ISSN -0216-3128Isminingsih Gitopadmojo 27

USAHA PENINGKATAN KESTABILAN DALAM PENYIMPANANTERHADAP KOPOLIMER CANGKOK POLIPROPILEN -ASAM ".AKRILAT (PP-AA) DENGAN BEBERAPA PROSES KERJA IRING

Isminingsih GitopadmojoBalai Besar Penelitian Dan Pengembangan lndustri Tekstil, JI. Jend. A. fani 390, Bandung 40272, Tel.(022) 7206214/15, Fax. (022)77/298, E-mail: ismining@bdg.centrin.net.id

ABSTRAK

Proses kopolimerisasi cangkok iradiasi benang polipropilen dengan monomer asam akrilat,telah meningkatkan penyerapan kelembaban dan days celupnya, sehingga memenuhi syaratsebagai bahan teksti/ untuk sandang. Tetapi, benang kopolimer tempel PP-AA telah mengalamikerusakan dalam penyimpanan, yang telah ditunjukkan dalam penelitian terdahulu bahwakekuatan tarik yang menurun secara drastis disebabkan oleh foto-oksidasi atau foto-degradasi.Ketja iring terhadap benang PP-AA dengan senyawa kimia yang dapat mencegah foto-oksidasilanjut, diharapkan akan meningkatkan kestabilan PP-AA dalam penyimpanan. Di dalampelaksanaan penelitian ini, benang polipropilen (PP) diproses kopolimerisasi cangkok iradiasidengan sinar-y dari Co-60 sebagai sumber iradiasi dan asam akrilat (AA) sebagai monomer.Terhadap benang kopolimer PP-AA dilakukan beberapa ketja iring secara terpisah berupaproses alkalisasi; pencelupan (zat warns anion, zat warns kation dan zat warns nonion); serfsproses dengan zat pencerah optik dan zat penstabil sinar ultra violet. Benang PP-AA (sebelumdan sesudah ketja iring) disimpan selama 1-42 bulan, kemudian diuji terhadap penyerapankelembaban, kekuatan tarik dan mulur saar putus. Untuk contoh yang telah disimpan selama 12bulan, dilakukan analisa radikal. Dari percobaan ini disimpulkan bahwa beberapa proses ketja:'iring terhadap PP-AA tersebut, dapat meningkatkan kestabilan kopolimer PP-AA da/ampenyimpanan. Timbulnya radikal peroksida pada spectrum ESR (electron spin resonance),menunjukkan adanya kerosakan karena foto-oksidasi terhadap benang PP-AA tanpa ketja iringdan yang telah diketja iring dengan alkali serfs disimpan selama 12 bulan, sedang pads PP-AAyang diketja iring dengan zat warns dengan kromofor azo dan azina, serfs zat penstabil sinarUV dengan kromofor karbonil dan disimpan selama 12 bulan menunjukkan adanya radikalpolienil yang melindungi PP-AA yang telah diketja iring tersebut dari degradasi karenatetjadinya foto-oksidasi Ian jut.

ABSTRACT

STORAGE STABILITY IMPROVEMENT OF COPOLYMER GRAFTED POL YPROPYLENE -

ACRYLIC ACID (PP-AA), BY MEANS OF VARIOUS AFTER TREATMENT PROCESSES.Polypropylene yams that have been subjected to irradiation induced graft co-polymerizationwith acrylic acid, have gained its moisture regain and dye ability, that fulfilled the requirement astextile material for gam7ent. However, the copolymer grafted PP-AA has suffered fromdegradation in the storage, which was indicated in the previous study that the strength retentionhas dropped tremendously by photo-oxidation or photo-degradation. After treatments of PP-AAyams with chemical compound that was able to prevent further photo-oxidation, will beexpected to improve the stability of PP-AA in storage. In this research activity, thepolypropylene (PP) yams were subjected to irradiation induced graft co-polymerization bymeans of r-Ray Co-50 as irradiation source with acrylic acid (AA) as monomer. Various aftertreatments were subjected to the grafted PP-AA yams such as alkalization process; dyeing(anionic dyes, cationic dyes and nonionic dyes); as well as processing with optical brighteningagent and UV stabilizer, separately. The PP-AA yams (before and after treatment) wefflsubjected to storage from 1 month up to 42 months, and then being tested for their moisture'regain, strength retention and elongation at breaks. The samples being stored for 12 monthswere subjected to radical analysis. It is concluded from the experiment that after treatment ofgrafted PP-AA by means of those various processes were able to improve the stability ofcopolymer grafted PP-AA in storage. The presence of peroxide radical in the ESR (electron spinresonance) spectrum on PP-AA yams before treatment and the ones after treated with alkalineand being stored for 12 months have indicated the presence of photo oxidation or photo

