MODIFIKASI CNR (CYCLIC NATURAL RUBBER) SEBAGAI BAHAN VERNIS DAN PELAPIS PADA KAYU.

MODIFIKASI CNR (CYCLIC NATURAL RUBBER)
SEBAGAI BAHAN VERNIS DAN PELAPIS
PADA KAYU

Oleh :
Ikhmam Peristiawan
NIM 082244710003
Program Studi Kimia

Skripsi
Diajukan untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain

JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2013

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang

telah menitipkan ilmu serta melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya yang memberikan
kesehatan dan keselamatan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan
skripsi ini dengan baik sesuai dengan waktu yang direncanakan. Tema yang dipilih
dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juni - September 2012 adalah
“Modifikasi CNR (Cyclyc Natural Rubber) sebagai Bahan Vernis dan Pelapis pada
Kayu.” diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Sarjan Sain Kimia
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada
berbagai pihak yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini, mulai dari penyusunan
proposal penelitian, pelaksanaan, sampai penyusunan skripsi. Ucapan terimakasih
disampaikan kepada : Bapak Drs. Eddyanto, Ph.D selaku dosen pembimbing skripsi.
Bapak Prof. Dr. Albinus Silalasi, M.S, Bapak Dr. Mahmud, M.Sc, dan Bapak Agus
Kembaren, S.Si, M.Si yang telah banyak memberikan saran, kritik demi kelancaran
penulisan skripsi ini.
Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Drs. Jamalum
Purba, M.Si. selaku Ketua Jurusan Kimia, Ibu Dra. Ani Sutiani, M.Si selaku dosen
pembimbing akademik, Bapak Drs. Marudut Sinaga, M.Si. selaku Kepala Laboratorium
Kimia FMIPA Unimed, Bapak Prof. Drs. Motlan, M.Sc, Ph.D. selaku Dekan FMIPA
Unimed, Bapak dan Ibu dosen jurusan Kimia serta seluruh staff pegawai Laboratorium
Kimia FMIPA Unimed yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

Secara khusus dan teristimewa penulis sampaikan terima kasih yang tak hitung
besarnya kepada kedua orang tua saya Ibu tersayang Sundari, dan Ayah tercinta
Sukirman yang telah mengasuh dan mendidik penulis dengan penuh kasih sayang dan
cinta. Berkat doa, motivasi serta pengorbanan yang tiada tara dari Ibu dan Ayah
sehingga penulis dapat menyelesaikan Pendidikan Program Sarjana (S-1) di Universitas
Negeri Medan. Teristimewa terima kasih tak lupa buat pacar tercinta dan tersayang
“Dian Pratiwi”, yang selama ini telah memberikan cinta dan kasih sayangnya, serta
yang selalu memberikan semangat,selalu pengertian, mendukung serta mendoakan dan

memberikan masukkan kepada penulis, sampai terselasainya skripsi ini, serta terima
kasih juga keluarga Dian Pratiwi yang selalu memberikan semangat dan dukungan
kepada penulis, serta tak lupa pula buat Ilham Al-Fahri yang setia mengerti, mendukung
dan berdoa selama ini, terimakasih juga disampaikan buat seluruh keluarga, terimakasih
atas doa, bantuan dan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan studi di Unimed.
Ucapan terimakasih juga disampaikan kepada sahabat seperjuangan Sahabatsahabatku di kampus hijau tercinta : Ali, Alsya, Aulia, Eriska, Ficka, Reza, Lia,
Zainiati, Maya serta teman-teman NK’08 yang telah mengukir kenangan indah bersama
selama studi. Bu Sri dan Bu Eri kantin terimasih atas doa dan dukungannya.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari kesempurnaan, karena itu untuk
kesempurnaan penulisan skripsi ini maka penulis mengharapkan kritik dan saran yang
bersifat membangun dari pembaca demi sempurnanya skripsi ini. Akhir kata penulis

berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan
teknologi serta menambah wawasan bagi yang membacanya.

