Studi Penggunaan Campuran Fenol Sebagai Antioksidan Pada Karet Alam Sir 20 Dengan Pemvulkanisasi Sulfur Dan Peroksida

STUDI PENGGUNAAN CAMPURAN FENOL SEBAGAI ANTIOKSIDAN PADA KARET ALAM SIR 20 DENGAN PEMVULKANISASI SULFUR DAN

PEROKSIDA Disusun oleh:

080822006

ELFRIDA MANURUNG

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2010

PERSETUJUAN

Judul : STUDI PENGGUNAAN CAMPURAN FENOL

SEBAGAI ANTIOKSIDAN PADA KARET ALAM SIR 20 DENGAN PEMVULKANISASI SULFUR DAN PEROKSIDA

Kategori : SKRIPSI

Nama : ELFRIDA MANURUNG

Nomor Induk Mahasiswa : 080822006

Program Studi : SARJANA (S1) KIMIA EKSTENSI Departeman : KIMIA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATRA UTARA, MEDAN

Disetujui di Medan, Juni 2010

Komisi Pembimbing

Pembimbing 2 Pembimbing 1

Drs. Syamsul Bachri Lubis M.Si DR. Thamrin,M.Sc NIP. 195108181980031002 NIP.19600704198031003

Menyetujui

Ketua

DR. Rumondang Bulan, MS NIP. 195408301985032001

PERNYATAAN

STUDI PENGGUNAAN CAMPURAN FENOL SEBAGAI ANTIOKSIDAN PADA KARET ALAM SIR 20 DENGAN PEMVULKANISASI SULFUR DAN PEROKSIDA

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan – ringkasan masing – masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juni 2010

ELFRIDA MANURUNG 080822006

PENGHARGAAN

Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat rahmat-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi dengan judul STUDI PENGGUNAAN CAMPURAN FENOL SEBAGAI ANTIOKSIDAN PADA KARET ALAM SIR 20 DENGAN PEMVULKANISASI SULFUR DAN PEROKSIDA, yang disusun sebagai syarat mancapai gelar Sarjana Sains pada fakultas MIPA USU, Medan.

Pada kesempatan ini penulis ingin memberikan penghargaan serta ucapan terima kasih Ayahanda Alm. Jannus Manurung dan Ibunda Lestina Butar – butar dan menyampaikan rasa terima kasih untuk semua dukungan moril, materil, kasih sayang serta doa restu kepada penulis. Terima kasih juga kepada kakak – kakak dan abang – abang tercinta Lenny Manurung, Roselina Manurung, F.D. Tony Sianipar, Erwin Manurung, Bernad Manurung dan Pratama Putra Sianipar yang telah membantu dan memberikan dukungan moril, motivasi kepada penulis yang tak akan pernah terbalas dengan apapun jua kecuali oleh Tuhan Yang Maha Esa.

Pada kesempatan ini dengan segala kerendaha hati, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang tulus kepada :

1. Bapak DR. Thamrin,M,Sc dan Drs. Syamsul Bachri Lubis M.Si selaku pembimbing I dan II yang dengan kesabarannya telah memberikan arahan dan bimbingan hingga selesai skripsi ini.

2. Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS dan Bapak Drs. Firman Sebayang, MS selaku ketua dan sekretaris jurusan kimia FMIPA – USU Medan.

3. Bapak dan Ibu dosen serta staf administrasi jurusan kimia FMIPA USU yang telah membimbing dan memberikan disiplin ilmu selama penulis menjalani studi.

4. Ibu Dra.Emma Zaidar,Msi selaku dosen wali yang telah memberikan nasehat – nasehat selama penulis melaksanakan studi di jurusan.

5. Teman – teman stambuk 2008 Dwiva Suryanti,Tika Wulandari, Srimardani, Victor tambunan, Veby Prahmana Winata, Ribka Tarigan, erawati limbong, gustri dan lain – lain.

6. Rekan – rekan di kampus bang edi, kak Dewi, bang erik, kak Siti dan lain – lain.

Penulis menyadari atas kekurangan dari materi yang disajikan dalam skripsi ini disebabkan karena keterbatasan literature dan pengetahuan penulis. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan untuk kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini bermanfaat dan berguna bagi kita semua.

Akhirnya kepada Tuhan Yang Maha Esa kita berserah diri, semoga Tuhan yang selalu menunjukkan jalan yang lurus kepada kita. Amin

Medan, Juni 2010

ABSTRACT

Blending the research done on phenol as antioxidant SIR 20 natural rubber with sulfur and peroxide vulcanization, the mixing is done by varying the ratio between the antioxidants BHT: Phenol with sulfur and peroxide, as for the comparison of 5:0,1:4, 2:3, 4:1. As for mechanical properties testing conducted is tensile strength test, personal test, Mooney viscosity, ash content test and FTIR tests.

from research conducted tensile test results obtained by maximum of 20 with a tensile strength SIR 264.87 KN / m2 vulcanization with sulfur, while the benzoyl peroxide value of the tensile test is the most maximum 5562.27 KN / m2 BHT with a ratio 5:0. whereas the maximum value of Po and PRI vulcanization maximum with benzoyl peroxide is BHT: phenol 1:4 with a value of 56.5%. whereas with sulfur vulcanization with personal values and the most Po maximum without antioxidant that is 92%. Mooney viscosity values, while for most maximum with sulfur vulcanization without the antioxidant value of 112 ML (1+4)’ x 100’0 C premises. whereas with benzoyl peroxide vulcanization mooney viscosity values of the most high is SIR 20 with a value of 62 ML (1+4)’ x 100’0 C. while ash content with sulfur vulcanization have maximum value is comparison of BHT: Phenol 1:4 is 4.098 %. The value of ash content with benzoyl peroxide that is BHT vulcanization 5:0 with the value 4.006 %. FTIR analysis that there is a change from the chemical interaction of functional groups.

INTISARI

Telah dilakukan penelitian pencampuran fenol sebagai antioksidan pada karet alam SIR 20 dengan pemvulkanisasi sulfur dan peroksida. Pencampuran dilakukan dengan cara memvariasikan perbandingan antioksidan antara BHT : Fenol dengan pemvulkanisasi sulfur dan peroksida, adapun perbandingan yaitu 5:0, 1:4, 2:3, 4:1. Adapun pengujian sifat mekanik yang dilakukan yaitu uji kekuatan tarik, uji PRI, uji viskositas mooney, uji kadar abu dan uji FTIR.

Dari penelitian yang dilakukan diperoleh hasil uji tarik yang maksimum yaitu SIR 20 dengan kekuatan tarik 264,87 KN / m2 dengan pemvulkanisasi sulfur sedangkan dengan benzoil peroksida nilai uji tariknya yang paling maksimum yaitu 5562,27 KN / m2 dengan perbandingan BHT 5:0 sedangkan dengan nilai Po dan PRI maksimum dengan pemvulkanisasi benzoil peroksida adalah BHT: Fenol 1:4 dengan nilai 56,5%. Sedangkan dengan pemvulkanisasi sulfur dengan nilai Po dan PRI yang paling maksimum yaitu tanpa antioksidan sekitar 92%. Sedangkan dengan pemvulkanisasi sulfur yaitu tanpa antioksidan dengan nilai 112 ML ( 1+4) x 1000C. Sedangkan dengan pemvulkanisasi benzoil peroksida nilai viskositas mooney yang paling tinggi adalah SIR 20 dengan nilai 62 ML ( 1+4) x 1000C. Sedangkan untuk nilai kadar abu dengan pemvulkanisasi sulfur terdapat nilai maksimum yaitu perbandingan BHT : Fenol 1:4 yaitu 4,098%. Sedangkan untuk nilai kadar abu dengan pemvulkanisasi benzoil peroksida yaitu BHT 5:0 dengan nilai 4,006%. Hasil analisa FTIR menunjukkan bahwa ada perubahan gugus fungsi dan interaksi kimia.

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR i

PERSETUJUAN ii

PERNYATAAN iii

PENGHARGAAN iv

ABSTRACT vi

INTISARI vii

DAFTAR ISI viii

DAFTAR TABEL x

DAFTAR GAMBAR xi

DAFTAR LAMPIRAN xii

DAFTAR SINGKATAN xiii

BAB I. PENDAHULUAN

1.1 LatarBelakang 1

1.2. Perumusan Masalah 2

1.3. Pembatasan Masalah 3

1.4. Tujuan Penelitian 3

1.5 Manfaat Penelitian 3

1.6.Metode Penelitian 3

1.7. Lokasi Penelitian 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Karet Alam 5

2.2. Perbedaan karet alam dengan karet sintetik 6

2.3. Antioksidan 7

2.4. Vulkanisasi Peroksida 12

2.5. Prinsip Dasar Spektroskopi Inframerah 15 2.6. Spekroskopi Inframerah Fourier Tranform ( FTIR) 16

2.7. Pengujian Sifat Mekanis 16

2.7.1. Pengujian Sifat Kekuatan Tarik 18

2.8. Pengaruh Struktur Kimia Karet 19

2.9. Plastisitas Retensi Indeks 21

BAB III. METODE PENELITIAN

3.1. Bahan 23

3.2. Alat 23

3.3. Prosedur Kerja 24

3.3.1. Penimbangan Sampel 24

3.3.2. Penggilingan Sampel 24

3.3.4. Pencetakan Spesimen Karet 25

3.4. Pengujian Mutu Karet 26

3.4.1. Pengukuran kekuatan tarik 27

3.4.2. Penetapan nilai Po dan PRI 27

3.4.3. Penetapan visjkositas Mooney 28

3.4.4. Penetapan kadar abu 29

3.5. Skema Pengambilan Data 30

3.5.1. Bagan penelitian dan penggilingan sampel 30

3.5.2. Penggilingan sampel 31

3.5.3. Pengepresan sampel 31

3.5.4. Pencetakan spesimen karet 32

3.5.5. Bagan penelitian uji kekuatan tarik 37

3.5.6. Bagan Penelitian Po dan PRI 33

3.5.7. Bagan Peneltian viskositas Mooney 34

3.5.8. Bagan penelitian kadar abu 35

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil 36

4.1.1. Pengolahan Data Pengujian Tarik 42

4.2. Pembahasan 42

4.2.1. Grafik Uji Tarik dengan pemvulkanisasi benzoil peroksida dan sulfur 43

4.2.2. Grafik Po dan PRI 46

4.2.3. Grafik Viskositas Mooney 48

4.2.4. Grafik Nilai Kadar Abu 50

4.2.5. Grafik FTIR 52

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan 53

5.2. Saran 54

DAFTAR PUSTAKA 55

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Standart Indonesian Rubber 7

Tabel 4.1. Uji Tarik 36

Tabel 4.2. Po dan PRI 38

Tabel 4.3. Viskositas Mooney 39

DAFTAR GAMBAR

Halaman

2.1 Struktur Monomer Isopren 5

2.2 Rumus bangun polyisoprena 5

2.3 Rumus bangun cis 1,4 polyisoprena 5

2.4 Rumus bangun BHT 9

2.5 Rumus bangun diasetyl peroksida 12

2.6 Rumus bangun dibenzoil peroksida 12

2.7 Rumus bangun di-ter butylperoksida 13

2.8 Rumus bangun dicumylperoksida 13

2.9 Rumus bangun cis 1,4 Poliisopren 19

2.10 Reaksi vulkanisasi karet 20

3.1 Bentuk dumbel menurut standart ASTM 638-72 25

3.2 Bentuk Sampel Potongan uji tarik 27

4.1 Grafik uji tarik dengan pemvulkanisasi benzoil 44 4.2 Grafik uji tarik dengan pemvulkanisasi sulfur 45 4.3 Po dan PRI dengan pemvulkanisasi benzoil 46 4.4 Po dan PRI dengan pemvulkanisasi sulfur 47 4.5 Grafik viskositas mooney dengan pemvulkanisasi sulfur 48 4.6 Grafik viskositas mooney dengan pemvulkanisasi benzoil 49 4.7 Grafik kadar abu dengan pemvulkanisasi sulfur 50 4.8 Grafik kadar abu dengan pemvulkanisasi benzoil 51

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1.

