sugiarto danu, anik sunami, -batan,...

7
ProsidingPertemuan Ilmiah Sains Materi III Serpong, 20- 21 Oktober 1998 ISSN 1410-2897 PENGARUH PENSTABIL ULTRA VIOLET PADA SIFAT LAPISAN POLIESTER TAK JENUH HASIL lRADIASI BERKAS ELEKTRONS36 ~~ .Sugiarto Danu, Anik Sunami, Darsono ~ Pusat Aplikasi Isotop clan Radiasi -BATAN, Jakarta ABSTRAK PENGARUH PENSTABIL ULTRA VIOLET PADA SIFAT LAPISAN POLIESTER TAKJENUH HASIL IRADIASI BERKAS ELEKTRON. Dua jenis penstabil ultra violet (UV) telah dipakai dalam penelitian ini untuk mengetahui sifat lapisan poliester tak jenuh hasil pengeringan (curing) menggunakan radiasi berkas elektron. Resin poliestertak jenuh (pTJ) yang sudah mengandung monomer stiren dicampur penstabil UV. yaitu Hi.\"(2,2,6, 6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate clan 2(2 '-Hydroxy- 3 ',5 '-ditert-butylphen.vl)-5-chloro-benzotriazole, padavariasi konsentrasi0, 0,1,0,2,0,3, clan0,4 % beratcampuran resin. lradiasi dilakukan menggunakan mesin berkas elektron dalam suasananitrogen (konsentrasi°2 < 98 ppm) pada dosis 10 kGy. Parameter yang diukur meliputi traksi gel, .\"welling, kekerasanpendulum, teganganputus, ketahanan kikis, perubahanwama, clanketahanan terhadapbahan kimia, pelarut clan noda. Hasil pengujianmenunjukkanbahwa pada umumnya penambahan penstabil UV berpengaruh positif terhadap sifat lapisan poliester, yaitu dengan meningk!ttkan fraksi gel, kekerasan,ketahanan kikis, tetapi menurunkan tegangan putusnya ABSTRACT Two kinds of ultra violet stabilizer (UV stabilizer) have been used to study their effect to the unsaturated polyester film properties cured with electron beam radiation. Unsaturated polyester resin containing monomer styrene was mixed with UV stabilizer. i.e.. Bis (2,2.6.6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacateand 2(2'-hydroxy-3',5'-ditert-butyl phenyl)-5'chlorobenzotriazole, at the variation concentration of 0, 0.1, 0.2,0.3. and 0.4 % by weight of resin. Irradiation was conducted using electron beam machine in a nitrogen atmosphere (°2 concentration .C:: 98 ppm.) at the dose of 10 kGy. Parametersobserved were gel fraction, swelling, pendulum hardness, tensile strength, abrasion resistance, color change,and the chemical, solvent, and stain resistances. Experimental results showed that in general the addition ofUV stabilizer gave the positive affect on the polyester film properties, i.e., with the increasing of gel fraction, hardness, abrasion resistance,but decreasingthe tensile strength. PENDAHULUAN yang baik. Tetapi,adanya gugus aromatik ini memberikan kelemahan terhadap sifat ketahanancuaca [6 ]. Beberapa produk berlapis misalnya mebel, bahan bangunan, daD produk-produk lain dalam penggunaansehari-hari menerimapaparan radiasi sinar ultra violet (UV) daTi matahari baik langsung maupun tidak langsung untuk jangka waktu yang pendek maupun panjang. Sinar-UV ini menyebabkan pe- nurunan kualitas lapisan, seperti penurunan kilap, perubahan WarDa,retak, dan rapuh. Untuk mengurangi pengaruh tersebut, formulasi bahanpelapis memerlukan aditifberupa bahan penstabil UV (UV-stabilizer). Dalam praktek, sifat lapisan yang diinginkan bermacam-macam, tergantung pada perlakuan yang dial ami selama penggunaannya. Oleh sebab itu, pengaruhpenambahan bahan penstabil UV pada bahan pelapis terhadap sifat lapisan, baik fisik, mekanik, maupunkimia yang lain perlu dipelajari pula. Dalam penelitian ini dipelajari pengaruh pe- nambahan penstabil UVBis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4- piperidyl) sebacate (Tinuvin 292) dan 2(2 '-Hydroxy- 3 ',5 '-ditert-butylphenyl)-5- chloro-benzotriazole (Tinuvin 327), terhadap sifat lapisan poliester tak jenuh basil pengeringan dengan radiasi berkas elektron. Adapun parameter yang diukur meliputi fraksi gel, ,welling, kekerasan, tegangan putus, ketahanan kikis, dan ketahananterhadap bahan kimia, pelarut dan Bahan pelapis poliester tak jenuh (pTJ) mem- punyai sifat yang cukup baik, yaitu keras, kuat, daD belling, serta harganya relatif murah [IJ. Stirena mempakan monomer reaktif yang paling efektitpada proses pengeringan (curing) dengan oligomer (pTJ) dibanding monomeryang lain [2]. Beberapa penelitian modifikasi bahan pelapis dan aplikasi untuk mengembangkan pelapisan permukaan bahan menggunakan resin poliester tak jenuh produk lokal telah dilakukan di Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, BATAN [3,4J. Dosis yang dibutuhkan untuk proses pengeringan menggunakan radiasi berkas elektron relatif tinggi yaitu sekitar 80kGy tetapi lapisan yang dihasilkan mempunyai sifat yang cukup baik. Dari basil penelitian [51 menunjukkan bahwa sifat kekerasan dan kilap lapisan PTJ lebih baik dibanding lapisan uretan akrilat. Jika dibandingkan denganbahan pelapis polimer akrilat yang biasanya diimpor, maka resin PTJ yang diproduksi di dalam negeri harganya jauh lebih murah. Resin PTJ lebih banyak dipakai oleh industri pelapisan permukaan kay" yang menggunakan teknik radiasi baik di Indonesia (radiasi UV) maupun di luar negeri (radiasi berkas elektron dan UV). Komposisi bahan pelapis yang mengandung senyawa aromatik misalnya resin epoksi, uretan, daD campuran poliester-stirena mempunyai sifat-sifat fisik Sugiarto Danu dkk. 312

