PENGARUH PENAMBAHAN ALKANOLAMIDA TERHADAP KARAKTERISTIK PEMATANGAN DAN KEKERASAN VULKANISAT KARET ALAM BERPENGISI KAOLIN
PENGARUH PENAMBAHAN ALKANOLAMIDA TERHADAP
KARAKTERISTIK PEMATANGAN DAN KEKERASAN VULKANISAT KARET ALAM BERPENGISI KAOLIN SKRIPSI Oleh Indah Maulina Syafitri Sitorus 070405058 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA OKTOBER 2013
PENGARUH PENAMBAHAN ALKANOLAMIDA TERHADAP
KARAKTERISTIK PEMATANGAN DAN KEKERASAN VULKANISAT KARET ALAM BERPENGISI KAOLIN SKRIPSI Oleh Indah Maulina Syafitri Sitorus 070405058 SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA OKTOBER 2013
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH PENAMBAHAN ALKANOLAMIDA TERHADAP KARAKTERISTIK PEMATANGAN DAN KEKERASAN VULKANISAT
yang dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan atau pernah dipakai untk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Sumatera Utara maupun di Perguruan Tinggi atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya dicantumkan sebagaimana mestinya.
Medan, 9 Oktober 2013 Indah Maulina Syafitri Sitorus
NIM 070405058
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan Skripsi dengan judul “Pengaruh Penambahan Alkanolamida terhadap Karakteristik Pematangan dan Kekerasan Vulkanisat Karet Alam berpengisi Kaolin”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Hasil penelitian ini:
- Penelitian ini dapat diharapkan dapat meningkatkan efek penguatan kaolin terhadap karet alam, sehingga menghasilkan sifat-sifat yang lebih baik bagi vulkanisat karet alam berpengisi kaolin
- Penelitian ini bermanfaat bagi lingkungan dalam hal jangka waktu pemakaian karet yang lebih lama sehingga limbah bekas pakai karet yang dihasilkan lebih sedikit.
- Penelitian ini pernah dipublikasikan dalam jurnal yang berjudul “Pengaruh
Penambahan Alkanolamida terhadap Karakteristik Pematangan dan Kekerasan Vulkanisat Karet Alam berpengisi Kaolin” di Departemen Teknik Kimia.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan yang sebesar – besarnya kepada: 1.
Ir. Indra Surya, M.Sc. selaku Dosen Pembimbing 2. Kepala Laboratorium Kimia Organik F-Mipa USU 3. PT Industri Karet Deli Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, Desember 2013 Penulis
Indah M. S. Sitorus
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada: 1.
Orang tua penulis, Alm. Kadiman Sitorus dan Ibunda Deltis yang telah memberikan bantuan baik moril maupun materil bagi penulis.
2. Saudara penulis Raja Faisal Manganju Sitorus S.ked dan Pasca Nikmatul Hasanah Sitorus S.P yang telah memberi semangat dan saran dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.
3. Muhammad Ekki Chahyaditha ST, yang telah memberi semangat, saran, juga membantu penulis dalam penulisan skripsi ini.
4. Sahabat baik penulis, Shifa, Pramita, Fatimah, Yuda, Nata, Lana, Andhika, Edo, Susi, Eliana.
5. Teman Sejawat terutama stambuk 2007, adik dan abang/kakak senior Teknik Kimia yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.
6. Ir. Indra Surya, M.Sc yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.
7. Bapak dan Ibu dosen Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
8. Para pegawai tata usaha Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama: Indah Maulina Syafitri Sitorus NIM: 070405058 Tempat / Tanggal Lahir: Medan / 17 Nopember
1988 Nama Orang Tua: Deltis Alamat Orang Tua: Jl. Brigjend Katamso Gg.
Sentosa No. 7 Kel. Seimati, Kec. Medan Maimun Medan 20159
Asal Sekolah
- SD Harapan 2 Medan tahun 1994 – 2000
- Mts PP. Ar-Raudhatul Hasanah Medan tahun 2000 – 2003
- SMA Negeri 13 Medan tahun 2003 – 2006 Pengalaman Organisasi / Kerja 1.
