Rekayasa pembuatan faktis gelap dari minyak jarak (Castor Oil)

REKAYASA PEMBUATAN FAKTIS GELAP
DARI MINYAK JARAK (CASTOR OIL)

MUSLICH

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI
DAN SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Rekayasa Pembuatan Faktis Gelap
dari Minyak Jarak (Castor Oil) ada lah karya saya de ngan arahan dari ko misi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi
manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.

Bogor, Pebruari 2012

Muslich
F361060051

ABSTRACT
MUSLICH. Manufacture Engineering of Dark Factice Derived from Castor Oil.
Under direction of DJUMALI MANGUNWIDJAJA, ILLAH SAILAH, and
YOHARMUS SYAMSU
Factice is one of processing aid used in rubber finish product
manufacturing. Dark factice made by vulcanization of saturated vegetable oil
with adding sulfur in high temperature. Dark factice is added in rubber compound
that will be extruded and printed. Castor oil has the characteristics that qualify as a
raw material of dark factice. The aim of this study was to get the valid information
regarding: (1). the characteristics of castor oil as a raw material of dark factice,
(2). optimum process conditions (sulfur concentration and temperature) to make
dark factice from castor oil, (3). quantitative description of cross- linking
formation in the dark factice making from castor oil and application of dark
factice that used in LPG tube making, (4). pre- feasibility study (technical and
financial) of establishment dark factice-castor oil based production unit. The
results showed castor oil having iodine numbers of 85.9 g iod /100 g oil that
qualifies to be processed into a dark factice. The optimization used response
surface method showed the optimum concentration of sulfur was 27.5 pho (part
per hundred oil) and temperature was 165o C. Dark factice made from optimum
treatment showed the following characteristics : extract of petroleum ether 11.5
%, free sulfur content 1.83%, ash content 4.25%, and pH 7.36. Based on those
characteristics, the dark factice made could be categorized as first grade dark
factice. The analys is of FTIR spectrum and cross- link density of dark factice,
suppo rt the allegation of cross- linking formation during the formation of dark
factice. The application of dark factice to make LPG tube reduced the
compounding time and increased the extrusion rate. Based on the production
capacity of 5 000 kg castor oil/da y, production unit of dark factice derived from
castor oil was feasible to be established with IRR and B/C respectively 57.07%
and 5.95. The investment of dark factice-production unit establishment was
expected to be returned after 21 months.
Key words: castor oil, dark factice, petroleum ether extract, free-sulfur content.

© Hak cipta milik IPB, tahun 2012
Hak cipta dilindungi Undang-Undang
1.

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya

tulis

ini tanpa

mencantumkan atau menyebut sumbernya.
a.

Pengutipan hanya untuk keperluan pendidikan, penelitian, penulisan
karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu
masalah.

b.
2.

Pengutipan tidak merugikan kepentingan IPB

Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya
tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB

RINGKASAN

MUSLICH. Rekayasa Pembuatan Faktis Gelap Dari Minyak Jarak (Castor Oil).
Dibimbing oleh

DJUMALI MANGUNWIDJAJA, ILLAH SAILAH dan

YOHARMUS SYAMSU.

Fakt is gelap merupakan salah satu bahan oleh karet yang berupa bahan
padat dan bertekstur elastis. Faktis gelap dibuat dari minyak

yang ba nyak

mengandung asam lemak tidak jenuh melalui reaksi vulkanisasi dengan sulfur
pada suhu tinggi. Faktis gelap digunakan pada pembuatan ko mpo n untuk barang
jadi karet berwarna. Faktis gelap umumnya ditambahkan pada kompon karet
yang aka n dieks trusi ataupun dicetak.
Tujuan da ri pe nelitian ini ada lah untuk mendapatka n infor masi yang valid
tentang : (1) : karakteristik minyak jarak sebagai bahan baku pembuatan faktis
gelap, (2) kombinasi konsentrasi sulfur dan suhu optimum untuk pembuatan faktis
gelap dari minyak jarak serta karakteristik faktis gelap yang dihasilkan, (3)
gambaran kuantitatif terjadinya ikatan silang pada reaksi pembentukan faktis
gelap dari minyak jarak dan

aplikasi faktis gelap yang dihasilkan dalam

pembuatan selang gas LPG, dan (4) gambaran kelayakan teknis dan finansial
pengembangan unit produksi faktis gelap berbahan baku minyak jarak.
Minyak jarak mempunyai bilangan iod sebesar 85.9 g iod/100 g minyak
sehingga memenuhi syarat untuk diolah menjadi faktis gelap. Optimasi dengan
metode permukaan respon menunjukkan titik optimum adalah konsentrasi sulfur
27.5 bsm dan suhu 165o C . Faktis gelap yang dihasilkan dari perlakuan optimum
ini mempunya i karakteristik kadar ekstrak petroleum eter 11.5 persen, kadar
sulfur bebas 1.83 persen, kadar abu 4.24 persen dan tingkat pH 7.36.

Dengan

karakteristik tersebut, maka faktis gelap yang diperoleh dapat dikategorikan
sebagai mutu I.
Analisis spektrum FTIR dan kerapatan ikatan silang terhadap faktis gelap
yang dihasilka n menunjang dugaan terbentuknya ikatan silang pada pembentukan
faktis gelap.

Pada spektrum FTIR faktis gelap, terlihat adanya puncak serapan

gugus C-S pada kisaran bilangan gelombang 600 – 700 cm-1 yaitu, pada bilangan

gelombang 671.23 cm-1 dan 651.94 cm-1 . Puncak serapan ini tidak tampak pada
spektrum FTIR minyak jarak. Hal ini juga ditunjang dengan hilangnya puncak
serapan ikatan rangkap asam lemak tidak jenuh (C=C) pada spektrum minyak
jarak pada bilangan gelombang 1 654.92 cm-1 .
Penambahan faktis gelap hasil penelitian ini pada pembuatan selang gas
LPG mampu mengurangi waktu pengkomponan lapisan luar 26 persen dan
pengkomponan lapisan dalam 5 persen dibandingkan dengan jika tidak
ditambahkan faktis gelap. Pengamatan terhadap waktu ekstrusi juga menunjukkan
bahwa penambahan faktis gelap hasil penelitian ini secara konsisten mampu
mengurangi waktu ekstrusi. Pada pembuatan kompon lapisan dalam da n kompon
lapisan luar, penambahan faktis hasil penelitian ini mampu mengurangi waktu
ekstrusi masing- masing sebesar 46 persen dan 34 persen. Pada pembuatan
kompon lapisan dalam dan kompon lapisan luar, penambahan faktis hasil
penelitian ini mampu meningkatkan laju ekstrusi masing- masing sebesar 131
persen dan 75 persen.
Dengan kapasitas produksi 5 000 kg bahan baku/hari, unit proses
pengolahan faktis gelap dari minyak jarak layak dikembangkan dengan IRR dan
B/C masing- masing sebesar 57.07 persen dan 5.95. Investasi unit produksi faktis
gelap diharapkan dapat dikembalikan setelah 29 bulan. Unit produksi faktis gelap
masih layak dikembangkan bila harga bahan baku naik sebesar 10 persen, tetapi
menjadi tidak layak jika harga produk turun 10 persen.

