Pengaruh Penambahan Nanokristal Selulosa Tandan Kosong Sawit (Elaeis guineens Jack) Terhadap Morfologi dan Sifat Mekanik Produk Lateks Karet Alam
PENGARUH PENAMBAHAN NANOKRISTAL SELULOSA
TANDAN KOSONG SAWIT(Elaeis guineensis Jack)
TERHADAP MORFOLOGI DAN SIFAT
MEKANIK PRODUK LATEKS
KARET ALAM
SKRIPSI
SISKA YULIANI
110802014
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH PENAMBAHAN NANOKRISTAL SELULOSA
TANDAN KOSONG SAWIT(Elaeis guineensis Jack)
TERHADAP MORFOLOGI DAN SIFAT
MEKANIK PRODUK LATEKS
KARET ALAM
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
SISKA YULIANI
110802014
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: Pengaruh Penambahan Nanokristal Selulosa
Tandan Kosong Sawit (Elaeis guineens
Jack) Terhadap Morfologi dan Sifat
Mekanik Produk Lateks Karet Alam
: Skripsi
: Siska Yuliani
: 110802014
: Sarjana (S1) Kimia
: Kimia
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Juli 2015
Komisi Pembimbing:
Pembimbing 2,
Pembimbing 1,
Saharman Gea, PhD
NIP.19 6811101999031001
Dr. Marpongahtun,. M.Sc
NIP.196111151988032002
Disetujui oleh
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua,
Dr. Rumondang Bulan Nst,MS
NIP. 195408301985032001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PENGARUH PENAMBAHAN NANOKRISTAL SELULOSA
TANDAN KOSONG SAWIT(Elaeis guineensis Jack)
TERHADAP MORFOLOGI DAN SIFAT
MEKANIK PRODUK LATEKS
KARET ALAM
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan
dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan,
Juli 2015
SISKA YULIANI
110802014
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Bismillahirrahmanirrahiim,
Puji dan syukur senantiasa penulis ucapkan kepada Allah SWT karena berkat rahmat
dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Shalawat
beriring salam penulis haturkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW, semoga kita
mendapat syafaatnya kelak di hari akhir nanti.
Penghargaan yang tinggi kepada orang tua tercinta, Ayahanda Syarifuddin
dan Ibunda Erwanis, terima kasih atas segala doa, kasih sayang, pengorbanan, cinta,
dukungan, dan kepercayaan yang tiada terkira kepada penulis. Kepada saudara
saudari penulis Yunardi, Fitri Dayanti, Yetti Marni, Mulyadi, Novarisa Mayenti dan
Rani Salsabila semoga kita semua bisa menjadi anak yang berbakti dan selalu bisa
mengukir senyum di wajah kedua orang tua kita. Aamiin. Kepada seluruh keluarga,
terima kasih atas segala doa dan dukungannya.
Terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Dr. Marpongahtun,.M.Sc selaku dosen
pembimbing I dan Bapak Saharman Gea, Ph.D selaku dosen pembimbing II yang
telah memberi arahan, bimbingan, masukan, dan saran sehingga skripsi ini dapat
terselesaikan dengan baik. Terima kasih juga kepada Ibu Dr. Rumondang Bulan
Nasution, MS dan kepada Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku ketua dan
sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU. Kepada Bapak Dr. Darwin Yunus
Nasution, MS selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan saran dan
motivasi selama masa perkuliahan. Terima kasih juga kepada seluruh Bapak dan Ibu
Dosen Departemen Kimia yang telah memberikan ilmunya kepada penulis selama
pendidikan.
Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada sahabat-sahabat yang telah
memberikan arti persahabatan yang tak akan terlupakan, rekan-rekan stambuk 20102014, terima kasih atas persaudaraan selama ±4 tahun ini. dan terima kasih kepada
seluruh asisten Laboratorium Ilmu Dasar FMIPA USU. Kepada teman-teman
seperjuangan stambuk 2011, terima kasih atas kebersamaannya selama ini dalam
menjalani perkuliahan.