1.1. Gambar 1. Lab Mill 62

1.1. Gambar 2. Plastimeter 62

Lampiran 2

2.1. Gambar 3. Viskositas Mooney 63

2.2. Gambar 4. Wallace Punch 63

Lampiran 3.

3.1. Gambar 5. Oven 64

3.2. Gambar 6. Ruang Asam 64

Lampiran 4

4.1. Gambar 7. Muffle Furnace 65

4.2. Gambar 8. Alat Cetak ( kompres) 65

Lampiran 5

5.1. Gambar 9. Extruder two roll mill 66

5.2. Gambar 10. Alat cetakan karet 66

Lampiran 6

6.1. Gambar 11. FTIR SIR 20 63

6.2. Gambar 12. FTIR BHT :FENOL 2:3 dengan pemvulkanisasi

Benzoil peroksida 63

Lampiran 7

7.1. Gambar 13. FTIR BHT : Fenol 2:3 dengan pemvulkanisasi sulfur 64 7.2. Gambar 14. FTIR Fenol 5: 0 dengan pemvulkanisasi sulfur 64 Lampiran 8

8.1. Gambar 15. FTIR fenol 5 : 0 dengan pemvulkanisasi benzoil

peroksida 65

8.2. Gambar 16. FTIR BHT : Fenol 4:1 dengan pemvulkanisasi benzoil

peroksida 65

Lampiran 9

9.1. Gambar 17. FTIR BHT : Fenol 1:4 dengan pemvulkanisasi benzoil

Peroksida 66

9.2. Gambar 18. FTIR tanpa antioksidan dengan pemvulkanisasi sulfur 66 Lampiran 10

10.1.Gambar 19. FTIR BHT 5:0 dengan pemvulkanisasi benzoil

peroksida 67

10.2. Gambar 20. FTIR BHT 5:0 dengan pemvulkanisasi Sulfur 67 Lampiran 11

11.1. Gambar 21. FTIR tanpa antioksidan dengan pemvulkanisasi benzoil

DAFTAR SINGKATAN

SIR : Standart Indonesian Rubber

ZnO : Seng Oksida

MBTS : Mercapto dibenzotyyazole disulfida

FTIR : Spektroskopi Inframerah Fourier Transform

Po : Plastisitas awal

PRI : Plastisitas Retensi Indeks

Pa : Plastisitas setelah pengusangan

BHT : Butylated hydroxy toluena

MBT : Mercapto Benzotyazole

ABSTRACT

Blending the research done on phenol as antioxidant SIR 20 natural rubber with sulfur and peroxide vulcanization, the mixing is done by varying the ratio between the antioxidants BHT: Phenol with sulfur and peroxide, as for the comparison of 5:0,1:4, 2:3, 4:1. As for mechanical properties testing conducted is tensile strength test, personal test, Mooney viscosity, ash content test and FTIR tests.

from research conducted tensile test results obtained by maximum of 20 with a tensile strength SIR 264.87 KN / m2 vulcanization with sulfur, while the benzoyl peroxide value of the tensile test is the most maximum 5562.27 KN / m2 BHT with a ratio 5:0. whereas the maximum value of Po and PRI vulcanization maximum with benzoyl peroxide is BHT: phenol 1:4 with a value of 56.5%. whereas with sulfur vulcanization with personal values and the most Po maximum without antioxidant that is 92%. Mooney viscosity values, while for most maximum with sulfur vulcanization without the antioxidant value of 112 ML (1+4)’ x 100’0 C premises. whereas with benzoyl peroxide vulcanization mooney viscosity values of the most high is SIR 20 with a value of 62 ML (1+4)’ x 100’0 C. while ash content with sulfur vulcanization have maximum value is comparison of BHT: Phenol 1:4 is 4.098 %. The value of ash content with benzoyl peroxide that is BHT vulcanization 5:0 with the value 4.006 %. FTIR analysis that there is a change from the chemical interaction of functional groups.

INTISARI

Telah dilakukan penelitian pencampuran fenol sebagai antioksidan pada karet alam SIR 20 dengan pemvulkanisasi sulfur dan peroksida. Pencampuran dilakukan dengan cara memvariasikan perbandingan antioksidan antara BHT : Fenol dengan pemvulkanisasi sulfur dan peroksida, adapun perbandingan yaitu 5:0, 1:4, 2:3, 4:1. Adapun pengujian sifat mekanik yang dilakukan yaitu uji kekuatan tarik, uji PRI, uji viskositas mooney, uji kadar abu dan uji FTIR.

Dari penelitian yang dilakukan diperoleh hasil uji tarik yang maksimum yaitu SIR 20 dengan kekuatan tarik 264,87 KN / m2 dengan pemvulkanisasi sulfur sedangkan dengan benzoil peroksida nilai uji tariknya yang paling maksimum yaitu 5562,27 KN / m2 dengan perbandingan BHT 5:0 sedangkan dengan nilai Po dan PRI maksimum dengan pemvulkanisasi benzoil peroksida adalah BHT: Fenol 1:4 dengan nilai 56,5%. Sedangkan dengan pemvulkanisasi sulfur dengan nilai Po dan PRI yang paling maksimum yaitu tanpa antioksidan sekitar 92%. Sedangkan dengan pemvulkanisasi sulfur yaitu tanpa antioksidan dengan nilai 112 ML ( 1+4) x 1000C. Sedangkan dengan pemvulkanisasi benzoil peroksida nilai viskositas mooney yang paling tinggi adalah SIR 20 dengan nilai 62 ML ( 1+4) x 1000C. Sedangkan untuk nilai kadar abu dengan pemvulkanisasi sulfur terdapat nilai maksimum yaitu perbandingan BHT : Fenol 1:4 yaitu 4,098%. Sedangkan untuk nilai kadar abu dengan pemvulkanisasi benzoil peroksida yaitu BHT 5:0 dengan nilai 4,006%. Hasil analisa FTIR menunjukkan bahwa ada perubahan gugus fungsi dan interaksi kimia.

PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Perkembangan karet dan industri karet pada saat ini sangat berkembang pesat. Karet merupakan suatu bagian dari masyarakat yang sangat diperlukan seperti kapal, pesawat terbang, mobil, truk, bis tidak bisa berjalan. Pertama kali karet ditemukan mulai dari hutan yang relative sulit dimasuki seperti di daerah sungai amazon di Amerika Selatan maupun dari perkebunan dari timur. Sejak perang dunia I, karet sintetik sangat banyak digunakan ( Spillane, 1989).

Karet alam SIR 20 adalah karet alam yang memiliki mutu yang rendah dan bau busuk yang menyengatkan sejak diambil dari kebun, mutu karet yang rendah ini disebabkan petani menggunakan bahan pembeku lateks yang tidak dianjurkan dan merendam karet didalam kolam atau sungai selama 7-14 hari.

Hal ini akan memicu berkembangnya bakteri perusak antioksidan alami didalam karet alam SIR 20, sehingga plastisitas karet setelah dipanaskan setelah 30 menit pada suhu 1400C menjadi rendah. Bau busuk menyengat disebabkan oleh pertumbuhan bakteri pembusuk yang melakukan biodegradasi protein didalam karet menjadi ammonia dan sulfide. Kedua hal tersebut terjadi karena bahan pembeku lateks yang digunakan saat ini tidak dapat mencegah pertumbuhan bakteri. Untuk mengatasi permasalahan dalam pengolahan karet SIR 20 khususnya bau busuk Balai Penelitian Sembawa - Pusat Penelitian karet sejak tahun 1999 sampai dengan sekarang, telah melakukan penelitian penggunaan Fenol sebagai antioksidan yang berfungsi untuk menghilangkan bau sebagai bahan pembeku lateks.

Penelitian fenol dari tahun 1999-2001, menghasilkan bahwa penyemprotan Fenol diatas karet SIR 20 dapat menghilangkan (menetralkan ) bau busuk dan

fenol dapat membekukan lateks dengan sempurna dengan nilai plastisitas yang tinggi dan sifat fisik vulkanisat setara atau bahkan lebih baik dibandingkan dengan karet yang dihasilkan dengan pembeku asam semut (Formiat).

Fenol terdiri dari beberapa jenis senyawa yang dapat berfungsi mencegah dan mematikan pertumbuhan bakteri (yang berperan dalam timbulnya bau busuk) dan

senyawa-senyawa yang mudah menguap serta berbau spesifik. Selain itu Fenol yang ramah lingkungan sebagai koagulan lateks dan penanganan limbah bau dan cair dalam pengolahan karet SIR 20 dan sifat asam. ( Staff Pusat Penelitian Karet, 1999).

Beberapa peneliti terdahulu seperti MA., El Ghafar dan E.A.M Yousseft (2003) telah menggunakan antioksidan maleat dan diaminphenylen yang divulkanisasi dalam metil rubber dari karet dan SBR. Beliau menyimpulkan bahwa dalam asam maleat dapat menghambat oksidasi didalam karet alam dari SBR dan konsentrasi optimum pada penggunaan 1,5 phr. ( MA., El Ghafar dan E.A.M Yousseft, 2003)

Disamping itu Chakrit Sirisinha dan kawan-kawan (2004) yang telah menggunakan asam stearat dan amina sebagai dasar antioksidan dengan agen pembentuk radikal peroksida (defenil peroksida) yang menyimpulkan bahwa asam stearat hanya berpengaruh terhadap antioksidan pada karet alam dan secara signifikan mematangkan karet alam sehingga menghasilkan sifat-sifat mekanik dinamik secara signifikan.

( Chankrit Sirisinha dkk, 2004).

Jiri Tochacek (2004) menggunakan senyawa Fenol sebagai antioksidan didalam polipropilen dan mempelajari sifat fisik dan tingkah laku yang menyimpulkan bahwa ada pengaruh stabilisasi polipropilen telah menggunakan Fenol. Pengaruh signifikan ini yang ditujukan dalam peningkatan sifat-sifat mekanik.

( Jiri Tochacek, 2004).

Dari uraian diatas, maka peneliti berkeinginan untuk meneliti penggunaan Fenol sebagai antioksidan dengan pemvulkanisasi peroksida dan sulfur. Dari penelitian ini diharapkan Fenol dan beberapa asam dapat menghambat oksidasi pada karet alam SIR 20 sehingga dapat menghindari kerusakan pada karet alam tersebut.

Adapun uji yang dilakukan yaitu uji mekanik seperti uji tarik, uji FTIR dan Uji Viskositas Mooney seperti uji Po, PRI dan kadar abu pada karet alam SIR 20 sehingga diharapkan dari penelitian ini memberikan informasi ilmiah terhadap sifat-sifat oksidasi pada karet alam SIR 20 .

1.2 Perumusan Masalah

Adapun permasalahan pada penelitian ini adalah :

1. Ingin mengetahui pengaruh BHT : Fenol pada karet SIR 20 yang tervulkanisasi oleh Sulfur

2. Ingin mengetahui pengaruh BHT : Fenol pada karet SIR 20 yang tervulkanisasi oleh benzoil peroksida

1.3 Pembatasan Masalah

Dalam penelitian ini, Penulis memberikan batasan masalah sebagai berikut:

1. Sampel yang digunakan adalah Karet alam SIR 20 yang diperoleh dari PTPN III Rantau Prapat.

2. Bahan antioksidan yang digunakan adalah variasi perbandingan BHT : Fenol dengan pemvulkanisasi peroksida dan sulfur

1.4 Tujuan Masalah

Berdasarkan masalah diatas, maka penelitian ini bertujuan :

1. Ingin mengetahui pengaruh BHT : Fenol pada karet SIR 20 yang tervulkanisasi oleh sulfur.

2. Ingin mengetahui BHT : Fenol pada karet SIR 20 yang tervulkanisasi oleh benzoil peroksida

1.5 Manfaat Penelitian

Hasil yang diperoleh dari penelitian diharapkan bermanfaat untuk mendapatkan informasi tentang pengaruh BHT : Fenol pada karet SIR 20 yang tervulkanisasi oleh benzoil peroksida dan sulfur.

1.6 Metodologi Penelitian

- Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium.

