RUANG LINGKUP PENELITIAN KARET ALAM DAN VULKANISASI

1. Penghasilan bahan additifpenyerasi baru yang dapat digunakan untuk meningkatkan effek penguatan kaolin bagi karet. 2. Penghasilan vulkanisat karet alam berpengisi kaolin dengan sifat-sifat yang lebih baik, seperti sifat-sifat uji tarik, sifat-sifat mekanikal, dan lain sebagainya. 3. Penghasilan informasi keilmuan Sains dan Teknologi Karet. 4. Penghasilan informasi keilmuan Sains dan Teknologi Minyak Nabati. 5. dan lain-lain.

1.5 LOKASI PENELITIAN

Penelitian dilaksanakan di : • Laboratorium Kimia Organik Departemen Kimia F-MIPA USU pembuatan alkanolamida. • Laboratorium Pabrik Industri Karet Deli Medan.

1.6 RUANG LINGKUP PENELITIAN

Adapun ruang lingkup yang dilakukan adalah sebagai berikut : • Sistem vilkanisasi yang digunakan adalah semi efisien. • Suhu vulkanisasi digunakan 150 C. • Variasi penggunaan alkanolamida yaitu 1 bsk, 3 bsk, 5 bsk, 7 bsk. • Penggunaan pengisi kaolin 30 bsk. Universitas Sumatera Utara BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 KARET ALAM DAN VULKANISASI

