Pengaruh Aging pada Film Lateks Karet Alam Berpengisi Nanokristalin Selulosa dan Penyerasi Alkanolamida
PENGARUH AGING PADA FILM LATEKS KARET
ALAM BERPENGISI NANOKRISTALIN SELULOSA
DAN PENYERASI ALKANOLAMIDA
SKRIPSI
Oleh
MARFUAH LUBIS
120405103
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JUNI 2016
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH AGING PADA FILM LATEKS KARET
ALAM BERPENGISI NANOKRISTALIN SELULOSA
DAN PENYERASI ALKANOLAMIDA
SKRIPSI
Oleh
MARFUAH LUBIS
120405103
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JUNI 2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
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 Aging pada Film Lateks Karet Alam Berpengisi Nanokristalin
Selulosa dan Penyerasi Alkanolamida”, 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 diharapkan dapat memberi gambaran kepada dunia industri tentang
pemanfaatan limbah ampas tebu yang dapat diolah lebih lanjut sehingga didapat
nanokristalin selulosa yang memiliki potensi untuk dijadikan pengisi dalam
pembuatan film lateks karet alam. Beberapa data dari Skripsi ini telah diterima untuk
dipresentasikan pada: 3rd International Conference of Global Network for Innovative
Technology (IGNITE) di Penang, Malaysia pada tanggal 27-29 Januari 2016 dengan
judul
“PREPARATION
AND
APPLICATION
OF
NANOCRYSTALLINE
CELLULOSE DERIVED FROM SUGARCANE WASTE AS FILLER MODIFIED
ALKANOLAMIDE ON CROSSLINK OF NATURAL RUBBER LATEX FILM”.
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,
Juni 2016
Penulis
Marfuah Lubis
iii
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat
bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih dan
penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Ayahanda Ahmad Nasrun Lubis, Ibunda Fatimah Batubara, Abangda Chairul
Amin Lubis, A,Md., dan Kakanda Siti Hasanah Lubis S.Pd., yang telah banyak
memberikan dukungan moril dan materiil selama pelaksanaan studi di Universitas
Sumatera Utara.
2.
Ibu Dr. Ir. Hamidah Harahap, M.Sc selaku Dosen Pembimbing atas kesabarannya
dalam membimbing penulis pada penyusunan dan penulisan skripsi ini.
3.
Ibu Ir. Renita Manurung, M.T selaku Koordinator Penelitian Departemen Teknik
Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4.
Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5.
Bapak M. Hendra S. Ginting, S.T., M.T. selaku Dosen Penguji I yang telah
memberikan saran dan masukan yang membangun dalam penulisan skripsi ini.
6.
Ibu Dr. Maulida, S.T, M.Sc. selaku Dosen Penguji II yang telah memberikan kritik
dan saran yang membangun dalam penulisan skripsi ini.
7.
Nuim Hayat, selaku partner penelitian penulis.
8.
Bapak Prof. Hanafi Ismail, yang telah banyak memberikan bantuan dalam
pelaksanaan kegiatan penelitian ini.
9.
Bapak Saharman Gea, Ph.D, yang telah memberikan bantuan dan arahan dalam
pelaksanaan kegiatan penelitian ini.
10. Abangda Adrian Hartanto, S.T, Kelvin Hadinatan, S.T., dan Elmer Surya S.T.
yang banyak membantu dalam penyelesaian kegiatan penelitian ini.
11. Rekan-rekan Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara terkhusus kepada sahabat Insinyur Bahagia yang telah memberikan
dukungan moril dan semangat kepada penulis.
12. Abang dan kakak senior, teman-teman stambuk 2012, dan adik-adik stambuk
2013 hingga 2015 yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
iv
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Marfuah Lubis
NIM : 120405103
Tempat/Tgl. Lahir : Dumai, 24 Oktober 1994
Nama orang tua : Ahmad Nasrun Lubis
Alamat orang tua :
Jalan Cendana, Dumai, Riau
Asal Sekolah
SD Negeri 003 Pangkalan Sesai Dumai, tahun 2000-2006
SMP Negeri 2 Dumai, tahun 2006-2009
SMA Negeri Binaan Khusus Dumai, tahun 2009-2012
Beasiswa yang pernah diperoleh:
1. Darmasiswa Chevron Riau 2012-2016
Pengalaman Organisasi/Kerja :
1. Asisten Laboratorium Kimia Organik Tahun 2014-2016
2. Anggota Covalen Study Group Teknik Kimia USU
3. Anggota Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia USU
Prestasi akademik/non akademik yang pernah dicapai:
1. Terpilih untuk mengikuti Olimpiade Sains Nasional tingkat propinsi
bidang Fisika pada tahun 2010.
2. Terpilih untuk mengikuti Olimpiade Sains Nasional tingkat propinsi
bidang Fisika pada tahun 2011.
v
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Ampas tebu merupakan limbah lignoselulosa yang sangat potensial dan
mengandung selulosa. Selulosa dalam ampas tebu dapat dijadikan nanokristalin
selulosa melalui proses hidrolisis dengan asam. Penelitian ini membahas tentang
ketahanan film lateks karet alam berpengisi nanokristalin selulosa dan penyerasi
alkanolamida terhadap perlakuan aging. Telah dilakukan sintesis pengisi nanokristalin
selulosa dan penyerasi alkanolamida serta pengujian sifat mekanik film lateks karet
alam setelah perlakuan aging meliputi kekuatan tarik, pemanjangan saat putus,
modulus tarik. Pembuatan film lateks karet alam melalui proses pencelupan
berkoagulan. Penelitian ini dimulai dengan proses pra-vulkanisasi lateks karet alam
pada suhu 70 oC dan diikuti dengan proses vulkanisasi pada suhu 100 oC selama 20
menit. Selajutnya dilakukan perlakuan aging pada suhu 70 oC selama 24 jam. Hasil
karakteristik TEM dan XRD pengisi nanokristalin selulosa menunjukkan nanokristalin
selulosa memiliki diameter 40-160 nm dengan kristalinitas 92,33%. Hasil pengujian
sifat-sifat mekanik menunjukkan bahwa film lateks karet alam berpengisi
nanokristalin selulosa dan penyerasi alkanolamida memiliki ketahanan yang sangat
baik terhadap perlakuan aging. Hasil uji mekanik didukung oleh analisa scanning
electron microscopy (SEM) yang menujukkan film lateks karet alam berpengisi
nanokristalin selulosa dan penyerasi alkanolamida setelah perlakuan aging memiliki
permukaan patahan dengan crack yang lebih sedikit dibandingkan film lateks karet
alam tanpa pengisi nanokristalin selulosa dan penyerasi alkanolamida.
Kata kunci : lateks karet alam, nanokristalin selulosa, ampas tebu, alkanolamida, aging
vi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Sugarcane bagasse is potential lignosellulosic waste and contains cellulose.
