Pengaruh Waktu Vulkanisasi Pada Pembuatan Produk Film Lateks Karet Alam Berpengisi Selulosa Mikrokristalin dari Tepung Kulit Singkong Dengan Penambahan Penyerasi Alkanolamida

BAB I
PENDAHULUAN

1.1

LATAR BELAKANG
Dewasa ini, Produk lateks karet alam seperti sarung tangan, selang, ban dan

alat-alat instrumen listrik telah banyak membantu dalam kehidupan sehari-hari dan
juga karena sifat fleksibilitas dan elastisitasnya yang sangat baik dibandingkan bahan
polimer yang lain [1]. Lateks karet alam adalah polimer alam dari isoprena, biasanya
cis-1,4-poliisoprena. Lateks karet alam memiliki sifat yang baik seperti, kemampuan
pembentukan film, elastisitas dan kelenturannya. Lateks karet alam biasanya
diperkuat dengan berbagai pengisi yang berbeda yang memiliki perbedaan ukuran
partikel dan energi permukaan untuk meningkatan sifat kekuatan mekaniknya untuk
di aplikasikan sebagai sarung tangan, selang, tapak ban, alat-alat medik dan alat-alat
listrik [2-4].
Pembuatan komposit lateks karet alam berpengisi selulosa sebagai penganti
karbon hitam dan silika telah banyak menarik perhatian karena sifat spesifik yang
dimilikinya, seperti kelimpahannya, biaya yang rendah, dapat diperbaharui dan
bersifat biodegradasi [4].

Komposit lateks karet alam dibuat dengan menggunakan lateks karet alam
sebagai matriks dan penambahan pengisi anorganik ataupun organik. Beberapa
pengisi organik yang digunakan dalam produk lateks karet alam antara lain protein
kedelai [3], kitosan [2], keratin [5], Selulosa Mikrokristalin dari kapas [6] dan
nanokristalin selulosa dari jerami padi [7]. Pengisi anorganik yang juga digunakan
dalam produk lateks karet alam antara lain kalsium bentonit [8], silika [9], dan oksida
grafena [10]. Adapun penambahan dari bahan pengisi tersebut akan menghasilkan
bahan dengan kekuatan mekanik yang baik, bersifat biokompatibilitas, dan
meningkatkan laju degradasi pada produk lateks karet alam [2,4,6].
Selama ini limbah kulit singkong dari industri masih dibuang begitu saja
sebagai sampah, untuk waktu jangka panjang limbah tersebut dapat menyebabkan
pencemaran lingkungan, oleh karena itu dalam penelitian ini dilakukan pengolahan
limbah kulit singkong menjadi Selulosa Mikrokristalin. Penelitian mengenai
pemanfaatan limbah kulit singkong telah pernah dilakukan seperti pembuatan karbon

1
Universitas Sumatera Utara

aktif dari limbah kulit singkong [11]. Kandungan selulosa dalam limbah kulit
singkong mencapai 37,9%, sehingga dapat digunakan sebagai bahan baku untuk

mensintesa Selulosa Mikrokristalin yang dapat digunakan sebagai pengisi organik
[12].
Selulosa adalah polimer alam yang paling melimpah, yang terdiri daerah amorf
dan kristalin. Selulosa kristalin lebih dipilih sebagai pengisi daripada selulosanya
karena selulosa kristalin mempunyai susunan kristalin yang teratur sehingga lebih
kuat. Selulosa Mikrokristalin (MCC) adalah selulosa kristalin yang berasal dari hasil
hidrolisis selulosa dengan asam kuat. Kegunaan hidrolisis asam adalah untuk
menghilangkan daerah amorf dari selulosa. Hidrolisis asam biasanya menggunakan
asam sulfat atau asam klorida [7,13].
Pembuatan produk lateks alam berpengisi Selulosa Mikrokristalin terdapat
kendala dimana sifat pengisi Selulosa Mikrokristalin yang polar dan hidrofilik dan
sifat lateks karet alam yang nonpolar dan hifrofobik yang menyebabkan keduanya
kurang serasi [6].
Oleh karena itu, pada penelitian ini diperlukan penambahan bahan penyerasi
berupa surfaktan organik untuk memodifikasi pengisinya sehingga dapat berikatan
lebih baik dengan matriks, 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
molekul-molekul alkanolamida tersebut memiliki sifat polar dan non polar. Rantai
hidrokarbon yang panjang bersifat non polar sedangkan gugus amidanya bersifat
sangat polar [14]. Oleh karena itu, alkanolamida memiliki potensi yang baik untuk
digunakan sebagai bahan penyerasi pada produk lateks karet alam dengan pengisi
Selulosa Mikrokristalin.
Beberapa surfaktan organik yang pernah digunakan dalam penelitian yaitu
bis(3-triethyoxysilylpropyl)disulfide [13] dan benzoly peroxide (BPO) [15]. Bai
(2009) meneliti bahwa penambahan bis(3-triethyoxysilylpropyl)disulfide akan

