Pengaruh Perlakuan Leaching Pada Film Lateks Karet Alam Berpengisi Selulosa Mikrokristal Dari Ampas Tebu Dengan Penyerasi Alkanolamida Terhadap Sifat Mekanik Film

BAB I
PENDAHULUAN

1.1

LATAR BELAKANG
Lateks karet alam pada dewasa ini dipakai untuk pembuatan berbagai bahan

baku industri, seperti industri ban, bumper mobil, busa, peralatan medis, dan
sebagainya [1]. Sebelum lateks karet alam digunakan untuk menghasilkan produk
perlu dilakukan sambung-silang terlebih dahulu. Tujuan penyambung-silangan lateks
karet alam adalah untuk menentukan produk lateks karet alam yang dihasilkan agar
mencapai spesifikasi yang diinginkan. Proses penyambungan-silangan lateks karet
alam dilakukan dengan mencampurkan bahan tambahan tertentu ke dalam lateks
karet alam. Bahan tambahan kuratif yang biasa digunakan didalam pencampuran
lateks mempunyai fungsi tertentu yang dinyatakan sebagai berikut: bahan
vulkanisasi, bahan pencepat, bahan pengaktif, bahan penstabil, dan bahan
antioksidan.
Bahan pengisi merupakan material yang paling besar ke dua dalam hal
kuantitas di dalam suatu campuran karet setelah karet itu sendiri. Pada umumnya
bahan pengisi digunakan untuk meningkatkan sifat mekanik produk lateks karet alam

[2]. Beberapa pengisi anorganik yang pernah digunakan dalam produk lateks karet
alam antara lain tanah liat [3], silika [4], dan graphene [5]. Camila, et al (2010) telah
meneliti tentang penggunaan tanah liat sebagai bahan pengisi, hasil penelitian
menunjukkan meningkatnya kekuatan tarik, kekuatan sobek, dan densitas sambung
silang pada produk yang dihasilkan [70].
Adapun pengisi organik yang juga digunakan dalam produk lateks karet alam
antara lain lignin dari serat cartoya [6], pati [9], dan selulosa mikrokristal [63].
Penambahan dari bahan pengisi tersebut akan meningkatkan kekuatan tarik, kekuatan
sobek, pemanjangan saat putus, dan sifat biodegradasi pada produk lateks karet alam
[6, 9, 63].
Pada penelitian ini bahan pengisi yang digunakan adalah selulosa mikrokristal
dari ampas tebu. Penambahan selulosa mikrokristal ini diharapkan dapat
meningkatkan kualitas produk lateks karet alam. Namun, pembuatan produk lateks
karet alam berpengisi selulosa mikrokristal terdapat kendala dimana sifat pengisi

1
Universitas Sumatera Utara

selulosa mikrokristal yang polar dan hidrofilik sedangkan lateks karet alam memiliki
sifat yang nonpolar dan hidrofobik yang akan menyebabkan keduanya kurang serasi

[64]. Oleh karena itu, pada penelitian ini diperlukan penambahan bahan penyerasi
berupa surfaktan organik untuk memodifikasi pengisi sehingga dapat berikatan lebih
baik dengan matriks. Rantai hidrokarbon pada surfaktan akan mengikat permukaan
lapisan pengisi yang hidrofilik sehingga memungkinkan pengisi bercampur dengan
lateks karet alam yang hidrofobik [65].
Beberapa surfaktan organik yang pernah digunakan dalam penelitian yaitu
sodium dioctylsufosuccinate (SDOSS) [66] dan sodium dodecylsulfate (SDS) [67].
Zhao dan Marek (2000) meneliti bahwa penambahan sodium dioctylsufosuccinate
akan meningkatkan ikatan antarmuka dari lateks karet alam [66]. Pedrero, et al
(2012) meneliti bahwa penambahan dari sodium dodecylsulfate akan meningkatkan
ikatan antara matriks dan pengisinya sehingga dapat meningkatkan sifat mekanik
dari komposit [67].
Salah satu surfaktan organik yang juga pernah digunakan dalam penelitian
terdahulu adalah alkanolamida. Alkanolamida diperoleh dari hasil reaksi antara
asam lemak turunan minyak sawit yaitu RBDPS (Refined Bleached Deodorized Palm
Stearin) dengan dietanolamina. Surya, et al (2013) meneliti bahwa penambahan
alkanolamida pada komposit lateks karet alam dengan pengisi karbon hitam akan
meningkatkan tensile modulus, kekuatan tarik, kekerasan, dan densitas sambung
silang. Hal ini disebabkan oleh keunggulan senyawa alkanolamida dimana molekulmolekul alkanolamida tersebut memiliki sifat polar dan non polar. Rantai
hidrokarbon yang panjang bersifat non polar sedangkan gugus amidanya bersifat