- Karet SIR 20 diperoleh dari pabrik karet. Lalu Karet SIR 20 ini dipotong – potong kecil sesuai dengan kebutuhan penelitian.

- Penggunaan alat extruder - Penggunaan alat Hot Press

1. Variabel Bebas : Fenol dan BHT.

2. Variabel Tetap : Karet alam SIR 20, bahan kimia (Sulfur, Benzoil peroksida, ZnO, MBTS, Asam stearat)

3. Variabel Terikat : Uji Tarik, uji Spektroskopi inframerah Fourier – Transform ( FTIR),Uji Viskositas Mooney seperti Po, PRI dan Kadar Abu

1.7 Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di laboratorium Kimia Polimer dan laboratorium Pusat Penelitian Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara dan Laboratorium PT. Hadi Baru di Binjai dan Laboratorium Bea Cukai di Belawan.

TINJAUAN PUSTAKA

2.1Karet alam

Karet merupakan politerpena yang disintesis secara alami melalui polimerisasi enzimatik isopentilpirofosfat. Unit ulangnya adalah sama sebagaimana 1,4 poliisoprena. Susunan ruang demikian membuat karet mempunyai sifat kenyal. Adapun rumus bangun dari isoprena, polyisoprena dan cis 1,4 polyisoprena dapat dilihat dibawah ini:

CH3

CH2 = C – CH = CH2

Gambar 2.1. Struktur monomer isoprena

CH3 CH3

- CH2 – C = CH – CH2 – CH2 – C = CH – CH2 – n

Gambar 2.2. Rumus bangun Polyisoprena – CH2 CH2 –

C = C

CH3 H n

Gambar 2.3. Rumus bangun cis - 1,4 – Polyisoprena Sumber : Stevens, M.P. 2001

Bentuk utama dari karet alam yang terdiri dari 97% cis 1,4 isoprena dikenal sebagai Havea Rubber. Hampir semua karet alam diperoleh sebagai lateks yang terdiri dari 32-35% karet dan sekitar 33% senyawa lain, termasuk asam lemak, gula, protein, sterol ester dan garam. Lateks biasa dikonversikan ke karet busa dengan aerasi mekanik yang diikuti oleh vulkanisasi. (Stevens, M.P. 2001)

2.2. Perbedaan karet alam dengan karet sintetik

Karet alam merupakan salah satu komoditi pertanian yang penting, baik untuk lingkup internasional dan teristimewa bagi Indonesia. Di Indonesia karet merupakan salah satu hasil pertanian terkemukaka karena banyak menunjang perekonomian Negara. Hasil devisa yang diperoleh dari karet cukup besar. Bahkan, Indonesia pernah menguasai produksi karet dunia dengan menguasai negara - negara lain dan negara asal tanaman karet sendiri di daratan amerika selatan.

Karet alam memiliki beberapa kelemahan dipandang dari sudut kimia maupun bisnisnya, akan tetapi menurut beberapa ahli, karet alam tetap memiliki harga pasar yang baik. Beberapa industri tertentu tetap memiliki ketergantungan yang besar terhadap pasokan karet alam, misalnya industri ban yang merupakan pemakai terbesar karet alam.

Karet alam sekarang ini jumlah produksi dan konsumsinya jauh dibawa karet sintetis atau karet buatan pabrik, tetapi sesungguhnya karet alam belum dapat digantikan dengan karet sintetis. Bagaimanapun keunggulannya yang dimiliki karet alam sulit ditandingi oleh karet sintetis.

Adapun kelebihan karet alam adalah:

1. memiliki daya elastis atau daya lenting sempurna,

2. memiliki plastisitas yang baik sehingga pengolahannya mudah 3. mempunyai daya aus yang tinggi

4. tidak mudah panas ( low head build up)

5. memiliki daya tahan yang tinggi terhadap keretakan ( groove cracking resistance)

walaupun demikian, karet sintetis memiliki kelebihan seperti tahan berbagai zat kimia dan harganya yang cenderung bias dipertahankan supaya tetap stabil. Bila ada pihak yang menginginkan karet sintetis dalam jumlah tertentu, maka biasanya pengiriman atau suplai barang tersebut juga mengalami kesulitan.

Standar mutu karet bongkah Indonesia tercantum dalam SIR ( Standard Indonesian Rubber) seperti yang tertera pada table dibawah ini :

Tabel 2.1. SIR ( Standard Indonesian Rubber )

SIR 5L SIR 5 SIR 10 SIR 20 SIR 50

Kadar kotoran Maksimum Kadar abu Maksimum Kadar zat atsiri Maksimum PRI minimum Plastisitas-Po Minimum

Limit warna (skala lovibond) Maksimum Kode warna 0,05% 0,50% 1,0% 60 30 6 Hijau 0,05% 0,50% 1,0% 60 30 - hijau 0,10% 0,75% 1,0% 50 30 - 0,20% 1,00% 1,0% 40 30 - Merah 0,50% 1,50% 1,0% 30 30 - kuning

Sumber : Thio Goan Loo, 1980

2.3. Antioksidan

Antioksidan adalah zat yang dapat mencegah oksidasi ( mencegah reaksi dengan oksigen). Zat-zat tersebut mempunyai tujuan untuk mencegah barang-barang karet menjadi rusak atau dengan perkataan-perkataan lain untuk memperpanjang daya tahan dari barang-barang tersebut. Kerusakan dari barang-barang karet dapat dilihat pada robekan-robekan dan retakan-retakannya yang kecil keseluruh bagian, ini berhubungan yang dengan oksidasi karet.

Proses ini dapat dibandingkan dengan besi berkarat yang juga merupakan oksidasi dari udara, panas dan cahaya mempercepat proses pengusangan karet. Maka barang-barang dari karet hendaknya jangan ditaruh dalam sinar matahari dan jangan

dikeringkan disekitarnya alat pemanas. Tempat yang paling baik untuk menyimpan karet adalah ruangan yang tertutup, gelap, sejuk dan tidak terlampau kering.

Untuk melindungi barang dari karet terhadap oksidasi, maka hampir selalu ditambahkan antioksidan-antioksidan. Antioksidan ini dibagi menjadi dua golongan :

A. Yang menyebabkan perubahan warna dari benang karet. ini hanya dapat dipakai dalam campuran-campuran yang berwarna tua atau hitam

B. Yang tidak menyebabkan perubahan warna dan dapat dipakai untuk barang-barang yang berwarna muda atau putih.

Seperti halnya dengan bahan-bahan pencepat, antioksidan-antioksidan juga merupakan senyawa-senyawa kimia yang sukar untuk diingat dan hampir selalu diberi nama dagang atau huruf atau angka misalnya PBN, MB dan sebagainya.

(Tim Penulis, 1999). Fenol

Fenol (C6H5OH) merupakan padatan kristal yang tidak berwarna, memiliki berat jenis 1,07, titik lebur 42,5 – 43oC, titik didih 182 oC, titik nyala 774 oC. Fenol dapat larut dalam alkohol, air, eter, kloroform dan alkali. Jika dalam keadaan tidak murni fenol akan berubah menjadi warna pink atau merah dan akan mencair jika terkena sinar matahari atau menyerap air dari udara. Pada konsentrasi yang tinggi fenol jika terkena kulit menyebabkan kulit akan terbakar dan sangat beracun. Asap kayu bakar yang digunakan mengandung zat fenol. Zat inilah yang dapat mencegah timbulnya jamur pada lembaran sheet.

Sifat kimia fenol dipengaruhi oleh kestabilan resonansi dari fenol dan dalam unsur – unsur ion fenolat. Oleh karena itu, fenol bereaksi sebagai asam lemah, dengan adanya senyawa – senyawa elektrofilik (meta – indikator) maka sifat kimianya dapat diturunkan.

BHT (Butyl Hidroksi Toluena)

Dalam dosis tinggi menyebabkan liver membesar, hal ini dikarenakan bahwa BHT menyebabkan tumor paru-paru pada tikus, tumor hati serta kandung kemih. BHT tidak diperkenankan untuk makanan bayi dan anak kecil.

Nama Resmi : Butylated Hydroxytoluene (USP)

Sinonim : Advastab-401; BHT; Annulex BHT;

2,6-bis(1,1-dimethylethyl)-4-methylphenol; Topanol; Vianol.

Rumus Molekul, Bobot Molekul : C15H24O / 220,35

Bentuk : Kristal padat atau serbuk berwarna putih atau kuning pucat dengan karakteristik bau khas. Kelarutan : Praktis tidak larut dalam air, propilenglikol,

gliserin, larutan alkali hidroksida dan asam mineral encer. Mudah larut dalam aseton, benzene, etanol(95%), eter, methanol, toluene dan minyak mineral. Lebih larut dalam minyak makan dan lemak dibandingkan dengan butyl hidroksianisol. (Meronda, G. Rahma, 2008)

gambar 2.4. Rumus bangun BHT Sulfur

Belerang atau sulfur adalah

lambang S danoC), Titik didih 717,8 K

(444,6 oC). Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa, tidak berbau. Belerang, dalam bentuk aslinya, adalah sebuah zat padat kristalin kuning. Di alam, belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau sebagai mineral – mineral sulfit dan sulfat. Ia adalah unsur penting untuk kehidupan dan ditemukan dalam dua

Penggunaan komersilnya terutama dalam

ZnO

Bagi ahli teknologi penting untuk mengetahui baik ZnO, baik stabilitet mekanik dapat dipengaruhi.

Untuk memperkuat kecepatan maka seng boleh terjadi dengan : a. Membubuhi garam amoniak

b. Memperusang lateks cara yang disengaja oleh perbuatan putih telur yang menjernihkan enzim.

c. Membubuhkan bahan emulsi pada bagian lateks dan dengan jalan yang demikian bertambah kecepatan oksida seng.

Asam Stearat

Asam stearat adala serta minyak masak. Wujudnya padat pada suhu ruang, dengan rumus kimia CH3(CH2)16COOH. Titik lebur asam stearat 69,6°C dan titik didihnya 361°C. Reduksi asam stearat menghasilkan memperlakukan lemak hewan dengan air pada suhu dan tekanan tinggi. Asam ini dapat pula diperoleh dari hidrogenasi minyak nabati. Dalam bidang industri asam stearat dipakai sebagai bahan pembuatan melunakkan

Sifat Umum Pemvulkanisasi Peroksida

Beberapa jenis peroksida organik dapat digunakan untuk mematangkan hampir semua jenis karet jenuh maupun tak jenuh. Bila dibandingkan dengan pemvulkanisasian sulfur, maka pemvulkanisasian peroksida memiliki beberapa kebaikan dan keburukan .

Kebaikan Pematangan Peroksida:

1. hanya menggunakan satu jenis pematangan.

2. karena tidak menggunakan ZnO, maka vulkanisat dapat dihasilkan 3. sambung silang yang dihasilkan adalah jenis C-C croslink yang stabil

terhadap panas.

Keburukan Pematangan Peroksida :

1. dibandingkan sulfur, senyawa peroksida lebih mahal

2. dibandingkan vulkanisat sulfur, vulkanisat peroksida memiliki kekutan tarik, kekuatan koyak.

3. laju pematangan adalah perlahan.

4. separuh dari antioksidan dapat berinteraksi. Pemvulkanisasian Peroksida

Bagi karet- karet yang tidak memiliki ikatan rangkap pada rantai molekul utamanya, sulfur tidak dapat digunakan sebagai bahan penyambung silang. Untuk itu digunakan peroksida (dikumil peroksida). Sistem pemvulkanisasian ini juga digunakan pada karet berikatan rangkap.

Dikumil peroksida dapat berurai menjadi radikal bebas pada suhu pemvulkanisasian. Radikal-radikal bebas tersebut akan bereaksi dengan rantai-rantai molekul karet dengan cara bereaksi dengan atom hidrogen. ( Indra surya, 2006) Bahan- bahan penggiat

Bahan penggiat dalam bahasa inggris disebut’ activator’. Sebagian besar dari bahan-bahan pencepat memerlukan bantuan dari bahan-bahan tertentu seperti seng oksida dan asam stearat, untuk dapat bekerja secara maksimal. Bahan – bahan ini memberi dorongan pada bahan-bahan pencepat untuk dapat bergerak, maka disebut bahan penggiat.

