Pengaruh Aditif Terhadap Sifat FIsik dan Mekanik Rigid Polyurethane Foam Berbahan Dasar Rapeseed Oil Polyol Dengan Desain Eksperimen Metode Taguchi

Mirhendy, Prandhito Hasri (2024) Pengaruh Aditif Terhadap Sifat FIsik dan Mekanik Rigid Polyurethane Foam Berbahan Dasar Rapeseed Oil Polyol Dengan Desain Eksperimen Metode Taguchi. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6007231015-Master_Tesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (7MB) | Request a copy

Abstract

Rigid Polyurethane Foam (RPUF) menjadi salah satu alternatif sebagai tulang buatan karena RPUF mampu menyerupai karakteristik fisik dan mekanik yang mendekati tulang asli manusia. Untuk membuat RPUF dibutuhkan polyol dengan OH number yang tinggi dan isocyanate yang memiliki NCO content yang tinggi juga. Pembuatan RPUF pada penelitian ini menggunakan polyol alami dari rapeseed oil karena memiliki OH number yang tinggi daripada polyol alami lain serta dinilai lebih ramah lingkungan daripada polyol konvensional dan memakai isocyanate jenis MDI karena memiliki NCO content yang tinggi. Selain itu bahan aditif seperti air, katalis, dan surfaktan juga ditambahkan untuk mengubah karakteristik dari RPUF sesuai yang di inginkan. Relatif cukup banyak penelitian berbasis polyol alami, namun formulasi komposisi RPUF yang optimal untuk memperoleh karakteristik fisik dan mekanik yang sesuai dengan ASTM F-1839 untuk aplikasi tulang buatan ortopedi sangat jarang.
Pada penelitian ini, pengaruh penambahan aditif yaitu air, katalis, dan surfaktan diteliti untuk mendapatkan RPUF yang sesuai dengan standar dari ASTM F-1839. RPUF yang terbentuk kemudian diuji dengan pengujian void content, densitas, uji tekan. Desain eksperimen dengan metode Taguchi digunakan untuk memperoleh parameter yang dominan. Selanjutnya metode assignment of weight juga diaplikasikan untuk membantu metode Taguchi untuk mendapatkan formulasi yang optimal.
Hasil yang didapatkan dari ANOVA menunjukkan parameter air dan surfaktan memiliki pengaruh yang signifikan sedangkan untuk parameter katalis tidak berpengaruh secara signifikan. Parameter yang optimal dengan menggunakan metode Taguchi-Assignment of Weight mengahsilkan formula 0.1 pphp air, 0.3 pphp katalis, dan 5 pphp surfaktan sebagai formula RPUF yang optimal sesuai dengan standar ASTM F-1839 dengan nilai Multi Response Performance Index berada pada 55.334 – 60.923. Konfirmasi eksperimen yang dilakukan mendapatkan hasil densitas sebesar 331.708 kg/m3, compressive strength 7.43 MPa, dan compressive modulus 67.718 MPa dengan mendapat nilai grade 12 sesuai ASTM F-1839. Nilai interval yang dihasilkan didapat bersinggungan dengan confidence interval prediksi, sehingga dianggap signifikan dan dapat di produksi ulang.
========================================================================================================================
Rigid Polyurethane Foam (RPUF) is one of the alternatives as artificial bone because RPUF is able to resemble physical and mechanical characteristics that are close to real human bone. To make RPUF, polyol with a high OH number and isocyanate which has a high NCO content is needed. The manufacture of RPUF in this study uses natural polyol from rapeseed oil because it has a high OH number than other natural polyols and is considered more environmentally friendly than conventional polyols and uses MDI type isocyanate because it has a high NCO content. In addition, additives such as water, catalysts, and surfactants are also added to change the characteristics of RPUF as desired. There are relatively many studies based on natural polyols, but the optimal formulation of RPUF composition to obtain physical and mechanical characteristics in accordance with ASTM F-1839 for orthopedic artificial bone applications is very rare.
In this study, the effect of adding additives, namely water, catalysts, and surfactants is investigated to obtain RPUF that complies with the standards of ASTM F-1839. The resulting RPUF was then subjected to void content, density testing, compressive strength testing, and compressive modulus testing. Design of experiments with Taguchi method is used to obtain the dominant parameters. Furthermore, the assignment of weight method was also applied to assist the Taguchi method to obtain the optimal formulation.
The results obtained from ANOVA showed that water and surfactant parameters had a significant while catalyst showed had no significant. The optimal parameters were sought using the Taguchi-Assignment of Weight method and resulted in 0.1 pphp water, 0.3 pphp catalyst, and 5 pphp surfactant as the optimal RPUF formula in accordance with ASTM F-1839 standards with Multi Respon Performance Index values in the interval 55.334 – 60.923. Experimental confirmation obtained density of 331.708 kg/m3, compressive strength of 7.43 MPa, and compressive modulus of 67.718 MPa with grade 12 from ASTM F-1839. The resulting interval value is found to still overlaps with the predicted confidence interval, so we may accept that the result are additive and the experimental results are reproducible.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	ASTM F-1839, Metode Taguchi-Assignment of Weight, Rapeseed Oil, Rigid Polyurethane foam ============================================================ ASTM F-1839, Rapeseed Oil, Rigid Polyurethane foam, Taguchi’s-Assignment of Weight method,
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > Polymerization Q Science > QD Chemistry > QD501 Catalysis. Catalysts.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Prandhito Hasri Mirhendy
Date Deposited:	08 Aug 2024 08:51
Last Modified:	08 Aug 2024 08:51
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/114529

Actions (login required)

View Item