Pembuatan dan Karakterisasi Komposit Karet Alam Monmorillonite Menggunakan Cetil Trimetilamomnium Bromida sebagai Pemodifikasi Organik

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 LatarBelakang

Karet alam sebagai salah satu sumber alam yang terbaruhui, yang memiliki
banyak bagian komprehesif yang sangat baik, seperti ketahanan yang luar biasa,
kekuatan tarik yang baik dan ketahanan sobek yang baik.Namun, sebagai polimer
yang tidak jenuh, karet alam akan mengalami degradasi bertahap pada suhu yang
tinggi atau ketika terkena oksigen, ozon atau ultraviolet, yang mana memiliki efek
negatif yang sangat terutama pada aplikasi. Untuk mengatasi keterbatasan pada
karet alam dan memperluas dalam penerapanya, modifikasi dari karet alam
menjadi sangat penting. Variasi-variasi metode dapat digunakan untuk
memodifikasi karet alam, salah satu cara dapat digunakan modifikasi secara kimia
dengan menambahkan senyawa atau atom lain ke dalam rantai molekul karet
(Wang, 2009).

Karet alam merupakan produk lateks yang berasal dari pohon Hevea
brasiliensis, yang mengandung 93-95% dari cis-1-4-poliisoprena dengan ikatan
rangkap pada karet alam yang terbiasa dengan reaksi kimia. Modifikasi dari karet

alam dengan grafting kopolimerisasi untuk menghasilkan sebuah produk dengan
memiliki sifat yang lebih baik dari pada karet alam yang tidak termodifikasi.
Dengan adanya penambahan, memungkinkan karet alam tergrafting kopolimer
menunjukkan sifat yang lebih baik yang disebabkan oleh akibat adanya tumpah
tindih yang terjadi secara alami darii katan-ikatan karet alam dan sisi ikatan
tergrafing (Thiraphattaraphun, 2000).

Universitas Sumatera Utara

Karet alam sering digunakan pada berbagai aplikasi khususnya untuk
industri ban karena memiliki sifat elastis yang sangat baik lebih dari karet olahan
atau sintesis. Sifat keterbatasan pada karet alam disebabkan oleh ketahanan pada
minyak yang rendah dan permebialitas terhadap udara yang tinggi. Proses grafting
polimerisasi dengan maleat anhidrat atau jenis monomer polar lainnya dapat
menyatukan senyawa polar kedalam ikatan karet alam yang non polar. Hal ini
dapat meningkatkan kompabilitas antara karet alam dengan elastomer-elastomer
yang bersifat polar dan beberapa plastic teknis yang lain seperti poliamida
(Saelao, 2004).

Dalam dua decade terakhir, penelitian terfokuskan pada perkembangan

dari bahan penguat untuk mengantikan karbon hitam pada kompon karet.Sepiolit,
kaolin dan padatan silica sering digunakan sebagai bahan penguat. Namun bahan
penguat jenis ini rendah dibandingkan dengan karbon hitam. Karena untuk
senyawa anorganik alam, merupakan bahan pengisi mineral yang tidak
kompatibel dengan matriks polimer.

Lempung dan mineral lempung seperti monmorillonit, saponit, hectorit,
dan yang lain, sering digunakan sebagai bahan pengisi untuk karet dan plastik,
untuk menjaga polimer yang konsumtif dan menurunkan harga produksi.Lempung
mineral tersusun dari layer silikat dengan tebal 1 nm dan lateral dimensi 200-300
nm. Kation internal dan eksternal dapat berubah dengan ion anorganik atau
senyawa organic lain, untuk contoh ion alkil ammonium kuartener. Modifikasi
organofilik membuat silikat kompatibel dengan polimer. Molekul-molekul yang
ditambahkan dapat meningkatkan jarak antara lapisan dalam proses interklasi atau
membubarkan lapisan-lapisan yang terpisah secara acak dalam eksflotasinya
(Arroyo, 2003).

Sari (2013) telah membuktikan adanya perubahan sifat mekanik yang lebih
baik pada komposit karet alam yang tergrafting dengan Glisidil Metakrilat dari
pada komposit karet alam yang tidak dimodifikasi dengan bahan pengisi penguat

yang sama berupa bentonit.

Universitas Sumatera Utara

Indawahyuni (2013) telah membuktikan adanya perubahan sifat mekanik
serta kestabilan termal yang meningkat pada komposit karet alam dengan bahan
pengisi bentonit yang dimodifikasi dibandingkan dengan bahan pengisi yang tidak
dimodifikasi.