Upload: dangtu

Post on 06-May-2019

223 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Prosiding Pertemuan Ilmiah Sains Materi IIISerpong, 20- 21 Oktober 1998 ISSN 1410-2897

PENGARUH PENSTABIL ULTRA VIOLET PADA SIFAT LAPISANPOLIESTER TAK JENUH HASIL lRADIASI BERKAS ELEKTRONS36

~~.Sugiarto Danu, Anik Sunami, Darsono ~ Pusat Aplikasi Isotop clan Radiasi -BATAN, Jakarta

ABSTRAK

PENGARUH PENSTABIL ULTRA VIOLET PADA SIFAT LAPISAN POLIESTER TAKJENUH HASIL IRADIASIBERKAS ELEKTRON. Dua jenis penstabil ultra violet (UV) telah dipakai dalam penelitian ini untuk mengetahui sifat lapisanpoliester tak jenuh hasil pengeringan (curing) menggunakan radiasi berkas elektron. Resin poliester tak jenuh (pTJ) yang sudahmengandung monomer stiren dicampur penstabil UV. yaitu Hi.\" (2, 2, 6, 6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate clan 2(2 '-Hydroxy-3 ',5 '-ditert-butylphen.vl)-5-chloro-benzotriazole, pada variasi konsentrasi 0, 0,1,0,2,0,3, clan 0,4 % berat campuran resin. lradiasidilakukan menggunakan mesin berkas elektron dalam suasana nitrogen (konsentrasi °2 < 98 ppm) pada dosis 10 kGy. Parameteryang diukur meliputi traksi gel, .\"welling, kekerasan pendulum, tegangan putus, ketahanan kikis, perubahan wama, clan ketahananterhadap bahan kimia, pelarut clan noda. Hasil pengujian menunjukkan bahwa pada umumnya penambahan penstabil UV berpengaruhpositif terhadap sifat lapisan poliester, yaitu dengan meningk!ttkan fraksi gel, kekerasan, ketahanan kikis, tetapi menurunkan

tegangan putusnya

ABSTRACT

Two kinds of ultra violet stabilizer (UV stabilizer) have been used to study their effect to the unsaturated polyester filmproperties cured with electron beam radiation. Unsaturated polyester resin containing monomer styrene was mixed with UVstabilizer. i.e.. Bis (2,2.6.6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate and 2(2'-hydroxy-3',5'-ditert-butyl phenyl)-5'chlorobenzotriazole,at the variation concentration of 0, 0.1, 0.2,0.3. and 0.4 % by weight of resin. Irradiation was conducted using electron beammachine in a nitrogen atmosphere (°2 concentration .C:: 98 ppm.) at the dose of 10 kGy. Parameters observed were gel fraction,swelling, pendulum hardness, tensile strength, abrasion resistance, color change, and the chemical, solvent, and stain resistances.Experimental results showed that in general the addition ofUV stabilizer gave the positive affect on the polyester film properties,i.e., with the increasing of gel fraction, hardness, abrasion resistance, but decreasing the tensile strength.

