Dalam prakteknya, kombinasi bahan pengisi yang menguatkan dan bahan pengisi yang tidak menguatkan sering digunakan dalam proses pembuatan barang jadi
karet. Hingga porsi yang optimum, penambahan bahan pengisi akan meningkatkan kekuatan tarik, modulus, ketahanan sobek, ketahanan kikis, dan ketahanan retak lentur
flex cracking resistance. Untuk memperoleh peningkatan kekuatan yang efektif, bahan pengisi harus tersebar baik dan merata di dalam kompon karet Bhuana, K.S,
1999.
2.7 Vulkanisasi
Vulkanisasi adalah suatu proses pengikat-silangan yang mana setiap molekul dari karet polimer diubah kedalam jaringan tiga dimensi yang saling berhubungan
membentuk suatu polimer oleh rantai yang terikat-silang secara kimia oleh sulfur.
Gambar 2.9 Karet yang Mengalami Vulkanisasi oleh Sulfur
Proses vulkanisasi ditemukan pada tahun 1839 oleh Charles Goodyear di USA dan Thomas Hancock di Inggris. Keduanya menemukan penggunaan Sulfur dan timah
putih sebagai suatu sistem vulkanisasi untuk karet alam. Penemuan inilah yang menjadi dasar terobosan untuk kemajuan ekonomi dunia Nocil, 2010.
Universitas Sumatera Utara
Vulkanisasi merupakan proses terjadinya ikat silang antar rantai utama molekul karet. Akibat dari proses ini, sifat-sifat buruk karet, seperti lengket, mulur,
dan kekuatan rendah dapat diperbaiki, sehingga karet dapat digunakan untuk keperluan yang lebih luas. Vulkanisasi umumnya dilakukan dengan pemanasan
kompon dalam keadaan ditekan, seperti pada proses compression moulding. Akan tetapi, terbentuknya ikatan silang antar rantai utama molekul karet dapat pula
dilakukan dengan menggunakan radiasi atau microwave Bhuana, K.S, 1999.
2.7.1 Vulkanisasi Menggunakan Belerang
Belerang atau sulfur merupakan bahan pemvulkanisasi tertua yang digunakan untuk membuat jembatan antar rantai molekul karet sehingga terjadi ikat silang. Hingga saat
ini belerang masih umum digunakan untuk memvulkanisasi karet. Nilai vulkanisasi dan konsentrasi ikat-silang meningkat jika jumlah pencepat sulfide mengalami
peningkatan ketika sulfur tetap konstan. Ketika pencepat meningkat nilai efektifitas sulfur yang mana digunakan sebagai pengikat-silang akan lebih baik dan menurunkan
kemungkinan reaksi samping Rodriguez, A. 2005.
Vulkanisasi ini menghasilkan ikat silang yang dibentuk oleh atom belerang. Dalam penggunaannya, bahan pencepat ditambahkan ke dalam kompon karet.
Ternyata rasio kadar belerang dan kadar bahan pencepat sangat menentukan sifat fisik barang jadi karetnya. Pengaturan rasio antara belerang dengan bahan pencepat akan
menentukan panjang jembatan belerang. Apabila jembatan belerang ini mengandung satu atom belerang, maka ikatan silang ini disebut monosulfida. Disulfida adalah
sabutan bagi ikatan silang yang dibentuk oleh dua atom belerang, sedangkan apabila jumlah atom belerang dalam satu ikatan silang sebanyak lebih besar dari tiga atau
lebih kecil dari enam, maka disebut polisulfida. Secara kuantitatif, perbedaan rasio belerang dengan bahan pencepat digolongkan dalam masing-masing sistem dalam
tabel 2.2.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 Penggolongan Sistem Vulkanisasi Sistem
Kadar Belerang phr Kadar Bahan Pencepat phr
Konvensional 2,0-3,5
0,4-1,2 Semi-efisien
1,0-1,7 1,2-2,5
Efisien 0,4-0,8
2,0-5,0
Setiap sistem memiliki akibat yang berbeda terhadap barang jadi karet yang dihasilkan. Oleh sistem konvensional 95 ikatan poli dan disulfida, 5 ikatan
monosulfida lebih fleksibel karena ikat silangnya lebih panjang, sehingga ketahanan retak lenturnya lebih baik. Dipihak lain, ketahanan panas dan pampatan tetap yang
baik akan dihasilkan oleh sistem efisien 20 ikatan poli dan disulfida, 80 ikatan monosulfida, karena ikata C-S lebih kuat daripada ikatan S-S. sistem semi-efisien
50 ikatan poli dan disulfida, 50 ikatan monosulfida digunakan untuk memvulkanisasi barang jadi karet yang mendekati rujukan dari sistem efisien dan
konvensional Bhuana, K.S, 1999.
Vulkanisasi karet dengan belerang saja merupakan proses yang sangat lambat dan tidak efisien. Reaksi kimia yang terjadi antara sulfur dan hidrokarbon pada karet
tepatnya pada ikatan rangkap C=C dan setiap ikat silang membutuhkan 40-50 atom sulfur dan keberadaaan pencepat accelerator. Proses tanpa pencepat akan
membutuhkan sekitar 6 jam pada suhu 140
o
C untuk menyelesaikannya, dan ini sama sekali tidak ekonimis untuk standar produksi. Proses vulkanisasi cenderung
mengalami degradasi oksidasi dan tidak memiliki cukup alat mekanik untuk melakukan proses ini. Batasan ini akhirnya menemukan bahan pencepat yang
kemudian menjadi bagian yang selalu ada dalam formula pencampuran karet sebagai subjek yang selalu diteliti lebih lanjut Nocil, 2010.
2.8 Bahan Tambahan 2.8.1 Bahan Pemercepat Acceleator
