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