Stabilisasi Densitas Filamen dari Komposit LLDPE-Karbon Mikro melalui Rancang Bangun Kanal Spider Leg
DOI:
https://doi.org/10.32722/jmt.v4i2.5867Keywords:
Mesin Ekstrusi, Karbon Mikro, Karbon Konduktif, Komposit PolimerAbstract
Proses Melt Blending telah berhasil dikembangkan untuk membuat filamen 3DP dari bahan polimer. Percobaan dilakukan dengan mesin ekstrusi single screw kapasitas laboratorium. Modifikasi dilakukan dengan perancangan spider leg channel. Tools tersebut digunakan untuk mendapatkan campuran yang lebih homogen dalam fasa liquid di dalam ruang Extruder Head. Selain itu juga untuk mendapatkan tingkat kompresi selama pembentukan filamen di ruang nozzle. Percobaan dilakukan dengan mengunakan variasi filler pada komposit polimer karbon, yaitu komposit polimer karbon mikro dan komposit polimer grafit. Kedua variasi dibuat dengan komposisi berat yang sama 50:50. Untuk ukuran partikel karbon mikro digunakan mesh #200. Material polimer Linear Low Density Polyethylene/LLDPE digunakan sebagai matriks dengan ukuran mesh #40. Pada komposit polimer karbon mikro, diperoleh densitas yang relatif stabil pada temperatur setting untuk extruder head 110°C. Untuk komposit polimer grafit pembentukan filamen dengan kepadatan seragam belum berhasil diperoleh pada temperatur 110°C. Dalam kondisi kepadatan tersebut, konduktifitas listrik komposit dengan filler karbon mikro dan grafit menunjukkan fenomena perubahan yang mirip. Nilai konduktifitas listrik maksimal diperoleh pada area kanal spider leg dari extruder head. Karbon mikro sebagai filler lebih sensitif terhadap pemanasan dibandingkan dengan grafit, dan penggunaan mesin ekstrusi single screw hanya dapat dicapai dengan penambahan tools berupa extruder head.
References
S. Oberoi, V. B. Mohan, and D. Bhattacharyya, SAMPE Conference Proceedings (Charlotte, NC, 2019).
K. Fu, Y. Yao, J. Dai, and L. Hu, Progress in 3D Printing of Carbon Materials for Energy-Related Applications, Adv. Mater. 29, 1–20, (2017).
J. H. Kim et al., 3D printing of reduced graphene oxide nanowires, Adv. Mater. 27, 157–161 (2015).
S. J. Leigh, R. J. Bradley, C. P. Purssell, D. R. Billson, and D. A. Hutchins, A Simple , Low-Cost Conductive Composite Material for 3D Printing of Electronic Sensors, PLoS One 7, 1–6, (2012).
S. Doagou-rad and A. Islam, Correlation of mechanical and electrical properties with processing variables in MWCNT reinforced thermoplastic nanocomposites, J. Compos. Mater. 52, (2018).
J.-C. Huang and C.-L. Wu, Processability, mechanical properties, and electrical conductivities of carbon black-filled ethylene-vinyl acetate copolymers, Adv. Polym. Technol. 19, 132, (2000).
T. Jin-hua, L. Guo-qin, C. Huang, and S. Lin-jian, Mechanical Properties and Thermal Behaviour of LLDPE/MWNTs Nanocomposites, Mater. Res. 15, 1050–1056, (2012).
H. Choi, M. S. Kim, D. Ahn, S. Y. Yeo, and S. Lee, Electrical percolation threshold of carbon black in a polymer matrix and its application to antistatic fibre, Sci. Rep. 9, 6338, (2019).
P. Ravichandran, C. Anbu, R. Poornachandran, M. Shenbagarajan, and K. S. Yaswahnthan, Design and development of 3d printer filament extruder for material reuse, Int. J. Sci. Technol. Res. 9, 3771–3775, (2020).
P. Pötschke et al., Melt mixing as method to disperse carbon nanotubes into thermoplastic polymers, Fullerenes Nanotub. Carbon Nanostructures. 13, 211–224, (2005).