PENDAHULUANyang baik. Tetapi, adanya gugus aromatik ini memberikankelemahan terhadap sifat ketahanan cuaca [6 ].

Beberapa produk berlapis misalnya mebel,bahan bangunan, daD produk-produk lain dalampenggunaan sehari-hari menerima paparan radiasi sinarultra violet (UV) daTi matahari baik langsung maupuntidak langsung untuk jangka waktu yang pendek

maupun panjang. Sinar-UV ini menyebabkan pe-nurunan kualitas lapisan, seperti penurunan kilap,perubahan WarDa, retak, dan rapuh. Untuk mengurangipengaruh tersebut, formulasi bahan pelapis memerlukanaditifberupa bahan penstabil UV (UV-stabilizer).

Dalam praktek, sifat lapisan yang diinginkan

bermacam-macam, tergantung pada perlakuan yangdial ami selama penggunaannya. Oleh sebab itu,pengaruh penambahan bahan penstabil UV pada bahanpelapis terhadap sifat lapisan, baik fisik, mekanik,maupun kimia yang lain perlu dipelajari pula.

Dalam penelitian ini dipelajari pengaruh pe-nambahan penstabil UVBis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate (Tinuvin 292) dan 2(2 '-Hydroxy-3 ',5 '-ditert-butylphenyl)-5- chloro-benzotriazole(Tinuvin 327), terhadap sifat lapisan poliester takjenuh basil pengeringan dengan radiasi berkaselektron. Adapun parameter yang diukur meliputi fraksigel, ,welling, kekerasan, tegangan putus, ketahanankikis, dan ketahanan terhadap bahan kimia, pelarut dan

Bahan pelapis poliester tak jenuh (pTJ) mem-punyai sifat yang cukup baik, yaitu keras, kuat, daDbelling, serta harganya relatif murah [IJ. Stirenamempakan monomer reaktif yang paling efektitpada

proses pengeringan (curing) dengan oligomer (pTJ)dibanding monomer yang lain [2].

Beberapa penelitian modifikasi bahan pelapis danaplikasi untuk mengembangkan pelapisan permukaanbahan menggunakan resin poliester tak jenuh produklokal telah dilakukan di Pusat Aplikasi Isotop danRadiasi, BATAN [3,4J. Dosis yang dibutuhkan untuk

proses pengeringan menggunakan radiasi berkaselektron relatif tinggi yaitu sekitar 80kGy tetapi lapisanyang dihasilkan mempunyai sifat yang cukup baik. Daribasil penelitian [51 menunjukkan bahwa sifat kekerasandan kilap lapisan PTJ lebih baik dibanding lapisan uretanakrilat. Jika dibandingkan dengan bahan pelapis polimerakrilat yang biasanya diimpor, maka resin PTJ yangdiproduksi di dalam negeri harganya jauh lebih murah.Resin PTJ lebih banyak dipakai oleh industri pelapisanpermukaan kay" yang menggunakan teknik radiasi baikdi Indonesia (radiasi UV) maupun di luar negeri (radiasiberkas elektron dan UV).

Komposisi bahan pelapis yang mengandungsenyawa aromatik misalnya resin epoksi, uretan, daDcampuran poliester-stirena mempunyai sifat-sifat fisik

Sugiarto Danu dkk.312

Prosiding Pertemuan llmiah Sains Materi IIISerpong, 20- 21 Oktober 1998 ISSN 1410-2897

noda. serta ditinjau juga seberapa jauh ketahanan

lapisan terhadap cuaca setelah ditambah penstabil UV.

METODA

Bahan. Resin FfJ (terdiTi daTi campuran oligo-

mer poliester tak jenuh daD monomer stirena) dengan

nama komersial Poli\)1e 8009 dibeli daTi Ff. Pardic Jaya

Chemicals. Tangerang. Penstabil UV Bis ( 1,2,2,6,6-

pentamethyl-4-piperidy/) sebacate dan 2(2 '-Hydroxy-

3 ',5 '-ditert -hutylpheny/)- 5- chloro- benzo-triazole

masing-masing dengan nama komersial Tinuvin 292 dan

Tinuvin 327. buatan CIBA GEIGY. dibeli daTi Ff. Hade

Mustika Alam. Jakarta. Tinuvin 292 berbentuk cair,

sedangkan Tinuvin 327 berbentuk serbuk. Semua bahan

kimia yang dipakai untuk penelitian tanpa diproses lebih

lanjut. Struktur kimia oligomer PTJ, stirena, daD

penstabil UV terdapat pada Tabel 1.

