Pengaruh Komposisi Resipren dan Polipropilena dengan Penambahan Inisiator Benzoil Peroksida Terhadap Sifat Mekaniknya

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Blending kimia yaitu pencampuran antara dua jenis polimer atau lebih yang
memiliki struktur berbeda dan ditandai dengan terjadinya ikatan-ikatan kovalen
antara polimer-polimer penyusunnya. Blending kimia akan menghasilkan
kopolimer. Paduan polimer ini bertujuan untuk mendapatkan sifat-sifat material
yang diinginkan dan disesuaikan dengan keperluan (Prendika, 2013).
Karet alam siklis memiliki ikatan rangkap pada rantai polimernya dan
merupakan polimer yang bersifat nonpolar. Karet alam siklis memiliki energi
permukaan yang rendah sehingga menyebabkan interaksi antar-muka dan sifat
adhesifnya rendah terutama bila dicampurkan dengan polimer polar. Karet alam
siklis tidak kompatibel dengan polimer polar. Untuk mengatasi permasalahan ini,
modifikasi kimia struktur kimia karet alam siklis menjadi penting untuk dilakukan.

Karet siklo berbentuk seperti resin serta memiliki sifat rekat yang baik
terhadap logam dan permukaan licin lainnya. Hal ini membuka peluang untuk
memanfaatkan karet siklo sebagai perekat yang selama ini masih didominasi oleh
produk impor. Salah satu pemanfaatan karet siklo sebagai perekat adalah untuk

bahan baku pembuatan perekat karet pada logam (rubber to metal bonding).
Kekuatan daya rekat yang dimiliki oleh karet siklo diduga mampu merekatkan karet
pada permukaan logam.

Karet alam siklis pada saat ini banyak digunakan sebagai pengikat (binder)
pada campuran cat dan tinta cetak (printing ink) karena memiliki sifat yang khas,
yaitu ringan, kaku, tahan terhadap abrasi (daya gesek) serta mempunyai daya rekat
yang baik terhadap berbagai material seperti logam, kayu, kaca, plastik, kulit, tekstil
dan kertas. Dengan keunggulan daya lekat yang mampu merekatkan karet pada

Universitas Sumatera Utara

2

logam atau permukaan licin lain dengan baik, karet siklik berpotensi digunakan
sebagai bahan baku atau bahan peningkat daya lengket dalam pembuatan perekat
elastis, serta bahan baku produk yang memerlukan kekuatan dan daya lekat baik
seperti cat, pelapis, dan tinta cetak.
Resipren adalah produk yang dihasilkan oleh PT. Industri Karet Nusantara
yang memproduksi resin karet. Resipren dipasok sebagai solid pasir dan juga dalam

larutan aromatik. Resipren memiliki resistensi saponifikasi dan pengikat zat kimia
yang dapat digunakan dalam kombinasi dengan modifikasi untuk pelapis yang
tahan lebih lama, umumnya untuk aplikasi pada baja sebuah beton, karena
kelarutannya dalam pelarut hidrokarbon alifatik dan kompatibilitas dengan minyak
begitu tinggi pada sifat resistennya.

Polipropilen merupakan bahan baku pembuatan berbagai macam barang
plastik. Penggunaan polipropilena sangat luas di berbagai sektor industri.
Polipropilena dimanfaatkan dalam industri otomotif, barang plastik rumah tangga,
film, pembungkus kabel, pipa, fiber dan filament, container dan lain-lain.
Kebanyakan inisiator yang digunakan secara luas adalah radikal bebas yang
dihasilkan dari peruaraian peroksida. Peroksida organik seperti benzoil peroksida
terurai secara homolitik menghasilkan radikal bebas benzoil. Kemudian radikal
bebas benzoil diuraikan untuk membentuk karbon dioksida (CO 2 ) dan radikal bebas
fenil. Radikal bebas fenil tersebut kemudian ditambahkan pada monomer vinil
seperti polipropilena. Untuk menghasilkan sebuah radikal bebas yang baru dapat
merambat (propagasi) dengan monomer-monomer vinil lainnya (Parker, 1994).
Benzoil peroksida merupakan senyawa peroksida yang berfungsi sebagai
inisiator dalam proses polimerisasi dan dalam pembentukan ikat silang dari
berbagai polimer dan material polimer. Senyawa peroksida ini dapat digunakan

