PEMBUATAN PEREKAT KARET PADA LOGAM

MENGGUNAKAN CAMPURAN KARET SIKLO DAN KARET ALAM

Oleh

ACHMAD FARIZ SAHLY

F34102066

2006

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

Achmad Fariz Sahly. F34102066. Pembuatan Perekat Karet pada Logam Menggunakan Campuran Karet Siklo dan Karet Alam. Di bawah bimbingan Illah Sailah dan Ary Achyar Alfa. 2006.

RINGKASAN

Karet alam sudah lama digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan berbagai jenis perekat karena memiliki daya lengket yang baik. Selain itu karet alam juga memiliki daya pantul dan elastisitas yang baik serta kemudahan untuk digiling sehingga karet alam dapat diolah menjadi barang jadi karet. Namun karet alam juga memiliki beberapa kekurangan diantaranya tidak tahan terhadap panas, oksidasi, ozon, dan pelarut hidrokarbon. Untuk mengatasi kelemahan karet alam tersebut maka perlu dilakukan modifikasi baik secara fisik melalui pencampuran (blending) atau secara kimia melalui perubahan struktur molekulnya. Salah satu hasil modifikasi karet alam secara kimia adalah karet siklo yang memiliki daya rekat lebih baik dibanding karet alam, ketahanan panas dan ozon, serta beberapa sifat fisika seperti kekerasan, modulus, dan ketahanan kikis yang baik. Karet siklo merupakan turunan karet alam yang dihasilkan dengan cara menggiling karet bersama 5% asam sulfat pekat, lalu dipanaskan pada 120 oC (Barron, 1948). Menurut Stern (1967) pemanasan karet alam bercampur dengan katalis asam dapat merubah rantai molekul karet alam menjadi struktur seperti cincin, yaitu suatu bentuk karet tersiklisasi. Proses siklisasi menyebabkan berkurangnya jumlah ikatan rangkap yang dimiliki molekul karet alam. Di Indonesia beredar berbagai jenis dan tipe perekat untuk berbagai macam penggunaan yang kebanyakan merupakan produk impor atau berbahan baku impor dan berasal dari karet sintetis dengan harga yang cukup mahal. Hal ini membuka peluang untuk memanfaatkan karet siklo sebagai perekat, salah satunya untuk bahan baku pembuatan perekat karet pada logam (rubber to metal bonding). Penambahan bahan ini ditujukan untuk meningkatkan daya rekat dari bahan-bahan yang direkatkan. Tujuan dari penelitian ini adalah terformulasikannya campuran karet siklo dan karet alam serta bahan-bahan kimia kompon tersebut sehingga dapat menghasilkan perekat karet pada logam yang baik. Penelitian ini terdiri penelitian pendahuluan dan penelitian utama. Penelitian pendahuluan berupa karakterisasi bahan baku lateks pekat berprotein rendah (DPNR) dan proses pembuatan masterbat siklo. Penelitian utama bertujuan membuat perekat karet pada logam dengan beberapa variasi formula, yaitu masterbat siklo 50 (MS-50), masterbat siklo 40 (MS-40), masterbat siklo 30 (MS-30), masterbat siklo 20 (MS-20), masterbat siklo 10 (MS-10), dan dibandingkan dengan perekat komersial sebagai standar. Formula yang dibuat adalah kombinasi antara karet siklo dengan karet alam dan bahan-bahan kimia kompon. Analisis data pada penelitian utama dilakukan dengan menggunakan rancangan acak lengkap dengan faktor tunggal. Karakterisasi lateks pekat DPNR telah memenuhi persyaratan penggunaan lateks sebagai bahan baku pembuatan karet siklo. Hasil pengujiannya yaitu nilai kadar karet kering (KKK) 62 %, kadar jumlah padatan (KJP) 62,52 %, kadar nitrogen 0,03 %, bilangan asam lemak eteris (ALE) 0,123, dan waktu kemantapan mekanik (WKM) < 30 detik. Hasil pengujian viskositas Brookfield adalah 2800

cP untuk MS-50, 2650 cP untuk MS-40, 1750 cP untuk MS-30, 2740 cP untuk MS-20, dan 3710 cP untuk MS-10. Nilai viskositas perekat yang dihasilkan masih lebih rendah jika dibandingkan dengan nilai viskositas perekat komersial (kontrol) yaitu 124 cP. Pengujian bobot jenis menunjukkan hasil 1,025 g/cm3 untuk MS-50; 1,024 g/cm3 untuk MS-40; 1,021 g/cm3 untuk MS-30; 1,002 g/cm3 untuk MS-20; dan 0,992 g/cm3 untuk MS-10. Dari hasil pengujian menunjukkan bahwa semakin rendah konsentrasi siklo di dalam masterbat maka nilai bobot jenisnya semakin rendah. Nilai bobot jenis yang dihasilkan masih lebih rendah jika dibandingkan dengan nilai bobot jenis komersial (kontrol) yaitu 0,867 g/cm3. Pengujian daya rekat meliputi uji shear strength dan uji tensile strength. Hasil uji shear strength adalah 2,77 kg/cm2 untuk MS-50; 1,34 kg/cm2 untuk MS-40; 3,54 kg/cm2 untuk MS-30; 1,56 kg/cm2 untuk MS-20; 0,91 g/cm3 untuk MS-10, dan 3,12 kg/cm2 untuk perekat komersial. Berdasarkan analisis sidik ragam diketahui bahwa daya rekat perekat yang ditambahkan karet siklo tidak berbeda nyata dibandingkan daya rekat kontrol, untuk pengujian shear strength. Hal ini menunjukkan bahwa karet siklo dapat digunakan sebagai senyawa peningkat daya rekat. Untuk uji tensile strength nilai yang dihasilkan adalah 5,6 kg/cm2 untuk MS-50; 4,63 kg/cm2 untuk MS-40; 5,65 kg/cm2 untuk MS-30; 4,30 kg/cm2 untuk MS-20; 2,37 g/cm3 untuk MS-10; dan 4,12 kg/cm2 untuk perekat komersial. Jika dibandingkan dengan kontrol, daya rekat kelima formula tersebut masih lebih rendah. Berdasarkan analisis sidik ragam diketahui bahwa daya rekat perekat yang ditambahkan karet siklo juga tidak berbeda nyata dibandingkan daya rekat kontrol, untuk pengujian tensile strength.

Achmad Fariz Sahly. F34102066. Production of Rubber To Metal Bonding by Using Cyclic Rubber and Natural Rubber Mixture. Supervised By Illah Sailah and Ary Achyar Alfa. 2006.

SUMMARY

Natural rubber has been used as resources in many adhesive processing because it has good adhering force. It also has good bounce force, elasticity, and also ease to roll so that natural rubber could processed to be final product. However, natural rubber also has some weakness like undurable to heat, oxidation, ozone, and hydrocarbon solvent. In order to defeat the weakness of natural rubber, it need to modified by physical modification or chemical modification (changing molecule structure) either product of natural rubber modification by chemical modification is cyclised rubber which has better adhering force than natural rubber, durable to heat and ozone, and also some physical properties like hardness, modulus, and abrasion. Cyclised rubber is derivative of natural rubber which made by rolling natural rubber with 5 % sulfuric acid then heating at 120 ºC (Barron, 1948). Stern (1967) said that heating the mixture natural rubber and acid catalysis mixture could change natural rubber molecule chain become cyclised chain. The cyclised processing caused disappear double bond in natural rubber molecule chain. In Indonesia, there are so many adhesive for many purpose, but it was import product or import resources and most of them made from synthetic rubber with expensive price. There is chance for cyclised rubber used to be an adhesive, either as rubber to metal bonding. Cyclised rubber is use as tackifier agent. The purpose of this research is cyclised rubber and natural rubber mixture have already formulated so that resulted a good rubber to metal bonding. This research is consist of preface research and major research. Preface research including the characterization of Deproteinized Natural Rubber (DPNR) latex and processing of cyclised rubber. Major research involve the processing of rubber to metal bonding with some variation formulation, that is cyclised masterbatch 50 (MS-50), MS-40, MS-30, MS-20, and MS-10, also a commercial adhesive as standard of comparison. The formulation is combination between cyclised rubber, natural rubber, and chemical compound materials. Statistical analyze use Completely Randomize Design with Single Factor. Characterization of Deproteinized Natural Rubber (DPNR) latex have been qualified utilization of latex as adhesive resources. The result test that is value of dry rubber content (KKK) 62 %; total solid content (KJP) 62.52 %; nitrogen content 0.03 %; eteric fatty acid number (ALE) 0.123; and mechanical stability time less than 30 seconds. The result of Brookfield viscosity measurement is 2800 cP for MS-50; 2650 cP for MS-40; 1750 cP for MS-30; 2740 cP for MS-20; and 3710 for MS-10, but it lower than Brokkfield viscosity of commercial adhesive that is 124 cP. The result of density measurement is 1.025 g/cm3 for MS-50; 1.024 g/cm3 for MS-40; 1.021 g/cm3 for MS-30; 1.002 g/cm3 for MS-20; and 0.992 g/cm3 for MS-10. It show if concentration of cyclised rubber in masterbatch are lower, so the value of density are lower too. The density

of commercial adhesive is lower than the rubber to metal bonding which made from cyclised rubber and natural rubber mixture, that is 0,867 g/cm3. Adhering force measurement consist of shear strength test and tensile strength test. The result of shear strength test is 2.77 kg/cm2 for MS-50; 1.34 kg/cm2 for MS-40; 3.54 kg/cm2 for MS-30; 1.56 kg/cm2 for MS-20; 0.91 kg/cm2 for MS-10; and 3.12 kg/cm2 for commercial adhesive. Based on statistical analyze, it known that adhering force of adhesive that made from cyclised rubber is not significant with adhering force of commercial adhesive, for shear strength test. It show that cyclised rubber could use as tackifier agent. The result of tensile strength test is 5.60 kg/cm2 for MS-50; 4.63 kg/cm2 for MS-40; 5.65 kg/cm2 for MS-30; 4.30 kg/cm2 for MS-20; 2.37 kg/cm2 for MS-10; and 4.12 kg/cm2 for commercial adhesive. The adhering force of adhesive that made from cyclised rubber is lower than adhering force of commercial adhesive. Based on statistical analyze, it known that adhering force of adhesive that made from cyclised rubber is not significant with adhering force of commercial adhesive, for tensile strength test.

PEMBUATAN PEREKAT KARET PADA LOGAM

MENGGUNAKAN CAMPURAN KARET SIKLO DAN KARET ALAM

Oleh

ACHMAD FARIZ SAHLY

F34102066

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Departemen Teknologi Industri Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

2006

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

PEMBUATAN PEREKAT KARET PADA LOGAM

MENGGUNAKAN CAMPURAN KARET SIKLO DAN KARET ALAM

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Departemen Teknologi Industri Pertanian

Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh

ACHMAD FARIZ SAHLY

F34102066

Lahir di Jember, 24 Juli 1984

Tanggal lulus : 16 Oktober 2006

Menyetujui,

Bogor, November 2006

Dr. Ir. Hj. Illah Sailah, MS. Ir. H. Ary Achyar Alfa, MSi.

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Jember, pada tanggal 24 Juli

1984 sebagai anak ketiga dari ayah H. Sahilun A. Nasir dan

ibu Hj. Liliek Istiqomah.

Penulis menempuh pendidikan di TK Al Amien

Jember (1988 – 1990), MIMA KH. Shiddiq Jember (1990 –

1996), SLTP Negeri 1 Jember (1996 – 1999), SMU Negeri 1

Jember (1999 – 2002).

Pada tahun 2002 penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur

Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan menjadi mahasiswa di Departemen

Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian

Bogor.

Penulis bergabung dalam Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri

(Himalogin) periode 2003-2004 sebagai Staf Departemen Profesi, Badan

Eksekutif Mahasiswa Fakultas Teknologi Pertanian (BEM Fateta) periode 2004-

2005 sebagai Kepala Biro Pendidikan dan Pelatihan, dan Ikatan Mahasiswa

Jember di Bogor (IMJB) selama 2002-2006. Semasa kuliah penulis pernah

menjadi asisten praktikum mata kuliah Biologi Dasar tahun ajaran 2004-2005 dan

mata kuliah Mengggambar Teknik tahun ajaran 2005-2006. Penulis juga pernah

memperoleh beasiswa Djarum Bakti Pendidikan dari PT. Djarum untuk periode

2004-2005 dan 2005-2006. Pada tahun 2005 penulis melakukan Praktek Lapang

di PT. Industri Susu Alam Murni, Bandung dengan judul ” Aspek Teknologi

Proses dan Pengawasan Mutu Susu Pasteurisasi di PT. Industri Susu Alam

Murni, Bandung ”. Penulis menulis skripsi yang berjudul “ Pembuatan

Perekat Karet pada Logam Menggunakan Campuran Karet Siklo dan Karet

Alam “ bekerjasama dengan Balai Penelitian Teknologi Karet (BPTK) Bogor.