Semoga Allah senantiasa mengabulkan doa kita dan membalas segala
kebaikan yang telah diberikan kepada penulis. Aamiin Ya Rabbal ‘Alamiin.
Penulis
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH PENAMBAHAN NANOKRISTAL SELULOSA
TANDAN KOSONG SAWIT(Elaeis guineensis Jack)
TERHADAP MORFOLOGI DAN SIFAT
MEKANIK PRODUK LATEKS
KARET ALAM
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian mengenai pengaruh penambahan nanokristal selulosa
(NKS) yang diisolasi dari tandan kosong sawit (TKS) terhadap morfologi dan sifat
mekanik produk lateks alam. Penelitian ini dilakukan dalam tiga tahap yaitu isolasi αselulosa dari TKS yang dilanjutkan dengan proses isolasi NKS dari α-selulosa dengan
menggunakan H 2 SO 4 48,84 % pada suhu 450C selama 25 menit dan kemudian
pembuatan kompon lateks alam dengan variasi bahan pengisi NKS 0 phr, 0,6 phr, 1,2
phr, 1,8 phr, 2,4 phr, dan 3,0 phr. Pembuatan produk lateks alam dilakukan dengan
menuangkan kompon ke dalam cetakan yang kemudian di vulkanisasi pada suhu
1200C selama 30 menit. Lembaran produk lateks alam yang dihasilkan dikarakterisasi
sifat mekanik dengan uji tarik dan analisa morfologi permukaan dengan SEM.
Berdasarkan hasil uji tarik lembaran produk lateks alam yang optimum adalah pada
penambahan 1,2 phr nanokristal selulosa dengan nilai uji tarik, regangan dan modulus
Young’s masing-masing 3,771 MPa, 877% dan 0,430 MPa. Analisis morfologi
permukaan menunjukkan penyebaran NKS secara homogen.
Kata kunci : Lateks pekat, NKS, produk lateks karet alam, sifat mekanik
Universitas Sumatera Utara
THE EFFECT OF ADDITION OF NANOCRYSTAL CELLULOSE
EMPTY PALM BUNCHES (Elaeis guineensis Jack) ON
MORPHOLOGY AND MECHANICAL
PROPERTIES OF PRODUCT OF
NATURAL LATEX
ABSTRACT
The research about effect of addition of nanocrystal cellulose (NCC) isolated from
empty palm bunches (EPB) on morphology and mechanical properties of product of
natural latex. This research was carried out in three step : i.e isolation of α-cellulose
from EPB, followed by isolation NCC from α-cellulose using H 2 SO 4 48,84 % at
450C for 25 minutes and manufacture of latex compound with varying filler NCC 0
phr, 0,6 phr, 1,2 phr, 1,8 phr, 2,4 phr, and 3,0 phr. Manufacture product natural
rubber made with pour compound followed by vulcanized at 120 0C for 30 minutes.
The sheet product natural rubber produced later characterized his mechanical
properties through tensile test and surface morphology analysis by SEM. The
optimum value of the tensile test result of sheet product natural rubber was at the
addition of 1,2 phr of nanocrytal cellulose with values of tensile test, elongation
break, and Young’s modulus respectively 3,771 MPa, 877% and 0,430 MPa. Surface
morphology analysis shows the spread NCC was homogen.