2.4.Vulkanisasi peroksida

Pembentukan ikatan silang dengan peroksida sudah dikenal sangat lama. Berdasarkan stabilitas panas yang dapat diperoleh dengan vulkanisasi peroksida karet diene khususnya NBR jenis vulkanisasi ini sudah dicapai kepentingan yang baik.

Proksida dibedakan menjadi 2:

1. karboksida kelompok karboksi Mempunyai beberapa karakteristik :

a. sensitivitas yang rendah terhadap asam b. suhu terdekomposisi rendah

c. memiliki sensitivitas yang tinggi terhadap oksigen contoh karboksida kelompok karboksi adalah

Contoh senyawa alifatik :

CH2 ─ C ─ O ─ O ─ C ─ CH3 ║ ║

O O Gambar 2.5. Rumus bangun Diasetyl peroksida

Contoh senyawa aromatis :

─C ─ O ─ C ─ ║ ║ O O

Gambar 2.6. Rumus bangun Dibenzoilperoksida 2. Peroksida tanpa kelompok karboksi

Mempunyai beberapa karakterisasi :

a. Sensitive terhadap asam, alipatik lebih baik dari pada aromatik b. Suhu terdekomposisi lebih besar

Contoh peroksida tanpa kelompok karboksi Contoh senyawa alifatis :

CH3 CH3 │ │

CH3─C ─ O ─ O ─ C ─ CH3 │ │

CH3 CH3

Gambar 2.7. Rumus bangun di-ter butylperoxide Contoh senyawa aromatis

CH3 CH3 │ │ ─C ─ O ─ C─ ║ ║ CH3 CH3

Gambar 2.8. Rumus bangun Dicumylperoxide (Hofmann.,1989)

ini yang praktis dipakai dalam setiap campuran, masih diketahui lainnya. Mereka nampak dibawah berbagai nama dagang khusus dipakai dalam campuran-campuran yang mengandung banyak bahan pengisi aktif serta putih.

Bahan – bahan Pengisi

Ini adalah bahan-bahan untuk mengisi karet, yang dicampurkan pada karet dengan maksud pada karet dengan maksud untuk memenuhi syarat-syarat tertentu mengenai kualitas dan harga dari campuran. Campuran –campuran tanpa bahan pengisi tidak sering dipakai.

Bahan - bahan pengisi semuanya berbentuk serbuk dan dibagi menjadi dua golongan :

1. Bahan-bahan pengisi yang aktif atau memperkuat 2. Bahan- bahan pengisi yang tidak aktif atau netral.

Pembagian ini tidak mutlak dan kadang-kadang juga dipakai istilah bahan-bahan setengah aktif. Aktif dan tidak aktif berhubungan dengan pengaruh atas sifat-sifat dari campurannya. Untuk hasil-hasil yang berkualitas tinggi dan harus memenuhi syarat-syarat terhadap sifat-sifat tersebut yaitu harus dipakai bahan- bahan aktif. bukan perbedaan- perbedaan besar dalam sifat-sifat dari hasil divulkanisir tetapi juga pada campuran yang tidak divulkanisir kedua golongan bahan-bahan pengisi dapat dilihat proses pengolahan selanjutnya.

Campuran-campuran dengan bahan pengisi yang aktif adalah lebih keras, lebih kuat, lebih sukar untuk disemprot dan dikalender dan lebih berbahaya. Pada proses mencampurnya lebih sulit dengan bahan-bahan pengisi aktif daripada dengan yang tidak aktif, sedangkan yang terakhir juga dapat diserap oleh karet dalam jumlah-jumlah yang lebih besar. Secara ringkas dari kedua jenis ini bahan pengisi dapat disusun sifat-sifat seperti berikut:

Bahan – bahan pengisi yang memperkuat :

1. memperbaiki sifat-sifat dari hasil pulkanisasi

2. campuran-campuran dengan bahan-bahan pengisi yang memperkuat agar sukar diolah

3. harganya maahal Bahan –bahan pengisi yang netral:

1. merendahkan sifst-sifat dari hasil pulkanisasi 2. harganya murah.

Bahan Pencepat Reaksi

Reaksi vulkanisasi biasanya berlangsung sangat lambat. Dalam dunia industri hal ini kurang efisien karena manambah lama waktu produksi yang secara tidak langsung juga manambah biaya. Bahan pencepat reaksi digunakan untuk mengatasi kelambatan ini. Berdasarkan jenisnya ada beberapa macam bahan pencepat reaksi. Dari golongan

ini thiazol contohnya MBT dan MBTS. Dari golongan thiuram sulfide contohnya TMTD. Satu atau beberapa kombinasi bahan pencepat tersebut biasa dipilih untuk digunakan. (Tim Penulis, 1999)

Bahan-bahan pelembek

Yang termasuk golongan ini adalah antara lain minyak mineral, paraffin, damar-damar, lemak domba, dan sebagainya. Diantara bahan-bahan ini ada beberapa yang berasal dari industri minyak bumi dan batu bara. Karena barbagai alasan mereka dapat dipakai dalam campuran- campuran misalnya :

a. Untuk memperbaiki pengolahan

Apabila karet harus dicampur dengan banyak bahan pengisi, karetnya lantas menjadi jenuh dan tidak mudah dicampur dengan sisi bahan pengisi. Satu bahan pelembek yang serasi dapat membantu dalam hal ini.

b. Untuk mengatur sifat-sifat dari hasil vulkanisasi

Campuran –campuran yang mengandung banyak bahan pengisi menjadi kaku( kurang elastis) dan keras. Untuk mempertinggi elastisitas dan menurunkan kekerasan ditambahkan bahan –bahan pelembek.

c. Untuk menurunkan ongkos pembuatan

Jumlah- jumlah yang lebih besar dari satu bahan pelembek yang murah akan dapat menurunkan harga dari campuran, hal ini diperkenankan asalkan kualitasnya tidak dikurangi. (Yayasan Karet, 1983)

2.5. Prinsip dasar spekroskopi inframerah

Serapan radiasi merah oleh suatu molekul terjadi karena interaksi vibrasi ikatan kimia yang menyebabkan perubahan polarisabilitas dengan medan listrik gelombang elektromagnit. Ada dua jenis vibrasi ikatan kimia yang dapat menyerap radiasi inframerah, yakni vibrasi longitudinal dan vibrasi sudut.

2.6. Spekroskopi Inframerah Fourier Transform (FTIR)

Pada dasarnya, teknik FTIR adalah sama dengan spektroskopi inframerah biasa, kecuali dilengkapi dengan cara penghitungan Fourier Transform dan pengolahan data untuk mendapatkan resolusi dan kepekaan yang tinggi.

2.7. Pengujian sifat mekanis

Penggunaan bahan polimer sabagai teknik misalnya dalam industri mesin, konstruksi bangunan dan transportasi, tergantung pada sifat mekanisnya, yatu gabungan antara kekuatan yang tinggi dan elastisitas yang baik. Sifat mekanik yang khas disebabkan oleh adanya dua macam ikatan dalam bahan polimer, yaitu ikatan kimia yang kuat antara atom dan interaksi antara rantai polimer yang lebih lemah. Dalam hal bahan logam yang merupakan zat padat polikristalin, sifat mekanis bahan logam jauh lebih kecil dari sifat kekuatan mekanis teoritisnya yang diperkirakan oleh energi ikatan antara ion.

2.7.1. Pengujian sifat kekuatan tarik (σ), kemuluran (ε ) dan kekuatan bentur Sifat mekanis biasanya dipelajari dengan mengamati sifat kekuatan – tarik (σt) menggunakan alat pengukur tensometer atau dynamometer, bila terhadap bahan memberikan tegangan. Secara praktis, kekuatan tarik diartikan sebagai besarnya beban maksimum (F mak) yang dibutuhkan untuk memutuskan specimen bahan dibagi dengan luas penampang bahan. Karena selama dibawah pengaruh tegangan, specimen alami perubahan bentuk (deformasi) maka defenisi kekuatan tarik dinyatakan dengan luas penampang semula (Ao)

σt = F maksimum / Ao………persamaan 2.1

selama deformasi, dapat disimpulkan bahwa volume specimen tidak berubah sehingga perbandingan luas penampang semula dengan penampang setiap saat dan semula. Bila

didefinisikan besaran kemuluran (ε) sebagai nisbah pertambahan panjang terhadap

panjang specimen terhadap panjang specimen semula (ε = ∆l/Io), maka diperoleh

A = Ao /(1+ ε )………persamaan 2.2.

( Basuki Wirjosentono, 1995)

Sifat mekanik merupakan aspek yang sangat mendasar misalnya kekerasan, ketahanan abrasi, ketahanan sobek, kekutan tarik pada suatu bahan polimer. Kekutan tarik mengacu kepada ketahanan terhadap tarikan.

Kekuatan tarik diukur dengan menarik sekeping polimer dengan dimensi yang seragam. Tegangan tarik, ó adalah gaya yang diaplikasikan, F, dibagi dengan luas penampang, A yaitu :

σ =

_{……….persamaan 2.3}

dalam satuan dyne per sentimeter kuadrat (CGS) atau newton per meter kuadrat

(MKS). Perpanjangan tarik, ε adalah perubahan panjang sampel di bagi dengan

panjang awal.

ε

=

_{………….persamaan 2.4.}

perbandingan tegangan terhadap perpanjangan disebut Modulus tarik, E,

Ε =

_{…………Persamaan 2.5}

Yang merupakan ukuran ketahanan terhadap tegangan tarik. (Stevens, M.P. 2001)

Pengaruh Kadar Air

Kandungan karet kering untuk sheet dan crepe sebesar ± 93% sedangkan kandungan air berkisar antara 0,3 – 0,9%. Bila kadar air lebih tinggi disebabkan karena pengeringan kurang sempurna atau penyimpanan kurang lembab, maka pertumbuhan dari bakteri dan jamur akan terjadi dan disertai timbulnya bintik-bintik warna. (Sulaeman Eff Nandang Ir. 1982)

1. Bahan Pencepat yang sering digunakan :

- digunakan dalam jumlah sedikit dengan Sulfur berfungsi sebagai mempercepat reaksi vulkanisasi

- Pencepat tunggal atau kombinasi

- Ditinjau dari segi fungsi ada 2 yaitu Primer ( lambat) dan sekunder (cepat/singkat) contohnya, Thiuram.

2. Bahan Penggiat adalah bahan kimia yang ditambahkan kedalam sistem vulkanisasi dengan pencepat yang bertujuan menggiatkan kerja pencepat dan secara umum pencepat organik tidak akan berfungsi – penggiat, contohnya: ZnO dan asam stearat.

Bahan - Anti degradasi

Bahan degradasi ini berfungsi sebagai antiozonan atau pelindung karet dari kerusakan akibat ozon dan antioksidasi.

Penyebab kerusakan karet antara lain : O2, ion-ion Pro oksidasi ( seperti ion tembaga, mangan, besi dan untuk suhu tinggi, sinar matahari dan retak.

(Sufianto, 2004)

Stabilitas mekanik ZnO

Stabilitas mekanik ZnO dipengaruhi oleh kesukaan kepada ZnO dengan penambahan Fosfat natrium dalam garam yang dapat menghilangkan seng, bahan emulgator (emulsi) yang tertentu sebagai emulphor O dan Vulcastab l.w. adalah yang dapat mengurangkan kesukaan kepada ZnO hal ini disebabkan pelindung yang langsung terhadap latex sehingga tembil atau melekat kepada permukaan butir-butir karet sehingga butir-butir terbungkus sendirian. Selain itu juga ZnO dapat membekukan latex disebabkan karena perubahan suhu (menjadi panas).

CH 2 C CH 3 C H CH 2 CH 2 C CH 3 C H CH 2 monomer

Memperkuat kecepatan seng dapat terjadi dengan : 1. dengan menambahkan garam amoniak

2. dapat merusak latex dengan cara sengaja oleh putih telur yang sebabkan oleh enzim

3. dengan menambahkan bahan emulsi ke bahagian latex dengan cara demikian bertambahlah kecepatan oksida seng ( oleaten dan naptenatan).