Kata kunci : minyak jarak, faktis gelap, kadar petroleum eter, kadar sulfur bebas.

REKAYASA PEMBUATAN FAKTIS GELAP
DARI MINYAK JARAK (CASTOR OIL)

MUSLICH

Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor pada
Program Studi Teknologi Industri Pertanian

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2012

Penguji pada Ujian Tertutup : Prof. Dr. Drs. Purwantiningsih, M.S.
Dr. Ir. Amalia Kartika
Penguji pada Ujian Terbuka : Prof. Dr. Ir. Khaswar Syamsu, M.Sc.
Dr. Ridha Arizal, M.Sc.

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNYA sehingga disertasi Rekayasa Pembuatan Faktis Gelap dari Minyak Jarak
(Castor Oil) ini berhasil diselesaikan.
Penulis menyampaikan rasa hormat dan terima kasih

yang tulus dan

penghargaan yang setinggi-tingginya kepada :
1.

Prof. Dr. Djumali Mangunwidjaja, D.E.A. selaku ketua komisi pembimbing,
Dr. Ir. Illah Sailah, M.S. da n Dr. Drs. Yoharmus Syamsu, M.S i. APU
masing- masing sebagai anggota komisi pembimbing yang telah memberi
bimbingan, arahan dan dorongan moral sehingga penulisan disertasi ini
dapat diselesaikan.

2.

Prof. Dr. Dra. Purwantiningsih, M.S. dan Dr. Ir. Amalia Kartika yang telah
memberikan banyak masukan saat bertindak sebagai penguji pada ujian
tertutup.

3.

Prof. Dr. Ir. Khaswar Syamsu dan Dr. Ridha Arizal, M.Sc. yang telah
banyak memberikan saran perbaikan pada saat ujian terbuka.

4.

Dekan Sekolah Pascasarjana IPB, Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc., Ketua
Program Studi Teknologi Industri Pertanian, Dr. Ir. Machfud, M.S. dan
seluruh staf pengajar yang telah menyampaikan ilmu dan bimbingan selama
penulis kuliah di IPB.

5.

Tim BPPS, DIKTI atas bantuan dana pendidikan program doktor yang telah
diberikan kepada penulis.

6.

Ibu Yati, Ibu Santi, dan segenap teknisi di Laboratorium Pusat Penelitian
Karet, Bogor serta Ibu Sri Mulyasih di Laboratorium Pengawasan Mutu,
Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian,
IPB atas semua bantuan yang telah diberikan selama penulis melaksanakan
penelitian.

7.

Orang tua penulis, Bapak Masruchin (alm) dan Ibu Siti Aminah (alm) serta
mertua penulis, Bapak Kusnadi dan Ibu Sumirat, atas semua jerih payah dan
doa yang tiada henti demi keberhasilan penulis.

8.

Istri penulis, Tita Ros ita da n anak-anak penulis, Muhammad Ayyub Muslich
dan Qori Humaira Muslich, atas dorongan semangat dan

semua

pengorbanan yang telah diberikan selama penulis menyelesaikan penulisan
disertasi ini.
Dengan penuh kesadaran bahwa tiada karya yang sempurna, penulis
berharap disertasi ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan
agroind ustri di tanah air.

Bogor, Pebruari 2012

Muslich

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Jombang, Jawa Timur pada tanggal 1 April 1968,
sebagai putra kedua dari enam bersaudara dari Bapak Masruchin dan Ibu Siti
Aminah.
Penulis menamatkan sekolah dasar di SDN Perak I Jombang pada tahun
1980, kemudian melanjutkan di SMPN I Jombang dan lulus pada tahun 1983.
Setelah lulus dari SMAN I Jombang pada tahun 1986, penulis diterima di Institut
Pertanian Bogor melalui jalur Penelusuran Minat dan Kemampuan (PMDK).
Penulis menyelesaikan studi S1 di Departemen Teknologi Industri Pertanian,
Faklutas Teknologi Pertanian IPB pada tahun 1991 dan pada tahun 2004, penulis
menamatkan studi S2 dari Program Studi Teknologi Industri Pertanian, Sekolah
Pascasarjana, IPB dengan bantuan biaya dari BPPS, DIKTI. Pada tahun 2006,
penulis kembali mendapatkan beasiswa dari BPPS, DIKTI untuk melanjutkan
studi program doktor di Program Studi Teknologi Industri Pertanian, Seko lah
Pascasarjana, IPB.
Penulis bekerja sebagai staf pengajar di Departemen Teknologi Industri
Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB sejak tahun 1994.

Penulis

ditempatkan di Bagian Pengawasan Mutu dengan bidang minat teknologi minyak
dan lemak.
Selama mengikuti program S3, penulis telah mengirimkan artikel berjudul
Pembuatan Faktis Gelap dari Minyak Jarak (Castor Oil) ke Jurnal Sains dan
Teknologi Indonesia. Artikel tersebut akan diterbitkan pada volume 14, nomor 1,
April 2012. Tulisan kedua yang berjudul Optimasi Suhu dan Konsentrasi Sulfur
pada Pembuatan Faktis Gelap dari Minyak Jarak (Castor Oil) saat ini sedang
pada tahap telaah oleh tim reviewer jurnal Teknologi Industri Pertanian. Karyakarya ilmiah tersebut merupakan bagian dari program S3 pe nulis.

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL ………………………………………………………………………

vi

DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………………………

vii

DAFTAR LAMPIRAN ………………………………………………………………….

viii

I.

II.

III.

IV.

PENDAHULUAN ………………………………………………………………..

1

1.1. Latar Belakang ………………………………………………………………

1

1.2. Tujuan Penelitian …………………………………………………………….

3

1.3. Ruang Lingkup Penelitian ……………………………………………………

3

TINJAUAN PUSTAKA …………………………………………………………..

5

2.1. Faktis Gelap.. …………………………………………………………………

5

2.2. Minyak Jarak..…………………………………………………………………

6

2.3. Kompon Karet ……………………………………………………………….

10

2.4. Vulkanisasi Karet …………………………………………………………….

11

2.5. Penelitian Faktis ……………………………………………………………

12

2.6. Teknik Optimasi dan Metode Permukaan Respon ………………………….

18

2.7. Sintesis Proses ……………………………………………………………….

20

2.8. Kelayakan Teknis dan Ekonomis Rancangan Proses ……………………….

20

METODOLOGI PENELITIAN ………………………………………………….

24

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ……………………………………………….

24

3.2. Bahan dan Alat ……………………………………………………………..

24

3.3. Metode Penelitian …………………………………………………………..

24

HASIL DAN PEMBAHASAN ………………………………………………….

31

4.1. Karakterisasi Minyak Jarak ………………………………………………….

31

4.2. Kajian Pengaruh Jenis dan Konsentrasi Bahan Pencepat ……………………

31

4.3. Optimasi Faktor Konsentrasi Sulfur dan Suhu ………………………………

34

4.4. Analisis Spektrofotometer FTIR dan Kerapatan Ikatan Silang ……………..

39

4.5. Pendugaan Laju Pembentukan Faktis Gelap ………………………………..

46

4.6. Pengukuran Perubahan Suhu Selama Pembuatan Faktis Gelap …………….

54

4.7. Aplikasi Faktis Gelap pada Pembuatan Selang LPG ……………………….

56

4.8. Pengembangan Proses……….. ……………………………………………..

59

V.

