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
Bagi karet-karet yang tidak memiliki ikatan rangkap pada rantai molekul utamanya, sulfur tidak dapat di gunakan sebagai bahan penyambung silang. Untuk
itu dapat di gunakan peroksida dikumil peroksida. Sistem pemvulkanisasian ini juga dapat digunakan pada karet-karet yang memiliki ikatan rangkap. Dikumil
peroksida dapat berurai menjadi radikal bebas pada suhu pemvulkanisasian biasa 130
–150
o
C. Radikal-radikal bebas tersebut akan bereaksi dengan rantai-rantai molekul karet dengan cara mengekstrak atom hidrogen.
Sambung silang yang terbentuk adalah sambung silang atau ikatan antara atom-atom karbon C-C crosslink. Reaksi sambung silang seperti ini juga berlaku
pada karet-karet yang memiliki ikatan rangkap. Bahan peroksida yang digunakan
Universitas Sumatera Utara
15 berkisar 2 s.d. 2,5 bsk. Sistem ini tidak menggunakan bahan-bahan lain yang
membantunya seperti : pencepat, ZnO, dan asam stearat, yang digunakan pada sistem sulfur [26].
Kelebihan dan kekurangan dari penggunaan peroksida sebagai bahan
pemvulkanisasi adalah sebagai berikut [26].
Kelebihan : -
Formulasi kompon yang sederhana. -
Sifat-sifat elektrik yang bagus. -
Kemampuan vulkanisat yang stabil pada suhu tinggi. -
Memungkinkan untuk menerapkannya pada vulkanisasi suhu tinggi secara stabil. -
Kompresi yang rendah pada suhu pematangan yang tinggi. Kekurangan :
- Tahanan abrasi yang rendah.
- Biaya yang mahal.
- Sifat-sifat tensil, koyak dan lentur yang rendah.
- Sensitif terhadap oksigen.
- Kurangnya fleksibilitas dalam mengatur waktu skorj dan waktu pematangan
yang optimum.
2.4. KOMPONDING RUBBER COMPOUNDING
Sebelum mengalami proses vulkanisasi, karet dan sejumlah bahan ramuan terlebih dahulu mengalami proses pencampuran mixing, sehingga membentuk suatu
persenyawaankompon karet a rubber compound. Pencampuran dilakukan dengan menggunakan alat pencampur penggulung-dua two-roll mill, dimana pada alat
tersebut karet terlebih dahulu diubah menjadi bahan yang plastis lembut, sehingga bahan-bahan ramuan dapat tersebar secara merata dalam phasa karet. Pelembutan
karet ini dirujuk sebagai proses mastikasi [22]. Bahan kimia karet dapat digolongkan atas fungsinya, yaitu bahan kimia
pokok, bahan kimia tambahan dan bahan penunjang. Bahan kimia pokok adalah bahan kimia yang harus ada dalam setiap kompon karet diantaranya karet mentah,
bahan pemvulkanisasi, pencepat, penggiat, pengisi dan pelunak. Bahan kimia tambahan adalah bahan yang hanya ditambahkan pada pengolahan barang jadi karet
Universitas Sumatera Utara
16 tertentu atau ditambahkan untuk meningkatkan efisiensi pengolahan kompon karet.
Bahan penunjang berfungsi sebagai penunjang atau penguat yang memberikan kekuatan pada bagian suatu barang jadi karet [3]. Selain karet yang merupakan bahan
dasar, bahan-bahan kimia karet yang digunakan untuk membuat kompon karet :
1. Bahan Pemvulkanisasi
Bahan pemvulkanisasi merupakan bahan kimia karet yang diperlukan untuk proses vulkanisasi. Selama proses vulkanisasi, rantai-rantai molekul karet yang
semula terlepas dan bergerak bebas menjadi terikat oleh bahan pemvulkanisasi, membentuk jaringan tiga dimensi. Dengan demikian kompon yang semula lembek
dan plastis, menjadi barang karet yang kuat dan elastis. Bahan pemvulkanisasi yang paling banyak digunakan adalah belerang. Bahan pemvulkanisasi lainnya adalah
peroksida organik, damar fenolik dan bahan pemvulkanisasi uretan [28].
2. Bahan Pencepat
Bahan pencepat adalah bahan kimia yang ditambahkan dalam jumlah sedikit untuk mempercepat reaksi vulkanisasi kompon oleh belerang. Dalam sistem
vulkanisasi belerang, bahan pencepat membantu meningkatkan laju vulkanisasi kompon yang biasanya berlangsung lambat jika hanya mengandung belerang.