Alat Radiasi berkas elektron yang dipakai bemsaI

daTi mesin berkas elektron tipe scanning dengan

tegangan operasi daD arus maksimum 300 kV daD 50

mA. buatan Nissin High Voltage. Co., Ltd. Jepang.

Percobaan. Resin FfJ dicampur Tinuvin dengan

variasi konsentrasi Tinuvin sebesar 0, 0,1. 0.2, 0,3, daD

0,4 % berat resin. Campuran diaduk sampai rata,

kemudian dibiarkan beberapa saat sampai gelembung

yang ter:iadi berangsur -angsur hilang. Campuran

dilapiskan pada pennukaan plat aluminium berukurnn

200 Inm x 120 rom x 1 rom menggunakan silinder kaca

untuk memperoleh teballapisan :t 100 rom. Lapisan

kemudian diiradiasi berkas elektron pada tegangan 300

kV daD arus 20 mA dalam atmosfer nitrogen (°2 < 98

ppm). Besarnya dosis yang diperlukan pada proses

Tabel I. Struktur kimia oligomer poliester

Poliester tak jenuh

Stiren

@~-CH1BI..5 (1,2,2,6,6-penta.

methyl -4-plperidyl.5ebacate

(Tinuvin 292)

CH] CH]

C: '?o-C(CH,).-C_OII II0 0

CH] CH]

&CH'CH] CH]

H

2 (2 '-Hydroxy-3 "5-ditert -bl4y lphe11Y 1)-5-chloro-benzotriazol(Tinuvin327)

:"AYCl~~ ,--*,-I I

/ /-"X

l\1/

OH

'curing' ditentukan oleh jenis daD komposisi reaktanpembentuk oligomer PTJ, berat molekul PTJ, kon-sentrasi stirena, daD kemumian gas inert yang dipakaidalam mang iradiasi. Dalam penelitian ini dosis yangdipakai adalah 10 kGy, ditentukan daTi percobaanpendahuluan. Sifat-sifat lapisan yang diukur meliputifraksi gel,' swelling " kekerasan pendulum, tegangan

putus, ketahanan kikis, perubahan warna karenapaparan sinar matahari, daD ketahanan terhadap bahankimia, pelamt daD Dada. Pada pengukuran fraksi gel,swelling, tegangan putus, daD pembahan warna,dilakukan terhadap lapisan dengan mengelupas lapisandaTi substrat aluminium, sedangkan pengukuran yanglain dilakukan pada substrat aluminium. Kekerasan pen-dulum diukur dengan alat Pendulum Hardness Rockermenggunakan metode Koenig sesuai dengan ISO 1522-1973 (E) [7). Fraksi gel diukur dengan ekstraksimenggunakan pelarut aseton selama 16 jam diikutidengan perendaman dalam aseton selama 2 jam untukpengukuran swelling [8]. Pengujian ketahanan cuacadilakukan di PAIR, Pasar Jumat, Jakarta. Pembahanwama ditentukan menggunakan Chromameter tipe CR200 b merek Minolta dengan sistem Hunter, sesuaiASTM D 2620-68 (1981) [9]. Ketahanan terhadap bahankimia untuk keperluan sehari-hari, pelamt, dan nadadilakukan dengan metode uji fetes menggunakanNa(OH} 10 %, asam sulfat 10 %, natrium kalbonat 1 %,asam asetat 5 0/0, alkohol 50 %, pengencer (thinner), danspidol permanen warDa merah, bim, daD hitam menumtASTM D 1308-79 [10]. Ketahanan kikis ditentukandengan metoda pasir jatuhan dengan alat sesuai yangdiuraikan ASTM D 968-81[11]. Tegangan putusditentukan menggunakan Tensile Tester Model Instron

tak jenuh. monomer stiren. dan penstabil UV.

Prosiding Pertemuan Ilmiah Sains Materi IIISerpong, 20 -21 Oktober 1998 ISSN 1410-2897

1122 sesuai ASTM D 2370-68 [12J. Pada pengukurantegangan putus. lebar contoh uji 5 mm. ditarik pada jarak25 mm dengan kecepatan tarikan 10 mm/menit.

