Karet Lembaran yang Terbuat dari Campuran Serbuk Ban Bekas dan Karet Alam yang Disetarakan Dengan SIR-20 untuk Pembuatan Bahan Sol Sepatu Olah Raga Chapter III V
BAB III
METODELOGI PENELITIAN
3.1
Tempat dan Waktu Penelitian
3.1.1
Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Balai Penelitian Karet Sungei Putih, Desa
Sungei Putih, Kecamatan Galang Kabupaten Deli Serdang.
3.1.2
Waktu Penelitian
Waktu penelitian akan dilakukan mulai dari Maret 2014 sampai dengan Juni 2014
3.2 Bahan-Bahan
Tabel 3.1. Formula Kompon Karet dengan variasi bahan pengisi serbuk
ban bekas untuk pembuatan vulkanisat sol sepatu
Kode Kompon
Bahan
A
B
C
Karet Alam
100
100
100
Serbuk Ban Bekas
40
45
50
ZnO
5
5
5
Asam Stearat
2
2
2
Montaclere
1
1
1
CBS
0,75
0,75
0,75
Belerang5
2,5
2,5
2,5
Pigmen merah
2
2
2
White oil
5
5
5
36
Universitas Sumatera Utara
3.3 Alat-Alat
Alat-alat yang digunakan dalam peneltian ini adalah:
1. Untuk uji kwalitas karet:
Analitikal balance, lab milll, saringan 325 mesh, pemanas infra red,
erlenmeyer 600 ml, hot plate, penjepit, muffle furnance, cawan porselin,
talam aluminium, oven, plastimeter, Wallace punch (pembolong khusus
karet), viscometer wallace
2. Untuk uji mekanik karet
Alat uji kuat tarik (tensile strength), Alat uji kekerasan shore A Durometer,
Alat uji kuat sobek (tensile tester), alat uji perpanjangan tetap, Alat uji bobot
jenis (Densi meter), Alat uji ketahanan kikis, Ayakan, Rheo Meter, Jangka
sorong, Pisau/cutter, Thicnes Tester, Gelas beker, Pinset, Neraca analitik,
3.4. Variabel dan Parameter Penelitian
3.4.1 Variabel Penelitian
Pada penelitian ini yang menjadi variabel tetap adalah persentase karet
lembaran dengan ukuran 60 mesh, sedangkan pariabel bebas adalah komposisi
bahan kimia untuk pembuatan sol sepatu olah raga.
3.4.2. Parameter Penelitian
Parameter adalah ukuran data yang akan diperoleh dari hasil penelitian.
Adapun yang menjadi parameter dalam penelitian adalah :
1. Kualitas karet remah
a. Kadar Pengotor
37
Universitas Sumatera Utara
b. Kadar Abu
c. Kadar zat menguap
d. Plastisitas Retention Indeks
2. Uji Mekanik
a. Perpanjangan putus
b. Kekerasan
c. Ketahanan sobek
d. Bobot jenis
e. Ketahanan kikis
f. Ketahanan retak lentur
3.5 Pembuatan Sampel
Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan sampel pada
penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Pembekuan Lateks
Lateks kebun cair dimasukkan dalam bak penggumpal dibubuhi dengan
asam format 5% selama 24 jam
2. Peremahan.
Koagulan dari bak pembekuan dimasukkan kedalam mesin pisau berputar
(rotari cutter)
3. Di Oven selama satu jam dalam suhu 100 0C terbentuk karet lembaran
( karet Kering)
38
Universitas Sumatera Utara
4. Kemudian dilakukan pencampuran dengan serbuk ban bekas sesuai
dengan perbandingan yang sudah ditentunkan ditambah bahan kimia untuk
proses pembuatan kompon, kegiatan tersebut akan menghasilkan
lembaran-lembaran karet yang kita inginkan.
5. Lakukan pengujian
6. Lembaran Karet ini kemudian divulkanisasi
7. Lakukan Pengujian
3.6.ProsedurPenelitian
3.6.1. Penyeragaman Contoh
Sebelum pengujian mutu SIR dilaksanakan, kedua belah potongan contoh
karet disatukandan digiling untuk penyeragaman. Selanjutnya contoh uji diambil
dari contoh karet yang telah diseragamkan ini.
a. Peralatan
1. Gilingan Laboratorlum
- Ukuran rol minimum diameter 150 mm x 300 mm panjang
- Perbandingan kecepatan putaran rol depan dan rol belakang
- Kecepatan berputar : 30 ± 1 rpm
- Diiengkapi sistem pendingin dengan air mengalir.
2. Neraca : Kapasitas mencapai 500 ± 1 gr
3. Saki atau lembaran plastik
4. Gunting
5. Kantong plastlik/wadah yang sesuai untuk menghidari penguapan : (Untuk
contoh uji zat menguap )
39
Universitas Sumatera Utara
2. Prosedur Kerja
1. Satukan kedua belah contoh karet tersebut dan giling 6 kali melalui gilingan
laboratorium dengan celah rol : 1,65 mm. Rol gilingan dijalankan
dengankecepatan 1 : 1,4 dan didinginkan dengan aliran air pada suhu kamar.
2. Setelah tiap kali penggilingan, lembaran karet digulung dan salah satu ujung
gulungan dimasukkan kembali ke gilingan pada penggilingan berikutnya,
letakkan baki atau lembaran plastik yang bersih dibawah rol gilingan guna
menampung remahan atau kotoran karet yang jatuh selama penggilingan.
3. Remahan dan kotoran karet tersebut dikembalikan pada lembaran karet sebelum
penggilingan berikutnya.
4. Pada penggilingan yang ke 6 kali, lembaran karet tidak digulung melainkan di
lipat dua, lembaran karet yang telah di seragamkan tersebut di gunting
menjadi contoh uji untuk:
Penetapan Kadar Kotoran
: 20-25 gram
Penetapan Kadar Abu
: 10-15 gram
Penetapan Kadar Zat Menguap
: 20-25 gram
Penetapan PRI
: 15-25 gram
Penentuan Warna
: 15- 25 gram
Penetapan Kadar Nitrogen
: 5-10 gram
5. Khususnya untuk penetapan kadar zat menguap contoh uji disimpan didalam
kantong plastik atau wadah yang sesuai dan ditutup rapat segera setelah
penyeragaman dan pengguntingan, jika hal tersebut tidak segera dilaksanakan
maka karet akan lembab dan kelembaban udara akan berada dalam
40
Universitas Sumatera Utara
keseimbangan sehingga pengujian yang dilakukan tidak akan menunjukkan
hasil yang sebenarnya.
6. Untuk penetapan uji tambahan bila dikehendaki
Penetapan ASHT SIR 3 CV
: 1,5 - 25 gram
Penetapan Viskositas Mooney SIR 3 CV
: 100 - 150 gram.
3.6.2 Pengujian Kadar Kotoran ( Dirt Content)
1. Peralatan dan Bahan.
a. Alat
- Neraca Analitis
: pembacaan mencapai 0,1 mg
- Wadah
: kapasitas 20 liter untuk menyimpan terpentin
- Labu Erlenmeyer
: 500 ml
- Pemanas Infra merah : lampu infra merah (masing-masing 250 watt)
disusun menurut baris dan kolom. Jarak antara dasar labu dengan ujung
lampu sekitar 10 - 20 cm.
- Sarung tangan asbes
- Saringan
- Botol semprot
b. Bahan
- Karet Remah
- Terpentin mineral
- RPA3
41
Universitas Sumatera Utara
2. Prosedur Kerja
1.
Giling contoh uji penetapan kadar kotoran sebesar 20-25 gram dua kali
melalui gilingan laboratorium ( setelah penggilingan pertama, lembaran
karet dilipat dua), kedua rol berputar dengan kecepatan yang sama ( 1:1 ),
dan celah rol diatur 0,33 mm
2.
Timbang 10 gram lembaran contoh karet dengan ketelitian 0,1 mg.
3.
Kemudian digunting kecil-kecil menjadi 12-15 potongan atau ditipiskan.
4.
Masukan kedalam labu Erlenmeyer 500 ml yang telah berisi terpentin
mineral
5.
Panaskan diatas pemanas 3 jam pada suhu 255 °C.
6.
Kocok sekali - sekali untuk mempercepat pelarutan.
7.
Jika karet telah larut sempurna saring dalam keadaan panas secara
dekantasi melalui saringan yang bersih.
8.
Saringan yang akan digunakan sebelumnya harus harus dikeringkan
dalam oven selama 45 menit pada suhu 1000C dan setelah didinginkan
dalam desikator sampai suhu kamar ± 30 menit, kemudian ditimbang.
9.
Biarkan kotoran mengendap sebanyak mungkin didasar labu Erlenmeyer
untuk pencucian selanjutnya.
10. Cuci kotoran didalam labu dan tuangkan cucian kedalam saringan dengan
memiringkan labu sehingga mulut labu mengendap kebawah, semprotkan
terpentin dingin kedalamnya dengan menggunakan botol semprot
11. Usahakan agar seluruh sisa kotoran terbawa kedalam saringan.
12. Pencucian diakhiri dengan menyemprotkan terpentin panas pada
sekeliling dinding bagian dalam saringan dengan hati – hati.
42
Universitas Sumatera Utara
13. Keringkan saringan berisi kotoran didalam oven pada suhu 900C- 1000C
selama satu jam, dinginkan dalam desikator selama ± 30 menit,
kemudian ditimbang dengan ketelitian mendekati 0,1 mg.
Perhitungan
Kadar Kotoran =
A− B
x 100%
C
........... ( 3.1 )
Dengan A = bobot saringan berikut kotoran
B = bobot saringan kosong
C = bobot potongan uji
3.6.3. Pengujian Kadar Abu
1. Peralatan dan Bahan
a. Alat
- Neraca : Pembacaan mencapai 0,1 mg
- Pembakar listrik/gas
- Tang : Ukuran yang sesuai untuk keamanan pekerja.
- Mufe Furnace : Lengkap dengan pirometer dan alat pengatur suhu.
- Cawan silica/porselin : Kapasitas 50 ml
b. Bahan
- Karet remah
2. Prosedur Kerja
1. Potong dan timbang 10 gram contoh uji dengan ketelitian mendekati 0,1 mg
2. Bungkus potongan uji tersebut dengan kertas saring bebas abu.
43
Universitas Sumatera Utara
3. Ditimbang cawan porselin dan dicatat beratnya.
4. Masukkan kedalam cawan kemudian diatas Hot Plate pada suhu 550 ° C
selama 2 jam sampai berubah menjadi arang.
5. Masukan cawan berisi potongan uji kedalam mufle furnace dan pijarkan
pada suhu 550 ° C selama 3 jam sampai abu tidak mengandung jelaga
( carbon) lagi.
6. Dinginkan didalam desikator sampai suhu kamar kemudiantimbang
Perhitungan :
Kadar Abu =
A− B
x 100%
C
............ ( 3.2 )
A = bobot cawan berikut abu
B = bobot kosong
C = bobot potongan uji.
3.6.4. Pengujian Kadar Zat Menguap
1. Peralatan dan Bahan
a. Alat
- Neraca
: Pembacaan mencapai 0,1 mg
- Cawan porselin : Kapasitas 50-60 ml
- Tang
-0ven
: Panjang kira-kira 20 cm
: Dapat digunakan pada suhu 100 ± 3 ° Cdilengkapi
dengan alat
pengontrol suhu, kipas angin (fan) dan
sistem sirkulasi udara
44
Universitas Sumatera Utara
b. Bahan
- Karet remah
2. Prosedur Kerja
1. Ditimbang sampel 10 gram dengan ketelitian mendekati 0,1 mg.
2. Ditimbang cawan dan dicatat beratnya
3. Gunting lembaran tipis contoh uji tersebut menjadi potongan kecil berukuran
2,5 x 2,5mm, selanjutnya dimasukkan kedalan cawan yang telah dipanaskan
kedalam oven
pada suhu 100 ° C dan telah diketahui bobotnya selama 3 jam.
