Karakteristik Polimer Elektrolit dari P olistiren dan P oli È - kaprolakton ( PCl )

Yayuk Surmai Lestari10506017

Pembimbing :Dr. I Made Arcana

5/25/2010 Seminar Tugas Akhir

Agenda PresentasiLatar BelakangPendahuluan

PolistirenPoli-ε-kaprolaktonLithium asetat

Tujuan PenelitianMetodologi PenelitianPembahasanKesimpulan


Latar Belakang PenelitianPada zaman sekarang teknologi berkembang sangat

pesat. Di dalam aplikasinya banyak masyarakat yang menggunakan baterai sebagai sumber energi.

Baterai memiliki masa waktu habis saat digunakan. Baterai bisa digunakan berulang-ulang, namun jika digunakan berlebihan akan menimbulkan gas dan larutannya mudah terbakar.

Baterai bekas yang dibuang ke lingkungan tidak dapat didegradasi oleh alam, sehingga menimbulkan pencemaran lingkungan.

Penggunaan plastik yang sulit untuk terdegradasi menimbulkan masalah lingkungan.

Diperlukan polielektrolit padat yang bisa menghasilkan energi dan mampu didegradasi dengan baik di alam.


Ilustrasi pengisian baterai

Ilustrasi penggunaan baterai


Polistiren (PS)Diisolasi dari limbah styrofoamPolistiren merupakan polimer yang dibuat dari

stiren sebagai monomernyaPolistiren yang murni tidak berwarna,

merupakan plastik keras dengan kelenturan yang terbatas

Polistiren merupakan polimer yang banyak diaplikasikan sebagai plastik karena sifatnya yang inert secara kimia, tahan air, mudah untuk diproses, serta harganya murah

Polistiren susah didegradasi di alam5/25/2010 Seminar Tugas Akhir

Polimerisasi stiren menjadi polistiren

Reaksi polimerisasi polistiren dengan inisiator


Modifikasi Polistiren Menjadi Polistiren Tersulfonasi

Struktur polistiren tersulfonasi

Modifikasi polistiren dilakukan dengan menambahkan agen sulfonat

Agen sulfonat yang digunakan adalah senyawa asetil sulfat

Sulfonasi berarti memasukkan gugus ~SO3H melalui ikatan kimia gugus atom karbon



CH3COOH( HC CH2 )

+CH3 C

O

O SO3H HC CH2

SO3H

HC CH2 +

Poli-ε-Kaprolakton (PCL)Struktur Poli-ε-Kaprolakton (PCL)

Poli-ε-Kaprolakton (PCL) merupakan poliester alifatik yang kristalin dan dapat didegradasi oleh bakteri

PCL banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya dalam botol yang mudah terdegradasi, perekat, benang jahit untuk pembedahan, kapsul pada pupuk, poliuretan termoplastik, dan kantong plastik yang dapat terdekomposisi


Sifat Poli-ε-Kaprolakton (PCL)PCL kompatibel dengan material lain. Dapat terdegradasi oleh mikroorganisme Walaupun dapat terdegradasi tetapi PCL

memiliki sifat mekanik yang rendah, mudah patah sehingga sukar dibuat dalam bentuk film/membran

Sifat PCL yang kompatibel dengan material lain memungkinkan PCL kompatibel dengan polistiren sehingga sintesis plastik yang dapat terdegradasi dapat dilakukan

04/20/23 Seminar Tugas Akhir 10

Kristalinitas polikaprolakton bergantung pada berat molekul, semakin besar berat molekulnya maka semakin kristalin

PCL bersifat rapuh (brittle) dan memiliki permeabilitas yang tinggi

Memiliki temperatur gelas yang rendah yaitu sebesar -62oC dan memiliki titik leleh sebesar 67,6oC


Lithium asetatLitium asetat adalah garam yang berupa

kristal putih dengan rumus molekul CH3COOLi. Material ini akan meleleh pada suhu 49-58 °C. Li-asetat ini mudah larut dalam berbagai macam pelarut seperti pada suatu pelarut organik bahkan dapat pula larut pada senyawa polar seperti air.


Tujuan PenelitianMemodifikasi polistiren yang diperoleh dari

limbah styrofoam yang sukar terdegradasi menjadi bahan plastik yang dapat terdegradasi melalui pembentukan poliblendnya dengan poli-ε-kaprolakton (PCL)

Membuat polielektrolit padat dari polistiren tersulfonasi, poli-ε-kaprolakton (PCL), dan lithium asetat sebagai garamnya

Mengetahui pengaruh penambahan Lithium asetat terhadap struktur dan sifat poliblend yang terbentuk


Metodologi penelitian

Diisolasi


styrofoam

polistiren

Polistiren Tersulfona

si

sulfonasi

Analisis berat molekuldan FTIR

Analisis berat molekuldan FTIR

Sintesis Poli-ε-Kaprolakton (PCL)


3.

