9 d. Karet Bongkah block rubber
Karet bongkah adalah karet remah yang telah dikeringkan dan dikilang menjadi bandela-bandela dengan ukuran yang telah ditentukan. Karet bongkah ada
yang berwarna muda dan setiap kelasnya mempunyai kode warna tersendiri.
e. Karet Spesifikasi Teknis crumb rubber Karet spesifikasi teknis adalah karet alam yang dibuat khusus sehingga
terjamin mutu teknisnya. Penetapan mutu juga didasarkan pada sifat-sifat teknis. Warna atau penilaian visual yang menjadi dasar penentuan golongan mutu pada jenis
karet sheet, crepe maupun lateks pekat tidak berlaku pada jenis ini.
f. Tyre Rubber Tyre rubber adalah bentuk lain dari karet alam yang dihasilkan sebagai
barang setengah jadi sehingga bisa langsung dipakai oleh konsumen, baik untuk pembuatan ban atau barang yang menggunakan bahan baku karet alam lainnya.
g. Karet Reklim reclaimed rubber Karet reklim adalah karet yang diolah kembali dari barang-barang karet
bekas, terutama ban-ban mobil bekas dan bekas ban-ban berjalan. Karenanya boleh dibilang karet reklim dalah suatu hasil pengolahan scrap yang sudah divulkanisir.
Biasanya karet reklim banyak dipakai sebagai bahan campuran sebab bersifat mudah mengambil bentuk dalam acuan serta daya lekat yang dimilikinya juga baik. Produk
yang dihasilkan lebih kukuh dan tahan lama dipakai, lebih tahan terhadap bensin atau minyak pelumas. Tetapi karet reklim kurang kenyal dan kurang tahan gesekan sesuai
dengan sifatnya sebagai karet bekas pakai.
2.2. VULKANISASI
Vulkanisasi adalah suatu proses dimana molekul karet yang linier mengalami reaksi sambung silang sulfur sulfur-crosslinking sehingga menjadi molekul polimer
yang membentuk rangkaian tiga dimensi. Menurut Long 1985, vulkanisasi akan menurunkan plastisitas, kelekatan dan kepekaan karet terhadap panas dan dingin,
serta dapat meningkatkan elastisitas, kekuatan dan kemantapannya. Reaksi ini
Universitas Sumatera Utara
10 merubah karet yang bersifat plastis lembut dan lemah menjadi karet yang elastis,
keras dan kuat. Vulkanisasi juga dikenal dengan proses pematangan curingcure, dan molekul karet yang sudah tersambung silang crosslinked rubber dirujuk
sebagai vulkanisat karet rubber vulcanizate [31]. Vulkanisat karet tidak lagi bersifat lengket tacky, tidak melarut tetapi hanya mengembang didalam pelarut
organik tertentu. Gambar 2.2. merupakan bentuk jaringan sambung silang.
Gambar 2.2. Bentuk Jaringan Sambung Silang [2]
Awalnya, vulkanisasi dilakukan dengan menggunakan unsur sulfur pada konsentrasi 8 bsk. Vulkanisasi tersebut membutuhkan waktu 5 jam pada temperatur
140
O
C. Penambahan ZnO mengurangi waktu vulkanisasi menjadi 3 jam. Penggunaan pemercepat pada konsentrasi kurang lebih 5 bsk telah mengurangi
waktu vulkanisasi menjadi 1-3 menit. Sebagai hasilnya, vulkanisasi karet dengan menggunakan sulfur tanpa bahan pemercepat tidak lagi menjadi hal yang komersil.
Meskipun vulkanisasi sulfur tanpa bahan pemercepat tidak lagi menjadi hal yang komersil, ilmu kimia tentang vulkanisasi tersebut telah menjadi acuan dari
kebanyakan penelitian [2]. Gambar 2.3. merupakan skema reaksi vulkanisasi dengan menggunakan sulfur.