4. Cawan berikut karet kemudian dipanaskan didalam oven pada suhu 100 ° C
selama 3 jam ( sampai bobot tetap ). Dinginkan didalam desikator sampai suhu
kamar ( ± 30 menit) kemudian ditimbang kembali.
Perhitungan :
Kadar zat menguap =
A− B
x 100%
C
............(3.3 )
A = bobot cawan berikut contoh sebelum dipanaskan
B = bobot cawan berikut contoh setelah dipanaskan
C = bobot potongan uji
3.6.5 Pengujian Plasticity Retention Index
1. PeralatandanBahan
a. Alat
1. Wallace Punch : Alat pemotong contoh uji
45
Universitas Sumatera Utara
2. Wallace Rapid Plastimeter : Alat uji plastisitas karat yang dilengkapi
dengan alat pengukur waktu otomatis
3. Alatpengukurwaktu
: Alat pengukur waktu pengusangan yang
dilengkapi dengan bel.
4. Oven
5. Tatakan contoh
:
Untuk
menempatkan
potongan
uji
yang
diusangkan.
6. Kertas sigaret.
a. Bahan
Karet remah
2. Prosedur Kerja
1. Giling contoh uji seberat 15-25 gram maksimum tiga kali dengan gilingan
laboratorium yang telah diatur sehingga kedua rollnya berputar tanpa fiksi.
2. Celah rol diatur sedemikian rupa sehingga lembarankaret yang dihasilkan
mempunyai ketebalan antara 1,6-1,8 mm. Apabila setelah tiga kali gilingan
diperoleh lembaran karet dengan ketebalan tidak sesuai dengan syarat yang
telah ditentukan, maka atur kembali celah roll dan gunakan contoh uji baru
untuk digiling. Lembaran karet yang dihasilkan tidak boleh berlubang dan
mempunyai ketebalan yang merata setiap bagian. Lembaran tersebut
kemudian dilipat dua dan ditekan dengan telapak tangan. Selanjutnya
dipotong dengan Wallace punch sebanyak enam potongan uji.
3. Potongan uji (1) untuk pengukuran plastisitas awal dan potongan uji (2)
untuk pengukuran plastisitas setelah pengusangan. Potongan uji harus
46
Universitas Sumatera Utara
mempunyai ketebalan antara 3,2-3,6 mm ( ketelitian 0,01 mm ) dengan garis
tengah ± 13 mm.
4. Letakkan potongan uji untuk pengukuran plastisitas setelah pengusangan
diatas tatakan contoh dan dimasukkan kedalam oven pada suhu 1400C ±
0,20C selama 30 menit.
5. Keluarkan, kemudian didinginkan sampai suhu kamar.
6. Pada pengukuran plastisitas wallace, letakkan potongan uji diantara dua
lembar kertas sigaret yang berukuran 40 mm x 35 mm diatas piringan
plastisimeter, kemudian tutup piringan plastimeter tersebut. Setelah ketukan
pertama piringan bawah akan bergerak keatas selama 15 detik dan menekan
piringan atas, dan setelah ketukan kedua berakhir dicatat sebagai nilai
pengukuran plastisitas.
7. Angka yang dicatat adalah angka yang ditunjuk oleh mikrometer/display
pada waktu berhenti bergerak.
Perhitungan
Plasticity retention indeks =
Pa( P30)
x 100
Po
............( 3.4 )
Po = Plastisitas awal
Pa (P30) = Plastisitas setelah pengusangan selama 30 menit
3.6.6. Pengujian Tegangan Putus dan Perpanjangan Putus
Peralatan :
- Pisau /pons
- Alat uji kuat tarik (tensile strength)
47
Universitas Sumatera Utara
Prosedur :
a. Buat cuplikan dengan bentuk dan ukuran seperti gambar
Sumber : SNI 0778-2009
Keterangan :
a. : (75±1) mm
b. : (25±1) mm
c. : (3±0,1) mm
d. : (25±0,5) mm
e. : (50±1) mm
Tebal cuplikan : maksimum 2 mm
b. Beri tanda dua garis pada cuplikan berjarak ( 2,5 ± 0,5 ) mm, simetris dari
tengah cuplikan
c. Ukur lebar dan tebal cuplikan ditempat sekitar d, hitung rata-ratanya kemudian
pasang pada alat sehingga jarak antara kedua jepitan ( 50 ± 1 ) mm
d. Penarikan dikerjakan dengan kecepatan ( 250 ±10 ) mm/menit sampai cuplikan
putus.
e. Lakukan minimum tiga kali pengujian, hitung rata-ratanya.
48
Universitas Sumatera Utara
Perhitungan :
Tegangan Putus =
F
( N / mm 2 )
t.w
Perpanjangan Putus =
l1 − l 0
x100%
l0
..............
( 3.5 )
.............
( 3.6 )
Keterangan :
F
adalah beban yang diperlikan untuk menarik cuplikan sampai putus (N)
t
adalah tebal cuplikan ( mm )
w
adalah lebar cuplikan (mm)
l0
adalah panjang ukur cuplikan antar 2 tanda garis
l1
adalah panjang ukur cuplikan antara 2 garis pada waktu putus
3.6.7. Pengujian Kekerasan
Peralatan :
- Pisau /pons
- Alat uji kekerasan Shore A Durometer
Prosedur :
1. Buat cuplikan dengan persyaratan :
-
Tebal cuplikan minimum 6,3 mm,
-
Panjang cuplikan minimum 25,4 mm,
49
Universitas Sumatera Utara
-
Pengujian tidak boleh dilakukan pada tempat yang kurang dari 12,7
mm dari tepi permukaan cuplikan dan luas permukaan kaki penekan.
-
Permukaan cuplikan harus rata, kaki penekan ( indentor ) alat harus
sejajar benar dengan permukaan cuplikan.
2. Letakkan cuplikan diatas dasar yang keras dan datar.
3. Pasang alat pada posisi tegak lurus pada permukaan cuplikan.
4. Tekan alat pada permukaan cuplikan sampai kaki penekan alat menyentuh
dan sejajar benar dengan permukaan cuplikan. Besarnya tekanan yang
diberikan kaki penekan pada permukaan cuplikan harus menurut standar
kekuatan penekan (60 Shore A)
5. Lakukan pembacaan skala segera setelah kaki penekan menempel kuat
pada cuplikan
6. Lakukan pengujian minimum tiga kali pada tempat berlainan, hitung rataratanya.
3.6.8. Pengujian Ketahanan sobek
Peralatan :
-
Pisau/ pons
-
Alat uji kuat sobek ( tensile tester )
Prosedur :
Buat cuplikan dengan bentuk dan ukuran seperti gambar
Sumber : SNI 0778-2009
50
Universitas Sumatera Utara
Keterangan :
a. : 60 mm
b. : 9,0± 0,1 mm
c. : 5,0 ± 0,1 mm
Tebal cuplikan : maksimum 2 mm
b. Buat tanda arah sejajar dengan panjang cuplikan,
c. Buat keratin dengan lebar ( 5,0 ± 0,1 ) mm ditengah cuplikan tegak lurus
sumbu panjang cuplikan.
d. Ukur tebal cuplikan pada bagian yang terdapat keratin.
e. Pasang kedua ujung cuplikan pada penjepit alat uji, kemudian kerjakan
seperti pada pengujian tegangan putus.
f. Tarik cuplikan sampai putus dengan kecepatan (250±0,1) mm menggunakan
alat, catat beban yang diperlukan dan ukur lebar cuplikan yang tersobekkan
menggunakan alat mikrometer.
g. Lakukan pengujian minimal tiga kali, hitung rata-ratanya.
Perhitungan :
Ketahanan sobek =
F
( N / mm 2 )
t.w
........... ( 3.7 )
Keterangan :
F
adalah beban untuk menarik sampai putus, dinyatakan dalam Newton (N)
t
adalah tebal cuplikan, dinyatakan dalam millimeter (mm)
w
adalah lebar yang tersobekkan, dinyatakan dalam millimeter (mm)
51
Universitas Sumatera Utara
3.6.9. Pengujian Bobot Jenis
Pengujian dilakukan dengan cara uji tertera pada ISO 2781: 1998 (E),vulcanizedDetermination of density sebagai berikut :
Peralatan :
-
Pisau/ pons
-
Alat uji bobot jenis (densimeter).
Prosedur :
1. Buat cuplikan tidak ditentukan bentuknya, selanjutnya ditimbang dengan
berat ± 2g
2. Timbang cuplikan di udara, catat beratnya. Masukkan kedalam air, catat
beratnya
3. Lakukan pengujian minimal tiga kali, hitung rata-ratanya
Perhitungan :
Bobot Jenis =
w0
x Bobot Jenis (g/cm3)
w0 − w1
.......... (3.8)
Keterangan :
w0
adalah berat cuplikan di udara, dinyatakan dalam gram (g)
w1
adalah berat cuplikan di dalam air, dinyatakan dalam gram (g)
52
Universitas Sumatera Utara
3.6.10.Pengujian Ketahanan Kikis
Peralatan :
-
Pisau / Pons
-
Alat uji ketahanan kikis
-
Stop watch
-
Neraca analitik.
Prosedur :
1. Buat cuplikan dengan ukuran panjang 20 mm, dengan lebar 20 mm dan tebal
10 mm.
2. Pasang cuplikan pada alat.
3. Jalankan mesin selama dua menit untuk meratakan cuplikan, kemudian
keluarkan cuplikan, dan ditimbang, kemudian pasang lagi di tempat
semula. Jalankan mesin selama enem menit untuk mengikis cuplikan,
waktu mesin berjalan atur neraca pegas, sehingga lengan neraca letaknya
tetap seimbang, yaitu terletak diantara kedua pena ( ditengah-tengah)
4. Pembacaan timbangan neraca pegas dilakukantiap menit dan di catat,
setelah enam menit keluarkan kedua cuplikan dan timbang lagi.
Perhitungan :
Ketahanan kikis =
w0 − w1
x mm3
BJ
.............
( 3. 9 )
Keterangan :
w0
adalah berat semula setelah diratakan selama dua menit, dinyatakan
dalam gram (g)
53
Universitas Sumatera Utara
w1
adalah berat setelah pengikisan, dinyatakan dalam gram (g)
BJ
adalah bobot jenis cuplikan, dinyatakan dalam (g/cm3)
3.6.11. Pengujian Ketahanan Retak Lentur
Peralatan :
-
Pisau/ pons
-
Alat uji flexometer.
Prosedur :
1. Buat cuplikan dengan ukuran panjang 150 mm, lebar 20 mm dan tebal 6 mm.
2. Pasang cuplikan pada flexometer, cuplikan melingkar setengah lingkaran
dari karton.
3. Lenturkan 150.000 pelenturan, amati ada tidaknya keretakan.
4. Lakukan pengujian minimum tiga kali.
54
Universitas Sumatera Utara
3.7. Diagram Alir Penelitian
Start
Alam
Lateks/ Karet
Digumpalkan
Asam format 5 %
Digiling
Sheet Angin
Oven 1000C satu jam
Karet Kering
Pembuatan Kompon( karet kering+persen serbuk ban
bekas+bahan kimia)
Penetuan kadar SIR
Hasil Pengujian
Vulkanisasi
Pengujian
Sifat Mekanik
- Uji Tegangan Putus
- Uji Perpanjangan Putus
- Uji Kekerasan
- Uji Ketahanan Sobek
- Uji Perpanjangan (100%)
- Uji Bobot Jenis
- Uji Ketahanan Kikis
- Uji Ketahanan Retak Lentur
Hasil Pengujian
Data
Analisis
Selesai
55
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Spesifikasi Produk SIR 20
Pada Tahap awal diperoleh informasi mengenai standar mutu karet
bongkah atau karet remah indonesia. Standar ini menetapkan persyaratan mutu
karet spesifikasi teknis yang dalam perdagangan kita kenal dengan SIR ( Standar
Indonesia Rubber), seperti yang ditunjukkan pada tabel dibawah ini. Informasi
ini digunakan sebagai data pembanding terhadap data hasil pengujian sampel.