Keyword : Concentrated latex, NCC, product of natural latex, mechanical
properties
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan
ii
Pernyataan
iii
Penghargaan
iv
Abstrak
v
Abstract
vi
Daftar Isi
vii
Daftar Tabel
x
Daftar Gambar
xi
Daftar Singkatan
xii
Daftar Lampiran
xiii
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1
1.2. Perumusan Masalah
4
1.3. Pembatasan Masalah
4
1.4. Tujuan Penelitian
4
1.5. Manfaat Penelitian
5
1.6. Lokasi Penelitian
5
1.7. Metodologi Penelitian
5
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Lateks Alam
2.1. Tanaman Karet
9
9
2.2. Komposisi Lateks
10
2.2. Pembuatan Kompon Karet
12
2.2.1. Bahan Vulkanisasi
12
2.2.2. Bahan Pemercepat Reaksi
13
Universitas Sumatera Utara
BAB 3
2.2.3. Bahan Antioksidan
15
2.2.4. Bahan Pemantap (Stabilizer)
15
2.2.5. Bahan Pengisi
15
2.3. Tandan Kosong Sawit
16
2.4. Selulosa
18
2.5. Nanokristal Selulosa
20
2.6. Nanokomposit
22
2.7. Teknik Pencetakan
23
2.8. Uji Karakteristik
24
2.8.1. Transmission Electron Microscopy (TEM)
24
2.8.2. Spectroscopi Fourier Transform Infrared
25
2.8.3. Uji Kekuatan Tarik
25
2.8.4. Scanning Electron Microscopy
27
2.8.5. Uji Swelling Indeks
28
METODE PENELITIAN
3.1. Alat- alat
29
3.2. Bahan
30
3.3. Prosedur Penelitian
31
3.3.1. Pembuatan Reagen
31
3.3.1.1. Pembuatan Larutan HNO 3 3,5%
31
3.3.1.2. Pembuatan Larutan NaOH 2%
31
3.3.1.3. Pembuatan Larutan Na 2 SO 3 2%
31
3.3.1.4. Pembuatan Larutan NaOCl 1,75%
31
3.3.1.5. Pembuatan Larutan NaOH 17,5%
31
3.3.1.6. Pembuatan Larutan H 2 O 2 10%
32
3.3.1.7. Pembuatan Larutan H 2 SO 4 48,84%
32
3.3.1.8. Pembuatan Sulfur 55%
32
3.3.1.9. Pembuatan Wingstay 55%
32
3.3.1.10. Pembuatan ZnO 60%
32
Universitas Sumatera Utara
3.3.1.11. Pembuatan ZDBC 50%
33
3.3.2. Preparasi Serbuk TKS
33
3.3.3. Isolasi α-selulosa dari TKS
33
3.3.4. Isolasi nanokristal selulosa dari α-selulosa
34
3.3.5. Pembuatan Produk Lembaran Lateks Alam
34
3.3.5.1. Pembersihan Plat Pencetak
34
3.3.5.2 Pencetakan Produk Lembaran Lateks Alam
34
3.3.6. Analisa Gugus Fungsi Dengan Spektroskopi FTIR
35
3.3.7. Uji Morfologi menggunakan TEM
36
3.3.8. Analisa Morfologi Dengan SEM
36
3.3.9. Uji Kekuatan Tarik
37
3.3.10.Swelling Indeks
37
3.4. Bagan Penelitian
BAB 4
38
3.4.1. Preparasi Serbuk TKS
38
3.4.2. Isolasi α-selulosa dari TKS
39
3.4.3. Isolasi nanokristal selulosa dari α-selulosa
40
3.4.4. Pembersihan Plat Pencetak
40
3.4.5. Pencetakan Produk Lembaran Lateks Alam
41
3.4.6. Karakterisasi Produk Lembaran Lateks Alam
41
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
42
4.1.1. Hasil Isolasi α-selulosa dari TKS
42
4.1.2. Hasil Isolasi nanokristal selulosa dari α-selulosa
43
4.1.3. Produk Lembaran Lateks Alam
43
4.1.4. Hasil Analisa Gugus Fungsi dengan FTIR
44
4.1.5. Hasil Analisa Morfologi dengan TEM
45
4.1.6. Hasil Pengujian Kandungan Padatan Total (TSC%)
46
4.1.7. Hasil Pengujian Swelling Indeks
47
4.1.8. Hasil Analisa Sifat Mekanik Produk Lembaran Lateks
48
Universitas Sumatera Utara
Alam
4.2. Pembahasan
49
4.2.1. Isolasi α-selulosa dari TKS
49
4.2.2. Isolasi nanokristal selulosa dari α-selulosa
50
4.2.3. Analisa Gugus Fungsi dengan FTIR