(Boer, Grade. 1987)

2.8. Pengaruh struktur kimia karet

Karet alam adalah suatu polimer dari isoprene dengan nama kimia cis 1,4 poliisopren. Rumus umum monomer karet alam adalah ( C5H8)n dengan rumus bangun seperti gambar dibawah ini :

Gambar 2.9. Rumus bangun Cis 1,4 Poliisopren (karet alam)

n adalah derajat polimerisasi yaitu bilangan menunjukkan njumlah monomer didalam rantai polimer. Nilai n dalam karet alam berkisar antara 3.000-15.000.

viskositas karet berkorelasi dengan nilai n. semakin besar nilai n akan semakin panjang rantai molekul karet menyebabkan sifat viskositas karetsemakin tinggi. Karet yang terlalu kental (viscous) kurang disukai konsumen, karena akan mengkonsumsi energi yang besar sewaktu proses vulkanisasi pada pembuatan barang jadi. Tetapi sebaliknya karet yang viskositasnya terlalu rendah juga kurang disukai karena sifat barang jadinya seperti tegangan putus dan perpanjanganputus menjadi rendah. Molekul-molekul polimer karet alam tidak lurus, tetapi mlingkar seperti ikatan –C-C-

C H H C CH CH 3 CH 2 C H H C CH CH 3 CH reaktif reaktif C H H C CH CH 3 CH 2 C H H C CH CH 3 CH CH 2 2 2 CH Sx C CH CH 3

CH ₂ CH CH CH 2 Sx CH Sx C CH 3

CH C CH CH CH CH C CH CH CH

3

CH 3 Sx

+ S, katalisator dan panas

Vulkanisat

didalam rantai berputar pada sumbunya sehingga memberikan sifat karet yang fleksibel yaitu dapat ditarik, ditekan dan lentur.

Adanya ikatan rangkap –C-C- pada molekul karet, memungkinkan dapat terjadi reaksi oksidasi. Oksidasi karet oleh udara (O2) terjadi pada ikatan rangkap yang akan berakhir dengan pemutusan ikatan rangkap molekul, sehingga panjang rantai polimer akan semakin pendek. Terjadinya pemutusan rantai polimer mengakibatkan sifat viskositas dan PRI dan PO karet menjadi menurun. Oksidasi karet oleh udara akan lebih lambat terjadi bila kadar antioksidan alam (protein dan lipida) tinggi serta kadar ion-ion karet rendah. Untuk itu dalam penanganan bahan oah berupa lateks atau koagulum harus dilakukan sebaik mungkin, agar sifat-sifat hakiki karet alam dapat terjaga di luar negeri.

Pada pembuatan barang jadi karet, reaksi yang penting terjadi pada proses vulkanisasi yaitu reaksi penggabungan beberapa molekul karet dengan jembatan n –S- seperti pada gambar dibawah ini :

Tujuan proses vulkanisasi karet adalah agar barang jadi yang akan dihasilkan menjadi kuat. (Ompusunggu, M. 1987)

Plastisitas Retensi Indeks ( PRI)

Karet yang mempunyai PRI yang tinggi mempunyai rantai molekul yang tahan oksidasi, sedangkan yang mempunyai PRI rendah mudah teroksidasi menjadi karet lunak. Meskipun belum dimasukkan dalam spesifikasi SMR, kriteria PRI, ini sangat penting karena PRI menunjukkan sejauh mana akan terjadi pemecahan karet kalau dipanaskan. PRI adalah sustu ukuran terhadap ketahanan using karet dengan PRI juga dapat dipakai sebagai petunjuk dalam memudahkan karet untuk di lunakkan dengan Wallace Plastemeter. Dengan alat ini ditentukan (Plasticity dari karet sebelum dan sesudah karet dipanaskan pada suhu 140 0C selama 30 menit dan persentasi plasticity sesudah di panaskan terhadap plasticity semula adalah PRI ).

Karena sangat penting maka symbol PRI (ialah H,M dan S) di cantumkan pada spesifikasi SMR dengan penilaian sbb :

H untuk nilai PRI 80 M untuk nilai PRI 60 S untuk nilai PRI 40

Nilai PRI dari karet dapat menurun oleh karena faktor –faktor tersebut : 1. karet di jemur di bawah sinar matahari.

2. Karet di panaskan terlalu tinggi

3. Karet terlalu banyak di giling atau direndam terlalu lama. 4. Karet mengandung banyak kotoran.

Karet- karet mutu rendah setelah di giling dan di uji

beberapa kali, adakalanya mempunyai PRI yang sangat rendah. Karet-karet yang sudah teroksidasi terlalu banyak mempunyai PRI rendah dan karet demikian tidak dapat diperbaiki PRI-nya. ( K. Walujono dkk.1970)

Kadar abu

Kadar abu dalam karet mentah dapat mengurangi sifat-sifat dinamika yang baik dari vulkanisasi karet alam. Didalam karet mentah terdiri dari oksida-oksida, fosfat, karbonat, magnesium, natrium dan beberapa unsur lain dalam perbandingan yang berbeda-beda. Kadar abu yang tinggi umumnya terdapat dalam lateks yang berasal dari tanah yang mengandung kadar kalsium yang tinggi, lateks selama musim gugur daun, dari pohon yang distimulat dari bahan kimia yang ditambahkan dalam proses pengolahannya waktu pengolahan lateksnya, makin besar tingkat pengolahan makin turun kadar abunya. Kadar abu sebahagian besar terdiri dari zat-zat pro-oksidan maka karet SIR biasanya mempunyai nilai PRI yang rendah dan karet menguap yang tinggi. Syarat uji untuk kadar abu ini bertujuan untuk menjamin agar karet mentah yang dihasilkan tidak mengandung terlalu banyak zat-zat kimia anorganik seperti kebersihan yang kurang baik dapat mengakibatkan pencampuran pasir halus atau tanah liat kedalam lateks atau koagulum sehingga memberikan kadar abu yang tinggi. ( Asmir Harun, 1984)

BAHAN DAN METODE PENELITIAN 3.1.Bahan

Bahan Merek

karet alam SIR 20 PTPN III Rantau Prapat

Fenol P.a. merk

Asam Stearat P.a. merk

BHT P.a. merk

ZnO P.a. merk

Sulfur P.a. merk

MBTS P.a. merk

3.2.Peralatan

Nama alat Merek

Extruder Ulir Ganda Shimadzu

Hot Compress Shimadzu D6072 Dreieich

Neraca Analitik Mettler Toledo

Pipet tetes -

Statif dan klem -

Buret Pyrex

Beaker Glass Pyrex

Plat tipis -

Kertas label -

Laboratorium Mill Speed reducer

Viscosimeter mooney Sandes (SPRI)

Oven PRI Gallen kamp

Plastimeter Wallace

Wallach Punch Speed Reducer

3.3 Prosedur

3.3.1 Penyiapan dan Penimbangan Sampel

1. Dipotong karet alam SIR 20 kecil – kecil.

2. Ditimbang karet beratnya 50 gram dengan menggunakan alat neraca analitik.

3. Dimasukkan kedalam plastik dan diberi label.

4. Ditimbang masing – masing bahan kimia yang diperlukan antara lain : sulfur 0,5 gram, Asan stearat 1,00 gram, MBTS 1,00 gram, dan ZnO 1,00 gram, benzoil peroksida 1,00 gram dan Fenol 1,5 gram (sesuai dengan Perbandingan. Dimasukkan masing – masing kedalam plastik, Botol dan diberi label.

3.3.2 Penggilingan Sampel dialat Extruder

1. Dihidupkan alat blending yaitu extruder dengan cara alat di cokkan. 2. Dihidupkan heater. Diatur suhu hingga 120 oC. Dibiarkan selama 20 menit 3. Setelah suhu stabil, dibuka katup penutup alat lalu masukkan karet alam

SIR 20 sebanyak 50 gram. Diblending hingga sedikit menyatu dengan menghidupkan rotor.

4. Dimatikan rotor lalu buka katup penutup alat.

5. Dimasukkan bahan kimia yaitu bahan pemvulkanisasi Sulfur, Asam stearat, ZnO, dan MBTS secara perlahan – lahan dengan menggunakan spatula. Dihidupkan rotor.

6. Dimasukkan Bahan antioksidan, untuk percobaan ini menggunakan perbandingan antioksidan BHT : Fenol dengan perbandingan 2:3.

7. Dilakukan cara kerja yang sama (proses 1-6) untuk perbandingan antioksidan yang telah ditetapkan.

8. Ditutup katup penutup alat dan biarkan selama 1 jam.

9. Dilihat apakah campuran sudah homogen. Bila campuran sudah homogen maka proses blending dihentikan.

10.Dibuka katup penutup alat dan dikeluarkan campuran karet alam SIR 20 dengan bahan kimia yang sudah homogen.

11.Diambil plat yang sudah dilapisi dengan aluminium foil. Diletakkan campuran karet yang telah homogen diatasnya.

50 mm

100 mm 5 mm

3.3.3 Pengepresan Sampel

1. Dicokkan alat hot press. Lalu On kan. Ditunggu sampai 20 menit, diatur suhunya 140 oC

2. Diambil plat besi tadi lalu dimasukkan keatas Hot Press dengan memutar ortor dan menekan tombol down.

3. Ditekan tombol up dan dimatikan rotor. 4. Di press selama 20 menit.

5. Ditekan tombol down

6. Diambil sampel dengan menggunakan tang

7. Dibiarkan sampai dingin. Dibuka plat besi dan dilihat hasil campurannya. 8. Digunting campuran karet sesuai bentuknya.

9. Dilakukan cara kerja yang sama tetapi dengan mengantikan Sulfur dengan Benzoil Peroksida. Serta dengan menggunakan penambahan variasi antioksidan yang telah ditentukan, antara lain:

a. BHT : Fenol = 5:0 ; 1:4 ; 2: 3 ; 4:1 b. BHT : Fenol = 5:0 ; 1:4 ; 2:3 ; 4:1

3.3.4 Pencetakan Spesimen Karet (Dumbel Karet)

1. Digunting campuran karet sesuai gambar 1. Ketebalan potongan uji 2 ± 0,2 mm

20mm

3.4 Pengujian Mutu karet

3.4.1 Pengukuran Kekuatan Tarik

1. Dihidupkan alat Torsee’s Electronic System 2. Dibiarkan selama 1 jam

3. Dijepit sampel dengan menggunakan griff 4. Diatur tegangan, regangan dan satuannya 5. Dihidupkan recorder (ON)

6. Dipasang tinta pencatat

7. Diatur sumbu x (regangan) dan sumbu y (tegangan) serta diatur satuannya 8. Dipasang sampel

9. Ditekan tombol start

10. Dinolkan nilai load dan stroke

11. Dilihat angka di load (tegangan) dan stroke (regangan), bila sampel sudah Putus

12. Distopkan alat bila sampel mencapai maksimum (sampel putus) dan dicatat nilai load dan stoke

13. Dicatat semua nilai load dan stroke untuk semua sampel.

Perhitungan Uji Tarik:

Ao Load Ao

Fmaks Tarik

Kekuatan = = ... Pers. 3.1

Keterangan : Load = Tegangan Ao = Luas Spesimen

3.4.2 Penetapan Nilai Plastisitas Retensi Index (PRI)

1. Ditimbang 5 gram kompon karet alam SIR 20 yang sudah ditambahkan antioksidan, lalu digiling dengan gilingan laboratorium sebanyak enam kali dengan ketebalan antara 1,6 - 1,8 mm.

