“PENGARUH DISTRIBUSI FILLER LOGAM DALAM KOMPOSITE KARBON LLDPE TERHADAP KONDUKTIVITAS LISTRIK ”

Penelitian ini bertujuan untuk menemukan material alternatif pembuatan
komponen distribusi listrik yang lebih ramah lingkungan dan lebih murah dengan
menggunakan bahan limbah organik yang ramah lingkungan. Material alternatif
pada Penelitian ini adalah komposit karbon polimer konduktif elektrik yang terdiri
dari bahan karbon dari limbah organik sekam padi sebagai filler primer, serbuk
logam sebagai filler sekunder dan bahan polimer termoplastik LLDPE (Linier
Low-Density Polyethylene) sebagai matriks pengikat. Konduktor listrik
diproduksi dari logam seperti Tembaga dan Aluminium yang proses produksinya
tidak ramah lingkungan dan ketersedian yang terbatas. Penelitian pendahuluan
berhasil mengungkapkan bahwa karbon dari limbah organik hasil dari proses
karbonisasi pirolisis pada suhu 950°C dengan laju temperatur 2°C/menit dapat
menghantarkan listrik. Karbon digiling halus dan disaring dengan ukuran mesh
200, ditambahkan dengan serbuk logam dan dicampur polimer dengan variasi
rasio komposisi LLDPE : Karbon : Logam sebesar 50:50:0, 50:40:10, 50:30:20 %
bobot dan dikompaksi panas pada temperatur 120°C. Sampel uji dibuat dengan
menggunakan cetakan dan alat kompaksi hot press di laboratorium Politeknik
Negeri Jakarta. Karakterisasi sampel tersebut dilakukan dengan melakukan
pengujian di tiga laboratorium. Uji sifat listrik dengan metode four point-probe
(ASTM D4496), pengukuran konduktifitas elektrik (ASTM D257), dan uji
struktur mikro SEM dilakukan di laboratorium Fisika BRIN Serpong. Uji densitas
dengan metode Archimedes (ASTM D792) dan uji porositas (ASTM C20-
00(2015)) dilakukan di laboratorium Teknik Mesin Politeknik Negeri Jakarta.
Pengujian sifat mekanik/ uji tarik (ASTM D638) dilakukan di laboratorium
Material Universitas Indonesia Depok. Sampel mono block metal filler karbon
polimer konduktor listrik dibuat menggunakan mesin extruder mini. Sampel mono
block diuji dengan metode two point-probe di laboratorium Teknik Mesin
Politeknik Negeri. Hasil pengujian menunjukkan bahwa variasi komposisi dan
temperatur kompaksi hot press berpengaruh terhadap sifat mekanik, sifat fisik
densitas – porositas, morfologi dan konduktifitas elektrik. Nilai kekuatan tarik
Konduktivitas listrik tertinggi untuk metal filler karbon Polymer Komposit
dihasilkan oleh komposit dengan rasio komposisi metal filler 20%;
LLDPE/Karbon/Cu (50:30:20) 3,54E-04 S/cm. dan LLDPE/Karbon/Al (50:30:20)
1,82E-04 S/cm. dengan temperatur kompaksi 120°C. Nilai kekuatan tarik
5
konduktivitas listrik terendah untuk metal filler karbon Polymer Komposit dihasilkan
oleh komposit dengan rasio komposisi metal filler 30% ; LLDPE/Karbon/Cu (50:30:20)
1,78E-08 S/cm. dan LLDPE/Karbon/Al (50:30:20) 2,14E- 08 S/cm. dengan temperatur
kompaksi 120°C. Semakin tinggi kandungan karbon semakin tinggi kekuatan tarik
yang dihasilkan. Nilai porositas tertinggi dihasilkan oleh komposit dengan rasio
komposisi LLDPE/Karbon/Cu dan LLDPE/Karbon/Al dengan perbandingan
rasio berat 50% :20% :30%, masing-masing 1,78E-08 S/cm. untuk tembaga dan
2,14E-08 S/cm. pada temperatur kompaksi 120°C. Nilai densitas rata-rata
terendah dihasilkan oleh komposit dengan rasio komposisi 60% Carbon : 40%
LLDPE pada temperatur kompaksi 120°C yaitu 1,202 %. Semakin tinggi
kandungan filler dan semakin tinggi semakin tinggi porositas yang dihasilkan.
Semakin tinggi kandungan karbon dan temperatur kompaksi akan menghasilkan
struktur yang lebih merata seperti ditunjukkan oleh komposit dengan rasio
komposisi 70% Carbon : 30% LLDPE pada temperatur kompaksi 150°C. Nilai
konduktifitas elektrik tertinggi dihasilkan oleh komposit dengan rasio komposisi
70% Carbon : 30% LLDPE pada temperaturkompaksi 150°C yaitu 0,0142 [S/cm].
Nilai konduktifitas elektrik terendah dihasilkan oleh komposit dengan rasio
komposisi 50% Carbon : 50% LLDPE pada temperatur kompaksi 150°C yaitu
0,0007 [S/cm]. Semakin tinggi kandungan karbon akan semakin tinggi konduktif
elektrikyang dihasilkan.
Kata Kunci: Komposit Karbon LLDPE, Plastik Penghantar Listrik, Karbon
Sekam Padi, filler logam, Komposit Konduktif Elektrik, Hot Compaction