22
Tabel 7. Hasil penilaian kualitatif kekerasan faktis gelap
Metode Netralisasi
Kecepatan Pengadukan rpm 130
145 160
Na
2
CO
3
+++ ++
++ ++
- ++
NaOH
++ ++
++ ++
+++ ++
Reaksi pembentukan ikatan silang oleh ikatan sulfur dalam faktis akan terus terjadi selama ikatan rangkap masih tersedia. Sulfur yang tersisa akan mengisi ruang-ruang kosong dalam faktis. Jika
seluruh ikatan rangkap telah teradisi, kondisi ini akan menghasilkan struktur molekul faktis yang lebih padat sehingga faktis tidak lagi kenyal melainkan keras. Menurut Carrington 1962, secara umum
minyak dengan bilangan iod antara 80-185 dapat diolah menjadi faktis, tetapi untuk mendapatkan faktis keras dengan ekstrak aseton rendah dan warna yang baik, digunakan minyak yang mempunyai
kandungan asam lemak jenuh kurang dari 5, bilangan iod 80-110 dan mempunyai asam polyolefin lain disamping asam linoleat. Jika kandungan asam lemak jenuh dari minyak labih dari 5, faktis
akan memiliki tekstur yang lunak.
b. Analisis Sifat Kimia Faktis Gelap
Analisis sifat kimia perlu dilakukan untuk mengetahui mutu faktis gelap yang dihasilkan. Pengujian sifat kimia yang dilakukan antara lain kadar ekstrak petroleum eter, kadar sulfur bebas,
kadar abu, dan nilai pH. Data hasil pengujian masing-masing perlakuan, disajikan pada Lampiran 4. Berikut akan dijelaskan masing-masing pengujian sifat kimia faktis gelap:
a
Kadar Ekstrak Petroleum Eter
Penentuan kadar ekstrak petroleum eter merupakan parameter untuk mengetahui efektifitas proses pembuatan faktis secara kimiawi. Tingkat efektifitas pembentukan ikatan silang
antara sulfur dengan asam lemak tak jenuh dapat diketahui melalui kadar ekstrak petroleum eter seperti tergambar pada Gambar 10. Dari hasil pengujian, diperoleh kadar ekstrak petroleum eter
tertinggi diperoleh pada faktis yang mengalami perlakuan metode netralisasi menggunakan NaOH pada kecepatan pengadukan 130 rpm, yaitu sebesar 11,42 . Sedangkan kadar ekstrak
petroleum eter terendah diperoleh pada faktis yang diberi perlakuan metode netralisasi menggunakan NaOH pada kecepatan pengadukan 160 rpm, yaitu sebesar 7,77. Dari hasil
tersebut, faktis yang dihasilkan dapat digolongkan ke dalam faktis komersial mutu I, karena memiliki kadar kelarutan kurang dari 20. Hal tersebut menandakan bahwa tingkat pembentukan
ikatan silang antara sulfur dengan asam lemak tak jenuh pada minyak jarak berlangsung secara efektif.
23
Gambar 10. Grafik kadar ekstrak petroleum eter faktis gelap Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa kadar ekstrak petroleum eter tidak dipengaruhi
secara signifikan oleh kecepatan pengadukan maupun metode netralisasi. Hasil analisis ragam kadar ekstrak petroleum eter tersaji pada Lampiran 5 c.
