BAB 3
BAHAN DAN METODE PENELITIAN
3.1. Alat-Alat yang Digunakan
a. Blending
Mill Parrel
Brige Shanghai
b. Lab
Mill Speed
Reducer c.
Wallach Punch Speed
Reducer d.
Plastimeter Wallace
e. Mooney
Vicosimeter Sondas
SPRI England
f. Cawan
Platina -
g. Stopwatch
Citizen h.
Pembakar Listrik
Karl Kolb
i. Oven
Salvis Gallenkamp j.
Muffle Furnace Barnstead
Thermolyne k.
Desikator -
l. Neraca
Analitis Mettler AE
160 m.
Termometer -
n. Creper
Guthrie o.
Pengaduk kaca -
3.2. Bahan-Bahan yang Digunakan
a. Lateks
Pusat Penelitian
Sei Putih
b. Cangkang
kemiri Pematang
Siantar c.
Alumunium foil
d. Kertas sigaret
e. Asam
asetat p.a.
Merck
Universitas Sumatera Utara
3.3. Metode Penelitian
3.3.1. Parameter Penelitian
Dalam penelitian ini, parameter yang diukur adalah sifat fisika Plastisitas Awal, Plastisitas Retensi Indeks, Viskositas Mooney dan Kadar Abu dengan perbandingan
berat cangkang kemiri dalam lateks 18:500, 19:500, 20:500, 21:500, 22:500 dan sebagai kontrol yang digunakan adalah 0 : 500 bv karet.
3.3.2. Rancangan Penelitian
Dalam penelitian ini menggunakan desain faktorial 6x4 model tetap dimana enam adalah koagulum yang digunakan dan empat adalah uji karet dengan perbandingan
18:500, 19:500, 20:500, 21:500, 22:500 bv karet.
3.4. Prosedur Kerja
3.4.1. Pembuatan arang dari cangkang kemiri
1. Sebanyak 500 gram cangkang kemiri dibersihkan, dijemur di bawah sinar
matahari, lalu dihancurkan menjadi ukuran yang lebih kecil 2.
Diovenkan selama 3 jam pada suhu 100-105 C, lalu didinginkan dalam
desikator 3.
Setelah didinginkan, cangkang kemiri yang sudah dihancurkan dimasukkan kedalam cawan porselin dan ditutup dengan alumunium foil
4. Lalu dimasukkan kedalam tanur pada suhu 500
C selama 4 jam. Kemudian didinginkan dalam desikator
5. Lalu dipisahkan abu dari arang cangkang kemiri, kemudian arang cangkang
kemiri dihaluskan dan diayak dengan ayakan 80 mesh
3.4.2. Penggunaan asam asetat sebagai penggumpal lateks tanpa bahan pengisi arang cangkang kemiri
1. Disediakan lateks kebun sebanyak 500 ml
2. Kemudian lateks tersebut disaring dengan saringan 40 mesh untuk
menghilangkan kotoran-kotoran yang terikut pada waktu penyadapan
Universitas Sumatera Utara
3. Dimasukkan kedalam mangkok penggumpal
4. Ditambahkan asam asetat 10 ml konsentrasi 2,5
5. Koagulum karet yang terbentuk ditambahkan air secukupnya untuk menutupi
permukaan koagulum karet, kemudian didiamkan satu malam. 6.
Selanjutnya koagulum digiling dengan alat creper sebanyak 9 kali gilingan dan dianginkan selama satu minggu pada suhu kamar
7. Setelah itu koagulum karet yang sudah kering digiling dengan blending mill
sebanyak 6 kali 8.
Karet kering yang dihasilkan diuji mutu karetnya yaitu Plastisitas Awal Po, Plastisitas Retensi Index PRI, Viskositas Mooney dan Kadar Abu sesuai
dengan ketentuan SIR Standar Indonesia Rubber.
3.4.3. Penggunaan asam asetat sebagai penggumpal lateks dengan bahan pengisi arang cangkang kemiri
1. Disediakan lateks kebun sebanyak 2,5 liter
2. Kemudian lateks tersebut disaring dengan saringan 40 mesh untuk
menghilangkan kotoran-kotoran yang terikut pada waktu penyadapan 3.
