BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang - Preparasi dan Karakterisasi Liquid Natural Rubber (LNR) Sebagai Kompatibiliser Untuk Meningkatkan Sifat Mekanik dan Sifat Termal Kompon Karet Alam

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

  Tanaman karet (Hevea brasiliensis) termasuk dalam famili Euphorbiacea, disebut dengan nama lain rambung, getah, gota, kejai ataupun hapea. Karet merupakan salah satu komoditas perkebunan yang penting sebagai sumber devisa non migas bagi Indonesia, sehingga memiliki prospek yang cerah. Upaya peningkatan produktivitas tanaman tersebut terus dilakukan terutama dalam bidang teknologi budidaya dan pasca panen. Sesuai habitat aslinya di Amerika Selatan, terutama Brazil yang beriklim tropis, maka karet juga cocok ditanam di Indonesia, yang sebagian besar ditanam di Sumatera Utara dan Kalimantan (Siswanto, 2010).

  Karet alam sebagai bahan polimer terbarukan menunjukkan sifat-sifat fisik yang terbaik dan secara meluas digunakan dalam industri berupa produksi film tipis (Sanguansap, 2004). Barang yang dapat dibuat dari karet alam antara lain aneka ban kendaraan, sepatu karet, sabun penggerak mesin besar dan kecil, pipa karet, kabel, isolator dan bahan-bahan pembungkus logam (Setyamidjaja, 1993). Dalam aneka produksi ban kendaraan terutama ban dalam, hal ini tidak terlepas dari proses kompon ban karet. Mohd Bijamiri, et al (2010) telah meneliti kompon ban karet pada skala industri dan menganalisa sifat mekanik yang menunjukkan kekuatan tariknya 16,5-21,2 MPa dengan perpanjangan putus 289-576 %.

  Karet alam cair atau Liquid Natural Rubber (LNR) yang juga dikenal sebagai salah satu jenis karet yang telah dimodifikasi melalui reaksi degradasi oksidatif dari karet alam berupa lateks. LNR telah dikembangkan dan dimanfaatkan dalam bidang perekat (adhesives) dalam berbagai industri. Penelitian mengenai pembuatan Liquid Natural Rubber telah berkembang diantaranya, Lairattanakul (1993) telah membuat Liquid Natural Rubber dengan menggunakan Lateks pekat dengan zat pengemulsi Vulcastab LW dan pendegradasi fenilhidrazin/O

  2 . Beberapa Negara Asia Tenggara yang telah banyak mengembangkan dan memproduksi LNR baik dalam skala industri dan laboratorium terutama dalam tujuan penelitian adalah Thailand dan Malaysia. Sedangkan di Indonesia perkembangan mengenai LNR masih kurang terutama dalam skala penelitian bahkan industri. Padahal Indonesia adalah Negara penghasil karet terbesar kedua di dunia setelah Thailand dan posisi ketiga diduduki oleh Malaysia tahun 2007 (Parhusip, 2008).

  Dahlan (2001) telah meneliti tentang pengaruh kompatibiliser dari Liquid

  Natural Rubber komersil tipe LNR-6 dan LNR-16 terhadap komposit NR/LLDPE

  dengan teknik iradiasi berkas elektron. Dimana riset ini menunjukkan komposit dengan kompatibiliser LNR-6 menghasilkan sifat mekanik dan pengaruh yang baik sehingga meningkatkan kualitas komposit dengan teknik iradiasi berkas elektron. Sedangkan dengan kompatibiliser LNR-16 memberikan pengaruh yang buruk terhadap sifat dan kualitas komposit dengan teknik iradiasi berkas elektron.

  Bahan penyerasi atau kompatibiliser merupakan zat adiktif (berupa zat kompatibel) yang dimanfaatkan dalam penentuan kualitas komponen bahan komposit yang bertujuan meningkatkan kompatibilitas bahan campuran dari komposit tersebut. Kompatibilitas atau kecocokan campuran bahan polimer dapat diartikan atas tiga kelompok, diantaranya secara utuh kompatibel (fully

  compatible ), semi-kompatibel (semi-compatible) dan tidak kompatibel (non- compatible ). Ada dua teknik utama dalam meningkatkan kompatibilitas yaitu

  penambahan komponen kompatibiliser seperti kopolimer dan polimer yang berat molekulnya rendah seperti LNR (D.R. Paul, 1978).

  Karbon hitam (carbon black) banyak digunakan sebagai bahan pengisi (filler) yang ditambahkan dalam material pembuatan komposit. Bahan pengisi pada komposit akan memodifikasi atau memperbaiki sifat-sifat bahan atau menggantikan kandungan matriks dengan bahan yang lebih murah. Secara umum bahan pengisi bersifat sebagai penguat (Callister, 2000). Bagaimanapun, bahan pengisi dalam material komposit perlu ditambahkan dengan maksud untuk menyiasati sifat-sifat alami yang tidak dikehendaki sehingga didapat suatu produk yang diinginkan (Alam, et al. 2007).