Parameter utama penentu mutu faktis secara kimiawi adalah kadar ekstrak aseton Harrison, 1952. Prinsip uji kadar ekstrak aseton adalah mengukur tingkat kelarutan bahan dalam
aseton. Menurut Carrington 1962, kadar ekstrak aseton menunjukkan banyaknya bagian faktis yang dapat larut dalam aseton, minyak bebas merupakan salah satu bagiannya. Pada penelitian
terdahulu, faktis yang berbahan baku minyak jarak dengan berbagai perlakuan mengandung kadar ekstrak aseton yang tinggi. Kadar ekstrak aseton yang tinggi menandakan bahwa semakin
sedikit minyak yang tervulkanisasi atau terbentuk faktis gelap. Tingginya nilai kadar ekstrak aseton faktis gelap berbahan baku minyak jarak memiliki
karakteristik khusus, yaitu adanya kandungan asam risinoleat Reynolds, 1962 yang tinggi sekitar 90. Asam risinoleat adalah asam lemak yang tersusun dari 18 atom karbon, satu ikatan
rangkap tidak jenuh, dan mempunyai gugus fungsional hidroksil pada atom C ke-12. Gugus fungsional ini menyebabkan faktis yang dihasilkan dari minyak jarak bersifat polar Widodo,
2007 sehingga mudah larut dalam aseton yang juga bersifat polar. Oleh Karena itu, untuk dapat mengetahui banyaknya minyak yang tervulkanisasi diperlukan pengujian dengan mengganti
bahan pelarut yaitu dengan menggunakan pelarut petroleum eter. Petroleum eter adalah pelarut non polar yang merupakan campuran hidrokarbon cair yang bersifat mudah menguap dan
memiliki titik didih 60-80°C. Pengujian kadar ekstrak petroleum eter telah dilakukan pada faktis gelap komersial. Perusahaan Gee Cee Chemical memproduksi faktis gelap komersial dari minyak
jarak dengan kadar ekstrak petroleum eter sebesar 14,18 www.alibaba.com. Metode pengujian kadar ekstrak petroleum eter sama seperti metode pengujian kadar ekstrak aseton. Berdasarkan
uraian diatas diketahui bahwa parameter kadar ekstrak petroleum eter dapat menjadi petunjuk dari tingkat kesempurnaan vulkanisasi campuran minyak menjadi faktis.
Kadar ekstrak petroleum eter akan meningkat jika konsentrasi sulfur kurang atau berlebih. Penambahan konsentrasi sulfur yang terlalu sedikit ke dalam proses pembuatan faktis
dapat menyebabkan tingginya nilai kadar ekstrak petroleum eter faktis. Hal ini disebabkan oleh terdapatnya asam lemak tak jenuh pada minyak yang tidak bereaksi dengan sulfur sehingga
berdampak pada pembentukan minyak tervulkanisasi yang rendah. Asam lemak jenuh dapat
Na
2
CO
3
NaOH
24
terhitung dalam penentuan kadar kelarutan faktis karena asam lemak jenuh termasuk gliserida yang dapat larut dalam petroleum eter.
Penggunaan sulfur yang berlebih juga menjadi salah satu faktor tingginya kadar ekstrak petroleum eter. Ikatan antara sulfur dengan asam lemak tak jenuh pada minyak dapat berupa
monosulfida atau disulfida. Ikatan monosulfida bersifat relatif tidak stabil serta dapat mengalami pemutusan ikatan menjadi sulfur dan asam lemak jenuh karena memiliki sifat non-thermoplastic
yang rendah. Kedua komponen ini dapat larut dalam pelarut organik sehingga mempengaruhi nilai kadar ekstrak petroleum eter faktis gelap.
Penentuan kadar kelarutan faktis juga dapat mengetahui sifat non-thermoplastic faktis. Faktis merupakan material bersifat non-thermoplastic sampai dengan suhu tinggi dan tidak larut
dalam pelarut organik. Menurut Carrington 1962, semakin rendah kadar ekstrak kelarutan faktis, makin banyak bagian minyak yang tervulkanisasi, sehingga faktis bersifat non-
thermoplastic . Faktis dengan sifat non-thermoplastic tinggi memiliki kemantapan ukuran atau
bentuk dimension stability yang relatif tinggi selama penjuluran dan vulkanisasi.
b Kadar Sulfur bebas
Kadar sulfur bebas didefinisikan sebagai jumlah sulfur yang tidak berikatan dengan asam lemak tak jenuh minyak. Kandungan sulfur bebas dalam faktis mengindikasikan bahwa
sulfur yang ditambahkan melebihi jumlah ikatan rangkap yang seharusnya diadisi. Berdasarkan hasil pengujian seperti ditunjukkan oleh Gambar 11, dapat diketahui bahwa
kadar sulfur bebas tertinggi diperoleh pada perlakuan metode netralisasi menggunakan NaOH dan kecepatan pengadukan pada 130 rpm, yaitu sebesar 1,82. Sedangkan kadar sulfur bebas
terendah diperoleh pada perlakuan metode netralisasi menggunakan Na
2
CO
3
pada kecepatan 130 rpm, yaitu sebesar 1,37 dengan nilai rata-rata kadar sulfur bebas faktis gelap sebesar 1,67.
