Optimasi Sifat Mekanik Dari Campuran Karet Ban Dalam Bekas Dengan Karet Alam (Sir 5, Sir 10 Dan Sir 20)
Jurnal Sains Kimia Vol 8, No.2, 2004: 50-52
OPTIMASI SIFAT MEKANIK DARI CAMPURAN KARET BAN DALAM BEKAS DENGAN KARET ALAM (SIR 5, SIR 10 DAN SIR 20)
Thamrin Jurusan Kimia FMIPA Universitas Sumatera Utara Jl. Bioteknologi No. 1 Kampus USU Medan 20155
Abstrak
Telah dilakukan penelitian menggunakan karet ban dalam bekas yang tidak terpakai lagi dicampurkan dengan karet alam SIR (5, 10 dan 20) dengan cara blending yang menghasilkan sifat mekanik yang lebih baik dibandingkan dengan karet alam bekas. Diharapkan pada masa yang akan datang karet ban bekas ini dapat dimanfaatkan kembali. Konsentrasi untuk mendapatkan optimasi sifat mekanik telah dilakukan dan hasil yang paling baik dari eksperimen menunjukkan bahwa campuran karet ban dalam bekas 15 – 20 % telah menghasilkan sifat mekanik yang sangat baik.
Kata kunci: Karet alam dan blending
PENDAHULUAN
Pemrosesan karet bekas khususnya karet ban dalam bekas sudah dimulai sejak tahun 1846 oleh A. Parkers (Marton. M, 1973). Penelitian selanjutnya dilakukan oleh H. Marks dan R.B Proce (Blow, C. W., 1971). Mengemukakan proses alkali, dimana karet ban bekas dipanaskan dengan larutan soda kaustik pada suhu 220.0C. Menurut J.M. Ball pemerosesan karet ban dalam bekas yang paling penting ialah pendepolimeran yang dapat menghilangkan ikatan molekul karet alam membentuk struktur molekul yang berantai pendek tanpa memutuskan sulfur yang terikat (Buist, J., M., 1990). Dalam penelitian yang terakhir pemerosesan karet ban dalam bekas telah dapat digunakan untuk pembuatan pipa saluran (Spilane, J., 1989).
Secara umum komposisi karet ban luar dan karet ban dalam tidak sama untuk setiap bagian, akan tetapi bagian ban tersebut mempunyai standart tertentu. Dengan perkembangan teknologi yang maju, banyak jenis dan ragam dari pada produk karet tervulkanisasi diciptakan
50
guna memenuhi kebutuhan manusia. Dari hari ke hari kuantitas karet ban bekas telah bertambah dan meningkat secara tajam, tentu ini membuat permasalah baru terhadap lingkungan yang berupa polusi maupun sukarnya penyimpanan (Bateman, L., 1963).
Dari uji kekhususan sifat mekanik dari kedua campuran antara karet alam SIR baik SIR 5, 10 dan 20 yang diadun dengan karet ban dalam bekas, telah menghasilkan sifat mekanik tertentu. Sampel diambil secara acak untuk dari kedua bahan dalam campuran ini. Perlakuan pengadunan dilakukan dengan ekstruder tunggal sehingga diharapkan campuran dapat lebih sempurna dan sifat mekanik diuji berupa Load dan Stroke dengan menggunakan ASTM D- 1432 (Fesenden., J.R., 2000).
BAHAN DAN METODA
Karet alam padat masing-masing SIR 5, SIR 10 dan SIR 20 dipotong-potong tipis dan diadun dengan ekstruder tunggal, kemudian dicampurkan dengan serbuk karet ban dalam bekas yang telah diberi
Optimasi Sifat Mekanik Dari Campuran Karet Ban (Thamrin)
tanda. Ditambahkan bahan pelunak asam stearat, bahan pengaktif Zinkum Oksida, MBTS dan sedikit sulfur. Adonan berulang kali dilakukan untuk campuran sampel untuk mendapatkan sampel yang benar-benar homogen. Suhu pengadonan digunakan pada 120 0C.
Kondisi campuran dari kedua komponen dibuat dalam bentuk Tabel 1 di bawah ini.
Tabel 1.