52
4.2.4. Analisis Morfologi Menggunakan TEM
52
4.2.4. Pengujian Swelling Indeks dan TSC
53
4.2.5. Analisa Sifat Mekanik Produk Lembaran Lateks
54
Alam
4.2.6. Analisa Morfologi dengan SEM
BAB 5
55
KESIMPULAN Dan SARAN
56
5.1. Kesimpulan
56
5.2. Saran
56
Daftar Pustaka
Lampiran
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
Tabel
2.1
Komposisi Kimia Lateks
10
2.2
Komposisi Kimia Tandan Kosong Sawit
17
3.1
Formula Kompon dengan Variasi NKS
34
4.1
Daerah Absorbansi untuk Gugus Fungsi dari α-selulosa dan
44
Nanokristal selulosa (NKS)
4.2
Nilai TSC% Sesudah Maturasi
45
4.3
Nilai Swelling Indeks Lembaran Produk Lateks Alam
46
Pravulkanisasi dan Setelah Maturasi
4.4
Nilai Kekuatan Tarik, Modulus Young’s, dan Regangan dari
47
Lembaran Produk Lateks Alam
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
Gambar
2.1
Struktur Karet Alam Cis-1,4-Poliisoprena
9
2.2
Reaksi Vulkanisasi Karet Alam
13
2.3
Struktur Bahan Pemercepat Reaksi
14
2.4
Struktur Selulosa
18
2.5
Uji tarik berdasarkan ASTM D 638 tipe IV
26
4.1
(a) Serat TKS yang telah dihaluskan (b) α-selulosa yang
42
diisolasi dari TKS
4.2
Nanokristal Selulosa
43
4.3
Produk Lembaran Lateks Alam
43
4.4
Spektrum FTIR dari α-Selulosa dan NKS
44
4.5
Hasil Analisis
45
Morfologi Nanokristal Selulosa
Menggunakan TEM
4.6
Raksi Lignin dengan Gugus Hidroksil dari NaOH
50
4.7
Reaksi Hidrolisis α-selulosa dengan H 2 SO 4
51
4.8
Grafik Nilai Swelling Indeks
53
4.9
Morfologi
55
SEM Lembaran Lateks Tanpa Pengisi
dengan Pembesaran 500x dan lembaran dengan bahan
pengisi 1,2 phr
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Judul
Halaman
Lampiran
1
Proses Pembuatan α-Selulosa hingga Pembuatan Produk
63
KLateks Alam
2
Analisa Ukuran Partikel NKS Menggunakan TEM
66
3
Hasil Analisa Sifat Mekanik
67
4
Analisa Morfologi Produk Lembaran Lateks Alam dengan
69
dengan Penambahan 1,2 phr NKS dengan SEM
5
Analisa Morfologi Lembaran Produk Lateks Alam t Tanpa
70
Pengisi dengan SEM
6
Spektrum FTIR dari α-Selulosa
71
7
Spektrum FTIR dari NKS
72
8
Tabel Spesifikasi Mutu Lateks Pekat
73
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG
Singkatan
Nama
ASTM
American Standart for Testing and Material
CBS
N-Cyclohxylbenzothiazole
EPB
Empty Palm Bunches
FTIR
Spektroskopi Fourier Transform InfraRed
HA
High Ammoniac
MBS
2-morpholinthiobenzothiazole
MBT
2-mercaptobenzothiazole
MBTS
2,2-mercaptodithiobenzothiazole
NKS
Nanokristal Selulosa
Phr
Part per Hundred Rubber
SEM
Scanning Electron Microscopy
TEM
Transmission Electron Microscopy
TMTD
Tetramethylthiuram disulfide
TSC
Total Solid Content
TKS
Tandan Kosong Sawit
ZDBC
Zinc dibuthyl dithio carbamate
ZDEC
Zinc diethyl dithio carbamate
ZMDC
Zinc dimethyl dithio carbamate
Universitas Sumatera Utara
TANDAN KOSONG SAWIT(Elaeis guineensis Jack)
TERHADAP MORFOLOGI DAN SIFAT
MEKANIK PRODUK LATEKS
KARET ALAM
SKRIPSI
SISKA YULIANI
110802014
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH PENAMBAHAN NANOKRISTAL SELULOSA
TANDAN KOSONG SAWIT(Elaeis guineensis Jack)
TERHADAP MORFOLOGI DAN SIFAT
MEKANIK PRODUK LATEKS
KARET ALAM
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