Masing-masing 500 ml lateks dimasukkan kedalam 5 mangkok penggumpal 4.
Ditambahkan asam asetat 10 ml konsentrasi 2,5 ke masing-masing mangkok penggumpal sekaligus dilakukan penambahan bahan pengisi arang cangkang
kemiri dengan variasi 18:500, 19:500, 20:500, 21:500 dan 22:500 5.
Masing-masing koagulum karet yang terbentuk ditambahkan air secukupnya untuk menutupi permukaan koagulum karet, kemudian didiamkan satu malam.
6. Selanjutnya koagulum digiling dengan alat creper sebanyak 9 kali gilingan dan
dianginkan selama satu minggu pada suhu kamar 7.
Setelah itu masing-masing koagulum karet yang sudah kering digiling dengan blending mill sebanyak 6 kali
8. Karet kering yang dihasilkan diuji mutu karetnya yaitu Plastisitas Awal Po,
Plastisitas Retensi Index PRI, Viskositas Mooney dan Kadar Abu sesuai dengan ketentuan SIR Standar Indonesia Rubber.
Universitas Sumatera Utara
3.5. Pengujian Mutu Karet
3.5.1. Penetapan nilai Plastisitas Awal Po dan Plastisitas Retensi Indeks PRI
1. Ditimbang 25 gram karet yang sudah dikeringkan, lalu digiling dengan gilingan laboratorium sebanyak tiga kali dengan ketebalan antara 1,6-1,8 mm.
2. Lembaran karet tersebut dilipat dua, ditekan perlahan-lahan dengan telapak tangan sehingga mempunyai ketebalan 3,3-3,6 mm
3. Kemudian lembaran karet tersebut dipotong dengan alat wallace punch sebanyak enam buah potongan uji dengan diameter 13 mm. Seperti gambar dibawah ini:
4. Untuk pengukuran plastisitas awal diambil potongan uji 1, sedangkan potongan uji 2 untuk pengukuran plastisitas setelah pengusangan. Potongan uji harus
mempunyai ketebalan antara 3,2-3,6 mm ketelitian 0,01 mm dengan garis tengah ± 1,3 mm
5. Diletakkan potongan uji 2 untuk pengukuran plastisitas setelah pengusangan diatas baki dan dimasukkan kedalam oven pada suhu 140
C selama 30 menit, kemudian dikeluarkan dan didinginkan sampai suhu kamar.
6. Sementara potongan uji 1 sebanyak tiga buah diletakkan satu persatu diantara dua lembar kertas sigaret yang berukuran 35 mm x 45 mm selanjutnya diletakkan di
atas piringan plastimeter, lalu piringan plastimeter tersebut ditutup. 7. Setelah ketukan pertama piringan bawah plastimeter akan bergerak keatas selama
15 detik dan menekan piringan atas 8. Dilanjutkan sampai ketukan berakhir yang ditandai dengan angka jarum
mikrometer berhenti bergerak pada nilai plastisitas karet 9. Sedangkan potongan uji 2 setelah pengusangan tadi diukur dengan cara yang
sama
2 1
2 1
2
1
Universitas Sumatera Utara
10.Tiga potongan uji dari setiap contoh diambil rata-ratanya dan dibulatkan Nilai Plastisitas Retensi Indeks PRI dinyatakan dalam persen dengan rumus
sebagai berikut:
PRI = 100
X Po
Pa ……….…………………… Pers. 3.1
Dimana : Pa = Plastisitas setelah pengusangan mol
Po = Plastisitas sebelum pengusangan
3.5.2. Penetapan Viskositas Mooney
1. Sebelum pengukuran dilakukan, alat viskosimeter terlebih dahulu dipanaskan
salama 1 jam 2.
Ditimbang 30 gram karet kering dipotong dengan menggunakan alat wallace punch sebanyak 2 lembar berbentuk lingkaran sehingga ukuran diameternya
sama dengan ukuran diameter rotor. 3.
Ditusukkan rotor ke contoh karet pertama yang telah diberi lubang dengan gunting.
4. Contoh kedua diletakkan tepat di atas rotor lalu dimasukkan sama-sama ke
stator bawah. 5.
