Masturi, FMIPA Pendidikan Fisika (2010) Pemodelan Dan Karakterisasi Sifat Mekanik Dan Transpor Fluida Pada Material Yang Tersusun Atas Nanopartikel. Doctoral thesis, Unnes.

Preview	PDF - Published Version Download (365kB) | Preview
Preview	PDF - Published Version Download (3MB) | Preview
Preview	PDF - Published Version Download (216kB) | Preview
Preview	PDF - Published Version Download (303kB) | Preview
Preview	PDF - Published Version Download (218kB) | Preview

Abstract

Metode pencampuran sederhana dan hot-press melalui rekayasa komposit digunakan untuk membuat material komposit dari sampah, dalam hal ini sampah daun dan kertas, menggunakan polivinil asetat (PVAc) sebagai perekat dan nanopartikel silika sebagai penguat. Komposisi optimum untuk kekuatan tekan tertinggi dari komposit pada rasio massa silika/PVAc/sampah sebesar 3:80:280. Dengan rasio massa ini, kekuatan komposit mencapai 68,50 MPa untuk sampel yang dibuat pada tekanan dan suhu hot-press berturut-turut sebesar 100 MPa dan 150�C dengan penekanan selama 20 menit. Penambahan nanopartikel silika meningkatkan kekuatan tekan komposit sampai sekitar 50% dibandingkan kekuatan komposit sebelum penambahan silika (45,60 MPa). Kekuatan tekan yang lebih tinggi diperoleh dengan menaikkan tekanan penekanan (hot-press). Pada tekanan 120 MPa, suhu 150�C, dan lama penekanan 20 menit diperoleh kekuatan tekan sebesar 69,10 MPa. Ketika lama penekanan dinaikkan menjadi 45 menit dengan tekanan 120 MPa, kekuatan tekan komposit mencapai 84,37 MPa. Dengan menggunakan rekayasa komposit, dibuat juga keramik berpori dengan bahan clay untuk aplikasi �lter air kotor menggunakan metode pencampuran kering dan sol gel dan diikuti tahap pembakaran keramik. Polietilen glikol (PEG) digunakan sebagai pembentuk pori. Dengan melakukan variasi rasio clay:PEG diperoleh permeabilitas membran antara 1,65 � 10????16 m2????3,16 � 10????15 m2 untuk keramik sol-gel dan antara 1,38 � 10????16 m2????8,72 � 10????13 m2 untuk keramik yang dibuat dengan metode pencampuran kering. Kekuatan takannya antara 0,28 MPa????1,71 MPa for the keramik sol gel dan antara 0,05????0,90 MPa untuk keramik pencampuran kering. Performa penyaringan diuji dengan menggunakan larutan metilen biru (MB). Konsentrasi MB yang masih tersisa karena proses penyaringan ini antara 0,98????1,44% untuk �lter sol-gel dan 1,50????38,05% untuk �lter yang dibuat dengan pencampuran kering. Dengan demikian, keramik berpori ini dapat digunakan untuk mengurangi konsentrasi polutan uji. Beberapa model juga diusulkan untuk menjelaskan beberapa hasil dari eksperimen di atas. Pengaruh tekanan dan lama penekanan terhadap kekuatan tekanan komposit sampah dii jelaskan menggunakan model efektivitas kontak pada interaksi van der Waals dengan pendekatan cakupan efektif. Prediksi model sangat sesuai dengan data eksperimen. Hubungan permeabilitas dengan porositas keramik berpori dijelaskan secara model menggunakan e�ective medium approximation (EMA) dengan pendekatan kontak efektif. Sebuah model untuk menjelaskan hubungan kekuatan tekan dengan porositas keramik juga dibuat dengan memperhitungkan interaksi van der Waals menggunakan pendekatan jumlah kontak, sedangkan hubungan performa �ltrasi �lter dengan permeabilitasnya dimodelkan dengan pendekatan hambatan uida. Berkaitan dengan pentingnya peran interaksi van der Waals dalam skala partikel, sebuah model dengan pendekatan osilasi non-linear juga dikembangkan untuk menjelaskan fenomena penyimpangan posisi pada nanopartikel yang yang terorganisasi (self-organization) dari posisi sempurnanya. Prediksi model kemudian dibandingkan dengan beberapa citra TEM/SEM yang diperoleh dari beberapa paper dan didapatkan kesesuaian antara prediksi model dengan data organisasi nanopartikel Ag, Fe3O4 and SiO2 pada beberapa substrat.

Actions (login required)

View Item