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 25 -26 Juli 2000

degradation, while the presence of polyenyl radical in the ESR spectrum of after treated PP-AAwith dyes having azo and azine compound as chromophore. as well as with UV stabilizer withcarbonil as chromophore and being stored for 12 months have proved that its presence haveprotected such after treated PP-AA yams from degradation caused by further photo-oxidation.

zat pencerah optik (0,5% Uvitex RS) dan zatEenstabil sinar ultra violet (0,5% Cyasorb UV 531),6,9-121. Benang PP-AA (sebelum dan sesudah kerjairing) disimpan selama 1-42 bulan pada a~mosferudara dan suhu kamar (:!.20°C) di dalam kantongplastik transparan, kemudian dilakukan pengujianterhadap penyerapan kelembaban (ASTM D 2654-76), kekuatan tarik dan mulur saat putus (ASTM D2256-75 dengan alat "Tel1Somat Breaking StrengthTester"). Untuk contoh yang telah disimpan selama12 bulan, dilakukan analisa radikal denganspektroskopi ESR (electron spin resonance) daTi E-Line Varian ESR Spectrometer (Model E-112)untuk mengetahui timbulnya radikal setelahpenyimpanan, misalnya kemungkinan adanyaradikal peroksida yang menunjukkan adanya foto-oksidasi atau foto-degradasi.

PENDAHULUAN

P roses kopolimerisasi cangkok iradiasi benang

polipropilen dengan monomer asam akrilat,

telah meningkatkan penyerapan kelembaban dandaya celupnya, sehingga memenuhi syarat sebagaibahan tekstil untuk sandang[I-6J. Tetapi, benangkopolimer tempel PP-AA telah mengalamikerusakan dalam penyimpanan, yang telahditunjukkan dalam penelitian terdahulu bahwatingginya penurunan kekuatan tarik disebabkan olehfoto-oksidasi atau foto-degradasi[7o9). Kerja iringterhadap benang PP-AA dengan senyawa kimiaseperti zat wama dengan kromofor yang dapatmenyerap sinar tampak (panjang gelombang A =

400 nm -700 nm), zat pencerah optik atau zatpenstabil sinar ultra violet (UV) yang menyerappanjang gelombang A = 300 nm -400 nm dan dapat

mencegah foto-oksidasi lanjut, akan diharapkanuntuk meningkatkan kestabilan PP-AA dalam

penyimpanan[4,6,9oll)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penyerapan Kelembaban

Penyerapan kelembaban (%MR)10 -

8

6

4

2

0

~ ~E ~E ~E ~EKSPERIMENTAL

Di dalam pelaksanaan penelitian ini,pertama-tama terhadap benang polipropilen (PP)dengan nomor 29,78 Tex atau NeJ 30, dilakukanproses persiapan (pemasakan, pengeringan danproses vakum sampai 10.2 Tor) sebelum diradiasidengan sumber sinar-y dari Co-60 pada suhu kamarC.:t 20°C) dengan laju dosis 1 Mrad/jam dan dosistotal 2,5 Mrad. Iradiator gamma yang digunakanadalah "Pagure" dengan kekuatan :t 20.000 Ci dariPusat Studi Nuklir CEN de Saclay, Perancis.Benang PP yang telah diproses iradiasi awal segeradikopolimerisasi cangkok dengan monomer asamakrilat (AA) 30% (4,17 moVl) dalam kondisi be basoksigen pada suhu 70°C selama 1 jam, dilanjutkanberturut-turut dengan pencucian dalam larutandeterjen encer (lcc/l) selama 5 menit pada suhu40°C, pembilasan dengan air mengalir dan prosesekstraksi dengan etil alcohol teknis (90%) pada suhudidihnya selama 6 jam. Terhadap benang kopolimerPP-AA dilakukan beberapa kerja iring dengan alat"Texomat AHIBA", secara terpisah berupa prosesalkalisasi dengan larutan jenuh natrium karbonat,pencelupan dengan 2% zat wama anion (C.I. AcidRed 151 = Nylosane Red CP-CR), 2% zat wamakation (C.I. Basic Violet 16 = Astrazon Violet 3RL), dan 2% zat wama nonion (C.I. Disperse Red I= Esterophile Light Red RBL-Extra); proses dengan

-.-PP.H .-.Pp'.2.5 ~PPM--M-PPM-ALK -.-PPM.ZWA ---PPM+ZWK

PPM.~N -.,..PPM.QBA -PPU.wS---j

0 1 .6 12 42Waktu penYlmpanan (bulan)

Gambar J. Kestabi/an penyerapan ke/embaban PP-as/i, PP-iradiasi. dan PPAA dengan atautanpa kerja iring da/am penyimpanan