SISKA YULIANI
110802014
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN
Judul
Kategori
Nama
Nomor Induk Mahasiswa
Program Studi
Departemen
Fakultas
: Pengaruh Penambahan Nanokristal Selulosa
Tandan Kosong Sawit (Elaeis guineens
Jack) Terhadap Morfologi dan Sifat
Mekanik Produk Lateks Karet Alam
: Skripsi
: Siska Yuliani
: 110802014
: Sarjana (S1) Kimia
: Kimia
: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Disetujui di
Medan, Juli 2015
Komisi Pembimbing:
Pembimbing 2,
Pembimbing 1,
Saharman Gea, PhD
NIP.19 6811101999031001
Dr. Marpongahtun,. M.Sc
NIP.196111151988032002
Disetujui oleh
Departemen Kimia FMIPA USU
Ketua,
Dr. Rumondang Bulan Nst,MS
NIP. 195408301985032001
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
PENGARUH PENAMBAHAN NANOKRISTAL SELULOSA
TANDAN KOSONG SAWIT(Elaeis guineensis Jack)
TERHADAP MORFOLOGI DAN SIFAT
MEKANIK PRODUK LATEKS
KARET ALAM
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan
dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan,
Juli 2015
SISKA YULIANI
110802014
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Bismillahirrahmanirrahiim,
Puji dan syukur senantiasa penulis ucapkan kepada Allah SWT karena berkat rahmat
dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Shalawat
beriring salam penulis haturkan kepada Nabi Besar Muhammad SAW, semoga kita
mendapat syafaatnya kelak di hari akhir nanti.
Penghargaan yang tinggi kepada orang tua tercinta, Ayahanda Syarifuddin
dan Ibunda Erwanis, terima kasih atas segala doa, kasih sayang, pengorbanan, cinta,
dukungan, dan kepercayaan yang tiada terkira kepada penulis. Kepada saudara
saudari penulis Yunardi, Fitri Dayanti, Yetti Marni, Mulyadi, Novarisa Mayenti dan
Rani Salsabila semoga kita semua bisa menjadi anak yang berbakti dan selalu bisa
mengukir senyum di wajah kedua orang tua kita. Aamiin. Kepada seluruh keluarga,
terima kasih atas segala doa dan dukungannya.
Terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Dr. Marpongahtun,.M.Sc selaku dosen
pembimbing I dan Bapak Saharman Gea, Ph.D selaku dosen pembimbing II yang
telah memberi arahan, bimbingan, masukan, dan saran sehingga skripsi ini dapat
terselesaikan dengan baik. Terima kasih juga kepada Ibu Dr. Rumondang Bulan
Nasution, MS dan kepada Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku ketua dan
sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU. Kepada Bapak Dr. Darwin Yunus
Nasution, MS selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan saran dan
motivasi selama masa perkuliahan. Terima kasih juga kepada seluruh Bapak dan Ibu
Dosen Departemen Kimia yang telah memberikan ilmunya kepada penulis selama
pendidikan.
Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada sahabat-sahabat yang telah
memberikan arti persahabatan yang tak akan terlupakan, rekan-rekan stambuk 20102014, terima kasih atas persaudaraan selama ±4 tahun ini. dan terima kasih kepada
seluruh asisten Laboratorium Ilmu Dasar FMIPA USU. Kepada teman-teman
seperjuangan stambuk 2011, terima kasih atas kebersamaannya selama ini dalam
menjalani perkuliahan.