sangat polar [27]. Oleh karena itu, alkanolamida memiliki potensi yang baik untuk
digunakan sebagai bahan penyerasi pada produk lateks karet alam dengan pengisi
selulosa mikrokristalin.
Proses leaching sangat mempengaruhi sifat fisik film, karena pada waktu
pencucian dapat melarutkan bahan-bahan bukan karet seperti lemak, protein,
karbohidrat, dan kotoran-kotoran lainnya. Sehingga permukaan film karet menjadi
lebih bersih, licin, dan dapat meningkatkan tegangan putus film [7]. Namun, pada
proses leaching ini akan mengakibatkan modulus dan kekuatan tarik menurun. Lebih
rendahnya modulus dan kekuatan tarik, mencirikan bahwa produk lebih nyaman

2
Universitas Sumatera Utara

dipakai [8]. Berbagai macam larutan leaching yang dapat digunakan yaitu, larutan
Kalium Hidroksida (KOH) 1%, Amonia 1%, Air bersih, Natrium Hidroksida (NaOH)
1%, dan alkohol : air = 1 : 1. Penelitian terdahulu yang dilakukan oleh Utama, et al
(2004) menuliskan bahwa proses leaching menggunakan KOH atau Amonia 1%
dapat menghilangkan bahan-bahan bukan karet yang menempel dan juga
meningkatkan sifat fisik dan mekanik film lateks karet alam [51]. Sumarti, et al
(2001) meneliti tentang pengaruh air bersih terhadap proses leaching. Hasi penelitian

yang diperoleh menunjukkan produk yang didapat lebih baik, hal ini terbukti pada
permukaan film yang lebih licin, tegangan putus meningkat, dan hasil produk lebih
tahan lama disimpan [7]. Oleh karena itu, pada penetian ini akan digunakan larutan
ammonia 1% dan air sebagai larutan leaching.
Berdasarkan penjelasan

di atas, maka penggunaan bahan penyerasi

alkanolamida diharapkan dapat meningkatkan interaksi antarmuka (interfacial
adhesion) antara matriks lateks karet alam dengan pengisi selulosa mikrokristal dari
ampas tebu serta perlakuan leaching menggunakan air dan ammonia 1% pada produk
film lateks karet alam diharapkan dapat meningkatkan sifat mekanik film lateks karet
alam.

1.2

PERUMUSAN MASALAH
Hal yang perlu diperhatikan pada produk lateks karet alam untuk meningkatkan

sifat mekaniknya yaitu keserasian matriks lateks karet alam dengan pengisi selulosa

mikrokristal. Namun, pembuatan produk lateks karet alam berpengisi selulosa
mikrokristal terdapat kendala dimana sifat pengisi selulosa mikrokristal yang polar
dan hidrofilik sedangkan lateks karet alam memiliki sifat yang nonpolar dan
hidrofobik yang akan menyebabkan keduanya kurang serasi. Oleh karena itu, pada
penelitian ini diperlukannya penambahan bahan penyerasi berupa surfaktan organik
untuk memodifikasi pengisi sehingga dapat berikatan lebih baik dengan matriks.
Pada penelitian ini, penyerasi yang digunakan adalah alkanolamida.
Untuk membuat produk film lateks karet alam agar menjadi lebih bersih, licin,
meningkatkan tegangan putus, dan daya simpan lebih lama maka film harus
dilakukan perlakuan lanjutan yaitu dilakukannya perlakuan leaching. Proses leaching

3
Universitas Sumatera Utara

ini dapat meningkatkan sifat fisik dan mekanik dari film lateks karet alam. Pada
penelitian ini larutan leaching yang digunakan yaitu air dan ammonia 1%.