Karet Alam adalah polimer hidrokarbon yang berasal dari emulsi kesusuan dikenal sebagai lateks pohon karet, Hevea brasiliensis Euphorbiaceae. Ini dilakukan dengan cara melukai kulit pohon karet sehingga menghasilkan lateks karet alam. Melalui serangkaian proses lateks karet alam diubah menjadi karet kering dry rubber yang kenyal. Bahan baku karet kering ini kurang memiliki manfaat mekanis karena sifatnya yang lembut plastis, lemah, dan lain sebagainya. Vulkanisasi adalah suatu proses dimana molekul karet yang linier mengalami reaksi sambung silang sulfur sulfur-crosslinking sehingga menjadi molekul polimer yang membentuk rangkaian tiga dimensi. Reaksi ini merubah karet yang bersifat plastis lembut dan lemah menjadi karet yang elastis, keras dan kuat. Vulkanisasi juga dikenal dengan proses pematangan curingcure, dan molekul karet yang sudah tersambung silang crosslinked rubber dirujuk sebagai vulkanisat karet rubber vulcanizate [11]. Vulkanisat karet tidak lagi bersifat lengket tacky, tidak melarut tetapi hanya mengembang di dalam pelarut organik tertentu. Gambar 2.1 Reaksi Vulkanisasi dan Ikatan Sambung Silang Universitas Sumatera Utara Tidak seperti awal ditemukannya oleh Charles Goodyear di tahun 1939, dimana reaksi sambung silang oleh sulfur ini memerlukan waktu yang relatif sangat lama. Dewasa ini dengan ditambahkannya bahan pencepat accelerator agent ke dalam ramuan karet maka proses vulkanisasi hanya memerlukan waktu dalam hitungan menit saja. Sistem vulkanisasi yang terakhir ini dikenal sebagai sistem vulkanisasi sulfur terakselerasi. Secara umum sistem ini diklassifikasikan menjadi 3 tiga yaitu pemvulkanisasian konvensional, semi-efisien, dan efisien. Sistem vulanisasi efisien adalah sistem vulkanisasi dimana jumlah sulfur yang rendah dan jumlah bahan pemercepat yang tinggi atau pematangan tanpa sulfur digunakan pada vulkanisat yang mana dibutuhkan tahanan panas dan tahanan kembali yang sangat tinggi. Pada sistem pematangan konvensional, jumlah sulfur tinggi dan bahan pemercepat sedikit. Sistem vulkanisasi konvensional memberikan kelenturan dan sifat-sifat dinamis yang lebih baik tetapi tahanan panas dan tahanan kembali yang buruk. Untuk tingkat yang optimum dari sifat-sifat mekanik dan dinamis vulkanisat dengan panas, pengembalian, kelenturan, dan sifat-sifat dinamis tingkat menengah, disebut vulkanisasi semi efisien dengan tingkat menengah bahan pemercepat dan sulfur digunakan. Untuk tujuan pembedaan, ketiga sistem ini dibedakan berdasarkan perbandingan antara jumlah sulfur dan jumlah bahan pencepat yang ditambahkan ke ramuan karet. Sebagai contoh sistem konvensional mengandung lebih banyak sulfur dibandingkan bahan pencepat. Sistem efisien mengandung bahan pencepat lebih banyak, sedangkan sistem semi-efisien jumlah sulfur dan bahan pencepat adalah sama banyak atau hampir sama banyak. Formulasi bagi ketiga sistem tersebut ditunjukkan oleh tabel 2.1. berikut ini : Tabel 2.1. Pengklasifikasian Sistem Vulkanisasi Sulfur Terakselerasi [4]. Sisitim Vulkanisasi Komposisi sulfur bsk Komposisi bahan pencepat bsk Nilai E Konvensional Semi-efisien Efisien 2,0 – 3,5 1,0 – 1,7 0,4 – 0,8 1,2 – 0,4 2,5 – 1,2 5,0 – 2,0 8 – 25 4 – 8 1,5 - 4 bsk = bagian per-seratus bagian karet. Universitas Sumatera Utara Pada sistem vulkanisasi konvensional akan menghasilkan ikatan silang jenis polisulfida yang fleksibel, sehingga ketahanan letih fatique dan ketahanan retak lenturnya baik serta kekuatan tarik tensile strength yang tinggi. Tetapi ketahanan usang pada suhu tinggi heat ageing sangat rendah karena ikatan polisulfida tidak mantap pada suhu tinggi. Pada sistem vulkanisasi efisien karena jumlah belerangnya lebih kecil daripada jumlah bahan pencepat maka setiap ikatan silang mengandung sedikit mungkin jumlah atom belerang. Hampir 80 persen ikatan silang yang terbentuk yaitu jenis monosulfida yang mempunyai sifat tahan suhu tinggi namun ketahanan letih dan retak lenturnya rendah. Ikatan monosulfida tahan panas tetapi tidak fleksibel dan sekali ikatan tersebut putus tidak ada yang menggantikannya. Sistem vulkanisasi semi efisien disusun untuk memperbaiki kelemahan kedua sistem vulkanisasi di atas. Sistem vulkanisasi semi efisien menghasilkan ketahanan retak lentur dan letih serta ketahanan usang yang baik. Selain itu, sistem ini memiliki ketahanan reversi yang tinggi pada karet alam dan memberikan pampatan tetap yang rendah, sehingga cocok untuk pembuatan barang karet berukuran besar dan tebal yang menghendaki sifat kelenturan yang baik [5]. Untuk tujuan pembedaan antara sistem efisien dengan yang tidak efisien sistem konvensional, digunakan faktor efisiensi sambung silang E. Faktor ini diartikan sebagai jumlah bilangan atom sulfur per satu sambung silang yang terbentuk. Nilai E yang lebih rendah berarti penggunaan sulfur sebagai bahan penyambung silang adalah lebih efisien [7]. Perbandingan ketiga jenis sistem vulkanisasi tersebut, dari segi struktur vulkanisat karet dan beberapa sifat akhir ditunjukkan pada tabel 2.2. Disebabkan sistem efisien menggunakan sulfur paling sedikit, maka sistem ini cenderung membentuk mayoritas struktur ikatan monosulfida serta menghasilkan tingkat reaksi kimia rantai utama yang rendah. Sistem ini juga meminimisasi ataupun meniadakan reversi penurunan sifat-sifat elastisitas dan kekuatan sebagai akibat oksidasi karena panas dan penuaan aging dari vulkanisat karet, kecuali untuk suhu vulkanisasi yang terlalu tinggi. Universitas Sumatera Utara Tabel 2.2. Struktur dan Sifat-Sifat Vulkanisat Karet Ismail Hashim, 1998. Sistem Pemvulkanisasian Struktur dan Sifat vulkanisat Konvensional Semi-efisien Efisien Sambung silang di-, polisulfida, Sambung silang monosulfida, Konsentrasi siklis sulfida Tahanan koyak Ketahanan degradasi karena panas Ketahanan reversi Set mampatan, 22 jam 70 o C 95 5 Tinggi Tinggi Rendah Rendah 30 50 50 Sedang Sedang Sedang Sedang 20 20 80 Rendah Rendah Tinggi Tinggi 10 Karet alam Natural Rubber dapat divulkanisasi dengan memakai salah satu dari sistem sulfur terakselerasi diatas, tetapi ramuan sistem semi-efisien ataupun sistem efisien lebih disarankan [4] karena menghasilkan vulkanisat karet alam dengan sifat ketahanan penuaan yang lebih baik. NATURAL RUBBER Gambar 2.2. Mekanisme Reaksi Vulkanisasi Universitas Sumatera Utara

2.2 KOMPON KARET RUBBER COMPOUNDING