumar,2002 .
Nehal S and Mohammed S.
, 2.
Dalam struktur nanokomposit ini, filler yang umunya berasal dari mineral tanah liat .
seperti montmorillonite .
erupakan komponen utama dari bentonit.
, dimana jika bentonit tadi ditambahkan dalam persentasi yang sangat rendah ( 1Ae 5% bera.
akan kekuatan mekanik .
echanical strengt.
, ketahanan terhadap panas .
hermal stabilit.
, dan permeability sehingga 60% dari sifat asli polimer tanpa adanya penambahan bentonit [ Masaya K.
, 1999
Akane O.
and Arimitsu U, 1.
Struktur dari bentonit adalah berasal dari keluarga 2 : 1 phillosilicate.
Kristal ini mengan-dung struktur yang memiliki dua lapisan tertahydrally dan octahedral (Gambar .
Lapisan tetrahydrally mengandung atom silicon dan lapisan octahedral terbuat dari alumunium atau magnesium hydroksida.
Lapisan ini umumnya memiliki ketebalan sekitar 1 nm dan dapat dilebarkan sehingga 30 nm, tetapi hal ini tergantung dari jenis alkyl ammonium yang digunakan untuk Secara umum penambahan bentonit ke dalam polimer sangat tergantung dari kekuatan interaksi antara filler dengan polimer dan akan menghasilkan salah satu dari tiga sifat nanokomposit ditunjukkan pada Gambar 2:
Intercalated nanocomposites : yaitu, sifat yang umum terjadi jika bentonit yang telah diolah di masukkan kedalam polymer, dimana bentonit akan berintraksi dengan matrik polimer dengan cara melebarkan lapisan bentonit.
Pada tipe ini bentonit yang bertindak sebagai filler masih tersusun dalam bentuknya.
Gambar 1.
struktur dari 2 : 1 phyllosilicate .
isadur dari Suprakas.
and Masami , 2.
Gambar nanocomposites .
isadur dari Suprakas, and Masami O.
, 2.
Flocculated nanocomposites : yaitu, intercalated nanocomposites, tetapi ada sebagian lapisan yang menjadi Exfoliated nanocomposites: yaitu sifat yang sangat diinginkan dalam dimana bentonit tidak terlihat lagi bentuknya asalnya.
Maknanya adalah telah terjadi interaksi yang sangat homogen antara struktur bentoni dengan struktur polymer.
Teknik yang digunakan untuk mengkarakterisasi bentonit nanokomposit yang umumnya digunakan adalah dengan mengunakan X-Ray Diffraction (X-RD) dan transmission electron micrographic (TEM).
X-RD umumya digunakan untuk menganalisa struktur nanokomposit Jurnal Reaksi (Journal of Science and Technolog.
Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Vol.
22 No.
December 2024 ISSN 1693-248X [Michail V.
dkk, 2005 .
Zhenshi S.
IMRE D.
dkk, 1.
, dan occasionally untuk mempelajari kinetika dari interaksi antara polymer dan filler.
Hasil dari analisa X-RD adalah berupa grafik dimana posisi, bentuk dan juga intensitinya dapat memberikan nanokomposit kedalam polymer, apakah struktur terbentuk intercalated atau Penelitian ini bertujuan untuk mengolah bentonit murni menjadi bentonit yang siap di interkalasi dengan polymer, dimana hasilnya nanti akan di analisa dengan mengunakan X-RD.
PERCOBAAN
Bahan dan alat Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah bentonit murni ( Bratac.
, cetyl trimetyl ammonium bromide (CTAB.
Fluk.
sebagai alkyl ammonium, air suling.
AgNO3 0,1N dan alat digunakan adalah mortar sieve, kertas saring, beaker glass 500 ml - 1 liter, sieve tray 100 m Ae 325 m dan oven.
Persiapan bahan baku Ke dalam 500 mL beaker glass 05 mol cetyl trimetyl ammonium bromide (CTAB) dan 250 mL air suling.
Pada bagian lain, beaker glass berukuran 1000 mL dilarutkan 20 gr bentonit dan 500 mL air.
Kedua bejana ini diaduk dengan mengunakan strirer pada suhu 80oC selama 1 jam.
Selanjutnya setelah waktu 1 jam, kedua bahan ini dicampurkan dan diaduk kembali selama 1 jam berikutnya [Rihayat T.
dkk, 2.
Kemudian larutan ini disaring, dimana filtratnya di uji dengan mengunakan AgNO3 0.
1N, dan jika masih terdapat klorida atau bromida endapannya dicuci kembali dengan air panas.
Perlakuan ini diulang terus sehingga tidak terdapat adanya bromide atau klorida.
Akhirnya endapan ini dikeringkan di dalam oven dan dihaluskan dengan mortar sieve serta disaring dengan mengunakan sieve tray untuk mendapatkan ukuran yang Karakterisasi Pengolahan bentonit ini akan diuji dengan mengunakan X-RD, dimana temperatur yang digunakan adalah temperatur ruang dengan mengunakan alat Shimadzu XRD 600 X-ray diffractometer .
kV, 30 mA) dengan mengunakan nikel untuk menyaring radiasi CuKA dimana laju scanning yang digunakan adalah dari 1o/ menit pada range 2A = 2-10o.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pola grafik bentonit murni dan bentonit yang telah diolah dengan CTAB ditunjukkan pada gambar 3 dan gambar 4.
Pada gambar 3, d-spacing yang diperoleh 57 nm dan setelah diolah dengan CTAB d-spacing melebar menjadi 1,96.
Ini berarti sejumlah alkyl ammonium sudah terinterkalasi dalam lapisan bentonit murni.
Hasil ini adalah sama seperti penelitian yang telah dilakukan oleh Usuki, dkk .
dan Aijuan G.
Guozheng L.
seperti yang diperlihatkan pada gambar 5 dibawah.
Pada penelitian yang dilakukan oleh Aijuan G.
dan Guozheng L ini juga X-RD mengkarakterisasi interkalasi antara clay sebelum dan setelah diolah.
Dimana dspacing juga mengalami peningkatan setelah adanya pengolahan.
Jurnal Reaksi (Journal of Science and Technolog.
Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Vol.
22 No.
December 2024 ISSN 1693-248X ammonium maka d-spacing dari bentonit Dengan berhasilnya dilakukan pengolahan ini, bermakna bentonit yang sebelumnya bersifat hidrofillic telah berubah menjadi bersifat hidrofobic yang menyerupai sifat yang dimiliki oleh Persamaan sifat ini adalah penting untuk menghasilkan suatu interkalasi yang baik antara bentonit sebagai pengisi .
dengan polimer sebagi matriknya, dimana nantinya diharapkan dapat ketahanan yang lebih terhadap panas dari polimer nanokomposit serta dapat mengurangi biaya produksi bahan.
Gambar 3.
Grafik bentonit murni
DAFTAR PUSTAKA