Cellulose from sugarcane bagasse can be derived into nanocrystalline cellulose by acid
hydrolysis process. This research studied about the ressistance of natural rubber latex
film filled with nanocrystalline cellulose and alkanolamide compatibilizer toward
aging treatment. Synthesis of nanocrystalline cellulose and alkanolamide had been
done, also mechanical testing after aging treatment such as tensile strength, elongation
at break and tensile modulus. Natural rubber latex film was produced by using
coagulant dipping method. This research was started from natural rubber latex prevulcanization at 70 oC and followed with vulcanization process at 100 oC for 20
minutes. Then, aging treatment was done at temperature 70 oC for 24 hour. The result
of TEM and XRD characteristic of nanocrystalline cellulose show diameter of
nanocrystalline celllulose was 40-160 nm with crystallinity 92,33%. The result of
mechanical properties show natural rubber latex film filled with nanocrystalline
cellulose and alkanolamide have a good ressistance of aging. The result of mechanical
properties were supported by Scanning Electron Microscopy (SEM) which showed
natural rubber latex film filled with nanocrystalline cellulose and alkanolamide
compatibilizer after aging treatment have less crack on fracture surface compared to
natural rubber latex film without nanocrystalline cellulose filler and alkanolamide
compatibilizer.
Key words : natural rubber latex, nanocrystalline cellulose, sugarcane bagasse,
alkanolamide, aging.
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
i
PENGESAHAN
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
iv
RIWAYAT HIDUP PENULIS
v
ABSTRAK
vi
ABSTRACT
vii
DAFTAR ISI
viii
DAFTAR GAMBAR
xiii
DAFTAR TABEL
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
xviii
DAFTAR SINGKATAN
xx
DAFTAR ISTILAH / SIMBOL
xxi
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERUMUSAN MASALAH
2
1.3 TUJUAN PENELITIAN
3
1.4 MANFAAT PENELITIAN
3
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1 LATEKS KARET ALAM
6
2.2 PEMBUATAN KOMPON LATEKS
7
2.2.1 Bahan Pemvulkanisai (Vulcanizing Agent)
7
2.2.2 Bahan Pencepat Vulkanisasi (Accelerator)
8
2.2.3 Bahan Penggiat Vulkanisasi (Activator Accelerator)
9
2.2.4 Bahan Penangkal Oksidasi (Antioxidant)
9
2.2.5 Bahan Pemantap (Stabilizer)
10
2.2.6 Bahan Pengisi (Filler)
10
viii
Universitas Sumatera Utara
2.2.7 Bahan Penyerasi (Compatibilizer)
11
2.3 AMPAS TEBU
12
2.4 SELULOSA
12
2.5 NANOKRISTALIN SELULOSA
14
2.6 ALKANOLAMIDA
16
2.7 METODE PENCELUPAN BERKOAGULAN
17
2.8 AGING
18
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
20
3.1 LOKASI PENELITIAN
20
3.2 BAHAN DAN PERALATAN
20
3.2.1 Bahan
20
3.2.1.1 Bahan yang Digunakan untuk Pembuatan Bahan
20
Penyerasi Alkanolamida
3.2.1.2 Bahan yang Digunakan untuk Pembuatan
20
Nanokristalin Selulosa
3.2.1.3 Bahan yang Digunakan untuk Pembuatan Senyawa
21
Lateks Karet Alam
3.2.2 Peralatan
21
3.2.2.1 Peralatan yang Digunakan untuk Pembuatan Bahan
21
Penyerasi Alkanolamida
3.2.2.2 Peralatan yang Digunakan untuk Pembuatan
22
Nanokristalin Selulosa
3.2.2.3 Peralatan yang Digunakan untuk Pembuatan
23
Senyawa Lateks Karet Alam
3.3 FORMULASI BAHAN
23
3.3.1 Formulasi Lateks Karet Alam dan Bahan Kuratif
3.3.2 Formulasi Dispersi Nanokristalin Selulosa dari dan
23
23
Alkanolamida
3.4 PROSEDUR PENELITIAN
24
3.4.1 Prosedur Pembuatan Bahan Penyerasi Alkanolamida
24
3.4.2 Prosedur Pembuatan Nanokristalin Selulosa
24
3.4.2.1 Prosedur Preparasi Ampas Tebu
25
ix
Universitas Sumatera Utara
3.4.2.2 Prosedur Ekstraksi α-Selulosa dari Ampas Tebu
25
3.4.2.3 Prosedur Isolasi Nanokristalin Selulosa dari α-
25
Selulosa
3.4.3 Prosedur Pendispersian Nanokristalin Selulosa dan
26
Alkanolamida
3.4.4 Prosedur Analisa Hasil Dispersi Nanokristalin Selulosa dan
26
Alkanolamida
3.4.5 Prosedur Analisa Kandungan Padatan Total (TSC) Dari
26
Lateks Karet Alam
3.4.6 Prosedur Pembuatan Senyawa Lateks Karet Alam
26
3.4.6.1 Prosedur Pra-Vulkanisasi Lateks Karet Alam
26
3.4.6.2 Prosedur Uji Kloroform pada Lateks Karet Alam Pra-
27
Vulkanisasi
3.4.6.3 Prosedur Vulkanisasi dan Pembuatan Film Lateks
27
Karet Alam
3.4.7 Prosedur Aging pada Film Lateks Karet Alam
28
3.5 FLOWCHART PERCOBAAN
29
3.5.1 Flowchart Pembuatan Bahan Penyerasi Alkanolamida
29
3.5.2 Flowchart Pembuatan Nanokristalin Selulosa
31
3.5.2.1 Flowchart Preparasi Ampas Tebu
31
3.5.2.2 Flowchart Ekstraksi α-Selulosa dari Ampas Tebu
31
3.5.2.3 Flowchart Isolasi Nanokristalin Selulosa dari α-
33
Selulosa
3.5.3 Flowchart Pendispersian Nanokristalin Selulosa dan
34
Alkanolamida
3.5.4 Flowchart Analisa Hasil Dispersi Nanokristalin Selulosa dan
35
Alkanolamida
3.5.5 Flowchart Analisa Kandungan Padatan Total (TSC) Dari
36
Lateks Karet Alam
3.5.6 Flowchart Pra-Vulkanisasi Senyawa Lateks Karet Alam
37
3.5.7 Flowchart Uji Kloroform Pada Lateks Karet Alam Pra-
38
Vulkanisasi
x
Universitas Sumatera Utara
3.5.8 Flowchart Vulkanisasi dan Pembuatan Film Lateks Karet
39
Alam
3.5.9 Flowchart Aging pada Film Lateks Karet Alam
3.6 PENGUJIAN PRODUK LATEKS KARET ALAM
40
41
3.6.1 Uji Kekuatan Tarik (Tensile Strength) Dengan ASTM D412
41
3.6.2 Karakterisasi Transmission Electron Microscope (TEM)
41
3.6.3 Karakterisasi Scanning Electron Microscope (SEM)
42
3.6.4 Karakterisasi Fourier-Transform Infra-Red (FT-IR)
42
3.6.5 Karakterisasi X-Ray Diffraction (XRD)
