Pengaruh Pengembangan Partikel Karet Terhadap Depolimerisasi Lateks dengan Reaksi Reduksi-Oksidasi
PENGARUH PENGEMBANGAN PARTIKEL KARET
TERHADAP DEPOLIMERISASI LATEKS DENGAN REAKSI
REDUKSI-OKSIDASI
Oleh
ELLY NURASIH WIDI PRISTIYANTI
F34102025
2006
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
PENGARUH PENGEMBANGAN PARTIKEL KARET
TERHADAP DEPOLIMERISASI LATEKS DENGAN REAKSI
REDUKSI-OKSIDASI
Oleh
ELLY NURASIH WIDI PRISTIYANTI
F34102025
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
2006
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PENGARUH PENGEMBANGAN PARTIKEL KARET
TERHADAP DEPOLIMERISASI LATEKS DENGAN REAKSI
REDUKSI-OKSIDASI
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
ELLY NURASIH WIDI PRISTIYANTI
F34102025
Dilahirkan pada tanggal 31 Oktober 1984
Di Rembang
Tanggal Kelululusan : 25 September 2006
Disetujui,
Bogor,
Oktober 2006
Prof. Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA
Dosen Pembimbing I
Ir. Ary Achyar Alfa, MSi
Dosen Pembimbing II
Elly Nurasih Widi Pristiyanti. F34102025. Pengaruh Pengembangan Partikel
Karet Terhadap Depolimerisasi Lateks Dengan Reaksi Reduksi-Oksidasi. Di
bawah Bimbingan Djumali Mangunwidjaja dan Ary Achyar Alfa. 2006.
RINGKASAN
Karet alam merupakan salah satu komoditas pertanian yang menunjang
perekonomian Indonesia. Salah satu ciri karet alam adalah bobot molekulnya yang
tinggi hingga mencapai 1 sampai 2 juta. Bobot molekul yang tinggi merupakan
kelebihan karet alam, akan tetapi jika bobot molekul semakin meningkat karena
peristiwa pengerasan selama penyimpanan (storage hardening) maka akan
menyulitkan pencampurannya dengan bahan kimia selama proses pengolahan
barang jadi karet dan akan membatasi penggunaan karet alam untuk pembuatan
produk yang membutuhkan daya rekat, seperti lem, cat, pernis, dan tinta cetak.
Kelemahan karet alam dapat diatasi dengan modifikasi struktur karet alam.
Salah satu cara untuk memperbaiki kelemahan sifat fisik karet alam adalah
dengan melakukan modifikasi karet alam baik secara fisik maupun kimia untuk
merubah struktur molekulnya adalah depolimerisasi. Depolimerisasi dapat
menghasilkan karet dengan bobot molekul rendah, yaitu sekitar 104 sampai 105
yang biasa disebut sebagai karet cair (liquid natural rubber). Karet dengan bobot
molekul rendah menpunyai daya rekat yang tinggi.
Tujuan penelitian adalah untuk memutuskan rantai molekul karet alam,
mengetahui pengaruh KKK lateks dan waktu pemeraman toluen terhadap
karakteristik lateks depolimerisasi, serta memperoleh kombinasi kadar karet
kering (KKK) lateks dan waktu pemeraman toluen terbaik untuk menurunkan
bobot molekul karet alam.
Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap, yaitu penelitian pendahuluan dan
penelitian utama. Penelitian pendahuluan bertujuan untuk menentukan dosis
surfaktan yang akan ditambahkan dalam lateks pekat. Penelitian utama yaitu
menentukan pengaruh kadar karet kering (KKK) lateks dan waktu pemeraman
toluen terhadap karakteristik produk depolimerisasi yang dihasilkan. Rancangan
percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap faktorial dengan 2
faktor, yaitu faktor kadar karet kering terdiri dari 4 taraf, yaitu 10, 25, 40 %, dan
58,65 % (KKK lateks pekat), serta faktor waktu pemeraman toluen terdiri dari 4
taraf, yaitu 0, 1, 2, 3 hari. Adapun pengujian utama terhadap lateks hasil
depolimerisasi meliputi viskositas mooney, viskositas intrinsik dan bobot
molekul, sedangkan parameter pendukungnya adalah kadar nitrogen dan
viskositas brookfield. Dosis surfaktan emal yang ditambahkan akan ditambahkan
kedalam lateks untuk penelitian utama adalah sebesar 1 bsk (bagian per seratus
karet).
Hasil pengujian viskositas mooney penelitian utama menunjukkan bahwa
semua perlakuan, baik kadar karet kering (KKK) maupun waktu pemeraman
toluen berpengaruh nyata terhadap viskositas mooney. Nilai viskositas mooney
yang dihasilkan berkisar antara 9,90 sampai 45,85 (ML(1’+4’) 100 oC).Uji lanjut
Duncan menunjukkan bahwa perlakuan lateks pekat (KKK : 58,65 %) dengan
pemeraman 0 hari tidak berbeda nyata dengan lateks pekat (KKK : 58,65 %)
dengan pemeraman 2 hari dan lateks pekat (KKK : 58,65 %) dengan pemeraman 3
hari.
Hasil pengujian viskositas intrinsik dan bobot molekul penelitian utama
menunjukkan bahwa faktor perlakuan kadar karet kering (KKK) berpengaruh
nyata terhadap viskositas intrinsik dan bobot molekul, sedangkan faktor perlakuan
waktu pemeraman toluen tidak berpengaruh nyata. Nilai viskositas intrinsik yang
dihasilkan berkisar antara 175,05 sampai 421,05. Nilai bobot molekul yang
dihasilkan berkisar antara 3,06E + 05 sampai 9,83E + 05. Uji lanjut Duncan
menunjukkan bahwa perlakuan lateks pekat (KKK : 58,65 %) menghasilkan karet
dengan viskositas intrinsik dan bobot molekul terendah.
Hasil pengujian kadar nitrogen penelitian utama menunjukkan bahwa
variasi kadar karet kering (KKK) tidak berpengaruh nyata, sedangkan variasi
waktu pemeraman toluen berpengaruh nyata terhadap kadar nitrogen. Nilai kadar
nitrogen yang dihasilkan berkisar antara 0,09 – 0,20 %, dengan penurunan kadar
nitrogen 14,89 – 63,83 %. Uji lanjut Duncan menunjukkan waktu pemeraman 3
hari menghasilkan kadar nitrogen yang paling rendah.
Hasil pengujian viskositas brookfield penelitian utama menunjukkan
bahwa semua perlakuan, baik kadar karet kering (KKK) maupun waktu
pemeraman toluen berpengaruh nyata terhadap viskositas brookfield. Nilai
viskositas brookfield yang dihasilkan berkisar antara 224,50 sampai 1,80 cP. Uji
lanjut Duncan menunjukkan bahwa perlakuan lateks pekat (KKK : 58,65 %)
dengan pemeraman 0 hari mempunyai nilai kekentalan yang paling tinggi.
Berdasarkan pertimbangan hasil analisis keragaman dan uji lanjut Duncan
terhadap analisis viskositas mooney, viskositas intrinsik, bobot molekul,dan kadar
nitrogen, maka dapat disimpulkan bahwa perlakuan terbaik dalam penelitian
utama adalah metode depolimerisasi dengan bahan baku berupa lateks pekat
(KKK 60±2 %) dan waktu pemeraman selama 3 hari.
Elly Nurasih Widi Pristiyanti F34101025. The Study of Rubber’s Particle
Swelling on Latex’s Depolymerization With Reduction-Oxidation Reaction.
Supervised by Djumali Mangunwidjaja dan Ary Achyar Alfa. 2006.
SUMMARY
Natural rubber is one of the agricultural commodities which support
economics of Indonesia. Highly molecular weight is one of properties of natural
rubber roundabout 1-2 millions. High molecular weight is a special quality of
natural rubber. If natural rubber molecular weight increasingly because of storage
hardening, that can cause is difficult to mix with chemical rubber during rubber
goods processing and it will be limited to use rubber for producing product that
need high adhesion strength, like glue, paints, varnished, and printed ink.
Disadvantage of natural rubber can be conquered by modification of molecular
stucture.
One method to repair the disadvantage of natural rubber properties is by
modificating physicly or chemically with changing molecular structure
(depolymerisation). Depolymerisation can produce rubber with low molecular
weight, roundabout 104 until 105 , that usually called as liquid natural rubber.
Rubber with low molecular weight have high adhesive strenght.
The objectives of this research are to cut molecular chain of natural rubber,
to get liquid natural rubber with low molecular weight and constant, to get the
best combination of dry rubber content (DRC) and toluene coo time to decrease
natural rubbers molecular weight.
This research was conducted in two phase, introductory research and
primary research. The introductory research was aimed to find out surfactant’s
dose which will be added to thick latex. The primary research was aimed to
determine latex’s DRC and toluene’s coo time effects on characteristic of
depolymerized natural rubber with H2O2 and NaOCl. The primary research
statistic design was complete random design in two treatment, they are Dry
Rubber Content of latex and toluene’s coo time. Dry Rubber Content of latex had
four degree, they were 10, 25, 40 %, and 58.65 % (DRC of thick latex). Toluene’s
coo time had four degree too, they were 0, 1, 2, and 3 days. Examination of the
introductory research is mooney viscosity, intrinsic viscosity and molecular
weight, brookfield viscosity, and nitrogen content. Emal’s dose that added to thick
latex is 1 part perhundred rubber (phr).
Mooney viscosity values of primary research showed that latex’s DRC
and toluene coo time had significant influences. Range values of Mooney
viscosity depolymerized rubber were 9.90 until 45.85 (ML(1’+4’) 100 oC).
Intrinsic viscosity and molecular weight values of primary research
showed that latex’s DRC had significant influences, while toluene’s coo time did
not have significant influence. Range values of intrinsic viscosity depolymerized
rubber were 175.05 until 421.05. Range values of molecular weight
depolymerized rubber were 3.06E + 05 until 9.83E + 05.
Nitrogent content values of primary research showed that latex’s DRC did
not have significant influences, while toluene’s coo time had significant influence.
Range values of molecular weight depolymerized rubber were 0.09 until 0.20 %,
with nitrogent decreased 14.89 – 63.83 %.
Brookfield viscosity values of primary research showed that latex’s DRC
and toluene coo time had significant influences. Range values of Mooney
viscosity depolymerized rubber were 224.50 until 1.80 cP.
Based on random analysis and Duncan continued test to mooney viscosity,
intrinsic, viscosity, molecular weight, and nitrogent content, then can be
conclused that the best treatment in primary research was depolymerized method
with thick latex (DRC 60±2 %) and three days toluene’s coo time.
PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul
“Pengaruh Pengembangan Partikel Karet Terhadap Depolimerisasi Lateks Dengan
Reaksi Reduksi-Oksidasi.” adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan dosen
pembimbing, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya.
Bogor, September 2006
ELLY NURASIH WIDI PRISTIYANTI
F34102025
BIODATA PENULIS
Penulis dilahirkan di Rembang pada tanggal 31
Oktober 1984, dari ayah Sayadi dan ibu Sri Widiastuti.
Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di Sekolah Dasar
Negeri Kutoharjo III pada tahun 1996. Pada tahun yang
sama penulis melanjutkan ke Sekolah Lanjutan Tingkat
Pertama Negeri 2 Rembang dan lulus pada tahun 1999.
Penulis melanjutkan pendidikan di Sekolah Menengah
Umum Negeri 1 Rembang hingga lulus pada Tahun 2002.
Penulis kemudian memperoleh Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan
diterima di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi
Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada tahun 2005, penulis melaksanakan
Praktek Lapangan di PT. Indolakto, Sukabumi dan menyelesaikan laporan Praktek
Lapangan dengan judul “Mempelajari Teknologi Proses Produksi dan
Pengawasan Mutu Susu UHT (Ultra High Temperature) di PT. Indolakto
Sukabumi”.
Penulis melaksanakan penelitian di Balai Penelitian Teknologi Karet
Bogor dan menyusun skripsi dengan judul ” Pengaruh Pengembangan Partikel
Karet Terhadap Depolimerisasi Lateks Dengan Reaksi Reduksi-Oksidasi”,
sebagai salah satu syarat untuk mendapat gelar sarjana pada Fakultas Teknologi
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
I. PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG
Karet alam dapat diperoleh dengan menyadap tanaman Hevea
brasiliensis. Karet alam merupakan salah satu komoditas pertanian yang
sangat penting dan cukup banyak menghasilkan devisa bagi Indonesia untuk
menunjang perekonomian Indonesia. Pada saat ini, Indonesia merupakan
produsen karet alam nomor dua di dunia setelah Thailand. Produksi karet
alam pada tahun 2004 mencapai 2 juta ton senilai US$ 2,25 miliar
(www.bisnis.com). Kinerja ekspor karet alam Indonesia dari tahun 2000
sampai 2004 dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Kinerja Ekspor Karet Alam Indonesia 2000-2004
Kinerja ekspor karet alam Indonesia 2000-2004
Tahun
(ribu ton)
(US$ ribu)
2000
1.362
880.898
2001
1.505
814.357
2002
1.461
1.000.455
2003
1.581
1.431.163
2004*)
1.900
2.250.000
Sumber: BI & Gapkindo diolah
Keterangan: *) Januari-November
Menurut Ramadhan et al., (2005), karet alam memiliki beberapa
kelemahan, yaitu memiliki kadar ikatan tidak jenuh dalam struktur molekul
karet alam tinggi sehingga karet alam tidak tahan terhadap reaksi oksidasi,
ozon, dan minyak. Selain kelemahan, karet alam juga memiliki beberapa
kelebihan, yaitu memiliki daya pantul dan elastisitas yang baik, serta sifat-sifat
fisik seperti elastisitas, kuat tarik, dan kepegasan yang tinggi pula (Alfa et al.,
2003).