Dalam penelitian ini perubahan warDa dilakukandengan mengukur intensitas sinar yang dipantulkandalam wanta bim, kuning, hijau, dan merah dalam sistemkoordinat. Perubahan warna merupakan gabungan dariperubahan nilai L daTi putih (100) menjadi hitam (0,0),nilai a daTi hijau (-) menjadi merah (+), daD nilai b daTibiru (-) menjadi kuning (+). Tabel 2 menunjukkanpengukuran L, a, daD b terhadap lapisan yangdiletakkan di luar ruangan dengan perlakuan menerimasinar matahari selama :t 2 jam setiap hari tetapiterlindung daTi air hujan. Pengukuran dilakukan setiapminggu selama 4 minggu. Pengukuran ini dipilih

BASIL DAN PEMBABASAN

Perubahan warna. Degradasi polimer karenapengaruh cuaca dapat disebabkan oleh kombinasipanas, sinar, daD interaksi oksigen dengan polimer.Kelembaban dan suhu tennasuk dalam ketiga faktortersebut. ('hromophore aromatik pacta stirena me-nyebabkan sistem policster tak jcnuh -stirena mem-

Tabel 2. Pengaruh penambahan Tinuvin terhadap perubahan warna lapisan yang menerima sinarmatabari "elama ,,2 jam Ihari

punyai sifat peka terhadap cahaya. Penstabil UVmempakan salah satu jenis light .5tabi lizer yang banyakdigunakan untuk melindungi lapisan dengan menyerapradiasi yang bersifat memsakkan. Dua contoh penstabilUV yang banyak digunakan dalam bidang pelapisanadalah senyawa tumnan 2.2,6.6-tetrmnetil piperidin daDsenyawa hidroksi fenil benzotriazol. Senyawa tumnan2,2.6.6-tetrametil piperidin dapat membentuk radikalnitroksil yang stabil (R2NO). Senyawa ini efektifmenghasilkan reaksi tenninasi radikal-radikal yangmempunyai pusat 0 daD C (0- and ('- centered radi-cals). Dengan demikian mencegah dan mengurangiterjadinya oto-oksidasi daD fotodegradasi. Senyawatumnan hidroksi fenil benzotriazol setelah menyerapsinar akan bergabung kembali dalam bentuk keton.Molekul ini kemudian menghamburkan energi yangdiserap dengan kembali ke bentuk senyawa fenol. Jadi.radiasi sinar ultra violet yang bersifat memsak dimbahmenjadi panas yang dapat dibuang oleh sistem polimer(6]. Pembahan sifat fisik polimer yang disebabkan olehcuaca dapat bempa pembahan warDa dan sifat getas,atau keduanya.

didasarkan pertimbangan bahwa banyak produkberlapis yang ada di dalam atau di luar ruanganmenerima sinar matahari hanya beberapa jam saja tetapiterlindung daTi air hujan. Perubahan warna yangditunjukkan oleh nilai L, a, daD b terhadap WarDa awalmemberi informasi bahwa penggunaan Tinuvin292 lebih efektif dibanding Tinuvin 327. Hal ini dapatdilihat daTi perubahan nilai L, a, daD b pada peng-gunaan Tinuvin 327 pada umumnya lebih tinggidibanding Tinuvin292. Pengaruh jumlah Tinuvinpada perubahan warna tidak begitu jelas karenatersebarnya data yang diperoleh. Kemungkinan degra-dasi lebih berpengaruh pada sifat getas lapisan.Degradasi ini terjadi karena radikal polimer yangterbentuk setelah menyerap sinar UV mengalamiautooksidasi. Autooksidasi menyebabkan degradasipolimer melalui sikius tertentu. Demikian juga denganperu-bahan warna lapisan yang menerima sinar mataharipenuh setiap hari (bulan Juli 1998). Walaupun terlihatadanya perubahan warna, tetapi pengaruh konsentrasiTinuvin yang ditambahkan tidak begitujelas (fabeI3).

Fraks; gel. Pengukuran fraksi gel lapisan

Prosiding Pertemuan Ilmiah Sains Materi IIISerpong, 20 -21 Oktober 1998 ISSN 1410-2897

Kde~L = Perubrul~ warna d'l!i pltih ~jadi hitam

a = PerubMmt d..; hi.jau m:njadi ~1.b = PenDa/= wmna dai biru ~jadi kwting

dilakukan untuk mengetahui derajat polimerisasinya.Hubungan antara fraksi gel dan konsentrasi Tinuvindisajikan pada Gambar 1. Gambar 1 menunjukkan bahwapenambahan Tinuvin meningkatkan fraksi gellapisan.Tanpa penambahan Tinuvin, lapisan dari resinpoliester takjenuh stirena menghasilkan fraksi gel 79,6%. Dengan penambahan Tinuvin 292 dan Tinuvin 327sebanyak 0,4 % berat meningkatkan fraksi gel rnasing-masing menjadi 92.3 dan 90,9 %. Peningkatan fraksi gelini menunjukkan adanya peningkatan jumlah ikatansilang yang terjadi antara poliester tak jenuh denganstirena. Beberapa peneliti telah menyimpulkan bahwasenyawa-senyawatertentu yang mengandung aminayang terikat dapat meningkatkan proses curingmenggunakan radiasi. Dosis iradiasi berkas elektrondapat diturunkan dengan penambahan senyawa yangmengandung nitrogen. yaitu 2-oksazolin, di-n-butilamina. daD tetra metil guanidin sebanyak 0,3 % berat(131. Beberapa senyawa amina yang lain yaitu dietil