43
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
44
4.1 KARAKTERISTIK FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FT-IR)
BAHAN PENYERASI ALKANOLAMIDA
4.2 KARAKTERISTIK NANOKRISTALIN SELULOSA
4.2.1 Karakteristik Fourier Transform Infra Red (FT-IR)
Nanokristalin Selulosa (NCC)
4.2.2 Karakteristik Transmission Electron Microscope (TEM)
Nanokristalin Selulosa
4.2.3 Uji
Kristalinitas dengan X-Ray Diffraction (XRD)
Nanokristalin Selulosa
4.3 PENGARUH PERLAKUAN AGING PADA FILM LATEKS
KARET ALAM
4.3.1 Karakteristik Fourier Transform Infra Red (FT-IR) Film
Lateks Karet Alam
44
45
45
46
49
50
50
4.3.2 Pengaruh Perlakuan Aging Terhadap Kekuatan Tarik
(Tensile Strength) Film Lateks Karet Alam Berpengisi
52
Nanokristalin Selulosa
4.3.3 Pengaruh Pembebanan Pengisi dan Penambahan Penyerasi
Alkanolamida Terhadap Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
Film Lateks Karet Alam Berpengisi Nanokristalin Selulosa
55
Setelah Perlakuan Aging
xi
Universitas Sumatera Utara
4.3.4 Pengaruh Aging Terhadap Pemanjangan Saat Putus
(Elongation at Break) Film Lateks Karet Alam Berpengisi
57
Nanokristalin Selulosa
4.3.5 Pengaruh Pembebanan Pengisi dan Penambahan Penyerasi
Alkanolamida
terhadap
Pemanjangan
Saat
Putus
(Elongation at Break) Film Lateks Karet Alam Berpengisi
58
Nanokristalin Selulosa Setelah Perlakuan Aging
4.3.6 Pengaruh Pembebanan Pengisi dan Penambahan Penyerasi
Alkanolamida Terhadap M100 dan M300 Film Lateks Karet
Alam Berpengisi Nanokristalin Selulosa Setelah Perlakuan
60
Aging
4.3.7 Morfologi Film Lateks Karet Alam Dengan Dan Tanpa
Penambahan Pengisi Nanokristalin Selulosa dan Penyerasi
62
Alkanolamida Setelah Perlakuan Aging
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
65
5.1 KESIMPULAN
65
5.2 SARAN
66
DAFTAR PUSTAKA
67
xii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Struktur Molekul 1,4 Cis Poliisoprena
6
Gambar 2.2
Proses Crosslinking pada Molekul Karet
8
Gambar 2.3
Struktur Selulosa
12
Gambar 2.4
Penentuan
Variabel
dalam
Persamaan
dalam
16
Perhitungan Kristalinitas Suatu Bahan
Gambar 3.1
Flowchart Pembuatan Bahan Penyerasi Alkanolamida
30
Gambar 3.2
Flowchart Preparasi Ampas Tebu
31
Gambar 3.3
Flowchart Ekstraksi α-Selulosa dari Ampas Tebu
32
Gambar 3.4
Flowchart Isolasi Nanokristalin Selulosa dari α-Selulosa
33
Gambar 3.5
Flowchart Pendispersian Nanokristalin Selulosa dan
34
Alkanolamida
Gambar 3.6
Flowchart Analisa Hasil Dispersi Nanokristalin Selulosa
35
dan Alkanolamida
Gambar 3.7
Flowchart Analisa Kandungan Padatan Total (TSC) dari
36
Lateks Karet Alam
Gambar 3.8
Flowchart Pra-vulkanisasi Lateks Karet Alam
37
Gambar 3.9
Flowchart Uji Kloroform Pada Lateks Karet Alam Pra-
38
Vulkanisasi
Gambar 3.10
Flowchart Vulkanisasi dan Pembuatan Film Lateks
39
Karet Alam
Gambar 3.11
Flowchart Aging pada Film Lateks Karet Alam
40
Gambar 3.12
Sketsa Spesimen Uji Tarik ASTM D 412
41
Gambar 4.1
Karakteristik FT-IR Bahan Penyerasi Alkanolamida
44
Gambar 4.2
Karakteristik
FT-IR
Ampas
Tebu
dan
Pengisi
Nanokristalin Selulosa
Gambar 4.3
Karakteristik Transmission Electron Microscope (TEM)
dari Nanokristalin Selulosa (NCC)
45
47
xiii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4
Esterifikasi Gugus Hidroksil Oleh Ion Sulfat dari
Selulosa Hasil Perlakuan Asam Sulfat
Gambar 4.5
Karakteristik XRD dari Nanokristalin Selulosa (NCC)
dari Ampas Tebu
Gambar 4.6
48
49
Karakteristik FT-IR Film Lateks Karet Alam Dengan
dan Tanpa Penambahan Pengisi Nanokristalin Selulosa
50
dan Penyerasi Alkanolamida
Gambar 4.7
Reaksi Antara Lateks Karet Alam dengan Pengisi
Selulosa dan Bahan Kuratif
Gambar 4.8
Interaksi Antara Lateks Karet Alam dengan Pengisi
Nanokristalin Selulosa dan Penyerasi Alkanolamida
Gambar 4.9
52
52
Pengaruh Aging pada Film Lateks Karet Alam
Berpengisi Nanokristalin Selulosa (a) Tanpa Penyerasi
53
Alkanolamida dan (b) Dengan Penyerasi Alkanolamida
Gambar 4.10
Pengaruh Pembebanan
Pengisi
dan Penambahan
Penyerasi Alkanolamida Terhadap Kekuatan Tarik
(Tensile Strength) Film Lateks Karet Alam Berpengisi
55
Nanokristalin Selulosa
Gambar 4.11
Pengaruh Perlakuan Aging Terhadap Pemanjangan Saat
Putus (Elongation at Break) Film Lateks Karet Alam
Berpengisi
Nanokristalin
Selulosa
(a)
Tanpa
57
Penambahan Penyerasi Alkanolamida dan (b) Dengan
Penambahan Penyerasi Alkanolamida
Gambar 4.12
Pengaruh Pembebanan
Pengisi
dan Penambahan
Penyerasi Alkanolamid Terhadap Pemanjangan Saat
Putus (Elongation at Break) Film Lateks Karet Alam
59
Berpengisi Nanokristalin Selulosa Setelah Perlakuan
Aging
Gambar 4.13
Pengaruh Pembebanan
Pengisi
dan Penambahan
Penyerasi Alkanolamida Terhadap M100 dan M300 Film
Lateks Karet Alam Berpengisi Nanokristalin Selulosa
60
Setelah Perlakuan Aging
xiv
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.14
Morfologi Film Lateks Karet Alam Setelah Perlakuan
Aging dengan Scanning Electron Microscope (SEM)
pada Patahan Film (a) Tanpa Penambahan Pengisi
Nanokristalin Selulosa dan Penyerasi Alkanolamida, (b)
Dengan Penambahan Pengisi Nanokristalin Selulosa
63
Tanpa Alkanolamida dan (c) Dengan Penambahan
Pengisi
Nanokristalin
Selulosa
dan
Penyerasi
Alkanolamida dengan Perbesaran 5000x
Gambar L3.1
Proses Pembuatan Bahan Penyerasi Alkanolamida
77
Gambar L3.2
Proses Ekstraksi Bahan Penyerasi Alkanolamida
77
Gambar L3.3
Bahan Penyerasi Alkanolamida
78
Gambar L3.4
Alfa Selulosa dari Ampas Tebu
78