Salah satu ciri karet alam adalah bobot molekulnya yang tinggi hingga
mencapai 1-2 juta (Honggokusumo, 1978). Bobot molekul yang tinggi
merupakan kelebihan karet alam, akan tetapi jika bobot molekul semakin
meningkat karena peristiwa pengerasan selama penyimpanan (storage
PENGARUH PENGEMBANGAN PARTIKEL KARET
TERHADAP DEPOLIMERISASI LATEKS DENGAN REAKSI
REDUKSI-OKSIDASI
Oleh
ELLY NURASIH WIDI PRISTIYANTI
F34102025
2006
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
PENGARUH PENGEMBANGAN PARTIKEL KARET
TERHADAP DEPOLIMERISASI LATEKS DENGAN REAKSI
REDUKSI-OKSIDASI
Oleh
ELLY NURASIH WIDI PRISTIYANTI
F34102025
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
2006
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PENGARUH PENGEMBANGAN PARTIKEL KARET
TERHADAP DEPOLIMERISASI LATEKS DENGAN REAKSI
REDUKSI-OKSIDASI
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
ELLY NURASIH WIDI PRISTIYANTI
F34102025
Dilahirkan pada tanggal 31 Oktober 1984
Di Rembang
Tanggal Kelululusan : 25 September 2006
Disetujui,
Bogor,
Oktober 2006
Prof. Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA
Dosen Pembimbing I
Ir. Ary Achyar Alfa, MSi
Dosen Pembimbing II
Elly Nurasih Widi Pristiyanti. F34102025. Pengaruh Pengembangan Partikel
Karet Terhadap Depolimerisasi Lateks Dengan Reaksi Reduksi-Oksidasi. Di
bawah Bimbingan Djumali Mangunwidjaja dan Ary Achyar Alfa. 2006.
RINGKASAN
Karet alam merupakan salah satu komoditas pertanian yang menunjang
perekonomian Indonesia. Salah satu ciri karet alam adalah bobot molekulnya yang
tinggi hingga mencapai 1 sampai 2 juta. Bobot molekul yang tinggi merupakan
kelebihan karet alam, akan tetapi jika bobot molekul semakin meningkat karena
peristiwa pengerasan selama penyimpanan (storage hardening) maka akan
menyulitkan pencampurannya dengan bahan kimia selama proses pengolahan
barang jadi karet dan akan membatasi penggunaan karet alam untuk pembuatan
produk yang membutuhkan daya rekat, seperti lem, cat, pernis, dan tinta cetak.
Kelemahan karet alam dapat diatasi dengan modifikasi struktur karet alam.
Salah satu cara untuk memperbaiki kelemahan sifat fisik karet alam adalah
dengan melakukan modifikasi karet alam baik secara fisik maupun kimia untuk
merubah struktur molekulnya adalah depolimerisasi. Depolimerisasi dapat
menghasilkan karet dengan bobot molekul rendah, yaitu sekitar 104 sampai 105
yang biasa disebut sebagai karet cair (liquid natural rubber). Karet dengan bobot
molekul rendah menpunyai daya rekat yang tinggi.
Tujuan penelitian adalah untuk memutuskan rantai molekul karet alam,
mengetahui pengaruh KKK lateks dan waktu pemeraman toluen terhadap
karakteristik lateks depolimerisasi, serta memperoleh kombinasi kadar karet
kering (KKK) lateks dan waktu pemeraman toluen terbaik untuk menurunkan
bobot molekul karet alam.
Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap, yaitu penelitian pendahuluan dan
penelitian utama. Penelitian pendahuluan bertujuan untuk menentukan dosis
surfaktan yang akan ditambahkan dalam lateks pekat. Penelitian utama yaitu
menentukan pengaruh kadar karet kering (KKK) lateks dan waktu pemeraman
toluen terhadap karakteristik produk depolimerisasi yang dihasilkan. Rancangan
percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap faktorial dengan 2
faktor, yaitu faktor kadar karet kering terdiri dari 4 taraf, yaitu 10, 25, 40 %, dan
58,65 % (KKK lateks pekat), serta faktor waktu pemeraman toluen terdiri dari 4
taraf, yaitu 0, 1, 2, 3 hari. Adapun pengujian utama terhadap lateks hasil
depolimerisasi meliputi viskositas mooney, viskositas intrinsik dan bobot
molekul, sedangkan parameter pendukungnya adalah kadar nitrogen dan
viskositas brookfield. Dosis surfaktan emal yang ditambahkan akan ditambahkan
kedalam lateks untuk penelitian utama adalah sebesar 1 bsk (bagian per seratus
karet).
Hasil pengujian viskositas mooney penelitian utama menunjukkan bahwa
semua perlakuan, baik kadar karet kering (KKK) maupun waktu pemeraman
toluen berpengaruh nyata terhadap viskositas mooney. Nilai viskositas mooney
yang dihasilkan berkisar antara 9,90 sampai 45,85 (ML(1’+4’) 100 oC).Uji lanjut
Duncan menunjukkan bahwa perlakuan lateks pekat (KKK : 58,65 %) dengan
pemeraman 0 hari tidak berbeda nyata dengan lateks pekat (KKK : 58,65 %)
dengan pemeraman 2 hari dan lateks pekat (KKK : 58,65 %) dengan pemeraman 3
hari.
Hasil pengujian viskositas intrinsik dan bobot molekul penelitian utama
menunjukkan bahwa faktor perlakuan kadar karet kering (KKK) berpengaruh
nyata terhadap viskositas intrinsik dan bobot molekul, sedangkan faktor perlakuan
waktu pemeraman toluen tidak berpengaruh nyata. Nilai viskositas intrinsik yang
dihasilkan berkisar antara 175,05 sampai 421,05. Nilai bobot molekul yang
dihasilkan berkisar antara 3,06E + 05 sampai 9,83E + 05. Uji lanjut Duncan
menunjukkan bahwa perlakuan lateks pekat (KKK : 58,65 %) menghasilkan karet
dengan viskositas intrinsik dan bobot molekul terendah.
Hasil pengujian kadar nitrogen penelitian utama menunjukkan bahwa
variasi kadar karet kering (KKK) tidak berpengaruh nyata, sedangkan variasi
waktu pemeraman toluen berpengaruh nyata terhadap kadar nitrogen. Nilai kadar
nitrogen yang dihasilkan berkisar antara 0,09 – 0,20 %, dengan penurunan kadar
nitrogen 14,89 – 63,83 %. Uji lanjut Duncan menunjukkan waktu pemeraman 3
hari menghasilkan kadar nitrogen yang paling rendah.
Hasil pengujian viskositas brookfield penelitian utama menunjukkan
bahwa semua perlakuan, baik kadar karet kering (KKK) maupun waktu
pemeraman toluen berpengaruh nyata terhadap viskositas brookfield. Nilai
viskositas brookfield yang dihasilkan berkisar antara 224,50 sampai 1,80 cP. Uji
lanjut Duncan menunjukkan bahwa perlakuan lateks pekat (KKK : 58,65 %)
dengan pemeraman 0 hari mempunyai nilai kekentalan yang paling tinggi.
Berdasarkan pertimbangan hasil analisis keragaman dan uji lanjut Duncan
terhadap analisis viskositas mooney, viskositas intrinsik, bobot molekul,dan kadar
nitrogen, maka dapat disimpulkan bahwa perlakuan terbaik dalam penelitian
utama adalah metode depolimerisasi dengan bahan baku berupa lateks pekat
(KKK 60±2 %) dan waktu pemeraman selama 3 hari.
Elly Nurasih Widi Pristiyanti F34101025. The Study of Rubber’s Particle
Swelling on Latex’s Depolymerization With Reduction-Oxidation Reaction.
Supervised by Djumali Mangunwidjaja dan Ary Achyar Alfa. 2006.
SUMMARY
Natural rubber is one of the agricultural commodities which support
economics of Indonesia. Highly molecular weight is one of properties of natural
rubber roundabout 1-2 millions. High molecular weight is a special quality of
natural rubber. If natural rubber molecular weight increasingly because of storage
hardening, that can cause is difficult to mix with chemical rubber during rubber
goods processing and it will be limited to use rubber for producing product that
need high adhesion strength, like glue, paints, varnished, and printed ink.
Disadvantage of natural rubber can be conquered by modification of molecular
stucture.
One method to repair the disadvantage of natural rubber properties is by
modificating physicly or chemically with changing molecular structure
(depolymerisation). Depolymerisation can produce rubber with low molecular
weight, roundabout 104 until 105 , that usually called as liquid natural rubber.
Rubber with low molecular weight have high adhesive strenght.
The objectives of this research are to cut molecular chain of natural rubber,
to get liquid natural rubber with low molecular weight and constant, to get the
best combination of dry rubber content (DRC) and toluene coo time to decrease
natural rubbers molecular weight.
This research was conducted in two phase, introductory research and
primary research. The introductory research was aimed to find out surfactant’s
dose which will be added to thick latex. The primary research was aimed to
determine latex’s DRC and toluene’s coo time effects on characteristic of
depolymerized natural rubber with H2O2 and NaOCl. The primary research
statistic design was complete random design in two treatment, they are Dry
Rubber Content of latex and toluene’s coo time. Dry Rubber Content of latex had
four degree, they were 10, 25, 40 %, and 58.65 % (DRC of thick latex). Toluene’s
coo time had four degree too, they were 0, 1, 2, and 3 days. Examination of the
introductory research is mooney viscosity, intrinsic viscosity and molecular
weight, brookfield viscosity, and nitrogen content. Emal’s dose that added to thick
latex is 1 part perhundred rubber (phr).
Mooney viscosity values of primary research showed that latex’s DRC
and toluene coo time had significant influences. Range values of Mooney
viscosity depolymerized rubber were 9.90 until 45.85 (ML(1’+4’) 100 oC).
Intrinsic viscosity and molecular weight values of primary research
showed that latex’s DRC had significant influences, while toluene’s coo time did
not have significant influence. Range values of intrinsic viscosity depolymerized
rubber were 175.05 until 421.05. Range values of molecular weight
depolymerized rubber were 3.06E + 05 until 9.83E + 05.
Nitrogent content values of primary research showed that latex’s DRC did
not have significant influences, while toluene’s coo time had significant influence.
Range values of molecular weight depolymerized rubber were 0.09 until 0.20 %,
with nitrogent decreased 14.89 – 63.83 %.
Brookfield viscosity values of primary research showed that latex’s DRC
and toluene coo time had significant influences. Range values of Mooney
viscosity depolymerized rubber were 224.50 until 1.80 cP.
Based on random analysis and Duncan continued test to mooney viscosity,
intrinsic, viscosity, molecular weight, and nitrogent content, then can be
conclused that the best treatment in primary research was depolymerized method
with thick latex (DRC 60±2 %) and three days toluene’s coo time.
PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul
“Pengaruh Pengembangan Partikel Karet Terhadap Depolimerisasi Lateks Dengan
Reaksi Reduksi-Oksidasi.” adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan dosen
pembimbing, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya.
Bogor, September 2006
ELLY NURASIH WIDI PRISTIYANTI
F34102025
BIODATA PENULIS
Penulis dilahirkan di Rembang pada tanggal 31
Oktober 1984, dari ayah Sayadi dan ibu Sri Widiastuti.
Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di Sekolah Dasar
Negeri Kutoharjo III pada tahun 1996. Pada tahun yang
sama penulis melanjutkan ke Sekolah Lanjutan Tingkat
Pertama Negeri 2 Rembang dan lulus pada tahun 1999.
Penulis melanjutkan pendidikan di Sekolah Menengah
Umum Negeri 1 Rembang hingga lulus pada Tahun 2002.
Penulis kemudian memperoleh Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan
diterima di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi
Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada tahun 2005, penulis melaksanakan
Praktek Lapangan di PT. Indolakto, Sukabumi dan menyelesaikan laporan Praktek
Lapangan dengan judul “Mempelajari Teknologi Proses Produksi dan
Pengawasan Mutu Susu UHT (Ultra High Temperature) di PT. Indolakto
Sukabumi”.
