33 proses hidrasi semen dan pembentukan film polimer. Fase co-matriks terdiri
dari gel semen dan film polimer secara umum dibentuk sebagai bahan pengikat. Agregat akan diikat oleh fase co-matriks ini. Gambar 14 dibawah
ini merupakan model sederhana dari pembentukan semen polimer co- matriks.
a Pembentukan setelah pencampuran Partikel
semen yang
belum terhidrasi
Partikel polimer Agregat Tempat yang berpori berisi
air b Langkah Pertama
Campuran diantara
partikel semen
yang belum terhidasi dan gel semen Dimana partikel polimer
menempatkan secara
parsial c Langkah Kedua
Campuran dari gel semen dan partikel semen yang belum terhidrasi yang
dibungkus dengan lapisan yang rapat dari partikel polimer
d Langkah Ketiga Hidrat semen yang dibungkus dengan
film polimer atau membran
Rongga udara
Gambar 14. Model sederhana dari pembentukan semen polimer co-matriks
2.11 Bahan Penstabil
Surfaktan merupakan suatu zat yang bersifat aktif permukaan yang dapat menurunkan tegangan antar muka, antara minyak dan air karena
strukturnya yang amphifilik, yaitu adanya dua gugus yang memiliki derajat
34 polaritas yang berbeda pada molekul yang sama. Gugus hidrofilik bersifat
mudah larut dalam air, sedangkan gugus hidrofobik bersifat mudah larut dalam minyak. Berdasarkan gugus hidrofiliknya, molekul surfaktan
dibedakan ke dalam empat jenis yaitu surfaktan anionik, kationik, nonionik, dan amfoterik Pratomo, 2005.
Molekul surfaktan terdiri dari bagian hidrofilik suka air dan hidrofobik tidak suka air. Bagian hidrofobik surfaktan akan menyelubungi
partikel-partikel karet yang terdispersi di dalam serum, sedangkan bagian hidrofilik akan mengarah ke bagian serum. Surfaktan akan menjaga
kestabilan lateks terutama terhadap gerakan mekanis yang timbul karena guncangan atau pengadukan Blackley, 1966.
Surfaktan anionik adalah molekul yang bermuatan negatif pada bagian hidrofiliknya atau aktif permukaannya surface active. Sifat hidrofiliknya
disebabkan karena keberadaan gugus sulfat atau sulfonat. Salah satu contoh surfaktan anionik adalah emal. Emal mempunyai kestabilan yang tinggi
pada emulsi polimerisasi, tidak berwarna, larut dalam air panas, stabil dalam larutan asam, alkali dan air sadah Huntsman, 2000. Gugus fungsi utama
yang terdapat dalam emal adalah CH
3
CH
2 11
OSO
3
Na. Emal yang dilarutkan akan mengion membentuk turunan anionnya yaitu ion alkali
sulfat CH
3
CH
2 11
OSO
3
. Emal adalah salah satu surfaktan anionik dengan Sodium Dodecyl
Sulfate SDS atau juga disebut Sodium Lauryl Sulfate SLS sebagai
komponen utama di dalamnya. Surfaktan ini mempunyai formula kimia C
12
H
25
SO
4
Na dengan berat molekul 288,5. Sifat yang dimiliki oleh surfaktan ini adalah larut dalam air, kloroform, metanol, butanol; tidak larut
dalam dietil ether, benzena, dan dioxane di atas 40
o
C; CMC Critical Micelle Concentration
adalah 8,1 mmoll, HLB Hydrophilic-Lipophilic Balance
adalah 42,0. Secara luas digunakan sebagai pembusa, elmusifier, solubilizer
, wetting agent, dan dispersant. Contoh lainnya adalah Sulfonol. Surfaktan ini mengandung sodium alkyl benzene sulfonates 45, C
12
-C
18
; sodium sulfate 10; nonsulfonated hydrocarbons diatas 3; sisanya
35 H
2
O Ostroumov, 2006. Struktur surfaktan emal SDSSLS dapat dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 15. Struktur Sodium Dodecyl Sulfate Anonim
a
, 2009 Surfaktan kationik yaitu surfaktan yang mengandung gugus aktif
permukaan berupa kation-kation. Kation yang banyak berhubungan dalam bidang teknologi lateks adalah kation yang berasal dari ion ammonium
dimana satu atom hidrogennya telah digantikan oleh senyawa organik, biasanya halida atau asetat. Garam-garam ammonium ini dapat dibagi atas
garam ammonium kwartener dan garam ammonium non-kwartener yaitu garam-garam amin primer, sekunder dan tersier.