Gambar L3.5
Nanokristalin Selulosa dari Ampas Tebu
79
Gambar L3.6
Proses Pendispersian Nanokristalin Selulosa dan
Alkanolamida
79
Gambar L3.7
Bahan Kuratif Produk Lateks Karet Alam
80
Gambar L3.8
Proses Pra-Vulkanisasi Lateks Karet Alam
80
Gambar L3.9
Larutan Pembersih Plat Pencelupan Produk Lateks
81
Karet Alam
Gambar L3.10
Proses Pencelupan Lateks Karet Alam
81
Gambar L3.11
Proses Vulkanisasi Lateks Karet Alam
82
Gambar L3.12
Proses Pembedakan Film Lateks Karet Alam
82
Gambar L3.13
Film Lateks Karet Alam
83
Gambar L4.1
Hasil FT-IR Alkanolamida
84
Gambar L4.2
Hasil FTIR Ampas Tebu
84
Gambar L4.3
Hasil FTIR Nanokristalin Selulosa
85
Gambar L4.4
Hasil FTIR Film Lateks Karet Alam Setelah Perlakuan
85
Aging
Gambar L4.5
Hasil FTIR Film Lateks Karet Alam dengan Pengisi
86
Nanokristalin Selulosa Setelah Perlakuan Aging
xv
Universitas Sumatera Utara
Gambar L4.6
Hasil FTIR Film Lateks Karet Alam dengan Pengisi
86
Nanokristalin Selulosa dan Penyerasi Alkanolamida
Setelah Perlakuan Aging
xvi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1
Variabel Tetap Yang Dilakukan Dalam Penelitian
4
Tabel 1.2
Variabel Berubah Yang Dilakukan Dalam Penelitian
4
Tabel 1.3
Formulasi Larutan Dispersi Nanokristalin Selulosa dan
4
Alkanolamida
Tabel 1.4
Formulasi Lateks Karet Alam dan Bahan Kuratif
4
Tabel 3.1
Formulasi Lateks Karet Alam dan Bahan Kuratif
23
Tabel 3.2
Formulasi
Dispersi
Nanokristalin
Selulosa
dan
24
Tingkat Pematangan Lateks Karet Alam Pra-Vulkanisasi
27
Alkanolamida
Tabel 3.3
Melalui Tes Koagulasi-Kloroform
Tabel L1.1
Data Hasil Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
73
Tabel L1.2
Data Hasil Modulus Tarik Saat Pemanjangan 100%
73
(M100)
Tabel L1.3
Data Hasil Modulus Tarik Saat Pemanjangan 300%
74
(M300)
Tabel L1.4
Data Hasil Pemanjangan Saat Putus (Elongation at Break)
74
xvii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN
73
L1.1 Data Hasil Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
73
L1.2 Data Hasil Modulus Tarik Saat Pemanjangan 100%
73
(M100)
L1.3 Data Hasil Modulus Tarik Saat Pemanjangan 300%
74
(M300)
L1.4 Data Hasil Pemanjangan Saat Putus (Elongation at
74
Break)
LAMPIRAN 2
CONTOH PERHITUNGAN
75
L2.1 Perhitungan Indeks Kristalinitas Dari Hasil XRD
75
L2.2 Perhitungan Diameter Kristal atau Ukuran Kristal
75
dari Hasil XRD
LAMPIRAN 3
DOKUMENTASI PENELITIAN
77
L3.1 Proses Pembuatan Bahan Penyerasi Alkanolamida
77
L3.2 Proses Ekstraksi Bahan Penyerasi Alkanolamida
77
L3.3 Bahan Penyerasi Alkanolamida
78
L3.4 Alfa Selulosa dari Ampas Tebu
78
L3.5 Nanokristalin Selulosa dari Ampas Tebu
79
L3.6 Proses Pendispersian Nanokristalin Selulosa dan
79
Alkanolamida
L3.7 Bahan Kuratif Lateks Karet Alam
80
L3.8 Proses Pra-Vulkanisasi Produk Lateks Karet Alam
80
L3.9 Larutan Pembersih Plat Pencelupan Produk Lateks
81
Karet Alam
L3.10 Proses Pencelupan Lateks Karet Alam
81
L3.11 Proses Vulkanisasi Lateks Karet Alam
82
L3.12 Proses Pembedakan Film Lateks Karet Alam
82
L3.13 Film Lateks Karet Alam
83
xviii
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN 4
HASIL PENGUJIAN LABORATORIUM ANALISIS
84
DAN INSTRUMEN
L4.1 Hasil FTIR Alkanolamida
84
L4.2 Hasil FTIR Ampas Tebu
84
L4.3 Hasil FTIR Nanokristalin Selulosa
85
L4.4 Hasil FTIR Film Lateks Karet Alam Setelah
85
Aging
L4.5 Hasil FTIR Film Lateks Karet Alam
86
L4.6 Hasil FTIR Film Lateks Karet Alam
86
xix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
ASTM
American Standard Testing Method
BSK
Bagian Per Seratus Karet
FTIR
Fourier Transform Infra-Red
ISO
International Standard Organization
NCC
Nanokristalin Selulosa
RBDPS
Refined Bleached Deodorized Palm Stearin
SEM
Scanning Electron Microscope
TEM
Transmission Electron Microscope
XRD
X-Ray Diffraction
xx
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISTILAH/SIMBOL
Simbol
Keterangan
Dimensi
Ao
luas penampang awal
mm2
B
full width at half maximum
-
F maks
beban maksimum
kgf
K
Konstanta Schrerrer
-
L
diameter kristal atau ukuran kristal
nm
σ
kekuatan tarik
kgf/mm2
λ
panjang gelombang
1/cm
xxi
Universitas Sumatera Utara
ALAM BERPENGISI NANOKRISTALIN SELULOSA
DAN PENYERASI ALKANOLAMIDA
SKRIPSI
Oleh
MARFUAH LUBIS
120405103
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JUNI 2016
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH AGING PADA FILM LATEKS KARET
ALAM BERPENGISI NANOKRISTALIN SELULOSA
DAN PENYERASI ALKANOLAMIDA
SKRIPSI
Oleh
MARFUAH LUBIS
120405103
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
JUNI 2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
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 Aging pada Film Lateks Karet Alam Berpengisi Nanokristalin
Selulosa dan Penyerasi Alkanolamida”, 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 diharapkan dapat memberi gambaran kepada dunia industri tentang
pemanfaatan limbah ampas tebu yang dapat diolah lebih lanjut sehingga didapat
nanokristalin selulosa yang memiliki potensi untuk dijadikan pengisi dalam
pembuatan film lateks karet alam. Beberapa data dari Skripsi ini telah diterima untuk
dipresentasikan pada: 3rd International Conference of Global Network for Innovative
Technology (IGNITE) di Penang, Malaysia pada tanggal 27-29 Januari 2016 dengan
judul
“PREPARATION
AND
APPLICATION
OF
NANOCRYSTALLINE
CELLULOSE DERIVED FROM SUGARCANE WASTE AS FILLER MODIFIED
ALKANOLAMIDE ON CROSSLINK OF NATURAL RUBBER LATEX FILM”.
