Teknologi bahan berubah fasa (BBF) atau phase change material (PCM) merupakan
salah satu teknologi rekayasa bahan sangat luas manfaat dan perannya dalam aplikasi
penggunaan fitur manajemen termal yang dikenal dengan istilah “bahan cerdas”. Salah
satu teknik pembuatan BBF pengkondisi pasif berkinerja tinggi adalah dengan
menggabungkan bahan dasar BBF dengan bahan nano oksida logam TiO2 yang memiliki
sifat stabilitas termal yang sangat tinggi.
Tujuan penelitian ini untuk menganalisa perbandingan karakteristik sifat termal utama
nano komposit BBF parafin/TiO2 yang dibuat dengan proses in situ mekanik dengan
surfaktan sebagai pemacu dispersi karena variasi pengaruh waktu dan pengadukan pada
kecepatan tinggi.
Penelitian ini menggunakan prosedur eksperimental melalui pencampuran mekanik in
situ BBF berbasis parafin dan rutil Titanium dioksida (TiO2) 4 wt% untuk membentuk
Nano Komposit Bahan berubah fasa (NKB) dengan variasi pengadukan kecepatan tinggi
(700, 900 dan 1100 rpm pada 90°C selama 45, 60, dan 90 menit) dan dicampur dengan
Natrium Dodesil Sulfat (Sodium Dodecyl Sulphate (SDS)) sebagai dispersan dengan
mengaplikasikan premixing larutan polar (distilasi H20 + 4 wt% SDS dispersan) ke
larutan berbasis parafin non-polar (lilin parafin + 4 wt% TiO2) dengan perbdaningan 1:4,
kemudian didinginkan secara alami. Spektrum Fourier Transient Infrared (FTIR) dan pola
X-Ray Diffraction (XRD) menunjukkan ciri khas sistem komposit. tidak ada sistem
material baru yang tersusun. Bilangan gelombang khas komposit PW + TiO2 (2918 cm-1,
2851cm-1, 1471 cm-1, 720cm-1 dan 469 cm-1) terlihat pada FTIR, sedangkan puncak
intensitas tinggi 2θ = 21,4° dan 23,8 dan puncak intensitas rendah 27,4° dan 36,1°, pola
XRD dapat dikaitkan dengan kristal parafin monoklinik dengan difraksi bidang tipikal
(110) dan (200) dan TiO2. Sifat termal komposit diukur dengan menggunakan
Kalorimetri Pemindaian Diferensial. Temuan menunjukkan bahwa BBFberbasis parafin
memiliki kapasitas penyimpanan termal yang lebih tinggi sebesar 144,3 J/g dibandingkan
dengan nilai umumnya 104,5 J/g. Dengan Persamaan Patel diperoleh nilai konduktifitas
NKB-MY2 (Nano Komposit BBF Parafin/TiO2- Mekanik - 900rpm- 60 menit), sebesar
0,41 W/m.K dan NKB-SY2 (Nano Komposit BBF Parafin/TiO2- SDS- 900rpm -
60menit), sebesar 0,43 W/m.K yaitu meningkat 69% dan 75,6% dari BBF Parafin murni.
Pengamatan Scanning Electron Microscope menunjukkan dispersi cluster TiO2 yang
lebih baik (mengkilap, halus, bulat, dan menyebar). Hal ini menunjukan bahwa kecepatan
pengadukan dan suhu yang tepat dapat meningkatkan kapasitas untuk mengisolasi suhu.
Phase change material (PCM) technology is one of the most widely used materials
engineering technologies and its role in the application of thermal management features
known as "smart materials". One of the techniques for making high-performance passive
conditioning PCM is by combining PCM base material with TiO2 metal oxide nano
material which has very high thermal stability properties.
The purpose of this study was to analyze the comparison of the main thermal
characteristics of PCM paraffin / TiO2 nano composites made with a mechanical in situ
process using surfactants as dispersion promoters due to variations of time and at high
speed stirring.
This study used an experimental procedure through in situ mechanical mixing of paraffinbased
PCM and 4 wt% rutile titanium dioxide (TiO2) to form nano composite PCM with
high-speed stirring variations (700, 900 and 1100 rpm at 90° c for 45, 60, and 90 minutes)
and mixed with Sodium. Dodecyl Sulphate (SDS) as a dispersant by applying a polar
solution premixing (distillation H20 + 4 wt% SDS dispersant) to a non-polar paraffinbased
solution (paraffin wax + 4 wt% TiO2) in a ratio of 1: 4, then cooled naturally.
Fourier Transient Infrared (FTIR) spectra and X-Ray Diffraction (XRD) patterns showed
the characteristics of a composite system. no new material system was composed. The
typical wave numbers of the PW + TiO2 composite (2918 cm-1, 2851cm-1, 1471 cm-1,
720cm-1 and 469 cm-1) were observed in FTIR, while the high intensity peaks were 2θ =
21.4°, 23.8° and low intensity peaks of 27.4°, 36.1°, XRD patterns were attributed to
monoclinic paraffin crystals with typical plane diffraction (110) and (200) and TiO2. The
thermal properties of the composites were measured using Differential Scanning
Calorimetry. The findings indicated that paraffin-based PCM had a higher thermal
storage capacity of 144.3 J/g compared to the typical value of 104.5 J/g. With the Patel
equation, the conductivity value of NKB-MY2 (Nano Composite PCM Paraffin / TiO2-
Mechanical - 900rpm- 60 minutes) is 0.41 W / mK and NKB-SY2 (Nano Composite
PCM Paraffin / TiO2- SDS- 900rpm - 60min), is 0.43 W / mK, which is an increase of
69% and 75,6% of pristine Paraffin PCM. Scanning Electron Microscope observations
show better TiO2 cluster dispersion (shiny, smooth, round, and diffuse). This showed that
the stirring speed and the right temperature can increase the capacity to isolate
temperatures
T-Edwin Arfiansyah.pdf :: Unduh