2. Lembaran karet tersebut dilipat dua, ditekan perlahan-lahan dengan telapak tangan sehingga mempunyai ketebalan 3,2-3,6 mm

3. Kemudian lembaran karet tersebut dipotong dengan alat wallace punch sebanyak enam buah potongan uji dengan diameter 13 mm. Seperti gambar dibawah ini:

Gambar 3.2 Bentuk sampel potongan uji PRI

4. Untuk pengukuran plastisitas awal diambil potongan uji (1), sedangkan potongan uji (2) untuk pengukuran plastisitas setelah pengusangan. Potongan uji harus mempunyai ketebalan antara 3,2-3,6 mm (ketelitian 0,01 mm) dengan garis tengah ± 1,3 mm

5. Diletakkan potongan uji (2) untuk pengukuran plastisitas setelah pengusangan diatas baki dan dimasukkan kedalam oven pada suhu 140 0C selama 30 menit, kemudian dikeluarkan dan didinginkan sampai suhu kamar. 6. Sementara potongan uji (1) sebanyak tiga buah diletakkan satu persatu

diantara dua lembar kertas sigaret yang berukuran 35 mm x 45 mm selanjutnya diletakkan di atas piringan plastimeter, lalu piringan ditutup. 7. Setelah ketukan pertama piringan bawah plastimeter akan bergerak keatas

selama 15 detik dan menekan piringan atas

8. Dilanjutkan sampai ketukan berakhir yang ditandai dengan angka jarum mikrometer berhenti bergerak pada nilai plastisitas karet

2

1

2

1

2

9. Sedangkan potongan uji (2) setelah pengusangan tadi diukur dengan cara yang sama

10. Tiga potongan uji dari setiap contoh diambil rata-ratanya dan dibulatkan

Perhitungan uji PRI :

% 100

x Po Pa

PRI= ... Pers. 3.2

Keterangan : Pa = Plastisitas setelah pengusangan mol Po = Plastisitas sebelum pengusangan

3.4.3 Penetapan Viskositas Mooney

1. Sebelum pengukuran dilakukan, alat viskosimeter terlebih dahulu dipanaskan salama 1 jam

2. Ditimbang 30 gram kompon karet alam SIR 20 yang telah ditambahkan antioksidan, dipotong dengan menggunakan alat wallace punch sebanyak 2 lembar berbentuk lingkaran sehingga ukuran diameternya sama dengan ukuran diameter rotor.

3. Ditusukkan rotor ke contoh karet pertama yang telah diberi lubang dengan gunting.

4. Contoh kedua diletakkan tepat di atas rotor lalu dimasukkan sama-sama ke stator bawah.

5. Ditutup stator atas dan setelah tertutup stopwatch dihidupkan. 6. Setelah tepat 1 menit, dijalankan rotor.

7. Setiap setengah menit dilihat nilai viskositas pada alat penunjuk.

8. Angka yang ditunjukkan jarum mikrometer setelah menit keempat adalah nilai viskositas karet.

Perhitungan Viskositas Mooney

VM = ML (1 + 4)’ x 100 0C ……… Pers. 3.3

Keterangan : M = Pembacaan nilai viskositas setelah 4 menit L = Besar rotor yang digunakan

1 = 1 menit waktu pemanasan

4 = waktu 4 menit lamanya pengujian 1000C = Suhu pengujian

3.4.4 Penetapan Kadar Abu

1. Ditimbang masing-masing 5 gram kompon karet alam SIR 20 yang telah ditambahkan antioksidan.

2. Selanjutnya dimasukkan kedalam cawan platina yang telah dikeringkan dan telah diketahui bobotnya.

3. Masing-masing cawan yang berisi karet dipindahkan di atas pembakar (bunsen) gas sampai tidak keluar asap.

4. Lalu pemijaran diteruskan didalam muffle furnace pada suhu 5500 C selama dua jam (sampai tidak berjelaga lagi).

5. Didinginkan cawan yang berisi abu didalam desikator sampai suhu kamar selama 30 menit

6. Kemudian ditimbang.

Perhitungan kadar abu dinyatakan dalam persen

% 100

x C

B A Abu

Kadar = − ……….. Pers. 3.4

Keterangan: A = Berat cawan platina + abu B = Berat cawan platina C = Berat potongan uji

3.5. Skema pengambilan Data

3.5.1 Bagan Penelitian Penyiapan dan Penggilingan Sampel

Untuk sampel dengan perbandingan antioksidan BHT : Fenol = 2 : 3 Bahan pemvulkanisasi Sulfur

Dipotong kecil - kecil

Ditimbang sebanyak 50 g Dimasukkan kedalam Plastik Ditambahkan 0,5 g Sulfur Ditambahkan 1 g MBTS Ditambahkan 1 g ZnO Ditambahkan 1 g BHT

Ditambahkan 1 g asam stearat Ditambahkan 1,5 g Fenol

Dilakukan prosedur yang sama untuk perbandingan BHT : Fenol = 1: 4, 2:3, 4 : 1,5: 0 dengan pemvulkanisasi Sulfur dan prosedur yang sama untuk perbandingan BHT : Fenol =1: 4, 2:34:1, 5 :0, dengan pemvulkanisasi benzoil peroksida

Karet Alam SIR 20

Karet Alam SIR 20 Ukuran Kecil

Karet Alam SIR 20 + Bahan Kimia Diberi Label

3.5.2 Penggilingan Sampel

Dimasukkan kedalam alat ekstruder Dihidupkan alat ekstruder

Diatur suhu ekstruder 120 oC

Digiling hingga homogen selama 1 jam

3.5.3 Pengepresan Sampel

Diletakkan diatas plat tipis, dilapisi aluminium foil Ditutup kembali dengan plat tipis

Dimasukkan kedalam Alat Hot Press Dihidupkan alat hot press

Diatur suhu hot press 140 oC Didiamkan selama 20 menit Didinginkan

Dipisahkan dari cetakan Karet Alam SIR 20 + Bahan Kimia

Diberi Label

Senyawa Kompon Karet

Senyawa Kompon Karet

3.5.4 Pencetakan Spesimen Karet

Digunting sesuai ASTM 638-72

Dilakukan Analisa

3.5.5 Bagan Penelitian Uji Kekuatan Tarik

Dipotong sesuai ASTM 638-72 Diukur panjangnya 10 mm Diukur tebalnya 2 mm

Dihidupkan alat Torsee’s Electronic System Dijepit sampel dengan griff

Diatur load dan stroke

Ditunggu sampai sampel uji putus Lembaran Karet

Dumbel Karet

Uji Kekuatan Tarik

Uji PRI

Uji Viscositas Mooney Uji Kadar Abu

Uji FTIR

Dumbel Karet

3.5.6 Bagan Penelitian Uji Plastisitas Retensi Indeks (PRI)

Digiling dengan alat blanding mill sebanyak tiga kali

Dipotong dengan alat wallace punch sebanyak 6 buah potongan uji

Diletakkan satu persatu di antara Diletakkan di atas baki dua kertas sigaret Dimasukkan dalam oven

pada suhu 140 0C selama Lalu diletakkan di atas piringan 30 menit

plastimeter, kemudian ditutup Diletakkan satu persatu di anatara dua kertas sigaret Setelah ketukan pertama piringan Diletakkan di atas

bawah plastimeter akan bergerak piringan plastimeter lalu

ke atas ditutup

Setelah ketukan pertama Setelah ketukan kedua jarum piringan bawah bergerak mikrometer akan berhenti ke atas

Setelah ketukan kedua jarum mikrometer berhenti

Nilai Plastisitas Awal

3 buah potongan uji 3 buah potongan uji

Lembaran karet

Nilai Plastisitas Retensi Indeks

3.5.7 Bagan Penelitian Viskositas Mooney

Dipotong dengan alat wallace punch sebanyak 2 lembar berbentuk lingkaran

Sebelum pengukuran, alat viskosimeter terlebih dahulu dipanaskan selama 1 jam

Contoh 1 di tusukkan kepada rotor

Contoh 2 diletakkan di atas rotor lalu dimasukkan bersama-sama ke stator bawah

Lalu stator ditutup dan stopwatch dihidupkan

Angka yang ditunjukkan oleh jarum mikrometer setelah menit ke empat adalah nilai viskositas karet

30 gram karet

3.5.8 Bagan Penelitian Penetapan Kadar Abu

Dipotong-potong dan dimasukkan dalam cawan platina yang telah dikeringkan dan ditimbang sebelumnya

Dipijarkan dengan menggunakan api bunsen sampai asap hilang

Pemijaran diteruskan di dalam muffle furnace pada suhu 550 0C selama 2 jam (sampai tidak berjelaga lagi)

Cawan Platina didinginkan dalam desikator sampai suhu kamar kemudian ditimbang untuk menentukan kadar abu

Nilai Kadar Abu 5 gram karet

HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil

Hasil penelitian yang telah dilakukan terhadap studi penggunaan campuran fenol sebagai antioksidan pada karet alam SIR 20 dengan pemvulkanisasi sulfur dan perosida diperoleh hasil uji tarik, disajikan dalam tabel 4.1.

Tabel 4.1. Uji Tarik

a. Bahan Pemvulkanisasi Benzoil peroksida

Sampel Ao

(mm2)

10

Kekuatan Tarik = Load /Ao ( Kgf / mm2)

Kekuatan Tarik KN/ m2

Karet Alam SIR

20

Perbandingan Load stroke Antioksidan (Kgf) (Kgf)

BHT 5 : 0 0,06 232,04 0,006 58,86

Fenol 5 : 0

0,06 49,17 10 0,006 58,86

BHT : Fenol 2 : 3

0,10 298,38 10 0,01 98,1

BHT : Fenol 1 : 4

0,08 152,17 10 0,008 78,48

BHT : Fenol 4 : 1

0,15 610,83 10 0,015 147,15

SIR 20 0,27 207,39 10 0,027 264,87

b. Bahan Pemvulkanisasi sulfur

Sampel Ao

(mm2)

10

Kekuatan Tarik = Load /Ao ( Kgf / mm2)

Kekuatan Tarik KN / m2 Karet Alam

SIR 20

Perbandingan Load stroke Antioksidan (Kgf) (Kgf)

Tanpa antioksidan 0,15 332,95 0,015 147,15

BHT 5 : 0 5,67 697, 49 10 0,567 5562,27

Fenol 5 : 0

5,45 843,48 10 0,545 5346,45

BHT : Fenol 2 : 3

5,53 699 10 0,553 5424,93

BHT : Fenol 1: 4

2,14 426 10 0,214 2099,34

BHT : Fenol 4 : 1

3,40 525,14 10 0,34 3335,4

SIR 20 0,27 207,39 10 0,027 264,87

Hasil penelitian yang telah dilakukan terhadap studi penggunaan campuran fenol sebagai antioksidan pada karet alam SIR 20 dengan pemvulkanisasi sulfur dan peroksida diperoleh nilai Plastisitas Awal (Po) yang dijelaskan pada tabel 4.2

Tabel 4.2. Nilai Plastisitas Awal (Po) dan Nilai Plastisitas retensi indeks( PRI) a.Bahan Pemvulkanisasi benzoil peroksida

Sampel Po Nilai

Tengah

Pa Nilai

Tengah

PRI (%)

Karet Alam SIR 20

Perbandingan antioksidan

1 2 3 1 2 3

SIR 20 38 37 38 37,67 20 20 20 20 53

Fenol 5 : 0

9 9 9 9 3 3 3 3 33

Tanpa antioksidan

10 10 9 9,6 3 4 3 3,33 34

BHT : Fenol 1:4

41 39 40 40 20 20 26 22,6 56,5

BHT : Fenol 2: 3

11 12 11 11,33 5 5 5 5,00 44

BHT : Fenol 4:1

13 12 11 12,00 4 4 7 5,00 41,6

b.bahan pemvulkanisasi sulfur

Sampel Po Nilai

Tengah

Pa Nilai

Tengah

PRI (%)

Karet Alam SIR 20

Perbandingan antioksidan

1 2 3 1 2 3

SIR 20 38 37 38 37,67 20 20 20 20 53

BHT 5 : 0 24 26 21 24 3 3 3 3 12,5

Tanpa antioksidan

94 100 99 97,6 85 92 92 89,67 92

BHT : Fenol 2 : 3

100 99 99 99,3 85 92 92 89,67 90,2

Fenol 5 : 0

80 85 79 81,33 2 2 2 2 2,45

BHT : Fenol 1 : 4

65 60 60 61,66 3 3 3 3 4,865

BHT : Fenol 4 : 1

50 49 49 49,3 4 4 4 4 8,113

Hasil penelitian yang telah dilakukan terhadap studi penggunaan campuran fenol sebagai antioksidan pada karet alam SIR 20 dengan pemvulkanisasi sulfur dan peroksida diperoleh nilai Viskositas Mooney yang dijelaskan pada tabel 4.3