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,
Juni 2016
Penulis
Marfuah Lubis
iii
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat
bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih dan
penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Ayahanda Ahmad Nasrun Lubis, Ibunda Fatimah Batubara, Abangda Chairul
Amin Lubis, A,Md., dan Kakanda Siti Hasanah Lubis S.Pd., yang telah banyak
memberikan dukungan moril dan materiil selama pelaksanaan studi di Universitas
Sumatera Utara.
2.
Ibu Dr. Ir. Hamidah Harahap, M.Sc selaku Dosen Pembimbing atas kesabarannya
dalam membimbing penulis pada penyusunan dan penulisan skripsi ini.
3.
Ibu Ir. Renita Manurung, M.T selaku Koordinator Penelitian Departemen Teknik
Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
4.
Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas
Teknik, Universitas Sumatera Utara.
5.
Bapak M. Hendra S. Ginting, S.T., M.T. selaku Dosen Penguji I yang telah
memberikan saran dan masukan yang membangun dalam penulisan skripsi ini.
6.
Ibu Dr. Maulida, S.T, M.Sc. selaku Dosen Penguji II yang telah memberikan kritik
dan saran yang membangun dalam penulisan skripsi ini.
7.
Nuim Hayat, selaku partner penelitian penulis.
8.
Bapak Prof. Hanafi Ismail, yang telah banyak memberikan bantuan dalam
pelaksanaan kegiatan penelitian ini.
9.
Bapak Saharman Gea, Ph.D, yang telah memberikan bantuan dan arahan dalam
pelaksanaan kegiatan penelitian ini.
10. Abangda Adrian Hartanto, S.T, Kelvin Hadinatan, S.T., dan Elmer Surya S.T.
yang banyak membantu dalam penyelesaian kegiatan penelitian ini.
11. Rekan-rekan Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara terkhusus kepada sahabat Insinyur Bahagia yang telah memberikan
dukungan moril dan semangat kepada penulis.
12. Abang dan kakak senior, teman-teman stambuk 2012, dan adik-adik stambuk
2013 hingga 2015 yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
iv
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Marfuah Lubis
NIM : 120405103
Tempat/Tgl. Lahir : Dumai, 24 Oktober 1994
Nama orang tua : Ahmad Nasrun Lubis
Alamat orang tua :
Jalan Cendana, Dumai, Riau
Asal Sekolah
SD Negeri 003 Pangkalan Sesai Dumai, tahun 2000-2006
SMP Negeri 2 Dumai, tahun 2006-2009
SMA Negeri Binaan Khusus Dumai, tahun 2009-2012
Beasiswa yang pernah diperoleh:
1. Darmasiswa Chevron Riau 2012-2016
Pengalaman Organisasi/Kerja :
1. Asisten Laboratorium Kimia Organik Tahun 2014-2016
2. Anggota Covalen Study Group Teknik Kimia USU
3. Anggota Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia USU
Prestasi akademik/non akademik yang pernah dicapai:
1. Terpilih untuk mengikuti Olimpiade Sains Nasional tingkat propinsi
bidang Fisika pada tahun 2010.
2. Terpilih untuk mengikuti Olimpiade Sains Nasional tingkat propinsi
bidang Fisika pada tahun 2011.
v
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Ampas tebu merupakan limbah lignoselulosa yang sangat potensial dan
mengandung selulosa. Selulosa dalam ampas tebu dapat dijadikan nanokristalin
selulosa melalui proses hidrolisis dengan asam. Penelitian ini membahas tentang
ketahanan film lateks karet alam berpengisi nanokristalin selulosa dan penyerasi
alkanolamida terhadap perlakuan aging. Telah dilakukan sintesis pengisi nanokristalin
selulosa dan penyerasi alkanolamida serta pengujian sifat mekanik film lateks karet
alam setelah perlakuan aging meliputi kekuatan tarik, pemanjangan saat putus,
modulus tarik. Pembuatan film lateks karet alam melalui proses pencelupan
berkoagulan. Penelitian ini dimulai dengan proses pra-vulkanisasi lateks karet alam
pada suhu 70 oC dan diikuti dengan proses vulkanisasi pada suhu 100 oC selama 20
menit. Selajutnya dilakukan perlakuan aging pada suhu 70 oC selama 24 jam. Hasil
karakteristik TEM dan XRD pengisi nanokristalin selulosa menunjukkan nanokristalin
selulosa memiliki diameter 40-160 nm dengan kristalinitas 92,33%. Hasil pengujian
sifat-sifat mekanik menunjukkan bahwa film lateks karet alam berpengisi
nanokristalin selulosa dan penyerasi alkanolamida memiliki ketahanan yang sangat
baik terhadap perlakuan aging. Hasil uji mekanik didukung oleh analisa scanning
electron microscopy (SEM) yang menujukkan film lateks karet alam berpengisi
nanokristalin selulosa dan penyerasi alkanolamida setelah perlakuan aging memiliki
permukaan patahan dengan crack yang lebih sedikit dibandingkan film lateks karet
alam tanpa pengisi nanokristalin selulosa dan penyerasi alkanolamida.
Kata kunci : lateks karet alam, nanokristalin selulosa, ampas tebu, alkanolamida, aging
vi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Sugarcane bagasse is potential lignosellulosic waste and contains cellulose.