SURAT PERNYATAAN

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul

“Pembuatan Perekat Karet pada Logam Menggunakan Campuran Karet

Siklo dan Karet Alam” merupakan hasil karya asli saya sendiri dengan arahan

dosen pembimbing akademik kecuali yang jelas ditunjukkan rujukannya.

Bogor, November 2006

Yang Membuat Pernyataan,

ACHMAD FARIZ SAHLY

F34102066

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang

senantiasa memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi dengan judul “ Pembuatan Perekat Karet pada Logam

Menggunakan Campuran Karet Siklo dan Karet Alam “. Skripsi ini disusun

berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan di Balai Penelitian Teknologi Karet

(BPTK) Bogor. Penulisan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk memperoleh

gelar sarjana Teknologi Pertanian pada Fakultas Teknologi Pertanian, IPB.

Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan rasa terima kasih yang

dalam, kepada orang-orang yang telah banyak memberikan dorongan, bantuan,

dan bimbingan dalam penulisan skripsi ini.

1. Ayah Sahilun A. Nasir dan Ibu Liliek Istiqomah, atas do’a, nasehat dan

dukungannya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan penelitian ini.

2. Dr. Ir. Hj. Illah Sailah, MS. selaku dosen pembimbing akademik atas

bimbingan dan arahannya kepada penulis selama penyelesaian studi di TIN.

3. Ir. H. Ary Achyar Alfa, MSi, selaku pembimbing skripsi atas bimbingan dan

ilmu yang diberikan kepada penulis selama melaksanakan penelitian dan

penulisan skripsi.

4. Dr. Ir. Sapta Raharja, DEA selaku dosen penguji yang telah banyak memberi

arahan dan masukan pada penulis.

5. Henry Prastanto, ST. yang telah membimbing dalam melakukan penelitian

dan memberi banyak arahan serta masukan pada penulis.

6. Mas Faiz, Mbak Dyah, Mbak Lia, Mas Arief, Ira, Nami, Afa, serta keluarga

besar H. Shodiq Mahmud atas doa, dorongan semangat dan kasih sayang serta

bantuan moril dan materiil yang sangat berharga kepada penulis.

7. Dosen-dosen Departemen TIN atas ilmu dan pengetahuan yang diberikan

kepada penulis.

8. Mas Arief, Mas Irfan, Mas Adi, Mbak Desi, Mbak Woro, Mbak Tri, Syarief,

Rizal, Pak Ridwan, Teh Yati, Pak Nata, Pak Aos, Repal, Pak Endang, Pak

Muchtar, Pak Wawan, Pak Yayan M., Pak Mamat, Pak Iis, Pak Yayan S., Pak

Asep S. Teh Vera, Mas Aris, Mas Rudi, serta pimpinan dan staf BPTK yang

ii

tidak dapat disebutkan satu per satu atas bantuan kepada penulis selama

penelitian berlangsung.

9. Makki, Harti, Bingar, Elly, Diah, Novi, Tantri, Mia, Nining, dan Fadil atas

kebersamaan dan kekompakannya selama mengerjakan penelitian.

10. Sahabat-sahabatku: Bandung, Kadek, Yulizar, Yannita, Kaspar, dan Suparlan

atas dukungan dan persahabatannya, semoga tetap kompak dan ceria.

11. Rekan-rekan TIN 39 atas dukungan, persahabatan, dan kebersamaannya.

12. Staf Departemen TIN dan staf AJMP atas kerja sama serta bantuannya untuk

kelancaran urusan administrasi dan akademik.

13. Manajemen PT. Djarum atas kesempatan memperoleh beasiswa dan mengikuti

program-program pengembangan pendidikannya.

14. Rekan-rekan Beswan Djarum atas persahabatannya.

Kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan untuk

menyempurnakan tulisan ini. Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi

yang memerlukan.

Bogor, November 2006

Penulis

iii

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR .............................................................................. i

DAFTAR ISI ............................................................................................. iii

DAFTAR TABEL ..................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ................................................................................ vi

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................. vii

I. PENDAHULUAN .............................................................................. 1

A. Latar Belakang .............................................................................. 1

B. Tujuan Penelitian .......................................................................... 3

C. Manfaat Penelitian ........................................................................ 3

D. Ruang Lingkup Penelitian ............................................................. 3

II. TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... 4

A. Perekat ........................................................................................... 4

B. Karet Alam .................................................................................... 5

C. Karet Siklo .................................................................................... 8

D. Mekanisme Perekatan ................................................................... 10

E. Pengomponan ................................................................................ 12

F. Mastikasi dan Pencampuran Kompon ........................................... 15

G. Vulkanisasi .................................................................................... 16

III. METODOLOGI PENELITIAN .......................................................... 18

A. Bahan dan Alat .............................................................................. 18

B. Metode Penelitian ......................................................................... 19

1. Penelitian Pendahuluan ............................................................. 19

2. Penelitian Utama ....................................................................... 22

C. Rancangan Percobaan ................................................................... 25

D. Persiapan Pengujian Daya Rekat .................................................. 26

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 28

A. Penelitian Pendahuluan ................................................................. 28

1. Karakteristik Lateks DPNR ...................................................... 28

2. Pembuatan Karet Siklo .............................................................. 31

iv

B. Penelitian Utama ........................................................................... 35

1. Pengomponan ............................................................................ 35

2. Pembuatan Perekat .................................................................... 38

3. Viskositas Perekat ..................................................................... 40

4. Bobot Jenis ................................................................................ 41

5. Daya Rekat ................................................................................ 42

a. Uji Shear Strength. ................................................................ 42

b. Uji Tensile Strength............................................................... 44

V. KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 47

A. Kesimpulan ................................................................................... 47

B. Saran .............................................................................................. 48

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................... 49

LAMPIRAN .............................................................................................. 52

v

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Komposisi lateks alam segar ....................................................... 6

Tabel 2. Komposisi karet alam.................................................................. 7

Tabel 3. Komposisi masterbat siklo .......................................................... 22

Tabel 4. Formulasi kompon perekat.......................................................... 23

Tabel 5. Urutan dan waktu pencampuran bahan untuk pembuatan kompon 24

Tabel 6. Hasil uji kadar karet kering (KKK) lateks kebun ....................... 28

Tabel 7. Jumlah penambahan emulgen dan papain pada lateks kebun ..... 29

Tabel 8. Karakterisasi lateks pekat DPNR ................................................ 30

Tabel 9. Jumlah penambahan emulgen dan asam sulfat pada lateks

pekat DPNR serta kondisi pencampuran .................................... 32

Tabel 10. Kadar asam dalam dispersi karet siklo ...................................... 34

Tabel 11. Kondisi penggilingan kompon .................................................. 37

Tabel 12. Kondisi pelarutan kompon perekat ........................................... 39

vi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Struktur molekul 1,4 cis-poliisopren ....................................... 6

Gambar 2. Perubahan struktur molekul karet alam menjadi karet siklo ......... 9

Gambar 3. Mekanisme vulkanisasi karet alam ......................................... 17

Gambar 4. Diagram alir proses pembuatan masterbat siklo ..................... 20

Gambar 5. Diagram alir pembuatan perekat ............................................. 25

Gambar 6. Viskositas Brookfield perekat ................................................. 40

Gambar 7. Bobot Jenis Kompon Perekat .................................................. 41

Gambar 8. Hasil uji shear strength ........................................................... 43

Gambar 9. Hasil uji tensile strength .......................................................... 44

vii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Prosedur Pengujian Kadar Karet Kering .............................. 53

Lampiran 2. Pengujian Kadar Jumlah Padatan ......................................... 54

Lampiran 3. Penetapan Kadar Nitrogen .................................................... 55

Lampiran 4. Pengujian Bilangan Asam Lemak Eteris .............................. 56

Lampiran 5. Pengujian Waktu Kemantapan Mekanis ............................... 57

Lampiran 6. Uji shear strength dan uji tensile strength ............................ 58

Lampiran 7. Bobot jenis perekat dan viskositas Brookfield ..................... 59

Lampiran 8. Data pengujian viskositas Brookfield ................................... 60

Lampiran 9. Data pengujian bobot jenis kompon perekat ........................ 61

Lampiran 10. Data pengujian shear strength ............................................ 62

Lampiran 11. Data pengujian tensile strength .......................................... 63

Lampiran 12. Analisis sidik ragam uji shear strength .............................. 64

Lampiran 13. Analisis sidik ragam uji tensile strength ............................. 65

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Karet alam sudah lama digunakan sebagai bahan baku dalam

pembuatan berbagai jenis perekat karena memiliki daya lengket yang cukup

baik. Perekat dikenal sejak tahun 1930-an dan menjadi solusi terhadap

masalah perekatan. Penggunaan perekat semakin meningkat setelah teknik-

teknik penyambungan lainnya (paku, solder, sekrup, las, dan sebagainya)

menimbulkan distorsi, korosi, dan efek-efek negatif lainnya. Pengertian

perekat menurut Shields (1970) adalah suatu bahan yang dapat menyatukan

bahan-bahan lainnya melalui ikatan permukaan.

Di Indonesia beredar berbagai jenis dan tipe perekat untuk berbagai

macam penggunaan yang kebanyakan merupakan produk impor atau berbahan

baku impor dan berasal dari karet sintetis dengan harga yang cukup mahal.

Berdasarkan data statistik, pada tahun 2005 Indonesia mengimpor perekat

sebanyak 375.937.200 kg atau senilai US$ 132,84 juta dan pada periode

Januari – April 2006 sebanyak 120.841.000 kg atau senilai US$ 42,7 juta.

Pada periode Januari – April 2005 impor perekat sebanyak 118.577.000 kg

atau senilai US$ 41,9 juta (BPS, 2006). Data tersebut menunjukkan

peningkatan jumlah impor perekat sehingga diperlukan suatu alternatif bahan

yang dapat digunakan sebagai bahan baku perekat guna mengurangi

ketergantungan impor perekat.

Karet alam digolongkan ke dalam kelompok elastomer untuk

penggunaan umum karena mempunyai beberapa keunggulan sifat seperti daya

pantul, daya lengket dan elastisitas yang baik serta kemudahan untuk digiling

sehingga karet alam dapat diolah menjadi barang jadi karet. Namun karet alam

juga memiliki beberapa kekurangan diantaranya tidak tahan terhadap panas,

oksidasi, ozon, dan pelarut hidrokarbon. Selain itu penggunaan karet alam

sebagai perekat alternatif masih belum memenuhi harapan karena daya

rekatnya lebih lemah daripada perekat impor atau yang berbahan baku impor

sehingga lebih banyak digunakan untuk merekatkan benda yang ringan.

Kelemahan ini disebabkan karet alam mempunyai beberapa ikatan rangkap

2

dalam struktur molekulnya, disamping juga mengandung sejumlah bahan non

karet.

Dalam rangka mengatasi kelemahan karet alam tersebut maka perlu

dilakukan modifikasi baik secara fisik melalui pencampuran (blending) atau

secara kimia melalui perubahan struktur molekulnya. Salah satu hasil

modifikasi karet alam secara kimia adalah karet siklo. Karet siklo memiliki

keunggulan dalam hal daya rekat yang lebih baik dibanding karet alam,

ketahanan panas, serta beberapa sifat fisika seperti kekerasan, modulus, dan

ketahanan kikis yang tinggi.

Karet siklo merupakan turunan karet alam yang dihasilkan dengan cara

menggiling karet bersama 5% asam sulfat pekat, lalu dipanaskan pada 120 oC

(Barron, 1948). Karet siklo berbentuk seperti resin serta memiliki sifat rekat

yang baik terhadap logam dan permukaan licin lainnya. Hal ini membuka

peluang untuk memanfaatkan karet siklo sebagai perekat yang selama ini

masih didominasi oleh produk impor. Salah satu pemanfaatan karet siklo

sebagai perekat adalah untuk bahan baku pembuatan perekat karet pada logam

(rubber to metal bonding). Kekuatan daya rekat yang dimiliki oleh karet siklo

diduga mampu merekatkan karet pada permukaan logam.

Perekat karet pada logam komersial yang beredar di Indonesia saat ini

masih diimpor dan harganya sangat mahal. Permasalahan ini mengakibatkan

tingginya biaya yang harus dikeluarkan. Penggunaan karet siklo sebagai bahan

baku dalam pembuatan perekat karet pada logam merupakan alternatif karena

memiliki daya lengket yang lebih baik dibandingkan dengan karet alam dan

biaya pembuatan yang relatif murah. Perekat karet pada logam komersial

tersebut terdiri dari dua jenis, yaitu primer dan sekunder. Primer digunakan

pada permukaan logam yang telah dibersihkan, sedangkan sekunder

digunakan untuk merekatkan karet pada logam selama proses vulkanisasi karet

tersebut.

