Defenisi Analisa Termal

Analisa Termal : Analisa termal dapat didefinisikan sebagai pengukuran sifat-sifat fisik dan kimia material sebagai fungsi dari suhu. Pada prakteknya, istilah analisa termal seringkali digunakan untuk sifat-sifat spesifik tertentu. (Sutiani, A., 2009)

Analisis termal dalam pengertian luas adalah pengukuran sifat kimia fisika bahan sebagai fungsi suhu (Mufty, M., 2009). Uji termal diperlukan untuk melihat perubahan sifat termal dari bahan komposit polimer (Deswita, dkk., 2007)

Penetapan dengan metode ini dapat memberikan informasi pada kesempurnaan kristal, polimorfisma, titik lebur, sublimasi, transisi kaca, dedrasi, penguapan, pirolisis, interaksi padat-padat dan kemurnian. Data semacam ini berguna untuk karakterisasi senyawa yang memandang kesesuaian, stabilitas, kemasan dan pengawasan kualitas. Pengukuran dalam analisis termal meliputi suhu transisi, termogravimetri dan analisis cemaran. (Mufty, M., 2009)

Analisa Termogravimetrik (TGA)

Thermogravimetri adalah teknik untuk mengukur perubahan berat dari suatu senyawa sebagai fungsi dari suhu ataupun waktu. Hasilnya biasanya berupa rekaman diagram yang kontinu; reaksi dekomposisi satu tahap yang skematik diperlihatkan pada Gambar 2.11.

Dalam Thermogravimetri (TGA), perubahan massa sampel diukur sebagai fungsi temperatur. Pengukuran atau perubahan massa sampel ini diukur secara kontinyu dengan kecepatan tetap.  Hasil pengukuran dinyatakan sebagai kurva antara berat yang hilang terhadap temperatur yang disebut termogram. Kurva ini dapat memberikan informasi baik kualitatif maupun kuantitatif tentang sampel yang dianalisa. Termogram TGA memperlihatkan tahap-tahap dekomposisi yang terjadi akibat perlakuan termal, seperti ditunjukkan Gambar 2.13.

Pada Gambar 2.13 terlihat bahwa pada temperatur T₁,  bahan mengalami kehilangan berat sebesar W₀ – W₁. Pada temperatur T₂ dan T₃, sampel mengalami pengurangan berat sebesar W₁-W₂ dan W₂-W₃. Persentase pengurangan berat ini berkaitan dengan perubahan kimia yang menyebabkan perubahan berat sampel. Dalam bidang polimer, analisis termogravimetri ini terutama dipakai untuk mempelajari degradasi termal, kestabilan termal, degradasi oksidatif, komposisi dan identifikasi polimer. (Sutiani, A., 2009)

Preparasi Sampel TGA

·         Memaksimalkan luas permukaan dari sampel untuk meningkatkan resolusi kehilangan berat dan reprodusibilitas temperatur

·         Berat sampel : 10-20 mg untuk aplikasi pada umumnya 50-100 mg untuk pengukuran zat-zat yang mudah menguap

·         Kebanyakan TGA memiliki baseline drift dari 10 mg sampel

·         TGA terdiri dari sebuah sample pan yang ditempatkan pada furnace dan dipanaskan atau didinginkan selama eksperimen.  Massa dari sampel dipantau dan sampel dialiri oleh suatu gas untuk mengontrol lingkungan sampel

·         Gasnya berupa gas inert atau gas reaktif yang mengalir melalui sampel dan keluar melalui exhaust.

Differential Thermal Analysis (DTA)

Differential Thermal Analysis (DTA) adalah suatu teknik dimana suhu dari suatu sampel dibandingkan dengan material inert. Suhu dari sampel dan pembanding pada awalnya sama sampai ada kejadian yang mengakibatkan perubahan suhu seperti pelelehan, penguraian, atau perubahan struktur kristal sehingga suhu pada sampel berbeda dengan pembanding. Bila suhu sampel lebih tinggi daripada suhu pembanding maka perubahan yang terjadi adalah eksotermal, dan endotermal bila sebaliknya.( Onggo, D., dan Fansuri, H., 1999)

Analisa Sifat Mekanik

Pengujian sifat mekanik bahan polimer sangat penting karena penggunaan bahan polimer sebagai bahan industri sangat bergantung pada sifat mekanisnya. Sifat mekanik polimer merupakan salah satu sifat yang sering digunakan untuk karakterisasi suatu bahan polimer. (Siagian, K.A., 2009)

Sifat mekanik merupakan gabungan antara kekuatan yang tinggi dan elastisitas yang baik, sifat ini disebabkan oleh adanya dua macam ikatan dalam bahan polimer, yakni ikatan yang kuat antara atom dan interaksi antara rantai polimer yang lemah (Siagian, K.A., 2009). Pengukuran sifat mekanik meliputi yield strength (kekuatan luluh), tensile strength (kekuatan tarik) dan elongation at break (perpanjangan putus). (Deswita, dkk., 2007)

Kekuatan Tarik (Tensile Strength)

Tensile strength adalah kemampuan bahan untuk menerima beban tanpa menjadi rusak atau putus. Tensile strength suatu bahan ditetapkan dengan membagi gaya maksimum dengan luas penampang mula-mula sebelum terdeformasi (Deswita, dkk., 2007)

Keterangan :

          = Kekuatan tarik bahan (kgf/mm²)

          = Tegangan maksimum (kgf)

          = Luas penampang mula-mula (mm²)

 Melalui pengujian kekuatan tarik diperoleh kurva tegangan (stress) terhadap regangan (strain). Bentuk umum kurva tegangan-regangan ditunjukkan Gambar 2.14.Sutiani, A., 2009)

Modulus elastisitas adalah ukuran suatu bahan yang diartikan ketahanan material tersebut terhadap deformasi elastik. Makin besar modulusnya maka semakin kecil regangan elastik yang dihasilkan akibat pemberian tegangan . Sifat mekanik bahan juga diamati dari sifat kemulurunnya atau regangan  yang didefinisikan sebagai pertambahan panjang yang dihasilkan oleh ukuran panjang spesimen akibat gaya yang diberikan. (Siagian, 2009)

Keterangan :

      = Kemuluran atau regangan (%)

      = Panjang spesimen mula-mula (mm)

      = Panjang spesimen setelah diberi beban (mm)

Besaran kemuluran atau regangan ini berguna untuk mengamati sifat plastis dari bahan polimer.

Elongation at Break merupakan pertambahan panjang dari spesimen uji oleh karena beban penarikan sampai sesaat sebelum spesimen uji tersebut mengalami perpatahan. (Deswita, dkk. 2007)