Cellulose from sugarcane bagasse can be derived into nanocrystalline cellulose by acid
hydrolysis process. This research studied about the ressistance of natural rubber latex
film filled with nanocrystalline cellulose and alkanolamide compatibilizer toward
aging treatment. Synthesis of nanocrystalline cellulose and alkanolamide had been
done, also mechanical testing after aging treatment such as tensile strength, elongation
at break and tensile modulus. Natural rubber latex film was produced by using
coagulant dipping method. This research was started from natural rubber latex prevulcanization at 70 oC and followed with vulcanization process at 100 oC for 20
minutes. Then, aging treatment was done at temperature 70 oC for 24 hour. The result
of TEM and XRD characteristic of nanocrystalline cellulose show diameter of
nanocrystalline celllulose was 40-160 nm with crystallinity 92,33%. The result of
mechanical properties show natural rubber latex film filled with nanocrystalline
cellulose and alkanolamide have a good ressistance of aging. The result of mechanical
properties were supported by Scanning Electron Microscopy (SEM) which showed
natural rubber latex film filled with nanocrystalline cellulose and alkanolamide
compatibilizer after aging treatment have less crack on fracture surface compared to
natural rubber latex film without nanocrystalline cellulose filler and alkanolamide
compatibilizer.
Key words : natural rubber latex, nanocrystalline cellulose, sugarcane bagasse,
alkanolamide, aging.
vii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
i
PENGESAHAN
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
iv
RIWAYAT HIDUP PENULIS
v
ABSTRAK
vi
ABSTRACT
vii
DAFTAR ISI
viii
DAFTAR GAMBAR
xiii
DAFTAR TABEL
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
xviii
DAFTAR SINGKATAN
xx
DAFTAR ISTILAH / SIMBOL
xxi
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERUMUSAN MASALAH
2
1.3 TUJUAN PENELITIAN
3
1.4 MANFAAT PENELITIAN
3
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1 LATEKS KARET ALAM
6
2.2 PEMBUATAN KOMPON LATEKS
7
2.2.1 Bahan Pemvulkanisai (Vulcanizing Agent)
7
2.2.2 Bahan Pencepat Vulkanisasi (Accelerator)
8
2.2.3 Bahan Penggiat Vulkanisasi (Activator Accelerator)
9
2.2.4 Bahan Penangkal Oksidasi (Antioxidant)
9
2.2.5 Bahan Pemantap (Stabilizer)
10
2.2.6 Bahan Pengisi (Filler)
10
viii
Universitas Sumatera Utara
2.2.7 Bahan Penyerasi (Compatibilizer)
11
2.3 AMPAS TEBU
12
2.4 SELULOSA
12
2.5 NANOKRISTALIN SELULOSA
14
2.6 ALKANOLAMIDA
16
2.7 METODE PENCELUPAN BERKOAGULAN
17
2.8 AGING
18
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
20
3.1 LOKASI PENELITIAN
20
3.2 BAHAN DAN PERALATAN
20
3.2.1 Bahan
20
3.2.1.1 Bahan yang Digunakan untuk Pembuatan Bahan
20
Penyerasi Alkanolamida
3.2.1.2 Bahan yang Digunakan untuk Pembuatan
20
Nanokristalin Selulosa
3.2.1.3 Bahan yang Digunakan untuk Pembuatan Senyawa
21
Lateks Karet Alam
3.2.2 Peralatan
21
3.2.2.1 Peralatan yang Digunakan untuk Pembuatan Bahan
21
Penyerasi Alkanolamida
3.2.2.2 Peralatan yang Digunakan untuk Pembuatan
22
Nanokristalin Selulosa
3.2.2.3 Peralatan yang Digunakan untuk Pembuatan
23
Senyawa Lateks Karet Alam
3.3 FORMULASI BAHAN
23
3.3.1 Formulasi Lateks Karet Alam dan Bahan Kuratif
3.3.2 Formulasi Dispersi Nanokristalin Selulosa dari dan
23
23
Alkanolamida
3.4 PROSEDUR PENELITIAN
24
3.4.1 Prosedur Pembuatan Bahan Penyerasi Alkanolamida
24
3.4.2 Prosedur Pembuatan Nanokristalin Selulosa
24
3.4.2.1 Prosedur Preparasi Ampas Tebu
25
ix
Universitas Sumatera Utara
3.4.2.2 Prosedur Ekstraksi α-Selulosa dari Ampas Tebu
25
3.4.2.3 Prosedur Isolasi Nanokristalin Selulosa dari α-
25
Selulosa
3.4.3 Prosedur Pendispersian Nanokristalin Selulosa dan
26
Alkanolamida
3.4.4 Prosedur Analisa Hasil Dispersi Nanokristalin Selulosa dan
26
Alkanolamida
3.4.5 Prosedur Analisa Kandungan Padatan Total (TSC) Dari
26
Lateks Karet Alam
3.4.6 Prosedur Pembuatan Senyawa Lateks Karet Alam
26
3.4.6.1 Prosedur Pra-Vulkanisasi Lateks Karet Alam
26
3.4.6.2 Prosedur Uji Kloroform pada Lateks Karet Alam Pra-
27
Vulkanisasi
3.4.6.3 Prosedur Vulkanisasi dan Pembuatan Film Lateks
27
Karet Alam
3.4.7 Prosedur Aging pada Film Lateks Karet Alam
28
3.5 FLOWCHART PERCOBAAN
29
3.5.1 Flowchart Pembuatan Bahan Penyerasi Alkanolamida
29
3.5.2 Flowchart Pembuatan Nanokristalin Selulosa
31
3.5.2.1 Flowchart Preparasi Ampas Tebu
31
3.5.2.2 Flowchart Ekstraksi α-Selulosa dari Ampas Tebu
31
3.5.2.3 Flowchart Isolasi Nanokristalin Selulosa dari α-
33
Selulosa
3.5.3 Flowchart Pendispersian Nanokristalin Selulosa dan
34
Alkanolamida
3.5.4 Flowchart Analisa Hasil Dispersi Nanokristalin Selulosa dan
35
Alkanolamida
3.5.5 Flowchart Analisa Kandungan Padatan Total (TSC) Dari
36
Lateks Karet Alam
3.5.6 Flowchart Pra-Vulkanisasi Senyawa Lateks Karet Alam
37
3.5.7 Flowchart Uji Kloroform Pada Lateks Karet Alam Pra-
38
Vulkanisasi
x
Universitas Sumatera Utara