Penulis melaksanakan penelitian di Balai Penelitian Teknologi Karet
Bogor dan menyusun skripsi dengan judul ” Pengaruh Pengembangan Partikel
Karet Terhadap Depolimerisasi Lateks Dengan Reaksi Reduksi-Oksidasi”,
sebagai salah satu syarat untuk mendapat gelar sarjana pada Fakultas Teknologi
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
I. PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG
Karet alam dapat diperoleh dengan menyadap tanaman Hevea
brasiliensis. Karet alam merupakan salah satu komoditas pertanian yang
sangat penting dan cukup banyak menghasilkan devisa bagi Indonesia untuk
menunjang perekonomian Indonesia. Pada saat ini, Indonesia merupakan
produsen karet alam nomor dua di dunia setelah Thailand. Produksi karet
alam pada tahun 2004 mencapai 2 juta ton senilai US$ 2,25 miliar
(www.bisnis.com). Kinerja ekspor karet alam Indonesia dari tahun 2000
sampai 2004 dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Kinerja Ekspor Karet Alam Indonesia 2000-2004
Kinerja ekspor karet alam Indonesia 2000-2004
Tahun
(ribu ton)
(US$ ribu)
2000
1.362
880.898
2001
1.505
814.357
2002
1.461
1.000.455
2003
1.581
1.431.163
2004*)
1.900
2.250.000
Sumber: BI & Gapkindo diolah
Keterangan: *) Januari-November
Menurut Ramadhan et al., (2005), karet alam memiliki beberapa
kelemahan, yaitu memiliki kadar ikatan tidak jenuh dalam struktur molekul
karet alam tinggi sehingga karet alam tidak tahan terhadap reaksi oksidasi,
ozon, dan minyak. Selain kelemahan, karet alam juga memiliki beberapa
kelebihan, yaitu memiliki daya pantul dan elastisitas yang baik, serta sifat-sifat
fisik seperti elastisitas, kuat tarik, dan kepegasan yang tinggi pula (Alfa et al.,
2003).
Salah satu ciri karet alam adalah bobot molekulnya yang tinggi hingga
mencapai 1-2 juta (Honggokusumo, 1978). Bobot molekul yang tinggi
merupakan kelebihan karet alam, akan tetapi jika bobot molekul semakin
meningkat karena peristiwa pengerasan selama penyimpanan (storage
hardening) maka akan menyulitkan pencampurannya dengan bahan kimia
selama proses pengolahan barang jadi karet dan akan membatasi penggunaan
karet alam untuk pembuatan produk yang membutuhkan daya rekat, seperti
lem, cat, pernis, dan tinta cetak.
Lateks karet alam dapat digunakan sebagai perekat, karena partikel
karetnya memiliki daya lengket. Namun daya rekat partikel karet alam kurang
baik sehingga hanya digunakan untuk merekatkan bahan-bahan ringan yang
tidak memerlukan daya rekat baik. Jika rantai molekulnya lebih pendek,
diharapkan kemampuan partikel karet alam tersebut menyerap pada
permukaan media akan lebih baik, sehingga meningkatkan daya rekatnya
(Alfa dan Syamsu, 2004).
Kelemahan karet alam dapat diatasi dengan modifikasi struktur karet
alam. Salah satu cara untuk memperbaiki kelemahan sifat fisik karet alam
diatas adalah dengan melakukan modifikasi karet alam baik secara fisik
maupun kimia melalui perubahan struktur molekulnya, seperti depolimerisasi,
hidrogenasi, siklisasi, klorinasi, kopolimerisasi cangkok, dan sebagainya.
Degradasi rantai molekul karet yang bertujuan untuk melunakkan atau sekedar
menurunkan viskositas karet, dan untuk memperoleh karet dengan rantai
molekul yang sangat pendek atau karet cair.
Dalam penelitian ini modifikasi struktur karet alam yang akan
dilakukan adalah depolimerisasi. Depolimerisasi dapat dilakukan dengan
beberapa cara, yaitu depolimerisasi secara mekanik, panas, maupun kimia.
Penelitian ini menggunakan metode depolimerisasi secara kimia dengan reaksi
reduksi-oksidasi (redoks) dengan hidrogen peroksida (H2O2) sebagai oksidator
dan natrium hipoklorit (NaOCl) sebagai reduktor. Metode ini dipilih karena
dilakukan tanpa pengaliran gas oksigen selama proses depolimerisasi (oksigen
berasal dari reaksi hidrogen peroksida dan natrium hipoklorit) sehingga proses
secara teknis lebih mudah. Selain itu dengan digunakannya hidrogen
peroksida dan natrium hipoklorit akan menurunkan biaya produksi
dibandingkan menggunakan fenilhidrasin.
2
Depolimerisasi secara kimia dengan reaksi redoks dapat menghasilkan
karet dengan bobot molekul rendah, yaitu sekitar 104 sampai 105 yang biasa
disebut sebagai karet cair (liquid natural rubber). Semakin rendah bobot
molekul yang dihasilkan akan menyebabkan karet menjadi semakin rendah
viskositasnya. Karet dengan rantai molekul pendek atau viskositas rendah
relatif lebih mudah terpenetrasi ke dalam pori-pori permukaan, sehingga daya
rekatnya relatif lebih kuat dan dapat digunakan untuk membuat produk, seperti
lem, cat, pernis, dan tinta cetak. Selain itu karena bentuknya cair maka karet
cair dapat digunakan untuk membuat produk yang bentuknya rumit.
Karet alam dengan bobot molekul rendah sering disebut sebagai karet
cair. Permintaan cenderung meningkat setiap tahun meskipun peningkatannya
cenderung lambat. Menurut IRCA (1987) diacu dalam Pudjosunaryo dan
Siswantoro (1991), konsumsi karet cair dunia mencapai 400 ton per tahun.
Menurut Ramadhan et al., (2005), harga karet cair relatif lebih mahal
dibandingkan lateks pekat dan karet mentah, yaitu sekitar Rp. 20.000 - Rp.
25.000 per kilogram dengan asumsi memakai lateks pekat dengan KKK 60 %.
Sedangkan harga karet mentah sendiri pada tahun 2005 adalah 1,5 sen Dolar
AS per kilogram (www.KapanLagi.com).
Depolimerisasi secara kimia, salah satunya dilakukan melalui reaksi
redoks dengan menambahkan oksidator H2O2 (hidrogen peroksida) dan
reduktor NaOCl (natrium hipoklorit). Penelitian yang berhubungan dengan
penggunaan H2O2 dan NaOCl untuk depolimerisasi sudah banyak dilakukan,
antara lain Gunanti (2004) yang meneliti mengenai pemutusan rantai molekul
karet alam dengan H2O2 dan natrium NaOCl yang divariasikan dengan bahan
pemantap berupa HNS (Hidroksilamin Netral Sulfat).
Penelitian depolimerisasi karet alam yang lain dilakukan oleh Pertiwi
(2005), yang mengkombinasikan toluen, H2O2 , NaOCl, dan HNS dimana
toluen ditambahkan setelah pencampuran bahan pendegradasi. Penelitian ini
menunjukkan bahwa bobot molekul karet dapat diturunkan dengan
depolimerisasi kimia menggunakan formula H2O2 + NaOCl + toluen (70 oC),
H2O2 + NaOCl (70 oC), dan H2O2 + NaOCl + HNS + toluen (40 oC).
Penelitian depolimerisasi yang dilakukan oleh Ramadhan et al., (2005),
3
menyimpulkan bahwa waktu optimum depolimerisasi adalah 16 jam dengan
formula bahan pendegradasi H2O2 2 bsk (bagian per seratus karet), NaOCl 7
bsk, dan toluen 10 % pada suhu reaksi 70 oC dimana toluen dimasukkan
sebelum bahan pendegradasi. Menurut Ramadhan et al., (2005), toluen dapat
mengembangkan molekul karet sehingga mempermudah bahan pendegradasi
untuk memotong rantai molekul karet alam.
1.2. TUJUAN PENELITIAN
Tujuan penelitian adalah untuk :
1. Memperoleh lateks depolimerisasi dengan bobot molekul yang rendah dan
mantap.
2. Mengetahui pengaruh KKK (Kadar Karet Kering) lateks dan waktu
pemeraman toluen terhadap karakteristik lateks depolimerisasi dengan
reaksi redoks.
3. Memperoleh kombinasi KKK lateks dan waktu pemeraman toluen terbaik
untuk menurunkan bobot molekul karet alam.
1.3. RUANG LINGKUP PENELITIAN
Ruang lingkup dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Penentuan dosis surfaktan (emal dan emulgen) yang akan dimasukkan ke
dalam lateks pekat yang dapat mempertahankan kestabilan lateks
depolimerisasi dengan reaksi reduksi-oksidasi (redoks).
2. Depolimerisasi karet alam dengan reaksi redoks untuk mengetahui
pengaruh KKK lateks dan waktu pemeraman toluen terhadap penurunan
bobot molekul karet alam.
3. Pengujian viskositas Mooney, viskositas intrinsik, bobot molekul, kadar
nitrogen, dan viskositas Brookfield untuk menentukan pengaruh KKK
lateks dan waktu pemeraman toluen terhadap karakteristik fisik dan kimia
hasil depolimerisasi.
4
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahi robbil ‘alamin, puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat
Allah SWT karena berkat limpahan Rahmat, Karunia dan Hidayah-Nya penulis
dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pengaruh Pengembangan Partikel
Karet Terhadap Depolimerisasi Lateks Dengan Reaksi Reduksi-Oksidasi”.
Dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan skripsi, penulis banyak
mendapat bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis ingin
mengucapkan terima kasih terutama kepada :
1. Prof. Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA selaku pembimbing akademik
yang telah memberikan bimbingan dan arahan dalam penulisan skripsi ini.
2. Ir. Ary Achyar Alfa, MSi selaku pembimbing yang telah memberikan
bimbingan dan arahan dalam penulisan skripsi ini.
3. Drs. Purwoko, Msi selaku dosen penguji atas saran, kritik, dan arahan
demi kesempurnaan penulisan skripsi ini.
4. Arief Ramadhan, S.TP atas ilmu, motivasi dan bantuannya selama
penelitian dan penulisan skripsi.
5. Kedua orangtuaku tercinta dan kakakku yang telah memberikan doa,
motivasi dan kasih sayang.
6. Teman-teman satu penelitian di BPTK dan seluruh karyawan BPTK.
Penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak
berkaitan dengan skripsi ini. Akhirnya penulis berharap agar skripsi ini dapat
memberikan manfaat bagi semua pihak yang memerlukannya.
Bogor, September 2006
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ........................................................................................ i
DAFTAR ISI ....................................................................................................... ii
DAFTAR TABEL .............................................................................................. iv
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... v
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... vi
I. PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG .......................................................................... 1
1.2. TUJUAN ............................................................................................... 4
1.3. RUANG LINGKUP PENELITIAN ...................................................... 4
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. TANAMAN KARET ............................................................................ 5
2.2. LATEKS ALAM ................................................................................... 6
2.3. KARET ALAM...................................................................................... 7
2.4. LATEKS PEKAT .................................................................................. 8
2.5. KARET ALAM CAIR .......................................................................... 9
2.6. DEPOLIMERISASI .............................................................................. 10
2.7. VISKOSITAS MOONEY....................................................................... 13
2.8. VISKOSITAS INTRINSIK .................................................................. 13
2.9. HIDROKSILAMIN NETRAL SULFAT .............................................. 14
2.10. SURFAKTAN........................................................................................ 15
2.11. TOLUEN ............................................................................................... 18
2.12. HIDROGEN PEROKSIDA ................................................................... 19
2.13. NATRIUM HIPOKLORIT .................................................................... 20
III. BAHAN DAN METODE
3.1. BAHAN DAN ALAT ........................................................................... 21
3.1.1. Bahan ........................................................................................ 21
3.1.2. Alat ............................................................................................ 21
3.2. METODOLOGI PENELITIAN............................................................. 21
3.2.1. Penelitian Pendahuluan ............................................................... 21
ii
3.2.2. Penelitian Utama ......................................................................... 22
3.3. RANCANGAN PERCOBAAN............................................................. 26
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. PENELITIAN PENDAHULUAN .......................................................... 27
4.2. PENELITIAN UTAMA.......................................................................... 29
4.2.1. Persiapan Bahan Baku ................................................................ 29
4.2.2. Karakteristik Bahan Baku ........................................................... 30
4.2.3. Pengaruh KKK Lateks dan Waktu Pemeraman Toluen Terhadap
Karakteristik Fisik/Kimia Karet Depolimerisasi ........................33
4.3. PEMBAHASAN UMUM ...................................................................... 45
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. KESIMPULAN ...................................................................................... 47
5.2. SARAN ................................................................................................... 48
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 49
LAMPIRAN......................................................................................................... 52
iii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Kinerja Ekspor Karet Alam Indonesia 2000-2004 ..................................1
Tabel 2. Komposisi Kimia Lateks Hevea..............................................................6
Tabel 3. Empat Fraksi Lateks Segar......................................................................7
Tabel 4. Komposisi Partikel Karet Alam ..............................................................8
Tabel 5. Pengamatan Penggumpalan Lateks dengan Penambahan Emal dan
Emulgen ..................................................................................................27
Tabel 6. Interval Viskositas Mooney Klon Karet ..................................................30
Tabel 7. Karakteristik Lateks Kebun dan Lateks Pekat ........................................31
Tabel 8. Matriks Penentuan Terbaik .....................................................................46
Tabel 9. Kecepatan dan Faktor Pengali pada Viskositas Brookfield.....................55
iv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.
Pohon Industri Karet (SI-PUK).........................................................5
Gambar 2.
Struktur Ruang 1,4 Cis Poliisoprena.................................................7
Gambar 3.
Bentuk Partikel Karet dalam Lateks Hevea ......................................8
Gambar 4.