  Dahlan (2002) juga telah melakukan penelitian mengenai morfologi dan sifat termal dari komposit NR/LLDPE dengan perbandingan 60/40 dengan menggunakan kompatibiliser berupa LNR-6. Dimana dari hasil diperoleh dengan adanya kompatibiliser LNR-6 telah menyebabkan terjadinya peningkatan sifat campuran komposit tersebut. Interaksi ini terbentuk melalui pemutusan atau penggabungan dari LNR-6 kedalam bagian LLDPE yang amorf berdasarkan hasil analisis termal dan morfologi SEM.

  Berdasarkan uraian diatas penulis ingin membuat Liquid Natural Rubber (LNR) sebagai kompatibiliser (bahan penyerasi) pada kompon karet alam/karbon hitam/Liquid Natural Rubber dan juga ingin mengetahui kemampuan dan kinerja compatibiliser karet alam cair (Liquid Natural Rubber) yang telah disintesa terhadap kompatibilitas melalui sifat mekanik dan sifat termal dari kompon Karet Alam/Natural Rubber (NR) sebagai matriks dan Carbon Black (CB) komersil sebagai bahan pengisi. Diharapkan dalam penelitian ini kompatibiliser LNR dapat meningkatkan pengaruh yang baik dan kualitas kompon karet yang dihasilkan sehingga dapat diaplikasikan dalam berbagai industri terutama industri pembuatan ban.

1.2. Perumusan Masalah 1.

  Apakah Liquid Natural Rubber (LNR) dapat disintesis dari campuran lateks pekat,Triton X-100, dan fenilhidrazin/O

  2 jika dilihat dari analisa gugus fungsi, bobot molekul dan sifat kelarutannya.

2. Bagaimanakah sifat pematangan dari hasil reologi dan viskositas mooney yang dihasilkan pada kompon NR/CB/LNR.

  3. Bagaimana kompatibilitas kompon NR/CB/LNR melalui karakterisasi dengan cara analisis sifat mekanik, analisa morfologi dan sifat termal dengan atau tanpa menggunakan kompatibiliser dari Liquid Natural Rubber (LNR).

  4. Bagaimanakah pengaruh kinerja variasi penambahan kompatibiliser dari

  Liquid Natural Rubber (LNR) pada pembuatan ban dalam dari kompon NR/CB/LNR.

1.3. Pembatasan Masalah 1.

  Dalam penelitian ini bahan polimer yang digunakan untuk membuat kompatibiliser berupa Liquid Natural Rubber adalah berupa Lateks pekat (High Ammonia Natural Rubber) yang diencerkan menjadi lateks 30 % DRC dengan bahan pengemulsi.

  2. Bahan pengemulsi dalam pembuatan LNR adalah berupa Triton X-100.

  3. Bahan pendegradasi oksidatif dalam pembuatan LNR adalah berupa Phenylhydrazine .

  4. Carbon Black yang digunakan merupakan jenis Carbon Black komersil HAF N330 yang diperoleh dari Laboratorium Pusat Penelitian Karet Sungai Putih Tanjung Morawa digunakan sebagai bahan pengisi.

  5. Bahan polimer yang digunakan sebagai matriks adalah karet alam SIR-10 6.

  Bahan-bahan aditif yang digunakan :

  Nama Asal

  Sulfur Bahan Lokal Medan - Cabot Cilegon

  Carbon black N 330

• Read Seal Indonesia Zink oksida

  Sumi Asih 1806 Asam stearat

  Kemai China MBTS

• Shandong China BHT
• 7.

  Parameter yang digunakan: analisis gugus fungsi dengan uji Fourier

  Transform Infrared (FTIR), analisis bobot molekul dengan uji Viskometer Ostwald , analisis sifat mekanik dan sifat fisik yaitu uji kuat tarik dan

  kemuluran, uji ketahanan sobek, uji viskositas mooney, uji reologi, dan analisis sifat morfologi dengan uji Scanning Electron Microscopy (SEM) dan analisis termal dengan menggunakan Thermogravimetry Analysis (TGA) dan Differential Scanning Calorimetry (DSC).

1.4. Tujuan Penelitian

  Berdasarkan masalah diatas, maka penelitian ini bertujuan : 1.

  Untuk mengetahui apakah Liquid Natural Rubber (LNR) dapat disintesis dari campuran lateks pekat,Triton X-100, dan fenilhidrazin/O

  2 jika dilihat dari analisa gugus fungsi, bobot molekul dan sifat kelarutannya.

  2. Untuk mengetahui bagaimanakah sifat pematangan dari hasil reologi dan viskositas mooney yang dihasilkan pada kompon NR/CB/LNR.

  3. Bagaimana kompatibilitas kompon NR/CB/LNR melalui karakterisasi dengan cara analisis sifat mekanik, analisa morfologi dan sifat termal dengan atau tanpa menggunakan kompatibiliser dari Liquid Natural Rubber (LNR).

  4. Bagaimanakah pengaruh kinerja variasi penambahan kompatibiliser dari Liquid Natural Rubber (LNR) pada kompon NR/CB/LNR.