Pencepat yang digunakan dapat berupa satu atau kombinasi dari dua atau lebih jenis pencepat.
Berdasarkan fungsinya pencepat dikelompokkan ke dalam pencepat primer dan pencepat sekunder. Pencepat primer berfungsi memberikan pravulkanisasi yang
lambat diantaranya golongan thiazol dan sulfenamida, contohnya CBS cyclohexyl benzthiazysulphenamide. Pencepat sekunder berfungsi memberikan pravulkanisasi
yang singkat contohnya golongan guanidin, thiuram, dithiokarbamat dan dithiofosfat. Pencepat sekunder biasanya ditambahkan dalam jumlah lebih sedikit daripada
pencepat primer yang bertujuan untuk lebih meningkatkan kecepatan matang kompon karet [3].
Universitas Sumatera Utara
17 3. Bahan Penggiat
Bahan penggiat adakalanya disebut bahan pengaktif yang berguna untuk menggiatkan kerja dari bahan pencepat. Pada umumnya bahan pencepat organik
tidak akan berfungsi secara efisien tanpa bahan penggiat. Bahan penggiat yang umum dipakai adalah kombinasi dari ZnO dan asam stearat [28].
4. Bahan Pengisi Dalam kompon karet, bahan pengisi ditambahkan dalam jumlah besar. Bahan
pengisi dibagi atas dua golongan yaitu golongan bahan pengisi tidak aktif dan bahan pengisi aktif. Bahan pengisi aktif akan meningkatkan kekerasan, ketahanan sobek,
ketahanan kikis dan tegangan putus pada barang karetnya. Bahan pengisi aktif diantaranya carbon black, silika, alumunium silikat, dan magnesium silikat.
Sedangkan bahan pengisi tidak aktif diantaranya kaolin, kalsium karbonat, magnesium karbonat, dan barium sulfat. Dalam kompon karet sering digunakan
campuran bahan pengisi aktif dan bahan pengisi tidak aktif dengan memperhatikan harga, kemudahan waktu pengolahan dan sifat-sifat barang karet yang dikehendaki
[28].
5. Bahan Pelunak Bahan pelunak adalah bahan kimia yang ditambahkan ke dalam karet mentah
selama proses pembuatan kompon karet dengan tujuan melunakkan karet dan memudahkan pencampuran bahan-bahan kimia karet. Pada umumnya bahan pelunak
tergolong senyawa organik yang dikenal dengan nama peptiser, plasticizer dan softener. Bahan pelunak cair dapat menurunkan kekerasan karet sebanyak setengah
dari jumlah yang ditambahkan [3].
6. Bahan Antidegradan Antidegradan adalah bahan kimia yang berfungsi sebagai anti ozon yaitu
melindungi karet dari kerusakan akibat serangan ozon, dan juga berfungsi sebagai antioksidan yaitu melindungi karet dari kerusakan akibat oksidasi [3]. Menurut
Abednego 1990, antioksidan golongan amina dan turunannya merupakan antioksidan yang dapat melindungi karet dengan baik, tetapi untuk barang karet yang
Universitas Sumatera Utara
18 berwarna cerah, antioksidan ini akan membuat barang karetnya berwarna lebih gelap
dan terlihat bercak-bercak coklat. Sebaliknya antioksidan golongan fenol dan turunannya mempunyai daya penangkal yang lebih rendah, tetapi tidak menjadikan
karet berwarna gelap. Setelah proses pencampuran selesai maka diperoleh kompon karet yang siap
untuk divulkanisasi pada suhu 140 – 180
o
C, selama waktu vulkanisasi optimum. Penentuan waktu vulkanisasi yang optimum dilakukan dengan menggunakan alat
Rheometer atau Curemeter. Sejumlah tertentu dari sampel kompon karet lebih kurang lima gram dimasukkan kedalam cakram disc dari rheometer lalu
dimatangkandivulkanisasi pada suhu setting 150
o
C dan waktu setting 30 menit. Keluaran output dari alat rheometer ini adalah berupa rheograf yang memuat
informasi-informasi karaktersitik pematangan cure characteristics yang diperlukan untuk pemrosesan kompon karet seperti, Torque tork maksimum dan minimum,
waktu skorj scorch time dan t
90
. T
90
adalah waktu yang diperlukan untuk mencapai 0,90Tork maksimum
– Tork minimum, dan t
90
dirujuk sebagai waktu pematangan vulkanisasi yang optimum, yaitu waktu pematangan atau derajat pematangan yang
akan menghasilkan vulkanisat karet dengan sifat-sifat karet yang optimum [22].
2.5. PENGUATAN KARET RUBBER REINFORCEMENT