Ditutup stator atas dan setelah tertutup stopwatch dihidupkan 6.
Setelah tepat 1 menit, dijalankan rotor 7.
Setiap setengah menit dilihat nilai viskositas pada alat penunjuk 8.
Angka yang ditunjukkan jarum mikrometer setelah menit keempat adalah nilai viskositas karet.
Perhitungan Viskositas Mooney
VM = ML 1 + 4’ x 100 C ………………………… Pers. 3.2
Universitas Sumatera Utara
Dimana : M = Pembacaan nilai viskositas setelah 4 menit
L = Besar rotor yang digunakan 1 = 1 menit waktu pemanasan
4 = waktu 4 menit lamanya pengujian 100
C = Suhu pengujian
3.5.3. Penetapan Kadar Abu
1. Ditimbang masing-masing 5 gram contoh karet yang telah diseragamkan lalu dipotong-potong
2. Selanjutnya dimasukkan kedalam cawan platina yang telah dikeringkan dan telah diketahui bobotnya
3. Masing-masing cawan yang berisi karet dipindahkan di atas pembakar bunsen gas sampai tidak keluar asap
4. Lalu pemijaran diteruskan didalam muffle furnace pada suhu 550 C selama dua
jam sampai tidak berjelaga lagi 5. Didinginkan cawan yang berisi abu didalam desikator sampai suhu kamar selama
30 menit 6. Kemudian ditimbang dengan ketelitian 0,1 mg
Kadar abu dinyatakan dalam persen, dengan rumus sebagai berikut :
Kadar Abu = 100
X C
B A
……………………….. Pers. 3.3
Dimana: A = Berat cawan platina + abu B = Berat cawan platina
C = Berat potongan uji
3.6. Analisa Data
Data diperoleh dengan metode analisa varians ANAVA dengan tingkat segnifikasi 5 untuk menolak dan menerima hipotesa yang diajukan. Yang dapat dilihat pada
lampiran 4.
Universitas Sumatera Utara
3.6.1. Analisa Varians a. Analisa Jumlah Kuadrat JK Utama
1. Faktor Koreksi FK
FK = Rn
Tvk
2
…................................................. Pers. 3.4 2.
Faktor Kuadrat JK
total
= T Y
ijk 2
– FK …………. Pers. 3.5 3.
Jumlah Kuadrat Perlakuan JK
perlakuan
JK
perlakuan
=
n TK
2
- FK ……………………… Pers. 3.6 4.
Jumlah Kuadrat Galat JK
galat
JK
galat
= JK
total
- JK
perlakuan
…… Pers. 3.7
b. Analisa Jumlah Kuadrat JK Faktorial
1. Derajat Bebas
v
perlakuan
= n – 1………………... Pers. 3.8 v
galat
= r n – 1 ……………….. Pers. 3.9 2.
Kuadrat Tengah a.
Kuadrat Tengah Perlakuan KT
p
KT
p
=
p
v JKp
…………………………………. Pers. 3.10 b.
Kuadrat Tengah Galat KT
g
KT
g
=
g g
v JK
………………………………… Pers. 3.11
Universitas Sumatera Utara
3. F
hitung
F
hitung
=
g p
KT KT
……………………………… Pers. 3.12
3.6.2 Uji Hipotesa
Hipotesa-hipotesa yang di uji dalam penelitian ini adalah : 1.
Hipotesa Nol H H
1
: Ai = 0 ; i = 1,2,….,a Dimana i adalah taraf konsentrasi dari arang cangkang kemiri, berarti tidak ada
pengaruh konsentrasi arang cangkang kemiri terhadap pengukuran Plastisitas awal Po.
H
2
: Ai = 0 ; i = 1,2,….,a Dimana i adalah taraf konsentrasi dari arang cangkang kemiri, berarti tidak ada
pengaruh konsentrasi arang cangkang kemiri terhadap pengukuran Plastisitas Retensi Indeks PRI.
H
3
: Ai = 0 ; i = 1,2,….,a Dimana i adalah taraf konsentrasi dari arang cangkang kemiri, berarti tidak ada
pengaruh konsentrasi arang cangkang kemiri terhadap pengukuran Viskositas Mooney VM.