Universitas Sumatera Utara
11
Gambar 2.3. Skema Reaksi Vulkanisasi Sulfur [2]
Tidak seperti awal ditemukannya oleh Charles Goodyear di tahun 1939, dimana reaksi sambung silang oleh sulfur ini memerlukan waktu yang relatif sangat
lama. Dewasa ini dengan ditambahkannya bahan pencepat accelerator agent ke dalam ramuan karet maka proses vulkanisasi hanya memerlukan waktu dalam
hitungan menit saja. Sistem vulkanisasi yang terakhir ini dikenal sebagai sistem vulkanisasi sulfur terakselerasi. Secara umum sistem ini diklassifikasikan menjadi 3
tiga yaitu pemvulkanisasian konvensional, semi-effisien dan effisien. Sistem vulanisasi efisien adalah sistem vulkanisasi dimana jumlah sulfur
yang rendah dan jumlah bahan pemercepat yang tinggi atau pematangan tanpa sulfur digunakan pada vulkanisat yang mana dibutuhkan tahanan panas dan tahanan
kembali yang sangat tinggi. Pada sistem pematangan konvensional, jumlah sulfur tinggi dan bahan pemercepat sedikit. Sistem vulkanisasi konvensional memberikan
kelenturan dan sifat-sifat dinamis yang lebih baik tetapi tahanan panas dan tahanan kembali yang buruk. Untuk tingkat yang optimum dari sifat-sifat mekanik dan
dinamis vulkanisat dengan panas, pengembalian, kelenturan, dan sifat-sifat dinamis tingkat menengah, disebut vulkanisasi semi efisien dengan tingkat menengah bahan
pemercepat dan sulfur digunakan.
Universitas Sumatera Utara
12 Untuk tujuan pembedaan, ketiga sistem ini dibedakan berdasarkan
perbandingan antara jumlah sulfur dan jumlah bahan pencepat yang ditambahkan ke ramuan karet. Sebagai contoh sistem konvensional mengandung lebih banyak sulfur
dibandingkan bahan pencepat. Sistem effisien mengandung bahan pencepat lebih banyak, sedangkan sistem semi-effisien jumlah sulfur dan bahan pencepat adalah
sama banyak atau hampir sama banyak. Formulasi bagi ketiga sistem tersebut ditunjukkan oleh tabel 2.3.
Tabel 2.3. Pengklassifikasian Sistem Vulkanisasi Sulfur Terakselerasi [9] Sistem Vulkanisasi
Komposisi sulfur bsk
Komposisi bahan pencepat bsk
Nilai E Konvensional
Semi-effisien Effisien
2,0 – 3,5
1,0 – 1,7
0,4 – 0,8
1,2 – 0,4
2,5 – 1,2
5,0 – 2,0
8 – 25
4 – 8
1,5 – 4
bsk = bagian per-seratus bagian karet.
Pada sistem vulkanisasi konvensional akan menghasilkan ikatan silang jenis polisulfida yang fleksibel, sehingga ketahanan letih fatique dan ketahanan
lenturnya baik serta kekuatan tarik tensile strength yang tinggi. Tetapi ketahanan usang pada suhu tinggi heat ageing sangat rendah karena ikatan polisulfida tidak
mantap pada suhu tinggi. Pada sistem vulkanisasi efisien karena jumlah belerangnya lebih kecil
daripada jumlah bahan pencepat maka setiap ikatan silang mengandung sedikit mungkin jumlah atom belerang. Hampir 80 ikatan silang yang terbentuk yaitu jenis
monosulfida yang mempunyai sifat tahan suhu tinggi namun ketahanan letih dan retak lenturnya rendah. Ikatan monosulfida tahan panas tetapi tidak fleksibel dan
sekali ikatan tersebut putus tidak ada yang menggantikannya. Sistem vulkanisasi semi-efisien disusun untuk memperbaiki kelemahan kedua
sistem vulkanisasi di atas. Sistem vulkanisasi semi-efisien menghasilkan ketahanan retak lentur dan letih serta ketahanan usang yang baik. Selain itu, sistem ini memiliki
ketahanan reversi yang tinggi pada karet alam dan memberikan pampatan tetap yang rendah, sehingga cocok untuk pembuatan barang karet berukuran besar dan tebal
yang menghendaki sifat kelenturan yang baik [13]. Karakter vulkanisasi untuk setiap jenis kompon karet berbeda satu sama lain.