Surfaktan nonionik adalah tipe surfaktan yang tidak akan membentuk ion dalam larutannya. Tipe surfaktan nonionik yang banyak digunakan
dalam bidang teknologi lateks adalah hasil kondensasi etilen oksida dengan asam lemak, lemak alkohol atau fenol umumnya digunakan sebagai
penstabil lateks atau bahan pengemulsi Huntsman, 2000. Surfaktan nonionik tidak membawa muatan sehingga sangat
kompatibel dengan bahan kimia yang digunakan dalam berbagai operasi produksi. Prinsip kerja dari surfaktan nonionik dalam mempertahankan
kestabilan larutan adalah dengan menurunkan gaya Van der Walls Allen dan Roberts, 1993. Salah satu jenis surfaktan nonionik adalah emulgen.
Nama lain emulgen adalah Polyethylen Lauryl Ether dengan rumus molekul C
12
H
25
OCH
2
CH
2 46
OH. Emulgen berbentuk padatan lilin putih white waxy solid
. Sifat emulgen yaitu larut dalam air, etanol, toluen, dapat dicampur dengan bahan panas, minyak alami dan sintetik, lemak alkohol dan lemak,
tetapi tidak larut dengan minyak mineral dan minyak sayur Anonim
c
, 2009. Emulgen 147 yang digunakan pada penelitian ini merupakan
produksi dari KAO Indonesia Chemical dengan nama kimia polyoxyethylene
36 lauryl
eter dengan penampilan solid dan dapat diaplikasikan untuk emulsifier untuk polimerisasi emulsi Anonim
b
, 2009. Selain sebagai penstabil lateks, surfaktan juga dapat digunakan
sebagai jembatan yang mengikat molekul-molekul karet di dalam lateks dengan semen. Molekul-molekul karet akan berikatan dengan gugus
hidrofobik pada surfaktan dan molekul-molekul semen akan berikatan dengan gugus hidrofiliknya. Keberadaan gugus hidrofilik dan hidrofobik di
dalam surfaktan membuat surfaktan dapat berada di antara dua fase yang berbeda derajat kepolarannya seperti semen dan karet Georgiou et al.,
1992. Kasein adalah sebuah padatan yang berwarna kuning pucat dan
merupakan protein utama dalam susu. Kasein ini digunakan sebagai bahan penstabil dalam pencampuran lateks Craig, 1969. Berat molekul dari
kasein yaitu sebesar 8.888 dan ditetapkan mengandung dua atom fosfor. Komposisi kasein dari susu sapi dapat dilihat pada Tabel 11, sedangkan
komposisi kasein komersial dapat dilihat pada Tabel 12. Tabel 11. Komposisi kasein dari susu sapi
Jenis Komponen Komposisi
Karbon Hidrogen
Nitrogen Oksigen
Sulfur Fosfor
52,96 7,04 – 7,53
15,60 – 15,91 22,78
0,758 – 0,82 0,8 – 0,847
Sumber: Scherer 1921
37 Tabel 12. Komposisi kasein komersial
Jenis Komponen Komposisi
Air Bahan kering
Lemak Kasein
Abu 10,38
89,32 1,89
79,45 6,51
Sumber: Scherer 1921 Kasein terdiri dari tiga komponen dasar, yaitu
α-kasein 55, β- kasein 25 dan k-kasein 15 dan beberapa komponen kecil
τ-kasein 5 Fennema, 1976. Alfa-kasein dilindungi oleh k-kasein. Kappa-kasein
bertindak sebagai faktor penstabil stabilizer dalam mempertahankan seluruh kompleks kasein dalam suspensi koloid dalam susu. Partikel kasein
sangat sensitif terhadap perubahan pH. Kasein merupakan jenis protein terpenting dalam susu dan terdapat
dalam bentuk kalsium kaseinat. Kasein merupakan partikel-partikel halus berdiameter sekitar 80 µm dan membentuk suspensi koloidal dalam susu.
Titik isoelektrik kasein terdapat pada pH 4,7. Berat molekul kasein berkisar antara 12.800 – 375.000. Kasein adalah protein yang bermutu tinggi karena
mengandung semua asam-asam amino esensial. Kasein dalam susu terdiri dari tiga fraksi yang berbeda, yaitu
α-kasein, -kasein dan -kasein. Tiap fraksi mengambil bagian berturut-turut sekitar 75, 22 dan 3 Array,
2008. Perbedaan komposisi dari ketiga fraksi disajikan dalam Tabel 13. Tabel 13. Komposisi dan sifat-sifat komponen kasein
Komposisi α
ȕ Ȗ
Nitrogen Fosfor
Sulfur Titik isoelektrik pH
Mobilitas µ Rotasi spesifik x 0
25
15,58 0,99
0,75 4,7
-6,75 -90,5
15,53 0,55
0,86 4,9
-3,05 -125,2
15,40 0,11
1,03 5,8
-2,01 -131,9
Sumber: Array
2008
38
III. METODOLOGI 3.1 Bahan dan Alat