Penelitian terdahulu yang dilakukan oleh Mia Maysarah (2004)

menunjukkan bahwa penggunaan campuran karet siklo dan karet alam dengan

penambahan resin dalam pembuatan perekat karet pada logam telah dapat

menghasilkan daya lekat yang cukup baik. Penggunaan resin, yang tergolong

3

ke dalam karet sintetis, menyebabkan tingginya biaya produksi karena

harganya mahal. Dalam penelitian ini dicoba untuk membuat perekat karet

pada logam menggunakan campuran karet siklo dan karet alam tanpa

penambahan resin untuk menurunkan biaya produksi dari perekat tersebut.

B. Tujuan Penelitian

Perekat karet pada logam dibuat dengan mencampurkan karet siklo dan

karet alam serta bahan-bahan kimia kompon. Tujuan dari penelitian ini adalah

terformulasikannya campuran karet siklo dan karet alam serta bahan-bahan

kimia kompon tersebut sehingga dapat menghasilkan perekat karet pada logam

yang baik.

C. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Mendapatkan formulasi yang baik dalam pembuatan perekat karet pada

logam untuk skala laboratorium.

2. Berkurangnya biaya produksi dalam pembuatan perekat karet pada logam

dengan digunakannya campuran karet siklo dan karet alam sebagai

alternatif bahan baku.

3. Keberhasilan hasil penelitian ini dalam memanfaatkan campuran karet

alam dan karet siklo sebagai bahan baku pembuatan perekat diharapkan

dapat mengurangi ketergantungan impor terhadap perekat karet pada

logam.

D. Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup penelitian ini meliputi proses pembuatan karet siklo

dan perekat karet pada logam serta karakterisasi sifat-sifat produk yang

dihasilkan. Karakterisasi sifat-sifat produk terdiri atas pengujian sifat kimia

untuk bahan baku perekat serta pengujian sifat fisik untuk perekat dan

pengaplikasian perekat.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Perekat

Tanaman karet merupakan salah satu komoditas pertanian unggulan

Indonesia yang memiliki kemajuan berarti. Salah satu pemanfaatan karet yang

sudah lama dikenal adalah perekat (adhesives). Menurut Wake (1976) karet

alam hasil sadapan dari pohon karet Hevea brasilliensis yang dikenal saat ini

merupakan salah satu jenis perekat alami yang telah lama digunakan sebagai

perekat atau bahan baku perekat golongan perekat berkaret (rubbery

adhesive).

Manfaat perekatan adalah dapat menyambungkan atau menyatukan

dua bahan sehingga mampu bertahan untuk waktu yang lama. Keuntungan

penggunaan perekat diantaranya memudahkan penyambungan bentuk yang

rumit, dapat menyambungkan beberapa komponen sekaligus,

menyambungkan bahan dengan ketebalan berbeda, meminimumkan

penambahan bobot bahan-bahan yang disatukan sekaligus menyeragamkan

distribusi tekanan pada bahan-bahan yang direkatkan (Shields, 1970).

Perekat yang beredar di pasaran terdiri atas bermacam-macam jenis

disesuaikan dengan kebutuhan penggunaannya. Berdasarkan penggunaannya

perekat dibedakan atas perekat kayu, perekat kertas, perekat plastik, perekat

keramik, perekat untuk bahan gelas, perekat karet pada logam (rubber to metal

bonding), dan perekat serba guna. Beberapa jenis perekat tahan terhadap

kelembaban, bahan kimia, panas, oksidasi, ozon, dan tekanan.

Perekat adalah suatu bahan yang dapat menyatukan bahan-bahan

lainnya melalui ikatan permukaan (Shields, 1970). Perekatan didefinisikan

sebagai peristiwa tarik menarik antara molekul-molekul dari dua permukaan.

Perekatan terjadi karena adanya gaya tarik menarik antara perekat dengan

benda yang direkat serta karena adanya gaya tarik menarik antara molekul-

molekul perekat itu sendiri (Houwink dan Salomon, 1965).

Berdasarkan cara mengerasnya, perekat dapat digolongkan atas dua

golongan, yaitu perekat termoplastik dan perekat termoset. Perekat

termoplastik adalah perekat yang mengeras dalam keadaan dingin dan akan

5

melembek jika dipanaskan, sedangkan perekat termoset adalah perekat yang

mengeras bila dipanaskan dan akan tetap keras bila didinginkan (Shield,

1970).

Perekat karet pada logam komersial yang beredar di Indonesia saat ini

masih diimpor dan harganya mahal. Pada perekat karet pada logam diperlukan

suatu bahan yang dapat merekatkan karet atau elastomer pada permukaan

logam (bonding agents). Penambahan bahan ini ditujukan untuk

meningkatkan daya rekat dari bahan-bahan yang direkatkan. Salah satu bahan

peningkat daya rekat adalah karet siklo (cyclised rubber).

Wake (1976) menyatakan bahwa fungsi perekat secara jelas harus

mampu mengisi ruang-ruang dari permukaan bahan yang direkat dan

menggantikan udara yang terjebak pada interfase. Menurut Shields (1970)

perekat dapat berikatan lebih baik pada permukaan yang kasar daripada

permukaan halus. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam aplikasi perekatan

adalah jenis bahan yang akan direkat, pemilihan jenis perekat, metode

penyiapan, dan pengawasan terhadap proses perekatam.

B. Karet Alam

Tanaman karet (Hevea brasilliensis) yang merupakan sumber utama

penghasil lateks dan dibudidayakan secara luas. Menurut Subramaniam

(1987), lateks karet alam mengandung partikel hidrokarbon karet dan

substansi non-karet yang terdispersi dalam fase cairan serum. Kandungan

hidrokarbon karet dalam lateks diperkirakan antara 30-45 persen tergantung

klon tanaman dan umur tanaman. Substansi non-karet terdiri atas protein,

asam lemak, sterol, trigliserida, fosfolipid, glikolipid, karbohidrat, dan garam-

garam anorganik. Senyawa protein dan lemak ini menyelubungi lapisan

permukaan dan sebagai pelindung partikel karet. Komposisi dari lateks

disajikan pada Tabel 1.

6

Tabel 1. Komposisi lateks alam segar Komponen Persentase (%) Karet 36 Protein 1,4 Karbohidrat 1,6 Lemak 1,0 Glikolipid+fosfilipid 0,6 Garam anorganik 0,5 Lainnya 0,4 Air 58,5

Sumber : Subramaniam (1987)

Lateks hasil penyadapan dinamakan lateks kebun. Lateks kebun rata-

rata memiliki kadar karet kering (KKK) 30-45 persen. Variasi KKK-nya

dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain umur tanaman, musim, dan

tenggang waktu setelah penyadapan. Tanaman yang lebih tua menghasilkan

lateks dengan KKK yang lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman muda.

Pada musim penghujan lateks cenderung lebih encer (Subramaniam, 1987).

Karet alam adalah hidrokarbon yang merupakan makromolekul

poliisopren (C5H8)n yang bergabung secara ikatan kepala ke ekor. Poliisopren

mempunyai bobot molekul berkisar antara 400.000 – 1.000.000. Rantai

poliisopren ini membentuk konfigurasi cis dengan susunan ruang yang teratur

sehingga rumus kimianya adalah 1,4 cis-poliisopren. Karet yang mempunyai

susunan ruang yang teratur memiliki sifat kenyal (elastis). Sifat kenyal dari

karet berhubungan dengan viskositas atau plastisitas karet (Morton, 1963).

Rumus bangun dari karet alam dapat dilihat pada Gambar 1 berikut ini :

Gambar 1. Struktur molekul 1,4 cis-poliisopren (Morton, 1963)

Menurut Subramaniam (1987), karet alam tidak seluruhnya terdiri dari

hidrokarbon karet, tetapi juga mengandung sejumlah kecil bagian bukan karet

CH3 CH3 H H

CH2 CH2 CH2 CH2 C = C C = C

n

7

seperti lemak, glikolipida, fosfolipida, protein, karbohidrat, bahan organik,

dan lain-lain. Komposisi bahan-bahan karet alam adalah seperti pada Tabel 2.

Tabel 2. Komposisi karet alam

Komponen Persentase (%) Karet 93,7 Protein 2,2 Karbohidrat 0,4 Lemak 2,4 Glikolipid+fosfilipid 1,0 Garam anorganik 0,2 Lainnya 0,1

Sumber : Subramaniam (1987)

Selain hidrokarbon karet, lateks alam juga mengandung beberapa

bahan non karet terutama protein. Beberapa bahan non karet tersebut dapat

memberikan dampak positif terhadap sifat produk akhir barang karet, tetapi

keberadaan protein kurang menguntungkan karena sifatnya yang polar dan

bersifat hidrofilik menyebabkan karet yang mengandung protein yang lebih

banyak, relatif lebih menyerap air sehingga sifat dinamik barang jadi karetnya

lebih buruk (John dan Sin, 1974). Juga diketahui bahwa protein dalam lateks

alam dapat memacu peningkatan kandungan gel, yang akan menghambat

kemampuan memodifikasi karet alam (Gelling, 1991).

Menurut Yapa dan Lionel (1980) sifat dinamis barang jadi karet dapat

ditingkatkan apabila kandungan proteinnya dikurangi. Kandungan air tinggi

dalam karet alam juga akan menurunkan efisiensi mastikasi dan menghasilkan

kompon dengan viskositas Mooney tinggi. Menurut Tanaka dan Kawahara

(1996) serta Nakade et al. (1997) , karet alam yang dikurangi proteinnya juga

lebih mudah diproses, mempunyai stabilitas mekanis yang lebih tinggi, serta

dapat mengurangi efek alergi dari karet alam. Oleh karena itu untuk

meningkatkan efisiensi dan kinerja siklisasi, maka kandungan protein dalam

lateks yang akan digunakan sebagai bahan baku siklisasi harus dikurangi

semaksimal mungkin.

Karet alam digolongkan ke dalam elastomer untuk penggunaan umum

karena dapat digunakan sebagai bahan baku berbagai jenis dan tipe barang jadi

8

karet. Penggunaannya sebagai bahan baku barang jadi karet sangat disukai

dikarenakan keunggulan sifat-sifatnya seperti daya pantul, elastisitas, daya

lengket, dan daya cengkeram yang baik serta mudah untuk digiling. Selain itu

karet alam juga memiliki beberapa sifat mekanik yang baik antara lain

memiliki tegangan putus, ketahanan sobek, dan ketahanan kikis yang baik,

sehingga karet alam merupakan elastomer pilihan. Namun demikian karet

alam juga memiliki beberapa kekurangan yaitu sifat-sifatnya yang tidak

konsisten dan warnanya bervariasi dari kuning hingga coklat gelap, serta tidak

tahan terhadap panas, oksidasi, ozon, dan pelarut hidrokarbon, sehingga tidak

dapat digunakan sebagai bahan baku barang jadi karet khususnya yang tahan

minyak, panas dan oksidasi (Arizal, 1989).

C. Karet Siklo

Karet siklo merupakan turunan karet alam yang dihasilkan dengan cara

menggiling karet bersama 5% asam sulfat pekat, lalu dipanaskan pada 120 oC

(Barron, 1948). Menurut Stern (1967) pemanasan karet alam bercampur

dengan katalis asam dapat merubah rantai molekul karet alam menjadi struktur

seperti cincin, yaitu suatu bentuk karet tersiklisasi. Proses siklisasi akan

menghilangkan atau mengurangi jumlah ikatan rangkap yang dimiliki molekul

karet alam dan dihasilkan karet siklo berbentuk seperti resin.

Menurut Veersen (1951), mekanisme reaksi siklikasi karet alam

berhubungan dengan protonisasi ikatan rangkap secara acak. Pada tahap

pertama akan terbentuk ion karbonium dikarenakan adanya donor proton yaitu

asam sulfat atau katalis yang bersifat asam lainnya. Pada tahap kedua, ion

karbonium yang tidak stabil tersebut akan tersiklikasi membentuk struktur

monosiklik atau polisiklik. Pada karet siklo dengan struktur monosiklik masih

tersisa ikatan rangkap sebanyak 50 persen dari jumlah awal ikatan rangkap

dalam karet alam, sedangkan pada struktur polisiklik masih tersisa sekitar 25

persen ikatan rangkap. Perubahan struktur karet pada saat reaksi siklikasi

dapat dilihat pada Gambar 2.

9

Siklisasi karet padat merupakan metode pembuatan karet alam siklik

yang pertama kali dikenal yaitu sejak tahun 1925, diikuti siklisasi pada larutan

karet dan terakhir pada tahun 1947 mulai dikembangkan metode siklisasi

lateks pekat. Masing-masing metode menghasilkan penampakan dan sifat

karet alam siklik yang berbeda-beda karena pencapaian derajat siklisasinya

tidak sama. Untuk negara penghasil lateks karet alam seperti Indonesia

teknologi siklisasi pada lateks lebih menguntungkan karena ketersediaan

bahan baku. Rujukan yang membahas metode siklisasi lateks masih sedikit

bila dibandingkan dengan dua metode siklisasi lainnya (Alfa, 2003).