Hasil pengujian kestabilan penyerapankelembaban PP-asli, PP-iradiasi dan PP-AA denganatau tanpa kerja iring dalam penyimpanan dapatdilihat pada gambar 1. Hasil kopolimer cangkok PP-AA sebesar G = 52,55% dari proses kopolimerisasicangkok iradiasi PP dengan monomer AA 4,17moVI (lihat reaksi pada gambar 2a) mempunyaipersen penyerapan kelembaban MR = 4,02%,meningkat sangat tinggi dibanding dengan PP-aslidan PP-iradiasi dengan MR = 0,2%. PP-AA setelahkerja iring dengan natrium karbon at meningkat dariMR = 4,02 % menjadi MR = 8,50 %. Peningkatan%MR tersebut disebabkan adanya penetralan pp.AA yang bersifat as am dan dengan terbentuknyaPP-AA-Na (gambar 2b), menambah sifat ~idrofil

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta. 25 -26 Juli 2000

ISSN -0216-3128Isminingsih Gitopadmojo~- 29

PP-AA sehingga meningkatkan %MR. Setelah 4,0 I % menjadi MR = 4,81 % sampai 4,92%. Kerjadisimpan selama 1-42 bulan, temyata %MR relatif iring PP-AA dengan zat pencerah optik (2% Uvitextidak berubah, sehingga dapat digunakan sebagai RS) dan zat penstabil sinar ultra violet (2% Cyasorbbahan san dang yang nyaman pakai karena UV 531) juga sedikit meningkatkan MR = 4,81%.kemampuan menyerap kelembaban termasuk Setelah penyimpanan selama 1-42 bulan, temyatamenyerap keringat. tidak banyak merubah %MR dari basil kerja iring

PP-AA setelah dikerja iring dengan PP-AA dengan beberapa proses tersebut. Halpencelupan dengan 2% zat wama anion (C.I. Acid tersebut menunjukkan bahwa sifat hidrofil dari PP-Red 151 = Nylosan Red CP-CR), 2% zat wama AA setelah dikerja iring dan disimpan tidakkation (C.I. Basic Violet 16 = Astrazon Violet 3 mengalami perubahan. Pada gambar 2. terlihat

RL), dan 2% zat wama non ion (C.I. Disperse Red I struktur PP-AA dan basil kerja iringnya yang= Esterophile Light Red RBL-Extra), sedikit temyata mempunyai sifat hidrofil yang tidakmeningkatkan penyerapan kelembaban dari MR = berubah dalam penyimpanan.

I-~ ~ ~ l- ",.d. .t,.~ -~ ¥ .-kopolimerlsaal Cangk~k I.CH,-CH-II ".c""" rn I "C ~ dengan asam akrHal{AAj IH I H H I CH,=CH.COOH

CH, CH,ISOTACllC ALL \1. RADICAL

POl YPROPVLENE

Gambar 2a. Reaksi kopolimerisasi cangkok iradiasfPP dengan AA

-C H z-C H-C H z-C Hz-C 00 HI n.1 ICH3 CH3

KOPOUMER CANGKOK PP-AA

I.C~~H.I

AJJ<NJSASt.I n-1-CH21~~-C~-C0C*i + N~CO3. .oCHz1H. In-1 oCHzfi-CHzoCHzoCOONa

Ci'i;a CH, P<BUAgq ~ Cli,KOPOCr':R CNtGI<OK PP.,M I<OP(\LM~CNGI<OK pp~

Gambar 2b. Kerja iring PP-A4 dengan cara alkalisasi

'ENCE!.~~

o~I II-CH'-rH- n-1-CH.-?H.CHiCHiCOOH N.1O.&-O-N=N-QN=N.O. PP-AA NYLOSANE REO CP-2R

CH. Cfi. (~~A~.\\:\3 -(dlYI ~/up ~Iliul ikltl(lhld~(I)r.o,our4fRCA\«;r.oK ,,~ ) NYLOSANE REO CP 2R

(CJ. ACID RED1Sf)

Gambar 2c. Daya celup kopolimer PP-AA dengan zat warna asam (anion)

0 -p!CH.1~I'ENan.UPM I '- ...

.& \#c.c~=C~-ON!C.~,)~. -PP-AA AST~~\lOLOfT ~ RL

(K£'RJA IRING it'" -(day" ~.Jl/p m.JaIl/jjl,aran1on)D£'NG4/\' : ~ c/ ..-CI

,._~c-~--- AST~~\lOLfT ~ra.

(Col aA.51: VIOlEt t J1

Gambar 2d. Daya celup kopolimer PP-AA dengan zat warna basa (kation)I I I'OICElU1'AJI 0 0 C-J':. -CHiC,II. .CII~CH-CII~CII~COO~ .II N. 'I ~ II-N- 'I N ..

n- I .-"co. co. (KmJA mJ71oG -C-II,CII.oo1I".". D£'N GA/I~ :r.o~ur4fRCA\«;r.oK ".AA f&TfRO'IfLf UGIIT RBI R!L.-f"".