dalam pembentukan radikal bebas (Billmeyer, 1984).
Loo, M.S (2012) telah meneliti mengenai efek swelling karena efek mullin
pada karet alam yang menggembung menjadi siklik. Penggembungan karet
ditentukan dengan merendam karet kering dalam pelarut pada suhu ruang yang

Universitas Sumatera Utara

3

dilakukan selama 36 jam dan 168 jam. Nilai tegangan dan regangan secara kualitatif
pada keadaan kering dan menggembung relatif sama. Selain itu, penurunan
tegangan pada karet yeng menggembung lebih rendah dibandingkan dengan
keadaan kering

Siregar, M.S (2015) meneliti mengenai produk pencangkokan anhidrid
maleat pada karet alam siklis di dalam pencampur internal,sifat fisika dan
kompatibilitas dengan poliamida. Diperoleh bahwa pencangkokan anhidrid maleat
pada karet alam siklis dapat menghasilkan produk CNR-g-AM. Semakin tinggi
konsentrasi anhidrid maleat maka semakin banyak gugus maleat yang tercangkok
pada rantai polimer CNR. Produk pencangkokan memiliki sifat fisika tidak

mengalami perubahan yang signifikan kecuali suhu transisi gelas, dimana terjadi
kenaikan. Produk pencangkokan memiliki kompatibilitas yang meningkat dengan
poliamida.

Hartati, N (2016) telah melakukan penelitian tentang pencampuran antara
resipren dengan polipropilena dengan penambahan stearin sebagai kompatibilizer.
Diperoleh bahwa komposisi campuran yang optimum antara polipropilen : resipren
adalah 80:20 (phr:phr) dengan nilai tegangan (stress) sebesar 9,63 MPa, nilai
regangan (strain) 5,85 %, dan nilai Moe sebesar 543,85 MPa dan jumlah optimum
stearin yang di tambahkan adalah 0,2 phr. Dari data FTIR diketahui bahwa tidak
ada interaksi kimia dan hanya interaksi fisika. Dan dengan adanya penambahan
stearin akan meningkatkan kehomogenan antara campuran resipren dengan
polipropilena tanpa meningkatkan sifat mekaniknya.

Karena sifat dari resipren yang merupakan resin karet alam siklis adalah
lebih bersifat polar dan polipropilena memiliki sifat nonpolar, maka diperlukan
inisiator berupa benzoil peroksida yang diharapkan mampu menurunkan kepolaran
resipren dan meningkatkan kepolaran polipropilena, sehingga mampu memperbaiki
sifat fisis maupun meningkatkan sifat mekanis dari campuran antara resipren
dengan polipropilena.

Universitas Sumatera Utara

4

1.2 Perumusan Masalah
1. Berapa perbandingan campuran resipren dengan polipropilena yang optimum.
2. Bagaimana karakteristik sifat mekanik (uji tarik dari campuran), interaksi
kimia (metode FT-IR), dan analisa permukaan (metode SEM).

1.3 Pembatasan Masalah
Dalam penelitian ini permasalahan yang dibatasi adalah :
1. Resipren yang digunakan adalah resipren produksi PT. Industri Karet Nusantara
2. Benzoil peroksida yang digunakan adalah 2 phr
3. Karakterisasinya meliputi sifat mekanik (uji tarik dari campuran), interaksi
kimia (metode FT-IR), dan analisa permukaan (metode SEM).