Medan,
Penulis

Januari 2013

Ikhmam Peristiawan
NIM. 082244710003

Modifikasi CNR (Cyclic Natural Rubber)
Sebagai Bahan Vernis dan Pelapis
Pada Kayu
Ikhmam Peristiawan (082244710003)
ABSTRAK
Kemampuan interaksi antar muka ataupun kompatibilitas suatu polimer dapat
ditingkatkan dengan mencangkokan suatu monomer fungsional kepada rantai polimer
tersebut. Karet siklo mempunyai interaksi yang rendah bila dicampur dengan polimer
lain. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan spectra FTIR dari CNR,

ECNR, dan ACNR dan mengetahui keberhasilan dari pencangkokan Asam Akrilat.
Proses dilakukan dengan refluks dalam oil bath pada suhu 800C. Keberhasilan
pencangkokan Asam Akrilat ditentukan dengan melihat hadirnya puncak baru gugus
karbonil C=O khas dari Asam Akrilat pada spketra CNR yang tergarfting asam akrilat,
yaitu terjadi pada daerah serapan 1690-1760 cm-1, khas untuk C=O dari Asam Akrilat
yang tergraft pada penelitian terjadi pada serapan 1730,38 cm-1.
Kata Kunci : CNR, Methanol, Toluen, Asam Akrilat, Refluks dan FTIR.

DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan

i

Raiwayat Hidup

ii

Abstrak

iii

Kata Pengantar

iv

Daftar isi

vi

Daftar Gambar

viii

Daftar Tabel

ix

Daftar Lampiran

x

BAB I. PENDAHULUAN

1

1.1. Latar Belakang Masalah

1

1.2. Identifikasi Masalah

3

1.3. Rumusan Masalah

3

1.4. Batasan Masalah

3

1.5. Tujuan Penelitian

4

1.6. Manfaat Penelitian

4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

5

2.1. Karet Siklis (Cyclisized Natural Rubber)

5

2.2. Aktivasi permukaan

8

2.3. Asam Akrilat

10

2.4. Klasifikasi dan Modifikasi Polimer

11

2.5. Modifikasi Polimer

16

2.6. Metode Grafting

17

2.7. Reaksi Radikal Bebas Pada Graft Kopolimerisasi

19

2.8. Inisiator

24

2.9. Toluenee

26

2.10. Vernis

27

2.11. Analisis Spektroskopi FTIR

31

BAB III. METODE PENELITIAN

31

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

31

3.2. Alat dan Bahan

31

3.3. Penyediaan Sampel

32

3.4. Prosedur Kerja

33

3.5. Diagram Alir

34

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

37

4.1. Hasil Penelitian

37

4.2. Reaksi Penelitian

38

4.3. Pembahasan

38

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

42

5.1. Kesimpulan

42

5.2. Saran

42

DAFTAR PUSTAKA

43

LAMPIRAN

45

DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Sifat-Sifat Asam Akrilat

10

Table 2.2. Beberapa Contoh Senyawa Peroksida

25

Tabel 2.3. Spesifikasi Senyawa Toluene

26

Tabel 2.4. Puncak Serapan Inframerah dari Monomer Cangkok

28

Table 2.5. Daerah Serapan Nilai Gelombang, Gugus Fungsi
dan Namanya
Tabel 3.1. Jadwal Penelitian

28
31

DAFTAR GAMBAR

Halaman
Gambar 2.1. Reaksi Siklisai Karet Alam

5

Gambar 2.2. Perubahan Fisik dari Karet Alam menjadi Karet Siklik

6

Gambar 2.3.Reaksi siklisai karet alam: strutur mono- (a),
bi-(b),polisiklik (c)