Pada prinsipnya, baik proses siklisasi lateks maupun larutan karet, akn

terjadi perubahan struktur molekul karet alam dari rantai poliisopren yang

lurus menjadi rantai siklik, yang diikuti dengan berkurangnya ikatan rangkap

pada fraksi monomer isopren. Pada akhir siklisasi masih terdapat sejumlah

ikatan rangkap yang jumlahnya tergantung pada derajat siklisasi produk.

Pencapaian derajat siklisasi produk tersebut dipengaruhi oleh metode siklisasi

atau jenis bahan baku dan jenis katalis yang digunakan (Alfa dan Syamsu,

2004).

Gambar 2. Perubahan struktur molekul karet alam menjadi karet siklo (Veersen, 1951)

CH3 H

CH2 CH2

C C

CH3 H

CH2 CH2

C C

CH2

CH2

C

CH3

CH2

CH2

CH2

+

C

CH2

CH2

H3C

CH2

CH2

C

CH2

CH3

CH2

C

CH2

CH2

CH2

C

CH2

CH2

CH2 H3C C

CH2

CH2

CH2

CH3

CH3 CH2

C CH2 CH3

CH2

CH2 CH2

C

CH

H3C CH

CH2 CH2

CH

H3C

C CH

CH2 CH2

C

H3C C

CH2

C

CH CH3 CH2

CH CH3 C CH2 CH2

+

+

+

+

+

Poliisoprena

siklikasi

katalis panas

10

Teknologi siklisasi pada lateks menghasilkan produk (cyclotex) berupa

serbuk putih. Bentuk fisiknya yang berupa tepung ini menyebabkan cyclotex

juga relatif lebih mudah dicampur dengan karet pada saat penggilingan dan

masih dapat divulkanisasi. Hal ini menjadi keunggulan cyclotex untuk

dimanfaatkan sebagi pengeras atau pengkaku barang jadi karet. Selain itu

karena sifatnya yang mudah didispersikan dalam air, maka cyclotex dapat

dengan mudah dijadikan masterbat siklo, yaitu campuran karet siklo dan karet

alam, yang mana pencampurannya dilakukan dalam fase lateks (Alfa dan

Syamsu, 2004).

Mencermati kemudahan larut dalam pelarut organik, cyclotex lebih

sukar larut karena hanya sebagian yang larut dan sebagian lainnya membentuk

jel. Besarnya molekul hidrokarbon siklik karet siklo diduga berpengaruh

terhadap kemudahan larutnya. Sebagian cyclotex hanya membentuk jel dalam

pelarut karena molekulnya lebih besar. Namun keadaan tersebut memberikan

keuntungan lain pada cyclotex karena jel yang telah dikeringkan akan

membentuk lapisan yang keras, sehingga dengan daya rekat karet siklo yang

baik, cyclotex sangat sesuai digunakan sebagai bahan perekat untuk

merekatkan permukaan yang keras seperti logam dan kayu (Alfa dan Syamsu,

2004).

D. Mekanisme Perekatan

1. Teori Perekatan

Peristiwa perekatan tidak terlepas dari adanya pengaruh gaya elektron

pada bahan-bahan yang saling direkat. Gaya elektron ini dikenal dengan

Gaya Van der Waals, yaitu gaya yang timbul karena konfigurasi elektron

dari suatu molekul memungkinkan molekul tersebut untuk memiliki momen

dipol secara instan meskipun molekul tersebut tidak memiliki momen listrik

permanen. Momen dipol ini kemudian menyebabkan terbentuknya suatu

momen dipol pada molekul lain dan melahirkan gaya tarik menarik melalui

interaksi antara kedua dipol tersebut (Wake, 1976).

Wake (1976) menyatakan lebih lanjut bahwa pada saat perekatan

terjadi interaksi antara bahan-bahan yang direkatkan. Kondisi perekatan

11

tercapai ketika perekat telah mengeras meskipun bahan yang direkatkan

berbeda jenis sehingga diperlukan beban untuk memisahkannya. Perekatan

dapat terjadi karena mengerasnya cairan perekat yang masuk ke dalam

struktur bahan yang direkat.

Karakteristik perekat peka tekanan adalah sifat kohesifnya yang lebih

dominan. Ketika perekat peka tekanan dipisahkan dari permukaan suatu

benda maka tidak terdapat sisa bahan perekat pada permukaan benda

tersebut. Hal ini membuktikan bahwa perekat peka tekanan memiliki sifat

kohesi yang lebih dominan dibandingkan dengan sifat adhesinya (Wake,

1976)

2. Teknik Perekatan

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam perekatan antara lain jenis

bahan yang kana direkat, pemilihan perekat, metode penyiapan, dan

pengaplikasian perekat. Jenis perekat yang digunakan harus sesuai dengan

bahan yang akan direkat. Perekat yang tidak sesuai dengan bahan yang akan

direkat dapat menyebabkan kerusakan baik pada sambungan (daerah

rekatan) maupun pada bahan yang direkat (Shields, 1970).

Bahan-bahan yang akan direkatkan mempunyai cara penyiapan

permukaan yang berbeda-beda tergantung pada bahan yang direkatkan,

kondisi perekatan, jenis perekat, kondisi perlakuan, dan biaya proses.

Keberadaan kotoran di permukaan bahan dapat mengurangi kekuatan daya

rekat dari perekat. Kotoran tersebut dapat dihilangkan melalui prosedur

penyiapan permukaan bahan agar diperoleh derajat kontak perekat-bahan

yang optimal (Shields, 1970).

Secara umum terdapat dua jenis perlakuan yaitu perlakuan kimiawi

dan perlakuan mekanis. Perlakuan kimiawi mengubah keadaan sifat fisik

kimia untuk menambah perekatan spesifik seperti penghilangan lemak pada

permukaan bahan yang akan direkatkan. Penghilangan lemak dapat

dilakukan dengan menggunakan pelarut dan terkadang perlakuan asam.

Cara pengasaran menggunakan sikat, ampelas, atau gerinda dilakukan untuk

menghilangkan kontaminasi pada permukaan yang mungkin menghalangi

12

pembasahan permukaan oleh perekat. Perlakuan pengasaran pada

permukaan ini menyebabkan perekatan mekanis. Perekatan mekanis

dilakukan ketika metode secara kimiawi tidak dapat digunakan (Shields,

1970).

E. Pengomponan

Kompon karet merupakan campuran karet mentah dengan bahan kimia

karet. Pembuatan kompon karet adalah ilmu dan seni untuk menseleksi dan

mencampur jenis karet mentah dan jenis bahan kimia karet, sehingga

diperoleh kompon karet yang setelah dimasak dapat dihasilkan barang jadi

karet dengan sifat-sifat fisik yang dibutuhkan (Abednego, 1990).

Menurut Alfa (2002) bahan kimia karet dapat digolongkan atas

fungsinya selama vulkanisasi yang secara umum dikelompokkan atas bahan

kimia pokok, bahan kimia tambahan dan bahan penunjang. Bahan kimia

pokok adalah bahan kimia yang harus ada dalam setiap kompon karet

diantaranya karet mentah, bahan pemvulkanisasi, pencepat, penggiat, pengisi

dan pelunak. Bahan kimia tambahan adalah bahan yang hanya ditambahkan

pada pengolahan barang jadi karet tertentu atau ditambahkan untuk

meningkatkan efisiensi pengolahan kompon karet. Bahan penunjang berfungsi

sebagai penunjang atau penguat yang memberikan kekuatan pada bagian suatu

barang jadi karet.

Bahan-bahan kimia yang digunakan untuk pembuatan kompon perekat

antara lain :

1. Bahan pelunak

Plasticizer atau softening agent atau bahan pelunak merupakan

bahan yang ditambahkan ke dalam formula perekat untuk meningkatkan

kelenturan dan memudahkan pekerjaan. Menurut Alfa (2002), bahan

pelunak adalah bahan kimia yang ditambahkan ke dalam karet mentah

selama proses pembuatan kompon karet dengan tujuan untuk melunakkan

karet dan memudahkan pencampuran bahan-bahan kimia karet. Tujuan

lain penambahan bahan pelunak adalah untuk mempersingkat waktu dan

13

menurunkan suhu, mencegah scorch, serta memudahkan pemberian bentuk

barang jadi karet.

2. Bahan pengisi

Bahan pengisi ditambahkan ke dalam kompon karet dalam jumlah

besar dengan tujuan untuk meningkatkan sifat fisik dan memperbaiki

karakteristik pengolahan. Menurut Alfa (2002), bahan pengisi dibagi atas

dua golongan, yaitu golongan bahan pengisi tidak aktif dan golongan

bahan pengisi aktif atau bahan penguat. Bahan pengisi aktif akan

meningkatkan kekerasan, ketahanan sobek, ketahanan kikis, dan tegangan

putus pada produk karetnya. Penambahan pengisi tidak aktif hanya akan

meningkatkan kekerasan dan kekakuan barang jadi karet, sedangkan

kekuatan dan sifat lainnya akan berkurang.

Bahan pengisi aktif contohnya antara lain karbon hitam, silika,

aluminium silikat, dan magnesium silikat. Contoh bahan pengisi tidak

aktif antara lain kaolin, berbagai jenis tanah liat, kalsium karbonat,

magnesium karbonat, barium sulfat, dan barit (Abednego, 1990).

3. Bahan antidegradasi

Untuk melindungi barang jadi karet yang tidak tahan terhadap ozon

atau oksidasi, maka ke dalam komponnya perlu ditambahkan suatu bahan

yang berfungsi sebagai antiozonan dan antioksidan, yang secara umum

dikenal sebagai antidegradan. Antioksidan umumnya digunakan dalam

jumlah relatif kecil yaitu antara 1 – 2 bagian per seratus karet (Alfa, 2002).

4. Bahan pemvulkanisasi

Proses vulkanisasi hanya dapat terjadi apabila di dalam kompon

karet terdapat bahan pemvulkanisasi. Menurut Alfa (2002), vulkanisasi

adalah proses perubahan sifat karet dari yang semula lemah bersifat plastis

menjadi kuat bersifat elastis. Bahan pemvulkanisasi adalah sejenis bahan

kimia karet yang dapat bereaksi dengan gugus aktif molekul karet pada

14

proses vulkanisasi, membentuk ikatan silang antar molekul karet, sehingga

terbentuk jaringan tiga dimensi.

Bahan pemvulkanisasi yang banyak digunakan untuk proses

vulkanisasi karet alam adalah belerang. Jumlah belerang yang digunakan

dalam vulkanisasi mempengaruhi karakteristik sistem vulkanisasi dan

polimer yang divulkanisasi.

5. Bahan penggiat

Bahan penggiat ditambahkan ke dalam sistem vulkanisasi untuk

meningkatkan kecepatan proses vulkanisasi yang berjalan lambat bila

hanya menggunakan belerang (Alfa, 2002). Dalam sistim vulkanisasi

dengan bahan pencepat, bahan ini berfungsi sebagai pengaktif kerja bahan

pencepat karena pada umumnya bahan pencepat organik tidak akan

berfungsi secara efisien tanpa adanya bahan pengaktif. Bahan penggiat

yang umum digunakan dalam sistem vulkanisasi karet alam menggunakan

belerang adalah kombinasi antara ZnO dengan asam stearat.

6. Bahan pencepat

Bahan pencepat, yang umumnya berupa bahan organik, adalah

bahan yang biasanya ditambahkan dalam jumlah sedikit untuk

mempercepat reaksi vulkanisasi kompon oleh belerang. Dalam sistem

vulkanisasi belerang, bahan pencepat membantu meningkatkan laju

vulkanisasi kompon yang biasanya berlangsung lambat jika hanya

menggunakan belerang. Pencepat yang digunakan dapat berupa satu atau

kombinasi dari dua atau lebih jenis pencepat (Alfa, 2002).

Ditinjau dari fungsinya, pencepat digolongkan atas pencepat

primer yang berfungsi memberikan pravulkanisasi lambat serta pencepat

sekunder yang berfungsi memberikan pravulkanisasi singkat. Berdasarkan

golongan senyawanya, bahan pencepat digolongkan atas aldehid amin,

guanidin, thiazol, sulfenamida, dithiofosfat, thiuram, dan dithiokarbamat.

Berdasarkan responnya terhadap vulkanisasi, bahan pencepat digolongkan

atas pencepat lambat, sedang, cepat, dan sangat cepat (Alfa, 2002).