Menurut Harrison 1952, kadar sulfur bebas faktis diharapkan serendah mungkin, yaitu maksimal 2.
Gambar 11. Grafik kadar sulfur bebas faktis gelap Berdasarkan hasil analisis ragam menunjukkan bahwa kadar ekstrak petroleum eter tidak
dipengaruhi secara signifikan oleh kecepatan pengadukan maupun metode netralisasi. Hasil analisis ragam kadar ekstrak petroleum eter tersaji pada Lampiran 5 d.
Na
2
CO
3
NaOH
25
Tingginya nilai bilangan iod menunjukkan banyaknya jumlah ikatan rangkap pada minyak lebih banyak sehingga lebih banyak minyak yang tervulkanisasi oleh sulfur. Semakin
banyak minyak yang tervulkanisasi, maka sulfur yang tidak berikatan dengan minyak menjadi lebih sedikit atau kadar sulfur bebas menjadi lebih rendah. Jumlah sulfur yang ditambahkan pada
proses pembuatan faktis tergantung dari jumlah bilangan iod. Kadar sulfur yang tinggi dapat mengganggu sistem vulkanisasi kompon karet. Penggunaan sulfur berlebih juga dapat
mempengaruhi tekstur faktis. Faktis dengan tekstur yang keras dihasilkan oleh faktis dengan kadar sulfur bebas yang tinggi Alfa dan Honggokusumo, 1998.
c Kadar Abu
Nilai kadar abu tertinggi diperoleh pada faktis gelap dari hasil perlakuan metode netralisasi dengan menggunakan Na
2
CO
3
, yaitu sebesar 4,81. Sedangkan nilai kadar abu terendah diperoleh pada faktis gelap dari hasil perlakuan metode netralisasi dengan menggunakan
NaOH, yaitu sebesar 3,97 seperti disajikan pada Gambar 12. Hal tersebut dikarenakan, proses netralisasi pada penggunaan Na
2
CO
3
tidak dilakukan penetralan minyak sehingga unsur Na berikatan dengan faktis yang terbentuk. Unsur Na tersebut akan menambah jumlah kandungan
logam pada faktis gelap saat dilakukan pengujian kadar abu. Pada metode netralisasi menggunakan NaOH, minyak yang telah dinetralisasi oleh larutan NaOH kemudian dicuci
dengan air hangat sehingga unsur Na yang berikatan dengan minyak akan ikut terbuang bersama air dan zat kotoran lain, hal tersebut menyebabkan kandungan logam dan kadar abu dalam faktis
yang dihasilkan lebih rendah. Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa kadar abu faktis yang dihasilkan memenuhi syarat mutu faktis komersial yaitu kurang dari 5 Carrington, 1936.
Gambar 12. Histogram nilai kadar abu faktis gelap Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa kadar abu faktis gelap dipengaruhi secara
nyata oleh metode netralisasi. Analisis uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa netralisasi dengan menggunakan larutan NaOH menghasilkan kadar abu faktis yang lebih rendah dibandingkan
netralisasi menggunakan Na
2
CO
3.
Hasil analisis ragam kadar abu tersaji dalam Lampiran 5 e. Analisa kadar abu bertujuan untuk mengetahui kadar oksida logam yang tidak
teroksidasi menjadi CO
2
dan H
2
O di dalam faktis yang disebabkan adanya mineral-mineral dalam faktis. Kadar abu secara kasar menunjukkan kandungan mineral dan logam dalam bahan dan
merupakan sisa-sisa setelah bahan dibakar habis sehingga bebas karbon. Nilai kadar abu faktis yang semakin tinggi menunjukkan mineral logam dalam faktis semakin banyak.