7

Gambar 2.4. Contoh Reaksi antara Gugus Fungsi Polimer
Dalam Blending Bahan

9

Gambar 2.5. Struktur Asam Akrilat

10

Gambar 2.6. Struktur Polimer Linier

12

Gambar 2.7. Struktur Polimer Bercabang

12

Gambar 2.8. Struktur Polimer Berikatan Silang

12

Gambar 2.9. Skema dari metode modifikasi polimer

17

Gambar 2.10. Spektra FTIR dari Karet Siklo: (a) 0% Siklisasi
(b) 76% Siklisasi dan (c) 86% Derajat Siklisasi

30

Gambar 2.11. Spektra FTIR dari Karet Siklo: (a) 0% Siklisasi
(b) 76% Siklisasi dan (c) 86% Derajat Siklisasi

30

Gambar 4.1. Spektra FTIR dari karet siklo: (a) tanpa perlakuan,
(b) setelah proses epoksidasi dan (c) setelah proses Akrilasi

38

Gambar 4.2. Perbedaan spectra CNR dengan ECNR

39

Gambar 4.3. Perbedaan spectra antara ECNR dengan ACNR

40

Skema 2.1. Reaksi dekomposisi peroksida Trigonox-101
menghasilkan beberapa jenis radikal bebas

22

Skema 2.2. Gambaran reaksi yang terjadi pada graft
kopolimerisasi antara polimer-monomer-peroksida

23

Skema 3.1.Skema Alir Kerja Pembuatan Epoksidasi Karet Alam Siklo

34

Skema 3.2. Skema Alir Kerja Pembuatan Akrilasi Karet Alam Siklo

35

Skema 3.3. Skema Alir Kerja Pembuatan Sampel untuk Uji FTIR

35

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Perhitungan Berat CNR yang digunakan

45

Lampiran 2. Dokumentasi Penelitian

46

BAB I
PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah
Karet siklo merupakan salah satu produk modifikasi karet alam yang memiliki
sifat rekat (adhesif) yang baik, terhadap logam dan permukaan licin lainnya. Hal ini
membuka peluang untuk memanfaatkan karet siklo sebagai tackifier perekat karet.
Siklisasi karet merupakan salah satu upaya untuk memperbaiki kelemahan karet dan
produknya disebut karet siklo (Purwandari,2003).
Karet siklo adalah turunan dari karet alam yang telah berubah menjadi bahan
termoplastik yang keras tapi rapu, yang dihasilkan dari pemanasan karet alam dengan
adanya katalis asam. Bahan baku pembuata

karet siklo dapat dilakukan dengan

menggunakan lateks DPNR (deproteinized natural rubber), yaitu lateks kebun
berprotein rendah (Nuyah,2009).
Karet siklo diahasilkan melalui perlakuan karet alam dengan asam-asam kuat
(seperti asam sulfat dan asam p-toluensulpfonat) atau katalis fredrl-crafts (seperti FeCl 3,
SnCl4, dan TiCl4). Dalam reaksi tersebut, karet kehilangan sifat elastistasnya dan
berubah menjadi material yang keras dan rapuh. Namun proses siklisasi yang terjadi
hanya berjalan sebagian atau tidak sempurna. Artinya ada ikatan rangkap yang tersisa
dari poliisoprene sebagai tulang punggung polimer karet alam. Studi tentang karet siklo
yang dihasilkan dapat berupa mono-, bi-, maupun polisiklik. Hal ini tergantung pada
proses reaksi dan pelarut yang digunakan.(Golub, dan Heller, 1963; Mirzatheri, 2000;
Rijayan dan Sakdapipanich., 2006; Saunders, 1998).
Karet siklo merupakan polimer nonpolar dengan energi permukaan yang rendah
sehingga menyebabkan interaksi antar-muka dan sifat adhesive yang rendah terutama
bila dicampurkan dengan polimer polar. Karet siklo tidak kompetibel terhadap polimer
polar seperti serat alam. Untuk mengatasi permasalahan ini, modifikasi dari struktur
kimia karet siklo menjadi penting untuk dilakukan.
Karet siklo memiliki sifat-sifat yang dapat menarik perhatian industri hilir karet
karena bersifat termoplastik yang keras tapi rapuh, ringan dan kaku. Karet siklo dapat