15

7. Bahan Bantu Olah

Salah satu bahan bantu olah yang diperlukan dalam pembuatan

kompon karet adalah homogenizing agent. Menurut Alfa (2002) bahan ini

biasanya polimer bermolekul rendah yang berfungsi membantu

pencampuran bahan-bahan penyusun kompon (elastomer dan bahan kimia)

yang bervariasi bentuk, ukuran, serta sifat-sifatnya agar menjadi massa

yang homogen.

Alfa (2002) menyatakan lebih lanjut bahwa homogenizing agent

harus mempunyai polaritas dan kelarutan yang baik serta mempunyai

kemampuan untuk menurunkan viskositas atau melunakkan karet tanpa

merubah sifat-sifat fisikanya. Selain itu bahan ini mempunyai efek wetting

sehingga dapat menurunkan konsumsi energi untuk mencapai

pencampuran yang homogen.

F. Mastikasi dan Pencampuran Kompon

Mastikasi merupakan suatu proses perlakuan pendahuluan terhadap

karet yang bertujuan untuk melunakkannya hingga mudah bercampur dengan

bahan-bahan lain. Pelunakan ini diakibatkan oleh pemutusan rantai molekul

polimer sehingga diperoleh berat molekul yang lebih rendah. Secara umum

mekanisme proses mastikasi mencakup dua aspek yaitu aspek mekanis bila

proses penggilingan karet berada dalam suhu rendah dan aspek kimia apabila

berada dalam suhu tinggi. Efisiensi mastikasi yang tinggi terjadi pada suhu

rendah (± 60°C) dan pada suhu tinggi (± 140°C), sedangkan pada suhu ±

100°C efisiensi mastikasi rendah (Amir, 1990).

Mastikasi suhu rendah dapat terjadi secara mekanis oleh gerakan kedua

rol penggiling melalui gaya geser antara gilingan dengan karet, yang akan

memutuskan ikatan karbon-karbon dari rantai utama polimer karet. Pemutusan

rantai molekul karet pada mastikasi dingin yaitu dari tenaga mekanis yang

berasal dari gaya geser antara permukaan gilingan dengan karet. Dengan lebih

rendahnya suhu mastikasi maka viskositas karet akan lebih tinggi sehingga

tenaga untuk mastikasi menjadi lebih tinggi pula. Pada suhu tinggi molekul

16

karet menjadi lunak dan menyebabkan gaya geser lebih rendah, sehingga tidak

mampu memutuskan rantai molekul karet, tetapi pada kondisi demikian reaksi

oksidasi yang mengakibatkan putusnya rantai molekul karet dapat terjadi.

Selain suhu yang mempengaruhi tenaga untuk mastikasi, tenaga dari mesin

mastikasinya juga mempengaruhi proses pemutusan rantai molekul karet

(Amir, 1990).

Menurut Amir (1990) pencampuran adalah suatu tahapan utama dalam

pembuatan kompon yang bertujuan untuk memasukkan bahan-bahan kimia ke

dalam karet secara merata (homogen). Pencampuran tersebut dapat dilakukan

dalam mesin pencampur terbuka (open mill mixer) atau pencampur tertutup

(internal mixer). Selama proses pencampuran, suhu yang timbul pada kompon

akibat tenaga mekanis akan tinggi sehingga mencapai pada suhu vulkanisasi.

Oleh sebab itu, selain harus mengamati suhu pada gilingan rotor, urutan

pencampuran terutama bahan pemvulkanisasi dan pencepat harus diperhatikan

supaya resiko timbulnya vulkanisasi dini (scorch) dapat dihindarkan. Pada

proses pencampuran karet alam dengan bahan kimia biasanya dilakukan

sebagai berikut :

1. Mastikasi karet

2. Pemasukan sebagian bahan pengisi

3. Pemasukan bahan pelunak dan sisa bahan pengisi

4. Pemasukan bahan penggiat dan anti degradasi

5. Pemasukan bahan pencepat

6. Pemasukan bahan pemvulkanisasi

G. Vulkanisasi

Vulkanisasi merupakan suatu proses perubahan sifat-sifat karet. Sifat

karet yang semula lembek dan plastis akan berubah menjadi lebih keras dan

elastis setelah tervulkanisasi (Garvey, 1959). Menurut Barron (1948),

vulkanisasi dapat dilakukan dengan mencampurkan 5-8 bagian belerang ke

dalam 100 bagian karet dan dipanaskan selama 3-4 jam pada suhu 141 ºC.

Metode vulkanisasi yang lebih modern menambahkan bahan pencepat untuk

mempersingkat waktu vulkanisasi dan mendapatkan sifat yang lebih baik.

17

Penambahan kandungan belerang menjadi 14-18 bagian akan menghasilkan

vulkanisat karet dengan tegangan putus yang rendah. Namun jika kandungan

belerang ditambah hingga 30-50 bagian akan dihasilkan vulkanisat karet

dengan sifat keras, perpanjangan putus menurun, dan tegangan putus

meningkat. Jenis vulkanisat karet ini disebut hard rubber atau ebonit.

Polhamus (1962) menyatakan bahwa karet yang telah tervulkanisasi

tidak dapat larut pada pelarut, kurang sensitif terhadap perubahan suhu, dan

sifatnya berubah menjadi elastis. Vulkanisasi dapat dilakukan dengan

memanaskan campuran karet dan belerang atau dengan memperlakukan karet

dan sulfur klorida. Metode ini adalah metode yang paling lama dan paling

dasar dalam konsep vulkanisasi. Lamanya waktu vulkanisasi tergantung pada

suhu pemanasan dan kandungan belerang di dalam campuran karet.

Mekanisme vulkanisasi disajikan pada gambar 3. berikut.

Struktur karet alam yang belum tervulkanisasi

Struktur karet alam yang telah tervulkanisasi

Gambar 3. Mekanisme vulkanisasi karet alam

CH3 CH3 H H

CH2 CH2 CH2 CH2 C = C C = C

n

CH3 CH3 H H

CH2 CH CH2 CH2 C = C C = C

n

CH3 CH3 H H

CH2 CH2 CH2 CH2

C - C

C = C n

S

S H

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Bahan dan Alat

1. Bahan dan alat pada pembuatan masterbat siklo

Bahan-bahan yang digunakan yaitu lateks kebun (bahan baku

utama), amonia, aseton, enzim papain, surfaktan Emulgen, asam sulfat

teknis, dan asam format. Alat-alat yang digunakan antara lain saringan,

ember, pengaduk, peralatan gelas, pipet, sudip, gelas ukur, neraca analitik,

sentrifuse, cawan aluminium, penggilingan krep, pemanas listrik, panci

stainless steel, oven, desikator, dan gilingan rol ganda.

2. Bahan dan alat pada pembuatan kompon perekat

Bahan-bahan yang digunakan meliputi masterbat siklo dan karet

alam sebagai bahan baku utama, sedangkan bahan-bahan kimia yang

digunakan meliputi karet cair sebagai bahan pelunak, ionol sebagai bahan

antidegradan, silika dan carbon black sebagai bahan pengisi, ZnO dan

asam stearat sebagai bahan penggiat, ZDEC sebagai bahan pencepat,

belerang sebagai bahan pemvulkanisasi, dan struktol A 86 sebagai bahan

penghomogenisasi. Peralatan yang digunakan antara lain neraca analitik,

gunting, plastik, dan gilingan rol ganda.

3. Bahan dan alat pada pembuatan kompon ebonit dan kompon karet alam

Bahan-bahan yang digunakan meliputi karet alam sebagai bahan

baku utama, sedangkan bahan-bahan kimia yang digunakan meliputi ionol

sebagai bahan antidegradan, carbon black sebagai bahan pengisi, ZnO dan

asam stearat sebagai bahan penggiat, CBS dan DPG sebagai bahan

pencepat, dan belerang sebagai bahan pemvulkanisasi. Peralatan yang

digunakan antara lain neraca analitik, gunting, plastik, dan gilingan rol

ganda.

19

4. Bahan dan alat pada pembuatan perekat

Bahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan perekat karet pada

logam (rubber to metal bonding) antara lain serbuk resiprene untuk

perekat primer, kompon siklo untuk perekat sekunder, dan kompon ebonit

untuk perekat tersier. Pelarut yang digunakan untuk ketiga jenis perekat

meliputi toluena, methylen chloride, dan metil etil keton. Adapun peralatan

yang digunakan meliputi gunting, neraca analitik, gelas ukur, dan botol

kaca.

B. Metode Penelitian

1. Penelitian Pendahuluan

Pada penelitian pendahuluan dilakukan pembuatan karet siklo

dengan bahan baku lateks pekat DPNR (Deproteinized Natural Rubber).

Sebelum pembuatan lateks pekat DPNR, lateks kebun diuji

karakteristiknya yaitu uji Kadar Karet Kering (KKK) yang bertujuan untuk

mengetahui persen bobot zat padat yang terkandung dalam lateks akibat

penambahan bahan kimia berdasarkan bobot karet kering.

Prosedur berikutnya adalah penambahan surfaktan Emulgen

sebanyak 2 bsk ke dalam lateks untuk mencegah penggumpalan. Lateks

kemudian diencerkan sampai mencapai KKK 10 % sambil ditambahkan

enzim papain sebanyak 0,06 bsk yang akan menghidrolisis protein dalam

lateks sehingga menghasilkan lateks dengan kadar protein rendah.

Kemudian lateks diinkubasi selama 24 jam dalam kondisi suhu ruang agar

enzim papain dapat bekerja maksimal untuk menghidrolisis protein dalam

lateks. Selanjutnya lateks tersebut disentrifuse untuk memekatkan lateks

DPNR sampai KKK-nya mencapai ± 60 %. Sebelum disentrifuse, lateks

DPNR tersebut ditambahkan amonia sebanyak 0,2 % untuk mencegah

penggumpalan pada saat proses sentrifugasi. Lateks DPNR hasil sentrifuse

ditentukan karakteristiknya dengan pengujian KKK, KJP, kadar asam

lemak eteris, kadar nitrogen, dan waktu kemantapan mekanik.

20

Menurut Alfa (2002), langkah berikutnya dalam pembuatan karet

siklo adalah siklisasi lateks DPNR menggunakan asam sulfat teknis 98 %

dengan perbandingan lateks DPNR dan asam sulfat 1 : 1,4 (w/w). Sebelum

dilakukan pencampuran, sebanyak 2 bsk Emulgen ditambahkan ke dalam

lateks untuk mencegah koagulasi saat terjadi kontak langsung dengan

asam sulfat.

Campuran lateks dengan asam sulfat selanjutnya dipanaskan

selama ± 2 jam pada suhu 100 ºC agar terjadi pemutusan rantai lateks.

Lateks yang sudah tersiklisasi didispersikan ke dalam air panas dengan

perbandingan 1 : 5 untuk mencuci asam sulfat yang ada dalam campuran,

lalu dinetralkan dengan amonia (pH 6-9) untuk menghilangkan sisa asam

sulfat sampai diperoleh pH netral. Masterbat karet siklo dibuat dengan

mencampurkan karet siklo dan lateks pekat dan kemudian digumpalkan

dengan asam format. Gumpalan ini digiling pada penggilingan krep lalu

dikeringkan pada suhu 100 ºC. Diagram alir proses pembuatan karet siklo

yang diusulkan Alfa (2002) dapat dilihat pada Gambar 4.

A

Lateks kebunEmulgen 2 bsk

Pengenceran, menjadi 10 % Air

Lateks pengenceran

Inkubasi 24 jam

Pemekatan (sentrifuse) Uji KKK, KJP,

kadar ALE, kadar nitrogen, dan WKM

Uji KKK

Enzim papain 0,06 bsk

Amonia, 0,2 %

Emulgen 1 bsk, lateks : asam sulfat teknis = 1 : 1,4

Lateks pekat DPNR

21

A

Gambar 4. Diagram alir proses pembuatan masterbat siklo

Pencucian, 4 kali Air panas, 5 bagian

Pencampuran Lateks pekat

Penggumpalan Asam format

Pencucian, 1 kali Air panas, 5 bagian

Penggilingan

Masterbat siklo

Pengeringan, 100 ºC

Netralisasi Amonia

Pemanasan

Penyaringan dan pemisahan serum

Siklo basah

Pemanasan 100 ºC, ±2 jam

22

Masterbat siklo dibuat dengan mencampurkan karet siklo dengan

lateks pekat dengan perbandingan 50:50. Campuran karet siklo dengan

lateks pekat ini kemudian digumpalkan dengan asam format. Gumpalan ini

digiling lalu dikeringkan pada suhu 100 oC. Masterbat ini kemudian

ditambah dengan karet untuk merubah perbandingan komposisi karet siklo

dan karet alam dalam masterbat.