Semoga Allah senantiasa mengabulkan doa kita dan membalas segala
kebaikan yang telah diberikan kepada penulis. Aamiin Ya Rabbal ‘Alamiin.
Penulis
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH PENAMBAHAN NANOKRISTAL SELULOSA
TANDAN KOSONG SAWIT(Elaeis guineensis Jack)
TERHADAP MORFOLOGI DAN SIFAT
MEKANIK PRODUK LATEKS
KARET ALAM
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian mengenai pengaruh penambahan nanokristal selulosa
(NKS) yang diisolasi dari tandan kosong sawit (TKS) terhadap morfologi dan sifat
mekanik produk lateks alam. Penelitian ini dilakukan dalam tiga tahap yaitu isolasi αselulosa dari TKS yang dilanjutkan dengan proses isolasi NKS dari α-selulosa dengan
menggunakan H 2 SO 4 48,84 % pada suhu 450C selama 25 menit dan kemudian
pembuatan kompon lateks alam dengan variasi bahan pengisi NKS 0 phr, 0,6 phr, 1,2
phr, 1,8 phr, 2,4 phr, dan 3,0 phr. Pembuatan produk lateks alam dilakukan dengan
menuangkan kompon ke dalam cetakan yang kemudian di vulkanisasi pada suhu
1200C selama 30 menit. Lembaran produk lateks alam yang dihasilkan dikarakterisasi
sifat mekanik dengan uji tarik dan analisa morfologi permukaan dengan SEM.
Berdasarkan hasil uji tarik lembaran produk lateks alam yang optimum adalah pada
penambahan 1,2 phr nanokristal selulosa dengan nilai uji tarik, regangan dan modulus
Young’s masing-masing 3,771 MPa, 877% dan 0,430 MPa. Analisis morfologi
permukaan menunjukkan penyebaran NKS secara homogen.
Kata kunci : Lateks pekat, NKS, produk lateks karet alam, sifat mekanik
Universitas Sumatera Utara
THE EFFECT OF ADDITION OF NANOCRYSTAL CELLULOSE
EMPTY PALM BUNCHES (Elaeis guineensis Jack) ON
MORPHOLOGY AND MECHANICAL
PROPERTIES OF PRODUCT OF
NATURAL LATEX
ABSTRACT
The research about effect of addition of nanocrystal cellulose (NCC) isolated from
empty palm bunches (EPB) on morphology and mechanical properties of product of
natural latex. This research was carried out in three step : i.e isolation of α-cellulose
from EPB, followed by isolation NCC from α-cellulose using H 2 SO 4 48,84 % at
450C for 25 minutes and manufacture of latex compound with varying filler NCC 0
phr, 0,6 phr, 1,2 phr, 1,8 phr, 2,4 phr, and 3,0 phr. Manufacture product natural
rubber made with pour compound followed by vulcanized at 120 0C for 30 minutes.
The sheet product natural rubber produced later characterized his mechanical
properties through tensile test and surface morphology analysis by SEM. The
optimum value of the tensile test result of sheet product natural rubber was at the
addition of 1,2 phr of nanocrytal cellulose with values of tensile test, elongation
break, and Young’s modulus respectively 3,771 MPa, 877% and 0,430 MPa. Surface
morphology analysis shows the spread NCC was homogen.