  1.5. Manfaat Penelitian 1.

  Penelitian ini akan memberikan informasi tentang preparasi dan karakterisasi Liquid Natural Rubber (LNR) sebagai kompatibiliser dengan menggunakan Lateks pekat (High Ammonia Natural Rubber) dan pengemulsi lain selain Vulcastab LW yaitu Triton X-100.

  2. Penelitian ini juga memberikan informasi tentang kompatibilitas serta kinerja dan pengaruh variasi penambahan kompatibiliser pada kompon NR/CB/LNR melalui karakterisasi dengan cara analisis morfologi, analisis sifat mekanik dan sifat termal baik dengan atau tanpa menggunakan kompatibiliser dari Liquid Natural Rubber (LNR).

  3. Penelitian ini juga diharapkan memberikan informasi tentang upaya pemanfaatan bahan polimer terutama karet alam yang banyak ditemukan di Sumatera Utara digunakan sebagai bahan pengolahan kompon karet yang sifat-sifatnya lebih baik sehingga meningkatkan mutu kualitas kompon, dimana dapat diaplikasikan dalam berbagai bidang terutama dalam pembuatan ban.

  1.6. Lokasi Penelitian

  Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Dasar LIDA dan Laboratorium Terpadu Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara dan juga di Laboratorium Pusat Penelitian Karet Sungai Putih Tanjung Morawa serta di Laboratorium P.T. Industri Karet Deli. Untuk uji Fourier Transform Infrared (FTIR), uji termal dan uji SEM dilakukan di Laboratorium Terpadu FMIPA USU, pembuatan komposit dilakukan di Laboratorium Pusat Penelitian Karet Sungai Putih Tanjung Morawa, uji tarik dan kemuluran, uji kekuatan sobek, uji viskositas money, dan uji sifat pematangan dilakukan di Laboratorium P.T. Industri Karet Deli.

1.7. Metodologi Penelitian

  Penelitian ini berupa eksperimen Laboratorium, ada beberapa tahapan penelitian:

1. Tahap pertama adalah preparasi karet alam cair (Liquid Natural

  Rubber ) yang dibuat dengan menggunakan bahan lateks pekat (High Ammonia Natural Rubber ), zat pengemulsi Triton X-100, zat

  pendegradasi fenilhidrazin dan gas oksigen. Dan hasil LNR yang diperoleh dikarakterisasi dengan uji Fourier Transform Infrared (FTIR), uji bobot molekul dengan uji viskometer dan uji kelarutannya.

  2. Pada tahap kedua adalah proses mastikasi karet alam SIR-10 dengan alat two roll mill pada temperatur kamar dan proses pembuatan kompon karet alam SIR-10 dengan alat two roll mill dengan menambahkan bahan aditif yang disediakan secara bertahap sesuai urutannya yang dapat dilihat pada tabel 1.1. berikut.

Tabel 1.1. Formulasi Pembuatan Kompon SIR-10

  

Bahan Phr (dalam 100 gram)

  Karet SIR-10 100 Carbon Black HAF N330

  50 Zink Oksida

  3 Asam Stearat 2,5 BHT

  3 Sulfur

  3 MBTS 0,75 3. Tahap ketiga adalah proses penambahan variasi kompatibiliser berupa

  LNR pada kompon NR/CB/LNR dengan perbandingan 0; 2,5; 5; 10; 15 phr dengan total waktu 6 menit dan kemudian proses pencetakan dengan proses pengepresan pada suhu 150 °C selama 20 menit.

  4. Tahap ketujuh yaitu tahap karakterisasi, yang dilakukan adalah analisis kekuatan tarik (tensile test), analisis kemuluran, uji ketahanan sobek, uji viskositas mooney, uji reologi, uji Fourier Transform

  Microscopy (SEM) dan analisis termal dengan Thermogravimetry

Infrared (FTIR), analisis morfologi dengan uji Scanning Electron

Analysis (TGA) dan Differential Scanning Calorimetry (DSC). Variabel yang digunakan dalam penelitian adalah:

  1. Variabel tetap Jumlah lateks pekat yang digunakan (ml) Jumlah Triton-X 100 (phr) Jumlah fenilhidrazin (mol) Suhu pemanasan dalam pembuatan LNR 60 °C Laju alir gas O

  2 (l/min)

  Suhu oven 40 °C Suhu hot press 150 °C Waktu pengepresan 20 menit Total waktu pembuatan kompon 6 menit Lama pencampuran LNR 1 menit Berat bahan kompon sebelum penambahan LNR (phr)

   Carbon black

  Karet SIR-10

   Zink Oksida  Asam stearat

   Sulfur  BHT

   MBTS

   2. Variabel bebas Variasi penambahan LNR (phr): 0; 2,5; 5; 10; 15

  3. Variabel terikat Karakterisasi dengan uji Fourier Transform Infrared (FTIR) untuk analisa gugus fungsi, uji viskometer untuk uji bobot molekul, uji kelarutan, uji kekuatan tarik dan kemuluran (ASTM D412), uji ketahanan sobek, uji viskositas mooney, uji reologi, morfologi dengan uji scanning electron microscopy (SEM) dan analisis termal dengan thermogravimetry analysis (TGA) dan Differential

  Scanning Calorimetry (DSC).