1.3

TUJUAN PENELITIAN

Penelitian ini bertujuan untuk membuat film lateks karet alam berpengisi

selulosa mikrokristal dengan penambahan penyerasi alkanolamida.
Adapun spesifik tujuan penelitian ini adalah:
1.

Mengetahui pengaruh perlakuan leaching pada produk lateks karet alam
terhadap sifat mekanik dan karakteristik lateks karet alam berpengisi selulosa
mikrokristal dengan dan tanpa penambahan penyerasi alkanolamida.

2.

Mengetahui pengaruh perlakuan leaching menggunakan air terhadap sifat
mekanik dan karakteristik produk lateks karet alam dengan penyerasi
alkanolamida berpengisi selulosa mikrokristal dengan adanya perbedaan suhu
dan waktu vulkanisasi.

3.

Mengetahui pengaruh perlakuan leaching menggunakan ammonia 1% terhadap

sifat mekanik dan karakteristik produk lateks karet alam dengan penyerasi
alkanolamida berpengisi selulosa mikrokristal dengan adanya perbedaan suhu
dan waktu vulkanisasi.

1.4

MANFAAT PENELITIAN
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut :

1.

Memberikan informasi terutama dalam bidang teknologi rekayasa tentang
pemanfaatan selulosa mikrokristal dari ampas tebu sebagai bahan pengisi.

2.

Memberikan informasi mengenai penggunaan bahan penyerasi alkanolamida
dapat meningkatkan interaksi antarfasa (interfacial adhesion) antar pengisi
selulosa mikrokristal dari ampas tebu dengan matriks lateks karet alam.


3.

Memberikan informasi mengenai suhu dan waktu vulkanisasi yang baik untuk
produk lateks karet alam berpengisi selulosa mikrokristal dari ampas tebu
dengan dan tanpa penyerasi alkanolamida setelah perlakuan leaching.

4.

Memberikan informasi mengenai sifat mekanik produk lateks karet alam
dengan adanya perlakuan leaching.

4
Universitas Sumatera Utara

1.5

RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Lateks, Fakultas Teknik, Departemen

Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara. Adapun bahan baku yang digunakan

pada penelitian ini yaitu :
1.

High Ammonia Lateks dengan kandungan 60% karet kering.

2.

Bahan kuratif lateks karet alam seperti sulfur, zink oksida (ZnO), zinc
diethyldithiocarbamate (ZDEC), dan antioksidan (AO). Bahan kuratif ini
diperoleh dari Farten Technique (M) Sdn Bhd, Pulau Penang, Malaysia.

3.

Selulosa mikrokristal sebagai bahan pengisi dalam film lateks karet alam.

4.

Alkanolamida yang disintesa dari bahan baku RBDPS (Refined Bleached
Deodorized Palm Stearin) yang diperoleh dari PT. Socfin Indonesia.


5.

Bahan untuk melakukan perlakuan leaching yaitu Amonia 1% dan Air (H2O).
Variabel-variabel yang dilakukan dalam penelitian ini adalah:

Tabel 1.1 Variabel Tetap Yang Dilakukan Dalam Penelitian
No
1
2
3

Variabel

Keterangan
70 °C
10, 20 menit
6 jam

Suhu pra-vulkanisasi
Waktu vulkanisasi

Waktu perendaman

Tabel 1.2 Variabel BerubahYang Dilakukan Dalam Penelitian
No
1
2
3

Variabel
Keterangan
Suhu vulkanisasi
100 °C; 150 °C
Komposisi alkanolamida
0%; 2,5%
Dispersi Selulosa mikrokristal +
0 bsk; 5 bsk; 10 bsk; 15 bsk
Alkanolamida + Air
Formulasi larutan dispersi selulosa mikrokristal dan alkanolamida yang

digunakan dalam penelitian ini adalah :
Tabel 1.3 Formulasi Larutan Dispersi Selulosa mikrokristal dan Alkanolamida
Persentase (10%)
10
10
0
2,5
90
87,5