Tabel 4.3. Viskositas Mooney

a. Bahan Pemvulkanisasian Sulfur

Sampel Waktu ( menit) Rumus

ML (1+4)’ x 100’0 C

Karet Alam SIR 20

Perbandingan Antioksidan

1.00 1.30 2.00 2.30 3.00 3.30 4.00

Karet alam SIR 20 75 64 63 62 62 62 62 62 ML (1+4)’ x 100’0 C Tanpa antioksidan 115 110 106 106 109 110 112 112 ML (1+4)’ x 100’0_C

BHT 5: 0 90 79 75 74 72 71 70 70 ML (1+4)’ x 100’0C BHT : Fenol

2:3

96 90 86 83 81 80 79 79 ML (1+4)’ x 100’0_C

BHT : Fenol 1 : 4

90 85 84 83 83 83 83 83 ML (1+4)’ x 100’0_C

BHT : Fenol 4: 1

80 75 70 71 71 71 70 70 ML (1+4)’ x 100’0C

Fenol 5 : 0

62 55 52 49 48 46 47 47 ML (1+4)’ x 100’0C

B. Bahan Pemvulkanisasi Benzoil Peroksida

Sampel Waktu ( menit) Rumus

ML (1+4)’ x 100’0 C

Karet Alam SIR 20

Perbandingan Antioksidan

1.00 1.30 2.00 2.30 3.00 3.30 400

Karet Alam SIR 20 75 64 63 62 62 62 62 62 ML (1+4)’ x 100’0 C BHT 5: 0 42 37 35 33 33 33 32 32 ML (1+4)’ x 100’0C Tanpa antioksidan 34 29 27 25 25 24 23 23 ML (1+4)’ x 100’0C Fenol

5: 0

30 25 23 22 21 21 20 20 ML (1+4)’ x 100’0_C

BHT : Fenol 1 : 4

47 40 36 35 34 33 33 33 ML (1+4)’ x 100’0_C

BHT : Fenol 2: 3

37 32 35 33 33 33 32 32 ML (1+4)’ x 100’0C

BHT : Fenol 4 : 1

Hasil penelitian yang telah dilakukan terhadap studi penggunaan campuran fenol sebagai antioksidan pada karet alam SIR 20 dengan pemvulkanisasi sulfur dan peroksida diperoleh nilai Kadar Abu yang dijelaskan pada tabel 4.4.

Tabel 4.4. Nilai Kadar Abu

a. Bahan Pemvulkanisasian Sulfur

Sampel Berat

Karet

Berat Cawan

Berat Cawan + abu Berat abu Nilai Ac (%) Karet Alam SIR 20 Perbandingan antioksidan

Karet SIR 20 5,0088 36,1751 36, 2055 0,3331 0,61 BHT 5 : 0 5,0031 34,7716 34,8890 0,1174 2.346 Fenol

5: 0

5,0053 38,6345 38,7950 0,1605 3,21

Fenol 2 : 3 5,0024 34,1519 34,2758 0,1239 2,476 Tanpa

antioksidan

5,0057 38,0380 38, 2070 0,169 3,376

BHT : Fenol 1: 4

5,0022 34,1214 34,3264 0,205 4,098

BHT : Fenol 4 : 1

b. Bahan pemvulkanisasian peroksida

Sampel Berat

Karet

Berat Cawan

Berat Cawan +abu

Berat abu Nilai Ac (%) Karet SIR 20 Perbandingan antioksidan

Karet SIR 20 5,0088 36,1751 36, 2055 0,3331 0,61 BHT 5 : 0 5,0072 34,3834 34,5840 0,2006 4,006 Tanpa

antioksidan

5,0014 38, 5199 38, 6726 0,1527 3,053

Fenol 5 : 0

5,0061 38, 1706 38, 3163 0,1457 2,91

BHT : Fenol 2 : 3

5,0035 35, 6712 35, 8035 0,1323 2,644

BHT : Fenol 1 : 4

5,0059 35, 2227 35, 3530 0,1303 2,602

BHT : Fenol 4 : 1

5,0045 35, 5471 35, 6780 0,1309 2,615

4.1.1 Pengolahan data pengujian tarik

Telah dilakukan pengujian tarik terhadap semua jenis sampel dan didapatkan hasil rata- rata setiap uji sampel. Data merupakan data awal hasil rata – rata setiap sampel uji 4.1. dilampiran pengujian tarik dilakukan pada alat “ Torsees Electronic System ( Universal Testing Machine). Alat penguji terdiri dari bagian yang digunakan untuk menarik spesimen uji dan pencatat yang dapat menunjukkan besarnya tenaga tarikan yang telah dilakukan dan diteruskan daalam grafik. Hasil pengujian didapatkan pengukuran harga load dan stroke. Harga load mempunyai satuan kgf dan stroke dalam mm. hasil pengujian ini diolah kembali untuk mendapatkan harga regangan dan teganagan saat putus. Pengolahan data menggunakan rumus seperti di bawah ini :

1. Harga tegangan dihitung dengan rumus Tegangan =

=

Contoh : - Sampel spesimen uji mempunyai tebal = 2mm dan lebar = 5 mm (maka : Ao = 2×5 mm2 = 10 mm2 dan bila harga load = 0,006 Kgf untuk sampel campuran Fenol 5:0 (benzoil)

Maka harga tegangan di peroleh : Tegangan =

= 0,006 Kgf / mm

2

Harga ini dirubah untuk menggunakan satuan N/m2, maka diperoleh

Tegangan = 0,006

=

= 58,86 KN / m2

Perhitungan yang sama juga dilakukan untuk setiap jenis sampel, hasil pengujian tarik yang lain. Hasil selengkapnya terdapat pada tabel 4.5

4. 2. Pembahasan

4.2.1 Grafik Uji Tarik terhadap studi penggunaan Campuran Fenol sebagai antioksidan pada karet alam SIR 20 dengan Pemvulkanisasi Sulfur dan Peroksida

Studi penggunaan campuran Fenol sebagai antioksidan pada karet alam SIR 20 dengan Pemvulkanisasian Benzoil Perosida didapat nilai yang paling tinggi yaitu SIR 20 dengan nilai 264,87 KN / m2. Hal ini disebabkan karna pengolahan karet SIR 20 lebih sempurna. Maka diperoleh grafik di bawah ini :

0 50 100 150 200 250 300

a b c d e f g

Perbandingan antioksidan K e k u a ta n T a ri k Y

Gambar 4.1. Grafik Uji tarik dengan pemvulkanisasi Benzoil peroksida Keterangan Gambar :

Perbandingan antioksidan Kekuatan Tarik KN / m2

BHT 5 : 0 58,86

Fenol = 5 : 0 58,86

BHT : Fenol = 2 : 3 98,1 BHT : Fenol = 1 : 4 78,48 BHT : Fenol = 4 :1 147,15

SIR 20 264,87

Tanpa antioksidan 147,15

Sedangkan Studi penggunaan campuran fenol sebagai antioksidan pada karet alam SIR 20 dengan pemvulkanisasi Sulfur diperoleh nilai perbandingan yang paling tinggi yaitu BHT 5: 0 dengan tengangan tarik sebesar 5562,27 KN / m2. Hal ini mungkin disebabkan karna BHT yang berlebih . Maka dapat diperoleh grafik seperti dibawah ini :

Gambar 4.2. Grafik Uji tarik dengan pemvulkanisasi sulfur Keterangan Gambar

No Perbandingan antioksidan Kekuatan Tarik KN / m2

1 Tanpa antioksidan 147,15

2 BHT 5 : 0 5562,27

3 Fenol = 5 : 0 5346,45

4 BHT : Fenol = 2: 3 5424,93 5 BHT : Fenol = 1: 4 2099,34 6 BHT : Fenol = 4: 1 3335,4

4.2.2 Grafik Plastisitas Awal (Po) dan Nilai Plastisitas Retensi Indeks (PRI) terhadap Studi Penggunaan Campuran Fenol sebagai antioksidan pada karet alam SIR 20 dengan pemvulkanisasi Sulfur dan Benzoil Peroksida

Studi penggunaan campuran fenol sebagai antioksidan pada karet alam SIR 20 dengan pemvulkanisasi benzoil peroksida terhadap Plastisitas Awal (Po) dan Nilai Plastisitas Retensi Indeks (PRI) diperoleh nilai Po dan PRI sebesar 56,5 pada perbandingan BHT : Fenol 1:4 dengan nilai sebesar 56,5%. Hal ini mungkin disebabkan karna adanya antioksidan Fenol. Maka diperoleh grafik dibawah ini :

Gambar 4.3. Grafik Nilai Plastisitas awal (Po) dan PRI dengan pemvulkanisasi Benzoil Peroksida

Keterangan Gambar :

No Perbandingan Antioksidan % PRI

a Sir 20 53

b Fenol = 5 : 0 33

c Tanpa Antioksidan 34

d BHT : Fenol = 1 : 4 56,5

e BHT : Fenol = 2 : 3 44

f BHT : Fenol = 4 : 1 41,6

Sedangkan studi penggunaan campuran fenol sebagai antioksidan pada karet alam SIR 20 dengan pemvulkanisasi Sulfur terhadap Nilai plastisitas awal (Po) da PRI yang memiliki nilai yang paling tinggi adalah perbandingan Tanpa Antioksidan sebesar 92% hal ini disebab karna adanya pemvulkanisasi sulfur. Maka dapat diperoleh grafik seperti dibawah ini :

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

a b c d e f g

Perbandingan Antioksidan

%

P

R

I

y

Gambar 4.4. Grafik Nilai Plastisitas awal (Po) dan PRI dengan pemvulkanisasi Sulfur Keterangan Gambar :

No Perbandingan Antioksidan % PRI

a Sir 20 53

b BHT = 5 : 0 12,5

c Tanpa Antioksidan 92

d BHT : Fenol = 2 : 3 90,2

e Fenol = 5 : 0 2,45

f BHT : Fenol = 1 : 4 4,865

4.2.3. Grafik Viskositas Mooney terhadap studi penggunaan campuran fenol sebagai antioksidan pada karet alam SIR 20 dengan pemvulkanisasi Sulfur dan Benzoil Peroksida

Studi penggunaan campuran fenol sebagai antioksidan pada karet alam SIR 20 dengan pemvulkanisasi sulfur terhadap viskositas mooney memiliki nilai yang paling tinggi adalah perbandingan tanpa antioksidan sebesar 112 ML (1+4)’ × 1000 C hal ini disebabkan karna Sulfur dapat bereaksi secara sempurna. Maka dapat diperoleh grafik sepertidi bawah ini :

Gambar 4.5 GrafikViskositas Mooney dengan pemvulkanisasi sulfur Keterangan Gambar :

No Perbandingan Antioksidan ML (1+4)’ × 1000 C

a SIR 20 62 ML (1+4)’ × 1000 C

b Tanpa Antioksidan 112 ML (1+4)’ × 1000 C c BHT = 5 : 0 70 ML (1+4)’ × 1000 C d BHT : Fenol = 2 : 3 79 ML (1+4)’ × 1000 C e BHT : Fenol = 1 : 4 83 ML (1+4)’ × 1000 C f BHT : Fenol = 4 : 1 70 ML (1+4)’ × 1000 C g fenol = 5: 0 47ML (1+4)’ x 100’0C

Sedangkan studi penggunaan campuran fenol sebagai antioksidan pada karet alam SIR 20 dengan pemvulkanisasi benzoil peroksida terhadap viskositas mooney memiliki nilai yang paling tinggi adalah Karet alam SIR 20 dengan Nilai Viskositas Mooney sebesar 62 ML (1+4)’× 1000 C. Hal ini disebabkan karna benzoil peroksida

memiliki sifat sensitif terhadap oksigen lebih rendah. Maka diperoleh grafik seperti dibawah ini :

0 10 20 30 40 50 60 70

a b c d e f g

Perbandingan Antioksidan V is k o s it a s M o o n e y (M L ( 1 + 4 )x 1 0 0 C ) y