H
4
: Ai = 0 ; i = 1,2,….,a Dimana i adalah taraf konsentrasi dari arang cangkang kemiri, berarti tidak ada
pengaruh konsentrasi arang cangkang kemiri terhadap pengukuran Kadar Abu.
Universitas Sumatera Utara
2. Hipotesa Alternatif Ha
H
A 1
: Ai ≠ 0 ; i = 1,2,…,a
Dimana i adalah taraf konsentrasi dari arang cangkang kemiri, berarti ada pengaruh konsentrasi arang cangkang kemiri terhadap pengukuran Plastisitas
awal H
A 2
: Ai ≠ 0 ; i = 1,2,…,a
Dimana i adalah taraf konsentrasi dari arang cangkang kemiri, berarti ada pengaruh konsentrasi arang cangkang kemiri terhadap pengukuran Plastisitas
Retensi Indeks PRI. H
A 3
: Ai ≠ 0 ; i = 1,2,…,a
Dimana i adalah taraf konsentrasi dari arang cangkang kemiri, berarti ada pengaruh konsentrasi arang cangkang kemiri terhadap pengukuran Viskositas
Mooney VM. H
A 4
: Ai ≠ 0 ; i = 1,2,…,a
Dimana i adalah taraf konsentrasi dari arang cangkang kemiri, berarti ada pengaruh konsentrasi arang cangkang kemiri terhadap pengukuran Kadar Abu.
Cara Pengujian :
H
1
dipakai statistik F
1
Dengan daerah kritis pengujian ditentukan oleh Fa-1,an-1
Kriteria Pengujian :
Pada taraf signifikasi α = 0,05 pada daerah kritis pengujian berlaku :
H
1
; H
2
; H
3
; H
4
; diterima bila F
hitung
F
tabel
Universitas Sumatera Utara
H
A 1
; H
A 2
; H
A 3
; H
A 4
; diterima bila F
hitung
F
tabel
3.7. Skema Pengambilan Data
3.7.1. Pembuatan arang dari cangkang kemiri ukuran 80 mesh
Di bersihkan dan di jemur dibawah sinar matahari
Dihancurkan menjadi ukuran yang lebih kecil lalu diovenkan
lebih kurang 3 jam pada suhu 100-
105 C
Didinginkan dalam
desikator
Dimasukkan dalam cawan porselin
Ditutup dengan alumunium foil Ditanur dengan suhu 500
C selama 4 jam dan didinginkan
dalam desikator Dipisahkan
Dihaluskan Diayak dengan ayakan 80 mesh
500 gram cangkang kemiri
Cangkang kemiri kering
Arang cangkang kemiri Abu
Hasil
Universitas Sumatera Utara
3.7.2. Asam Asetat sebagai Penggumpal Lateks Tanpa Bahan Pengisi Arang Cangkang Kemiri
Disaring dengan saringan 40 mesh
Dimasukkan ke dalam mangkok penggumpal Ditambahkan 10 ml asam asetat
Diaduk dan dibiarkan 1 malam
Digiling dengan alat creper sebanyak 9 kali
Dikeringkan pada suhu kamar selama satu minggu
Karet yang sudah kering digiling dengan alat lab mill sebanyak 6 kali
Pengujian mutu karet 500 ml lateks
Lateks yang telah disaring
500 ml lateks
Koagulum
Krep
Karet kering
Karet giling
Plastisitas Awal Po
Plastisitas Retensi Indeks PRI
Viskositas Mooney
Kadar Abu
Universitas Sumatera Utara
3.7.3. Asam Asetat sebagai Penggumpal Lateks dengan Bahan Pengisi Arang Cangkang Kemiri
Disaring dengan saringan 40 mesh
Dibagi kedalam
5 buah
mangkok penggumpal
Ditambahkan masing-masing 10 ml asam asetat
Ditambah 18 gram arang cangkang kemiri dengan ukuran 80 mesh
Lateks diaduk dan dibiarkan 1 malam
Digiling dengan alat creper sebanyak 9 kali
Dikeringkan pada suhu kamar selama satu minggu
Karet yang sudah kering digiling dengan alat lab mill sebanyak 6 kali
Pengujian mutu karet
Catatan : Perlakuan yang sama diulang dengan variasi berat arang cangkang kemiri 19 gram, 20 gram, 21 gram, 22 gram.