HMI FT-USU periode 2007-2008 sebagai Anggota Bidang Logistik 2. CSG periode 2009-2010 sebagai Anggota Bidang Hubungan Masyarakat
ABSTRAK
Dengan menggunakan system vulkanisasi sulfur terakselarasi semi effisien, penelitian mengenai pengaruh penambahan alkanolamida tehadap karateristik pematangan dan kekerasan Vulkanisat karet alam berpengisi kaolin telah dilakukan. Alkanolamida dihasilkan dari Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS) direaksikan dengan dietanolamin. Alkanolamida dimasukkan kedalam kompon-kompon karet alam yang berpengisi kaolin dengan kadar 1,0; 3,0; 5,0; 7,0 Bagian per-Seratus Karet (bsk). Alkanolamida mempersingkat waktu scorch dan waktu pematangan optimum dari karet. Alkanolamida juga menyebabkan peningkatan perbedaan tork, modulus tensile, kerapatan sambung silang, dan kekerasan dengan penambahan hingga 5,0 bsk alkanolamida, kemudian menurun bersamaan dengan penambahan alkanolamida yang lebih lanjut .
Kata kunci : alkanolamida, waktu pematangan, waktu scorch, sambung silang,
vulkanisat karet alam, kaolin
ABSTRACT
By using a semi-efficient sulphur accelerated vulcanization system, an investigation of the effect of alkanolamide on cure characteristics and hardness properties of kaolin-filled natural rubber compounds was carried out. Alkanolamide was synthesized from Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS) and diethanolamine. Alkanolamide was incorporated into the kaolin filled-natural rubber compound at 1.0; 3.0; 5.0 and 7.0 Parts per-Hundred Rubber (phr). It was found that alkanolamide gave shorter scorch time and cure time. Alkanolamide also exhibited higher torque different, crosslink density, and hardnessup to 5.0 phr and then decreased with further increasing the loading of alkanolamide.
Keywords : alkanolamide, cure time, scorch time, crosslink density, vulcanizate
natural rubber, kaolin
DAFTAR ISI
9
4
2.1 KARET ALAM DAN VULKANISASI
4
2.2 KOMPONDING (RUBBER COMPOUNDING)
7
2.3 PENGUATAN KARET (RUBBER REINFORCEMENT)
8
2.4 PENGISI-PENGISI SELAIN KARBON BLACK
2.5 KAOLIN SEBAGAI PENGISI PENGUAT
1.6 RUANG LINGKUP PENELITIAN
9
2.6 ALKANOLAMIDA SEBAGAI BAHAN PENYERASI
10
2.7 ANALISA BIAYA
11 BAB III METODOLOGI PENELITIAN
14
3.1 LOKASI PENELITIAN
14
3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i PENGESAHAN ii
PRAKATA iii
DAFTAR SINGKATAN xvi
DEDIKASI v
RIWAYAT HIDUP PENULIS vi
ABSTRAK vii
ABSTRACT viii
DAFTAR ISI ix
DAFTAR GAMBAR xii
DAFTAR TABEL xiv
DAFTAR LAMPIRAN xv
BAB I PENDAHULUAN
1.5 LOKASI PENELITIAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERUMUSAN MASALAH
2
1.3 TUJUAN PENELITIAN
2