Mekanisme Degradasi Polimer Reaksi Rantai .................................11
Gambar 5.
Mekanisme Pemutusan Molekul Karet Oleh Hidrogen Peroksida . .12
Gambar 6.
Struktur Hidroksilamin . ...................................................................14
Gambar 7.
Mekanisme Pengikatan Gugus Aldehida Oleh Senyawa
Hidroksilamin ...................................................................................15
Gambar 8.
Struktur Surfaktan ............................................................................16
Gambar 9.
Struktur Toluen ................................................................................18
Gambar 10. Struktur Hidrogen Peroksida ............................................................19
Gambar 11. Struktur Molekul Natrium Hipoklorit ...............................................20
Gambar 12. Diagram Alir Penelitian Pendahuluan (Penentuan Dosis Surfaktan)24
Gambar 13. Penentuan Pengaruh KKK dan waktu Pemeraman Terhadap
Penurunan Bobot Molekul Karet Alam.............................................25
Gambar 14. Histogram Pengaruh KKK dan Waku Pemeraman Terhadap
Viskositas Mooney ............................................................................33
Gambar 15. Histogram Pengaruh KKK dan Waku Pemeraman Terhadap
Viskositas Intrinsik ...........................................................................37
Gambar 16. Histogram Pengaruh KKK dan Waku Pemeraman Terhadap Bobot
Molekul .............................................................................................37
Gambar 17. Histogram Pengaruh KKK dan Waku Pemeraman Terhadap Kadar
Nitrogen ............................................................................................41
Gambar 18. Histogram Pengaruh KKK dan Waku Pemeraman Terhadap
Viskositas Brookfield ........................................................................43
v
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Prosedur Analisis KKK, KJP, Viskositas Mooney, Viskositas
Intrinsik, Viskositas Brookfield, dan Kadar Nitrogen.......................52
Lampiran 2. Rekapitulasi Hasil Analisis Pengaruh Pengaruh Kadar Karet Kering
(KKK) dan Waktu Pemeraman Toluen Terhadap Karet
Depolimerisasi ..................................................................................56
Lampiran 3. Analisis Statistik Viskositas Mooney ...............................................61
Lampiran 4. Analisis Statistik Viskositas Intrinsik................................................63
Lampiran 5. Analisis Statistik Bobot Molekul.......................................................65
Lampiran 6. Analisis Statistik Kadar Nitrogen ......................................................67
Lampiran 7. Analisis Statistik Viskositas Brookfield ............................................69
vi
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. TANAMAN KARET
Karet alam diperoleh dari tanaman tertentu yang menghasilkan susu
putih ketika permukaannya digores. Pada saat ini karet alam yang dikenal
dalam perdagangan berasal dari pohon karet Hevea brasiliensis. Menurut
Barron (1947) karet alam juga dapat dihasilkan oleh tanaman lain yaitu
Castilloa ulei, Manihot glaziovii, Hancornia speciosa, Guayule, Landolphia,
Kicksia elastica, Funtumia, Ficus elastica, dan Urceola.
Tanaman karet dapat ditanam pada tanah yang kurang subur untuk
menanam tanaman perkebunan yang lain. Pada tanah yang subur, karet
dapat mulai disadap setelah umur 4-5 tahun. Sedangkan pada tanah yang
kurang subur, tanaman karet baru bisa disadap pada umur 7 tahun (Goutara,
et al., 1985).
Gambar 1. Pohon Industri Karet (SI-PUK)
(www.bi.go.id)
2.2. LATEKS ALAM
Lateks merupakan cairan yang berwarna putih atau putih kekuningkuningan. Lateks terdiri dari partikel karet dan bukan karet yang terdispersi
di dalam air (Triwijoso dan Siswantoro,1989). Sedangkan menurut Goutara,
et al. (1985), lateks merupakan sistem koloid dimana partikel karet yang
dilapisi oleh protein dan fosfolipid terdispersi didalam air. Protein dilapisan
luar memberikan muatan negatif pada partikel. Lateks merupakan suatu
dispersi butir-butir karet dalam air, dimana di dalam dispersi tersebut juga
larut beberapa garam dan zat organik, seperti zat gula, dan zat protein (Lie,
1964). Menurut Suparto (2002), lateks Hevea terdiri dari karet, resin,
protein, abu, gula, dan air dengan komposisi seperti terlihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Komposisi Kimia Lateks Hevea
Jenis Komponen Komposisi (%)
Karet
30 - 35
Resin
0,5 - 1,5
Protein
1,5 - 2,0
Abu
0,3 - 0,7
Gula
0,3 - 0,5
Air
55 - 60
Secara fisiologi lateks merupakan sitoplasma dari sel-sel pembuluh
lateks yang mengandung partikel karet, lutoid, nukleous, mitokondria,
partikel Frey-Wyssling, dan ribosom. Selain partikel karet, didalam lateks
terdapat bahan-bahan bukan karet yang berperan penting mengendalikan
sifat lateks dan karetnya meskipun dalam jumlah yang relatif kecil. Lateks
segar yang dipusingkan (disentrifuse) dengan alat pemusing ultra dengan
kecepatan 18000 rpm akan menyebabkan lateks terpisah menjadi empat
fraksi dengan urutan dari atas ke bawah dapat dilihat pada Tabel 3.
6
Lateks kebun segar
Tabel 3. Empat Fraksi Lateks Segar
Fraksi Karet (35 %)
Serum (50%)
Karet
Protein
Lipid
Ion Logam
Karotenoida
Lipid
Air
Karbohidrat dan inositol
Protein dan turunannya
Senyawa nitrogen
Asam nukleat dan nukleosida
Ion anorganik
Ion logam
Fraksi Dasar (10 %)
Lutoid (vakuolisosom)
Fraksi Frey Wyssling (5%)
Sumber: Suparto (2002)
2.3. KARET ALAM
Menurut Triwijoso dan Siswantoro (1989), karet adalah suatu
polimer dari isoprena (C5H8) sehingga sering disebut Cis 1,4-poliisoprena
dengan rumus umum (C5H8)n dimana n adalah bilangan yang menunjukkan
jumlah monomer didalam rantai polimer. Semakin besar harga n maka
molekul karet semakin panjang, semakin besar bobot molekul dan semakin
kental (viscous). Nilai n dapat berkisar antara 3000-15000.
H 3C
H
C=C
H 2C
H3 C
H
C=C
CH2
CH2
H3C
H
C=C
CH2
CH2
H3 C
H
C=C
CH2
CH2
CH2
n
Gambar 2. Struktur Ruang 1,4 Cis Poliisoprena (Honggokusumo, 1978)
Menurut Eng et al., (1997), bobot molekul karet alam berkisar antara
1 sampai 2 juta. Partikel karet alam mengandung hidrokarbon karet dan
sejumlah kecil bahan bukan karet, seperti lemak, glikolipida, foosfolipida,
protein, karbohidrat, bahan anorganik, dan lain-lain. Partikel karet alam
terdiri dari hidrokarbon karet, lemak, glikolipda, fosfolipida, protein,
7
karbohidrat, bahan anorganik, dan lain-lain dengan komposisi seperti terlihat
pada Tabel 4.
Tabel 4. Komposisi Partikel Karet Alam
Jenis Komponen
Komposisi (%)
Hidrokarbon karet
93,7
Lemak
2,4
Glikolipida, fosfolipida
1,0
Protein
2,2
Karbohidrat
0,4
Bahan Anorganik
0,2
Lain-lain
0,1
Sumber: Tanaka (1998)
Bentuk partikel karet dalam lateks Hevea dapat dilihat pada Gambar 3.
Lipida
Gambar 3. Bentuk Partikel Karet dalam Lateks Hevea
2.4. LATEKS PEKAT
Lateks pekat diperoleh dengan memekatkan lateks kebun. Pembuatan
lateks pekat bertujuan meningkatkan kadar karet kering (KKK). Lateks
kebun pekat dengan kadar karet kering (KKK) 60 % akan lebih seragam
mutunya dan lebih sesuai untuk pengolahan barang jadi karet. Pembuatan
lateks pekat dapat dilakukan dengan empat metode, yaitu sentrifuse
(pemusingan), pendadihan, penguapan, dan elektrodekantasi. Metode yang
paling sering digunakan adalah metode sentrifuse (pemusingan) karena
menghasilkan kapasitas produksi yang besar, viskositas lateks lebih rendah
8
(tidak kental), dan hasil lateks lebih murni (tidak tercampur endapan dan
kotoran) (Solichin, 1991).
Pada umumnya, pengolahan lateks pekat di Indonesia menggunakan
cara
pemusingan
(sentrifuse)
karena
kapasitasnya
tinggi
dan
pemeliharaannya lebih mudah. Lateks kebun dengan kadar karet kering
(KKK) 28-35 % dipusingkan pada kecepatan 5000-7000 rpm, sehingga pada
bagian atas alat akan diperoleh lateks pekat dengan kadar karet kering
(KKK) 60 % dan berat jenis 0,94, sedangkan di bagian bawah akan
dihasilkan skim yang masih mengandung 4-8 % karet dengan berat jenis
1,02 (Goutara, et al., 1985).
Faktor-faktor yang mempengaruhi mutu lateks pekat pusingan adalah
pengawetan lateks kebun, KKK lateks kebun, pengendapan lateks kebun,
penambahan sabun ammonium laurat sebelum ataupun sesudah pemusingan,
alat dan cara pemusingan, penyimpanan, pengangkutan, dan cara
pengambilan sampel lateks pekat. Lateks pekat bermutu tinggi diperoleh
dengan melakukan pengontrolan dan perlakuan yang baik sejak dari lateks
kebun sampai pada pengambilan sampel lateks pekat (Solichin, 1991).
2.5. Karet Alam Cair (Liquid Natural Rubber / LNR)
Menurut Pudjosunaryo dan Siswantoro (1991), karet alam cair
didefinisikan sebagai karet alam yang pada suhu kurang dari 100 oC dapat
dituang atau dipompakan tanpa bantuan medium lain. Bentuknya yang cair
menyebabkan karet ini sesuai untuk pembuatan barang jadi karet yang
berbentuk rumit. Karet alam cair ada dua jenis, yaitu karet alam cair dengan
berat molekul tinggi dan karet alam cair dengan berat molekul rendah
(IRCA, 1985 diacu dalam Pudjosunaryo dan Siswantoro, 1991).
Karet alam cair diperoleh dengan cara depolimerisasi oksidatif karet
alam dalam fasa lateks. Depolimerisasi dilakukan dengan cara mereaksikan
karet dengan udara dan fenilhidrazin pada suhu sekitar 60 oC selama 24 jam
(IRCA, 1985 diacu dalam Pudjosunaryo, 1992).
9
Pemotongan rantai molekul karet alam dengan depolimerisasi akan
menghasilkan karet alam cair. Karet cair dapat dihasilkan dengan
depolimerisasi panas maupun depolimerisasi kimia pada karet alam.
Depolimerisasi panas dilakukan dengan memanaskan mastikasi karet alam
pada suhu 220-240 oC. Sedangkan depolimerisasi kimia melibatkan reaksi
oksidasi-reduksi salah satunya dengan menggunakan fenilhidrasin dan
oksigen (www.managecultiva.com).
2.6. DEPOLIMERISASI
Menurut (Ramadhan, et al. 2005), depolimerisasi adalah proses
pemutusan atau pendegradasian polimer dengan cara menghilangkan
kesatuan monomer secara bertahap dalam reaksi. Depolimerisasi molekul
karet dilakukan untuk memperoleh karet dengan bobot molekul rendah yang
ditandai dengan rendahnya viskositas Mooney (Surdia, 2000).
Depolimerisasi polimer dapat terjadi secara mekanik, termal, kimia,
fotokimia, dan biodegradasi (Surdia, 2000). Sedangkan menurut Cowd
(1991), depolimerisasi polimer disebabkan oleh beberapa faktor yaitu energi
panas, energi mekanik, penyinaran (ultra violet), dan bahan kimia (oksidasi/
H2O2).
Depolimerisasi polimer secara kimia dapat berlangsung dengan dua
cara yaitu reaksi tahap tunggal dan reaksi rantai. Reaksi tunggal terjadi
akibat reaksi fotokimia, misalnya degradasi polimer secara enzimatik,
sedangkan reaksi rantai merupakan reaksi degradasi polimer dengan bantuan
senyawa radikal bebas karena adanya suatu peroksida.
Menurut Alfa dan Syamsu (2004), penambahan senyawa pemutus
rantai molekul sistem redoks, campuran hidrogen peroksida dengan natrium
hipoklorit, dikombinasikan dengan ammoniumhydroksyl sulphate akan
menghasilkan lateks dengan viskositas Mooney karet mentah rendah dan
memiliki daya rekat baik.