KESIMPULAN DAN SARAN ………………………………………………….

69

5.1. Kesimpulan …………………………………………………………………..

69

5.2. Saran …………………………………………………………………………

70

DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………………………..

71

LAMPIRAN ……………………………………………………………………………

75

DAFTAR TABEL
Halaman
1

Karakteristtik faktis gelap mutu II dan III……. ……………………………..

6

2

Sifat fisiko kimia minyak jarak murni ………………..………………………

8

3

Kombinasi perlakuan pada optimasi konsentrasi sulfur dan suhu.. …….……..

27

4

Hasil pengukuran waktu pembuatan faktis gelap.. ……………………………

32

5

Hasil pengukuran kadar ekstrak aseton faktis gelap .. ………………….. ……

32

6

Hasil pengukuran kadar sulfur bebas, pH dan kadar abu faktis gelap .……….

35

7

Hasil pengukuran kerapatan ikatan silang faktis gelap .……. ……………….

46

2

8

Nilai koefisien determinasi dari persamaan regresi (R )……………………….

54

9

Nilai konstanta laju penurunan kadar sulfur bebas …………………………….

54

10

Hasil pengukuran waktu pengko mpo nan da n laju ekstrusi….… ………..……. .

58

11

Hasil pengukuran parameter kualitas selang LPG ..…………………………….

59

12

Penyebaran lahan yang sesuai untuk tanaman jarak kepyar……………………

65

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1

Struktur trigliserida yang mengarah pada bentuk “garpu tala” ………………

9

2

Pembentukan ikatan sulfur dari ekor ke ekor pada pembuatan faktis gelap…….

10

3

Struktur unit pokok faktis gelap ………………………………………….. …….

10

4

Profil pengaruh interaksi konsentrasi sulfur dan suhu terhadap kadar sulfur bebas

17

5

Reaktor untuk pembuatan faktis gelap skala 2 liter ……………………………

25

6

Reaktor untuk pembuatan faktis gelap skala 12 liter ……………………. …….

28

7

Respon permukaan kadar sisa sulfur dan konturnya sebagai fungsi konsentrasi
sulfur dan suhu ……………………………………………………………….

8

Respon permukaan pH faktis gelap dan konturnya sebagai fungsi konsentrasi
sulfur dan suhu …………………………………………………………………

9

38

Respon permukaan kadar abu faktis gelap dan konturnya sebagai fungsi
konsentrasi sulfur dan suhu..…………………………………………………..

10

38

39

Reaksi pembentukan ikatan intramolekuler dan intermolekuler pada pembuatan
faktis gelap .…………………………………………………………………….

40

11

Spektrum FTIR minyak jarak…….……………………………………………. ..

42

12

Spektrum FTIR faktis gelap (konsentrasi sulfur 24 bsm, suhu 165o C) …………

42

13

Spektrum FTIR faktis gelap (konsentrasi sulfur 30 bsm, suhu 170o C) …………

43

14

Spektrum FTIR faktis gelap (konsentrasi sulfur 27.5 bsm, suhu 165o C) ……….

43

15

Spektrum FTIR faktis gelap (konsentrasi sulfur 25 bsm, suhu 160o C) …………

44

16

Spektrum FTIR faktis gelap (konsentrasi sulfur 27.5 bsm, suhu 172o C)…. ……

44

17

Spektrum FTIR faktis gelap (konsentrasi sulfur 31 bsm, suhu 165o C)…………

45

18

Grafik penurunan kadar sulfur bebas dan bilangan iod pada pada reaksi ordo nol
(perlakuan : konsentrasi sulfur 24 bsm, suhu 165o C) ……………………………

19

Grafik penurunan kadar sulfur bebas dan bilangan iod pada reaksi ordo nol
(perlakuan : konsentrasi sulfur 25 bsm, suhu 160o C) ………… …………………

20

48

Grafik penurunan kadar sulfur bebas dan bilangan iod pada reaksi ordo nol
(perlakuan : konsentrasi sulfur 27.5 bsm, suhu 165o C) ………………………….

21

47

48

Grafik penurunan kadar sulfur bebas dan bilangan iod pada reaksi ordo nol
(perlakuan : konsentrasi sulfur 30 bsm, suhu 170o C) ……………………………. 49

22

Grafik penurunan kadar sulfur bebas pada reaksi ordo satu (perlakuan :
konsentrasi sulfur 24 bsm, suhu 165o C) ………………….………………………

23

Grafik penurunan kadar sulfur bebas pada reaksi ordo satu (perlakuan :
konsentrasi sulfur 25 bsm, suhu 160o C) ………………….……………………..

24

53

Grafik penurunan kadar sulfur bebas pada reaksi ordo dua (perlakuan :
konsentrasi sulfur 30 bsm, suhu 170o C)………………………………………….

30

52

Grafik penurunan kadar sulfur bebas pada reaksi ordo dua (perlakuan :
konsentrasi sulfur 27.5 bsm, suhu 165o C)………………………….…………….

29

52

Grafik penurunan kadar sulfur bebas pada reaksi ordo dua (perlakuan :
konsentrasi sulfur 25 bsm, suhu 160o C)………………………………………….

28

51

Grafik penurunan kadar sulfur bebas pada reaksi ordo dua (perlakuan :
konsentrasi sulfur 24 bsm, suhu 165o C) ………………….…………………….

27

51

Grafik penurunan kadar sulfur bebas pada reaksi ordo satu (perlakuan :
konsentrasi sulfur 30 bsm, suhu 170o C)…………………………………………

26

50

Grafik penurunan kadar sulfur bebas pada reaksi ordo satu (perlakuan :
konsentrasi sulfur 27.5 bsm, suhu 165o C) ………………………………………

25

50

53

Grafik pe ruba han suhu selama pe mbuatan faktis gelap (perlakuan :
konsentrasi sulfur 25 bsm, suhu 160o C dan konsentrasi sulfur 27.5 bsm, suhu 165o C) 55

31

Grafik perubahan suhu selama pembuatan faktis gelap (perlakuan :
konsentrasi sulfur 24 bsm, suhu 165o C dan konsentrasi sulfur 30 bsm, suhu 170o C). 56

32

Selang LPG yang dihasilka n ……..…………………………………………………. 57

33

Diagram alir kualitatif pembuatan faktis gelap dari minyak jarak ……………….… 61

34

Diagram alir kualitatif yang sudah dilengkapi dengan kondisi proses ……… ……

62

35

Diagram alir kuantitatif pembuatan faktis gelap (basis 1 000 g minyak) ………….

63

36

Konfigurasi geometrik reaktor standar……………………………………………..

66

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1

Prosedur analisis untuk karakterisasi bahan baku da n faktis gelap …………….

76

2

Hasil analisis ragam pengaruh jenis dan konsentrasi bahan pencepat terhadap
waktu proses pembuatan faktis gelap ……………………………………….. .