2
Universitas Sumatera Utara

meningkatkan ikatan antarmuka pengisi dengan matriks. Prompunjai dan Waranyou
(2010) meneliti bahwa penambahan dari benzoly peroxide akan meningkatkan ikatan
antara pengisi dengan lateks karet alam sehingga dapat meningkatkan sifat mekanik

dari komposit [15].
Dalam pembuatan produk lateks karet alam, selain sifat bahan pengisi dan
bahan kuratif, waktu vulkanisasi berperan dalam terbentuknya ikatan sambung silang
oleh agen vulkanisasi dan berpengaruh terhadap sifat mekanik produk yang
dihasilkan. Sasidharan, et al (2005) meneliti pengaruh waktu vulkanisasi pada
produk lateks karet alam. Hasil penelitian yang diperoleh semakin lama waktu
vulkanisasi dapat meningkatkan sifat mekanik dari produk lateks karet alam [16].
Berdasarkan uraian di atas, Selulosa Mikrokristalin dari tepung kulit singkong
memiliki potensi sebagai pengisi karena dapat diperbaharui, bersifat biodegradasi
dan merupakan salah satu pemanfaatan limbah. Penggunaan bahan penyerasi
alkanolamida juga diharapkan dapat meningkatkan interaksi antarfasa antara matriks
lateks karet alam dengan pengisi Selulosa Mikrokristalin dari tepung kulit singkong.
Pada penelitian ini, pengaruh waktu vulkanisasi dan penambahan penyerasi
alkanolamida terhadap sifat mekanik dan karakteristik dari produk lateks karet alam
akan diteliti.
1.2

PERUMUSAN MASALAH
Dalam penelitian ini yang menjadi permasalahan adalah :


1.

Pengaruh variasi alkanolamida terhadap sifat-sifat mekanik film lateks karet
alam berpengisi Selulosa Mikrokristalin dari tepung kulit singkong.

2.

Pengaruh waktu vulkanisasi terhadap sifat-sifat mekanik film lateks karet alam
berpengisi Selulosa Mikrokristalin dari tepung kulit singkong.

1.3

TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan variasi alkanolamida dan waktu

vulkanisasi terbaik terhadap sifat-sifat mekanik film lateks karet alam berpengisi
Selulosa Mikrokristalin dari tepung kulit singkong seperti densitas sambung silang
(crosslink density), kekuatan tarik (tensile strength), pemanjangan saat putus
(elongation at break), dan modulus tarik (tensile modulus) serta ditunjukkan oleh


3
Universitas Sumatera Utara

karakteristik Fourier Transform Infra-Red (FTIR) dan didukung oleh analisa
Scanning Electron Microscope (SEM).

1.4

MANFAAT PENELITIAN
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut :

1.

Salah satu alternatif untuk meminimalkan pencemaran lingkungan yang
diakibatkan limbah padat kulit singkong yang dihasilkan oleh industri rumah
tangga.

2.

Pemanfaatan tepung kulit singkong menjadi Selulosa Mikrokristalin sebagai

bahan pengisi organic pada film lateks karet alam.

3.

Memberikan informasi tambahan bagi dunia industri tentang pemanfaatan
lanjutan limbah padat kulit singkong.

4.

Memberikan informasi terutama dalam bidang rekayasa teknologi tentang
pengaruh variasi alkanolamida pada produk lateks karet alam sehingga dapat
diketahui variasi alkanolamida terbaik.

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.

Mikokristalin selulosa yang disintesai dari kulit singkong yang telah
dikeringkan dan dihancurkan hingga berukuran 100 mesh (150 µm).

4.