4.2. Hasil Uji Sampel SIR20
Pembuatan sampel dilakukan mengikuti prosedur/proses yang sama dengan
pembuatan produk yang telah beredar di pasaran. Hal ini dilakukan untuk
menghindari terjadinya bias atau penyimpangan yang disebabkan oleh beda
prosedur/proses. Pengujian ini dilakukan dibalai penelitian karet sungei putih.
Data hasil uji sampel terlihat pada tabel 4.1.
Tabel 4.1. Data hasil uji kualitas sampel
No
Spesifikasi
Hasil Uji Sampel
1
Kadar kotoran maksimum
0,18 %
2
Kadar abu maksimum
0,92 %
3
Kadar zat menguap maksimum
0,82 %
4
PRI minimum
47,1
5
Plastisitas-Po minimum
44,5
Data lengkap hasil uji sampel dapat dilihat pada lampiran 1
56
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan data pada tabel 4.2 dapat dibuat beberapa analisa antara lain
4.2.1. Analisa Kadar Kotoran
Pengujian kadar pengotor bertujuan untuk menentukan kadar kotoran.
Kotoran adalah benda asing yang tidak larut dan tidak dapat melalui saringan 325
mesh. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan alat box infra red. Dengan
bantuan rumus 3.1 dan hasil pengujian dua sampel diperoleh kadar pengotor
maksimum sebesar 0,20% ( lampiran C ), bila dibandingkan dengan spesifikasi
SIR 20 nilai tersebut memenuhi.
Kadar Kotoran =
1.
A− B
x 100%
C
Kadar Kotoran =
Kadar Kotoran =
21,376 − 21,356
x 100%
10,101
0,02
x 100%
10,101
Kadar Kotoran = 0.00198 x 100%
Kadar Kotoran = 0,198 %
2.
Kadar Kotoran =
Kadar Kotoran =
19,920 − 10,902
x 100%
10,115
0,036
x 100%
10,123
Kadar Kotoran = 0.00177 x 100%
Kadar Kotoran = 0,177
Rata-rata Kadar Kotoran =
Kadarkotoran1 − kadarkotoran 2
2
57
Universitas Sumatera Utara
Rata-rata Kadar Kotoran =
0,1981 + 0,177
%
2
Rata-rata Kadar Kotoran = 0.18 %
4.2.2.Analisa Kadar Abu
Pengujian kadar abu bertujuan untuk menentukan kadar abu dalam karet.
Abu didalam karet terjadi dari Oksida, Karbonat dan Fosfat dari Kalium,
Magnesium,Kalsium, Natrium dan beberapa unsur lain dalam jumlah yang
berbeda-beda. Abu dapat pula mengandung silicat yang berasal dari karet atau
benda asing yang jumlah kandungannya bergantung pada pengolahan bahan
mentah karet. Pengujian ini dilakukan dengan alat Hot plate dan Muffle furnance.
Dengan bantuan rumus 3.2 dan hasil pengujian dua sampel diperoleh kadar abu
sebesar 1,0% ( lampiran C ) sesuai dengan SIR 20.
Kadar Abu =
A− B
x 100%
C
1. Kadar Abu =
Kadar Abu =
31,152 − 31,082
x 100%
10,115
0,00692
x 100%
10,115
Kadar Abu = 0.692 %
2. Kadar Abu =
Kadar Abu =
34,018 − 33,900
x 100%
10,157
0,118
x 100%
10,157
Kadar Abu = 1,16 %
Rata-rata Kadar Abu =
KadarAbu1 − kadarabu 2
2
58
Universitas Sumatera Utara
Rata-rata Kadar Kotoran =
0,692 + 1,16
%
2
Rata-rata kadar kotoran = 0,926 %
4.2.3. Analisa Kadar Zat Menguap
Pengujian Kadar zat menguap bertujuan untuk mengetahui bobot yang
hilang dari potongan uji setelah pengeringan. Adanya zat yang mudah menguap
didalam karet, selain dapat menyebabkan bau busuk, memudahkan tumbuhnya
jamur yang dapat menimbulkan kesulitan pada waktu mencampurkan bahanbahan kimia kedalam karet pada waktu pembuatan kompon tersebut terutama
untuk pencampuran karbon black pada suhu rendah. Pengujian ini dilakukan
denganmenggunakan Oven
Dengan bantuan rumus 3.3 dan hasil pengujian dua sampel diperoleh kadar zat
menguap sebesar 1,0% ( lampiran C ) sesuai dengan SIR 20.
Kadar zat menguap =
1.
A− B
x 100%
C
Kadar Zat menguap =
Kadar Zat menguap =
52,358 − 52,275
x 100%
10,309
0,00805
x 100%
10,309
Kadar Zat menguap = 0,805 %
2. Kadar Zat menguap =
53,397 − 53,307
x 100%
10,375
59
Universitas Sumatera Utara
Kadar Zat menguap =
0,090
x 100%
10,375
Kadar Zat menguap = 0,867 %
Rata-rata Kadar Zat menguap =
Kadarzatmenguap1 − kadarzatmenguap 2
2
Rata-rata Kadar zat menguap =
0,805 + 0,867
%
2
Rata-rata kadar zat menguap = 0,836 %
4.2.4. Analisa Kadar Plastisitas Retention Indeks ( PRI )
Penentuan Plasticity Retention Index ( PRI) adalah cara pengujian yang
sederhana dan cepat untuk mengukur ketahanan karet terhadap degradasi oleh
oksidasi pada suhu tinggi. Pengujian ini meliputi pengujian plastisitas Wallace
dari potongan uji sebelum dan sesudah pengusangan didalam oven dengan suhu
140 ° C. Suhu dan waktu pengusangan diatur sedemikian rupa sehingga dapat
memberikan perbedaan yang nyata dari berbagai jenis karet mentah. Nilai PRI
yang tinggi menunjukkan ketahanan yang tinggi terhadap degradasi oleh oksidasi.
Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan Plastimer Wallace
Dengan bantuan rumus 3.4 dan hasil pengujian dua sampel diperoleh Plastisitas
Retention Indeks minimum 40 ( lampiran C ) sesuai dengan SIR 20.
Plasticity retention indeks =
Pa( P30)
x 100
Po
60
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2. Data hasil pengujian Plastisitas retention indeks ( PRI )
Sebelum
Sesudah pengusangan
Nilai
Nilai
Kode
pengusangan (Po)
(Pa)
tengah tengah
analisa
(Po)
(Pa)
1
2
3
1
2
3
1.
PRI
A
44
46
45
24
24
25
45
24
53
B
45
44
43
17
18
19
44
18
40
Plasticity retention indeks =
24
x 100
45
Plasticity retention indeks = 0,533 x 100
Plasticity retention indeks = 53,3
2.
Plasticity retention indeks =
18
x 100
44
Plasticity retention indeks = 0,409 x 100
Plasticity retention indeks = 40,9
Rata-rata Plasticity retention indeks =
PRI1 − PRI 2
2
Rata-rata Plasticity retention indeks =
53,3 + 40,9
2
Rata-rata Plasticity retention indeks = 47,1
4.3. Hasil Karakterisasi vulkanisat karet
Sifat-sifat mekanik vulkanisat sol sepatu karet alam yang diuji adalah :
tegangan putus, perpanjangan putus, Kekerasan (Shore A), ketahanan sobek,
bobot jenis, ketahanan kikis dan ketahanan retak lentur.
Sedangkan untuk karakteristik pematangan kompon karet yang diuji adalah :
modulus torsi maksimum dan minimum, modulus torsi optimum, waktu scorch
(ts2) dan waktu optimum vulkanisasi (t90).
61
Universitas Sumatera Utara
Hasil pengujian karakteristik pematangan kompon karet disajikan pada
Lampiran 1. Hasil pengujian karakteristik pematangan kompon karet diperoleh
dari kurva Rheometer. Kurva inimemberikan informasi mengenai waktu optimum
terjadinya proses vulkanisasi (t90), waktu pravulkanisasi (ts2), modulus torsi
maksimum (MHR), modulus torsi minimum (ML) dan modulus torsi optimum
(M90). Besaran-besaran ini diperlukan untuk pembuatan barang jadi karet.
Dalam pembuatan barang jadi karet, waktu vulkanisasi yang lambat
diperlukan untuk kompon tebal, sedangkan waktu vulkanisasi yang singkat
biasanya untuk kompon tipis. Berdasarkan hasil pengujian karakteristik
pematangan kompon diperoleh informasi bahwa kompon berpengisi serbuk ban
bekas 40 % (kompon A), kompon berpengisi serbuk ban bekas 45% (kompon B)
dan kompon berpengisi serbuk ban bekas 50% (kompon C) memiliki waktu
optimum vulkanisasi (t90) dan waktu pravulkanisasi yang relatip sama. Waktu
optimum vulkanisasi kompon A 0,99 menit, waktu optimum vulkanisasi kompon
B 0,98 menit dan waktu optimum vulkanisasi kompon C 0.98 menit. Waktu
pravulkanisasi kompon A, B dan C berturut-turut sebesar 0,34 ; 0,30 dan 0,31
menit.
Proses vulkanisasi kompon karet merupakan suatu reaksi kimiawi yang
bersifat tidak dapat balik (irreversible) melalui pembentukan ikatan silang bahan
pemvulkanisasi pada rantai molekul karet. Hasil pengujian karakteristik
pematangan kompon juga memberikan informasi tentang derajat/tingkat
vulkanisasi yang terjadi pada kompon karet. Derajat vulkanisasi dapat
diperkirakan melalui selisih antara modulus torsi maksimum (MHR) dengan
modulus torsi minimum (ML) ataupun dari nilai modulus torsi optimum (M90).
62
Universitas Sumatera Utara
Derajat vulkanisasi ini menunjukkan derajat ikatan silang yang terbentuk pada
molekul karet, semakin tinggi nilai derajat vulkanisasi maka semakin tinggi pula
derajat ikatan silang yang terbentuk. Nilai derajat vulkanisasi ini juga dapat
mempengaruhi sifat fisik vulkanisat, seperti ,tegangan putus, kekerasan, modulus
dll. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kompon karet berpengisi serbuk ban
bekas 40% (kompon A) memiliki nilai modulus torsi optimum hampir sama
dengan kompon karet berpengsisi serbuk ban bekas 50% (kompon C).
Tabel 4.3. Hasil Pengujian karakterisasi pematangan kompon karet
Rheometer (MDR 200)
1800C
MHR kg-cm
ML kg-cm
T50 min
t90 min
t90 min
A
13,71
1,75
0,53
0,99
0,34
Kode Kompon
B
14,05
1,71
0,51
0,98
0,30
C
13,64
1,89
0,51
0,98
0,31
Penambahan bahan pengisi pada kompon karet umumnya meningkatkan
sifat kekerasan bahan. Sedangkan sifat-sifat mekanik lainnya bergantung pada
keaktifan bahan pengisi pada molekul karet. Berdasarkan keaktifannya, bahan
pengisi digolongkan atas dua bagian, yaitu bahan pengisi bersifat penguat dan
tidak bersifat penguat. Bahan pengisi dikatakan bersifat penguat apabila pada
vulkanisatnya terjadi peningkatan sifat-sifat ketahan rusak (failure properties)
seperti kekuatan tarik, ketahanan sobek, ketahanan kikis, dan peningkatan
modulus. Serbuk ban bekas termasuk golongan bahan pengisi tidak bersifat
penguat. Hasil pengujian sifat mekanik vulkanisat sol sepatu karet alam dengan
perbedaan bahan pengisi disajikan pada Tabel 4.4
63
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.4. Hasil Pengujian sifat-sifat mekanik vulkanisat sol sepatu karet alam
Sifat-sifat Fisik
2
Tegangan putus, N/mm
Perpanjangan putus, %
Kekerasan (Shore A)
Ketahanan sobek, N/mm2
Perpanjangan 100 %,
Bobot jenis, g/cm3
Ketahanan kikis (cc/300x)
Ketahanan retak-lentur 150 kcs
A
18,3
430
64
5,21
160
1,15
0,33
Tidak
retak
Vulkanisat
B
18,9
400
64,5
5,42
158
1,15
0,31
Tidak
retak
C
21,0
390
65
5,54
157
1,15
0,30
Tidak
retak
Hasil uji sifat mekanik vulkanisat diperoleh informasi bahwa vulkanisat
yang mengandung bahan pengisi serbuk ban bekas 40% (vulkanisat A) memiliki
kekerasan 64 (shore A), tegangan putus 18,3 N/mm2, perpanjangan putus 430,
ketahanan sobek 5,21 , bobot jenis 1,15 g/cm3, perpanjangan 100% % sebesar
160, ketahanan kikis 0,33 dan tidak retak dalam pengujian ketahanan retak-lentur
150
kcs. Secara keseluruhan sifat-sifat mekanik (kekerasan, tegangan putus,
modulus 100 %, perpanjangan putus, ketahanan sobek, bobot jenis, ketahanan
retak-lentur 150 kcs, ) vulkanisat A, vulkanisat B, dan vulkanisat C, termasuk
untuk parameter mutu bobot jenis vulkanisat A sama dengan vulkanisat B dan C.