Keyword : Concentrated latex, NCC, product of natural latex, mechanical
properties
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan
ii
Pernyataan
iii
Penghargaan
iv
Abstrak
v
Abstract
vi
Daftar Isi
vii
Daftar Tabel
x
Daftar Gambar
xi
Daftar Singkatan
xii
Daftar Lampiran
xiii
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
1
1.2. Perumusan Masalah
4
1.3. Pembatasan Masalah
4
1.4. Tujuan Penelitian
4
1.5. Manfaat Penelitian
5
1.6. Lokasi Penelitian
5
1.7. Metodologi Penelitian
5
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Lateks Alam
2.1. Tanaman Karet
9
9
2.2. Komposisi Lateks
10
2.2. Pembuatan Kompon Karet
12
2.2.1. Bahan Vulkanisasi
12
2.2.2. Bahan Pemercepat Reaksi
13
Universitas Sumatera Utara
BAB 3
2.2.3. Bahan Antioksidan
15
2.2.4. Bahan Pemantap (Stabilizer)
15
2.2.5. Bahan Pengisi
15
2.3. Tandan Kosong Sawit
16
2.4. Selulosa
18
2.5. Nanokristal Selulosa
20
2.6. Nanokomposit
22
2.7. Teknik Pencetakan
23
2.8. Uji Karakteristik
24
2.8.1. Transmission Electron Microscopy (TEM)
24
2.8.2. Spectroscopi Fourier Transform Infrared
25
2.8.3. Uji Kekuatan Tarik
25
2.8.4. Scanning Electron Microscopy
27
2.8.5. Uji Swelling Indeks
28
METODE PENELITIAN
3.1. Alat- alat
29
3.2. Bahan
30
3.3. Prosedur Penelitian
31
3.3.1. Pembuatan Reagen
31
3.3.1.1. Pembuatan Larutan HNO 3 3,5%
31
3.3.1.2. Pembuatan Larutan NaOH 2%
31
3.3.1.3. Pembuatan Larutan Na 2 SO 3 2%
31
3.3.1.4. Pembuatan Larutan NaOCl 1,75%
31
3.3.1.5. Pembuatan Larutan NaOH 17,5%
31
3.3.1.6. Pembuatan Larutan H 2 O 2 10%
32
3.3.1.7. Pembuatan Larutan H 2 SO 4 48,84%
32
3.3.1.8. Pembuatan Sulfur 55%
32
3.3.1.9. Pembuatan Wingstay 55%
32
3.3.1.10. Pembuatan ZnO 60%
32
Universitas Sumatera Utara
3.3.1.11. Pembuatan ZDBC 50%
33
3.3.2. Preparasi Serbuk TKS
33
3.3.3. Isolasi α-selulosa dari TKS
33
3.3.4. Isolasi nanokristal selulosa dari α-selulosa
34
3.3.5. Pembuatan Produk Lembaran Lateks Alam
34
3.3.5.1. Pembersihan Plat Pencetak
34
3.3.5.2 Pencetakan Produk Lembaran Lateks Alam
34
3.3.6. Analisa Gugus Fungsi Dengan Spektroskopi FTIR
35
3.3.7. Uji Morfologi menggunakan TEM
36
3.3.8. Analisa Morfologi Dengan SEM
36
3.3.9. Uji Kekuatan Tarik
37
3.3.10.Swelling Indeks
37
3.4. Bagan Penelitian
BAB 4
38
3.4.1. Preparasi Serbuk TKS
38
3.4.2. Isolasi α-selulosa dari TKS
39
3.4.3. Isolasi nanokristal selulosa dari α-selulosa
40
3.4.4. Pembersihan Plat Pencetak
40
3.4.5. Pencetakan Produk Lembaran Lateks Alam
41
3.4.6. Karakterisasi Produk Lembaran Lateks Alam
41
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
42
4.1.1. Hasil Isolasi α-selulosa dari TKS
42
4.1.2. Hasil Isolasi nanokristal selulosa dari α-selulosa
43
4.1.3. Produk Lembaran Lateks Alam
43
4.1.4. Hasil Analisa Gugus Fungsi dengan FTIR
44
4.1.5. Hasil Analisa Morfologi dengan TEM
45
4.1.6. Hasil Pengujian Kandungan Padatan Total (TSC%)
46
4.1.7. Hasil Pengujian Swelling Indeks
47
4.1.8. Hasil Analisa Sifat Mekanik Produk Lembaran Lateks
48