2,5 liter lateks
Lateks yang telah disaring
500 ml lateks Koagulum
Krep
Karet kering
Karet giling
Plastisitas Awal Po
Plastisitas Retensi Indeks PRI
Viskositas Mooney
Kadar Abu
Universitas Sumatera Utara
3.7.4. Pengujian Mutu
3.7.4.1. Penetapan Plastisitas Awal Po dan Plastisitas Retensi Indeks PRI
Digiling dengan alat blanding mill sebanyak tiga kali
Dipotong dengan alat wallace punch sebanyak 6 buah
potongan uji
Diletakkan satu persatu di antara Diletakkan di atas baki
dua kertas sigaret Dimasukkan dalam oven
pada suhu 140 C selama
Lalu diletakkan di atas piringan 30 menit
plastimeter, kemudian ditutup Diletakkan satu persatu di
antara dua kertas sigaret Setelah ketukan pertama piringan Diletakkan
di atas
bawah plastimeter akan bergerak piringan plastimeter lalu
ke atas ditutup
Setelah ketukan pertama Setelah ketukan kedua jarum
piringan bawah bergerak mikrometer akan berhenti
ke atas Setelah ketukan kedua
jarum mikrometer
berhenti
Nilai Plastisitas Awal
3 buah potongan uji 3 buah potongan uji
Lembaran karet 25 gram karet kering
Nilai Plastisitas Retensi Indeks
Universitas Sumatera Utara
3.7.4.2. Penetapan Viskositas Mooney Karet
Dipotong dengan alat wallace punch sebanyak 2 lembar berbentuk lingkaran
Sebelum pengukuran, alat viskosimeter terlebih dahulu dipanaskan selama 1 jam
Contoh 1 di tusukkan kepada rotor
Contoh 2 diletakkan di atas rotor lalu dimasukkan bersama-sama ke stator bawah
Lalu stator ditutup dan stopwatch dihidupkan
Angka yang ditunjukkan oleh jarum mikrometer setelah menit ke empat adalah
nilai viskositas karet 30 gram karet kering
Nilai Viskositas Mooney
Universitas Sumatera Utara
3.7.4.3. Penetapan Kadar Abu Karet
Dipotong-potong dan dimasukkan dalam cawan platina yang telah dikeringkan dan
ditimbang sebelumnya
Dipijarkan dengan menggunakan api bunsen sampai asap hilang
Pemijaran diteruskan di dalam muffle furnace pada suhu 550
C selama 2 jam sampai tidak berjelaga lagi
Cawan Platina didinginkan dalam desikator sampai suhu kamar kemudian ditimbang
untuk menentukan kadar abu
Nilai Kadar Abu
5 gram karet kering
Universitas Sumatera Utara
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
Hasil penelitian yang telah dilakukan terhadap pengaruh penambahan berat arang cangkang kemiri dengan penggumpal asam asetat terhadap mutu karet diperoleh nilai
Plastisitas Awal Po dan nilai Plastisitas Retensi Indeks PRI yang di paparkan pada tabel 4.1.
Tabel 4.1.Nilai Plastisitas awal dan plastisitas retensi indeks karet dengan pengisi arang cangkang kemiri.
Arang cangkang
kemiri Po
Nilai tengah
Rata- rata
Pa Nilai
tengah PRI
Rata- rata
I II III I II III
0 gram 50 50 51
50 50
45 46
44 45 90 91
50 50 49 50
46 47
46 46
92 18 gram
53 54 53 53
53 46
46 46 46 86,80
86,80 53 53 54
53 45
46 46
46 86,80
19 gram 54 55 54
54 54
47 45
45 45 85,45 85,31
53 54 54 54
47 46
46 46
85,18 20 gram
55 53 55 55
54,5 45
45 46 45 81,81
82,57 53 54 54
54 44
45 45
45 83,33
21 gram 58 57 57
57 57
44 44
43 44 77,20 78,07
57 57 56 57
45 45
44 45
78,94 22 gram
57 57 56 57
57,5 44
43 43 43 75,43
75,64 57 58 58
58 44
44 43
44 75,86
Universitas Sumatera Utara
Hasil penelitian yang telah dilakukan terhadap pengaruh penambahan arang cangkang kemiri terhadap lateks dengan penggumpal asam asetat diperoleh nilai viskositas
mooney yang dipaparkan pada tabel 4.2.