Tabel 3. Komposisi masterbat siklo

Jenis masterbat siklo Persentase jumlah karet siklo (%)

Persentase jumlah karet alam (%)

Masterbat siklo 50 (MS-50) 50 50 Masterbat siklo 40 (MS-40) 40 60 Masterbat siklo 30 (MS-30) 30 70 Masterbat siklo 20 (MS-20) 20 80 Masterbat siklo 10 (MS-10) 10 90

2. Penelitian Utama

Pada penelitian utama akan dilakukan pembuatan perekat karet

pada logam (rubber to metal bonding) dengan berbagai komposisi

perbandingan antara karet alam dengan karet siklo. Formulasi perekat

karet pada logam dinyatakan dalam bsk (bagian per seratus karet), artinya

semua bahan kimia karet yang digunakan dihitung berdasarkan seratus

bagian karet.

Bahan-bahan yang digunakan dalam pengomponan terdiri atas

bahan baku utama (masterbat siklo) dan bahan-bahan kimia kompon

(bahan pelunak, bahan pengisi, bahan penggiat, bahan antidegradan, bahan

pencepat, bahan pemvulkanisasi, dan homogenizer). Jumlah bahan polimer

dalam tiap formula sebanyak 100 bsk. Bahan-bahan yang akan digunakan

terlebih dahulu ditimbang menurut dosis masing-masing. Susunan

formulasi perekat karet pada logam disajikan pada Tabel 4 berikut.

23

Tabel 4. Formulasi kompon perekat

Formula Bahan

Perbandingan masterbat siklo dan karet alam (bsk) MS-50 MS-40 MS-30 MS-20 MS-10 A B A B A B A B A B

Bahan Utama • Masterbat siklo 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

Bahan Tambahan • ZnO 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 • Asam stearat 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 • Karet Cair 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 • Ionol 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 • Carbon black 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 • Silika 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 • ZDEC - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 • Belerang 6 - 6 - 6 - 6 - 6 - • Structol A 86 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Dalam pembuatan perekat karet pada logam, karet alam terlebih

dahulu dimastikasi (digiling) menggunakan penggiling open roll mill pada

suhu 60 - 80 ºC, sehingga karet menjadi lunak. Pelunakan karet akan

memudahkan pencampuran antara karet dengan bahan pengisi, sehingga

pencampuran menjadi homogen. Kemudian masterbat siklo dan serbuk

siklo yang dihasilkan pada penelitian pendahuluan dicampurkan dengan

karet alam yang telah dimastikasi tersebut menggunakan penggiling open

roll mill pada suhu 60 - 80 ºC. Selanjutnya bahan-bahan kimia lain seperti

bahan penggiat, bahan pencepat, bahan pengisi, dan antioksidan

ditambahkan ke dalam campuran karet alam termastikasi dan karet siklo

hingga terbentuk campuran yang homogen.

Terdapat lima formula perekat sekunder disesuaikan dengan

komposisi karet siklo dalam masterbat yaitu MS-10, MS-20, MS-30, MS-

40, dan MS-50. Kompon perekat yang hanya menggunakan belerang

dilarutkan secara terpisah dari kompon yang menggunakan ZDEC saja.

Jadi pada setiap jenis formula perekat merupakan campuran dua bagian

larutan perekat, misalnya pada MS-10 adalah campuran antara MS-10 A

(menggunakan belerang saja) dan MS-10 B (menggunakan ZDEC saja).

Pelarutan dilakukan dengan merendam kompon dalam campuran pelarut

24

selama ± 3 hari, lalu diaduk agar perekat menjadi homogen. Perekat

sekunder juga dibuat dengan tingkat kelarutan 20 % b/b.

Pemisahan setiap formula perekat menjadi dua bagian yaitu bagian

A (menggunakan bahan pemvulkanisasi) dan bagian B (menggunakan

bahan pencepat) ditujukan untuk menghindari penggumpalan yang terlalu

cepat. Apabila bahan pemvulkanisasi dan akselerator langsung

dicampurkan pada saat pengomponan, maka pada saat kompon perekat

sudah dilarutkan akan lebih cepat menggumpal karena vulkanisat akan

lebih cepat matang. Untuk itu cara penggunaan perekat sekunder yang

benar adalah dengan mencampurkan bagian A dan bagian B ketika akan

digunakan sebagai perekat. Cara ini memang terlihat kurang praktis tetapi

dapat memperlama umur pemakaian dari perekat tersebut.

Pencampuran adalah suatu tahapan utama dalam pembuatan

kompon yang bertujuan untuk memasukkan bahan-bahan kimia ke dalam

karet secara merata (homogen). Pencampuran antara masterbat siklo

dengan bahan kimia kompon dilakukan sesuai dengan urutan dan waktu

pencampuran untuk mencegah resiko timbulnya vulkanisasi dini (scorch).

Urutan dan waktu pencampuran bahan-bahan pada pengomponan disajikan

pada Tabel 5 berikut.

Tabel 5. Urutan dan waktu pencampuran bahan untuk pembuatan kompon

Formula 1A, 2A, 3A, 4A, 5A Formula 1B, 2B, 3B, 4B, 5B Waktu (menit)

Karet alam Karet alam - Masterbat siklo, struktol Masterbat siklo, struktol 6 Karet cair, silika, karbon black Karet cair, silika, karbon black 4 ZnO, asam stearat, Ionol ZnO, asam stearat, Ionol 2 Belerang ZDEC 2

Pada penelitian ini akan diujikan perekat berbahan baku campuran

karet siklo dengan karet alam pada logam. Standar pembanding yang

digunakan adalah perekat karet pada logam komersial. Pengujian yang

dilakukan meliputi uji shear strength, uji tensile strength, viskositas

Brookfield, dan uji berat jenis. Diagram alir pembuatan perekat disajikan

pada Gambar 5.

25

Gambar 5. Diagram alir pembuatan perekat

C. Rancangan Percobaan

Pada penelitian utama digunakan pendekatan statistik dengan

rancangan percobaan faktor tunggal yang terdiri dari 3 ulangan dan lima

perlakuan komposisi perekat, yaitu formula MS-50, MS-40, MS-30, MS-20,

dan MS-10. Menurut Mattjik dan Sumertajaya (2002), model matematik

rancangan percobaan faktor tunggal adalah :

Yij = µ + τi + εij

Yij = pengamatan pada perlakuan ke-i komposisi perekat dan ulangan ke-j

µ = rataan umum

τi = pengaruh perlakuan ke-i komposisi perekat, µi - µ

εij = pengaruh acak pada perlakuan ke-i komposisi perekat dan ulangan ke-j

i = komposisi perekat (MS-50, MS-40, MS-30, MS-20, dan MS-10)

j = ulangan perlakuan (j = 1,2,3)

Karet alam

Mastikasi

Penggilingan Bahan-bahan

kimia

Pelarutan dan pengadukan

Perekat Uji shear strength, uji

tensile strength, viskositas Brookfield,

dan bobot jenis

Masterbat siklo

26

D. PERSIAPAN PENGUJIAN DAYA REKAT

Sebelum perekat dioleskan pada permukaan logam maupun karet,

perlu dilakukan persiapan pada permukaan logam yang biasanya terdapat

sejumlah kontaminan seperti minyak, lemak, karat atau debu. Kontaminan

tersebut dapat menghambat persentuhan langsung antara perekat dengan

permukaan logam sehingga mengurangi daya rekat perekat. Permukaan logam

terlebih dahulu digerinda untuk menghilangkan karat maupun kontaminan

lainnya serta untuk membuka pori-pori pada logam. Setelah itu logam

direndam di dalam trikloroetilen selama 5-10 menit untuk menghilangkan

minyak, lemak, ataupun debu yang masih menempel pada permukaan logam.

Perendaman yang terlalu lama akan menyebabkan kontaminan menempel

kembali pada permukaan logam.

Setelah persiapan bahan yang akan direkatkan, selanjutnya permukaan

logam diolesi dengan menggunakan primer. Primer yang digunakan adalah

resipren yaitu karet sikloyang dibuat dari fase larutan karet. Pengolesan

perekat pada permukaan logam dilakukan secara merata dan setipis mungkin.

Hal ini berkaitan dengan kemampuan perekat untuk merekatkan karet pada

permukaan logam. Apabila perekat tidak merata pada seluruh permukaan

logam maka pada bagian yang tidak terdapat perekat akan sulit merekat

sehingga sewaktu diberi beban tertentu akan mudah terpisah. Pengolesan

setipis mungkin dimaksudkan untuk mencegah mengalirnya perekat keluar

permukaan logam sewaktu diberi tekanan dan dipanaskan.

Permukaan logam yang telah diolesi perekat primer dibiarkan hingga

kering sentuh. Setelah perekat primer kering sentuh, selanjutnya diolesi

dengan perekat sekunder dan dibiarkan hingga kering sentuh. Kemudian

ebonit dioleskan setelah perekat sekunder kering sentuh. Kompon karet

diletakkan diantara dua permukaan logam yang telah diolesi dengan kelima

jenis perekat di atas. Kemudian contoh uji dimasukkan ke dalam alat cetakan

dan diberi tekanan sebesar 100 kg/cm2. Contoh uji dipanaskan (proses

vulkanisasi) selama 10 menit pada suhu 150 ºC. Penentuan waktu dan suhu

vulkanisasi berdasarkan hasil uji rheograf. Contoh uji yang sudah diberi

27

tekanan dibiarkan dahulu selama 24 jam sebelum dilakukan uji shear strength

dan uji tensile strength.

Uji shear strength merupakan pengujian dengan menarik sampel uji

pada arah horizontal atau searah dengan bidang permukaan rekatan. Berbeda

dengan uji shear strength, pada uji tensile strength sampel uji ditarik dengan

arah vertikal atau tegak lurus dengan bidang permukaan rekatan. Kedua

pengujian ini dilakukan untuk mengetahui daya rekat perekat yang dihasilkan.

A

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Penelitian Pendahuluan

1. Karakteristik Lateks DPNR

Lateks kebun merupakan bahan baku utama dalam pembuatan

lateks DPNR yang selanjutnya akan digunakan sebagai bahan baku untuk

membuat karet siklo. Lateks kebun yang digunakan diambil dari kebun

percobaan Ciomas Bogor. Jumlah lateks kebun sebagai bahan baku yang

digunakan sebanyak 8 liter (8000 ml). Sebelum diolah lebih lanjut,

dilakukan uji Kadar Karet Kering (KKK) terhadap lateks kebun tersebut.

Selain untuk mengetahui jumlah karet kering dalam lateks, pengujian ini

perlu dilakukan untuk menentukan jumlah penambahan bahan kimia

berdasarkan bobot karet kering. Hasil pengujian KKK lateks kebun

disajikan pada Tabel 6.

Tabel 6. Hasil uji kadar karet kering (KKK) lateks kebun

1 2 3 Awal (g) 10 10 10 Akhir (g) 3,695 3,695 3,700 KKK (%) 36,95 36,95 37,00

KKK = 36,95 %

Lateks kebun yang digunakan merupakan lateks kebun poliklonal

(klon campuran) dan berwarna putih susu. Dari hasil pengamatan tersebut,

lateks kebun yang digunakan sesuai dengan syarat mutu lateks. Menurut

Subramaniam (1987), lateks yang baru disadap umumnya memiliki kadar

karet kering (KKK) berkisar antara 30 – 45 % dari total berat. Artinya

lateks yang digunakan sebagai bahan percobaan sudah memenuhi syarat

mutu lateks kebun yang baik.

Penyimpanan lateks sebelum digunakan akan menyebabkan lateks

kebun menggumpal jika tidak dilakukan perlakuan pendahuluan. Untuk

menghindari penggumpalan lateks kebun maka perlu dilakukan perlakuan

pendahuluan yaitu dengan penambahan surfaktan dan pemekatan lateks.

29

Surfaktan yang digunakan dalam penelitian ini adalah surfaktan non-ionik

yaitu emulgen. Surfaktan yang ditambahkan ke dalam lateks kebun

sebanyak 2 bsk atau setara dengan 197,06 ml. Penambahan enzim papain

sebanyak 0,06 bsk ke dalam lateks akan menghidrolisis protein sehingga

dihasilkan lateks dengan kadar protein rendah. Enzim papain termasuk ke

dalam jenis enzim proteolisis yang dapat menghidrolisis ikatan peptida

dari protein yang merupakan lapisan pelindung partikel karet menjadi

asam amino dan gugus karboksil.

Tabel 7. Jumlah penambahan emulgen dan papain pada lateks kebun

Bahan Kadar Jumlah Lateks Kebun KKK = 36,95 % 8.000 ml Emulgen 2 bsk 197,06 mlPapain 0,06 bsk 1,77 gram

Lateks kebun yang telah ditambahkan emulgen dan enzim papain

diencerkan menjadi 10 % agar pemecahan protein berlangsung optimum.

Volume total setelah pengenceran menjadi 10 % adalah 29.560 ml.