(Co! mSPE14SE RED II

Gambar 2e. Daya celup kopolimer PP-AA dengan zat warna dispersi (non ion)$

I ZAT~NCERAHOPTK (V \ 0.V\ c.C~=CII. r -'lfci -II

I-CII.-CII- I .CII .CI+-CII .CII -COOIII n-1 .I ..CII; CII;

KO~ur"R~~KOK".AA

r r~AA E6TEROrIlLE UGKT RED Rat..E"".

(N}'8 C_rVp mofarv;;lIar~nh;dFOgan Nn

mor..n;=- r.n.,.vrd~fam pod~"n)

PP.AA uvITrx RS(migta,; maJaI"jj,..ran ion)

4:H,-CH- 1 -CH -CH-CH -CH -COOHI .-1 , I "

CH; CH;IlO~Ur~E~CA',K;IlOK rr..A.A

.(XE:R.LA fR11o/G

DE:NGANJ :

PP-AA CYASORB UV 531

(mjgnsj ,.,.JoI"jjr.~r~nhjdrog«n)

VVITEX RS'C.crwo.cOCCNrHMIlIr- '(

Gambar 21 Kerja iring kopo/imer PP-AA dengan zat pencerah optik0 011(/6DoT PEJlCEJWi OP1JK ~ ""'-

loCII"-CII-loloclI.-clloclI,,-clI,,ocoolI -I I -I n I (PimJA B?fNG ~ ~ 0,(:.11,.ClIo ClIo D£NGAN) :

OO~Ur4ERC.AI«;OOK~~.AA GYJEORIVV~)Io~'l&"'~'~ "',Gambar 2g. Kerja iring kopo/imer PP-AA dengan zat penstabi/ sinor UV

Prosiding Pertemuan den Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 25 -26 Juri 2000

ISSN 0216-3128 lsminingsih Gi/opadmojo30

gambar 2f. clan 2g. (konjugasi electron dalamkromofor azina yang menyerap sinar tampak padapanjang gelombang ).. = 400 nm -700 nm clankromofor karbonil yang menyerap sinar ultra violetpada panjang gelombang ).. = 300 nm -400 nm,juga dapat mencegah kerusakan kopolimer PP-AAdari foto-oksidasi atau foto-degradasi). Dugaan iniakan dibuktikan pad a analisa radikal denganspektroskopi ESR (electron spin resonance).

Kekuatan Tarik

Hasil pengujian kekuatan tarik PP-asli, PP-iradiasi dan PP-AA dengan atau taapa kerja iringdalam penyimpanan dapat dilihat pada gambar 3.Dari gambar tersebut terlihat bahwa kekuatan PP-asli dan PP-iradiasi cenderung stabil dalampenyimpanan sampai dengan 42 bulan. Hal tersebutberalasan karena di dalam serat PP terdapat zatpenstabil sinar UV yang biasanya ditambahkan padasaat proses pintal leleh[4), Namun setelah PPdiproses kopolimerisasi cangkok iradiasi denganmonomer AA, zat penstabil sinar UV tersebutterlarut dalam monomer AA, sehingga kopolimerPP-AA menjadi mudah rusak atau tidak stabil dalampenyimpanan (turun dari :t500 glm menjadi 150 glmatau turun :t70%). Kerja iring PP-AA denganalkalisasi (turun :t40%) tampaknya lebih stabildalam penyimpanan dibanding PP-AA tanpa kerjairing, hal tersebut kemungkinan disebabkan olehpenetralan PP-AA dari bentuk asam menjadi bentuknetral atau sedikit alkali dengan struktur garamnatrium seperti terlihat pada gambar 2a. dan 2b.

Kekuatan tarik benang (tJim)( ; -

Mulur Sa at Putus

Hasil pengujian mulur saat putus terhadapPP-asli, PP-iradiasi dan PP-AA dengan atau tanpakerja iring dalam penyimpanan dapat dilihat pada

gambar 4. Kerja iring dengan beberapa prosestersebut meningkatkan mulur benang PP-AA, danPP-AA yang dikerja iring. Tetapi setelahpenyimpanan selama 3-6 bulan, mulur PP-AA danyang dialkalisasi makin menurun, dan padapenyimpanan selama 42 bulan mulurnya makinmendekati PP-asli (dari mulur 33% menjadi 20%-

23%, atau persen penurunan sampai 30%-39%).Kerja iring PP-AA dengan zat warna, zat pencerahoptik dan zat penstabil sinar UV mempunyaikestabilan dalam penyimpanan sampai 6 bulan,setelah itu mulur benang menurun lebih lambat dari

PP-AA (persen penurunan 9%-19%).

