Pembuatan dan Karakterisasi Komposit Karet Alam OrganoMonmorillonit Menggunakan CetilTrimetilammonium Bromida sebagai Pemodifikasi Permukaan

BAB 1
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Karet alam merupakan produk lateks yang berasal dari pohon Hevea brasiliensis,
yang mengandung 93-95% dari cis-1-4-poliisopren 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 karet alam tergrafting kopolimer menunjukkan sifat yang lebih baik,
disebabkan oleh akibat adanya tumpah tindih yang terjadi secara alami dari
ikatan-ikatan karet alam (Thiraphattaraphun, 2000).
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 Anhidrida atau jenis monomer polar lainnya dapat
menyatukan senyawa polar ke dalam ikatan karet alam yang non polar. Hal ini
dapat meningkatkan kompabilitas antara karet alam dengan elastomer-elastomer
yang bersifat polar dan beberapa plastik teknis yang lain seperti poliamida
(Saeleo, 2004).

Lempung dan mineral lempung seperti monmorillonit, saponit, hektorit,
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 organik lain, untuk contoh ion alkil ammonium kuartener.
Modifikasi organofilik membuat silikat kompatibel dengan polimer. Molekulmolekul yang ditambahkan dapat meningkatkan jarak antara lapisan dalam proses
interkalasi atau membubarkan lapisan-lapisan yang terpisah secara acak dalam
eksflotasinya (Arroyo, 2003).

Universitas Sumatera Utara

Fitri
Karakterisasi

(2013)

melakukan

Nanokomposit

penelitian

Karet

mengenai

Pembuatan

Alam/OrganoBentonit

Dan

Menggunakan

CetilTrimetilAmonium Bromida, Polietile Glikol dan Sodium Dodesil Sulfat
Sebagai Pemodifikasi Pemukaan, dimana dengan menggunakan pemodifikasi

permukaan PEG dalam pembuatan nanokomposit karet alam/organobentonit
menghasilkan sifat mekanik, kestabilan termal dan morfologi yang lebih baik jika

dibandingkan dengan pemodifikasi CTAB dan SDS.

Sembiring

(2013)

melakukan

penelitian

mengenai

Penyediaan

Nanokomposit Karet Alam-g-Glycidyl Methacrylate/Bentonit, dimana bentonit

yang digunakan sebagai bahan pengisi dan bahan penguat dapat berfungsi untuk
meningkatkan karakteristik mekanik dari nanokomposit karet alam-bentonit.

Vijaylakshmi

(2009)

melakukan

penelitian

mengenai

Pembuatan

Nanokomposit Karet Alam/Clay Nanokomposit, dimana dengan menggabungkan

karet alam-g-Maleat Anhidrida dengan nanopartikel cloisit 30B mengalami
peningkatan modulus dan keke rasan nanokomposit karet alam. Dari informasi
diatas peneliti tertarik untuk dapat meningkatkan karakteristik mekanik dari
nanokomposit karet alam-monmorillonit yang permukaannya telah dimodifikasi
dengan surfaktan CTAB.

1.2 Perumusan Masalah

Adapun permasalahan yang ditemui pada penelitian ini adalah:
1.

Bagaimana proses interkalasi organomonmorillonit dengan adanya surfaktan
CTAB sebagai pemodifikasi permukaan

2.

Bagaimana proses penggraftingan karet alam SIR 10 dengan menggunakan
Maleat Anhidrida sebagai bahan kompatibilitas

3.

Bagaimana memanfaatkan monmorillonit termodifikasi surfaktan CTAB
untuk pembuatan komposit karet alam Organomonmorillonit

4.

Bagaimana karakterisasi monmorillonit termodifikasi surfaktan dan komposit
karet alam organomonmorillonit yang terbentuk

Universitas Sumatera Utara

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 organomonmorillonit menggunakan surfaktan CTAB
4. Menggunakan zat compatibilitas berupa karet alat tergrafting Maleat
Anhidrida
5. Pembuatan komposit dengan cara pencampuran menggunakan internal mixer

1.4 Tujuan Penelitian
Berdasarkan masalah diatas maka, tujuan penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahui preparasi komposit karet alam/organomonmorillonit
ditinjau dari morfologi permukaan
2. Untuk menentukan sifat mekanik karet alam/organomonmorillonit ditinjau
dari kekuatan tarik

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 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 cetiltrimetilammonium bromida
dicampur dengan monmorillonit, dipanaskan dan diaduk dengan
menggunakan magnetic stirrer

-

Tahap III
Pada tahapan ini karet alam yang telah dimastikasi digrafting dengan
Maleat Anhidrida serta menggunakan benzoil peroksida sebagai inisiator

-

Tahap IV
Karet alam yang telah dimastikasi dicampur dengan karet alam-g-MA,
asam stearat, ZnO, MBT, Organomonmorillonit dan sulfur. Kemudian
dicetak dengan alat hot press.
a.

Tahapan

karakterisasi

komposit

karet

alam-g-

MA/Organomonmorillonit
Komposit karet alam Organomonmorillonit 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 0,05 mol; 0,10 mol;
0,15 mol dan 0,20 mol

-

Variabel tetap

:1. Karet alam 100 phr, MA 10 phr,
BPO 0,5 phr
2. Karet alam yang telah dimastikasi
90 phr, karet alam-g-MA 10 phr,
asam stearat 0,5 phr,
Zink oksida 6 phr,
OrganoMonmorillonit 5 phr,
sulphur 3,5 phr

-

Variabel terikat

: Analisa sifat mekanik, analisa gugus fungsi
dan analisa sifat morfologi permukaan

Universitas Sumatera Utara

1.7 Lokasi Penelitian
Penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Fisika dan Kimia Polimer FMIPA
USU, Laboratorium Terpadu USU, Laboratorium Pengujian Mutu Pabrik Gunung
Para PTPN III, Laboratorium Penelitian Teknik Kimia USU, Laboratorium
Teknik Kimia Politeknik Lhokseumawe.

Universitas Sumatera Utara