14
Plasticity Retention Index merupakan analisis untuk mengetahui keadaan molekul karet sebagai akibat dari pemanasan yang dapat memecah molekul karet sehingga karet menjadi lunak.
Proses ini berhubungan dengan oksidasi. Karet yang memiliki nilai PRI tinggi berarti mempunyai ketahanan terhadap oksidasi pada suhu tinggi. PRI merupakan nilai perbandingan antara
plastisitas sebelum pengusangan Po dan sesudah pengusangan Pa. Nilai PRI yang didapatkan telah sesuai dengan standar nilai PRI SIR 20 yang ada.
2. Karakteristik Aspal Pen 60
Aspal yang digunakan dalam penelitian ini adalah aspal jenis pen 60. Aspal pen 60 yang akan digunakan terlebih dahulu diuji nilai titik lembek dan nilai penetrasinya untuk mengetahui
kemampuan aspal melunak dan tingkat kekerasannya. Hasil uji karakteristik aspal pen 60 dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil uji karakteristik aspal Pen 60 Kriteria Uji
Hasil uji Persyaratan berdasarkan SNI
06-2456-1991 dan SNI 06- 2434-1991
Titik Lembek
o
C 51
48-58 Penetrasi dmm
55 60-79
Titik lembek merupakan suhu pada saat aspal mulai melunak dikarenakan pemanasan yang terus-menerus. Aspal pen 60 yang dipakai memiliki nilai titik lembek sebesar 51
o
C. nilai tersebut menunjukkan bahwa titik lembek aspal pen 60 yang dipakai memenuhi standar aspal Pen 6070
yang ditetapkan. Uji penetrasi dilakukan untuk mengetahui tingkat kekerasan aspal. Semakin rendah nilai
penetrasi yang didapat menunjukkan tingkat kekerasan aspal yang semakin tinggi keras. Berdasarkan hasil uji penetrasi, aspal pen 60 yang dipakai memiliki nilai penetrasi sebesar 55
dmm. Nilai tersebut apabila dibandingkan dengan nilai standar penetrasi untuk aspal pen 60 tidak memenuhi standar yang ada. Hal ini menunjukkan bahwa aspal pen 60 yang dipakai telah
mengalami penurunan nilai penetrasi atau menjadi keras karena penyimpanannya yang terlalu lama. Secara teoritis, aspal pen 60 seharusnya memiliki nilai penetrasi minimum sebesar 60
dmm.
3. Karakteristik SIR 20 Terdegradasi
Degradasi SIR 20 merupakan proses pemutusan rantai polimer isoprene yang panjang pada karet menjadi rantai polimer yang pendek. Jika rantai polimer lebih pendek, maka diharapkan
kemampuan karet alam melekat pada media aspal menjadi lebih baik. Penurunan bobot molekul SIR 20 diharapkan dapat memudahkan proses pencampurannya dengan aspal sehingga tidak
membutuhkan energi yang besar dan proses yang lama. Pada penelitian ini dilakukan degradasi SIR 20 secara mekanis, yaitu dengan memanfaatkan
tenaga mekanis yang berasal dari gaya geser antara permukaan gilingan mesin giling terbuka dengan balok karet. Jenis mesin giling yang digunakan yaitu two roll mill mesin giling terbuka.
15
Mesin giling ini terdiri atas 2 roll mill yang berputar dengan arah yang berlawanan untuk membantu proses pelunakan karet atau mastikasi. Alat degradasi SIR 20 yang digunakan dapat
dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Alat degradasi SIR 20 two roll mill Mastikasi yang digunakan pada penelitian ini adalah mastikasi dingin karena menggunakan
suhu 60
o
C. Pengontrolan suhu dilakukan dengan adanya aliran steam pada mesin. Menurut Amir 1990, pelunakan digolongkan dalam mastikasi dingin jika mastikasi dilakukan pada suhu
dibawah 100
o
C. Proses pemutusan ikatan polimer pada SIR 20 dilakukan dengan cara menggiling karet
selama waktu yang telah ditentukan yaitu 8, 16 dan 24 menit. Lokasi pemutusan terjadi pada ikatan karbon-karbon dari rantai utama polimer backbone yaitu
–CH
2
-CH
2
-. Lokasi pemutusan ikatan karbon-karbon rantai utama polimer dapat dilihat pada Gambar 6.