Nilai bobot jenis vulkanisat yang lebih kecil ini memberikan keunggulan karena
sol sepatu lebih ringan sehingga memberikan nilai positif bagi pengguna .Apabila
hasil uji sifat-sifat mekanik vulkanisat berpengisi serbuk ban bekas dibandingkan
dengan persyaratan teknis sol karet sepatu olah raga (SNI 06-1844-1990 Ed. 1.2)
yang ditunjukkan dalam tabel 4.6 maka kinerjanya cenderung masuk dalam
persyaratan spesifikasi sol karet sepatu olah raga. Hasil tersebut mengindikasikan
bahwa serbuk ban bekas memiliki potensi untuk digunakan sebagai bahan pengisi
sol sepatu olah raga.
64
Universitas Sumatera Utara
4.3.1 Tegangan Putus
Tegangan putus merupakan tenaga yang dibutuhkan untuk menarik
vulkanisat sampai putus. Nilai rata-rata tegangan putus tertinggi adalah pada
vulkanisat C. Nilai rata-rata tegangan putus vulkanisat A,B dan C berturut-turut
adalah 18,3, 18,9 dan 21,0 dalam satuan N/mm2. Berdasarkan grafik dibawah
terlihat bahwa semakin tinggi persen serbuk ban bekas maka semakin besar pula
nilai tegangan putus yang diberikan.
Hasil uji tegangan putus karet hasil vulkanisat disajikan pada Gambar 4.1
Tegangan Putus (MPa)
30
25
20
15
Tegangan putus
(Mpa)
10
5
0
40
45
50
% Serbuk Ban Bekas
Gambar 4.1. Grafik Hasil Uji Tegangan Putus
4.3.2 Perpanjangan Putus
Perpanjangan putus menunjukkan kemampuan vulkanisat meregang apabila
ditarik sampai putus. Nilai rata-rata perpanjangan putus vulkanisat yang diperoleh
adalah : vulkanisat A 430, vulkanisat B 400 dan vulkanisat C 390. Hasil uji
perpanjangan putus karet alam disajikan pada Gambar 4.2. Grafik ini menunjukkan
bahwa semakin besar kadar serbuk ban maka semakin sulit untuk ditarik karena
65
Universitas Sumatera Utara
bahan tersebut makin keras. Semakin keras bahan vulkanisat yang dihasilkan maka
sifat elastis bahan karet semakin berkurang.
500
Perpanjangan Putus %
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
40
45
50
% Serbuk Ban Bekas
Gambar 4.2 Grafik Hasil Uji Perpanjangan Putus
Nilai perpanjangan putus akan lebih rendah karena sifat bahan pengisi yang
dapat meningkatkan kekerasan, ketahanan sobek, ketahanan kikis, dan tegangan
putus pada produk karetnya tetapi akan menurunkan nilai perpanjangan putusnya.
Hal ini menunjukkan bahwa sifat perpanjangan putus karet alam pada vulkanisat
dipengaruhi oleh jenis bahan bakunya dan jika diaplikasikan pada barang jadi
karet, perpanjangan putus barang jadi karet juga dipengaruhi oleh jenis bahan
bakunya.
4.4.3. Kekerasan
Nilai kekerasan karet karet alam untuk ketiga vulkanisat ( vulkanisat A,B
dan C) berturut-turut adalah 64, 64,5 dan 65. Hasil uji kekerasan vulkanisat karet
alam disajikan pada Gambar 4.3.
66
Universitas Sumatera Utara
Kekerasan (Shore A)
70
60
50
40
30
20
10
0
40
45
50
% Serbuk Ban Bekas
Gambar 4.3. Grafik hasil uji kekerasan.
Dari grafik diatas terlihat bahwa semakin banyak kadar serbuk ban bekas maka
hasil vulkanisatnukya semakin tinggi, hal ini menunjukkan bahwa semakin
banyak kadar serbuk ban bekas maka hasil vulkanisatnya semakin keras. Hasil
pengujian menunjukkan bahwa dalam pembuatan kompon karet tidak terlihat
perbedaan yang antara kompon yang bahan pengisi yang banyak dan yang sedikit.
Hal ini disebabkan karena sifat lateks baik yaitu bobot molekul dan jumlah
protein rendah.
4.4.4. Ketahanan Sobek
Ketahanan sobek menunjukkan tenaga yang dibutuhkan untuk menyobek
vulkanisat karet alam. Nilai ketahanan sobek vulkanisat A, B dan C berturut-turut
5,21, 5,42 dan 5,54 dalam satuan N/mm2. Hasil uji ketahanan sobek vulkanisat
karet alam ditunjukkan pada Gambar 4.4.. Nilai ketahanan sobek untuk vulkanisat
paling tinggi terdapat pada vulkanisat C, Hal ini disebabkan semakin banyak
bahan pengisi serbuk ban bekas maka hasil vulkanisat makin keras sehingga
makin sulit untuk disobek.
67
Universitas Sumatera Utara
Ketahanan Sobek N/mm2
6
5
4
3
Ketahanan Sobek
(Mpa)
2
1
0
40
45
50
% Serbuk Ban Bekas
Gambar 4.4. Grafik hasil uji ketahanan sobek
4.4.5. Bobot Jenis
Penentuan bobot jenis diperlukan untuk mengawasi mutu dari barang jadi
karet dan perhitungan karet yang dibutuhkan untuk volume tertentu. Nilai ratarata bobot jenis untuk ketiga vulkanisat ( A,B dan C ) pada penelitian ini adalah
sama yakni 1,15 g/cm3 dan masih memenuhi standar. Bobot jenis yang rendah
akan lebih menguntungkan karena vulkanisat yang dihasilkan tidak terlalu berat
dan sesuai dengan keinginan konsumen pada umumnya. Hasil uji bobot jenis ada
penelitian ini disajikan pada gbr. 4.6.
Bobot Jenis (g/cm3)
1,4
1,2
1
0,8
0,6
Bobot Jenis
0,4
0,2
0
1
2
3
% Serbuk Ban Bakas
Gambar 4.5. grafik hasil uji bobot jenis
68
Universitas Sumatera Utara
4.4.6. Ketahanan Kikis
Ketahanan kikis merupakan nilai kesanggupan karet bertahan terhadap
gesekan dengan benda lain. Nilai ketahanan kikis adalah volume karet yang dapat
dikikis oleh pengikis sehingga semakin rendah nilai ketahanan kikisnya maka
semakin baik sifat karet tersebut. Nilai rata-rata ketahanan kikis yang diperoleh
dalam hasil penelitian ini lebih rendah daripada nilai ketahanan kikis dari
spesifikasi yang ditetapkan sebagai acuan, hal ini menunjukkan bahwa ketahanan
kikis yang dimiliki oleh vulkanisat karet pada penelitian ini adalah baik untuk
ketiga vulkanisat. Hasil uji ketahanan kikis vulkanisat karet alam disajikan pada
Gambar 4.7.
0,35
Ketahanan Kikis
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
40
45
50
% Serbuk Ban Bekas
Gambar 4.6. Grafik hasil uji ketahanan kikis
69
Universitas Sumatera Utara
4.4.8. Ketahanan Retak Lentur
Pengujian ketahanan retak lentur vulkanisat bertujuan untuk menentukan
retak dari vulkanisat apabila diberi gaya lenturan. Pada penelitian ini pengujian
ketahanan retak lentur dilakukan pada 150 kcs (kilo cycles) yang berarti vulkanisat
mendapat gaya lenturan sebanyak 150.000 kali. Hasil pengujian menunjukkan
Ketahanan Retak Lentur 150 Kcs
bahwa semua vulkanisat mempunyai nilai ketahanan retak lentur di atas 150 Kcs,
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
Ketahanan retak
lentur 150 kcs
1
2
3
% Serbuk Ban Bekas
Grafik 4.7 hasil uji ketahanan retak lentur
Ketahanan retak lentur yang rendah ini disebabkan karena adanya bahan
pengisi dalam kompon karet yang menyebabkan meningkatnya kekerasan dan
kekakuan vulkanisat sehingga menurunkan kelenturan karet. Berdasarkan hasil
uji pada penelitian ini terlihat vulkanisat mendapat gaya lenturan sebanyak
150.000 kali. Hasil pengujian menunjukkan bahwa semua vulkanisat mempunyai
nilai ketahanan retak lentur di atas 150 Kcs, artinya tidak terlihat ada keretakan
pada sampel.
70
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. KESIMPULAN
Hasil penelitian menunjukkan bahwa:
1. Karet alam yang disadap langsung dari pohon karet digumpalkan dengan
asam format 5% dalam waktu 24 jam kemudian ditipiskan dengan
penggilingan, kemudian dilakukan klasifikasi kualitas secara spesifikasi
teknik dan diperoleh hasil sebagai berikut: Kadar kotoran = 0,8%, Kadar
Abu = 0,92 %, Kadar Zat menguap 0,83%, PRI = 47,1 dan Plastisitas Po
minimum = 44,5, dan hasil penelitian ini memenuhi standar untuk mutu
standar SNI 06-1903-2000.
2. Hasil pengujian pematangan kompon pada penelitian ini dikatakan baik
berdasarkan waktu masak, waktu pematangan kompon yang ditunjukkan
oleh kurva Rheometer adalah 4,50 menit, sedangakan waktu pematangan
untuk kompon karet pada P.T. Industri Karet Deli maksimal 6 menit.
3. Hasil uji mekanika dari vulkanisat kompn karet diperoleh bahwa, nilai
tegangan putus, kekerasan (shore A), dan Ketahanan sobek yang paling
kecil adalah vulkanisat yang mengandung bahan pengisi serbuk ban bekas
40%. Sedangkan untuk nilai Perpanjangan putus dan ketahanan Kikis
yang paling besar terdapat pada vulkanisat yang mengandung serbuk ban
bekas 40 %. Untuk bobot jenis untuk ketiga vulkanisat yaitu yang
mengandung sebuk ban bekas 40%, 45% dan 50% memiliki nilai yang
sama dan ketahanan retak lentur untuk ketiga vulkanisat juga sama.
71
Universitas Sumatera Utara
5.2. SARAN
Berdasarkan hasil uji yang saya lakukan pemakaian serbuk ban bekas
untuk ukuran 60 mesh sebagai matriks yakni ukuran 40%, 45% dan 50% belum
maksimal karena pada batas ini masih dapat diikat secara keseluruhan oleh karet
alam, karena sebagai agregat ini juga merupakan serbuk karet, maka penulis
berharap ada kelanjutan penelitian mulai dari persenan kecil ( misal 10% ) serbuk
ban bekas hingga persenan yang lebih besar (misalnya 70%) agar kita dapat
mengetahui batas maksimal berapa persenan serbuk ban bekas yang dapat dipakai
untuk campuran karet alam pada pembuatan sol sepatu olahraga.