86

Hasil analisis ragam pengaruh jenis dan konsentrasi bahan pencepat
terhadap kadar ekstrak aseton faktis gelap ……. ………………………………

87

4

Perincian modal kerja untuk unit produksi faktis ge lap .……………………….

88

5

Perincian barang dan modal tetap ………………………..…………………..

90

6

Perincian biaya penyusutan dan penetapan umur ekonomi barang modal….. ..

93

7

Perincian biaya pemeliharaan dan perbaikan barang modal ……………… …..

94

8

Perincian biaya operasi unit produksi faktis gelap..……………………………

95

9

Perincian modal tetap dan modal kerja unit produksi faktis gelap ……… …..

96

10

Perincian angsuran kredit unit produksi faktis gelap …………………………

97

11

Perincian rugi laba unit produksi faktis gelap ………………………….. ……

98

12

Perincian aliran kas unit produksi faktis gelap .……………………………….

99

13

Perhitungan NPV unit produksi faktis gelap ………..…………………………

101

14

Hasil analisis sensitivitas de ngan skenario k enaika n harga ba han baku 10 pe rsen
dan harga jual produk tetap………………………………………………………. 102

15

Hasil analisis sensitivitas dengan skenario penurunan harga produk 10 persen
dan harga bahan baku tetap………………………………………………………

3

103

I.

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang
Fakt is merupaka n salah satu ba han olah ka ret yang be rupa bahan padat dan
bertekstur elastis. Secara umum faktis dibagi menjadi dua golongan, yaitu faktis
putih dan faktis gelap (coklat). Faktis putih dibuat de ngan mereaks ika n minyak
tidak jenuh dengan sulfur monoklorida pada suhu ruang, sedangkan faktis gelap
dibuat dengan vulkanisasi minyak tidak jenuh dengan menambahkan sulfur pada
suhu tinggi (Craig, 1969). Faktis gelap digunakan pada pengolahan produk karet
(barang jadi karet) berwarna seperti selang air, pelapis rol, produk barang karet
selular, kabel, karet penghapus, produk karet cetakan dan peralatan rumah tangga.
Faktis gelap umumnya ditambahkan pada kompon karet yang akan diekstrusi dan
dicetak (Flint, 1955).
Penambahan faktis gelap dalam proses pengolahan barang jadi karet
memberikan keuntungan teknis, antara lain memudahkan proses pencampuran
bahan karet dan bahan kimia dalam pengolahan karet, meningkatkan kecepatan
ekstrusi, meningkatkan ketahanan terhadap minyak dan air, serta menghasilkan
permukaan produk yang halus. Faktis gelap juga berfungsi mengurangi porositas,
meningkatkan kestabilan dimensi, mengurangi jaringan ikatan molekul

dan

meningkatkan ketahanan flexcracking (Alfa dan Honggokusumo, 1997). Bahan ini
dapat digunakan dalam proses pengolahan karet alam maupun karet sintetis.
Minyak jarak (castor oil) merupaka n salah satu hasil pertanian yang
potensial untuk dikembangkan menjadi produk olahan yang bernilai ekonomi
tinggi. Minyak jarak diperoleh dari tanaman jarak kepyar, Ricinus communis L.
Tanaman jarak kepyar merupaka n tanaman yang mudah dibudida yaka n de ngan
teknik sederhana dan dapat hidup pada tanah yang relatif kurang subur, terutama
di tanah yang berstruktur ringan dimana tanaman pangan umumnya kurang
berkembang. Jarak kepyar jenis genjah mulai berbunga pada umur 2 – 2.5 bulan
dan dapat dipanen pada umur 4 bulan. Budida ya tanaman jarak kepyar masih
terbatas. Beberapa daerah yang merupakan sumber biji jarak adalah Propinsi
Nusa Tenggara Barat dengan luasan tanam 575 hektar dengan produksi 303 ton
(Dinas Perkebunan Propinsi NTB, 2010), Propinsi Jawa Timur dengan luasan

2

sekitar 2 ribu hektar dengan produksi 5 800 ton (Dinas Perkebunan Propinsi
Jatim, 2010). Keterbatasan ini yang menyebabkan kebutuhan PT. Kimia Farma,
salah satu perusahaan pengolah minyak jarak terbesar, sekitar 6 r ibu ton biji jarak
per tahun sulit terpenuhi.
Minyak jarak dapat diolah menjadi faktis gelap untuk meningkatkan nilai
tambahnya karena minyak jarak mempunyai karakteristik (terutama dengan
bilangan iod lebih dari 80 g iod/100 g minyak) yang memenuhi persyaratan
sebagai bahan baku faktis gelap yang ba ik.

Pembuatan faktis gelap dari minyak

jarak diharapkan juga dapat memberikan nilai tambah yang tinggi karena
rendemen pembuatan faktis tinggi (sekitar 95%).
Fakt is ge lap umumnya digunakan sebagai bahan bantu olah barang jadi
karet dengan dosis 5 – 30 bsk (bagian per seratus karet) dan ekstender dengan
dosis 5 – 400 bsk (Alfa, 2002).

Sampai dengan tahun 2009, rata-rata

pertumbuhan industri karet dunia diperkirakan tumbuh sebesar 1.6 persen per
tahun (The International Institute of Synthetic Rubber Producers, 2008). Volume
karet yang digunakan dalam berbagai industri di Indonesia mencapai 280 ribu ton
dan 48 persen diantaranya merupakan karet sintetis (www. Deptan.go.id, 4 Maret
2009).

Dengan dosis rata-rata bahan bantu olah karet sekitar 4 bsk, maka

konsumsi faktis gelap diperkirakan sekitar 11.2 ribu ton per tahun. Hingga saat
ini kebutuhan faktis gelap Indonesia dipenuhi dengan cara mengimpor dengan
harga sekitar USD 4.6 per kg.
Publikasi tentang teknologi pembuatan faktis gelap masih sangat terbatas
meskipun faktis gelap telah lama digunakan dalam pembuatan barang jadi karet.
Carrington (1962) menyatakan bahwa faktis gelap dibuat dengan menambahkan
sulfur pada minyak dan memanaskannya pada suhu antara 130o – 140oC selama 5
- 8 jam.

Suhu dijaga agar tidak melebihi 150o C dan selama reaksi berlangsung

dilakukan pengadukan. Reaksi dihentikan setelah faktis gelap terbentuk yang
ditandai dengan terjadinya gel dan pengaduk tidak dapat lagi berputar. Fakt is
gelap umumnya dibuat dari minyak rapeseed.
Beberapa penelitian telah dilakukan untuk membuat faktis gelap dari
minyak jarak. Siskawati (2005) mencoba membuat faktis gelap dari minyak jarak,
minyak jagung dan minyak kedelai dengan perlakuan konsentrasi sulfur (25, 30

3
dan 35 bsm) dan variasi suhu (150 dan 160o C). Dari penelitian Siskawati (2005),
faktis gelap tidak berhasil dibuat dari minyak jarak. Faktis gelap mutu II berhasil
dibuat dari minyak jagung dan minyak kedelai dengan penambahan sulfur 25 bsm
(bagian per seratus minyak) dan suhu vulkanisasi 150o C. Kajian lain pembuatan
faktis gelap dilakukan oleh Juningsih (2006). Pada penelitian ini faktis dibuat dari
campuran minyak sawit kasar, minyak jarak dan minyak jagung dengan
perbandingan 3 : 1 : 1. Hasil penelitian Juningsih (2006) menunjukkan bahwa
campuran ketiga minyak yang digunakan hanya

mampu menghasilka n faktis

gelap mutu III. Selain itu, penelitian ini menggunakan minyak jagung yang
merupakan minyak pangan sehingga berpotensi untuk mengalami kesulitan bahan
baku karena harus berkompetisi dengan kebutuhan minyak pangan.
Penelitian yang telah dilakukan belum berhasil menghasilkan faktis gelap
mutu I dari minyak jarak. Hal ini diduga karena adanya interaksi antara faktorfaktor yang mempengaruhi mutu faktis gelap, terutama faktor suhu dan
konsentrasi sulfur.