amina dan trietil amina dapat menumnkan dosis irndiasiberkas elektron yang diperlukan untuk curing resinpoliester tak jenuh stirena, serta meningkatkan sifat fisikdaD mekanik lapisan yang dihasilkan [14]. WalaupunTinuvin merupakan bahan kimia yang termasuk hin-dered amine light stabilizer (HALS), yang berfungsisebagai ~nstabil terhadap sinar UV; tetapi penambahanbahan tersebut dapat meningkatkan derajat polimerisasisistem campuran poliester tak jenuh -stirena, sepertiditunjukkan dengan meningkatnya nilai fraksi gellapisan karena peningkatan jumlah ikatan silang.

,S'welling. Swelling merupakan ukuran derajatpolimerisasi seperti halnya fraksi gel. tetapi nilainyakebalikan dari fraksi gel. Semakin tinggi derajatpolimerisasi, semakin banyak jumlah ikatan silang yangterbentuk, daD semakin rapat pula jaringan ikatansilangnya. Semakin rapat jaringan ikatan silang,semakin tinggi densitas ikatan silang (crosslinkdensity), dan semakin sulit suatu bahan kimia untukmelakukan penetrasi ke dalam jaringan polimer

100

120~

100

~"i...~

'Q~~~~

~O 60

21)

20

0

0 01 O:J 03 04 0.5

Kat\5...a.s1 ThuvJn, ".

Gambar 2. Hubungan swelling daD konsentrasi TinuvinGambar

,~ugiarto Danu dkk. 315

Pro.\'iding Pertemuan Ilmiah Sains Materi IIISerpong, 20- 21 Oktoher 1998 ISSN 1410-2897

sehingga menurunkan .\Welling. Gambar 2 menunjukkanpengaruh pcnambahan. Tinuvin pacta sifat swellinglapisan. Penambahan Tinuvin 292 dan Tinuvin 327sebanyak 0.4 % terlihatjelas cenderung menurunkanswelling walaupUll tidak begitu besar. yaitu dari 108%menjadi 106%dan 102%.

Kekerasan. Gambar 3 menunjukkan kekerasanpendulum sebagai fungsi penambahan Tinuvin.Kenaikan jumlah ikatan silang yang ditunjukkan olehkenaikan fraksi gel daD penurunan .\Welling karenapenambahan Tinuvin seperti terlihat pada Gambar I dan2 .juga terlihat pengaruhnya padakekerasan.Perbedaan tebal. kebersihan, daD kerataan lapisan akanmempengarulti hasil pengukuran. Walaupun demikian,interpolasi dari data menghasilkan kecenderunganbahwa penambahan Tinuvin 327 meningkatkan ke-kerasan lebih tinggi dibanding penambahan TinuviQ292. Secara umum. kenaikan konsentrasi Tinuvinmeningkatkan densitas ikatan silang polimer, daDselanjutnya meningkatkan kekerasan. Penggunaanamina tersier (dietil anilin, N-fenil dietanol amina, N-propil dietanol amina. dan N-n-butil dietanol amina)

pacta curing prepolimer poli (dietilen glikol maleat)dengan monomer stirena dan inisiator benzoil peroksid,dapat menaikkan kekerasan Brinell (15 J. PenambahanTinuvin 292 daD Tinuvin 327 sebanyak 0,4 %meningkatkan kekerasan pendulum dari 70 detik meJ1jadi152 dan 143 detik.

tinggi, menyebabkan lapisan bersifat rapuh (getas).Stiren lebih tahan terhadap radiasi karena adanyacincin aromatik, sehingga pada proses ,curing,campuran poliester tak jenuh stirena diperlukan dosisyang relatiftinggi. Sifat lapisan yang dihasilkan kerasdaD kaku (tidak lentur). Pada umumnya kerapuhanpolimer dapat dilihat dari tegangan putus, perpanjanganputus, daD suhu transisi gelas. Sifat getas inimenyebabkan penumnan tegangan putus. Hal ini dapatdilihat dari Gambar 4. Semakin tinggi konsentrasiTinuvin, semakin rendah tegangan putusnya. Peng-gunaan Tinuvin 327 menyebabkan lapisan menjadi tidahrata daD getas sehingga contoh uji tidak dapat diukur.Penggunaan Tinuvin 292 sebanyak 0,4 % menunmkantegangan putus dari 121 menjadi 61 kg/cm2.