Selanjutnya lateks yang telah diencerkan diinkubasi selama 24 jam dalam

kondisi suhu ruang agar enzim papain dapat bekerja maksimal untuk

menghidrolisis protein dalam lateks. Pada saat pemeraman lateks tersebut

juga ditambahkan amonia sebanyak 0.2 % dari volume total setelah

pengenceran atau sejumlah 59,12 ml. Hal ini ditujukan untuk mencegah

penggumpalan pada saat proses sentrifugasi dan sebagai langkah

pengawetan jangka pendek. Penambahan amonia dapat yang bersifat basa

dapat menghambat aktivitas mikroorganisme sehingga dapat

meningkatkan kestabilan lateks. Lateks yang telah diturunkan kadar

proteinnya ini selanjutnya disebut lateks berprotein rendah atau DPNR

(Deproteinised Protein Rubber).

Lateks DPNR yang telah dipekatkan diuji kadar karet kering

(KKK), kadar jumlah padatan (KJP), bilangan asam lemak eteris (ALE),

kadar nitrogen, dan waktu kemantapan mekanik (WKM). Pengurangan

sebagian bahan bukan karet selama proses pemekatan menyebabkan lateks

pekat DPNR mempunyai mutu yang lebih baik dibandingkan dengan

30

lateks kebun. Hasil pengujian terhadap lateks pekat DPNR disajikan pada

Tabel 8.

Tabel 8. Karakterisasi lateks pekat DPNR

Parameter Uji Hasil Pengujian Kadar Karet Kering (%) 62 Kadar Jumlah Padatan (%) 62,52 Kadar Nitrogen (%) 0,03 Bilangan Asam Lemak Eteris 0,123 Waktu Kemantapan Mekanik (detik) < 30 Warna Putih

Hasil pengujian lateks pekat DPNR diperoleh nilai KKK 62 % dan

KJP 62,52 %. Nilai KKK dapat menunjukkan tingkat keketalan lateks,

karena semakin tinggi nilai KKK maka lateks akan semakin pekat dan

sebaliknya semakin rendah KKK maka lateks semakin encer. KKK lateks

pekat merupakan sifat yang penting karena pada proses pembuatan barang

jadi dari lateks penambahan bahan-bahan kimia kompon didasarkan atas

berat per-seratus karet. Kadar jumlah padatan (KJP) di dalam lateks pekat

didominasi oleh karet dan bagian lainnya diantaranya terdiri dari partikel

Frey Wyssling, lutoid, bahan lain yang terlarut dalam serum, termasuk

bahan yang ditambahkan, misalnya bahan pemantap, bahan pengawet dan

lain-lain.

Berdasarkan uji KKK dan uji KJP, lateks pekat DPNR yang

dihasilkan telah memenuhi persyaratan mutu. Menurut SNI 06 – 1447 –

1989, lateks pekat mempunyai kadar karet kering minimum 57 % dan

kadar jumlah padatan berkisar antara 58,5 %. Selisih nilai KKK dan KJP

maksimum adalah 2 persen. Kadar bahan bukan karet tidak melebihi batas

maksimum karena hasil perhitungan menunjukkan bahwa kadar bahan

bukan karet kurang dari 2 %. Dengan demikian lateks DPNR tersebut

dapat digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan karet siklo.

Hasil analisis waktu kemantapan mekanik lateks pekat hasil

percobaan ternyata masih rendah yaitu kurang dari 30 detik dan belum

mencapai batas persyaratan minimum waktu kemantapan mekanik lateks

pekat konvensional, SNI 06-1447-1989, yakni 400 detik. Nilai ini

31

diperkirakan masih dapat meningkat selama penyimpanan. Untuk

menghindari penggumpalan maka lateks segera diproses. Nilai WKM

dipengaruhi oleh waktu, suhu penyimpanan, dan kondisi cuaca. Pada saat

pengambilan sampel, kondisi cuaca yang sering hujan mengakibatkan

lateks banyak mengandung padatan sehingga dapat mengurangi nilai

WKM.

Senyawa karbohidrat yang terdapat di dalam lateks akan terurai

menjadi asam lemak eteris seperti asam format, asam asetat dan asam

propionat. Asam-asam ini mengakibatkan lateks menjadi tidak stabil dan

dapat menggumpalkan lateks. Asam lemak eteris terbentuk akibat kerja

dari mikroorganisme yang terdapat di dalam lateks yang berasal dari luar

karena pemakaian peralatan panen yang kurang bersih. Bilangan asam

lemak eteris (ALE) mengindikasikan umur lateks pekat dan mutu dari

lateks pekat tersebut, semakin besar nilai yang ditunjukkan maka semakin

rendah mutu dari lateks pekat tersebut. Hasil bilangan ALE yang diperoleh

dari pengujian yaitu 0,123 gram KOH per 100 gram total padatan. Hal ini

dipengaruhi oleh penambahan amonia yang dapat menghambat aktivitas

mikroorganisme sehingga tidak menghasilkan kandungan asam lemak

yang tinggi.

Kandungan protein dalam lateks dapat ditentukan dengan

menghitung kadar nitrogennya. Hasil pengolahan lateks pekat DPNR dari

lateks kebun dengan kombinasi penambahan enzim papain 0,06 bsk dan

pemekatan menghasilkan kadar nitrogen 0,03 %. Nilai kadar nitrogen ini

sudah sesuai dengan standar karet alam berprotein rendah menurut SNI

06-1447-1989, yang menetapkan kadar nitrogennya lateks pekat maksimal

0,03 persen.

2. Pembuatan Karet Siklo

Karet siklo adalah turunan dari karet alam yang telah berubah

menjadi resin atau bahan termoplastik yang keras tapi rapuh, yang

dihasilkan dari pemanasan karet alam dengan adanya katalis asam. Pada

32

penelitian ini karet siklo yang digunakan bukanlah karet siklo serbuk tetapi

karet siklo yang telah dicampur dengan karet alam sehingga terbentuk

masterbat siklo.

Bahan baku yang digunakan untuk pembuatan karet siklo adalah

lateks pekat dengan kadar protein rendah atau lateks pekat DPNR.

Kandungan protein dalam lateks dapat menghambat reaksi siklisasi

sehingga perlu dilakukan penurunan kadar protein terlebih dahulu melalui

penambahan enzim papain dan pemekatan. Pemekatan akan

menghilangkan sebagian protein dari permukaan karet yang terpisah dan

keluar bersama serum yang merupakan hasil samping pemusingan lateks

kebun. Enzim papain akan menghidrolisis protein sehingga menurunkan

kadar nitrogennya. Semakin rendah kadar protein yang terkandung di

dalam lateks maka akan memudahkan terjadinya reaksi siklisasi. Menurut

Alfa (2002) kandungan protein dalam lateks mempengaruhi kinerja

siklisasi. Reaksi siklisasi lateks pekat biasa yang kadar proteinnya masih

tinggi berlangsung lebih lambat jika dibandingkan dengan reaksi siklisasi

lateks pekat DPNR.

Pembuatan karet siklo dilakukan dengan cara memanaskan lateks

pekat DPNR yang telah dicampur dengan katalis asam sulfat pekat pada

suhu 100 ºC selama ± 2 – 2,5 jam. Sebelum dipanaskan lateks pekat

DPNR ditambahkan dengan surfaktan emulgen sebanyak 1 bsk untuk

mencegah terjadinya penggumpalan lateks selama proses siklisasi

berlangsung. Jumlah emulgen yang ditambahkan adalah 55,8 ml.

Tabel 9. Jumlah penambahan emulgen dan asam sulfat pada lateks pekat

DPNR serta kondisi pencampuran

Bahan Kadar Jumlah Keterangan Lateks pekat DPNR KKK = 62 % 2700 ml Emulgen 1 bsk 55,8 ml Asam 1,4 jumlah karet 2343,6 g Suhu awal - - 98 – 110 ºC Suhu pemanasan - - 95 – 100 ºC

Perubahan - - Lateks mengembang, warna menjadi ungu

33

Pencampuran antara lateks dengan asam sulfat mengakibatkan

timbulnya banyak panas karena bersifat sangat eksotermis khususnya pada

awal reaksi sehingga diperlukan pendinginan untuk mencegah panas yang

terlalu tinggi. Pencampuran selama berlangsungnya reaksi siklisasi perlu

didinginkan untuk mencegah terjadinya penggumpalan atau bahkan

pengarangan. Jumlah asam sulfat yang ditambahkan ke dalam lateks pekat

DPNR sebanyak 1,4 bagian karet atau 2243,6 gram. Asam sulfat dituang

sedikit demi sedikit secara kontinu dan harus diaduk supaya campuran

homogen. Campuran akan berwarna ungu ketika reaksi siklisasi dimulai.

Kecepatan siklisasi dipengaruhi oleh temperatur dan konsentrasi

asam sulfat serta lamanya reaksi. Menurut Naunton (1961) asam sulfat

sangat efektif untuk siklisasi karet dari lateks dengan konsentrasi asam

yang terdapat dalam serum sekurang-kurangnya sekitar 70 persen (b/b).

Dalam metode pembuatan karet siklo yang sedang dikembangkan Alfa

(2002), dosis asam sulfat yang digunakan adalah 1,4 kali KKK lateks

pekat DPNR. Jumlah dosis asam sulfat ini mendekati 70 persen (b/b)

konsentrasi asam yang terdapat dalam serum.

Selama siklikasi dengan penambahan asam sulfat dan pemanasan

selama 2 jam telah terjadi pemutusan ikatan rangkap pada lateks sehingga

terbentuk karet siklo. Selama pemasakan suhu dijaga agar tidak melebihi

100 ºC karena suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan pengerasan

atau pengarangan pada lateks sehingga menggagalkan proses siklisasi.

Ikatan rangkap yang terputus selanjutnya akan membentuk ikatan siklik

dengan molekul karet lainnya. Ikatan siklik inilah yang menjadikan karet

siklo mempunyai sifat-sifat yang dapat digunakan sebagai peningkat daya

rekat diantaranya adalah memiliki sifat adhesi yang baik, termasuk

terhadap logam dan permukaan licin lainnya, bersifat non polar dan

mempunyai daya rekat yang baik terhadap logam, kayu, karet, kulit, tekstil

dan kertas.

Karet siklo yang telah terbentuk selanjutnya dicuci menggunakan

air panas sebanyak 5 kali jumlah lateks pekat DPNR. Karet siklo yang

telah terbentuk dibagi menjadi dua bagian untuk memudahkan pencucian.

34

Pencucian ini dilakukan sebanyak 4 kali yang bertujuan untuk melepaskan

kandungan surfaktan dalam lateks dan menurunkan kadar keasaman pada

karet siklo yang terbentuk. Dalam setiap pencucian serum yang terbentuk

dipisahkan dari dispersi karet siklo. Pencucian dibagi ke dalam dua wadah

untuk memudahkan pencucian.

Tabel 10. Kadar asam dalam dispersi karet siklo

Kondisi Kadar asam (g/ml) Jumlah serum terbuang (ml) Warna

Wadah A Wadah B Wadah A Wadah B Sebelum pencucian 0,1339 0,1339 - - Hijau tua pekat Pencucian I 0,0578 0,0586 4000 3500 Hijau tua pekat Pencucian II 0,0257 0,0273 6100 6100 Hijau tua Pencucian III 0,0118 0,0134 6420 6150 Hijau Pencucian IV 0,0054 0,0065 6800 6900 Keruh

Tabel 10. menunjukkan bahwa semakin banyak dilakukan

pencucian maka kadar asam yang tersisa dalam dispersi karet siklo

semakin menurun, baik pada wadah A maupun wadah B. Hal ini

dikarenakan kandungan asam dan juga kandungan surfaktan ikut terbawa

pada saat pencucian. Kadar asam juga dapat ditunjukkan secara visual

melalui perubahan warna serum yang terpisah dalam dispersi karet siklo.

Pada pencucian pertama warna serum hijau tua yang menunjukkan bahwa

kandungan surfaktan dan kadar asam masih tinggi. Pada pencucian-

pencucian berikutnya warna serum akan semakin memudar seiring dengan

turunnya kandungan surfaktan dan kadar asam dalam serum. Surfaktan

dan asam sulfat sisa ini ikut terbuang dalam serum pada saat pencucian.

Hal ini diperkuat dengan jumlah sisa asam dalam serum yang semakin

menurun dengan semakin banyaknya jumlah pencucian.

Karet siklo yang telah dicuci tersebut kemudian dinetralkan dengan

penambahan amonia hingga pH menjadi 7. Biasanya pH karet siklo

sebelum dinetralkan berkisar 1-2. Setelah dinetralkan maka dilakukan

pencucian sekali lagi dan kemudian dipanaskan menggunakan pemanas

listrik. Pencucian dilakukan untuk melepaskan ammonium sulfat yang

terbentuk setelah penambahan amonia ke dalam karet siklo. Pemanasan ini

35

dilakukan untuk memudahkan pemisahan serum dan garam yang terbentuk

setelah penetralan. Kemudian dispersi karet siklo ini ditiriskan pada

penyaring untuk memisahkan serumnya.