Mulur benang (%)_W.2.5~R'M-AIJ(

-oR'M-Z'M<°R'M~

600

&X)

400

300 ~.H~M

200 ---~M+lNA-t-~M~100 -

3533312927252321191715~

0 1 6 12 42Waktu penyimpanan (bulan)

Gambar 4. Kestabi/an mu/ur PP-as/i. PP-iradiasidan P P AA dengan atau tanpa kerja iringdo/am penyimpanan

Kerja iring dengan zat pencerah optik danzat penstabil sinar UV. tidak banyak mengalamipenurunan kestabilan mulur dalam penyimpanan(persen penurunan 10/0-3%). Hal tersebutmenunjukkan bahwa kromofor azina dan karbonillebih banyak menyerap sinar ultra violet dibandingsinar tampak. sehingga daya untuk mencegah foto-oksidasi menjadi lebih besar.

_PP'.2.5-*-~M-M-~~---~M+~-+-~M+Z\'.I<-t-~M~-~M~

, , .0 1 6 12 42

Waktu ~}1rrpanan (oolan)Gambar 3. Kestabi/an kekuatan tarik PP-as/i, PP-

iradiasi dan PPAA dengan atau tanpakerja iring da/am penyimpanan

Kerja iring PP-AA secara pencelupandengan zat warna anion, kation dan non ionmenunjukkan kestabilan kekuatan tarik yang jauhlebih tinggi dibanding PP-AA dalam penyimpanan(hanya turun antara 2%-8%). Tampaknya I<onjugasielectron dalam kromofor jenis azo (pada zat warnaAsam Nylosane Red CP-2R dan zat wama dispersiEsterophile Light Red RBL-Extra), serta kromoforazina (pada zat wama basa Astrazon Violet 3 RL)seperti terlihat pada gambar 2c. -2e. (dari ketiga zatwama tersebut yang menyerap sinar tampak padapanjang gelombang ]I. = 400 nm -700 nm),

diperkirakan dapat mencegah kerusakan kopolimerPP-AA dari foto-oksidasi atau foto-degradasi.Demikian pula halnya pada basil kerja iring PP-AAdengan zat pencerah optik (Uvitex RS dengankromofor azina) clan zat penstabil sinar UV(Cyasorb UV 531 dengan kromofor karbonil),menunjukkan kestabilan kekuatan tarik yang jauhlebih tinggi dibanding PP-AA dalam penyimpanan(hanya turun antara 1%-2%). Seperti terlihat pada

.,

Analisa RadikalDari hasil pengujian kekuatan tarik dan

mulur (gambar 3 dan 4), terlihat bahwa setelah

Prosiding Penemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakana, 25 -26 Juli 2000

mengalami foto-oksidasi dengan tingkat kerusakanpada PP-AA lebih besar dibanding dengan PPAA +alkali. Pad a ha:;il kerja iring PP-AA dengan zatwama mengandung kromofor azo clan azina, sertapenstabil sinar UV dengan kromofor karbonil yangdisimpan selama 12 bulan terlihat adanya radikalpolienil yang da~at menghalangi terjadinya foto-oksidasi lanjutl6.9- II.

Intensltas Spektrogram ESR

5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25Jarak sken pada layar monitor (x 10 Gause)

penyimpanan 6 bulan terjadi percepatan lajupenurunan kekuatan clan mulur yang besar pad a PP-AA clan kerja iringnya dengan alkali. Sedangkanpada hasil kerja iring yang lain hanya terjadi lajupenurunan yang rendah. Untuk melihat apakahsetelah penyimpanan timbul radikal pada strukturPP-AA clan hasil kerja iringnya, dilakukan analisaradikal terhadap contoh polipropilen asli (PP-H),PP-AA, clan PP-AA yang dikerja iring denganalkali, zat wama dengan kromofor azo (NylosaneRed CP-2R), kromofor azina (Astrazon Violet 3 RL)clan zat penstabil sinar UV dengan kromoforkarbonil (Cyasorb UV 531) sesudah penyimpananselama 12 bulan. Analisa dilakukan denganspektroskopi ESR (electron spin resonance). Darihasil analisa radikal yang tercantum pada gambar 5.,terlihat bahwa setelah disimpan selama 12 bulancontoh polipropilen asli (PP-H) tidak menunjukkanadanya radikal, tetapi pada PP-AA clan PP-AA yangdilalkalisasi menunjukkan adanya radikal peroksidayang membuktikan adanya foto-oksidasi atau foto-degradasi, sesuai dengan hasil penelitian terdahuluuntuk PP-AA dengan waktu penyimpanan selama 6bulan [6,9-11).