Menurut uraian diatas, maka peneliti ingin membandingkan bagaimana
kekuatan mekanik serta kestabilan termal dari komposit karet alam dengan
menggunakan zat kompatibilitas karet alam tergrafting dengan Glisidil Metakrilat
serta bahan pengisi berupa monmorillonit yang dimodifikasi dengan surfaktan
CetilTriammomnium Bromida. Sehingga karet alam yang dimodifikasi dapat
bercampur sedemikian rupa dengan monmorillonit sehingga menghasilkan
komposit yang dapat meningkatkan kekuatan dari karet alam.

1.2 Perumusan masalah

Adapun permasalahan yang ditemui pada penelitian ini adalah:

1. Apakah zat kompatibilitas karet alam-g-GMA yang dihasilkan mampu
menghasilkan pencampuran komposit karet alam/montmorillonit yang lebih
maksimal.
2. Bagaimana komposit karet alam/montmorillonit yang dimodifikasi organik
mampu meningkatkan kekuatan dari karet alam.

1.3 Pembatasan Masalah

Berdasarkan uraian di atas, maka penelitian ini dibatasi sebagai berikut:
1. Karet Alam yang digunakan berupa karet yang berasal dari Perkebunan PTPN
III Kecamatan Dolok Merawan, Serdang Bedagai, Provinsi Sumatera Utara
2. Monmorillonit yang digunakan merupakan monmorillonit komersil produksi
Sigma Aldirch
3. Modifikasi montmorillonit menggunakan surfaktan CTAB
4. Menggunakan zat kompatibilitas berupa karet alam-g-GMA
5. Pembuatan komposit dengan cara pencampuran menggunakan internal mixer.

Universitas Sumatera Utara

1.4 Tujuan Penelitian

Berdasarkan masalah diatas maka, tujuan penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui

zat kompatibilitas karet alam-g-GMA yang dihasilkan

mampu menghasilkan pencampuran komposit karet alam/montmorillonit yang
lebih maksimal
2. Untuk mengetahui komposit karet alam/montmorillonit yang dimodifikasi
mampu meningkatkan kekuatan dari karet alam

1.5 Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat meningkatkan nilai tambah terhadap karet
alam dalam menghasilkan komposit yang berkualitas baik serta memberikan
sumbangan bagi peningkatan teknologi.

1.6 Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Fisika dan Kimia Polimer FMIPA

USU, Laboratorium Terpadu USU, Puspitek

Pusat Nano Teknologi LIPI

Serpong, Laboratorium Pengujian Mutu Pabrik Gunung Para PTPN III,
Laboratorium Penelitian Teknik Kimia USU, Laboratorium Teknik Kimia
Politeknik Lhokseumawe.

1.7 Metodologi Penelitian

Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium, dimana pada penelitian ini
dilakukan beberapa tahapan yaitu:
- Tahap I
Karet alam digiling menggunakan two roll mill, kemudian diukur viskositasnya
dan ditentukan waktu viskositas maksimum.

Universitas Sumatera Utara

- Tahap II
Pada tahapan ini variasi surfaktan CTAB dicampur dengan monmorillonit,

dipanaskan dan diaduk dengan menggunakan magnetik stirer.
- Tahap III
Pada tahapan ini karet alam yang telah dimastikasi direfluks dengan glisidil
metakrilat serta menggunakan benzoil peroksida sebagai inisiator.
- Tahap IV
Karet alam yang telah dimastikasi dicampur dengan karet alam-g-GMA, asam
stearat, ZnO, MBT, Organomonmorillonit dan sulfur. Kemudian dicetak
dengan alat pres hidrolik panas.
a. Tahapan karakterisasi komposit karet alam/monmorillonit:
Komposit karet alam/monmorillonit dikarakterisasi dengan uji mekanik, uji
morfologi dan uji ketahanan termal

Variabel yang dilakukan dalam penelitian ini adalah:
- Variabel bebas:
1. Waktu mastikasi karet alam 0; 2; 4; 6; 8 dan 10 menit
2. Konsentrasi CTAB 0,01mol; 0,03 mol; 0,05 mol dan 0,07 mol
- Variabel tetap:
1. Karet alam 100 phr, GMA 10 phr, 0,5 phr BPO
2. Karet alam yang telah dimastikasi 90 phr, karet alam-g-GMA 10 phr, asam
stearat 0,5 phr, Zink oksida 6 phr, OrganoMonmorillonit 5 phr, MBT 0,5

phr, sulfur 3,5 phr
- Variabel terikat:
Uji tarik, uji degradasi termal, uji FT IR dan uji morfologi

Universitas Sumatera Utara