3.5.8 Flowchart Vulkanisasi dan Pembuatan Film Lateks Karet
39
Alam
3.5.9 Flowchart Aging pada Film Lateks Karet Alam
3.6 PENGUJIAN PRODUK LATEKS KARET ALAM
40
41
3.6.1 Uji Kekuatan Tarik (Tensile Strength) Dengan ASTM D412
41
3.6.2 Karakterisasi Transmission Electron Microscope (TEM)
41
3.6.3 Karakterisasi Scanning Electron Microscope (SEM)
42
3.6.4 Karakterisasi Fourier-Transform Infra-Red (FT-IR)
42
3.6.5 Karakterisasi X-Ray Diffraction (XRD)
43
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
44
4.1 KARAKTERISTIK FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FT-IR)
BAHAN PENYERASI ALKANOLAMIDA
4.2 KARAKTERISTIK NANOKRISTALIN SELULOSA
4.2.1 Karakteristik Fourier Transform Infra Red (FT-IR)
Nanokristalin Selulosa (NCC)
4.2.2 Karakteristik Transmission Electron Microscope (TEM)
Nanokristalin Selulosa
4.2.3 Uji
Kristalinitas dengan X-Ray Diffraction (XRD)
Nanokristalin Selulosa
4.3 PENGARUH PERLAKUAN AGING PADA FILM LATEKS
KARET ALAM
4.3.1 Karakteristik Fourier Transform Infra Red (FT-IR) Film
Lateks Karet Alam
44
45
45
46
49
50
50
4.3.2 Pengaruh Perlakuan Aging Terhadap Kekuatan Tarik
(Tensile Strength) Film Lateks Karet Alam Berpengisi
52
Nanokristalin Selulosa
4.3.3 Pengaruh Pembebanan Pengisi dan Penambahan Penyerasi
Alkanolamida Terhadap Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
Film Lateks Karet Alam Berpengisi Nanokristalin Selulosa
55
Setelah Perlakuan Aging
xi
Universitas Sumatera Utara
4.3.4 Pengaruh Aging Terhadap Pemanjangan Saat Putus
(Elongation at Break) Film Lateks Karet Alam Berpengisi
57
Nanokristalin Selulosa
4.3.5 Pengaruh Pembebanan Pengisi dan Penambahan Penyerasi
Alkanolamida
terhadap
Pemanjangan
Saat
Putus
(Elongation at Break) Film Lateks Karet Alam Berpengisi
58
Nanokristalin Selulosa Setelah Perlakuan Aging
4.3.6 Pengaruh Pembebanan Pengisi dan Penambahan Penyerasi
Alkanolamida Terhadap M100 dan M300 Film Lateks Karet
Alam Berpengisi Nanokristalin Selulosa Setelah Perlakuan
60
Aging
4.3.7 Morfologi Film Lateks Karet Alam Dengan Dan Tanpa
Penambahan Pengisi Nanokristalin Selulosa dan Penyerasi
62
Alkanolamida Setelah Perlakuan Aging
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
65
5.1 KESIMPULAN
65
5.2 SARAN
66
DAFTAR PUSTAKA
67
xii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Struktur Molekul 1,4 Cis Poliisoprena
6
Gambar 2.2
Proses Crosslinking pada Molekul Karet
8
Gambar 2.3
Struktur Selulosa
12
Gambar 2.4
Penentuan
Variabel
dalam
Persamaan
dalam
16
Perhitungan Kristalinitas Suatu Bahan
Gambar 3.1
Flowchart Pembuatan Bahan Penyerasi Alkanolamida
30
Gambar 3.2
Flowchart Preparasi Ampas Tebu
31
Gambar 3.3
Flowchart Ekstraksi α-Selulosa dari Ampas Tebu
32
Gambar 3.4
Flowchart Isolasi Nanokristalin Selulosa dari α-Selulosa
33
Gambar 3.5
Flowchart Pendispersian Nanokristalin Selulosa dan
34
Alkanolamida
Gambar 3.6
Flowchart Analisa Hasil Dispersi Nanokristalin Selulosa
35
dan Alkanolamida
Gambar 3.7
Flowchart Analisa Kandungan Padatan Total (TSC) dari
36
Lateks Karet Alam
Gambar 3.8
Flowchart Pra-vulkanisasi Lateks Karet Alam
37
Gambar 3.9
Flowchart Uji Kloroform Pada Lateks Karet Alam Pra-
38
Vulkanisasi
Gambar 3.10
Flowchart Vulkanisasi dan Pembuatan Film Lateks
39
Karet Alam
Gambar 3.11
Flowchart Aging pada Film Lateks Karet Alam
40
Gambar 3.12
Sketsa Spesimen Uji Tarik ASTM D 412
41
Gambar 4.1
Karakteristik FT-IR Bahan Penyerasi Alkanolamida
44
Gambar 4.2
Karakteristik
FT-IR
Ampas
Tebu
dan
Pengisi
Nanokristalin Selulosa
Gambar 4.3
Karakteristik Transmission Electron Microscope (TEM)
dari Nanokristalin Selulosa (NCC)
45
47
xiii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4
Esterifikasi Gugus Hidroksil Oleh Ion Sulfat dari
Selulosa Hasil Perlakuan Asam Sulfat
Gambar 4.5
Karakteristik XRD dari Nanokristalin Selulosa (NCC)
dari Ampas Tebu
Gambar 4.6
48
49
Karakteristik FT-IR Film Lateks Karet Alam Dengan
dan Tanpa Penambahan Pengisi Nanokristalin Selulosa
50
dan Penyerasi Alkanolamida
Gambar 4.7
Reaksi Antara Lateks Karet Alam dengan Pengisi
Selulosa dan Bahan Kuratif
Gambar 4.8
Interaksi Antara Lateks Karet Alam dengan Pengisi
Nanokristalin Selulosa dan Penyerasi Alkanolamida
Gambar 4.9
52
52
Pengaruh Aging pada Film Lateks Karet Alam
Berpengisi Nanokristalin Selulosa (a) Tanpa Penyerasi
53
Alkanolamida dan (b) Dengan Penyerasi Alkanolamida
Gambar 4.10
Pengaruh Pembebanan
Pengisi
dan Penambahan
Penyerasi Alkanolamida Terhadap Kekuatan Tarik
(Tensile Strength) Film Lateks Karet Alam Berpengisi
55
Nanokristalin Selulosa
Gambar 4.11
Pengaruh Perlakuan Aging Terhadap Pemanjangan Saat
Putus (Elongation at Break) Film Lateks Karet Alam
Berpengisi
Nanokristalin
Selulosa
(a)
Tanpa
57
Penambahan Penyerasi Alkanolamida dan (b) Dengan
Penambahan Penyerasi Alkanolamida
Gambar 4.12
Pengaruh Pembebanan
Pengisi
dan Penambahan
Penyerasi Alkanolamid Terhadap Pemanjangan Saat
Putus (Elongation at Break) Film Lateks Karet Alam
59