Ketahanan kikis. Ketahanan kikis lapisansebagai fungsi penambahan Tinuvin tertera padaGambar 5. Semakin tinggi konsentrasi Tinuvin,

Tegangan PUtU.5. Pacta saat jumlah ikatan silangmasih rendall. rantai-rantai polimer lebih rnudah bergernksatu terhadap yang lainjika suatu lapisan diregangkan.Apabila jurnlah ikatan silang yang terjadi sernakinbanyak. rnaka rantai polirner sernakin sulit untukbergerak sam terhadap yang lain sehingga rnenurunkanrnobilitasnya. Tetapi. jika jurnlah ikatan silang terlalubanyak. densitas ikatan silangnya rnenjadi sangat

Sugiarto Danu dkk.316

Prosiding Pertemuan Ilmiah Sains Materi IIISerpong, 20 -21 Oktoher 1998 ISSN 1410-2897

semakin tinggi ketahanan kikisnya. Seperti halnyakekerasan, ketahanan kikis lapisan dipengaruhi oleh

densitas ikatan silang. Penggunaan lapisan oligomerakrilat pada permukaan kayu memberi informasi bahwa

semakin tinggi densitas ikatan silang, semakin tinggiketahanan kikis lapisan. Pada umumnya, semakin tinggi

kekerasan lapisan polimer, semakin tinggi ketahanan

kikisnya (16]. Gambar 5 menunjukkan bahwa Tinuvin 327

meningkatkan ketahanan kikis lebih tinggi dibandingTinuvin 292. Gugus nitroksil pada Tinuvin 292 mem-

punyai sifat penstabil yang tinggi pada polimer, sehingga

reaksi antara radikal karbon-kamon membentukjaringanikatan silang lebih sedikit dibanding Tinuvin 327.

Walaupun penambahan Tinuvin meningkatkan keta-

hanan kikis, tetapi PTJ mempunyai ketaltanan kikis relatif

rendal1. Penambahan Tinuvin 327 sebanyak 0,4 % hanya

menghasilkan ketahanan kikis lapisan 20% Sifat kerns

dan getas lapisan poliester ini menghasilkan ketahanan

kikis yang rendal1.Ketahanan Bahan Kimia. Pelarut don Noda.

Ketahanan terhadap bahan kimia, pelarut, daD Dada

yaitu NaOH 10 0/.., asam asetat 5 0/0, natrium kamonat 1

%. asam sulfat 10 %. alkohol 50 %, pengencer, daD

spidol pennanen wama meral1, binI, dan hitam, terdapatpada Tabel 4. Pada umumnya lapisan tahan terhadap

bahan kimia penguji diatas, kecuali terhadap NaOH 10

%. Penamballan Tinuvin 292 sebanyak 0, I % sedikit

meningkatkan ketahanan terhadap NaOH 10 %, se-

Tabel 4 Pengaruh penambahan Tinuvin terhadap ketapada lapisan poliester tak jenuh hasil iradias

mterima kasih kepadaembantu penelitian ini,Mesin Berkas Elektroniradiasi.

JV /EB Coring in Northgsof

RadTechAsia'93,

~ffect of Composition intorated Polyester Coat-

Pensta-hillTV

Konsen- I NaOH trasi Ti- 100/0

nuvin. %

Asam I NazCO, aselat 1%

5%

H2S0.10%

~ ;o~ool I~: I ~ ,OhOI Po- Spidol 50% n8m

-cer Merah Hitarnrn

0

0.10.20.30.4

X-xXXXX

Tinuvin292

0

0,10,20.30,4

xxxx"'xx

x x

Tinuvin327

Keterangan-~ Tidak ada perubahan kjlap /wama.

X = Terjadi sedikit perubahan warDa! kilap

xx = Ter.jadi perubahan wama clan kilap.

dangkan penambahan Tinuvin 327 sebanyak 0,4 %menghasilkan lapisan yang tahan terhadap NaOH 10 %,dengan tidak terlilmtnya perubahan warna dan kilap.

ings", Ind. Eng. Chern. Prod. Res. Dev. 92(1970)149.