10
+
R R
R R R R
(Pengguntingan rantai utama)
+
R R R R R R
R
R R
R R R
(Pengguntingan rantai samping)
+ RH
R R
R R
(Eliminasi)
R
Gambar 4. Mekanisme Degradasi Polimer Reaksi Rantai (Surdia, 2000)
Berdasarkan gambar diatas dapat diketahui kemungkinan reaksi
pemutusan rantai polimer akibat pengaruh dari terbentuknya radikal bebas
pada tahap inisiasi. Hal ini menyebabkan terjadinya reaksi polimer dengan
oksigen
TERHADAP DEPOLIMERISASI LATEKS DENGAN REAKSI
REDUKSI-OKSIDASI
Oleh
ELLY NURASIH WIDI PRISTIYANTI
F34102025
2006
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
PENGARUH PENGEMBANGAN PARTIKEL KARET
TERHADAP DEPOLIMERISASI LATEKS DENGAN REAKSI
REDUKSI-OKSIDASI
Oleh
ELLY NURASIH WIDI PRISTIYANTI
F34102025
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
2006
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PENGARUH PENGEMBANGAN PARTIKEL KARET
TERHADAP DEPOLIMERISASI LATEKS DENGAN REAKSI
REDUKSI-OKSIDASI
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
ELLY NURASIH WIDI PRISTIYANTI
F34102025
Dilahirkan pada tanggal 31 Oktober 1984
Di Rembang
Tanggal Kelululusan : 25 September 2006
Disetujui,
Bogor,
Oktober 2006
Prof. Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA
Dosen Pembimbing I
Ir. Ary Achyar Alfa, MSi
Dosen Pembimbing II
Elly Nurasih Widi Pristiyanti. F34102025. Pengaruh Pengembangan Partikel
Karet Terhadap Depolimerisasi Lateks Dengan Reaksi Reduksi-Oksidasi. Di
bawah Bimbingan Djumali Mangunwidjaja dan Ary Achyar Alfa. 2006.
RINGKASAN
Karet alam merupakan salah satu komoditas pertanian yang menunjang
perekonomian Indonesia. Salah satu ciri karet alam adalah bobot molekulnya yang
tinggi hingga mencapai 1 sampai 2 juta. Bobot molekul yang tinggi merupakan
kelebihan karet alam, akan tetapi jika bobot molekul semakin meningkat karena
peristiwa pengerasan selama penyimpanan (storage hardening) maka akan
menyulitkan pencampurannya dengan bahan kimia selama proses pengolahan
barang jadi karet dan akan membatasi penggunaan karet alam untuk pembuatan
produk yang membutuhkan daya rekat, seperti lem, cat, pernis, dan tinta cetak.
Kelemahan karet alam dapat diatasi dengan modifikasi struktur karet alam.
Salah satu cara untuk memperbaiki kelemahan sifat fisik karet alam adalah
dengan melakukan modifikasi karet alam baik secara fisik maupun kimia untuk
merubah struktur molekulnya adalah depolimerisasi. Depolimerisasi dapat
menghasilkan karet dengan bobot molekul rendah, yaitu sekitar 104 sampai 105
yang biasa disebut sebagai karet cair (liquid natural rubber). Karet dengan bobot
molekul rendah menpunyai daya rekat yang tinggi.
Tujuan penelitian adalah untuk memutuskan rantai molekul karet alam,
mengetahui pengaruh KKK lateks dan waktu pemeraman toluen terhadap
karakteristik lateks depolimerisasi, serta memperoleh kombinasi kadar karet
kering (KKK) lateks dan waktu pemeraman toluen terbaik untuk menurunkan
bobot molekul karet alam.
Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap, yaitu penelitian pendahuluan dan
penelitian utama. Penelitian pendahuluan bertujuan untuk menentukan dosis
surfaktan yang akan ditambahkan dalam lateks pekat. Penelitian utama yaitu
menentukan pengaruh kadar karet kering (KKK) lateks dan waktu pemeraman
toluen terhadap karakteristik produk depolimerisasi yang dihasilkan. Rancangan
percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap faktorial dengan 2
faktor, yaitu faktor kadar karet kering terdiri dari 4 taraf, yaitu 10, 25, 40 %, dan
58,65 % (KKK lateks pekat), serta faktor waktu pemeraman toluen terdiri dari 4
taraf, yaitu 0, 1, 2, 3 hari. Adapun pengujian utama terhadap lateks hasil
depolimerisasi meliputi viskositas mooney, viskositas intrinsik dan bobot
molekul, sedangkan parameter pendukungnya adalah kadar nitrogen dan
viskositas brookfield. Dosis surfaktan emal yang ditambahkan akan ditambahkan
kedalam lateks untuk penelitian utama adalah sebesar 1 bsk (bagian per seratus
karet).
Hasil pengujian viskositas mooney penelitian utama menunjukkan bahwa
semua perlakuan, baik kadar karet kering (KKK) maupun waktu pemeraman
toluen berpengaruh nyata terhadap viskositas mooney. Nilai viskositas mooney
yang dihasilkan berkisar antara 9,90 sampai 45,85 (ML(1’+4’) 100 oC).Uji lanjut
Duncan menunjukkan bahwa perlakuan lateks pekat (KKK : 58,65 %) dengan
pemeraman 0 hari tidak berbeda nyata dengan lateks pekat (KKK : 58,65 %)
dengan pemeraman 2 hari dan lateks pekat (KKK : 58,65 %) dengan pemeraman 3
hari.
Hasil pengujian viskositas intrinsik dan bobot molekul penelitian utama
menunjukkan bahwa faktor perlakuan kadar karet kering (KKK) berpengaruh
nyata terhadap viskositas intrinsik dan bobot molekul, sedangkan faktor perlakuan
waktu pemeraman toluen tidak berpengaruh nyata. Nilai viskositas intrinsik yang
dihasilkan berkisar antara 175,05 sampai 421,05. Nilai bobot molekul yang
dihasilkan berkisar antara 3,06E + 05 sampai 9,83E + 05. Uji lanjut Duncan
menunjukkan bahwa perlakuan lateks pekat (KKK : 58,65 %) menghasilkan karet
dengan viskositas intrinsik dan bobot molekul terendah.
Hasil pengujian kadar nitrogen penelitian utama menunjukkan bahwa
variasi kadar karet kering (KKK) tidak berpengaruh nyata, sedangkan variasi
waktu pemeraman toluen berpengaruh nyata terhadap kadar nitrogen. Nilai kadar
nitrogen yang dihasilkan berkisar antara 0,09 – 0,20 %, dengan penurunan kadar
nitrogen 14,89 – 63,83 %. Uji lanjut Duncan menunjukkan waktu pemeraman 3
hari menghasilkan kadar nitrogen yang paling rendah.
Hasil pengujian viskositas brookfield penelitian utama menunjukkan
bahwa semua perlakuan, baik kadar karet kering (KKK) maupun waktu
pemeraman toluen berpengaruh nyata terhadap viskositas brookfield. Nilai
viskositas brookfield yang dihasilkan berkisar antara 224,50 sampai 1,80 cP. Uji
lanjut Duncan menunjukkan bahwa perlakuan lateks pekat (KKK : 58,65 %)
dengan pemeraman 0 hari mempunyai nilai kekentalan yang paling tinggi.
Berdasarkan pertimbangan hasil analisis keragaman dan uji lanjut Duncan
terhadap analisis viskositas mooney, viskositas intrinsik, bobot molekul,dan kadar
nitrogen, maka dapat disimpulkan bahwa perlakuan terbaik dalam penelitian
utama adalah metode depolimerisasi dengan bahan baku berupa lateks pekat
(KKK 60±2 %) dan waktu pemeraman selama 3 hari.
Elly Nurasih Widi Pristiyanti F34101025. The Study of Rubber’s Particle
Swelling on Latex’s Depolymerization With Reduction-Oxidation Reaction.
Supervised by Djumali Mangunwidjaja dan Ary Achyar Alfa. 2006.
SUMMARY
Natural rubber is one of the agricultural commodities which support
economics of Indonesia. Highly molecular weight is one of properties of natural
rubber roundabout 1-2 millions. High molecular weight is a special quality of
natural rubber. If natural rubber molecular weight increasingly because of storage
hardening, that can cause is difficult to mix with chemical rubber during rubber
goods processing and it will be limited to use rubber for producing product that
need high adhesion strength, like glue, paints, varnished, and printed ink.
Disadvantage of natural rubber can be conquered by modification of molecular
stucture.
One method to repair the disadvantage of natural rubber properties is by
modificating physicly or chemically with changing molecular structure
(depolymerisation). Depolymerisation can produce rubber with low molecular
weight, roundabout 104 until 105 , that usually called as liquid natural rubber.
Rubber with low molecular weight have high adhesive strenght.
The objectives of this research are to cut molecular chain of natural rubber,
to get liquid natural rubber with low molecular weight and constant, to get the
best combination of dry rubber content (DRC) and toluene coo time to decrease
natural rubbers molecular weight.
This research was conducted in two phase, introductory research and
primary research. The introductory research was aimed to find out surfactant’s
dose which will be added to thick latex. The primary research was aimed to
determine latex’s DRC and toluene’s coo time effects on characteristic of
depolymerized natural rubber with H2O2 and NaOCl. The primary research
statistic design was complete random design in two treatment, they are Dry
Rubber Content of latex and toluene’s coo time. Dry Rubber Content of latex had
four degree, they were 10, 25, 40 %, and 58.65 % (DRC of thick latex). Toluene’s
coo time had four degree too, they were 0, 1, 2, and 3 days. Examination of the
introductory research is mooney viscosity, intrinsic viscosity and molecular
weight, brookfield viscosity, and nitrogen content. Emal’s dose that added to thick
latex is 1 part perhundred rubber (phr).
Mooney viscosity values of primary research showed that latex’s DRC
and toluene coo time had significant influences. Range values of Mooney
viscosity depolymerized rubber were 9.90 until 45.85 (ML(1’+4’) 100 oC).
Intrinsic viscosity and molecular weight values of primary research
showed that latex’s DRC had significant influences, while toluene’s coo time did
not have significant influence. Range values of intrinsic viscosity depolymerized
rubber were 175.05 until 421.05. Range values of molecular weight
depolymerized rubber were 3.06E + 05 until 9.83E + 05.
Nitrogent content values of primary research showed that latex’s DRC did
not have significant influences, while toluene’s coo time had significant influence.
Range values of molecular weight depolymerized rubber were 0.09 until 0.20 %,
with nitrogent decreased 14.89 – 63.83 %.
Brookfield viscosity values of primary research showed that latex’s DRC
and toluene coo time had significant influences. Range values of Mooney
viscosity depolymerized rubber were 224.50 until 1.80 cP.
Based on random analysis and Duncan continued test to mooney viscosity,
intrinsic, viscosity, molecular weight, and nitrogent content, then can be
conclused that the best treatment in primary research was depolymerized method
with thick latex (DRC 60±2 %) and three days toluene’s coo time.
PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul
“Pengaruh Pengembangan Partikel Karet Terhadap Depolimerisasi Lateks Dengan
Reaksi Reduksi-Oksidasi.” adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan dosen
pembimbing, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya.
Bogor, September 2006
ELLY NURASIH WIDI PRISTIYANTI
F34102025
BIODATA PENULIS
Penulis dilahirkan di Rembang pada tanggal 31
Oktober 1984, dari ayah Sayadi dan ibu Sri Widiastuti.
Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di Sekolah Dasar
Negeri Kutoharjo III pada tahun 1996. Pada tahun yang
sama penulis melanjutkan ke Sekolah Lanjutan Tingkat
Pertama Negeri 2 Rembang dan lulus pada tahun 1999.
Penulis melanjutkan pendidikan di Sekolah Menengah
Umum Negeri 1 Rembang hingga lulus pada Tahun 2002.
Penulis kemudian memperoleh Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan
diterima di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi
Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada tahun 2005, penulis melaksanakan
Praktek Lapangan di PT. Indolakto, Sukabumi dan menyelesaikan laporan Praktek
Lapangan dengan judul “Mempelajari Teknologi Proses Produksi dan
Pengawasan Mutu Susu UHT (Ultra High Temperature) di PT. Indolakto
Sukabumi”.
Penulis melaksanakan penelitian di Balai Penelitian Teknologi Karet
Bogor dan menyusun skripsi dengan judul ” Pengaruh Pengembangan Partikel
Karet Terhadap Depolimerisasi Lateks Dengan Reaksi Reduksi-Oksidasi”,
sebagai salah satu syarat untuk mendapat gelar sarjana pada Fakultas Teknologi
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
I. PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG
Karet alam dapat diperoleh dengan menyadap tanaman Hevea
brasiliensis. Karet alam merupakan salah satu komoditas pertanian yang
sangat penting dan cukup banyak menghasilkan devisa bagi Indonesia untuk
menunjang perekonomian Indonesia. Pada saat ini, Indonesia merupakan
produsen karet alam nomor dua di dunia setelah Thailand. Produksi karet
alam pada tahun 2004 mencapai 2 juta ton senilai US$ 2,25 miliar
(www.bisnis.com). Kinerja ekspor karet alam Indonesia dari tahun 2000
sampai 2004 dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Kinerja Ekspor Karet Alam Indonesia 2000-2004
Kinerja ekspor karet alam Indonesia 2000-2004
Tahun
(ribu ton)
(US$ ribu)
2000
1.362
880.898
2001
1.505
814.357
2002
1.461
1.000.455
2003
1.581
1.431.163
2004*)
1.900
2.250.000
Sumber: BI & Gapkindo diolah
Keterangan: *) Januari-November
Menurut Ramadhan et al., (2005), karet alam memiliki beberapa
kelemahan, yaitu memiliki kadar ikatan tidak jenuh dalam struktur molekul
karet alam tinggi sehingga karet alam tidak tahan terhadap reaksi oksidasi,
ozon, dan minyak. Selain kelemahan, karet alam juga memiliki beberapa
kelebihan, yaitu memiliki daya pantul dan elastisitas yang baik, serta sifat-sifat
fisik seperti elastisitas, kuat tarik, dan kepegasan yang tinggi pula (Alfa et al.,
2003).