1.4 Tujuan Penelitian
1. Untuk mengetahui perbandingan campuran resipren dengan polipropilen yang
optimum

2. Untuk mengetahui nilai kekuatan tarik campuran polipropilena dengan resipren
dengan penambahan inisiator benzoil peroksida.
3. Untuk mengetahui bagaimana hasil dari karakterisasi yang telah dilakukan
pada campuran polipropilena-resipren dengan penambahan inisiator benzoil
peroksida

1.5 Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberi informasi ilmiah bahwa dengan
adanya penambahan inisiator benzoil peroksida dalam campuran polipropilenaresipren dapat memperbaiki sifat fisis maupun mekanis, sehingga dapat
digunakan dalam berbagai aplikasi terutama dalam bidang industri.

1.6 Metodologi Percobaan
Penelitian ini merupakan penelitian yang dilakukan di laboratorium (experiment
laboratory) dengan perlakuan rasio konsentrasi polipropilena : resipren : BPO
yaitu 100:0:2 (phr:phr:phr), 90:10:2 (phr:phr:phr), 80:20:2 (phr:phr:phr),
70:30:2 (phr:phr:phr), 60:40:2 (phr:phr:phr), dan 50:50:2 (phr:phr:phr).

Universitas Sumatera Utara

5

1. Tahap 1
Pada tahap ini polipropilena ditimbang sebanyak 90 phr dan dimasukkan ke
dalam labu leher tiga, kemudian dilarutkan dalam 450 ml xilena.
Dipanaskan diatas hotplate pada suhu 200 0C dan diaduk dengan magnetik
stirrer sambil direfluks. Kemudian resipren ditimbang sebanyak 10 phr dan
dilarutkan dalam 50 ml xilena dan dipanaskan diatas hotplate. Lalu
keduanya dicampurkan sambil dipanaskan diatas hotplate dan kemudian
ditambahkan benzoil peroksida sebesar 2 phr sambil diaduk dengan
magnetik stirrer. Setelah campuran homogen, dituangkan ke dalam cawan
petri

dan

dikeringkan

pada suhu

kamar.

Campuran

dihaluskan

menggunakan alu dan lumpang kemudian diletakkan diantara lempengan
aluminium berukuran 15x15 cm yang telah dilapisi dengan aluminium foil
untuk dibentuk sesuai ASTM D412. Kemudian lempeng tersebut
dimasukkan kedalam alat press hidrolik yang telah diatur pada suhu
175 0C selama 20 menit. Selanjutnya diangkat dan didinginkan. Dilakukan
perlakuan yang sama untuk campuran polipropilena : resipren 100:0
(phr:phr), 80:20 (phr:phr), 70:30 (phr : phr), dan 60:40 (phr:phr), 50:50
(phr:phr). Lalu campuran di karakterisasi dengan uji kekuatan tarik.

2. Tahap 2
Campuran polipropilena-resipren yang optimum selanjutnya direndam
dengan white spirit selama ±6 jam. Kemudian campuran dikarakterisasi
analisa morfologi (metode SEM), analisa gugus fungsi (metode FT-IR).

Variabel-variabel yang digunakan adalah sebagai berikut:
1. Tahap I

Variabel bebas :
-

Berat polipropilena : resipren adalah 100:0 (phr:phr), 90:10 (phr:phr),
80:20 (phr:phr), 70:30 (phr:phr), 60:40 (phr:phr), dan 50:50 (phr:phr).

Universitas Sumatera Utara

6

Variable tetap:
-

Suhu press hidrolik yaitu 1750C

-

Lamanya pengepresan 20 menit

-

Benzoil peroksida yang digunakan yaitu 2 phr

Variable terikat:
-

Uji kekuatan tarik campuran polipropilena-resipren-BPO

2. Tahap 2
Variabel tetap :
-

Perendaman campuran polipropilena-resiprena-BPO menggunakan
white spirit

-

Lama waktu perendaman ±6 jam

Variabel terikat :

-

Analisa permukaan dengan SEM, analisa gugus fungsi dengan FT-IR.

1.7 Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di laboratorium Kimia Polimer dan Kimia Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara,
Laboratorium Penelitian Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara, Laboratorium Pascasarjana Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara,
Laboratorium Kimia Organik Universitas Gadjah Mada, Laboratorium Fisika
Unimed.

Universitas Sumatera Utara