No
1 2 3 4 5 6 7 8
Campuran karet ban dalam bekas dan SIR 5
Komposisi campuran ( g/g)
Karet Ban Dalam
Bekas 0 10 15 20 25 30 35 40
Karet SIR 5
70 60 55 50 45 40 35 30
Tabel 2.
No
1 2 3 4 5 6 7 8
Campuran karet ban dalam bekas dan SIR 10
Komposisi campuran ( g/g )
Karet Ban Dalam
Bekas 0 10 15 20 25 30 35 40
Karet SIR 10
70 60 55 50 45 40 35 30
Tabel 3.
No
1 2 3 4 5 6 7 8
Campuran karet ban dalam bekas dan SIR 20
Komposisi campuran ( g/g )
Karet Ban Dalam
Bekas 0 10 15 20 25 30 35 40
Karet SIR
20 70 60 55 50 45 40 35 30
Penentuan sifat mekanik sampel menggunakan ASTM D-1432, dengan alat mekanik dan kekuatan tarik 300 mm/menit. Perubahan load dan stroke dicatat untuk setiap sampel pengujian dan perlakuan dilakukan 3 kali.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Telah dilakukan pengujian sifat mekanik terhadap semua jenis sampel dalam penelitian ini, diperoleh hasil ratarata. Data merupakan data awal rata-rata setiap sampel telah dibuat dalam bentuk grafik. Pengujian tarik dilakukan pada Torsces Electronik sistem (Universal system mechine). Alat penguji terdiri dari bagian pencatat yang dapat menunjukkan besarnya tenaga tarikan yang telah dilakukan dan diteruskan dalam bentuk grafik. Hasil pengujian didapatkan pengukuran harga Load dan Stroke. Harga Load mempunyai satuan dalam Kgf dan Stroke dalam mm. Hasil penelitian ini diolah kembali untuk mendapatkan regangan dan tegangan.
Regangan = 1- I O / I o X 100 % = Stroke/ Io X 100 %
Tegangan = P/ Po = Load / Ao
Semua data diambil dalam bentuk grafik seperti grafik 1 sampai grafik 3. Dari grafik terlihat bahwa pada pengadunan menggunakan SIR 5, dimana regangan jauh lebih baik dibandingkan dengan lainnya, ini dimungkinkan karena adanya pengotoran pada SIR 10 dan Sir 20, sehingga sifat mekanik dari kedua SIR tersebut sedikit lebih rendah. Sedangkan untuk penambahan karet ban dalam bekas lebih besar dari 20 % terlihat sifat mekanik dari semua sampel menurun, ini dimungkinkan tidak stabilnya lagi dari kedua matriks yang bercampur, disini keserasian kedua komponen sangat mempengaruhi sifat mekanik. Jadi
51
keserasian kedua matrik hanya terdapat pada penambahan sekitar 15 – 20% karet ban dalam bekas.
KESIMPULAN
1. Karet ban dalam bekas di masa yang akan datang dapat digunakan kembali dengan cara memperbaiki sifat mekanik sesuai kebutuhan, sehingga dapat memperkecil permasalahan baik lingkungan maupun polusi yang dibuatnya.
2. Optimasi sifat mekanik didapat pada penambahan 15-20% karet ban dalam bekas.
DAFTAR PUSTAKA
Marton. M, 1973, “Rubber Technology”, 2nd Ed, Van Nostrand Reinhold Company, New York.
Blow, C. W., 1971, “An Outline of Rubber Technology”, In., Rubber Technology and Manufacture, Instution of The Rubber Industry, London., P. 37-40.
Buist, J., M., 1990, “Aging and Weatching of Rubber”, Published by Wheffer and Sons Ltd., London.
Spilane, J., 1989, “Komoditi Karet”, Edisi-2, Kanisius, Yogyakarta,.
Bateman, L., 1963, “The Chemistry and Physics of Rubbber Like Subtances”, Jhon Willey and Sons, New York.
Fesenden., J.R., 2000, “Kimia Organik”, Edisi-3, jilid I, Erlangga, Jakarta.
Dogad Kein, 2001, “The Role of Free Radical in The Low Temperature Vulcanitation of Rubber”, Heigh Moleculer Wiight Compound Vol 1
Porte, M., 1997, “The Chemistry of Sulfur Vulcanization of Natural Rubber” The Chemistry of Sulfide, Edition by Tobolsky, A.V., New York.