S. G. Hatzikiriakos, C. W. Stewart, and J. M. Dealy, Effect of Surface Coatings on Wall Slip of LLDPE, Int. Polym. Process. 8, 30–35, (1993).
D. J. Horst and C. A. Duvoisin, Fabrication of Conductive Filaments for 3D-printing : Polymer Nanocomposites, Biointerface Res. Appl. Chem. 10, 6577–6586, (2020).
K. Wilczynski, Krzysztof J. ; Nastaj, Andrzej; Lewandowski, Adrian; Wilczynski, A Composite Model for Starve Fed Single Screw Extrusion of Thermoplastics, Polym. Eng. Sci. 54, 2362–2374, (2014).
S. M. Al-Salem, N. M. Al-Dousari, G. Joseph Abraham, M. A. D’souza, O. A. Al-Qabandi, and W. Al-Zakri, Effect of Die Head Temperature at Compounding Stage on the Degradation of Linear Low Density Polyethylene/Plastic Film Waste Blends after Accelerated Weathering, Int. J. Polym. Sci. 8–11, (2016).
D. E. Kouzilos, Georgios N.; Markopoulos, Angelos P.; Manolakos, Manufacturing and Modeling of an Extrusion Die Spider Head for The Production of HDPE Tubes, J. Manuf. Technol. Res. 6, 1–15, (2015).
G. N. Kouzilos, G. V Seretis, C. G. Provatidis, and D. E. Manolakos, Design of Polymer Extrusion Dies Using Finite Element Analysis, in Intech Open, (2018), pp. 181–195.
A. E. Pramono, S. Ruswanto, and N. Indayaningsih, Effect of pyrolysis sintering temperature on the electrical current delivery power of kaolin-carbon composites, J. Ceram. Process. Res. 23, 171–180, (2022).
A. E. Pramono, H. Rahman, P. M. Adhi, and N. Indayaningsih, Controlling the size and carbon composition to determine the electrical conductivity of the kaolin-carbon composite, J. Ceram. Process. Res. 23, 638–646, (2022).
B. Madsen and H. Lilholt, Physical and mechanical properties of unidirectional plant fibre composites-an evaluation of the influence of porosity, Compos. Sci. Technol. 63, 1265–1272, (2003).
Y. Saadati, J. F. Chatelain, G. Lebrun, and Y. Beauchamp, Comparison of density measurement methods for unidirectional flax-epoxy polymer composites, Eur. Conf. Multifunct. Struct. (2019).
Y. Yang et al., High performance carbon-based planar perovskite solar cells by hot-pressing approach, Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 210, 110517, (2020).
A. Djafar and M. A. Fatoni, Perancangan Mesin Single Screw Extruder Untuk Daur Ulang Plastik Ldpe Menjadi Filament Feed 3D Printing, J. Ilm. Teknol. dan Rekayasa. 26, 205–217, (2021).
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2023 Aminudin Zuhri, Iman Setyadi, Agus Edy Pramono, Dianta Mustofa Kamal
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Jurnal ini berlisensi Atribut Berbagi Serupa 4.0 Internasional (CC BY-SA 4.0)
Anda diperbolehkan:
- Berbagi — menyalin dan menyebarluaskan kembali materi ini dalam bentuk atau format apapun;
- Adaptasi — menggubah, mengubah, dan membuat turunan dari materi ini untuk kepentingan apapun, termasuk kepentingan komersial.
Berdasarkan ketentuan berikut:
-
Atribusi — Anda harus mencantumkan nama yang sesuai, mencantumkan tautan terhadap lisensi, dan menyatakan bahwa telah ada perubahan yang dilakukan. Anda dapat melakukan hal ini dengan cara yang sesuai, namun tidak mengisyaratkan bahwa pemberi lisensi mendukung Anda atau penggunaan Anda.
-
BerbagiSerupa — Apabila Anda menggubah, mengubah, atau membuat turunan dari materi ini, Anda harus menyebarluaskan kontribusi Anda di bawah lisensi yang sama dengan materi asli.
- Tidak ada pembatasan tambahan — Anda tidak dapat menggunakan ketentuan hukum atau sarana kontrol teknologi yang secara hukum membatasi orang lain untuk melakukan hal-hal yang diizinkan lisensi ini.