Gambar 4.6 viskositas Mooney dengan pemvulkanisasi benzoil peroksida Keterangan Gambar :

No Perbandingan Antioksidan ML (1+4)’ × 1000 C

A SIR 20 62 ML (1+4)’ × 1000 C

B BHT 5 : 0 32 ML (1+4)’ × 1000 C C Tanpa antioksidan 23 ML (1+4)’ × 1000 C D Fenol = 5 : 0 20 ML (1+4)’ × 1000 C E BHT : Fenol = 1 : 4 33 ML (1+4)’ × 1000 C F BHT : Fenol = 2 : 3 32 ML (1+4)’ × 1000 C g BHT : Fenol = 4 : 1 28 ML (1+4)’ × 1000 C

4.2.4. Grafik Nilai kadar abu terhadap studi penggunaan campuran fenol sebagai antioksidan pada karet alam SIR 20 dengan pemvulkanisasi Sulfur dan Benzoil peroksida

Studi penggunaan campuran fenol sebagai antioksidan pada karet alam SIR 20 dengan pemvulkanisasi sulfur terhadap nilai kadar abu memiliki nilai tertinggi adalah untuk perbandingan antioksidan BHT : Fenol = 1:4 dengan Nilai 4,098%. Hal ini disebabkan karena adanya Fenol dengan Perbandingan yang lebih banyak dari pada BHT. Maka dapat diperoleh grafik dibawah ini :

Gambar 4.7. Grafik Kadar Abu dengan Pemvulkanisasi Sulfur Keterangan Gambar :

No Perbandingan antioksidan Nilai Ac %

a SIR 20 0,61

b BHT 5 : 0 2,346

c Fenol = 5 : 0 2,346

d BHT : Fenol = 2: 3 3,21

e Tanpa Antioksidan 3,376

f BHT : Fenol = 1 : 4 4,098

Studi penggunaan campuran fenol sebagai antioksidan pada karet alam SIR 20 dengan pemvulkanisasi benzoil peroksida terhadap nilai kadar abu memiliki nilai tertinggi pada perbandingan BHT 5:0 dengan nilai 4,006%. Hal ini disebabkan karena adanya BHT. Maka dapat diperoleh grafik dibawah ini :

Gambar 4.8. Grafik Kadar Abu dengan pemvulkanisasi benzoil peroksida Keterangan Gambar :

No Perbandingan antioksidan Nilai Ac %

a SIR 20 0,61

b BHT 5 : 0 4,006

c Tanpa Antioksidan 3,053

d Fenol = 5 : 0 2,91

e BHT : Fenol = 2 : 3 2,644

f BHT : Fenol = 1 : 4 2,602

4.2.5. FTIR terhadap studi penggunaan campuran fenol sebagai antioksidan pada karet alam SIR 20 dengan pemvulkanisasi sulfur dan peroksida

Telah dilakukan Uji FTIR terhadap karet SIR 20 dengan variasi yang telah ditentukan terlihat bahwa pada panjang gelombang 1650 -1430 cm-1 terdapat gugus C=C dimana pada 1449,06 cm-1 terdapat gugus benzen yang tajam, pada panjang gelombang 1375,90 cm-1 terdapat gugus benzen yang sangat tajam, pada panjang gelombang 1664,18 cm-1, terdapat gugus benzen yang sedang, pada panjang gelombang 836,58 cm-1 terjadi deformasi benzen, pada panjang gelombang 3000 -3100 cm-1 terdapat gugus = CH, pada panjang gelombang 3600 – 3300 cm-1 terdapat gugus OH tetapi di grafik FTIR tidak terlalu jelas karna hanya sedikit gugus OH.

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil penelitian dan pembahasan yang kami lakukan, dapatlah diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Pengaruh penggunaan BHT dengan fenol pada karet alam SIR 20 yang tervulkanisasi oleh sulfur adalah :

Pada perbandingan BHT : Fenol 1:4 akan mengalami penurunan nilai uji tarik sebesar 2099,34 KN/ m2 dan akan mengalami peningkatan pada perbandingan BHT : Fenol 2:3 dengan nilai 5424,93 KN/ m2 sedangkan untuk PRI pada perbandingan BHT : fenol 2:3 akan menaikkan nilai PRI sebesar 90,2% dan akan mengalami penurunan nilai PRI pada perbandingan Fenol 5:0 dengan nilai PRI sebesar 2,45 % dan untuk viskositas mooney penggunaan BHT dengan perbandingan 1:4 terhadap fenol akan menaikkan nilai viskositas mooney dengan nilai 83 ML (1+4)’ x 100’ 0C dan akan mengalami penurunan pada perbandingan fenol 5:0 dengan nilai 47 ML (1+4)’ x 100’ 0C sedangkan untuk nilai kadar abu perbandingan BHT : fenol 1:4 akan menaikkan kadar abu dengan nilai 4,098% dan akan mengalami penurunan nilai kadar abu pada perbandingan BHT : fenol 4 : 1 dengan nilai 0,605%.

2. Pengaruh penggunaan BHT dengan fenol pada karet alam SIR 20 yang tervulkanisasi oleh benzoil peroksida adalah :

Pada penggunaan fenol dengan perbandingan BHT : fenol 1:4 terjadi peningkatan nilai uji tarik sebesar 147,15 KN/ m2 dan akan mengalami penurunan nilai uji tarik pada perbandingan fenol 5:0 dengan nilai 58,86 KN/ m2 sedangkan untuk nilai PRI pada perbandinganBHT : fenol 4 :1 akan mengalami peningkatan nilai PRI sebesar 41,6 % dan akan mengalami penurunan nilai PRI pada perbandingan Fenol 5:0 dengan nilai PRI sebesar 33% sedangkan untukviskositas mooney penggunaan BHT dengan perbandingan 1:4 terhadap fenol akan menaikkan nilai viskositas

mooney dengan nilai 33 ML (1+4)’ x 100’ 0C an akan mengalami penurunan pada perbandingan fenol 5:0 dengan nilai 20 ML (1+4)’ x 100’ 0C sedangkan untuk nilai kadar abu perbandingan fenol 5;0 akan menaikkan nilai kadar abu dengan nilai 2,91% dan akan mengalami penurunan nilai pada perbandingan BHT : fenol 1:4 dengan nilai 2,602%

5.2. Saran

Berdasarkan hasil yang telah diperoleh pada penelitian ini maka perlu disarankan agar menggunakan metode lain dan penggunaan antioksidan yang berbeda dan perbandingan yang berbeda sehingga menghasilkan sifat – sifat mekanik yang lebih baik lagi.

Asmir, Harun., 1984. Principles Of Rubber Processing Technology. Medan : Lembaga Pendidikan Perkebunan ( LPP).

Boer, Grade. 1987. Pengetahuan Praktis Tentang Karet. Bogor : INIRO

Chankrit, Sirisinha., 2004. Cure and Dinamik Mechanical Properties in Peroxide –

Cured Isoprene Rubber Effects Of Steric Acid and Amine-Based antioxidant.

Thailand: Mahidol University.

Hofmann, Werner. 1980. Rubber Technology Handbook. New York and Canada: Oxford University Press

Indra, S., 2006. Buku Ajar Teknologi Karet. Medan : Departemen Teknik kimia fakultas teknik Universitas Sumatera Utara.

Jiri, Tochacek. 2004. Effect Of secondary Structure On Physical Behaviour annd Performance Of Hindered Phenolic Antioxidants in Polypropylene. Czech republic : Polymer Institute Brno Ltd..

Meronda, G. Rahma. 2008. Bahan Tambahan Makanan Antioksidan dan sekuesteran. Makasar : Universitas Hasanuddin.

M.A. Abd El- Ghaffar, D.E. El – Nashar, E.A.M. Youssef., 2003. Maleic Acid / Phenylene Diamine adducts as new Antioxidants Amide Polymer for Rubber (NR and SBR) Vulcanizates. Cairo: Dokki..

Ompusunggu, M. 1987. Pengetahuan Mengenai Lateks Havea. Sungei Putih : Balai Penelitian Perkebunan.

Ompusunggu, M. 1987. Pengolahan Lateks Pekat. Sungei Putih : Balai Penelitian Perkebunan.

Spillane, J.J. 1989. Komoditi Karet. Cetakan 1. Yogyakarta : Penerbit Kanisius. Stevens, M.P. 2001. Kimia Polimer. Cetakan 1. Jakarta : P.T. Pradaya Paramita.. Staf peneliti Pusat Penelitian karet.1999. Balai Penelitian Sumbawa. Palembang.email

Sufianto, Ir. 2004. Teknologi Pengolahan Barang Jadi Karet (Industri Hilir Karet). Lembaga Pendidikan Perkebunan (LPP) Medan : Pendidikan Ahli Usaha Perkebunan (PAUP)..

Sulaeman Eff, Nandang Ir. 1982. Budidaya dan Pengolahan Karet. Yogyakarta : Lembaga Pendidikan Perkebunan (LPP).

Tim Penulis, PS. 1999. Karet : Strategi Pemasaran Tahun 2000 Budidaya dan Pengolahan. Cetakan VI. Jakarta : Swadaya.

Yayasan Karet. 1983. Penuntun Praktis Untuk Pembuatan Barang – Barang dari Karet Alam. Jakarta : KINTA.

2009

Wirjosentono, Basuki. 1995. Analisis dan Karakterisasi Polimer. Edisi I. Cetakan I. Medan : Usu press.

K. Walujono, dkk. 1970. Kemungkinan Pengolahan Karet Remah di Indonesia. Djakarta : PT. Soeroengan.

LAMPIRAN 1

Gambar 1. Laboratorium/Lab. Mill

LAMPIRAN 2

Gambar 3. Viskositas Mooney

LAMPIRAN 3

Gambar 5. Oven

LAMPIRAN 4

Gambar 7. Muffle Furnace

LAMPIRAN 5

Gambar 9. extruder two roll mill

LAMPIRAN 6

Gambar 11. FTIR SIR 20

Gambar 12. FTIR dengan perbandingan BHT : Fenol = 2: 3 dengan Pemvulkanisasi Benzoil Peroksida

LAMPIRAN 7

Gambar 13. FTIR dengan perbandingan BHT : Fenol = 2:3 dengan Pemvulkanisasi Sulfur

Gambar 14. FTIR dengan perbandingan Fenol = 5:0 dengan Pemvulkanisasi Sulfur

LAMPIRAN 8

Gambar 15. FTIR dengan perbandingan Fenol 5 : 0 dengan pemvulkanisasi benzoil peroksida

Gambar 16. FTIR dengan perbandingan BHT : Fenol = 4:1 dengan pemvulkanisasi benzoil peroksida

LAMPIRAN 9

Gambar 17. FTIR dengan perbandingan BHT : Fenol 1: 4 dengan pemvulkanisasi benzoil peroksida

LAMPIRAN 10

Gambar 19 FTIR BHT 5:0 dengan pemvulkanisasi benzoil

LAMPIRAN 11

63

LAMPIRAN 6

Gambar 11. FTIR SIR 20

Gambar 12. FTIR dengan perbandingan BHT : Fenol = 2: 3 dengan Pemvulkanisasi Benzoil Peroksida

64

LAMPIRAN 7

Gambar 13. FTIR dengan perbandingan BHT : Fenol = 2:3 dengan Pemvulkanisasi Sulfur

Gambar 14. FTIR dengan perbandingan Fenol = 5:0 dengan Pemvulkanisasi Sulfur

65

LAMPIRAN 8

Gambar 15. FTIR dengan perbandingan Fenol 5 : 0 dengan pemvulkanisasi benzoil peroksida

Gambar 16. FTIR dengan perbandingan BHT : Fenol = 4:1 dengan pemvulkanisasi benzoil peroksida

66

LAMPIRAN 9

Gambar 17. FTIR dengan perbandingan BHT : Fenol 1: 4 dengan pemvulkanisasi benzoil peroksida

67

LAMPIRAN 10

Gambar 19 FTIR BHT 5:0 dengan pemvulkanisasi benzoil

68

LAMPIRAN 11