72
Universitas Sumatera Utara
METODELOGI PENELITIAN
3.1
Tempat dan Waktu Penelitian
3.1.1
Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Balai Penelitian Karet Sungei Putih, Desa
Sungei Putih, Kecamatan Galang Kabupaten Deli Serdang.
3.1.2
Waktu Penelitian
Waktu penelitian akan dilakukan mulai dari Maret 2014 sampai dengan Juni 2014
3.2 Bahan-Bahan
Tabel 3.1. Formula Kompon Karet dengan variasi bahan pengisi serbuk
ban bekas untuk pembuatan vulkanisat sol sepatu
Kode Kompon
Bahan
A
B
C
Karet Alam
100
100
100
Serbuk Ban Bekas
40
45
50
ZnO
5
5
5
Asam Stearat
2
2
2
Montaclere
1
1
1
CBS
0,75
0,75
0,75
Belerang5
2,5
2,5
2,5
Pigmen merah
2
2
2
White oil
5
5
5
36
Universitas Sumatera Utara
3.3 Alat-Alat
Alat-alat yang digunakan dalam peneltian ini adalah:
1. Untuk uji kwalitas karet:
Analitikal balance, lab milll, saringan 325 mesh, pemanas infra red,
erlenmeyer 600 ml, hot plate, penjepit, muffle furnance, cawan porselin,
talam aluminium, oven, plastimeter, Wallace punch (pembolong khusus
karet), viscometer wallace
2. Untuk uji mekanik karet
Alat uji kuat tarik (tensile strength), Alat uji kekerasan shore A Durometer,
Alat uji kuat sobek (tensile tester), alat uji perpanjangan tetap, Alat uji bobot
jenis (Densi meter), Alat uji ketahanan kikis, Ayakan, Rheo Meter, Jangka
sorong, Pisau/cutter, Thicnes Tester, Gelas beker, Pinset, Neraca analitik,
3.4. Variabel dan Parameter Penelitian
3.4.1 Variabel Penelitian
Pada penelitian ini yang menjadi variabel tetap adalah persentase karet
lembaran dengan ukuran 60 mesh, sedangkan pariabel bebas adalah komposisi
bahan kimia untuk pembuatan sol sepatu olah raga.
3.4.2. Parameter Penelitian
Parameter adalah ukuran data yang akan diperoleh dari hasil penelitian.
Adapun yang menjadi parameter dalam penelitian adalah :
1. Kualitas karet remah
a. Kadar Pengotor
37
Universitas Sumatera Utara
b. Kadar Abu
c. Kadar zat menguap
d. Plastisitas Retention Indeks
2. Uji Mekanik
a. Perpanjangan putus
b. Kekerasan
c. Ketahanan sobek
d. Bobot jenis
e. Ketahanan kikis
f. Ketahanan retak lentur
3.5 Pembuatan Sampel
Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam pembuatan sampel pada
penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Pembekuan Lateks
Lateks kebun cair dimasukkan dalam bak penggumpal dibubuhi dengan
asam format 5% selama 24 jam
2. Peremahan.
Koagulan dari bak pembekuan dimasukkan kedalam mesin pisau berputar
(rotari cutter)
3. Di Oven selama satu jam dalam suhu 100 0C terbentuk karet lembaran
( karet Kering)
38
Universitas Sumatera Utara
4. Kemudian dilakukan pencampuran dengan serbuk ban bekas sesuai
dengan perbandingan yang sudah ditentunkan ditambah bahan kimia untuk
proses pembuatan kompon, kegiatan tersebut akan menghasilkan
lembaran-lembaran karet yang kita inginkan.
5. Lakukan pengujian
6. Lembaran Karet ini kemudian divulkanisasi
7. Lakukan Pengujian
3.6.ProsedurPenelitian
3.6.1. Penyeragaman Contoh
Sebelum pengujian mutu SIR dilaksanakan, kedua belah potongan contoh
karet disatukandan digiling untuk penyeragaman. Selanjutnya contoh uji diambil
dari contoh karet yang telah diseragamkan ini.
a. Peralatan
1. Gilingan Laboratorlum
- Ukuran rol minimum diameter 150 mm x 300 mm panjang
- Perbandingan kecepatan putaran rol depan dan rol belakang
- Kecepatan berputar : 30 ± 1 rpm
- Diiengkapi sistem pendingin dengan air mengalir.
2. Neraca : Kapasitas mencapai 500 ± 1 gr
3. Saki atau lembaran plastik
4. Gunting
5. Kantong plastlik/wadah yang sesuai untuk menghidari penguapan : (Untuk
contoh uji zat menguap )
39
Universitas Sumatera Utara
2. Prosedur Kerja
1. Satukan kedua belah contoh karet tersebut dan giling 6 kali melalui gilingan
laboratorium dengan celah rol : 1,65 mm. Rol gilingan dijalankan
dengankecepatan 1 : 1,4 dan didinginkan dengan aliran air pada suhu kamar.
2. Setelah tiap kali penggilingan, lembaran karet digulung dan salah satu ujung
gulungan dimasukkan kembali ke gilingan pada penggilingan berikutnya,
letakkan baki atau lembaran plastik yang bersih dibawah rol gilingan guna
menampung remahan atau kotoran karet yang jatuh selama penggilingan.
3. Remahan dan kotoran karet tersebut dikembalikan pada lembaran karet sebelum
penggilingan berikutnya.
4. Pada penggilingan yang ke 6 kali, lembaran karet tidak digulung melainkan di
lipat dua, lembaran karet yang telah di seragamkan tersebut di gunting
menjadi contoh uji untuk:
Penetapan Kadar Kotoran
: 20-25 gram
Penetapan Kadar Abu
: 10-15 gram
Penetapan Kadar Zat Menguap
: 20-25 gram
Penetapan PRI
: 15-25 gram
Penentuan Warna
: 15- 25 gram
Penetapan Kadar Nitrogen
: 5-10 gram
5. Khususnya untuk penetapan kadar zat menguap contoh uji disimpan didalam
kantong plastik atau wadah yang sesuai dan ditutup rapat segera setelah
penyeragaman dan pengguntingan, jika hal tersebut tidak segera dilaksanakan
maka karet akan lembab dan kelembaban udara akan berada dalam
40
Universitas Sumatera Utara
keseimbangan sehingga pengujian yang dilakukan tidak akan menunjukkan
hasil yang sebenarnya.
6. Untuk penetapan uji tambahan bila dikehendaki
Penetapan ASHT SIR 3 CV
: 1,5 - 25 gram
Penetapan Viskositas Mooney SIR 3 CV
: 100 - 150 gram.
3.6.2 Pengujian Kadar Kotoran ( Dirt Content)
1. Peralatan dan Bahan.
a. Alat
- Neraca Analitis
: pembacaan mencapai 0,1 mg
- Wadah
: kapasitas 20 liter untuk menyimpan terpentin
- Labu Erlenmeyer
: 500 ml
- Pemanas Infra merah : lampu infra merah (masing-masing 250 watt)
disusun menurut baris dan kolom. Jarak antara dasar labu dengan ujung
lampu sekitar 10 - 20 cm.
- Sarung tangan asbes
- Saringan
- Botol semprot
b. Bahan
- Karet Remah
- Terpentin mineral
- RPA3
41
Universitas Sumatera Utara
2. Prosedur Kerja
1.
Giling contoh uji penetapan kadar kotoran sebesar 20-25 gram dua kali
melalui gilingan laboratorium ( setelah penggilingan pertama, lembaran
karet dilipat dua), kedua rol berputar dengan kecepatan yang sama ( 1:1 ),
dan celah rol diatur 0,33 mm
2.
Timbang 10 gram lembaran contoh karet dengan ketelitian 0,1 mg.
3.
Kemudian digunting kecil-kecil menjadi 12-15 potongan atau ditipiskan.
4.
Masukan kedalam labu Erlenmeyer 500 ml yang telah berisi terpentin
mineral
5.
Panaskan diatas pemanas 3 jam pada suhu 255 °C.
6.
Kocok sekali - sekali untuk mempercepat pelarutan.
7.
Jika karet telah larut sempurna saring dalam keadaan panas secara
dekantasi melalui saringan yang bersih.
8.
Saringan yang akan digunakan sebelumnya harus harus dikeringkan
dalam oven selama 45 menit pada suhu 1000C dan setelah didinginkan
dalam desikator sampai suhu kamar ± 30 menit, kemudian ditimbang.
9.
Biarkan kotoran mengendap sebanyak mungkin didasar labu Erlenmeyer
untuk pencucian selanjutnya.
10. Cuci kotoran didalam labu dan tuangkan cucian kedalam saringan dengan
memiringkan labu sehingga mulut labu mengendap kebawah, semprotkan
terpentin dingin kedalamnya dengan menggunakan botol semprot
11. Usahakan agar seluruh sisa kotoran terbawa kedalam saringan.
12. Pencucian diakhiri dengan menyemprotkan terpentin panas pada
sekeliling dinding bagian dalam saringan dengan hati – hati.
42
Universitas Sumatera Utara
13. Keringkan saringan berisi kotoran didalam oven pada suhu 900C- 1000C
selama satu jam, dinginkan dalam desikator selama ± 30 menit,
kemudian ditimbang dengan ketelitian mendekati 0,1 mg.
Perhitungan
Kadar Kotoran =
A− B
x 100%
C
........... ( 3.1 )
Dengan A = bobot saringan berikut kotoran
B = bobot saringan kosong
C = bobot potongan uji
3.6.3. Pengujian Kadar Abu
1. Peralatan dan Bahan
a. Alat
- Neraca : Pembacaan mencapai 0,1 mg
- Pembakar listrik/gas
- Tang : Ukuran yang sesuai untuk keamanan pekerja.
- Mufe Furnace : Lengkap dengan pirometer dan alat pengatur suhu.
- Cawan silica/porselin : Kapasitas 50 ml
b. Bahan
- Karet remah
2. Prosedur Kerja
1. Potong dan timbang 10 gram contoh uji dengan ketelitian mendekati 0,1 mg
2. Bungkus potongan uji tersebut dengan kertas saring bebas abu.
43
Universitas Sumatera Utara
3. Ditimbang cawan porselin dan dicatat beratnya.
4. Masukkan kedalam cawan kemudian diatas Hot Plate pada suhu 550 ° C
selama 2 jam sampai berubah menjadi arang.
5. Masukan cawan berisi potongan uji kedalam mufle furnace dan pijarkan
pada suhu 550 ° C selama 3 jam sampai abu tidak mengandung jelaga
( carbon) lagi.
6. Dinginkan didalam desikator sampai suhu kamar kemudiantimbang
Perhitungan :
Kadar Abu =
A− B
x 100%
C
............ ( 3.2 )
A = bobot cawan berikut abu
B = bobot kosong
C = bobot potongan uji.
3.6.4. Pengujian Kadar Zat Menguap
1. Peralatan dan Bahan
a. Alat
- Neraca
: Pembacaan mencapai 0,1 mg
- Cawan porselin : Kapasitas 50-60 ml
- Tang
-0ven
: Panjang kira-kira 20 cm
: Dapat digunakan pada suhu 100 ± 3 ° Cdilengkapi
dengan alat
pengontrol suhu, kipas angin (fan) dan
sistem sirkulasi udara
44
Universitas Sumatera Utara
b. Bahan
- Karet remah
2. Prosedur Kerja
1. Ditimbang sampel 10 gram dengan ketelitian mendekati 0,1 mg.
2. Ditimbang cawan dan dicatat beratnya
3. Gunting lembaran tipis contoh uji tersebut menjadi potongan kecil berukuran
2,5 x 2,5mm, selanjutnya dimasukkan kedalan cawan yang telah dipanaskan
kedalam oven
pada suhu 100 ° C dan telah diketahui bobotnya selama 3 jam.