[3]. SUGIARTO, DARSONO, ANIK, "lradiasiCampuran Resin Epoksi Akrilat daD Resin Poli-esterTak Jenuh Dengan Berkas Elektron", ProsidingPertemuan Ilmiah Sains Materi, Pusat Penelitian

,\'ugiarto Danu dkk. 317

KESJMPULAN

Penstabit UV Bis (2.2,6.6-tetramethyl-4-pi-peridyl) sebacate (Tinuvin 292) daD 2(2 '-hydroxy-3 '.5 '-ditert-butylphenyl}-5-chloro-benzotriazole(Tinuvin 327) dapat meningkatkan sifat fisik dan kimialapisan resin poliester tak jenuh stirena basil pe-ngeringan menggunakan radiasi berkas elektron.Penambahan penstabil UV sampai dengan 0,4 % beratberpengarnh positifterhadap sifat lapisan, yaitu fraksigel, swelling, kekerasan, ketahanan kikis. dan ketahananterhadap bahan kimia, pelarut, daD noda, tetapimenurunkan tegangan pulis lapisan.

UCAPAN TERIMA KAS

Penulis mengucapkanSaudara Suogkono yang telah mdaD seluruh operator di Fasilitasyang telah memberikan layanan

DAFfAR PUSTAKA

[IJ. KENNETHLAWSON,"lAmerica-1993", ProceedinTokyo (1993) 7.

[2J. GERHARQ PIETSCH, "ERadiation Curing of Unsa

lhanan bahan kimia, pelarut dan nodai berkas elektron.

Prosiding Pertemuan Ilmiah ,\'ains Materi IIISerpong, 20 -21 Oktober 1998 ISSN1410-2897

Sains Materi-BATAN, Serpong (1996) 277.(4]. SUGIARTO, DARSONO, ANIK, "Sifat Lapisan

Poliester yang Diiradiasi Berkas Elektron daD SinarUltra Violet pada Permukaan Kayu Jati (Teetonagrandi.\' L. f ) daD Kayu Kapur (Dryoba/anopsspp.)", Seminar Nasional Hasil Penelitian daDPengembangan Fisika Terapan & Lingkungan 1995/

1996, (Buktl I), P3FT -LIP!, Bandung (1996).429.(5]. SUGIAR1O, DARSONO, ANIK, "LarninasiKertas

pada Permukaan Papan Kayu dengan TeknikRadiasi" Prosiding Seminar Teknik KimiaSoehadiRek.\'owardojo /996, ITB-Bandung (1996) XXVIII-

(10]. ANONYMOUS, Annual Book of AS1M Stan-dards, Part 27 ASTM, Philadelphia (1982) 188.

(II). ANONYMOUS, Annual Book of ASTM Stan-dards, Part 21 ASTM, Philadelphia (1972) 474.

(12]. ANONYMOUS, Annual Book of AST Stan-dards, Part 27 ASTM,Philadelphia, 477.

(13]. Wll.LIAMRANNEY, U.S. Patent 3 882003,1975,!!lChem. Tech. Rev..S8 (1977) 204.

(14). SUGIARI'O, RUSLAN, ISKANDAR,"PengaruhDietil Amin dan Trietil Amin pada Curing SecaraRadiasi Poliester Tak Jenuh -Stiren", RisalahPertemuan llmiah Proses Radiasi Dalam Industri,Sterilisasi Radiasi, Dan Aplikasi Teknik Nuklir DalamHidrologi, PAlR-BATAN (1989) 203.

(15). PITMAN, JADA, "Effect Polymer-Bound AmineAccelerators on The Radical Initiated Curing ofUnsaturated PoUyesters with Styrene", Ind. Eng.Chern. Prod. Res. Dev., 212 (1982) 281.

16. JERRY MORRiS, '~Comparison of Acrylate Oligo-fiefS in Wood Finishes", Journal of Coating Tech-nology, 56 715 (1984)49

[6). LESLIE GATECHAIR. "Weathering ofUV curedcoatings". UV Curing: Science and Technology,

(PAPPAS.S. P., Ed) Technology Marketing Corpo-ration NolWalk (1985) 283.

[7]. ANONYMOUS, Paints and Varnishes, PendulumDamping Test [ISO 1522-1973 (E)] (1985) 348.

[8]. WALDRON, McRAE. MADISON, "The Effect ofv;.rious Monomers on Crossli,nking Efficiency" Ra-diation ('uring, November (1985) 9.

[9]. ANONYMOUS, Annual Book of ASTM Standards,Part 27 ASTM, Philadelphia(1982) 518.