Oleh karena itu, setiap jenis kompon karet terlebih dahulu harus ditentukan suhu dan
Universitas Sumatera Utara
13 waktu vulkanisasi yang optimum dengan menggunakan alat rheometer. Penentuan
suhu dan waktu vulkanisasi yang optimum perlu dilakukan agar dihasilkan vulkanisat yang sempurna matang optimum cured. Biasanya suhu vulkanisasi
berkisar antara 140°C sampai 160°C dengan waktu vulkanisasi yang agak lama, karena karet adalah pengantar panas yang buruk. Bila waktu vulkanisasinya kurang
daripada waktu vulkanisasi optimum maka barang karetnya tersebut kurang matang under cured, dan sebaliknya jika waktu vulkanisasi terlalu lama, barang karetnya
akan terlampau matang over cured. Barang jadi karet yang kurang matang atau terlampau matang memiliki sifat fisika yang kurang baik, sehingga harus dihindari.
Untuk tujuan pembedaan antara sistem effisien dengan yang tidak effisien sistem konvensional, digunakan faktor effisiensi sambung silang E. Faktor ini
diartikan sebagai jumlah bilangan atom sulfur per satu sambung silang yang terbentuk. Nilai E yang lebih rendah berarti penggunaan sulfur sebagai bahan
penyambung silang adalah lebih effisien [21]. Perbandingan ketiga jenis sistem vulkanisasi tersebut, dari segi struktur vulkanisat karet dan beberapa sifat akhir
ditunjukkan pada tabel 2.4. Disebabkan sistem effisien menggunakan sulfur paling sedikit, maka sistem ini cenderung membentuk mayoritas struktur ikatan
monosulfida serta menghasilkan tingkat reaksi kimia rantai utama yang rendah. Sistem ini juga meminimisasi ataupun meniadakan reversi penurunan sifat-sifat
elastisitas dan kekuatan sebagai akibat oksidasi karena panas dan penuaan aging dari vulkanisat karet, kecuali untuk suhu vulkanisasi yang terlalu tinggi.
Tabel 2.4. Struktur dan Sifat-sifat Vulkanisat Karet [21] Sistem Pemvulkanisasian
Struktur dan Sifat vulkanisat Konvensional
Semi-effisien Effisien
Sambung silang di-, polisulfida, Sambung silang monosulfida,
Konsentrasi siklis sulfida Tahanan koyak
Ketahanan degradasi karena panas Ketahanan reversi
Set mampatan, 22 jam 70
o
C 95
5 Tinggi
Tinggi Rendah
Rendah 30
50 50
Sedang Sedang
Sedang Sedang
20 20
80 Rendah
Rendah Tinggi
Tinggi 10
Universitas Sumatera Utara
14 Karet alam Natural Rubber dapat divulkanisasi dengan memakai salah satu
dari sistem sulfur terakselerasi diatas, tetapi ramuan sistem semi-effisien ataupun sistem effisien lebih disarankan karena menghasilkan vulkanisat karet alam dengan
sifat ketahanan penuaan yang lebih baik [10]. Menurut Coran 1978, sifat-sifat vulkanisat seperti kekuatan tarik, kekuatan
koyak akan meningkat seiring dengan meningkatnya kerapatan sambung silang pada kerapatan sambung silang tertentu optimum dan menurun kembali. Lalu, sifat
vulkanisat berupa kekakuan stiffness meningkat seiring dengan meningkatnya kerapatan sambung silang dan sifat-sifat vulkanisat berupa hysteresis menurun
seiring dengan meningkatnya kerapatan sambung silang. Hal ini dapat dilihat pada gambar 2.4.
Gambar 2.4. Pengaruh Sifat Vulkanisat terhadap Kerapatan Sambung Silang [2]
2.3. VULKANISASI PEROKSIDA