Studi Termomekanik Partikulat Isotropik Komposit PEG-Polimorf SiO2 Menggunakan Dynamic Mechanical Analyzer (DMA)

Fauziyah, Nur Aini (2019) Studi Termomekanik Partikulat Isotropik Komposit PEG-Polimorf SiO2 Menggunakan Dynamic Mechanical Analyzer (DMA). Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 01111660010017-Doctoral.pdf Restricted to Repository staff only Download (12MB) | Request a copy

Abstract

Pengaruh polimorf silika pada sifat termomekanik komposit bermatriks PEG telah dipelajari sebagai fungsi suhu menggunakan Dynamic Mechanical Analyzer (DMA). Polimorf silika menunjukkan fasa kuarsa (Q), kristobalit (C) dan amorf (A), yang diperoleh dengan mengolah pasir silika alam. Sifat termomekanik DMA ditentukan dalam mode tarik (E) dan geser (G). Modulus penyimpanan maksimum (E' dan G') dicapai oleh sampel dengan 20 wt.% silika untuk semua jenis pengisi. Nilai-nilai ini meningkat sekitar dua belas kali untuk PEG/Q, sepuluh kali untuk PEG/A, dan sebelas kali untuk komposit PEG/C dibandingkan dengan PEG murni. Selain itu, nilai Poisson ratio dari komposit sangat bergantung pada fasa pengisinya, yaitu 0,39-0,47 untuk PEG/Q, 0,15-0,18 untuk PEG/A, dan agak anomali untuk komposit PEG/C. Dari hasil yang diperoleh sebelumnya, PEG/Q menunjukkan performa yang paling baik dibandingkan komposit PEG/A maupun PEG/C. Dari hasil DSC, puncak endotermik komposit menunjukkan pergeseran sekitar 7-12 °C ke suhu yang lebih tinggi daripada polimer murni dan nilai entalpi leleh (∆Hm) dari komposit PEG/Q memenuhi dalam aplikasi PCM, yaitu antara 139-182 J/g. Analisis TGA dari komposit menunjukkan bahwa degradasi termal terjadi pada kisaran 250-450 °C. Dari hasil ersebut menunjukkan bahwa solid-solid PCMs (ssPCMs) berhasil dibuat dengan penambahan 10 dan 20 wt.% Q. Selanjutnya, pemodelan modulus simpan komposit sebagai fungsi temperatur dilakukan dengan memodifikasi model Feng, yang disebut dengan model Hilmi. Peningkatan nilai kecocokan model Hilmi optimum pada komposit dengan pengisi silika berukuran nanometrik, yaitu mencapai 66,3% terhadap model Feng.
================================================================================================================================
The effect of silica polymorphs on the thermomechanical properties of silica particles-reinforced-based PEG4000 (denoted as PEG) composites has been studied as a function of temperature using dynamic mechanical analysis (DMA). The silica polymorphs exhibited quartz (Q), cristobalite (C) and amorphous (A) phases, which were obtained by processing natural silica sand. The DMA thermomechanical properties were determined in tensile (E) and shear (G) modes. The maximum storage moduli (E’ and G’) were achieved by samples with 20 wt.% silica for all type of fillers. These values increased approximately twelve times for PEG/Q, ten times for PEG/A, and eleven times for PEG/C composites compared to the pure PEG. Furthermore, the Poisson’s ratio values of the composites were filler phase dependent, i.e., 0.39-0.47 for PEG/Q, 0.15-0.18 for PEG/A, and somewhat anomalous for PEG/C composites. From the differential scanning calorimetry (DSC) measurement, the endothermic peak of the composites showed a shift of approximately 7-12 °C towards higher temperature than that of the pure polymer and the melting enthalpy values (∆Hm) of the PEG/Q composites covered the required PCM application range, i.e., between 139-182 J/g. The thermogravimetric analysis (TGA) of the composites showed that thermal degradation occurs in the range of 250-450 °C. We found that solidsolid PCMs (ssPCMs) were successfully fabricated with the addition of 10 and 20 wt.% q-SiO2. Modulus storing composite function temperature is done by modifying the Feng model, which is called the Hilmi model. Increasing the compatibility value of the optimum Hilmi model in composites with nanometricsized silica fillers, reaching 66%.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	PEG-polymorph SiO2 composites, tensile (E) and shear (G), DMA, PCMs, modelling.
Subjects:	Q Science > QC Physics > QC100.5 Measuring instruments (General) Q Science > QC Physics > QC173.4.C63 Composite materials Q Science > QC Physics > QC585.75.S55 Silica
Divisions:	Faculty of Natural Science > Physics > 45001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Nur Aini Fauziyah
Date Deposited:	20 Jul 2026 04:48
Last Modified:	20 Jul 2026 04:48
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/69536

Actions (login required)

View Item