Bahan
Selulosa mikrokristal
Alkanolamida
Air

5
Universitas Sumatera Utara

Formulasi lateks karet alam dan bahan kuratif yang digunakan dalam penelitian
ini adalah :
Tabel 1.4 Formulasi Lateks Karet Alam dan Bahan Kuratif
Bahan
60% High Ammonia Lateks karet kering
50% Dispersi Sulfur
50% Dispersi ZDEC
30% Dispersi ZnO
50% Dispersi Antioksidan
10% Dispersi KOH
10% Dispersi Selulosa mikrokristal dan Alkanolamida

Berat (gram)
166,7
3
3
0,83
2
3
0, 5, 10, 15

Uji-uji yang dilakukan dalam penelitian ini adalah :
1.

Uji kekuatan tarik (tensile strength), pemanjangan saat putus (elongation at
break), dan modulus tarik (tensile modulus) dengan standar internasional
ASTM D412, di Laboratorium Penelitian, Fakultas Teknik Kimia, Universitas
Sumatera Utara.

2.

Analisa Scanning Electron Microscopy (SEM) di Laboratorium Scanning
Electron Microscope (SEM), di Laboratorium Mineral dan Mineral Maju,
Fakultas MIPA, Universitas Negeri Malang (UM).

3.

Karakterisasi Fourier Transform Infra Red (FTIR) di Laboratorium Mineral
dan Mineral Maju, Fakultas MIPA, Universitas Negeri Malang (UM).

4.

Analisa X-Ray Diffraction (XRD) di Pusat Sains dan Teknologi Bahan Maju
(PSTBM) – BATAN, Kawasan Puspitek Serpong, Tanggerang Selatan.

6
Universitas Sumatera Utara

Dokumen yang terkait

Pengaruh Perlakuan Leaching Pada Film Lateks Karet Alam Berpengisi Selulosa Mikrokristal Dari Ampas Tebu Dengan Penyerasi Alkanolamida Terhadap Sifat Mekanik Film

8 45 136

Pengaruh Leaching Pada Produk Film Lateks Karet Alam Berpengisi Mikrokristal Selulosa Avicel Dengan Penambahan Penyerasi Alkanolamida

1 11 101

Pengaruh Perlakuan Leaching Pada Film Lateks Karet Alam Berpengisi Selulosa Mikrokristal Dari Ampas Tebu Dengan Penyerasi Alkanolamida Terhadap Sifat Mekanik Film

0 0 27

Pengaruh Perlakuan Leaching Pada Film Lateks Karet Alam Berpengisi Selulosa Mikrokristal Dari Ampas Tebu Dengan Penyerasi Alkanolamida Terhadap Sifat Mekanik Film

0 0 2

Pengaruh Perlakuan Leaching Pada Film Lateks Karet Alam Berpengisi Selulosa Mikrokristal Dari Ampas Tebu Dengan Penyerasi Alkanolamida Terhadap Sifat Mekanik Film

0 0 19

Pengaruh Perlakuan Leaching Pada Film Lateks Karet Alam Berpengisi Selulosa Mikrokristal Dari Ampas Tebu Dengan Penyerasi Alkanolamida Terhadap Sifat Mekanik Film

0 1 5

Pengaruh Perlakuan Leaching Pada Film Lateks Karet Alam Berpengisi Selulosa Mikrokristal Dari Ampas Tebu Dengan Penyerasi Alkanolamida Terhadap Sifat Mekanik Film

0 0 23

Pengaruh Leaching Pada Produk Film Lateks Karet Alam Berpengisi Mikrokristal Selulosa Avicel Dengan Penambahan Penyerasi Alkanolamida

0 0 23

Pengaruh Leaching Pada Produk Film Lateks Karet Alam Berpengisi Mikrokristal Selulosa Avicel Dengan Penambahan Penyerasi Alkanolamida

0 0 2

Pengaruh Leaching Pada Produk Film Lateks Karet Alam Berpengisi Mikrokristal Selulosa Avicel Dengan Penambahan Penyerasi Alkanolamida

0 0 5