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


4
Universitas Sumatera Utara

Variabel-variabel yang dilakukan dalam penelitian ini adalah :
Tabel 1.1 Variabel Tetap Yang Dilakukan Dalam Penelitian
No
1
2
3
4

Variabel
Filler loading
Ukuran partikel Selulosa Mikrokristalin dari tepung kulit
singkong
Suhu pra-vulkanisasi
Suhu vulkanisasi

Keterangan

10%
100 mesh
70 °C
100 °C

Tabel 1.2 Variabel Berubah Yang Dilakukan Dalam Penelitian
No
1
2

Variabel
Keterangan
Waktu vulkanisasi
10 menit, 20 menit
Alkanolamida
0%; 0,5%; 1%; 1,5%; 2%; 2,5%
Formulasi larutan dispersi Selulosa Mikrokristalin dan alkanolamida yang

digunakan dalam penelitian ini adalah :
Tabel 1.3 Formulasi Larutan Dispersi Tepung Kulit Singkong dan Alkanolamida

Bahan
Selulosa Mikrokristalin
Alkanolamida
Air

10
0
90

Persentase (%)
10
10
10
1
1,5
2
89
88,5
88

10
0,5
89,5

10
2,5
87,5

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

Kadar (phr)
100
1,8
1,8
0,5
1,2
1,8

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

Analisa pH dan amilum dengan standar USP XXI di Laboratorium Lateks,
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

2.

Analisa Scanning Electron Microscopy (SEM) di Laboratorium Scanning
Electron Microscope (SEM), Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam, Institut Teknologi Bandung.
5
Universitas Sumatera Utara

3.

Karakterisasi Fourier Transform Infra Red (FTIR) di Laboratorium Penelitian,
Fakultas Farmasi, Universitas Sumatera Utara.

4.

Analisa X-Ray Diffraction (XRD) di Pusat Sains dan Teknologi Bahan Maju
(PSTBM) – BATAN, Kawasan Puspitek Serpong, Tangerang Selatan.
Uji-uji yang dilakukan pada produk film lateks karet alam berpengisi Selulosa

Mikrokristalin dengan penyerasi alkanolamida 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.

2.

Uji densitas sambung silang (crosslink density) dengan standar internasional
ASTM D471.

3.

Analisa Scanning Electron Microscopy (SEM) di Laboratorium Scanning
Electron Microscope (SEM), Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam, Institut Teknologi Bandung.

4.

Karakterisasi Fourier Transform Infra Red (FTIR) di Laboratorium Penelitian,
Fakultas Farmasi, Universitas Sumatera Utara.

6
Universitas Sumatera Utara

Dokumen yang terkait

Pengaruh Suhu Vulkanisasi Pada Pembuatan Produk Film Lateks Karet Alam Berpengisi Tepung Kulit Singkong Termodifikasi Penyerasi Alkanolamida

3 50 110

Pengaruh Suhu Vulkanisasi dan Pembebanan Selulosa Mikrokristalin dari Tepung Kulit Singkong dengan Penambahan Alkanolamida sebagai Bahan Penyerasi Alkanolamida pada Pembuatan Film Lateks Karet Alam

1 24 127

Pengaruh Waktu Vulkanisasi Pada Pembuatan Produk Film Lateks Karet Alam Berpengisi Selulosa Mikrokristalin dari Tepung Kulit Singkong Dengan Penambahan Penyerasi Alkanolamida

8 26 116

Pengaruh Waktu Vulkanisasi Pada Pembuatan Produk Film Lateks Karet Alam Berpengisi Selulosa Mikrokristalin dari Tepung Kulit Singkong Dengan Penambahan Penyerasi Alkanolamida

0 0 23

Pengaruh Waktu Vulkanisasi Pada Pembuatan Produk Film Lateks Karet Alam Berpengisi Selulosa Mikrokristalin dari Tepung Kulit Singkong Dengan Penambahan Penyerasi Alkanolamida

0 0 2

Pengaruh Waktu Vulkanisasi Pada Pembuatan Produk Film Lateks Karet Alam Berpengisi Selulosa Mikrokristalin dari Tepung Kulit Singkong Dengan Penambahan Penyerasi Alkanolamida

0 0 17

Pengaruh Waktu Vulkanisasi Pada Pembuatan Produk Film Lateks Karet Alam Berpengisi Selulosa Mikrokristalin dari Tepung Kulit Singkong Dengan Penambahan Penyerasi Alkanolamida

0 1 7

Pengaruh Waktu Vulkanisasi Pada Pembuatan Produk Film Lateks Karet Alam Berpengisi Selulosa Mikrokristalin dari Tepung Kulit Singkong Dengan Penambahan Penyerasi Alkanolamida

0 0 15

Pengaruh Suhu Vulkanisasi Pada Pembuatan Produk Film Lateks Karet Alam Berpengisi Tepung Kulit Singkong Termodifikasi Penyerasi Alkanolamida

0 0 6

Pengaruh Suhu Vulkanisasi Pada Pembuatan Produk Film Lateks Karet Alam Berpengisi Tepung Kulit Singkong Termodifikasi Penyerasi Alkanolamida

0 0 25