4. Cawan berikut karet kemudian dipanaskan didalam oven pada suhu 100 ° C
selama 3 jam ( sampai bobot tetap ). Dinginkan didalam desikator sampai suhu
kamar ( ± 30 menit) kemudian ditimbang kembali.
Perhitungan :
Kadar zat menguap =
A− B
x 100%
C
............(3.3 )
A = bobot cawan berikut contoh sebelum dipanaskan
B = bobot cawan berikut contoh setelah dipanaskan
C = bobot potongan uji
3.6.5 Pengujian Plasticity Retention Index
1. PeralatandanBahan
a. Alat
1. Wallace Punch : Alat pemotong contoh uji
45
Universitas Sumatera Utara
2. Wallace Rapid Plastimeter : Alat uji plastisitas karat yang dilengkapi
dengan alat pengukur waktu otomatis
3. Alatpengukurwaktu
: Alat pengukur waktu pengusangan yang
dilengkapi dengan bel.
4. Oven
5. Tatakan contoh
:
Untuk
menempatkan
potongan
uji
yang
diusangkan.
6. Kertas sigaret.
a. Bahan
Karet remah
2. Prosedur Kerja
1. Giling contoh uji seberat 15-25 gram maksimum tiga kali dengan gilingan
laboratorium yang telah diatur sehingga kedua rollnya berputar tanpa fiksi.
2. Celah rol diatur sedemikian rupa sehingga lembarankaret yang dihasilkan
mempunyai ketebalan antara 1,6-1,8 mm. Apabila setelah tiga kali gilingan
diperoleh lembaran karet dengan ketebalan tidak sesuai dengan syarat yang
telah ditentukan, maka atur kembali celah roll dan gunakan contoh uji baru
untuk digiling. Lembaran karet yang dihasilkan tidak boleh berlubang dan
mempunyai ketebalan yang merata setiap bagian. Lembaran tersebut
kemudian dilipat dua dan ditekan dengan telapak tangan. Selanjutnya
dipotong dengan Wallace punch sebanyak enam potongan uji.
3. Potongan uji (1) untuk pengukuran plastisitas awal dan potongan uji (2)
untuk pengukuran plastisitas setelah pengusangan. Potongan uji harus
46
Universitas Sumatera Utara
mempunyai ketebalan antara 3,2-3,6 mm ( ketelitian 0,01 mm ) dengan garis
tengah ± 13 mm.
4. Letakkan potongan uji untuk pengukuran plastisitas setelah pengusangan
diatas tatakan contoh dan dimasukkan kedalam oven pada suhu 1400C ±
0,20C selama 30 menit.
5. Keluarkan, kemudian didinginkan sampai suhu kamar.
6. Pada pengukuran plastisitas wallace, letakkan potongan uji diantara dua
lembar kertas sigaret yang berukuran 40 mm x 35 mm diatas piringan
plastisimeter, kemudian tutup piringan plastimeter tersebut. Setelah ketukan
pertama piringan bawah akan bergerak keatas selama 15 detik dan menekan
piringan atas, dan setelah ketukan kedua berakhir dicatat sebagai nilai
pengukuran plastisitas.
7. Angka yang dicatat adalah angka yang ditunjuk oleh mikrometer/display
pada waktu berhenti bergerak.
Perhitungan
Plasticity retention indeks =
Pa( P30)
x 100
Po
............( 3.4 )
Po = Plastisitas awal
Pa (P30) = Plastisitas setelah pengusangan selama 30 menit
3.6.6. Pengujian Tegangan Putus dan Perpanjangan Putus
Peralatan :
- Pisau /pons
- Alat uji kuat tarik (tensile strength)
47
Universitas Sumatera Utara
Prosedur :
a. Buat cuplikan dengan bentuk dan ukuran seperti gambar
Sumber : SNI 0778-2009
Keterangan :
a. : (75±1) mm
b. : (25±1) mm
c. : (3±0,1) mm
d. : (25±0,5) mm
e. : (50±1) mm
Tebal cuplikan : maksimum 2 mm
b. Beri tanda dua garis pada cuplikan berjarak ( 2,5 ± 0,5 ) mm, simetris dari
tengah cuplikan
c. Ukur lebar dan tebal cuplikan ditempat sekitar d, hitung rata-ratanya kemudian
pasang pada alat sehingga jarak antara kedua jepitan ( 50 ± 1 ) mm
d. Penarikan dikerjakan dengan kecepatan ( 250 ±10 ) mm/menit sampai cuplikan
putus.
e. Lakukan minimum tiga kali pengujian, hitung rata-ratanya.
48
Universitas Sumatera Utara
Perhitungan :
Tegangan Putus =
F
( N / mm 2 )
t.w
Perpanjangan Putus =
l1 − l 0
x100%
l0
..............
( 3.5 )
.............
( 3.6 )
Keterangan :
F
adalah beban yang diperlikan untuk menarik cuplikan sampai putus (N)
t
adalah tebal cuplikan ( mm )
w
adalah lebar cuplikan (mm)
l0
adalah panjang ukur cuplikan antar 2 tanda garis
l1
adalah panjang ukur cuplikan antara 2 garis pada waktu putus
3.6.7. Pengujian Kekerasan
Peralatan :
- Pisau /pons
- Alat uji kekerasan Shore A Durometer
Prosedur :
1. Buat cuplikan dengan persyaratan :
-
Tebal cuplikan minimum 6,3 mm,
-
Panjang cuplikan minimum 25,4 mm,
49
Universitas Sumatera Utara
-
Pengujian tidak boleh dilakukan pada tempat yang kurang dari 12,7
mm dari tepi permukaan cuplikan dan luas permukaan kaki penekan.
-
Permukaan cuplikan harus rata, kaki penekan ( indentor ) alat harus
sejajar benar dengan permukaan cuplikan.
2. Letakkan cuplikan diatas dasar yang keras dan datar.
3. Pasang alat pada posisi tegak lurus pada permukaan cuplikan.
4. Tekan alat pada permukaan cuplikan sampai kaki penekan alat menyentuh
dan sejajar benar dengan permukaan cuplikan. Besarnya tekanan yang
diberikan kaki penekan pada permukaan cuplikan harus menurut standar
kekuatan penekan (60 Shore A)
5. Lakukan pembacaan skala segera setelah kaki penekan menempel kuat
pada cuplikan
6. Lakukan pengujian minimum tiga kali pada tempat berlainan, hitung rataratanya.
3.6.8. Pengujian Ketahanan sobek
Peralatan :
-
Pisau/ pons
-
Alat uji kuat sobek ( tensile tester )
Prosedur :
Buat cuplikan dengan bentuk dan ukuran seperti gambar
Sumber : SNI 0778-2009
50
Universitas Sumatera Utara
Keterangan :
a. : 60 mm
b. : 9,0± 0,1 mm
c. : 5,0 ± 0,1 mm
Tebal cuplikan : maksimum 2 mm
b. Buat tanda arah sejajar dengan panjang cuplikan,
c. Buat keratin dengan lebar ( 5,0 ± 0,1 ) mm ditengah cuplikan tegak lurus
sumbu panjang cuplikan.
d. Ukur tebal cuplikan pada bagian yang terdapat keratin.
e. Pasang kedua ujung cuplikan pada penjepit alat uji, kemudian kerjakan
seperti pada pengujian tegangan putus.
f. Tarik cuplikan sampai putus dengan kecepatan (250±0,1) mm menggunakan
alat, catat beban yang diperlukan dan ukur lebar cuplikan yang tersobekkan
menggunakan alat mikrometer.
g. Lakukan pengujian minimal tiga kali, hitung rata-ratanya.
Perhitungan :
Ketahanan sobek =
F
( N / mm 2 )
t.w
........... ( 3.7 )
Keterangan :
F
adalah beban untuk menarik sampai putus, dinyatakan dalam Newton (N)
t
adalah tebal cuplikan, dinyatakan dalam millimeter (mm)
w
adalah lebar yang tersobekkan, dinyatakan dalam millimeter (mm)
51
Universitas Sumatera Utara
3.6.9. Pengujian Bobot Jenis
Pengujian dilakukan dengan cara uji tertera pada ISO 2781: 1998 (E),vulcanizedDetermination of density sebagai berikut :
Peralatan :
-
Pisau/ pons
-
Alat uji bobot jenis (densimeter).
Prosedur :
1. Buat cuplikan tidak ditentukan bentuknya, selanjutnya ditimbang dengan
berat ± 2g
2. Timbang cuplikan di udara, catat beratnya. Masukkan kedalam air, catat
beratnya
3. Lakukan pengujian minimal tiga kali, hitung rata-ratanya
Perhitungan :
Bobot Jenis =
w0
x Bobot Jenis (g/cm3)
w0 − w1
.......... (3.8)
Keterangan :
w0
adalah berat cuplikan di udara, dinyatakan dalam gram (g)
w1
adalah berat cuplikan di dalam air, dinyatakan dalam gram (g)
52
Universitas Sumatera Utara
3.6.10.Pengujian Ketahanan Kikis
Peralatan :
-
Pisau / Pons
-
Alat uji ketahanan kikis
-
Stop watch
-
Neraca analitik.
Prosedur :
1. Buat cuplikan dengan ukuran panjang 20 mm, dengan lebar 20 mm dan tebal
10 mm.
2. Pasang cuplikan pada alat.
3. Jalankan mesin selama dua menit untuk meratakan cuplikan, kemudian
keluarkan cuplikan, dan ditimbang, kemudian pasang lagi di tempat
semula. Jalankan mesin selama enem menit untuk mengikis cuplikan,
waktu mesin berjalan atur neraca pegas, sehingga lengan neraca letaknya
tetap seimbang, yaitu terletak diantara kedua pena ( ditengah-tengah)
4. Pembacaan timbangan neraca pegas dilakukantiap menit dan di catat,
setelah enam menit keluarkan kedua cuplikan dan timbang lagi.
Perhitungan :
Ketahanan kikis =
w0 − w1
x mm3
BJ
.............
( 3. 9 )
Keterangan :
w0
adalah berat semula setelah diratakan selama dua menit, dinyatakan
dalam gram (g)
53
Universitas Sumatera Utara
w1
adalah berat setelah pengikisan, dinyatakan dalam gram (g)
BJ
adalah bobot jenis cuplikan, dinyatakan dalam (g/cm3)
3.6.11. Pengujian Ketahanan Retak Lentur
Peralatan :
-
Pisau/ pons
-
Alat uji flexometer.
Prosedur :
1. Buat cuplikan dengan ukuran panjang 150 mm, lebar 20 mm dan tebal 6 mm.
2. Pasang cuplikan pada flexometer, cuplikan melingkar setengah lingkaran
dari karton.
3. Lenturkan 150.000 pelenturan, amati ada tidaknya keretakan.
4. Lakukan pengujian minimum tiga kali.
54
Universitas Sumatera Utara
3.7. Diagram Alir Penelitian
Start
Alam
Lateks/ Karet
Digumpalkan
Asam format 5 %
Digiling
Sheet Angin
Oven 1000C satu jam
Karet Kering
Pembuatan Kompon( karet kering+persen serbuk ban
bekas+bahan kimia)
Penetuan kadar SIR
Hasil Pengujian
Vulkanisasi
Pengujian
Sifat Mekanik
- Uji Tegangan Putus
- Uji Perpanjangan Putus
- Uji Kekerasan
- Uji Ketahanan Sobek
- Uji Perpanjangan (100%)
- Uji Bobot Jenis
- Uji Ketahanan Kikis
- Uji Ketahanan Retak Lentur
Hasil Pengujian
Data
Analisis
Selesai
55
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Spesifikasi Produk SIR 20
Pada Tahap awal diperoleh informasi mengenai standar mutu karet
bongkah atau karet remah indonesia. Standar ini menetapkan persyaratan mutu
karet spesifikasi teknis yang dalam perdagangan kita kenal dengan SIR ( Standar
Indonesia Rubber), seperti yang ditunjukkan pada tabel dibawah ini. Informasi
ini digunakan sebagai data pembanding terhadap data hasil pengujian sampel.