Adanya interaksi tersebut menunjukkan bahwa pengaruh

masing- masing faktor tidak dapat ditafsirkan secara terpisah. Oleh karena itu,
diperlukan optimasi faktor yang berpengaruh sehingga dapat diperoleh pola
interaksinya dan kombinasi perlakuan optimumnya. Selain itu, dalam penelitian
ini juga dilakukan analisis spektrofotometer FTIR (Fourier Transform Infrared
Spectroscopy) dan analisis crosslink

density untuk

mendapatkan bukti

terbe ntuknya ika tan silang yang terbentuk pada pembuatan faktis gelap dari
minyak jarak.

1.2.

Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan informasi yang valid
tentang :

a.

Karakteristik minyak jarak sebagai bahan baku pembuatan faktis gelap.

b.

Kombinasi konsentrasi sulfur dan suhu optimum untuk pembuatan faktis
gelap dari minyak jarak serta karakteristik faktis gelap yang dihasilkan.

4

c.

Gambaran kuantitatif terjadinya ikatan silang pada reaksi pembentukan
faktis gelap dari minyak jarak da n aplikasi faktis gelap yang dihasilka n
dalam pembuatan selang gas LPG.

d.

Gambaran kelayakan teknis dan finansial pengembangan unit produksi
faktis gelap berbahan baku minyak jarak.

1.3. Ruang Lingk up Penelitian
Ruang lingk up dari penelitian ini meliputi :
a.

Karakterisasi dan pemurnian minyak jarak sebagai bahan baku pembuatan
faktis gelap.

b.

Optimasi konsentrasi sulfur dan suhu pada pembuatan faktis gelap dari
minyak jarak serta karakterisasi faktis gelap yang dihasilkan.

c.

Analisis spektrofotometer FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy)
dan analisis crosslink density untuk membuktikan adanya ikatan silang pada
faktis gelap yang dihasilkan serta aplikasi faktis gelap dalam pembuatan
selang gas LPG.

d.

Perhitungan kelayakan teknis dan finansial pengembangan unit produksi
faktis gelap berbahan baku minyak jarak.

II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1.

Faktis Gelap
Faktis merupakan minyak yang divulkanisasi dengan sulfur atau sulfur

klorida. Secara umum dikenal dua jenis faktis, yaitu faktis gelap (faktis coklat)
dan faktis putih. Faktis gelap dibuat dengan mereaksikan minyak dengan sulfur
pada suhu tinggi (150 – 160o C), sedangkan faktis putih dibuat dengan
mereaksikan minyak dengan sulfur klorida pada suhu yang lebih rendah
(Harrison, 1952). Faktis gelap atau vulkanisat minyak tidak memiliki elastisitas
dan kekuatan tarik seperti karet alam atau karet sintetis karena sifat polifungs ional
gliserida dalam minyak serta sifat produksi faktis gelap yang lebih mengutamakan
pembentukan struktur ikatan silang yang intensif daripada pembentukan rantai
panjang linear yang merupakan karakteristik utama karet (Sonntag, 1982).
Faktis gelap semakin banyak digunakan dalam kompon karet karena selain
mampu menurunkan kekerasan karet juga mampu mengurangi jaringan ikatan
molekul dan meningkatkan kualitas penyerapan minyak oleh kompon karet.
Sebagai bahan bantu olah, faktis gelap ditambahkan sebanyak 5 – 30 bsm (Alfa,
2002).
Aplikasi faktis gelap cukup luas meliputi penggunaan dalam pengolahan
karet alam maupun sintetis. Faktis gelap yang berasal dari minyak nabati
tervulkanisasi umumnya digunakan dalam pencampuran dengan karet alam
maupun sintetis dengan tujuan untuk menghasilkan karakter produk yang halus
serta meningkatkan daya tahan terhadap cahaya dan ozon (Lever, 1951).
Penggunaan faktis gelap dalam pengolahan karet alam maupun sintetis
dapat mengurangi konsumsi energi, mempercepat waktu pencampuran, membantu
dalam mengontrol ketebalan lembaran karet dalam proses calendering serta dapat
menghasilkan produk yang mengkilap dan lebih halus.

Namun demikian,

terkadang penambahan faktis gelap juga menyebabkan kerugian seperti penurunan
kekuatan tarik vulkanisat (Lever, 1951).

Faktis gelap digunakan dalam

pengolahan barang jadi karet berwarna seperti selang air, kawat, kabel, peralatan
rumah tangga, gasket untuk lemari pendingin dan produk karet untuk otomotif
(Alfa, 2002).

6

Faktis gelap dapat dibuat dari minyak lobak, minyak kedelai, minyak biji
kapas dan minyak biji rami (Lever, 1951).

Secara umum, minyak yang

mempunyai bilangan iod antara 80 – 185 g iod/100 g minyak dapat diolah
menjadi faktis gelap (Carrington, 1962).

Minyak tidak jenuh terutama minyak

mengering dapat mengalami polimerisasi membentuk berbagai bahan elastis atau
dikenal dengan rubber like material. Pada dasarnya reaksi polimerisasi untuk
menghasilkan faktis gelap serupa dengan reaksi polimerisasi karet. Sulfur dalam
hal ini berfungsi sebagai agen pembentukan ikatan silang disulfida (Sonntag,
1982).
Warna faktis gelap dipengaruhi oleh bilangan iod minyak yang digunakan
sebagai bahan baku. Minyak dengan bilangan iod yang lebih tinggi menghasilkan
faktis gelap yang berwarna lebih gelap. Kandungan asam lemak jenuh yang tinggi
menyebabkan faktis gelap yang dihasilkan mempunyai kadar ekstrak aseton yang
tinggi. Faktis gelap yang berkualitas tinggi dihasilkan dari minyak dengan
kandungan asam lemak jenuh kurang dari 5 persen (Carrington, 1962).
Pembentukan

faktis

gelap

melibatkan

reaksi

vulkanisasi

dengan

menggunakan vulkanisator sulfur. Ikatan rangkap dalam dalam asam lemak tidak
jenuh minyak nabati akan diadisi oleh sulfur sehingga terbentuk ikatan silang.
Dengan demikian, kandungan asam lemak tidak jenuh dalam minyak yang
semakin tinggi akan menghasilkan faktis gelap dengan kualitas semakin tinggi
pula (Fernando, 1971).
Kualitas faktis gelap dapat dikelompokkan berdasarkan kandungan ekstrak
aseton. Faktis gelap kualitas I mempunyai ekstrak aseton kurang dari 20 persen,
kualitas II mengandung ekstrak aseton antara 20 – 35 persen. Faktis gelap dengan
kadar ekstrak aseton lebih dari 35 persen dikelompokkan sebagai faktis mutu III
(Carrington, 1962).