Universitas Sumatera Utara
Alam
4.2. Pembahasan
49
4.2.1. Isolasi α-selulosa dari TKS
49
4.2.2. Isolasi nanokristal selulosa dari α-selulosa
50
4.2.3. Analisa Gugus Fungsi dengan FTIR
52
4.2.4. Analisis Morfologi Menggunakan TEM
52
4.2.4. Pengujian Swelling Indeks dan TSC
53
4.2.5. Analisa Sifat Mekanik Produk Lembaran Lateks
54
Alam
4.2.6. Analisa Morfologi dengan SEM
BAB 5
55
KESIMPULAN Dan SARAN
56
5.1. Kesimpulan
56
5.2. Saran
56
Daftar Pustaka
Lampiran
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul
Halaman
Tabel
2.1
Komposisi Kimia Lateks
10
2.2
Komposisi Kimia Tandan Kosong Sawit
17
3.1
Formula Kompon dengan Variasi NKS
34
4.1
Daerah Absorbansi untuk Gugus Fungsi dari α-selulosa dan
44
Nanokristal selulosa (NKS)
4.2
Nilai TSC% Sesudah Maturasi
45
4.3
Nilai Swelling Indeks Lembaran Produk Lateks Alam
46
Pravulkanisasi dan Setelah Maturasi
4.4
Nilai Kekuatan Tarik, Modulus Young’s, dan Regangan dari
47
Lembaran Produk Lateks Alam
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul
Halaman
Gambar
2.1
Struktur Karet Alam Cis-1,4-Poliisoprena
9
2.2
Reaksi Vulkanisasi Karet Alam
13
2.3
Struktur Bahan Pemercepat Reaksi
14
2.4
Struktur Selulosa
18
2.5
Uji tarik berdasarkan ASTM D 638 tipe IV
26
4.1
(a) Serat TKS yang telah dihaluskan (b) α-selulosa yang
42
diisolasi dari TKS
4.2
Nanokristal Selulosa
43
4.3
Produk Lembaran Lateks Alam
43
4.4
Spektrum FTIR dari α-Selulosa dan NKS
44
4.5
Hasil Analisis
45
Morfologi Nanokristal Selulosa
Menggunakan TEM
4.6
Raksi Lignin dengan Gugus Hidroksil dari NaOH
50
4.7
Reaksi Hidrolisis α-selulosa dengan H 2 SO 4
51
4.8
Grafik Nilai Swelling Indeks
53
4.9
Morfologi
55
SEM Lembaran Lateks Tanpa Pengisi
dengan Pembesaran 500x dan lembaran dengan bahan
pengisi 1,2 phr
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Judul
Halaman
Lampiran
1
Proses Pembuatan α-Selulosa hingga Pembuatan Produk
63
KLateks Alam
2
Analisa Ukuran Partikel NKS Menggunakan TEM
66
3
Hasil Analisa Sifat Mekanik
67
4
Analisa Morfologi Produk Lembaran Lateks Alam dengan
69
dengan Penambahan 1,2 phr NKS dengan SEM
5
Analisa Morfologi Lembaran Produk Lateks Alam t Tanpa
70
Pengisi dengan SEM
6
Spektrum FTIR dari α-Selulosa
71
7
Spektrum FTIR dari NKS
72
8
Tabel Spesifikasi Mutu Lateks Pekat
73
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN DAN LAMBANG
Singkatan
Nama
ASTM
American Standart for Testing and Material
CBS
N-Cyclohxylbenzothiazole
EPB
Empty Palm Bunches
FTIR
Spektroskopi Fourier Transform InfraRed
HA
High Ammoniac
MBS
2-morpholinthiobenzothiazole
MBT
2-mercaptobenzothiazole
MBTS
2,2-mercaptodithiobenzothiazole
NKS
Nanokristal Selulosa
Phr
Part per Hundred Rubber
SEM
Scanning Electron Microscopy
TEM
Transmission Electron Microscopy
TMTD
Tetramethylthiuram disulfide
TSC
Total Solid Content
TKS
Tandan Kosong Sawit
ZDBC
Zinc dibuthyl dithio carbamate
ZDEC
Zinc diethyl dithio carbamate
ZMDC
Zinc dimethyl dithio carbamate
Universitas Sumatera Utara