Tabel 4.2. Nilai Viskositas Mooney karet dengan bahan pengisi arang cangkang kemiri.
Arang cangkang
kemiri Waktu menit
Rata- rata
Rumus 1.00 1.30 2.00 2.30 3.00 3.30 4.00
0 gram 168 99 79 74 71 71 71
71,5 71,5ML1+4100
C 170
100 82 75 72 72 72 18 gram
209 115 90 76 73 72 73
73 73ML1+4100
C 205
110 89 75 72 73 73 19 gram
210 118 90 76 73 74 74
73,5 73,5ML1+4100
C 215
118 90 76 72 72 73 20 gram
218 116 90 76 73 73 74
74 74ML1+4100
C 220
122 92 77 73 74 74 21 gram
214 115 89 75 73 74 74
74,5 74,5ML1+4100
C 210
110 88 76 74 75 75 22 gram
205 110 89 77 74 74 75
75,5 75,5ML1+4100
C 200
108 85 78 75 75 76
Hasil penelitian yang telah dilakukan terhadap pengaruh penambahan bahan pengisi cangkang kemiri terhadap lateks dengan penggumpal asam asetat di peroleh nilai
kadar abu yang dipaparkan pada tabel 4.3.
Tabel 4.3. Nilai kadar abu karet dengan bahan pengisi arang cangkang kemiri.
Arang cangkang kemiri
Berat karet
Berat cawan
Berat cawan + abu
Berat abu
Nilai AC Rata-rata
0 gram 5,0051 33,6170
33,6283 0,0113
0,22 0,225
5,0018 33,6168 33,6285
0,0117 0,23
18 gram 5,0302 34,5843
34,6085 0,0242
0,48 0,470
5,0121 34,4760 34,4992
0,0232 0,46
19 gram 5,0260 34,4751
34,4998 0,0247
0,49 0,475
5,0020 34,5840 34,6075
0,0235 0,46
20 gram 5,0060 34,7562
34,7811 0,0249
0,49 0,480
5,0253 34,7615 34,7855
0,0240 0,47
21 gram 5,0123 34,8016
34,8271 0,0255
0,50 0,495
5,0211 34,9146 34,9395
0,0249 0,49
22 gram 5,0033 34,3444
34,3698 0,0254
0,50 0,500
5,0317 34,3637 34,3890
0,0252 0,50
Universitas Sumatera Utara
Perbandingan nilai rata-rata pengujian mutu karet dengan bahan pengisi arang cangkang kemiri terhadap Nilai Plastisitas awal, Plastisitas Retensi Indeks, Vikositas
Mooney dan Kadar abu dapat dilihat pada tabel 4.4.
Tabel 4.4. Perbandingan nilai Rata-Rata Plastisitas awal, Plastisitas Retensi Indeks, Viskositas Mooney dan Kadar abu.
Arang cangkang
kemiri Pengujian Mutu
Pastisitas Awal
Plastisitas Retensi Indeks
Viskositas Mooney
Kadar Abu
0 gram 50
91 71,5
0,225 18 gram
53 86,80
73 0,470 19 gram
54 85,31
73,5 0,475 20 gram
54,5 82,57
74 0,480 21 gram
57 78,07
74,5 0,495
22 gram 57,5
75,64 75,5
0,500
Dengan semakin beratnya arang cangkang kemiri yang ditambahkan memberi pengaruh menurunkan nilai plastisitas retensi indeks dan menaikkan nilai plastisitas
awal, nilai viskositas mooney dan kadar abu. Dari hasil penelitian ini juga diperoleh bahwa mutu karet yang dihasilkan dengan penambahan arang cangkang kemiri lebih
mendekati pada Standar Indonesia Rubber SIR 5.
4.2. Pembahasan