Selain kadar ekstrak aseton, kualitas faktis gelap juga

ditentukan oleh kadar sulfur bebas, kadar abu dan pH. Faktis gelap dengan
kualitas baik mengandung kurang dari 2 persen kadar sulfur bebas, kadar abu
kurang dari 5 persen dan pH netral (Fernando, 1971). Mutu faktis gelap terkadang
tidak dapat ditentukan melalui uji kimia saja. Kesimpulan yang terpercaya dapat
diambil setelah mengaplikasikan faktis gelap dalam vulkanisasi karet.

Faktis

gelap diharapkan dapat memberikan pengaruh positif terhadap sifat fisik karet.

7

Namun, pada umumnya faktis gelap sebagai bahan bantu olah karet hanya sedikit
atau bahkan tidak mempengaruhi sifat fisik karet (Harrison, 1952).

Karakteristik

faktis gelap ko mersial mutu II dan III disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1 Karakteristik faktis gelap mutu II dan III
Karakteristik

Fakt is gelap mutu II

Fakt is gelap mutu III

26 – 35

47.2

Kadar sulfur bebas (%)

1.8

0.9

Kadar abu (%)

1.5

5.8

pH

Netral

Netral

Warna

Coklat

Coklat tua

Kadar ekstrak aseton (%)

Sumber : Alfa dan Honggokusumo (1997)

Mekanisme reaksi sulfur dengan minyak selama proses pembuatan faktis
gelap belum diketahui dengan pasti. Sonntag (1982), menyatakan bahwa reaksi
sulfur dalam pembentukan faktis gelap serupa de ngan reaksinya dalam karet, yaitu
modifikasi struktur polimer dengan membentuk ikatan silang. Pada dasarnya
reaksi sulfur dengan minyak merupakan mekanisme vulkanisasi polar secara
alami, bukan vulkanisasi radikal bebas.
Flint (1955) menjelaskan proses pembentukan faktis gelap. Pada umumnya
molekul trigliserida digambarkan sebagai huruf “E” dan dengan struktur molekul
tersebut, minyak tidak dapat membentuk faktis gelap.

Struktur molekul

trigliserida yang tepat untuk pembuatan faktis gelap diperoleh dengan memutar
cabang terbawah (R3 ) ke posisi perpanjangan cabang yang kedua (R2 ) (Gambar
1). Hasil akhir perputaran cabang ketiga ini membentuk struktur trigliserida
seperti “garpu tala”. Perputaran ini terjadi karena asam lemak pada cabang ketiga
trigliserida tidak sama dengan asam lemak pada cabang kesatu dan kedua.
Pembentuka n faktis gelap merupakan reaksi adisi sulfur terhadap sepasang ikatan
rangkap dari dua rantai asam lemak tak jenuh yang berada dalam posisi sejajar.
Dalam hal ini diperluka n empat atom sulfur untuk sepasang ikatan rangkap asam
lemak da n dihasilkan ikatan monosulfida atau ikatan disulfida.

8

CH2

O
O C (CH2)11 CH CH (CH2)7CH3 R1

CH2 O C (CH2)11 CH CH (CH2)7CH3 R2
O
CH2 O C (CH2)7
O

CH CH (CH2)7CH3 R3

Gambar 1 Struktur trigliserida yang mengarah pada bentuk “garpu tala”

Pada proses vulkanisasi, dua molekul trigliserida dalam bentuk “garpu tala”
saling berikatan melalui ikatan sulfur dari ekor ke ekor (ikatan intermolekuler).
Selain itu, ikatan sulfur juga terbentuk melewati cabang “garpu tala” dari masingmasing trigliserida dan membentuk ikatan intramolekuler. Struktur ini merupakan
struktur unit pokok faktis gelap (Gambar 2 dan 3). Susunan unit faktis gelap yang
menyusun makromolekul faktis gelap dapat berupa : (i) susunan sejajar
menyerupa i “tumpukan buku” da n (ii) susunan menyerupa i batu bata di dinding
dan (iii) kombinasi keduanya.

1

C

S
C

C

C

S
S

C
S
S

C

C

2

3

S
C

S
C

S
S
S
S

C

C

C

C
S

C

6

S
S

C
S
S

C
S
S

C

C

C

S
S

C

C

C
S

C
S

C

5

4

S
S

Gambar 2 Pembentukan ikatan sulfur dari ekor ke ekor pada pembuatan
faktis gelap

9

a

b

c

B

A

C

f

e

d

Gambar 3 Struktur unit pokok faktis gelap

2.2. Minyak Jarak
Minyak jarak (castor oil) diperoleh dari biji tanaman jarak kepyar (Ricinus
communis L.).

Biji jarak mengandung sekitar 35 – 55 persen minyak.

Karakterisitik minyak jarak berbeda dengan minyak nabati lainnya, terutama
karena minyak jarak mempunyai bilangan asetil, bilangan iod dan viskositas yang
tinggi.

Minyak jarak merupakan senyawa yang mudah dimodifikasi karena

memiliki tiga gugus aktif, yaitu gugus karboksilat, ikatan rangkap dan gugus
hidroksil. Selain itu, minyak jarak juga mempunyai kelarutan yang tinggi dalam
asam asetat glasial dan sebaliknya mempunyai kelarutan yang rendah dalam
pelarut petroleum.

Karakteristik yang spesifik tersebut disebabkan oleh

kandungan asam risinoleat yang tinggi pada minyak jarak. Asam risinoleat adalah
asam lemak yang mengandung gugus hidroksil dalam struktur molekulnya
(Bernardini, 1983). Minyak jarak tidak dapat digunakan untuk kebutuhan pangan
karena dapat meracuni tubuh. Sifat meracuni ini akibat kandungan senyawa ricin,
ricinine da n allergen tertentu (Ogunniyi, 2005).

Minyak jarak umumnya

dimanfaatkan di bidang kosmetika, farmasi dan cat (Sontag, 1979).
Selanjutnya Bernardini (1983) menjelaskan bahwa kandungan asam
risinoleat dalam minyak jarak mencapai sekitar 93 persen dari total asam lemak.
Asam lemak

lain yang

linoleat sebesar 4.5 – 5.0
asam

palmitat

terdapat

da lam

persen da n

minyak

jarak

adalah

asam oleat, asam stearat

dalam jumlah yang sangat kecil.

asam
serta

Asam lemak risinoleat

10

[CH3 (CH2 )5 CH(OH)CH 2 CH=CH(CH 2 ) 7 COOH],
[CH3 (CH2 )4 CH=CHCH 2 CH=CH

(CH2 ) 7 COOH]

linoleat
dan

oleat

[CH3 (CH2 )7 CH=CH(CH2 ) 7 COOH] merupakan asam lemak tidak jenuh.
Minyak jarak memiliki viskositas tinggi dan tetap cair pada suhu rendah.
Pada suhu 24o C dan 85oC, viskositas kinematik minyak jarak murni berturut-turut
adalah 295,4 cSt dan 20,3 cSt dengan indeks viskositas 87.