Salah satu ciri karet alam adalah bobot molekulnya yang tinggi hingga
mencapai 1-2 juta (Honggokusumo, 1978). Bobot molekul yang tinggi
merupakan kelebihan karet alam, akan tetapi jika bobot molekul semakin
meningkat karena peristiwa pengerasan selama penyimpanan (storage
PENGARUH PENGEMBANGAN PARTIKEL KARET
TERHADAP DEPOLIMERISASI LATEKS DENGAN REAKSI
REDUKSI-OKSIDASI
Oleh
ELLY NURASIH WIDI PRISTIYANTI
F34102025
2006
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
PENGARUH PENGEMBANGAN PARTIKEL KARET
TERHADAP DEPOLIMERISASI LATEKS DENGAN REAKSI
REDUKSI-OKSIDASI
Oleh
ELLY NURASIH WIDI PRISTIYANTI
F34102025
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
2006
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PENGARUH PENGEMBANGAN PARTIKEL KARET
TERHADAP DEPOLIMERISASI LATEKS DENGAN REAKSI
REDUKSI-OKSIDASI
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh
ELLY NURASIH WIDI PRISTIYANTI
F34102025
Dilahirkan pada tanggal 31 Oktober 1984
Di Rembang
Tanggal Kelululusan : 25 September 2006
Disetujui,
Bogor,
Oktober 2006
Prof. Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA
Dosen Pembimbing I
Ir. Ary Achyar Alfa, MSi
Dosen Pembimbing II
Elly Nurasih Widi Pristiyanti. F34102025. Pengaruh Pengembangan Partikel
Karet Terhadap Depolimerisasi Lateks Dengan Reaksi Reduksi-Oksidasi. Di
bawah Bimbingan Djumali Mangunwidjaja dan Ary Achyar Alfa. 2006.
RINGKASAN
Karet alam merupakan salah satu komoditas pertanian yang menunjang
perekonomian Indonesia. Salah satu ciri karet alam adalah bobot molekulnya yang
tinggi hingga mencapai 1 sampai 2 juta. Bobot molekul yang tinggi merupakan
kelebihan karet alam, akan tetapi jika bobot molekul semakin meningkat karena
peristiwa pengerasan selama penyimpanan (storage hardening) maka akan
menyulitkan pencampurannya dengan bahan kimia selama proses pengolahan
barang jadi karet dan akan membatasi penggunaan karet alam untuk pembuatan
produk yang membutuhkan daya rekat, seperti lem, cat, pernis, dan tinta cetak.
Kelemahan karet alam dapat diatasi dengan modifikasi struktur karet alam.
Salah satu cara untuk memperbaiki kelemahan sifat fisik karet alam adalah
dengan melakukan modifikasi karet alam baik secara fisik maupun kimia untuk
merubah struktur molekulnya adalah depolimerisasi. Depolimerisasi dapat
menghasilkan karet dengan bobot molekul rendah, yaitu sekitar 104 sampai 105
yang biasa disebut sebagai karet cair (liquid natural rubber). Karet dengan bobot
molekul rendah menpunyai daya rekat yang tinggi.
Tujuan penelitian adalah untuk memutuskan rantai molekul karet alam,
mengetahui pengaruh KKK lateks dan waktu pemeraman toluen terhadap
karakteristik lateks depolimerisasi, serta memperoleh kombinasi kadar karet
kering (KKK) lateks dan waktu pemeraman toluen terbaik untuk menurunkan
bobot molekul karet alam.
Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap, yaitu penelitian pendahuluan dan
penelitian utama. Penelitian pendahuluan bertujuan untuk menentukan dosis
surfaktan yang akan ditambahkan dalam lateks pekat. Penelitian utama yaitu
menentukan pengaruh kadar karet kering (KKK) lateks dan waktu pemeraman
toluen terhadap karakteristik produk depolimerisasi yang dihasilkan. Rancangan
percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap faktorial dengan 2
faktor, yaitu faktor kadar karet kering terdiri dari 4 taraf, yaitu 10, 25, 40 %, dan
58,65 % (KKK lateks pekat), serta faktor waktu pemeraman toluen terdiri dari 4
taraf, yaitu 0, 1, 2, 3 hari. Adapun pengujian utama terhadap lateks hasil
depolimerisasi meliputi viskositas mooney, viskositas intrinsik dan bobot
molekul, sedangkan parameter pendukungnya adalah kadar nitrogen dan
viskositas brookfield. Dosis surfaktan emal yang ditambahkan akan ditambahkan
kedalam lateks untuk penelitian utama adalah sebesar 1 bsk (bagian per seratus
karet).
Hasil pengujian viskositas mooney penelitian utama menunjukkan bahwa
semua perlakuan, baik kadar karet kering (KKK) maupun waktu pemeraman
toluen berpengaruh nyata terhadap viskositas mooney. Nilai viskositas mooney
yang dihasilkan berkisar antara 9,90 sampai 45,85 (ML(1’+4’) 100 oC).Uji lanjut
Duncan menunjukkan bahwa perlakuan lateks pekat (KKK : 58,65 %) dengan
pemeraman 0 hari tidak berbeda nyata dengan lateks pekat (KKK : 58,65 %)
dengan pemeraman 2 hari dan lateks pekat (KKK : 58,65 %) dengan pemeraman 3
hari.
Hasil pengujian viskositas intrinsik dan bobot molekul penelitian utama
menunjukkan bahwa faktor perlakuan kadar karet kering (KKK) berpengaruh
nyata terhadap viskositas intrinsik dan bobot molekul, sedangkan faktor perlakuan
waktu pemeraman toluen tidak berpengaruh nyata. Nilai viskositas intrinsik yang
dihasilkan berkisar antara 175,05 sampai 421,05. Nilai bobot molekul yang
dihasilkan berkisar antara 3,06E + 05 sampai 9,83E + 05. Uji lanjut Duncan
menunjukkan bahwa perlakuan lateks pekat (KKK : 58,65 %) menghasilkan karet
dengan viskositas intrinsik dan bobot molekul terendah.
Hasil pengujian kadar nitrogen penelitian utama menunjukkan bahwa
variasi kadar karet kering (KKK) tidak berpengaruh nyata, sedangkan variasi
waktu pemeraman toluen berpengaruh nyata terhadap kadar nitrogen. Nilai kadar
nitrogen yang dihasilkan berkisar antara 0,09 – 0,20 %, dengan penurunan kadar
nitrogen 14,89 – 63,83 %. Uji lanjut Duncan menunjukkan waktu pemeraman 3
hari menghasilkan kadar nitrogen yang paling rendah.
Hasil pengujian viskositas brookfield penelitian utama menunjukkan
bahwa semua perlakuan, baik kadar karet kering (KKK) maupun waktu
pemeraman toluen berpengaruh nyata terhadap viskositas brookfield. Nilai
viskositas brookfield yang dihasilkan berkisar antara 224,50 sampai 1,80 cP. Uji
lanjut Duncan menunjukkan bahwa perlakuan lateks pekat (KKK : 58,65 %)
dengan pemeraman 0 hari mempunyai nilai kekentalan yang paling tinggi.
Berdasarkan pertimbangan hasil analisis keragaman dan uji lanjut Duncan
terhadap analisis viskositas mooney, viskositas intrinsik, bobot molekul,dan kadar
nitrogen, maka dapat disimpulkan bahwa perlakuan terbaik dalam penelitian
utama adalah metode depolimerisasi dengan bahan baku berupa lateks pekat
(KKK 60±2 %) dan waktu pemeraman selama 3 hari.
Elly Nurasih Widi Pristiyanti F34101025. The Study of Rubber’s Particle
Swelling on Latex’s Depolymerization With Reduction-Oxidation Reaction.
Supervised by Djumali Mangunwidjaja dan Ary Achyar Alfa. 2006.
SUMMARY
Natural rubber is one of the agricultural commodities which support
economics of Indonesia. Highly molecular weight is one of properties of natural
rubber roundabout 1-2 millions. High molecular weight is a special quality of
natural rubber. If natural rubber molecular weight increasingly because of storage
hardening, that can cause is difficult to mix with chemical rubber during rubber
goods processing and it will be limited to use rubber for producing product that
need high adhesion strength, like glue, paints, varnished, and printed ink.
Disadvantage of natural rubber can be conquered by modification of molecular
stucture.
One method to repair the disadvantage of natural rubber properties is by
modificating physicly or chemically with changing molecular structure
(depolymerisation). Depolymerisation can produce rubber with low molecular
weight, roundabout 104 until 105 , that usually called as liquid natural rubber.
Rubber with low molecular weight have high adhesive strenght.
The objectives of this research are to cut molecular chain of natural rubber,
to get liquid natural rubber with low molecular weight and constant, to get the
best combination of dry rubber content (DRC) and toluene coo time to decrease
natural rubbers molecular weight.
This research was conducted in two phase, introductory research and
primary research. The introductory research was aimed to find out surfactant’s
dose which will be added to thick latex. The primary research was aimed to
determine latex’s DRC and toluene’s coo time effects on characteristic of
depolymerized natural rubber with H2O2 and NaOCl. The primary research
statistic design was complete random design in two treatment, they are Dry
Rubber Content of latex and toluene’s coo time. Dry Rubber Content of latex had
four degree, they were 10, 25, 40 %, and 58.65 % (DRC of thick latex). Toluene’s
coo time had four degree too, they were 0, 1, 2, and 3 days. Examination of the
introductory research is mooney viscosity, intrinsic viscosity and molecular
weight, brookfield viscosity, and nitrogen content. Emal’s dose that added to thick
latex is 1 part perhundred rubber (phr).
Mooney viscosity values of primary research showed that latex’s DRC
and toluene coo time had significant influences. Range values of Mooney
viscosity depolymerized rubber were 9.90 until 45.85 (ML(1’+4’) 100 oC).
Intrinsic viscosity and molecular weight values of primary research
showed that latex’s DRC had significant influences, while toluene’s coo time did
not have significant influence. Range values of intrinsic viscosity depolymerized
rubber were 175.05 until 421.05. Range values of molecular weight
depolymerized rubber were 3.06E + 05 until 9.83E + 05.
Nitrogent content values of primary research showed that latex’s DRC did
not have significant influences, while toluene’s coo time had significant influence.
Range values of molecular weight depolymerized rubber were 0.09 until 0.20 %,
with nitrogent decreased 14.89 – 63.83 %.
Brookfield viscosity values of primary research showed that latex’s DRC
and toluene coo time had significant influences. Range values of Mooney
viscosity depolymerized rubber were 224.50 until 1.80 cP.
Based on random analysis and Duncan continued test to mooney viscosity,
intrinsic, viscosity, molecular weight, and nitrogent content, then can be
conclused that the best treatment in primary research was depolymerized method
with thick latex (DRC 60±2 %) and three days toluene’s coo time.
PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul
“Pengaruh Pengembangan Partikel Karet Terhadap Depolimerisasi Lateks Dengan
Reaksi Reduksi-Oksidasi.” adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan dosen
pembimbing, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya.
Bogor, September 2006
ELLY NURASIH WIDI PRISTIYANTI
F34102025
BIODATA PENULIS
Penulis dilahirkan di Rembang pada tanggal 31
Oktober 1984, dari ayah Sayadi dan ibu Sri Widiastuti.
Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di Sekolah Dasar
Negeri Kutoharjo III pada tahun 1996. Pada tahun yang
sama penulis melanjutkan ke Sekolah Lanjutan Tingkat
Pertama Negeri 2 Rembang dan lulus pada tahun 1999.
Penulis melanjutkan pendidikan di Sekolah Menengah
Umum Negeri 1 Rembang hingga lulus pada Tahun 2002.
Penulis kemudian memperoleh Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan
diterima di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi
Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada tahun 2005, penulis melaksanakan
Praktek Lapangan di PT. Indolakto, Sukabumi dan menyelesaikan laporan Praktek
Lapangan dengan judul “Mempelajari Teknologi Proses Produksi dan
Pengawasan Mutu Susu UHT (Ultra High Temperature) di PT. Indolakto
Sukabumi”.