dimanfaatkan sebagai bahan perekat dan bahan pelapis, dengan digrftkannya akrilat
diharapkan hasilnya mampu meningkatkan daya rekat dan daya pelapis.
Vernis merupakan salah satu produk pelapis permukaan yang dapat berfungsi
baik sebagai pelindung maupun dekoratif. Vernis merupakan campuran homogen satu
jenis resin atau lebih (resin sintetik atau alami) dengan minyak pengering, bahan
pengering dan pelarut. Vernis tidak mengandung pigmen sehingga merupakan produk
pelapis permukaan yang transparan. Berdasarkan penggunaannya, terdapat dua jenis
vernis yaitu vernis interior (pemakaian di dalam ruangan) serta vernis interior dan
eksterior (pemakaian di dalam dan di luar ruangan). Lapisan film vernis interior
umumnya memerlukan kekerasan dan ketahanan terhadap bahan kimia (terutama asam),
sedangkan vernis eksterior memerlukan lapisan film yang keras namun lebih lentur agar
memiliki daya tahan yang baik terhadap cuaca. Unsur-unsur dalam vernis eksterior
harus memiliki ketahanan terhadap kerusakan karena pengelupasan, retak, timbulnya
noda (bintik-bintik), penguningan dan kehilangan kilap (Marino, 2003).
Asam akrilat merupakan zat kimia yang sebagian besar digunakan sebagai bahan
intermediate untuk pembuatan ester akrilat dan sebagai monomer pembuatan poliakrilat.
Kegunaan akrilik berbasis air terutama dalam industri dekoratif, batu dan coating serta
kegunaan lainnya seperti perekat, pelapis kertas dan kulit, pemoles, dan coating tablet.
Penggunaan asam akrilat yang utama lainnya yaitu dalam pembuatan polyakrilat yang
digunakan sebagai pengental, dispersan dan pengontrol reologi. Asam akrilat juga
digunakan sebagai komonomer dengan akrilamida dalam poliakrilamida anionik dan
menghasilkan hidroksiakrilat yang digunakan dalam formulasi industri coating
(Anonim, 2012).
Grafting merupakan metode yang relatif sederhana dan mudah dilakukan. Secara
luas teknik grafting telah banyak dilakukan karena efektif untuk meningkatkan
kompatibilitas dalam campuran reaktif. Secara garis besar proses grafting diawali
dengan inisiasi radikal, propagasi dan terminasi pertumbuhan polimer. Berbagai zat
telah digunakan sebagai monomer cangkok pada berbagai jenis rantai polimer
menggunakan metode grafting. Eddyanto, (2007), telah melakukan sintesis PP-g-MA
dan NR-g-GMA sementara Nakason mempelajari reaksi grafting NR-g-MA (Nakason et

al., 2003, 2004, 2006), MA tercangkok paraffin oleh Krump et al.,(2005), HDPE-g-MA
(Sitepu, 2009) dan (Harahap, 2009), LLDPE-g-AA (Yohan et al., 2006), PB-g-MA
(Ferrero, 2005), NR-g-MMA (George et al. , 2003), dan Formulasi Vernis Berbasis
Resin Fenolik dari Destilat Cairan Kulit Biji Mete (Hidayat, 2009).
Dari beberapa penelitian yang telah dilakukan dan membaca saran-saran yang
ditujukan, maka peneliti mendapat ide untuk melakukan penelitian tentang “Modifikasi
Karet Siklo Alam Sebagai Bahan Vernis dan Pelapis pada Kayu”. Dalam penelitian ini
diharapkan monomer yang digunakan dapat menempel pada karet siklo yang sudah di
epoksidasi, sehingga dapat menyebabkan perubahan sifat dan struktur polimer tersebut,
sehingga dapat berinteraksi dengan zat polar maupun non-polar.