Sifat fisiko kimia

minyak jarak disajikan pada Tabel 2.

Tabe l 2 Sifat fisiko kimia minyak jarak murni
No

Sifat fisiko k imia

Nilai

1

Bilangan asam (mg KOH/g minyak)

0.3 – 6.0

2

Bilangan pe nyabunan (mg KOH/ g minyak)

177 – 187

3

Bahan tidak tersabunka n (%)

0.3 – 1.0

4

Bilangan iod (g iod/100 g minyak)

80 – 90

5

Viskos itas kinematik, 25 o C (cSt)

6

Bobot jenis, 15.5o /15.5o C

0.957 – 0.967

7

Kelarutan dalam alkohol, 20o C

“no turbidity”

8

Bilangan asetil

9

Titik api, o C

10

Putaran optik, 200 mm

11

Titik tuang, o C

-23

12

Tegangan pe rmukaan, 20 o C (dyne/cm)

39.0

13

Indeks bias, 25o C

615 – 790

144 – 150
322
+7.5 – 9.0

1.476 – 1.478

Sumber : Kirk dan Othmer (1993)

2.3. Kompon Karet
Kompon karet adalah campuran karet mentah dan bahan-bahan tambahan.
Pembuatan kompon karet untuk menghasilkan barang jadi karet dengan sifat fisik
yang sesuai de ngan kebutuhan. Bahan utama yang dibutuhka n da lam pe mbuatan
kompon karet adalah elastomer (karet alam atau karet sintetik) dan bahan
pemvulkanisasi (vulcanizing agent). Bahan ini dapat berupa sulfur atau oksida
loga m. Bahan pemvulkanisasi bereaksi dengan gugus aktif molekul karet

11

membentuk ikatan silang antar molekul sehingga terbentuk jaringan tiga dimensi
(Winspear, 1968).
Selain bahan pemvulkanisasi, pembuatan kompon juga memerlukan bahan
pencepat (accelerator), bahan penggiat (activator), bahan pengisi (filler) dan
bahan ba ntu olah (processing aid).

Bahan pe ncepa t ditamba hka n untuk

mempercepat reaksi vulkanisasi dan memungkinkan vulkanisasi berlangsung pada
suhu yang lebih rendah (Craig,

1969).

Bahan penggiat berfungsi sebagai

pengaktif kerja bahan pencepat karena umumnya bahan pencepat organik tidak
berfungsi tanpa adanya bahan pengaktif (Craig, 1969). Bahan penggiat terbagi
menjadi dua golongan, yaitu anorganik berupa oks ida logam (ZnO, PbO dan
MgO) dan organik berupa asam lemak rantai panjang (asam stearat dan asam
oleat). Bahan penggiat yang paling banyak digunakan adalah kombinasi ZnO dan
asam stearat (Alfa, 2002).
Bahan pengisi ditambahkan untuk memperkuat struktur fisik, memperbaiki
karakteristik pengolahan dan menambah volume kompon karet. Bahan pengisi
terdiri dari dua jenis, yaitu bahan pengisi aktif dan bahan pengisi tidak aktif.
Bahan pengisi aktif meningkatkan kekerasan, ketahanan sobek, ketahanan kikis
dan tegangan putus barang jadi karet. Bahan pengisi tidak aktif meningkatkan
kekerasan dan kekuatan produk. Bahan pengisi aktif antara lain karbon aktif,
silika, aluminium silikat dan magnesium silikat., sedangkan bahan pengisi tidak
aktif antara lain kaolin, berbagai jenis tanah liat, kalsium karbonat, magnesium
karbonat, barium sulfat dan barit (Craig, 1969).
Bahan bantu olah merupakan bahan kimia karet yang ditambahkan pada
pembuatan kompon karet untuk meningkatkan efektifitas tanpa mempengaruhi
karakteristik vulkanisasi barang jadinya. Berdasarkan fungsinya, bahan bantu olah
karet terdiri dari senyawa penghomogen (homogenizing agent), bahan pelunak
atau pelembut (plasticizer), senyawa pemutus rantai (peptizer), senyawa
pendispersi (dispersing agent), senyawa peningkat daya lengket (tackifier), bahan
penamba h volume (extender), ba han bantu pelepas dari cetakan (mold release
agent) dan ba han bantu peningkat aliran kompon selama ekstrusi/calendering
(flow improvement).

12

Perlakuan awal terhadap karet yang akan dibuat kompon adalah mastikasi
yang bertujuan untuk melunakkan karet sehingga mudah tercampur dengan bahanbahan lain.

Pelunakan ini terjadi karena pemutusan rantai molekul sehingga

diperoleh bobot molekul yang lebih rendah (Craig, 1969).

2.4. Vulkanisasi Karet
Vulkanisasi merupakan proses kimiawi yang bersifat tidak dapat balik
dengan menggunakan bahan pemvulkanisasi seperti sulfur, bahan yang
mengandung sulfur dan peroksida organik. Tujuan vulkanisasi adalah membentuk
ikatan silang pada molekul karet yang fleksibel sehingga menghasilkan jaringan
tiga dimensi dan mengubah sifat karet mentah yang rapuh dan plastis menjadi
produk yang lebih kuat. Vulkanisasi karet biasanya melibatkan pemanasan karet
pada suhu 100 – 180o C dengan bahan pemvulkanisasi serta bahan pencepat dan
bahan penggiat (Craig, 1969). Coran (1978) mendefinisikan vulkanisasi sebagai
proses yang melibatkan pembentukan jaringan molekuler melalui ikatan kimia
dari rantai-rantai molekul bebas. Proses ini meningkatkan kemampuan karet
untuk kembali ke bentuk semula setelah dikenai gaya mekanik. Vulkanisasi,
dengan demikian, merupakan reaksi intermolekuler yang meningkatkan elastisitas
karet serta mengurangi sifat plastisitasnya.
Morton (1959), menyatakan bahwa vulkanisasi karet alam dilakukan untuk
mengurangi sifat karet alam yang rapuh pada suhu dingin dan lunak pada suhu
panas. Dengan vulkanisasi, produk karet menjadi lebih fleksibel, stabil terhadap
perubahan suhu, daya tahan meningkat dan penggunaan karet alam semakin luas.
Pada dasarnya sistem vulkanisasi digolongkan menjadi dua macam, yaitu
vulkanisasi dengan sulfur dan bukan sulfur.
Sulfur merupakan bahan pemvulkanisasi yang umum digunakan.