Penulis melaksanakan penelitian di Balai Penelitian Teknologi Karet
Bogor dan menyusun skripsi dengan judul ” Pengaruh Pengembangan Partikel
Karet Terhadap Depolimerisasi Lateks Dengan Reaksi Reduksi-Oksidasi”,
sebagai salah satu syarat untuk mendapat gelar sarjana pada Fakultas Teknologi
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
I. PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG
Karet alam dapat diperoleh dengan menyadap tanaman Hevea
brasiliensis. Karet alam merupakan salah satu komoditas pertanian yang
sangat penting dan cukup banyak menghasilkan devisa bagi Indonesia untuk
menunjang perekonomian Indonesia. Pada saat ini, Indonesia merupakan
produsen karet alam nomor dua di dunia setelah Thailand. Produksi karet
alam pada tahun 2004 mencapai 2 juta ton senilai US$ 2,25 miliar
(www.bisnis.com). Kinerja ekspor karet alam Indonesia dari tahun 2000
sampai 2004 dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Kinerja Ekspor Karet Alam Indonesia 2000-2004
Kinerja ekspor karet alam Indonesia 2000-2004
Tahun
(ribu ton)
(US$ ribu)
2000
1.362
880.898
2001
1.505
814.357
2002
1.461
1.000.455
2003
1.581
1.431.163
2004*)
1.900
2.250.000
Sumber: BI & Gapkindo diolah
Keterangan: *) Januari-November
Menurut Ramadhan et al., (2005), karet alam memiliki beberapa
kelemahan, yaitu memiliki kadar ikatan tidak jenuh dalam struktur molekul
karet alam tinggi sehingga karet alam tidak tahan terhadap reaksi oksidasi,
ozon, dan minyak. Selain kelemahan, karet alam juga memiliki beberapa
kelebihan, yaitu memiliki daya pantul dan elastisitas yang baik, serta sifat-sifat
fisik seperti elastisitas, kuat tarik, dan kepegasan yang tinggi pula (Alfa et al.,
2003).
Salah satu ciri karet alam adalah bobot molekulnya yang tinggi hingga
mencapai 1-2 juta (Honggokusumo, 1978). Bobot molekul yang tinggi
merupakan kelebihan karet alam, akan tetapi jika bobot molekul semakin
meningkat karena peristiwa pengerasan selama penyimpanan (storage
hardening) maka akan menyulitkan pencampurannya dengan bahan kimia
selama proses pengolahan barang jadi karet dan akan membatasi penggunaan
karet alam untuk pembuatan produk yang membutuhkan daya rekat, seperti
lem, cat, pernis, dan tinta cetak.
Lateks karet alam dapat digunakan sebagai perekat, karena partikel
karetnya memiliki daya lengket. Namun daya rekat partikel karet alam kurang
baik sehingga hanya digunakan untuk merekatkan bahan-bahan ringan yang
tidak memerlukan daya rekat baik. Jika rantai molekulnya lebih pendek,
diharapkan kemampuan partikel karet alam tersebut menyerap pada
permukaan media akan lebih baik, sehingga meningkatkan daya rekatnya
(Alfa dan Syamsu, 2004).
Kelemahan karet alam dapat diatasi dengan modifikasi struktur karet
alam. Salah satu cara untuk memperbaiki kelemahan sifat fisik karet alam
diatas adalah dengan melakukan modifikasi karet alam baik secara fisik
maupun kimia melalui perubahan struktur molekulnya, seperti depolimerisasi,
hidrogenasi, siklisasi, klorinasi, kopolimerisasi cangkok, dan sebagainya.
Degradasi rantai molekul karet yang bertujuan untuk melunakkan atau sekedar
menurunkan viskositas karet, dan untuk memperoleh karet dengan rantai
molekul yang sangat pendek atau karet cair.
Dalam penelitian ini modifikasi struktur karet alam yang akan
dilakukan adalah depolimerisasi. Depolimerisasi dapat dilakukan dengan
beberapa cara, yaitu depolimerisasi secara mekanik, panas, maupun kimia.
Penelitian ini menggunakan metode depolimerisasi secara kimia dengan reaksi
reduksi-oksidasi (redoks) dengan hidrogen peroksida (H2O2) sebagai oksidator
dan natrium hipoklorit (NaOCl) sebagai reduktor. Metode ini dipilih karena
dilakukan tanpa pengaliran gas oksigen selama proses depolimerisasi (oksigen
berasal dari reaksi hidrogen peroksida dan natrium hipoklorit) sehingga proses
secara teknis lebih mudah. Selain itu dengan digunakannya hidrogen
peroksida dan natrium hipoklorit akan menurunkan biaya produksi
dibandingkan menggunakan fenilhidrasin.
2
Depolimerisasi secara kimia dengan reaksi redoks dapat menghasilkan
karet dengan bobot molekul rendah, yaitu sekitar 104 sampai 105 yang biasa
disebut sebagai karet cair (liquid natural rubber). Semakin rendah bobot
molekul yang dihasilkan akan menyebabkan karet menjadi semakin rendah
viskositasnya. Karet dengan rantai molekul pendek atau viskositas rendah
relatif lebih mudah terpenetrasi ke dalam pori-pori permukaan, sehingga daya
rekatnya relatif lebih kuat dan dapat digunakan untuk membuat produk, seperti
lem, cat, pernis, dan tinta cetak. Selain itu karena bentuknya cair maka karet
cair dapat digunakan untuk membuat produk yang bentuknya rumit.
Karet alam dengan bobot molekul rendah sering disebut sebagai karet
cair. Permintaan cenderung meningkat setiap tahun meskipun peningkatannya
cenderung lambat. Menurut IRCA (1987) diacu dalam Pudjosunaryo dan
Siswantoro (1991), konsumsi karet cair dunia mencapai 400 ton per tahun.
Menurut Ramadhan et al., (2005), harga karet cair relatif lebih mahal
dibandingkan lateks pekat dan karet mentah, yaitu sekitar Rp. 20.000 - Rp.
25.000 per kilogram dengan asumsi memakai lateks pekat dengan KKK 60 %.
Sedangkan harga karet mentah sendiri pada tahun 2005 adalah 1,5 sen Dolar
AS per kilogram (www.KapanLagi.com).
Depolimerisasi secara kimia, salah satunya dilakukan melalui reaksi
redoks dengan menambahkan oksidator H2O2 (hidrogen peroksida) dan
reduktor NaOCl (natrium hipoklorit). Penelitian yang berhubungan dengan
penggunaan H2O2 dan NaOCl untuk depolimerisasi sudah banyak dilakukan,
antara lain Gunanti (2004) yang meneliti mengenai pemutusan rantai molekul
karet alam dengan H2O2 dan natrium NaOCl yang divariasikan dengan bahan
pemantap berupa HNS (Hidroksilamin Netral Sulfat).
Penelitian depolimerisasi karet alam yang lain dilakukan oleh Pertiwi
(2005), yang mengkombinasikan toluen, H2O2 , NaOCl, dan HNS dimana
toluen ditambahkan setelah pencampuran bahan pendegradasi. Penelitian ini
menunjukkan bahwa bobot molekul karet dapat diturunkan dengan
depolimerisasi kimia menggunakan formula H2O2 + NaOCl + toluen (70 oC),
H2O2 + NaOCl (70 oC), dan H2O2 + NaOCl + HNS + toluen (40 oC).
Penelitian depolimerisasi yang dilakukan oleh Ramadhan et al., (2005),
3
menyimpulkan bahwa waktu optimum depolimerisasi adalah 16 jam dengan
formula bahan pendegradasi H2O2 2 bsk (bagian per seratus karet), NaOCl 7
bsk, dan toluen 10 % pada suhu reaksi 70 oC dimana toluen dimasukkan
sebelum bahan pendegradasi. Menurut Ramadhan et al., (2005), toluen dapat
mengembangkan molekul karet sehingga mempermudah bahan pendegradasi
untuk memotong rantai molekul karet alam.
1.2. TUJUAN PENELITIAN
Tujuan penelitian adalah untuk :
1. Memperoleh lateks depolimerisasi dengan bobot molekul yang rendah dan
mantap.
2. Mengetahui pengaruh KKK (Kadar Karet Kering) lateks dan waktu
pemeraman toluen terhadap karakteristik lateks depolimerisasi dengan
reaksi redoks.
3. Memperoleh kombinasi KKK lateks dan waktu pemeraman toluen terbaik
untuk menurunkan bobot molekul karet alam.
1.3. RUANG LINGKUP PENELITIAN
Ruang lingkup dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Penentuan dosis surfaktan (emal dan emulgen) yang akan dimasukkan ke
dalam lateks pekat yang dapat mempertahankan kestabilan lateks
depolimerisasi dengan reaksi reduksi-oksidasi (redoks).
2. Depolimerisasi karet alam dengan reaksi redoks untuk mengetahui
pengaruh KKK lateks dan waktu pemeraman toluen terhadap penurunan
bobot molekul karet alam.
3. Pengujian viskositas Mooney, viskositas intrinsik, bobot molekul, kadar
nitrogen, dan viskositas Brookfield untuk menentukan pengaruh KKK
lateks dan waktu pemeraman toluen terhadap karakteristik fisik dan kimia
hasil depolimerisasi.
4
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahi robbil ‘alamin, puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat
Allah SWT karena berkat limpahan Rahmat, Karunia dan Hidayah-Nya penulis
dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pengaruh Pengembangan Partikel
Karet Terhadap Depolimerisasi Lateks Dengan Reaksi Reduksi-Oksidasi”.
Dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan skripsi, penulis banyak
mendapat bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis ingin
mengucapkan terima kasih terutama kepada :
1. Prof. Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA selaku pembimbing akademik
yang telah memberikan bimbingan dan arahan dalam penulisan skripsi ini.
2. Ir. Ary Achyar Alfa, MSi selaku pembimbing yang telah memberikan
bimbingan dan arahan dalam penulisan skripsi ini.
3. Drs. Purwoko, Msi selaku dosen penguji atas saran, kritik, dan arahan
demi kesempurnaan penulisan skripsi ini.
4. Arief Ramadhan, S.TP atas ilmu, motivasi dan bantuannya selama
penelitian dan penulisan skripsi.
5. Kedua orangtuaku tercinta dan kakakku yang telah memberikan doa,
motivasi dan kasih sayang.
6. Teman-teman satu penelitian di BPTK dan seluruh karyawan BPTK.
Penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak
berkaitan dengan skripsi ini. Akhirnya penulis berharap agar skripsi ini dapat
memberikan manfaat bagi semua pihak yang memerlukannya.
Bogor, September 2006
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ........................................................................................ i
DAFTAR ISI ....................................................................................................... ii
DAFTAR TABEL .............................................................................................. iv
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... v
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... vi
I. PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG .......................................................................... 1
1.2. TUJUAN ............................................................................................... 4
1.3. RUANG LINGKUP PENELITIAN ...................................................... 4
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. TANAMAN KARET ............................................................................ 5
2.2. LATEKS ALAM ................................................................................... 6
2.3. KARET ALAM...................................................................................... 7
2.4. LATEKS PEKAT .................................................................................. 8
2.5. KARET ALAM CAIR .......................................................................... 9
2.6. DEPOLIMERISASI .............................................................................. 10
2.7. VISKOSITAS MOONEY....................................................................... 13
2.8. VISKOSITAS INTRINSIK .................................................................. 13
2.9. HIDROKSILAMIN NETRAL SULFAT .............................................. 14
2.10. SURFAKTAN........................................................................................ 15
2.11. TOLUEN ............................................................................................... 18
2.12. HIDROGEN PEROKSIDA ................................................................... 19
2.13. NATRIUM HIPOKLORIT .................................................................... 20
III. BAHAN DAN METODE
3.1. BAHAN DAN ALAT ........................................................................... 21
3.1.1. Bahan ........................................................................................ 21
3.1.2. Alat ............................................................................................ 21
3.2. METODOLOGI PENELITIAN............................................................. 21
3.2.1. Penelitian Pendahuluan ............................................................... 21
ii
3.2.2. Penelitian Utama ......................................................................... 22
3.3. RANCANGAN PERCOBAAN............................................................. 26
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. PENELITIAN PENDAHULUAN .......................................................... 27
4.2. PENELITIAN UTAMA.......................................................................... 29
4.2.1. Persiapan Bahan Baku ................................................................ 29
4.2.2. Karakteristik Bahan Baku ........................................................... 30
4.2.3. Pengaruh KKK Lateks dan Waktu Pemeraman Toluen Terhadap
Karakteristik Fisik/Kimia Karet Depolimerisasi ........................33
4.3. PEMBAHASAN UMUM ...................................................................... 45
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. KESIMPULAN ...................................................................................... 47
5.2. SARAN ................................................................................................... 48
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 49
LAMPIRAN......................................................................................................... 52
iii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Kinerja Ekspor Karet Alam Indonesia 2000-2004 ..................................1
Tabel 2. Komposisi Kimia Lateks Hevea..............................................................6
Tabel 3. Empat Fraksi Lateks Segar......................................................................7
Tabel 4. Komposisi Partikel Karet Alam ..............................................................8
Tabel 5. Pengamatan Penggumpalan Lateks dengan Penambahan Emal dan
Emulgen ..................................................................................................27
Tabel 6. Interval Viskositas Mooney Klon Karet ..................................................30
Tabel 7. Karakteristik Lateks Kebun dan Lateks Pekat ........................................31
Tabel 8. Matriks Penentuan Terbaik .....................................................................46
Tabel 9. Kecepatan dan Faktor Pengali pada Viskositas Brookfield.....................55
iv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.
Pohon Industri Karet (SI-PUK).........................................................5
Gambar 2.
Struktur Ruang 1,4 Cis Poliisoprena.................................................7
Gambar 3.
Bentuk Partikel Karet dalam Lateks Hevea ......................................8
Gambar 4.
Mekanisme Degradasi Polimer Reaksi Rantai .................................11
Gambar 5.