Na
2
CO
3
NaOH
26
Penggunaan faktis dengan kadar abu yang tinggi dapat mempengaruhi ketahanan retak lentur flex cracking resistance dari vulkanisasi karet dan dapat mengurangi sifat dinamika yang
unggul seperti kalor timbul heat build up. Tingginya kadar abu pada faktis dikhawatirkan akan mempengaruhi sistem vulkanisasi karet terutama adanya logam-logam seperti Cu, Mn, dan Fe
yang merupakan pro-oksidan sehingga ketahanan vulkanisat akan menurun.
d Nilai pH
Pengukuran pH faktis bertujuan untuk mengetahui tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh faktis. Pengukuran pH faktis dilakukan dengan melarutkan faktis di dalam aquades
kemudian diukur pH nya dengan menggunakan pH meter. Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa nilai pH faktis gelap dipengaruhi secara nyata
oleh metode netralisasi. Analisis uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa netralisasi dengan menggunakan larutan NaOH menghasilkan nilai pH faktis yang lebih baik dibandingkan
netralisasi menggunakan Na
2
CO
3.
Hasil analisis ragam kadar abu tersaji dalam Lampiran 5 f. Berdasarkan hasil pengujian, faktis gelap dengan perlakuan metode netralisasi
menggunakan Na
2
CO
3
memiliki pH rata-rata sebesar 9,5 basa, sedangkan pada faktis dengan perlakuan metode netralisasi menggunakan NaOH memiliki nilai pH rata-rata sebesar 7,33
netral seperti yang ditunjukkan pada Gambar 13. Hal tersebut dikarenakan, penggunaan Na
2
CO
3
melebihi jumlah asam lemak minyak yang harus dinetralkan, sehingga pH faktis bersifat basa. Pada metode netralisasi menggunakan NaOH, minyak yang telah dinetralisasi oleh larutan NaOH
kemudian dicuci dengan air hangat sehingga NaOH yang besifat basa, yang berikatan dengan minyak akan ikut terbuang bersama air dan zat kotoran lain, hal tersebut menyebabkan minyak
yang digunakan cenderung bersifat netral.
Gambar 13. Histogram nilai pH faktis gelap Faktis yang bermutu baik harus mempunyai pH yang netral, hal ini dimaksudkan agar
faktis tidak mempengaruhi tingkat keasaman dalam kompon karet, terutama jika faktis ditambahkan dalam jumlah besar. Faktis yang bersifat basa dikhawatirkan akan mempengaruhi
bahan-bahan yang digunakan dalam sistem vulkanisasi karet. Adanya asam stearat sebagai bahan pengaktif pada sistem vulkanisasi karet akan terganggu kinerjanya jika faktis gelap yang
ditambahkan memiliki pH basa.
Na
2
CO
3
NaOH
27
V. PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan analisis keragaman, perlakuan metode netralisasi berpengaruh nyata pada dua mutu sifat kimia faktis gelap yaitu kadar abu dan pH faktis gelap, sedangkan kecepatan pengadukan
tidak berpengaruh nyata terhadap mutu faktis gelap. Berdasarkan kadar ekstrak petroleum eter, faktis yang dihasilkan memiliki nilai ekstrak antara 7,77-11,42. Berdasarkan kadar sulfur bebas, semua
faktis yang dihasilkan memiliki kadar sulfur bebas kurang dari 2 yaitu antara 1,37-1,82 . Dari hasil pengujian, kombinasi perlakuan terbaik berdasarkan kadar ekstrak petroleum eter, kadar abu, dan
nilai pH, diperoleh pada kecepatan pengadukan 160 rpm dan metode netralisasi menggunakan NaOH. Minyak jarak yang digunakan pada penelitian ini memenuhi syarat sebagai bahan baku
pembuatan faktis karena memiliki bilangan iod rata-rata sebesar 84,00 g iod 100 g minyak dan rata- rata bilangan asam sebesar 3,18 g iod 100 g minyak. Pada pengamatan warna faktis, tingkat warna
faktis gelap yang dihasilkan terdiri dari tiga variasi warna, yaitu coklat muda, coklat, dan coklat tua. Tingkat kekerasan faktis gelap yang dihasilkan terdiri dibagi ke dalam tiga tingkat, yaitu: keras
– agak lembek, keras ++ keras, dan keras +++ sangat keras.
B. Saran
Saran untuk penelitian selanjutnya yaitu perlunya pengujian bilangan iod terhadap faktis gelap yang dihasilkan untuk mengetahui banyaknya ikatan rangkap yang teradisi oleh sulfur selain
dengan menguji kadar ekstrak petroleum eter.