1.4 MANFAAT PENELITIAN
2
3
3.2 BAHAN
18
4.3 PENGARUH PENAMBAHAN ALKANOLAMIDA TERHADAP SIFAT-SIFAT MEKANIKAL
22
4.2 PENGARUH PENAMBAHAN ALKANOLAMIDA TERHADAP CIRI-CIRI PEMATANGAN KOMPON KARET ALAM BERPENGISI KAOLIN
21
4.1 PENYEDIAAN ALKANOLAMIDA DARI TURUNAN MINYAK SAWIT DAN DIETANOLAMINA
21
20 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
3.6 PENGUJIAN PENGARUH PENAMBAHAN BAHAN PENYERASI ALKANOLAMIDA DAN PENGISI KAOLIN TERHADAP KARAKTERISTIK PEMATANGAN KARET ALAM
19
3.5.3 PENYEDIAAN DAN PENGUJIAN SAMPEL
19
3.5.2 PENYEDIAAN SENYAWA/ KOMPON KARET ALAM
18
3.5.1 PEMBUATAN BAHAN PENYERASI ALKANOLAMIDA
3.5 FLOWCHART BAHAN PENYERASI ALKANOLAMIDA
14
17
3.4.3 PENYEDIAAN DAN PENGUJIAN SAMPEL
17
3.4.2 PROSEDUR PENYEDIAAN SENYAWA/ KOMPON KARET ALAM
16
3.4.1 PROSEDUR PEMBUATAN BAHAN PENYERASI ALKANOLAMIDA
16
3.4 TAHAPAN PENELITIAN
25
3.3 PERALATAN
15
3.2.2 BAHAN PENYEDIAAN PENYERASI ALKANOLAMIDA
14
3.2.1 BAHAN PENYEDIAAN KOMPONEN KARET ALAM
VULKANISAT KARET ALAM BERPENGISI KAOLIN 44
4.4 PENGARUH PENAMBAHAN ALKANOLAMIDA TERHADAP KERAPATAN SAMBUNG SILANG
VULKANISAT KARET ALAM BERPENGISI KAOLIN 26
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
27
5.1 KESIMPULAN
27
5.2 SARAN
27 DAFTAR PUSTAKA
28 LAMPIRAN A
30 LAMPIRAN B
31 LAMPIRAN C
33
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Struktur Alkanolamida10 Gambar 2.2 Struktur Karet Alam-Alkanolamida-Kaolin
11 Gambar 3.1 Pembuatan Bahan Penyerasi Alkanolamida
18 Gambar 3.2 Penyediaan Senyawa/ Kompon Karet Alam
19 Gambar 3.3 Penyediaan dan Pengujian Sampel
19 Gambar 4.1 Spektrum Inframerah dari Alkanolamida
21 Gambar 4.2 Kekerasan Vulkanisat Karet Alam Berpengisi Kaolin dan Alkanolamida
24 Gambar 4.3 Pengaruh Vulkanisasi terhadap Sifat Vulkanisat
25 Gambar 4.4 Kerapatan Sambung Silang Vulkanisat Karet Alam Berpengisi Kaolin dan Alkanolamida
26 Gambar C.1 Alkanolamida
33 Gambar C.2 Spesimen Uji Tarik
33
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Pengklasifikasian Sistem Vulkanisasi Sulfur Terakselerasi5 Tabel 2.2 Struktur dan Sifat-Sifat Vulkanisat Karet
6 Tabel 2.3 Perhitungan Ekonomi
11 Tabel 3.1 Nama Bahan yang Digunakan dalam Penyedian Kompon Karet Alam
14 Tabel 3.2 Nama Bahan yang Digunakan dalam Penyediaan Bahan Penyerasi Alkanolamida
15 Tabel 3.3 Pengujian Pengaruh Penambahan Alkanolamida dan Kaolin Terhadap Karakteristik Pematangan dan Sifat-Sifat Uji Tarik Karet Alam
20 Tabel 4.1 Panjang Gelombang dari Gugus Fungsional Molekul Alkanolamida
21 Tabel 4.2 Ciri-Ciri Pematangan Kompon Karet Alam Berpengisi Kaolin dan Alkanolamida
22 Tabel A.1 Data Swelling Test untuk formulasi NR + Kaolin + ALK
30