4.2. Hasil Uji Sampel SIR20
Pembuatan sampel dilakukan mengikuti prosedur/proses yang sama dengan
pembuatan produk yang telah beredar di pasaran. Hal ini dilakukan untuk
menghindari terjadinya bias atau penyimpangan yang disebabkan oleh beda
prosedur/proses. Pengujian ini dilakukan dibalai penelitian karet sungei putih.
Data hasil uji sampel terlihat pada tabel 4.1.
Tabel 4.1. Data hasil uji kualitas sampel
No
Spesifikasi
Hasil Uji Sampel
1
Kadar kotoran maksimum
0,18 %
2
Kadar abu maksimum
0,92 %
3
Kadar zat menguap maksimum
0,82 %
4
PRI minimum
47,1
5
Plastisitas-Po minimum
44,5
Data lengkap hasil uji sampel dapat dilihat pada lampiran 1
56
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan data pada tabel 4.2 dapat dibuat beberapa analisa antara lain
4.2.1. Analisa Kadar Kotoran
Pengujian kadar pengotor bertujuan untuk menentukan kadar kotoran.
Kotoran adalah benda asing yang tidak larut dan tidak dapat melalui saringan 325
mesh. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan alat box infra red. Dengan
bantuan rumus 3.1 dan hasil pengujian dua sampel diperoleh kadar pengotor
maksimum sebesar 0,20% ( lampiran C ), bila dibandingkan dengan spesifikasi
SIR 20 nilai tersebut memenuhi.
Kadar Kotoran =
1.
A− B
x 100%
C
Kadar Kotoran =
Kadar Kotoran =
21,376 − 21,356
x 100%
10,101
0,02
x 100%
10,101
Kadar Kotoran = 0.00198 x 100%
Kadar Kotoran = 0,198 %
2.
Kadar Kotoran =
Kadar Kotoran =
19,920 − 10,902
x 100%
10,115
0,036
x 100%
10,123
Kadar Kotoran = 0.00177 x 100%
Kadar Kotoran = 0,177
Rata-rata Kadar Kotoran =
Kadarkotoran1 − kadarkotoran 2
2
57
Universitas Sumatera Utara
Rata-rata Kadar Kotoran =
0,1981 + 0,177
%
2
Rata-rata Kadar Kotoran = 0.18 %
4.2.2.Analisa Kadar Abu
Pengujian kadar abu bertujuan untuk menentukan kadar abu dalam karet.
Abu didalam karet terjadi dari Oksida, Karbonat dan Fosfat dari Kalium,
Magnesium,Kalsium, Natrium dan beberapa unsur lain dalam jumlah yang
berbeda-beda. Abu dapat pula mengandung silicat yang berasal dari karet atau
benda asing yang jumlah kandungannya bergantung pada pengolahan bahan
mentah karet. Pengujian ini dilakukan dengan alat Hot plate dan Muffle furnance.
Dengan bantuan rumus 3.2 dan hasil pengujian dua sampel diperoleh kadar abu
sebesar 1,0% ( lampiran C ) sesuai dengan SIR 20.
Kadar Abu =
A− B
x 100%
C
1. Kadar Abu =
Kadar Abu =
31,152 − 31,082
x 100%
10,115
0,00692
x 100%
10,115
Kadar Abu = 0.692 %
2. Kadar Abu =
Kadar Abu =
34,018 − 33,900
x 100%
10,157
0,118
x 100%
10,157
Kadar Abu = 1,16 %
Rata-rata Kadar Abu =
KadarAbu1 − kadarabu 2
2
58
Universitas Sumatera Utara
Rata-rata Kadar Kotoran =
0,692 + 1,16
%
2
Rata-rata kadar kotoran = 0,926 %
4.2.3. Analisa Kadar Zat Menguap
Pengujian Kadar zat menguap bertujuan untuk mengetahui bobot yang
hilang dari potongan uji setelah pengeringan. Adanya zat yang mudah menguap
didalam karet, selain dapat menyebabkan bau busuk, memudahkan tumbuhnya
jamur yang dapat menimbulkan kesulitan pada waktu mencampurkan bahanbahan kimia kedalam karet pada waktu pembuatan kompon tersebut terutama
untuk pencampuran karbon black pada suhu rendah. Pengujian ini dilakukan
denganmenggunakan Oven
Dengan bantuan rumus 3.3 dan hasil pengujian dua sampel diperoleh kadar zat
menguap sebesar 1,0% ( lampiran C ) sesuai dengan SIR 20.
Kadar zat menguap =
1.
A− B
x 100%
C
Kadar Zat menguap =
Kadar Zat menguap =
52,358 − 52,275
x 100%
10,309
0,00805
x 100%
10,309
Kadar Zat menguap = 0,805 %
2. Kadar Zat menguap =
53,397 − 53,307
x 100%
10,375
59
Universitas Sumatera Utara
Kadar Zat menguap =
0,090
x 100%
10,375
Kadar Zat menguap = 0,867 %
Rata-rata Kadar Zat menguap =
Kadarzatmenguap1 − kadarzatmenguap 2
2
Rata-rata Kadar zat menguap =
0,805 + 0,867
%
2
Rata-rata kadar zat menguap = 0,836 %
4.2.4. Analisa Kadar Plastisitas Retention Indeks ( PRI )
Penentuan Plasticity Retention Index ( PRI) adalah cara pengujian yang
sederhana dan cepat untuk mengukur ketahanan karet terhadap degradasi oleh
oksidasi pada suhu tinggi. Pengujian ini meliputi pengujian plastisitas Wallace
dari potongan uji sebelum dan sesudah pengusangan didalam oven dengan suhu
140 ° C. Suhu dan waktu pengusangan diatur sedemikian rupa sehingga dapat
memberikan perbedaan yang nyata dari berbagai jenis karet mentah. Nilai PRI
yang tinggi menunjukkan ketahanan yang tinggi terhadap degradasi oleh oksidasi.
Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan Plastimer Wallace
Dengan bantuan rumus 3.4 dan hasil pengujian dua sampel diperoleh Plastisitas
Retention Indeks minimum 40 ( lampiran C ) sesuai dengan SIR 20.
Plasticity retention indeks =
Pa( P30)
x 100
Po
60
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2. Data hasil pengujian Plastisitas retention indeks ( PRI )
Sebelum
Sesudah pengusangan
Nilai
Nilai
Kode
pengusangan (Po)
(Pa)
tengah tengah
analisa
(Po)
(Pa)
1
2
3
1
2
3
1.
PRI
A
44
46
45
24
24
25
45
24
53
B
45
44
43
17
18
19
44
18
40
Plasticity retention indeks =
24
x 100
45
Plasticity retention indeks = 0,533 x 100
Plasticity retention indeks = 53,3
2.
Plasticity retention indeks =
18
x 100
44
Plasticity retention indeks = 0,409 x 100
Plasticity retention indeks = 40,9
Rata-rata Plasticity retention indeks =
PRI1 − PRI 2
2
Rata-rata Plasticity retention indeks =
53,3 + 40,9
2
Rata-rata Plasticity retention indeks = 47,1
4.3. Hasil Karakterisasi vulkanisat karet
Sifat-sifat mekanik vulkanisat sol sepatu karet alam yang diuji adalah :
tegangan putus, perpanjangan putus, Kekerasan (Shore A), ketahanan sobek,
bobot jenis, ketahanan kikis dan ketahanan retak lentur.
Sedangkan untuk karakteristik pematangan kompon karet yang diuji adalah :
modulus torsi maksimum dan minimum, modulus torsi optimum, waktu scorch
(ts2) dan waktu optimum vulkanisasi (t90).
61
Universitas Sumatera Utara
Hasil pengujian karakteristik pematangan kompon karet disajikan pada
Lampiran 1. Hasil pengujian karakteristik pematangan kompon karet diperoleh
dari kurva Rheometer. Kurva inimemberikan informasi mengenai waktu optimum
terjadinya proses vulkanisasi (t90), waktu pravulkanisasi (ts2), modulus torsi
maksimum (MHR), modulus torsi minimum (ML) dan modulus torsi optimum
(M90). Besaran-besaran ini diperlukan untuk pembuatan barang jadi karet.
Dalam pembuatan barang jadi karet, waktu vulkanisasi yang lambat
diperlukan untuk kompon tebal, sedangkan waktu vulkanisasi yang singkat
biasanya untuk kompon tipis. Berdasarkan hasil pengujian karakteristik
pematangan kompon diperoleh informasi bahwa kompon berpengisi serbuk ban
bekas 40 % (kompon A), kompon berpengisi serbuk ban bekas 45% (kompon B)
dan kompon berpengisi serbuk ban bekas 50% (kompon C) memiliki waktu
optimum vulkanisasi (t90) dan waktu pravulkanisasi yang relatip sama. Waktu
optimum vulkanisasi kompon A 0,99 menit, waktu optimum vulkanisasi kompon
B 0,98 menit dan waktu optimum vulkanisasi kompon C 0.98 menit. Waktu
pravulkanisasi kompon A, B dan C berturut-turut sebesar 0,34 ; 0,30 dan 0,31
menit.
Proses vulkanisasi kompon karet merupakan suatu reaksi kimiawi yang
bersifat tidak dapat balik (irreversible) melalui pembentukan ikatan silang bahan
pemvulkanisasi pada rantai molekul karet. Hasil pengujian karakteristik
pematangan kompon juga memberikan informasi tentang derajat/tingkat
vulkanisasi yang terjadi pada kompon karet. Derajat vulkanisasi dapat
diperkirakan melalui selisih antara modulus torsi maksimum (MHR) dengan
modulus torsi minimum (ML) ataupun dari nilai modulus torsi optimum (M90).
62
Universitas Sumatera Utara
Derajat vulkanisasi ini menunjukkan derajat ikatan silang yang terbentuk pada
molekul karet, semakin tinggi nilai derajat vulkanisasi maka semakin tinggi pula
derajat ikatan silang yang terbentuk. Nilai derajat vulkanisasi ini juga dapat
mempengaruhi sifat fisik vulkanisat, seperti ,tegangan putus, kekerasan, modulus
dll. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kompon karet berpengisi serbuk ban
bekas 40% (kompon A) memiliki nilai modulus torsi optimum hampir sama
dengan kompon karet berpengsisi serbuk ban bekas 50% (kompon C).
Tabel 4.3. Hasil Pengujian karakterisasi pematangan kompon karet
Rheometer (MDR 200)
1800C
MHR kg-cm
ML kg-cm
T50 min
t90 min
t90 min
A
13,71
1,75
0,53
0,99
0,34
Kode Kompon
B
14,05
1,71
0,51
0,98
0,30
C
13,64
1,89
0,51
0,98
0,31
Penambahan bahan pengisi pada kompon karet umumnya meningkatkan
sifat kekerasan bahan. Sedangkan sifat-sifat mekanik lainnya bergantung pada
keaktifan bahan pengisi pada molekul karet. Berdasarkan keaktifannya, bahan
pengisi digolongkan atas dua bagian, yaitu bahan pengisi bersifat penguat dan
tidak bersifat penguat. Bahan pengisi dikatakan bersifat penguat apabila pada
vulkanisatnya terjadi peningkatan sifat-sifat ketahan rusak (failure properties)
seperti kekuatan tarik, ketahanan sobek, ketahanan kikis, dan peningkatan
modulus. Serbuk ban bekas termasuk golongan bahan pengisi tidak bersifat
penguat. Hasil pengujian sifat mekanik vulkanisat sol sepatu karet alam dengan
perbedaan bahan pengisi disajikan pada Tabel 4.4
63
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.4. Hasil Pengujian sifat-sifat mekanik vulkanisat sol sepatu karet alam
Sifat-sifat Fisik
2
Tegangan putus, N/mm
Perpanjangan putus, %
Kekerasan (Shore A)
Ketahanan sobek, N/mm2
Perpanjangan 100 %,
Bobot jenis, g/cm3
Ketahanan kikis (cc/300x)
Ketahanan retak-lentur 150 kcs
A
18,3
430
64
5,21
160
1,15
0,33
Tidak
retak
Vulkanisat
B
18,9
400
64,5
5,42
158
1,15
0,31
Tidak
retak
C
21,0
390
65
5,54
157
1,15
0,30
Tidak
retak
Hasil uji sifat mekanik vulkanisat diperoleh informasi bahwa vulkanisat
yang mengandung bahan pengisi serbuk ban bekas 40% (vulkanisat A) memiliki
kekerasan 64 (shore A), tegangan putus 18,3 N/mm2, perpanjangan putus 430,
ketahanan sobek 5,21 , bobot jenis 1,15 g/cm3, perpanjangan 100% % sebesar
160, ketahanan kikis 0,33 dan tidak retak dalam pengujian ketahanan retak-lentur
150
kcs. Secara keseluruhan sifat-sifat mekanik (kekerasan, tegangan putus,
modulus 100 %, perpanjangan putus, ketahanan sobek, bobot jenis, ketahanan
retak-lentur 150 kcs, ) vulkanisat A, vulkanisat B, dan vulkanisat C, termasuk
untuk parameter mutu bobot jenis vulkanisat A sama dengan vulkanisat B dan C.