Katalis distanoksan & pengaduk magnetik

Pemanasan dalam reaktor Vakum selama 2 jam pada suhu 80oC

Katalis yang telah disiapkanε-Kaprolakton

Degassing menggunakan N2 cair2-3 kali diikuti dengan pengadukan

Polimerasi selama 8 jam pada suhu

100oC

Poli-ε-Kaprolakton (PCL)

PemurnianDilarutkan dengan kloroformDiendapkan dengan eterDisaring dengan corong BuchnerDikeringkan

Padatan Polimer


Blending

Karakterisasi


Membran poliblend

Analisis Berat Molekul dan % Derajat Sulfonasi Polistiren tersulfonasi (PSS)

Analisis Berat Molekul Polimer menggunakan metode viskositas Ostwald

Data menunjukkan berat molekul polimer:Polistiren : 4721 g/mol (K = 1,12x10-2 mL/g dan

a=0,73)Polistiren tersulfonasi : 5896.6 g/mol

% Derajat Sulfonasi dari PSS dilakukan dengan metode titrasi. % Derajat Sulfonasi dari PSS adalah 10.4%


Analisis Gugus FungsiIR polistiren IR polistiren

tersulfonasi

50075010001250150017502000250030003500400045001/cm

30

40

50

60

70

80

90

100

%T

30

59

.10

30

26

.31

29

20

.23

28

48

.86

19

44

.25

18

72

.88

18

03

.44

17

47

.51

16

68

.43

15

97

.06

14

90

.97

14

48

.54

13

67

.53

13

17

.38

11

84

.29

11

55

.36

10

68

.56

10

26

.13

96

8.2

7

90

6.5

4

84

2.8

9

75

4.1

7

69

6.3

0

54

0.0

7

40

1.1

9

PS150075010001250150017502000250030003500400045001/cm

52.5

60

67.5

75

82.5

90

97.5

%T

34

37

.15

30

59

.10

30

26

.31

29

22

.16

28

50

.79

19

46

.18

18

72

.88

18

03

.44

16

62

.64

15

97

.06

15

37

.27

14

89

.05

14

48

.54

13

67

.53

11

57

.29

11

20

.64 1

07

0.4

91

02

9.9

9

90

6.5

4

83

9.0

3

75

6.1

0

69

8.2

3

54

0.0

7

PSS


Membran PoliblendCampuran polimer atau poliblend merupakan

campuran fisik dari dua atau lebih polimer/kopolimer berbeda, yang tidak terikat melalui ikatan kovalen

dua cara untuk membuat suatu poliblend yaitu melalui metode pelarutan dan metode pelelehan


Analisis Gugus Fungsi PoliblendIR PSS-PCL IR PSS-PCL-Lithium

50075010001250150017502000250030003500400045001/cm

52.5

60

67.5

75

82.5

90

97.5

%T

34

50

.65

30

78

.39

30

24

.38

29

24

.09

28

52

.72

17

26

.29

16

58

.78

16

00

.92

14

90

.97

14

48

.54

13

69

.46

12

96

.16

12

42

.16

11

78

.51

11

30

.29

10

28

.06

96

2.4

8 90

6.5

4

84

0.9

6

75

4.1

7

69

8.2

3

64

2.3

0

53

8.1

4

47

4.4

9

40

1.1

9

Li10p50075010001250150017502000250030003500400045001/cm

20

30

40

50

60

70

80

90

100

%T

3446

.79

3059

.10

3024

.38

2926

.01

2860

.43

1944

.25

1876

.74

1726

.29

1664

.57

1600

.92

1490

.97

1448

.54

1369

.46

1294

.24

1242

.16

1186

.22

1103

.28

1029

.99

1004

.91

960.

55 904.

61

754.

1769

8.23

619.

15

538.

14

451.

34

PSS-PCl 80:20



Analisis MekanikMembran

poliblend

Uji tarik

Stress(kgf/

mm2)

Strain (%) E(kgf/mm2)

PSS/PCL (80/20) 0.479 0.825 19.0524

PSS/PCL/lithium

2.5%

0.93 0.75 19.9914

PSS/PCL /lithium

5%

0.667 0.375 21.4595

PSS/PCL/lithium

7.5%

0.83 0.3 15.0691

PSS/PCL /lithium

10%

1.0 0.28 16.1655

Analisis konduktivitas

Membran Poliblend Nilai Konduktivitas (S/cm)

PSS/PCL (80/20) 0.45 x 10-8

PSS/PCL/Li 2,5 % 1.46 x 10-8

PSS/PCL/Li 5 % 1.17 x 10-6

PSS/PCL/Li 7,5 % 1.2275 x 10-6

PSS/PCL/Li 10 % 4.47 x 10-5


Analisis PermukaanPSS + PCL +LiCH3COO 2,5% PSS + PCL +LiCH3COO 10%


Analisis Kristalinitas Untuk membran poliblend dengan

komposisi (PSS + PCL + Li 2,5 % Derajat kristalinitas = 33.1 %

Untuk membran poliblend dengan komposisi (PSS + PCL + Li 10 %

Derajat kristalinitas = 42 %


KesimpulanSintesis poliblend polisitiren tersulfonasi telah

berhasil dilakukanModifikasi terhadap polistiren membuat

membran poliblend lebih kompatibel dibandingkan jika polistiren tanpa dimodifikasi.

Komposisi Li dalam membran poliblend mempengaruhi sifat fisik dari membran

Hasil analisis gugus fungsi menggunakan FTIR menunjukkan puncak yang karakteristik pada poliblend


Ucapan Terima KasihAllah SWTDr. I Made Arcana Teman-teman yang telah hadir pada seminar


Sekian Dan Terima Kasih


Karakteristik Polimer Elektrolit dari P olistiren dan P oli È - kaprolakton ( PCl )

Documents

Transcript of Karakteristik Polimer Elektrolit dari P olistiren dan P oli È - kaprolakton ( PCl )