52
Jurnal Sains Kimia Vol 8, No.2, 2004: 50-52
OPTIMASI SIFAT MEKANIK DARI CAMPURAN KARET BAN DALAM BEKAS DENGAN KARET ALAM (SIR 5, SIR 10 DAN SIR 20)
Thamrin Jurusan Kimia FMIPA Universitas Sumatera Utara Jl. Bioteknologi No. 1 Kampus USU Medan 20155
Abstrak
Telah dilakukan penelitian menggunakan karet ban dalam bekas yang tidak terpakai lagi dicampurkan dengan karet alam SIR (5, 10 dan 20) dengan cara blending yang menghasilkan sifat mekanik yang lebih baik dibandingkan dengan karet alam bekas. Diharapkan pada masa yang akan datang karet ban bekas ini dapat dimanfaatkan kembali. Konsentrasi untuk mendapatkan optimasi sifat mekanik telah dilakukan dan hasil yang paling baik dari eksperimen menunjukkan bahwa campuran karet ban dalam bekas 15 – 20 % telah menghasilkan sifat mekanik yang sangat baik.
Kata kunci: Karet alam dan blending
PENDAHULUAN
Pemrosesan karet bekas khususnya karet ban dalam bekas sudah dimulai sejak tahun 1846 oleh A. Parkers (Marton. M, 1973). Penelitian selanjutnya dilakukan oleh H. Marks dan R.B Proce (Blow, C. W., 1971). Mengemukakan proses alkali, dimana karet ban bekas dipanaskan dengan larutan soda kaustik pada suhu 220.0C. Menurut J.M. Ball pemerosesan karet ban dalam bekas yang paling penting ialah pendepolimeran yang dapat menghilangkan ikatan molekul karet alam membentuk struktur molekul yang berantai pendek tanpa memutuskan sulfur yang terikat (Buist, J., M., 1990). Dalam penelitian yang terakhir pemerosesan karet ban dalam bekas telah dapat digunakan untuk pembuatan pipa saluran (Spilane, J., 1989).
Secara umum komposisi karet ban luar dan karet ban dalam tidak sama untuk setiap bagian, akan tetapi bagian ban tersebut mempunyai standart tertentu. Dengan perkembangan teknologi yang maju, banyak jenis dan ragam dari pada produk karet tervulkanisasi diciptakan
50
guna memenuhi kebutuhan manusia. Dari hari ke hari kuantitas karet ban bekas telah bertambah dan meningkat secara tajam, tentu ini membuat permasalah baru terhadap lingkungan yang berupa polusi maupun sukarnya penyimpanan (Bateman, L., 1963).
Dari uji kekhususan sifat mekanik dari kedua campuran antara karet alam SIR baik SIR 5, 10 dan 20 yang diadun dengan karet ban dalam bekas, telah menghasilkan sifat mekanik tertentu. Sampel diambil secara acak untuk dari kedua bahan dalam campuran ini. Perlakuan pengadunan dilakukan dengan ekstruder tunggal sehingga diharapkan campuran dapat lebih sempurna dan sifat mekanik diuji berupa Load dan Stroke dengan menggunakan ASTM D- 1432 (Fesenden., J.R., 2000).
BAHAN DAN METODA
Karet alam padat masing-masing SIR 5, SIR 10 dan SIR 20 dipotong-potong tipis dan diadun dengan ekstruder tunggal, kemudian dicampurkan dengan serbuk karet ban dalam bekas yang telah diberi
Optimasi Sifat Mekanik Dari Campuran Karet Ban (Thamrin)
tanda. Ditambahkan bahan pelunak asam stearat, bahan pengaktif Zinkum Oksida, MBTS dan sedikit sulfur. Adonan berulang kali dilakukan untuk campuran sampel untuk mendapatkan sampel yang benar-benar homogen. Suhu pengadonan digunakan pada 120 0C.
Kondisi campuran dari kedua komponen dibuat dalam bentuk Tabel 1 di bawah ini.
Tabel 1.
No
1 2 3 4 5 6 7 8
Campuran karet ban dalam bekas dan SIR 5
Komposisi campuran ( g/g)
Karet Ban Dalam
Bekas 0 10 15 20 25 30 35 40
Karet SIR 5
70 60 55 50 45 40 35 30
Tabel 2.