Berpengisi Nanokristalin Selulosa Setelah Perlakuan
Aging
Gambar 4.13
Pengaruh Pembebanan
Pengisi
dan Penambahan
Penyerasi Alkanolamida Terhadap M100 dan M300 Film
Lateks Karet Alam Berpengisi Nanokristalin Selulosa
60
Setelah Perlakuan Aging
xiv
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.14
Morfologi Film Lateks Karet Alam Setelah Perlakuan
Aging dengan Scanning Electron Microscope (SEM)
pada Patahan Film (a) Tanpa Penambahan Pengisi
Nanokristalin Selulosa dan Penyerasi Alkanolamida, (b)
Dengan Penambahan Pengisi Nanokristalin Selulosa
63
Tanpa Alkanolamida dan (c) Dengan Penambahan
Pengisi
Nanokristalin
Selulosa
dan
Penyerasi
Alkanolamida dengan Perbesaran 5000x
Gambar L3.1
Proses Pembuatan Bahan Penyerasi Alkanolamida
77
Gambar L3.2
Proses Ekstraksi Bahan Penyerasi Alkanolamida
77
Gambar L3.3
Bahan Penyerasi Alkanolamida
78
Gambar L3.4
Alfa Selulosa dari Ampas Tebu
78
Gambar L3.5
Nanokristalin Selulosa dari Ampas Tebu
79
Gambar L3.6
Proses Pendispersian Nanokristalin Selulosa dan
Alkanolamida
79
Gambar L3.7
Bahan Kuratif Produk Lateks Karet Alam
80
Gambar L3.8
Proses Pra-Vulkanisasi Lateks Karet Alam
80
Gambar L3.9
Larutan Pembersih Plat Pencelupan Produk Lateks
81
Karet Alam
Gambar L3.10
Proses Pencelupan Lateks Karet Alam
81
Gambar L3.11
Proses Vulkanisasi Lateks Karet Alam
82
Gambar L3.12
Proses Pembedakan Film Lateks Karet Alam
82
Gambar L3.13
Film Lateks Karet Alam
83
Gambar L4.1
Hasil FT-IR Alkanolamida
84
Gambar L4.2
Hasil FTIR Ampas Tebu
84
Gambar L4.3
Hasil FTIR Nanokristalin Selulosa
85
Gambar L4.4
Hasil FTIR Film Lateks Karet Alam Setelah Perlakuan
85
Aging
Gambar L4.5
Hasil FTIR Film Lateks Karet Alam dengan Pengisi
86
Nanokristalin Selulosa Setelah Perlakuan Aging
xv
Universitas Sumatera Utara
Gambar L4.6
Hasil FTIR Film Lateks Karet Alam dengan Pengisi
86
Nanokristalin Selulosa dan Penyerasi Alkanolamida
Setelah Perlakuan Aging
xvi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1
Variabel Tetap Yang Dilakukan Dalam Penelitian
4
Tabel 1.2
Variabel Berubah Yang Dilakukan Dalam Penelitian
4
Tabel 1.3
Formulasi Larutan Dispersi Nanokristalin Selulosa dan
4
Alkanolamida
Tabel 1.4
Formulasi Lateks Karet Alam dan Bahan Kuratif
4
Tabel 3.1
Formulasi Lateks Karet Alam dan Bahan Kuratif
23
Tabel 3.2
Formulasi
Dispersi
Nanokristalin
Selulosa
dan
24
Tingkat Pematangan Lateks Karet Alam Pra-Vulkanisasi
27
Alkanolamida
Tabel 3.3
Melalui Tes Koagulasi-Kloroform
Tabel L1.1
Data Hasil Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
73
Tabel L1.2
Data Hasil Modulus Tarik Saat Pemanjangan 100%
73
(M100)
Tabel L1.3
Data Hasil Modulus Tarik Saat Pemanjangan 300%
74
(M300)
Tabel L1.4
Data Hasil Pemanjangan Saat Putus (Elongation at Break)
74
xvii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1
DATA PENELITIAN
73
L1.1 Data Hasil Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
73
L1.2 Data Hasil Modulus Tarik Saat Pemanjangan 100%
73
(M100)
L1.3 Data Hasil Modulus Tarik Saat Pemanjangan 300%
74
(M300)
L1.4 Data Hasil Pemanjangan Saat Putus (Elongation at
74
Break)
LAMPIRAN 2
CONTOH PERHITUNGAN
75
L2.1 Perhitungan Indeks Kristalinitas Dari Hasil XRD
75
L2.2 Perhitungan Diameter Kristal atau Ukuran Kristal
75
dari Hasil XRD
LAMPIRAN 3
DOKUMENTASI PENELITIAN
77
L3.1 Proses Pembuatan Bahan Penyerasi Alkanolamida
77
L3.2 Proses Ekstraksi Bahan Penyerasi Alkanolamida
77
L3.3 Bahan Penyerasi Alkanolamida
78
L3.4 Alfa Selulosa dari Ampas Tebu
78
L3.5 Nanokristalin Selulosa dari Ampas Tebu
79
L3.6 Proses Pendispersian Nanokristalin Selulosa dan
79
Alkanolamida
L3.7 Bahan Kuratif Lateks Karet Alam
80
L3.8 Proses Pra-Vulkanisasi Produk Lateks Karet Alam
80
L3.9 Larutan Pembersih Plat Pencelupan Produk Lateks
81
Karet Alam
L3.10 Proses Pencelupan Lateks Karet Alam
81
L3.11 Proses Vulkanisasi Lateks Karet Alam
82
L3.12 Proses Pembedakan Film Lateks Karet Alam
82
L3.13 Film Lateks Karet Alam
83
xviii
Universitas Sumatera Utara
LAMPIRAN 4
HASIL PENGUJIAN LABORATORIUM ANALISIS
84
DAN INSTRUMEN
L4.1 Hasil FTIR Alkanolamida
84
L4.2 Hasil FTIR Ampas Tebu
84
L4.3 Hasil FTIR Nanokristalin Selulosa
85
L4.4 Hasil FTIR Film Lateks Karet Alam Setelah
85
Aging
L4.5 Hasil FTIR Film Lateks Karet Alam
86
L4.6 Hasil FTIR Film Lateks Karet Alam
86
xix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
ASTM
American Standard Testing Method
BSK
Bagian Per Seratus Karet
FTIR
Fourier Transform Infra-Red
ISO
International Standard Organization
NCC
Nanokristalin Selulosa
RBDPS
Refined Bleached Deodorized Palm Stearin
SEM
Scanning Electron Microscope
TEM
Transmission Electron Microscope
XRD
X-Ray Diffraction
xx
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISTILAH/SIMBOL
Simbol
Keterangan
Dimensi
Ao
luas penampang awal
mm2
B
full width at half maximum
-
F maks
beban maksimum
kgf
K
Konstanta Schrerrer
-
L
diameter kristal atau ukuran kristal
nm
σ
kekuatan tarik
kgf/mm2
λ
panjang gelombang
1/cm
xxi
Universitas Sumatera Utara