1.2. Identifikasi Masalah
1. Mengetahui perbedaan spektra FTIR dari CNR, ECNR dan ACNR yang didapat
dari hasil penelitian.
2. Mengetahui keberhasilan pembuatan ECNR dan pencangkokan Asam Akrilat
pada CNR.

1.3. Rumusan Masalah
Dari uraian tersebut, yang menjadi rumusan masalah pada penelitian ini adalah:
1. Seperti apa perbedaan spektra FTIR dari CNR, ECNR dan ACNR .
2. Bagaimana keberhasilan pembuatan ECNR dan pencangkokan Asam Akrilat
pada CNR.

1.4. Batasan Masalah
Adapun yang menjadi batasan masalah pada penelitian ini adalah:
1. Dalam penelitian ini, modifikasi karet siklo yang dilakukan adalah pembuatan
ECNR dan pembuatan ACNR.
2. Waktu yang digunakan pada pembuatan ECNR adalah 2 jam pada suhu 500C.
3. Waktu yang digunakan pada pembuatan ACNR adalah 6 jam, pada suhu 800C.
4. Analisis produk penelitian dilakukan dengan uji FTIR.

1.5. Tujuan Penelitian
1. Untuk mengetahui perbedaan spektra FTIR dari CNR, ECNR dan ACNR yang
didapat dari hasil penelitian..
2. Untuk mengetahui keberhasilan pembuatan ECNR dan pencangkokan Asam
Akrilat pada CNR.

1.6. Manfaat Penelitian
Adapun hasil penelitia ini diharapkan memberikan manfaat, antara lain:
1. Memberikan informasi kepada peneliti lanjutan tentang modifikasi karet alam
siklo.
2. Memberikan informasi tentang modifikasi karet alam siklo dengan asam akrilat.
3. Meningkatkan kemampuan interaksi antar-muka dan sifat adhesive dari CNR
bila dicampurkan dengan polimer-polimer yang bersifat polar maupun nonpolar.

BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
1. Secara fisik, ada terjadi perubahan warna pada setiap proses, pada hasil
pembuatan ECNR, warna endapan coklat terang. Dan pada hasil pembuatan
ACNR warna endapan coklat gelap.
2. Kerberhasilan pembuatan ACNR ditandai dengan munculnya puncak serapan
bilangan gelombang gugus karbonil pada daerah serapan 1690-1760 cm-1 khas
dari asam akrilat.
3. Karakter dari hasil grafting yang terjadi yaitu poliadisi denagn bentuk susunan
rantai berupa ikat silang (cross-linking).
5.2. Saran
Dilakukan penelitian lebih lanjut dengan monomer lain seperti Glycidyl
methacrylate (GMA), Trimethylol propane triacrylate (TRIS), Divinyl benzene (DVB)
dan dengan senyawa peroksida lain, seperti alkil peroksida, ester peroksida, asil
peroksida.

DAFTAR PUSTAKA

Al-Malaika, S., Golovoy, A., and Wilkie, C.A, (2001), Editors. Specialty Polymer
Additives: Principles and Application, Oxford, Blackwell Science
Anonim, 2012. http://www.pom.go.id/katker/doc/ASAM_AKRILAT.htm (diakses 10
Maret 2012).
Direktorat Jenderal Industri Agro dan Kimia, (2009), Roadmap Industri

