PENGARUH JENIS SILYLATING AGENT DAN RASIO TMCS/N-HEXANE TERHADAP TRANSPARANSI DAN KONDUKTIVITAS TERMAL SILIKA AEROGEL BERBASIS NATRIUM SILIKAT DENGAN METODE AMBIENT PRESSURE DRYING SEBAGAI THERMAL INSULATOR

Abstract

Natrium silikat merupakan salah satu bahan baku yang aman dan berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan pembuatan silika aerogel karena mengandung silika sebanyak 86,4% massa. Silika aerogel adalah bahan padat yang ringan dan memiliki karakteristik khas seperti transmisi optik yang tinggi dan konduktivitas termal yang rendah. Pada penelitian ini, silika aerogel harus melalui proses cationic exchange serta pertukaran pelarut dan modifikasi permukaan sebelum dikeringkan pada kondisi ambient pressure. Sintesis diawali dengan aktivasi resin kationik menggunakan asam kuat HCl. Kemudian dilakukan pembentukan asam silikat yang diperoleh dari proses cationic exchange dengan penambahan resin kationik yang telah diaktivasi sebelumnya ke dalam larutan natrium silikat. Kandungan air yang masih terdapat di dalam pori hydrogel harus ditukar dengan pelarut organik n hexane melalui proses solvent exchange. Sebelum memasuki proses pengeringan silika hydrogel dilakukan modifikasi permukaan menggunakan silylating agent seperti trimethylchlorosilane (TMCS), hexamethyldisilazane (HMDS), dan polydimethylsiloxane (PDMS). Penambahan silylating agent digunakan untuk memperkuat struktur pori dan mencegah keretakan saat proses pengeringan berlangsung. Selanjutnya memasuki tahap pengeringan bertingkat pada suhu 60°C selama 2 jam dan pada suhu 100°C selama 2 jam. Silika aerogel yang telah diperoleh akan dilakukan pengujian densitas, Spectrophotometer V-750, dan Termogravimetri Analisis (TGA). Yield silika aerogel yang telah didapatkan melalui modifikasi TMCS, HMDS, dan PDMS berturut-turut adalah 14,306%, 17,249%, dan 8,651%. Dari ketiga variasi jenis silylating agent yang digunakan, PDMS 7:50 menghasilkan densitas terendah pada 0,4031 g/cm³. Transparansi HMDS 7:50 yang dilihat dari panjang gelombang cahaya tampak mencapai 14,446% transmitansi. Silika aerogel PDMS dapat menahan panas hingga suhu lebih dari 400°C