Radiasi elektro magnetic clan adanyaoksigen dalam atmosfer udara selama penyimpananakan menginisiasi terbentuknya radikal peroksidapada PP-AA clan PP-AA-Na, yang dalampenyimpanan clan pengaruh kelembaban akanmembentuk radikal peroksida yang pad apolipropilen akan memutuskan rantai polimermenjadi hidro peroksida seperti terlihat dalam reaksipad a gambar 6a. clan 6b. Setelah disimpan selama12 bulan pada hasil kerja iring PP-AA dengan alkali(Na2CO3) terlihat adanya radikal peroksida yanglebih lemah dibanding pada PP-AA, yangmenjelaskan bahwa kedua contoh tersebut

Gambar 5. Analisa radikal secara spektroskopi ESRpada PP-asli, PP-AA dan kerja iringnyadengan alkali, kromofor azo, azma dankarbonil setelah penyimpanan selama 12bulan

Hasil analisa radikal tersebut'. dapatmenerangkan bahwa kestabilan hasil kerja iring pp.AA dengan zat warna, zat pencerah optik clan zatpenstabil sinar UV dalam penyimpanan ditunjangoleh timbulnya radikal polienil yang mampumenyerap sinar tampak atau sinar UV sehinggaterjadi konjugasi elektron yang dapat menghambatkemungkinan terjadinya foto-oksidasi lanjut sepertiterlihat dalam reaksi pada gambar 6c. -6e.

.CH .CH.CH -CH -COOH2 I 2 2

P P 0 O*-[P P]n.2-P P-AA

t Radikal peroksida'I -CH2-CH- 1n-1

CH3 CH3KOPOLIMER CANGKOK PP-AA

H-OH> .PPOO*-[PP]n.2-PP-AA prOCH + [PP] n- 2-PP-AAR dfk I k " d Peng.ruh kelemb.b.n Pemutusan rantaf

a a pero Sl a

Gambar 6a. Pembentukan radikal peroksida don pemutusan rantaf PP-AA dalam penyimpanan

I -.".'"c.. ~ -__h~__>--CH2-CH- 1 -CH -CH-CH2-CH2-CONaI n-1 2 I P POO*-[P P]n-2-P P-AA-Na

CH CH t Radikaf peroksida3 3

KOPOLIMER CANGKOK PP.AA-Na

H-OHPPOO*-[PP) n'2-PP.AA-Na > .PPOOH + [PP) n- 2-PP-AA-Na

Radikaf peroksida Pongaruh ko/ombaban Pemutusan rantai

Gambar 6b. Pembentukan radika/ peroksida don pemutusan rantai PP-AA-Na da/am penyimpanan

+ 0 -2 ,.dl..le/ekt,o magnetik

Prosiding Pertemuan den Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan den Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 25 -26 Juli 2000

32 ISSN 0216-3128 Isminingsih Gilopadmojo

OHI

-C H2-Y H -C H2-C H 2-C 0-0 3S-0-N = N -0 -N = N-D-CH2-CH- 1I n-1

hv> .

R.dl..I./oklro m.gnollkCH3 CH3

KOPOLIMER CANGKOK PP.AA NYLOSANE RED CP-2R(C.I. ACID RED 151)

Hq OHP --I

I-CHz-CHi -CHZ-r=CH-CH=C-S= O -N=N- O -N=N- OI n-1 I" -0..0 --

CH3 CH3PP-AA dengan radikal polienll konjugasl elektron dart kromofor azo

Gambar 6c. Pemben/ukan radika/ po/ieni/ dari penyimpanan PP-AA dengan kromofor azo yang mencegahpembentukan radika/ peroksida

hv>

-C(CH3)Z

",#b.CH=CH-O ,,:: -N(CzHs)z

~ -/N+

H3C ! .OOC-CHz.CHz-CH-CHz-ikatan ion

Radlas/ e/ektro magnetlk

ICH3

ICHa

ASTRAZON VIOLET 3RL KOPOLIMER CANGKOK PP.AA(C.I. BASIC VIOLET 16)

-C(CH3)2 I ~-+ "", C=CH-CH -(C2H6)2

~+ - IH2C OOC-CH2-CH2"CH-CH2- -CHz-CH-1 2 -CHz-CH-OO*~I .I n. \radikal peroksida

CH CH33

Konjugasi elektron dari kromotor azina melindungi PP.AA dari toto oksidasi lanjut

Gambar6d. Pembentukan radika/ po/ieni/ dari penyimpanan PP-AA dengan kromofor azina yang mencegahfoto oksidasi /anjut

PP-AA t

OH

I-CH2-CH- 1 -CH 2-CH-CH 2oCH2-COOHI "-1 I ;'

hv~r

kromofor karbor

Rad/a$/ e/ektro magnet/k~=O=CH=CH2-CH=CH2,

konjugasi ekeltron darl POLIENILkromofor karbonil

CYASORB UV 531 membentuk polienil(C./.LIGHT ABSORBER 131)