Pengolahan

Karet Dan Barang Karet, Departemen Perindustrian, Jakarta
Eddyanto, (2007), Functionalitation Of Polymers: Reactive Processing, Structure and
Peformance Characteristics, Thesis, Aston University
Eddiyanto, (2011), The Functionalisation of Natural Rubber by Reactive Processing in
The Presence of Various Peroxides: Structure and Radical Mechanism
Reaction, Proceeding Seminar Nasional Kimia 2011, 231-248, USU Press.
Ferrero, F., (2005), Solvent effect in grafting of liquid polybutadienes with maleic
anhydrate, Progress in Organic Coatings 53: 50-55
Fessenden, R.J and J.S. Fessenden, (1986), Organic Chemistry, Third edition,
Worth Publisher. Inc, Belmont, USA.
George, Valsa., I. Jhon Britto., M.Sunny Sebastian., (2003), Studies on radiation
grafting of methyl methacrylate onto natural rubber for improving modulus
latex film, Radiation physics and chemistry, 66: 367-372
Golub, A.M., & Heller, J.,(1963), The Reaction Of Polyisoprene With Titanium
Tetrachloride, Canadian Journal Of Chemistry, 41 : 937
Harahap, H., (2009), Pengaruh Waktu Terhadap Derajat Grafting Maleat Anhidrat
Dalam High Density Polyethylen (HDPE) Dengan Inisiator Benzoil Peroksida,
Skripsi, FMIPA, USU, Medan
Hidayat, T., Sailah, I., Suryani, A., Sunarti, T. C., Risfaheri., (2009), Formulasi Vernis
Berbasis Resin Fenolik dari Destilat Cairan Kulit Biji Mete, Buletin Teknologi
Pascapanen Pertanian, Bogor
Krump, H., (2005), Preparation of a maleated Fischer-Tropsch paraffin wax and FTIR
analysis of grafted maleic anhydride, Polymer Testing 24: 129-135

Marino, S., (2003). All about oil based varnish. 9 Maret 2005.
Mirzatheri, M., (2000), The Cyclization of Natural Rubber, 19, No.2
Nakason, C., Kaesaman, A., Supasanthitikul, P., (2004), The grafting of maleic
anhydride onto natural rubber, Polymer Testing 23; 35-41
Nakason, C., Kaesaman, A., Supasanthitikul, P., (2003), Rheological properties of
maleated natural rubber and natural rubber blends, Polymer Testing 21: 449-455
Nakason, C., Saiwaree, S., S Tatun., Kaesaman, A., (2006), Rheological, thermal and
morphological properties of maleated natural rubber and its reactive blending
with poly (methyl methacrylate), Polymer Testing 25: 656-667
Nuyah., (2009), Penentuan Formulasi Pegangan Setang (Grip Handle) dengan
Menggunakan Karet Alam dan Karet Sintiesis Berdasarakan SNI 06-70312009, Tesis, Baristan, Palembang
Purwandari, Nuning, Retno., (2003), Mempelajari Pengaruh Perbandingan Karet Siklo
dari Lateks dan Karet alam dalam Pembuatan Perekat Elastis, Skripsi,
Fakultas Pertanian, IPB, Bogor
Riyajan, S., Sakdapipanich, J.T., (2006), Cationic Cyclization Of Deproteinized
Natural Rubber Latex Using Sulfuric Acid, Mahidol University
Saunders, K.J.,(1988), Organic Polymer Chemistry, Second Edition, Blackie
Academic & Professional, Glasgow
Sitepu, I, P., (2009), Pengaruh Konsentrasi Maleat Anhidrat Terhadap Derajat
Grafting Maleat Anhidrat Pada High Density Polyethylen (HDPE) Dengan
Inisiator Benzoil Peroksida, Skripsi, FMIPA, USU, Medan
Widjaya, P., (2009), Karakterisasi Gugus Fungsi dengan Spektrometer Infra Merah,
Laporan Penelitian, FMIPA, ITB Bogor
Yohan., Rifaid., Nur, M., Hendrajaya, L., Siraid, E.S., (2006), Sintesis Kopolimer
Tercangkok Asam Akrilat pada Film LLDPE, Jurnal Kimia Indonesia, 1: 32-38