Pelapisan precipitated calcium carbonate (PCC) untuk meningkatkan kompatibilitas matriks sebagai filler bahan polymer (dari tinjauan adsorpsi)

SETYAWAN, Herman Nugraha, Ir. P. Sumardi, SU

2008 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Precipitated Calcium Carbonate (PCC) dipakai sebagai salah satu jenis bahan filler produk polymer. Salah satu kriteria yang harus dipenuhi sebagai bahan filler adalah matrix compatibility. Matrix compatibility PCC dapat ditingkatkan dengan proses pelapisan menggunakan coating agent, seperti asam lemak dan turunannya. Coating agent berfungsi untuk menurunkan surface energy PCC. Efek yang diharapkan dari penurunan surface energy adalah matrix compatibility PCC menjadi lebih baik sehingga PCC lebih mudah terdispersi dalam polymer matrix. Penelitian ini dilakukan untuk mendapatkan berbagai informasi dari segi kualitatif maupun kuantitatif dalam rangka menambah referensi dalam proses pelapisan filler PCC menggunakan asam lemak. Asam lemak yang digunakan untuk proses pelapisan PCC adalah campuran asam palmitat dan asam stearat. Media pelapisan yang digunakan adalah larutan etanol teknis 96% dan air suling. Metode pelapisan yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode pre-coating parsial secara batch. Proses pelapisan dimulai dengan membuat campuran yang terdiri dari asam lemak, PCC dan media pelapisan. Kondisi operasi untuk pelapisan menggunakan media etanol teknis 96 % adalah 40 oC dengan kecepatan pengadukan 350 rpm sedangkan kondisi operasi untuk pelapisan menggunakan media air adalah 70 oC dengan kecepatan pengadukan 450 rpm. PCC dipanaskan dahulu pada suhu 200 oC selama 8 jam sebelum proses pelapisan. Campuran asam palmitat dan asam stearat cenderung membentuk lapisan multilayer pada permukaan PCC. Asam lemak berinteraksi dengan permukaan PCC membentuk ikatan O-Ca. Dari penelitan ini didapatkan bahwa model isotherm Freundlich lebih sesuai dibandingkan model isotherm Langmuir untuk mendekati data-data kesetimbangan adsorpsi asam lemak (campuran asam palmitat dan asam stearat) ke permukaan PCC menggunakan media etanol pada suhu 40 oC.

The use of Precipitated Calcium Carbonate (PCC) as a filler material in polymer product must fulfill the filler material criteria. One of the criteria is matrix compatibility. One method for improving matrix compatibility of PCC is by modification of the surface of material with some coating agent, such as fatty acid and its derivatives. These coating agents reduce the surface energy of PCC. It eases PCC to disperse in polymer matrix. This research was done to obtain some qualitative and quantitative information in order to enrich references about PCC coating with fatty acid. Fatty acids that were used in this research were palmitic acid and stearic acid. Coating media were ethanol 96% and aquadest. The method applied in this research is batch partial pre-coating. The coating process was initiated by making a mixture of fatty acids and PCC in coating media. For ethanol coating media, process condition was 40o C and agitation speed of 350 rpm. For water coating media, process condition was 70o C and agitation speed of 450 rpm. PCC was heated at 200 oC for 8 hour prior to mixing in order to reduce water content. Stearic acid and palmitic acid compound have tendency to form multilayer on PCC surface. Fatty acids interact with PCC surface form O-Ca bonding. Isotherm Freundlich fit better than isotherm Langmuir fit to approach equilibrium data in fatty acid adsorption on to PCC with ethanol media at 40 oC.

Kata Kunci : Precipitated calcium carbonate,Asam lemak,Matrix compatibility, adsorption, fatty acid, matrix compatibility, Precipitated Calcium Carbonate (PCC)