Gambar 6e. Pembentukanpolienil daripenyimpanan PP-AA dengan kromofor karbonil yang mencegahfotooksidasi lanjut

Prosiding Pel1emuan dan Presentasi Ilmiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 25 -26 Juli 2000

CH3 CH31KOPOLIMER CANGKOK PP.AA

..ikatan hidrogen !OH 1

O-C,H'7Iii

ISSN ~2I6-3128 33lsminingsih Gitopadmojo

KESIMPULAN

Peningkatan kestabilan dalam

penyimpanan terhadap kopolimer propilen-asamakrilat (PP-AA) dapat dilakukan dengan beberapaproses kerja iring. Kerja iring dengan alkali (larutan

jenuh Na2CO3) meningkatkan penyerapankelembaban PP-AA dari 4,02% menjadi 8,50 %,tetapi setelah disimpan selama 42 bulan kekuatantarik dan mulumya mulai berkurang dengan lajupenurunan yang cukup tinggi (:t40%). Analisaradikal terhadap PP-AA dan PPAA + alkali setelahdisimpan selama 12 bulan menunjukkan adanyaradikal peroksida, yang menjelaskan adanyakerusakan karena foto-oksidasi atau foto-degradasi.Kestabilan PP AA + alkali masih lebih tinggidibanding PP-AA tanpa kerja iring.

Kerja iring PP-AA dengan zat wama aniondengan kromofor azo, zat wama kation dengankromofor azina, zat wama non ion dengan kromoforazo, zat pencerah optik dengan kromofor azina danzat penstabil sinar UV dengan kromofor karbonil,dapat meningkatkan kestabilan penyerapankelembaban, kekuatan tarik dan mulur saat putusdalam penyimpanan sampai 42 bulan. Kestabilannasil kcrja iring tcrsebut dalam pcnyimpanandisebabkan oleh timbulnya radikal polienil yangdapat melindungi hasil kerja iring dari foto oksidasilanjut. Sctclah pcnyimpan:tn PP-AA, tcrjndi pcrscnpenurunan kekuatan sampai 70% dan penurunanmulur sampai 39%. PP-AA yang dikerja iringdcngnn pcncclupnn. znt pcnccrnh optik dnn pcnstnbilsinar UV mengalami persen penurunan kekuatan1 %-8%, dan persen penurunan mulur 1 %-19%.

UCAPAN TERIMAKASIH

Ucapan banyak terimakasih ditujukankepada : Prof. Dr. F. Schue dari UNSTL deLanguedoc, Montpellier Perancis, Dr. F. Leizier, Dr.Gaussens dan Dr. F. Lemaire dari CEN de SaclayPerancis yang telah membantu terselenggaranyastudi ini.

3. ISMININGSIH, G., Elucidation to theIrradiation Induced Copolymer GraftedPolypropylene with Hydrophilic Monomers, 2ndInternational Conference On Frontier ofPolymers and Advanced Materials, Jakarta,January, 1993.

4. PAIGHRT, O. et aI, Production and Appiicationof Polypropylene Textiles, Textile Science and

Technology, Elsvier Science Publishing Co.,New York, 1983.

5. ISMININGSIH, G. et.al., "Preliminary StudiesFor Chemical Modification of PolypropyleneWith Acrylate Monomer Derivates By GraftCopolymerization Initiated With BenzoylPeroxide Radicals", Journal Of Textile Institute,Bandung, 1985.

6. ISMININGSIH, G., Kopolimerisasi TempelIradiasi Dengan Monomer Hidrofil Pada SeratPolipropilen, Disertasi, Institut Teknologi

Bandung,1991.7. RAN BY, B., "Photo degradation and Photo

oxidation of Synthetic Polymers", Journal ofanalytical and Applied Pyrolysis, 1989.

8. ISMININGSIH, G., Kestabilan KopolimerCangkok Polipropilen-Asam Akrilat di dalamPenyimpanan, Konggres Kimia IV, HimpunanKimia Indonesia, Jakarta, Juli 1988.

9. VINK, P., "Photo-Oxidation of Polypropylene",Journal of Applicd Polymcr Scicncc, ApplicdPolymer Symposium 35, John Wiley & Sons,USA, 1979.

10. SHAH, C.D. and K.D. JAIN, "Dyeing ofModified Polypropylene-Cationic Dyes OnChlorinated Polypropylene", Textile ResearchJournal, Vol. 53,1983.

II. DARYL and K.C. HODGEMEN, "ESR Studiesof the Formation of Stable Nytroxyl Radicals inthe Photo oxidation of Polypropylene ContainingHindered Amine Light Stabilizer", Journal ofPolymer Sciences, Polymer Chemistry Edition,Vol. 18, USA, 1980.