No
1 2 3 4 5 6 7 8
Campuran karet ban dalam bekas dan SIR 10
Komposisi campuran ( g/g )
Karet Ban Dalam
Bekas 0 10 15 20 25 30 35 40
Karet SIR 10
70 60 55 50 45 40 35 30
Tabel 3.
No
1 2 3 4 5 6 7 8
Campuran karet ban dalam bekas dan SIR 20
Komposisi campuran ( g/g )
Karet Ban Dalam
Bekas 0 10 15 20 25 30 35 40
Karet SIR
20 70 60 55 50 45 40 35 30
Penentuan sifat mekanik sampel menggunakan ASTM D-1432, dengan alat mekanik dan kekuatan tarik 300 mm/menit. Perubahan load dan stroke dicatat untuk setiap sampel pengujian dan perlakuan dilakukan 3 kali.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Telah dilakukan pengujian sifat mekanik terhadap semua jenis sampel dalam penelitian ini, diperoleh hasil ratarata. Data merupakan data awal rata-rata setiap sampel telah dibuat dalam bentuk grafik. Pengujian tarik dilakukan pada Torsces Electronik sistem (Universal system mechine). Alat penguji terdiri dari bagian pencatat yang dapat menunjukkan besarnya tenaga tarikan yang telah dilakukan dan diteruskan dalam bentuk grafik. Hasil pengujian didapatkan pengukuran harga Load dan Stroke. Harga Load mempunyai satuan dalam Kgf dan Stroke dalam mm. Hasil penelitian ini diolah kembali untuk mendapatkan regangan dan tegangan.
Regangan = 1- I O / I o X 100 % = Stroke/ Io X 100 %
Tegangan = P/ Po = Load / Ao
Semua data diambil dalam bentuk grafik seperti grafik 1 sampai grafik 3. Dari grafik terlihat bahwa pada pengadunan menggunakan SIR 5, dimana regangan jauh lebih baik dibandingkan dengan lainnya, ini dimungkinkan karena adanya pengotoran pada SIR 10 dan Sir 20, sehingga sifat mekanik dari kedua SIR tersebut sedikit lebih rendah. Sedangkan untuk penambahan karet ban dalam bekas lebih besar dari 20 % terlihat sifat mekanik dari semua sampel menurun, ini dimungkinkan tidak stabilnya lagi dari kedua matriks yang bercampur, disini keserasian kedua komponen sangat mempengaruhi sifat mekanik. Jadi
51
keserasian kedua matrik hanya terdapat pada penambahan sekitar 15 – 20% karet ban dalam bekas.
KESIMPULAN
1. Karet ban dalam bekas di masa yang akan datang dapat digunakan kembali dengan cara memperbaiki sifat mekanik sesuai kebutuhan, sehingga dapat memperkecil permasalahan baik lingkungan maupun polusi yang dibuatnya.
2. Optimasi sifat mekanik didapat pada penambahan 15-20% karet ban dalam bekas.
DAFTAR PUSTAKA
Marton. M, 1973, “Rubber Technology”, 2nd Ed, Van Nostrand Reinhold Company, New York.
Blow, C. W., 1971, “An Outline of Rubber Technology”, In., Rubber Technology and Manufacture, Instution of The Rubber Industry, London., P. 37-40.
Buist, J., M., 1990, “Aging and Weatching of Rubber”, Published by Wheffer and Sons Ltd., London.
Spilane, J., 1989, “Komoditi Karet”, Edisi-2, Kanisius, Yogyakarta,.
Bateman, L., 1963, “The Chemistry and Physics of Rubbber Like Subtances”, Jhon Willey and Sons, New York.
Fesenden., J.R., 2000, “Kimia Organik”, Edisi-3, jilid I, Erlangga, Jakarta.
Dogad Kein, 2001, “The Role of Free Radical in The Low Temperature Vulcanitation of Rubber”, Heigh Moleculer Wiight Compound Vol 1
Porte, M., 1997, “The Chemistry of Sulfur Vulcanization of Natural Rubber” The Chemistry of Sulfide, Edition by Tobolsky, A.V., New York.
52
Jurnal Sains Kimia Vol 8, No.2, 2004: 50-52