Nilai bobot jenis vulkanisat yang lebih kecil ini memberikan keunggulan karena
sol sepatu lebih ringan sehingga memberikan nilai positif bagi pengguna .Apabila
hasil uji sifat-sifat mekanik vulkanisat berpengisi serbuk ban bekas dibandingkan
dengan persyaratan teknis sol karet sepatu olah raga (SNI 06-1844-1990 Ed. 1.2)
yang ditunjukkan dalam tabel 4.6 maka kinerjanya cenderung masuk dalam
persyaratan spesifikasi sol karet sepatu olah raga. Hasil tersebut mengindikasikan
bahwa serbuk ban bekas memiliki potensi untuk digunakan sebagai bahan pengisi
sol sepatu olah raga.
64
Universitas Sumatera Utara
4.3.1 Tegangan Putus
Tegangan putus merupakan tenaga yang dibutuhkan untuk menarik
vulkanisat sampai putus. Nilai rata-rata tegangan putus tertinggi adalah pada
vulkanisat C. Nilai rata-rata tegangan putus vulkanisat A,B dan C berturut-turut
adalah 18,3, 18,9 dan 21,0 dalam satuan N/mm2. Berdasarkan grafik dibawah
terlihat bahwa semakin tinggi persen serbuk ban bekas maka semakin besar pula
nilai tegangan putus yang diberikan.
Hasil uji tegangan putus karet hasil vulkanisat disajikan pada Gambar 4.1
Tegangan Putus (MPa)
30
25
20
15
Tegangan putus
(Mpa)
10
5
0
40
45
50
% Serbuk Ban Bekas
Gambar 4.1. Grafik Hasil Uji Tegangan Putus
4.3.2 Perpanjangan Putus
Perpanjangan putus menunjukkan kemampuan vulkanisat meregang apabila
ditarik sampai putus. Nilai rata-rata perpanjangan putus vulkanisat yang diperoleh
adalah : vulkanisat A 430, vulkanisat B 400 dan vulkanisat C 390. Hasil uji
perpanjangan putus karet alam disajikan pada Gambar 4.2. Grafik ini menunjukkan
bahwa semakin besar kadar serbuk ban maka semakin sulit untuk ditarik karena
65
Universitas Sumatera Utara
bahan tersebut makin keras. Semakin keras bahan vulkanisat yang dihasilkan maka
sifat elastis bahan karet semakin berkurang.
500
Perpanjangan Putus %
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
40
45
50
% Serbuk Ban Bekas
Gambar 4.2 Grafik Hasil Uji Perpanjangan Putus
Nilai perpanjangan putus akan lebih rendah karena sifat bahan pengisi yang
dapat meningkatkan kekerasan, ketahanan sobek, ketahanan kikis, dan tegangan
putus pada produk karetnya tetapi akan menurunkan nilai perpanjangan putusnya.
Hal ini menunjukkan bahwa sifat perpanjangan putus karet alam pada vulkanisat
dipengaruhi oleh jenis bahan bakunya dan jika diaplikasikan pada barang jadi
karet, perpanjangan putus barang jadi karet juga dipengaruhi oleh jenis bahan
bakunya.
4.4.3. Kekerasan
Nilai kekerasan karet karet alam untuk ketiga vulkanisat ( vulkanisat A,B
dan C) berturut-turut adalah 64, 64,5 dan 65. Hasil uji kekerasan vulkanisat karet
alam disajikan pada Gambar 4.3.
66
Universitas Sumatera Utara
Kekerasan (Shore A)
70
60
50
40
30
20
10
0
40
45
50
% Serbuk Ban Bekas
Gambar 4.3. Grafik hasil uji kekerasan.
Dari grafik diatas terlihat bahwa semakin banyak kadar serbuk ban bekas maka
hasil vulkanisatnukya semakin tinggi, hal ini menunjukkan bahwa semakin
banyak kadar serbuk ban bekas maka hasil vulkanisatnya semakin keras. Hasil
pengujian menunjukkan bahwa dalam pembuatan kompon karet tidak terlihat
perbedaan yang antara kompon yang bahan pengisi yang banyak dan yang sedikit.
Hal ini disebabkan karena sifat lateks baik yaitu bobot molekul dan jumlah
protein rendah.
4.4.4. Ketahanan Sobek
Ketahanan sobek menunjukkan tenaga yang dibutuhkan untuk menyobek
vulkanisat karet alam. Nilai ketahanan sobek vulkanisat A, B dan C berturut-turut
5,21, 5,42 dan 5,54 dalam satuan N/mm2. Hasil uji ketahanan sobek vulkanisat
karet alam ditunjukkan pada Gambar 4.4.. Nilai ketahanan sobek untuk vulkanisat
paling tinggi terdapat pada vulkanisat C, Hal ini disebabkan semakin banyak
bahan pengisi serbuk ban bekas maka hasil vulkanisat makin keras sehingga
makin sulit untuk disobek.
67
Universitas Sumatera Utara
Ketahanan Sobek N/mm2
6
5
4
3
Ketahanan Sobek
(Mpa)
2
1
0
40
45
50
% Serbuk Ban Bekas
Gambar 4.4. Grafik hasil uji ketahanan sobek
4.4.5. Bobot Jenis
Penentuan bobot jenis diperlukan untuk mengawasi mutu dari barang jadi
karet dan perhitungan karet yang dibutuhkan untuk volume tertentu. Nilai ratarata bobot jenis untuk ketiga vulkanisat ( A,B dan C ) pada penelitian ini adalah
sama yakni 1,15 g/cm3 dan masih memenuhi standar. Bobot jenis yang rendah
akan lebih menguntungkan karena vulkanisat yang dihasilkan tidak terlalu berat
dan sesuai dengan keinginan konsumen pada umumnya. Hasil uji bobot jenis ada
penelitian ini disajikan pada gbr. 4.6.
Bobot Jenis (g/cm3)
1,4
1,2
1
0,8
0,6
Bobot Jenis
0,4
0,2
0
1
2
3
% Serbuk Ban Bakas
Gambar 4.5. grafik hasil uji bobot jenis
68
Universitas Sumatera Utara
4.4.6. Ketahanan Kikis
Ketahanan kikis merupakan nilai kesanggupan karet bertahan terhadap
gesekan dengan benda lain. Nilai ketahanan kikis adalah volume karet yang dapat
dikikis oleh pengikis sehingga semakin rendah nilai ketahanan kikisnya maka
semakin baik sifat karet tersebut. Nilai rata-rata ketahanan kikis yang diperoleh
dalam hasil penelitian ini lebih rendah daripada nilai ketahanan kikis dari
spesifikasi yang ditetapkan sebagai acuan, hal ini menunjukkan bahwa ketahanan
kikis yang dimiliki oleh vulkanisat karet pada penelitian ini adalah baik untuk
ketiga vulkanisat. Hasil uji ketahanan kikis vulkanisat karet alam disajikan pada
Gambar 4.7.
0,35
Ketahanan Kikis
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
40
45
50
% Serbuk Ban Bekas
Gambar 4.6. Grafik hasil uji ketahanan kikis
69
Universitas Sumatera Utara
4.4.8. Ketahanan Retak Lentur
Pengujian ketahanan retak lentur vulkanisat bertujuan untuk menentukan
retak dari vulkanisat apabila diberi gaya lenturan. Pada penelitian ini pengujian
ketahanan retak lentur dilakukan pada 150 kcs (kilo cycles) yang berarti vulkanisat
mendapat gaya lenturan sebanyak 150.000 kali. Hasil pengujian menunjukkan
Ketahanan Retak Lentur 150 Kcs
bahwa semua vulkanisat mempunyai nilai ketahanan retak lentur di atas 150 Kcs,
1
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
Ketahanan retak
lentur 150 kcs
1
2
3
% Serbuk Ban Bekas
Grafik 4.7 hasil uji ketahanan retak lentur
Ketahanan retak lentur yang rendah ini disebabkan karena adanya bahan
pengisi dalam kompon karet yang menyebabkan meningkatnya kekerasan dan
kekakuan vulkanisat sehingga menurunkan kelenturan karet. Berdasarkan hasil
uji pada penelitian ini terlihat vulkanisat mendapat gaya lenturan sebanyak
150.000 kali. Hasil pengujian menunjukkan bahwa semua vulkanisat mempunyai
nilai ketahanan retak lentur di atas 150 Kcs, artinya tidak terlihat ada keretakan
pada sampel.
70
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. KESIMPULAN
Hasil penelitian menunjukkan bahwa:
1. Karet alam yang disadap langsung dari pohon karet digumpalkan dengan
asam format 5% dalam waktu 24 jam kemudian ditipiskan dengan
penggilingan, kemudian dilakukan klasifikasi kualitas secara spesifikasi
teknik dan diperoleh hasil sebagai berikut: Kadar kotoran = 0,8%, Kadar
Abu = 0,92 %, Kadar Zat menguap 0,83%, PRI = 47,1 dan Plastisitas Po
minimum = 44,5, dan hasil penelitian ini memenuhi standar untuk mutu
standar SNI 06-1903-2000.
2. Hasil pengujian pematangan kompon pada penelitian ini dikatakan baik
berdasarkan waktu masak, waktu pematangan kompon yang ditunjukkan
oleh kurva Rheometer adalah 4,50 menit, sedangakan waktu pematangan
untuk kompon karet pada P.T. Industri Karet Deli maksimal 6 menit.
3. Hasil uji mekanika dari vulkanisat kompn karet diperoleh bahwa, nilai
tegangan putus, kekerasan (shore A), dan Ketahanan sobek yang paling
kecil adalah vulkanisat yang mengandung bahan pengisi serbuk ban bekas
40%. Sedangkan untuk nilai Perpanjangan putus dan ketahanan Kikis
yang paling besar terdapat pada vulkanisat yang mengandung serbuk ban
bekas 40 %. Untuk bobot jenis untuk ketiga vulkanisat yaitu yang
mengandung sebuk ban bekas 40%, 45% dan 50% memiliki nilai yang
sama dan ketahanan retak lentur untuk ketiga vulkanisat juga sama.
71
Universitas Sumatera Utara
5.2. SARAN
Berdasarkan hasil uji yang saya lakukan pemakaian serbuk ban bekas
untuk ukuran 60 mesh sebagai matriks yakni ukuran 40%, 45% dan 50% belum
maksimal karena pada batas ini masih dapat diikat secara keseluruhan oleh karet
alam, karena sebagai agregat ini juga merupakan serbuk karet, maka penulis
berharap ada kelanjutan penelitian mulai dari persenan kecil ( misal 10% ) serbuk
ban bekas hingga persenan yang lebih besar (misalnya 70%) agar kita dapat
mengetahui batas maksimal berapa persenan serbuk ban bekas yang dapat dipakai
untuk campuran karet alam pada pembuatan sol sepatu olahraga.
72
Universitas Sumatera Utara