12. TROTMAN, E.R., Dyeing and ChemicalTechnology of Textile Fibres, Charles Griffin &Co., Great Britain, 1986.

DAFT AR PUST AKA

TANYA JAWAB

ISMININGSIH, G. et ai, "Amelioration de FibreTextile par Greffage Radiochimique", RadioTraitements, Vol. 8, No. 10-12, CEN de Saclay,France, 1981.ISMININGSIH, G. et F. Schue, Influence duDebit de Dose Sur Ie Greffage Radiochimique deDivers MOl1olneres Sur Ie Fibre dePolypropylene. Seminaire "Table Ronde", AuCEN de Saclay, France, Avril 1982.

2Dr. Jateman~ Dimana ESR dilakukan ?~ Berikan uraian singkat sampel apa saja yang bisa

diukur dengan ESR clan tujuannya apa ?

Prosiding Pertemuan den Presenlasi Ilmiah Penelilian Oasar IImu Pengetahuan den Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 25 -26 Juli 2000

ISSN 0216-3128 /sminingsih Gitopadmojo34

Isminingsih Gitopadmojo~ Analisa ESR dilakukan detigan alaI

Speklroskopi ESR (Eleclron Spin Resonance)don E-line varian ESR Spec. (Model E-J J2)

.di CEN di Saclay, Perancis.~ ESR unluk mengukur perubahan warna spin

dari eleklron yang berubah karena sualubahan lerkena radiosi gamma, eleklron alauparlikel alfa, dsb.

iradiasi atau cara inisiator radikal bebas(kimia) diusahakan cukup untuk % graftingyang disebabkan un/uk bahan tekstil. Apakahhasilnya berupa ikatan silang atau cabangbelum dilakukan analisisnya. Yang sudahdilakukan baru posisi monomer pada PPsecara analisis dengan NMR, lR dan ESR,ternyata posisi monomer sarna dengan posisiradikal pada PP.

Dwi Wahini N.~ Penelitian lbu, PP diradiasi dulu barn dicangkok

dengan asam akrilat atau PP + asam akrilat laludiradiasi ? (pada dosis berapa ?, Jika altematif I,kenapa PP diradiasi dulu.

~ Dari data sifat jenis temyata PP tanpa iradiasitidak menurunkan sifat jenis pada penyimpanan.Apa manfaat penelitian ini terhadap perbaikansifat-sifat jenis berkurang ? Pada umumnyaproses iradiasi diharapkan untuk memperbaikisifat-sifat jenis material.

Isminingsih Gitopadmojo-<>- Polipropilen sukar dicangkok l;iengan

monomer hidrojil untuk ballan tekstil. PP +asam akrilat dapat diproses secarakopolimerisasi cangkok radikal beba.~dengan inisiator radikal. Inisia/or dapatberupa senyawa benzoil peroksida, dapatjuga secara radiasi PP memben/uk radikaletil atau alkil (secara radiasi dengan sumbergamma atau elektron).

-<>- PP tanpa radiasi stabil dalam penguapandan dipakai untuk material dalam pakaianolahnya dan perahu apung (berat jenis PP21). PP yang diproses kopolimerisasicangkok dengan monomer hidrojil ditujukanun/uk bahan leks/it yang dipakai menyerapkelembaban mudah diwarnai dan awetdalam pemakaian/penyimpanan.

Sukirno~ Benang polipropilen diproses kopolimerisasi

cangkok iradiasi dengan Co-60. Berapa aktivitasCo-60 yang dipakai, dan berapa waktu yangdiperlukan untuk isolasi dan pengaruhnyaterhadap kekuatan tarik dan mulur ?

Isminingsih Gitopadmojo.{.o Sinor gamma Co-60 dengan kekuatan .t 20

,tiCi dari Pusat Studi Nuklir CENN SaclayPerancis, dosis total 2,5 Mrad don lajudosis/Mrad/jam, suhu .t 20 °c dalam kondisivakum.

.{.o Kekuatan tarik don mulur untuk PP sajatidak tidak ter/alu berubah untuk dosis 2,5Mrad don laju dosis J Mrad/jam dalam suhukamar.

.{.o Untuk radiasi dalam kondisi udara, kekuatandon mulur menurun karena adanya lotooksidasi.

Damunlr~ Pacta proses polimerisasi baik dengan radiasi,

kimia dalam hasilnya acta terbentuk ikatansilang, lurus dll. Tapi dalam makalah IbuIsminingsih tidak diterangkan. Apakah prosespolimerisasi dengan radiasi, tidak terjadipembentukan silang atau hilang selamapenyimpanan ?

Isminingsih Gitopadmojo.{.o Proses pencangkokan polipropilen (PP)

dengan monomer hidrofil baik secara

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan den Teknologi NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 25 -26 Juli 2000