Atom

sulfur terikat dengan atom karbon yang memiliki ikatan rangkap membentuk
ikatan silang da lam struktur karet. Ikatan silang inilah yang memberikan sifat
elastis pada karakteristik karet (www.people.virginia.edu., 23 Juni 2005).
Formula umum vulkanisasi dengan sulfur adalah : ZnO 2 – 10 bsk (bagian per
seratus karet), asam lemak 1 – 4 bsk, sulfur 0.5 – 4 bsk dan bahan pencepat 1.5 –
2 bsk (Coran, 1978). Secara umum, produk hasil vulkanisasi atau barang jadi

13

karet dikenal dengan istilah vulkanisat. Beberapa pengujian sifat fisik vulkanisat
ada lah uji tarik (tensile strength), perpanjangan putus (elongation at break),
kekerasan (hardness) dan ketahanan sobek (tear strength) (Maspanger, 2002).

2.5. Penelitian Faktis Gelap
Reynolds (1962), menyebutkan bahwa faktis gelap telah diproduksi secara
komersial di Eropa pada tahun 1914. Pada waktu itu, kebutuhan faktis gelap di
Perancis tercatat sebesar

2 000 ton. Sebenarnya faktis gelap telah dikenal

orang sejak awal abad XIX. Pada waktu itu, di Inggris faktis gelap dikenal
dengan nama rubber substitute sebagai terjemahan dari bahasa Perancis
“caoutchouc factice” dan di China faktis dike nal de ngan nama “gun-powder and
pottery”. Di Eropa, faktis gelap umumnya dibuat dengan bahan baku minyak
linseed, rapeseed da n hempseed.
Pada pertengahan abad XIX (1846 – 1850), pengembangan faktis gelap
memasuki periode “penyimpangan”. Pada periode ini, faktis gelap dibuat dengan
mereaksikan minyak dan asam nitrat (bukan dengan sulfur sebagaimana
sebelumnya) untuk beberapa jam hingga diperoleh material yang kental. Setelah
didinginkan, bahan tersebut dicuci dan dikeringkan. Pada waktu tersebut faktis
gelap dikenal dengan nama “oil-rubber”. Sejak tahun 1855 faktis gelap telah
dibuat dan dipasarkan pada jumlah yang cukup banyak. Pada periode ini, faktis
gelap dibuat dengan mereaksikan minyak linseed, rapeseed dan hempseed dengan
sulfur klorida dengan reaksi yang menyerupai proses vulkanisasi karet. Teknologi
proses pembuatan faktis gelap dari minyak linseed dengan menambahkan sulfur
klorida dipublikasikan oleh French Academy of Sciences pada tahun 1858.
Pada awal abad 20, kebutuhan faktis gelap meningkat akibat tingginya
permintaan karet dan melambungnya harga karet. Pada masa ini dikembangkan
“rubbery material” yang mempunyai karakteristik seperti karet tetapi dengan
kandungan karet minimum. Faktis gelap dikembangkan dengan menambahkan
minyak nabati ke dalam karet non hevea (seperti Guayule) dan kemudian
divulkanisasi dengan sulfur. Penambahan faktis gelap ini dimaks udk an untuk
meningkatkan sifat seperti karet (rubber – like properties). Metode lain yang
digunakan adalah melarutkan karet ke dalam minyak nabati pada temperatur

14

tinggi dan menambahkan larutan tersebut ke dalam minyak linseed sebelum
dilakukan pemanasan dengan sulfur. Dalam sejarah pengembangan faktis gelap,
periode ini sering disebut sebagai periode diversifikasi. Faktis gelap lebih banyak
digunakan sebagai komponen dalam membuat compound untuk memperbaiki
sifat-sifat dari barang jadi karet.

Pada masa ini juga dikembangkan faktis

campuran (mixed factice) yang diperoleh dengan cara vulkanisasi parsial minyak
dengan sulfur dan kemudian dilanjutkan dengan sulfur klorida.
Pada periode berikutnya, faktis gelap tidak hanya dibuat dari minyak nabati
(minyak linseed, minyak rapeseed, minyak hempseed, minyak biji kapuk, minyak
olive, minyak poppyseed, minyak jarak, minyak walnut, minyak jagung dan
minyak kedelai), tetapi juga dibuat dari minyak ikan (fish oil) minyak ikan paus
(whale oil). Bentuk lain dari diversifikasi pengembangan faktis gelap adalah
pengembangan produk seperti faktis (factice-like product).

Produk ini

dikembangkan dengan memanaskan minyak linseed atau minyak jarak dengan
tambahan senyawa amina dan sulfur klorida. Senyawa amina yang digunakan
antara lain anilin, meta-aminofenol, urea dan dimetil amin. Produk ini tidak larut
dalam alkohol, tetapi larut dalam toluen, xylen dan karbon disulfida. Produk ini
dikenal sebagai “amine factice” dan banyak digunakan dalam pembuatan ebonit.
Diversifikasi yang lain menghasilkan “loaded factice”. Pada pembuatan
faktis gelap ini, ditambahkan ter, resin, silika atau vaselin. Beberapa merk produk
yang terkenal adalah Adamanta (fakt is gelap yang dibuat dari minyak linseed
dengan penambahan kapur dan resin), Blandite (fakt is gelap yang dibuat dari
minyak linseed dengan penambahan silika), Nigrum Elasticum (faktis gelap yang
dibuat dari minyak biji kapas dengan penambahan ter petrokimia), Rubberine
(fakt is gelap yang dibuat dari minyak linseed dengan penambahan ter dan vaselin)
dan Leonard’s (faktis gelap yang dibuat dari minyak jarak atau minyak jagung
dengan pe namba han magnesia).
Perkembangan berikutnya adalah dihasilkannya faktis putih yang tidak
memperlambat proses vulkanisasi. Faktis putih dibuat dengan menambahkan
proses penanganan pendahuluan, yaitu penambahan alkali untuk menetralkan
asam bebas. Perkembangan lain yang penting adalah ditemukannya senyawa
akselerator yang dapat mempercepat reaksi vulkanisasi menjadi hanya sepertiga

15

dari waktu proses tanpa akselerator. Dua senyawa akselerator yang banyak
digunakan adalah PPD dan o-tolilbigua nida
Alfa dan Honggokusumo (1997) melakukan penelitian untuk membuat
faktis gelap dari minyak biji karet. Pada penelitian ini digunakan dua perlakuan
pendahuluan, yaitu oksidasi parsial minyak biji karet untuk meningkatkan
viskositasnya dan pengolahan minyak biji karet untuk mengurangi kadar kotoran
dan asam lemak bebas.

Vulkanisasi minyak biji karet yang telah dioksidasi

parsial dengan 20 bagian per seratus bobot minyak (bsm) sulfur dan satu bsm
ZDBC (zink dibutil ditiokarbamat) pada suhu 150o C menghasilkan faktis gelap
berwarna coklat muda. Vulkanisasi minyak biji karet olahan dengan penambahan
25 bsm sulfur dan satu bsm ZDBC pada suhu yang sama menghasilkan faktis
gelap mutu III yang elastis.
Penelitian lain dilakuka n oleh Siskawati (2005 ) yang membuat faktis gelap
dari minyak jarak, minyak jagung dan minyak kedelai dengan perlakuan
konsentrasi sulfur (25, 30 dan 35 bsm) dan var

Dokumen yang terkait

Dokumen baru

Rekayasa pembuatan faktis gelap dari minyak jarak (Castor Oil)