Mekanisme Pemutusan Molekul Karet Oleh Hidrogen Peroksida . .12
Gambar 6.
Struktur Hidroksilamin . ...................................................................14
Gambar 7.
Mekanisme Pengikatan Gugus Aldehida Oleh Senyawa
Hidroksilamin ...................................................................................15
Gambar 8.
Struktur Surfaktan ............................................................................16
Gambar 9.
Struktur Toluen ................................................................................18
Gambar 10. Struktur Hidrogen Peroksida ............................................................19
Gambar 11. Struktur Molekul Natrium Hipoklorit ...............................................20
Gambar 12. Diagram Alir Penelitian Pendahuluan (Penentuan Dosis Surfaktan)24
Gambar 13. Penentuan Pengaruh KKK dan waktu Pemeraman Terhadap
Penurunan Bobot Molekul Karet Alam.............................................25
Gambar 14. Histogram Pengaruh KKK dan Waku Pemeraman Terhadap
Viskositas Mooney ............................................................................33
Gambar 15. Histogram Pengaruh KKK dan Waku Pemeraman Terhadap
Viskositas Intrinsik ...........................................................................37
Gambar 16. Histogram Pengaruh KKK dan Waku Pemeraman Terhadap Bobot
Molekul .............................................................................................37
Gambar 17. Histogram Pengaruh KKK dan Waku Pemeraman Terhadap Kadar
Nitrogen ............................................................................................41
Gambar 18. Histogram Pengaruh KKK dan Waku Pemeraman Terhadap
Viskositas Brookfield ........................................................................43
v
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Prosedur Analisis KKK, KJP, Viskositas Mooney, Viskositas
Intrinsik, Viskositas Brookfield, dan Kadar Nitrogen.......................52
Lampiran 2. Rekapitulasi Hasil Analisis Pengaruh Pengaruh Kadar Karet Kering
(KKK) dan Waktu Pemeraman Toluen Terhadap Karet
Depolimerisasi ..................................................................................56
Lampiran 3. Analisis Statistik Viskositas Mooney ...............................................61
Lampiran 4. Analisis Statistik Viskositas Intrinsik................................................63
Lampiran 5. Analisis Statistik Bobot Molekul.......................................................65
Lampiran 6. Analisis Statistik Kadar Nitrogen ......................................................67
Lampiran 7. Analisis Statistik Viskositas Brookfield ............................................69
vi
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. TANAMAN KARET
Karet alam diperoleh dari tanaman tertentu yang menghasilkan susu
putih ketika permukaannya digores. Pada saat ini karet alam yang dikenal
dalam perdagangan berasal dari pohon karet Hevea brasiliensis. Menurut
Barron (1947) karet alam juga dapat dihasilkan oleh tanaman lain yaitu
Castilloa ulei, Manihot glaziovii, Hancornia speciosa, Guayule, Landolphia,
Kicksia elastica, Funtumia, Ficus elastica, dan Urceola.
Tanaman karet dapat ditanam pada tanah yang kurang subur untuk
menanam tanaman perkebunan yang lain. Pada tanah yang subur, karet
dapat mulai disadap setelah umur 4-5 tahun. Sedangkan pada tanah yang
kurang subur, tanaman karet baru bisa disadap pada umur 7 tahun (Goutara,
et al., 1985).
Gambar 1. Pohon Industri Karet (SI-PUK)
(www.bi.go.id)
2.2. LATEKS ALAM
Lateks merupakan cairan yang berwarna putih atau putih kekuningkuningan. Lateks terdiri dari partikel karet dan bukan karet yang terdispersi
di dalam air (Triwijoso dan Siswantoro,1989). Sedangkan menurut Goutara,
et al. (1985), lateks merupakan sistem koloid dimana partikel karet yang
dilapisi oleh protein dan fosfolipid terdispersi didalam air. Protein dilapisan
luar memberikan muatan negatif pada partikel. Lateks merupakan suatu
dispersi butir-butir karet dalam air, dimana di dalam dispersi tersebut juga
larut beberapa garam dan zat organik, seperti zat gula, dan zat protein (Lie,
1964). Menurut Suparto (2002), lateks Hevea terdiri dari karet, resin,
protein, abu, gula, dan air dengan komposisi seperti terlihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Komposisi Kimia Lateks Hevea
Jenis Komponen Komposisi (%)
Karet
30 - 35
Resin
0,5 - 1,5
Protein
1,5 - 2,0
Abu
0,3 - 0,7
Gula
0,3 - 0,5
Air
55 - 60
Secara fisiologi lateks merupakan sitoplasma dari sel-sel pembuluh
lateks yang mengandung partikel karet, lutoid, nukleous, mitokondria,
partikel Frey-Wyssling, dan ribosom. Selain partikel karet, didalam lateks
terdapat bahan-bahan bukan karet yang berperan penting mengendalikan
sifat lateks dan karetnya meskipun dalam jumlah yang relatif kecil. Lateks
segar yang dipusingkan (disentrifuse) dengan alat pemusing ultra dengan
kecepatan 18000 rpm akan menyebabkan lateks terpisah menjadi empat
fraksi dengan urutan dari atas ke bawah dapat dilihat pada Tabel 3.
6
Lateks kebun segar
Tabel 3. Empat Fraksi Lateks Segar
Fraksi Karet (35 %)
Serum (50%)
Karet
Protein
Lipid
Ion Logam
Karotenoida
Lipid
Air
Karbohidrat dan inositol
Protein dan turunannya
Senyawa nitrogen
Asam nukleat dan nukleosida
Ion anorganik
Ion logam
Fraksi Dasar (10 %)
Lutoid (vakuolisosom)
Fraksi Frey Wyssling (5%)
Sumber: Suparto (2002)
2.3. KARET ALAM
Menurut Triwijoso dan Siswantoro (1989), karet adalah suatu
polimer dari isoprena (C5H8) sehingga sering disebut Cis 1,4-poliisoprena
dengan rumus umum (C5H8)n dimana n adalah bilangan yang menunjukkan
jumlah monomer didalam rantai polimer. Semakin besar harga n maka
molekul karet semakin panjang, semakin besar bobot molekul dan semakin
kental (viscous). Nilai n dapat berkisar antara 3000-15000.
H 3C
H
C=C
H 2C
H3 C
H
C=C
CH2
CH2
H3C
H
C=C
CH2
CH2
H3 C
H
C=C
CH2
CH2
CH2
n
Gambar 2. Struktur Ruang 1,4 Cis Poliisoprena (Honggokusumo, 1978)
Menurut Eng et al., (1997), bobot molekul karet alam berkisar antara
1 sampai 2 juta. Partikel karet alam mengandung hidrokarbon karet dan
sejumlah kecil bahan bukan karet, seperti lemak, glikolipida, foosfolipida,
protein, karbohidrat, bahan anorganik, dan lain-lain. Partikel karet alam
terdiri dari hidrokarbon karet, lemak, glikolipda, fosfolipida, protein,
7
karbohidrat, bahan anorganik, dan lain-lain dengan komposisi seperti terlihat
pada Tabel 4.
Tabel 4. Komposisi Partikel Karet Alam
Jenis Komponen
Komposisi (%)
Hidrokarbon karet
93,7
Lemak
2,4
Glikolipida, fosfolipida
1,0
Protein
2,2
Karbohidrat
0,4
Bahan Anorganik
0,2
Lain-lain
0,1
Sumber: Tanaka (1998)
Bentuk partikel karet dalam lateks Hevea dapat dilihat pada Gambar 3.
Lipida
Gambar 3. Bentuk Partikel Karet dalam Lateks Hevea
2.4. LATEKS PEKAT
Lateks pekat diperoleh dengan memekatkan lateks kebun. Pembuatan
lateks pekat bertujuan meningkatkan kadar karet kering (KKK). Lateks
kebun pekat dengan kadar karet kering (KKK) 60 % akan lebih seragam
mutunya dan lebih sesuai untuk pengolahan barang jadi karet. Pembuatan
lateks pekat dapat dilakukan dengan empat metode, yaitu sentrifuse
(pemusingan), pendadihan, penguapan, dan elektrodekantasi. Metode yang
paling sering digunakan adalah metode sentrifuse (pemusingan) karena
menghasilkan kapasitas produksi yang besar, viskositas lateks lebih rendah
8
(tidak kental), dan hasil lateks lebih murni (tidak tercampur endapan dan
kotoran) (Solichin, 1991).
Pada umumnya, pengolahan lateks pekat di Indonesia menggunakan
cara
pemusingan
(sentrifuse)
karena
kapasitasnya
tinggi
dan
pemeliharaannya lebih mudah. Lateks kebun dengan kadar karet kering
(KKK) 28-35 % dipusingkan pada kecepatan 5000-7000 rpm, sehingga pada
bagian atas alat akan diperoleh lateks pekat dengan kadar karet kering
(KKK) 60 % dan berat jenis 0,94, sedangkan di bagian bawah akan
dihasilkan skim yang masih mengandung 4-8 % karet dengan berat jenis
1,02 (Goutara, et al., 1985).
Faktor-faktor yang mempengaruhi mutu lateks pekat pusingan adalah
pengawetan lateks kebun, KKK lateks kebun, pengendapan lateks kebun,
penambahan sabun ammonium laurat sebelum ataupun sesudah pemusingan,
alat dan cara pemusingan, penyimpanan, pengangkutan, dan cara
pengambilan sampel lateks pekat. Lateks pekat bermutu tinggi diperoleh
dengan melakukan pengontrolan dan perlakuan yang baik sejak dari lateks
kebun sampai pada pengambilan sampel lateks pekat (Solichin, 1991).
2.5. Karet Alam Cair (Liquid Natural Rubber / LNR)
Menurut Pudjosunaryo dan Siswantoro (1991), karet alam cair
didefinisikan sebagai karet alam yang pada suhu kurang dari 100 oC dapat
dituang atau dipompakan tanpa bantuan medium lain. Bentuknya yang cair
menyebabkan karet ini sesuai untuk pembuatan barang jadi karet yang
berbentuk rumit. Karet alam cair ada dua jenis, yaitu karet alam cair dengan
berat molekul tinggi dan karet alam cair dengan berat molekul rendah
(IRCA, 1985 diacu dalam Pudjosunaryo dan Siswantoro, 1991).
Karet alam cair diperoleh dengan cara depolimerisasi oksidatif karet
alam dalam fasa lateks. Depolimerisasi dilakukan dengan cara mereaksikan
karet dengan udara dan fenilhidrazin pada suhu sekitar 60 oC selama 24 jam
(IRCA, 1985 diacu dalam Pudjosunaryo, 1992).
9
Pemotongan rantai molekul karet alam dengan depolimerisasi akan
menghasilkan karet alam cair. Karet cair dapat dihasilkan dengan
depolimerisasi panas maupun depolimerisasi kimia pada karet alam.
Depolimerisasi panas dilakukan dengan memanaskan mastikasi karet alam
pada suhu 220-240 oC. Sedangkan depolimerisasi kimia melibatkan reaksi
oksidasi-reduksi salah satunya dengan menggunakan fenilhidrasin dan
oksigen (www.managecultiva.com).
2.6. DEPOLIMERISASI
Menurut (Ramadhan, et al. 2005), depolimerisasi adalah proses
pemutusan atau pendegradasian polimer dengan cara menghilangkan
kesatuan monomer secara bertahap dalam reaksi. Depolimerisasi molekul
karet dilakukan untuk memperoleh karet dengan bobot molekul rendah yang
ditandai dengan rendahnya viskositas Mooney (Surdia, 2000).
Depolimerisasi polimer dapat terjadi secara mekanik, termal, kimia,
fotokimia, dan biodegradasi (Surdia, 2000). Sedangkan menurut Cowd
(1991), depolimerisasi polimer disebabkan oleh beberapa faktor yaitu energi
panas, energi mekanik, penyinaran (ultra violet), dan bahan kimia (oksidasi/
H2O2).
Depolimerisasi polimer secara kimia dapat berlangsung dengan dua
cara yaitu reaksi tahap tunggal dan reaksi rantai. Reaksi tunggal terjadi
akibat reaksi fotokimia, misalnya degradasi polimer secara enzimatik,
sedangkan reaksi rantai merupakan reaksi degradasi polimer dengan bantuan
senyawa radikal bebas karena adanya suatu peroksida.
Menurut Alfa dan Syamsu (2004), penambahan senyawa pemutus
rantai molekul sistem redoks, campuran hidrogen peroksida dengan natrium
hipoklorit, dikombinasikan dengan ammoniumhydroksyl sulphate akan
menghasilkan lateks dengan viskositas Mooney karet mentah rendah dan
memiliki daya rekat baik.
10
+
R R
R R R R
(Pengguntingan rantai utama)
+
R R R R R R
R
R R
R R R
(Pengguntingan rantai samping)
+ RH
R R
R R
(Eliminasi)
R
Gambar 4. Mekanisme Degradasi Polimer Reaksi Rantai (Surdia, 2000)
Berdasarkan gambar diatas dapat diketahui kemungkinan reaksi
pemutusan rantai polimer akibat pengaruh dari terbentuknya radikal bebas
pada tahap inisiasi. Hal ini menyebabkan terjadinya reaksi polimer dengan
oksigen