CH
3
CH
3
CH
2
C = C CH
2
CH
2
C = C CH
2
H H
Proses pemutusan rantai molekul selama mastikasi selain dipengaruhi oleh suhu juga dipengaruhi oleh tenaga mesin mastikasi itu sendiri. Menurut Straudinger et al. 1931, proses
mastikasi pada suhu rendah bukan reaksi thermal biasa tetapi merupakan penyatuan energi mekanik berupa gaya gesekan shearing force yang dipaksakan untuk menghancurkan molekul
Gambar 6. Ionasi rantai molekul dalam mastikasi karet alam Bristow dan Watson 1963
Lokasi pemutusan rantai molekul
Polimer
Keterangan: -
Kecepatan rol yang lambat : 24 rpm -
Rasio kecepatan rol yang lambat dibandingkan rol yang cepat : 1:1,4
- Diameter roll : 150 mm
16
karet. Penghancuran molekul yang dimaksud adalah perubahan ikatan rantai polimer Kauzman et al. 1940 yang digambarkan sebagai berikut:
R – R energi mekanik 2R •
Selanjutnya sebagian radikal mengikat oksigen O
2
dari udara, R • + O
2
R O
2
• Radikal lainnya bergabung kembali menjadi:
R • + R • R – R Untuk memudahkan proses mastikasi ditambahkan peptizer dan hidroksilamin netral sulfat
HNS. HNS digunakan untuk mencegah terjadinya reaksi ikatan silang pada rantai molekul karet. HNS banyak digunakan sebagai bahan pemantap viskositas Mooney karet. Mekanisme
reaksi pengikatan gugus aldehida oleh senyawa hidroksilamin dapat di lihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Mekanisme Pengikatan Gugus Aldehida oleh Senyawa Hidroksilamin Pristiyanti, 2006
Peptizer dapat membantu memutuskan rantai polimer karet. Oleh karena itu, penggunaan sedikit bahan ini cukup besar pengaruhnya dalam menurunkan viskositas karet. Dalam
pengolahan karet secara tidak langsung peptizer dapat membuat karet menjadi mantap karena gugus tiolnya akan memblokade gugus aldehid membentuk tioasetal, sehingga tidak membentuk
gel. Akibatnya viskositas karet tidak mengalami peningkatan selama penyimpanan. Bentuk dari SIR 20 sebelum didegradasi dan setelah didegradasi secara mekanis dapat dilihat pada Gambar
8.
Gambar 8. Bentuk SIR 20 sebelum didegradasi dan sesudah didegradasi Degradasi molekul karet pada proses mastikasi mengakibatkan karet menjadi lebih plastis
dibandingkan dengan sebelum mastikasi. Oleh karena itu, plastisitas karet dipengaruhi oleh durasi mastikasi. Semakin lama karet digiling atau diberi perlakuan mastikasi, maka karet akan
menjadi semakin plastis. Hal ini juga mengakibatkan nilai viskositas Mooney karet semakin menurun. Pada mastikasi SIR 20 selama 8, 16 dan 24 menit didapatkan nilai viskositas Mooney
yang semakin menurun. Nilai viskositas Mooney karet dapat dilihat pada Gambar 9. Gugus
Aldehida Hidroksilamin
Aldoksin Air
R CHO + NH
2
OH R CH = N OH + H
2
O
17
Gambar 9. Grafik nilai viskositas Mooney SIR 20 terdegradasi Grafik di atas menunjukkan nilai viskositas Mooney dari SIR 20 dengan waktu giling 0, 8,
16, dan 24 menit. Dari grafik dapat dilihat bahwa nilai viskositas Mooney dari SIR 20 setelah degradasi berada pada kisaran 5,0 - 12,8 Ml 1`+4` 100
o
C. Hal ini menunjukkan terjadinya perubahan nilai viskositas setelah dilakukan degradasi. Semakin panjang rantai poliisoprene
karet, maka dengan sendirinya pelepasan rantai monomer sebagian atau seluruhnya akan semakin sulit, jadi viskositasnya akan tinggi. Akibatnya akan terjadi aliran yang kecil dan bahan
tersebut dikatakan mempunyai elastisitas tinggi. Sebaliknya, jika rantai poliisoprene pendek, maka dengan sendirinya akan semakin mudah terjadinya aliran bahan viskositasnya rendah,
sehingga bahan akan kurang elastic atau lebih plastis. Viskositas Mooney SIR 20 menurun seiring dengan bertambahnya durasi penggilingan karet. Semakin lama waktu penggilingan
membuat karet menjadi semakin plastis dan lunak yang menghasilkan tahanan lemah, akibatnya rotor mooney viscometer berputar cepat dan memerlukan tenaga rendah.
B. HOMOGENITAS CAMPURAN SIR 20 DENGAN ASPAL SECARA