Masterbat siklo dibuat dengan cara mencampurkan dispersi karet

siklo dan lateks pekat dengan perbandingan 50 : 50. Nilai kadar karet

kering (KKK) lateks pekat yang ditambahkan adalah 60 %. Pencampuran

dilakukan di dalam wadah tupperware sambil diaduk supaya campuran

menjadi homogen. Campuran yang telah homogen kemudian digumpalkan

menggunakan asam format 5 %. Gumpalan yang terbentuk digiling

menggunakan penggilingan krep lalu dikeringkan pada oven yang

dioperasikan pada suhu 70 – 80 ºC.

B. Penelitian Utama

1. Pengomponan

Kompon karet pada umumnya mengandung 8 atau lebih jenis

bahan kimia karet. Pada penelitian ini jenis bahan kimia karet yang

digunakan meliputi bahan pengaktif (ZnO dan asam stearat), bahan

pemlastis (karet cair), antidegradan (ionol), bahan pengisi (carbon black

dan silika), akselerator (ZDEC), bahan pemvulkanisasi (belerang), dan

bahan penghomogenisasi (struktol). Setiap bahan tersebut memiliki fungsi

spesifik dan mempunyai pengaruh terhadap sifat serta karakteristik

pengolahan dari kompon karetnya. Kompon karet yang dibuat terdiri atas

kompon perekat sekunder (MS-50, MS-40, MS-30, MS-20, MS-10),

kompon ebonit sebagai perekat tersier, dan kompon NR yang akan

direkatkan pada permukaan logam.

Proses pengomponan dimulai dengan mastikasi antara karet alam

dan masterbat siklo. Mastikasi merupakan suatu proses perlakuan

pendahuluan terhadap karet yang bertujuan untuk melunakkannya agar

mudah bercampur dengan bahan kimia lainnya. Pelunakan ini diakibatkan

oleh pemutusan rantai molekul polimer sehingga diperoleh bobot molekul

yang lebih rendah. Mastikasi yang digunakan pada penelitian ini adalah

mastikasi dingin karena menggunakan suhu 70 ºC. Pelunakan digolongkan

36

ke dalam mastikasi dingin jika dilakukan pada suhu di bawah 100 ºC.

Proses mastikasi menggunakan mesin pencampur terbuka berupa rol

gilingan ganda.

Bahan kimia yang dimasukkan harus sesuai dengan urutan jika

urutannya tidak benar maka kompon yang dihasilkan kemungkinan besar

tidak homogen. Pelunak merupakan bahan yang pertama kali

dicampurkan setelah proses mastikasi antara masterbat siklo dan karet

alam selesai. Bahan ini berfungsi untuk melunakkan karet sehingga

memudahkan pencampuran bahan kimia lain ke dalam karet. Keuntungan

lainnya adalah dapat mempersingkat waktu pengomponan dan mencegah

timbulnya scorch.

Bahan yang selanjutnya dimasukkan adalah bahan pengisi.

Penambahan bahan pengisi ini akan meningkatkan sifat fisik (kekerasan

dan kekakuan) dan memperbaiki permukaan kompon. Namun hal yang

perlu diperhatikan adalah ukuran partikel bahan pengisi yang digunakan.

Semakin kecil ukuran partikel bahan pengisi maka akan semakin sulit

untuk mencampurkannya ke dalam kompon sehingga dibutuhkan waktu

pencampuran yang lebih lama dan dapat menyebabkan kompon mudah

mengalami scorching.

Aktivator dan bahan antidegradan dimasukkan secara bersamaan

pada tahap berikutnya. Aktivator digunakan untuk menggiatkan proses

vulkanisasi yang berjalan sangat lambat jika hanya menggunakan belerang

dan sebagai pengaktif kerja bahan pencepat. Bahan antidegradan berfungsi

sebagai bahan antiozonan dan antioksidan. Bahan antidegradan perlu

ditambahkan ke dalam kompon untuk melindungi karet dari kerusakan

akibat serangan ozon dan kerusakan akibat oksidasi. Dengan penambahan

bahan antidegradan maka karet dapat terlindungi dari pengusangan dan

dapat mempertahankan umur pemakaiannya.

Bahan pencepat ditambahkan untuk mempercepat laju vulkanisasi.

Bahan pencepat umumnya merupakan bahan organik dan ditambahkan

dalam jumlah sedikit. Untuk merubah sifat masterbat dari plastis ke elastis

maka ditambahkan belerang sebagai bahan pemvulkanisasi. Pemakaian

37

dosis bahan pemvulkanisasi harus diperhatikan karena pada pemakaian

dosis tinggi dapat menyebabkan blooming (partikel belerang bermigrasi ke

permukaan vulkanisat) sehingga dapat mengurangi daya rekat antar

lapisan kompon.

Kompon perekat dibuat dalam lima jenis berdasarkan konsentrasi

karet siklo dalam masterbat siklo (MS) yaitu MS-10, MS-20, MS-30, MS-

40, dan MS-50. Masing-masing jenis kompon perekat di atas masih dibagi

lagi menjadi dua bagian yaitu bagian A menggunakan bahan

pemvulkanisasi (belerang) saja dan bagian B hanya menggunakan bahan

pencepat (ZDEC). Pembagian ini ditujukan untuk menghindari

penggumpalan yang terlalu cepat pada saat kompon perekat sudah

dilarutkan.

Prinsip perekatan karet pada logam adalah melalui media kompon

karet setelah diolesi perekat, bukan kontak langsung antar dua keping

logam. Kompon ebonit yang digunakan sebagai perekat tersier mempunyai

karakteristik lebih keras karena dalam pembuatannya tidak menggunakan

bahan pelunak. Hal ini ditujukan agar pada saat perekatan kompon dapat

mengeras dengan ketebalan tertentu. Cara pembuatan kompon ebonit dan

kompon NR sama dengan cara pembuatan kompon perekat.

Tabel 11. Kondisi penggilingan kompon

Jenis Kompon Keterangan

Kompon MS-50 Sulit bercampur, mudah melekat pada rol gilingan

Kompon MS-40 Sulit bercampur, mudah melekat pada rol gilingan

Kompon MS-30 Mudah bercampur, tidak melekat pada rol gilingan

Kompon MS-20 Mudah bercampur, tidak melekat pada rol gilingan

Kompon MS-10 Mudah bercampur, tidak melekat pada rol gilingan

Kompon ebonit Mudah bercampur, tidak melekat pada rol gilingan

Kompon NR Mudah bercampur, tidak melekat pada rol gilingan

38

Pada saat penggilingan kompon, semakin banyak jumlah masterbat

siklo akan membuat gilingan kompon mudah melekat pada rol gilingan.

Hal dikarenakan karet siklo memiliki sifat rekat (adhesive) yang baik

terhadap logam dan permukaan licin lainnya. Hal ini juga menyulitkan

pencampuran dengan bahan-bahan kimia kompon sehingga membutuhkan

waktu penggilingan yang lebih lama. Selain itu semakin banyak

kandungan karet siklo di dalam masterbat siklo menyebabkan waktu

pravulkanisasi serta vulkanisasi optimumnya menjadi lebih lama. Adanya

bahan pelunak berupa karet cair yang bersifat lengket juga membuat

kompon menjadi lunak dan mudah melekat pada rol gilingan.

Pembuatan kompon ebonit dan kompon NR lebih mudah dalam hal

pencampuran karena tidak menggunakan karet siklo dan bahan pelunak

sehingga dapat meningkatkan efisiensi waktu penggilingan.Bahan

pencepat yang dicampurkan ke dalam kompon ebonit dan kompon NR

merupakan kombinasi antara bahan pencepat primer dan bahan pencepat

sekunder. Bahan pencepat primer yang berfungsi memberikan

pravulkanisasi yang lambat, sedangkan bahan pencepat sekunder yang

berfungsi memberikan pravulkanisasi yang singkat.

Untuk kompon ebonit dibagi lagi menjadi dua bagian yaitu satu

bagian menggunakan bahan pemvulkanisasi (belerang) saja dan bagian

yang lain hanya menggunakan bahan pencepat. Pembagian ini ditujukan

untuk menghindari penggumpalan yang terlalu cepat pada saat kompon

perekat sudah dilarutkan. Kompon ebonit dan kompon NR yang telah

digiling, selanjutnya diuji sifat rheologinya untuk dapat menentukan suhu

dan waktu vulkanisasinya. Pengujian ini berguna untuk mengetahui

tingkat kematangan kompon sehingga dapat mencegah timbulnya scorch

ataupun kompon belum matang pada saat pengepresan.

2. Pembuatan Perekat

Perekat karet pada logam yang dibuat merupakan perekat berbasis

pelarut atau solvent based. Jenis perekat karet pada logam yang digunakan

39

dibagi menjadi primer, sekunder, dan perekat ebonit. Masing-masing jenis

perekat mempunyai karakteristik yang berbeda dalam perekatan logam.

Primer dibuat dari larutan karet siklo komersial yaitu resipren.

Karet siklo mempunyai daya rekat yang relatif kuat dan bersifat lebih kaku

sehingga mampu merekatkan lempeng besi yang tidak dapat direkatkan

oleh larutan karet alam. Larutan karet siklo ini bersifat lebih merekat pada

logam sehingga dapat digunakan sebagai perekat primer pada perekatan

karet pada logam. Primer ini dibuat dengan tingkat kelarutan 20 %

(b/b)dan menggunakan campuran pelarut yaitu toluen, metilen klorida, dan

metil etil keton.

Sekunder dibuat dengan cara melarutkan kompon perekat pada

campuran pelarut. Campuran pelarut yang digunakan sama dengan

campuran pelarut yang dipakai untuk melarutkan primer. Karakteristik

sekunder ini lebih lunak karena bercampur dengan karet alam yang

jumlahnya lebih banyak pada setiap formulanya. Oleh karena sifatnya

yang lebih merekat pada kompon karet maka kompon perekat masterbat

siklo ini digunakan sebagai sekunder.

Kompon ebonit yang digunakan pada perekatan berbentuk fase cair

yaitu kompon dilarutkan dalam campuran pelarut (toluen, metilen klorida,

dan metil etil keton). Kompon ebonit yang telah dibagi menjadi dua

bagian, yaitu bagian A (menggunakan bahan pemvulkanisasi saja) dan

bagian B (menggunakan bahan pencepat saja), dilarutkan secara terpisah

pada tingkat kelarutan 20 % b/b. Pelarutan juga dilakukan dengan

merendam kompon dalam campuran pelarut selama ± 3 hari, lalu diaduk

agar perekat menjadi homogen.

Tabel 12. Kondisi pelarutan kompon perekat

Jenis perekat Tekstur Keterangan MS-50 Kasar Kurang homogen MS-40 Agak kasar Kurang homogen MS-30 Halus Homogen MS-20 Halus Homogen MS-10 Halus Homogen Ebonit Halus Homogen

40

Perekat yang telah dilarutkan mempunyai tingkat homogenitas atau

tekstur yang berbeda-beda. Semakin banyak kandungan karet siklo di

dalam kompon perekat maka perekat yang dihasilkan mempunyai tekstur

lebih kasar atau kurang homogen. Hal ini dikarenakan sifat dari karet siklo

yang sukar larut di dalam pelarut. Kondisi diduga dapat mempengaruhi

daya rekat perekat karena jika diaplikasikan pada permukaan bahan tidak

terpenetrasi dengan sempurna.

Perekat yang dibuat pada penelitian ini, baik primer maupun

sekunder, ditentukan viskositasnya menggunakan metode viskositas

Brookfield, sedangkan kekuatan daya rekatnya diukur setelah karet

direkatkan pada logam. Bobot jenis ditentukan dengan mengukur bobot

jenis kompon.

3. Viskositas Perekat

Pengujian viskositas perekat menggunakan alat viscometer

Brookfield yang hasil pengujiannya disajikan pada Gambar 6.

2800 2650

1750

2740

3710

1240

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

MS-50 MS-40 MS-30 MS-20 MS-10 Kontrol

jenis perekat

visk

osita

s (c

P)

Gambar 6. Viskositas Brookfield perekat

Pengujian viskositas Brookfield menunjukkan bahwa nilai

viskositas perekat yang dihasilkan berkisar antara 1750 – 3710 cP dengan

viskositas perekat MS-10 adalah yang tertinggi, sedangkan nilai viskositas

41

perekat MS-30 adalah yang terendah. Kandungan karet siklo yang tinggi

dapat menghasilkan viskositas yang tinggi karena sifat karet siklo yang

sukar larut dan sebagian sisanya membentuk gel. Hal ini terlihat pada nilai

viskositas Brookfield perekat MS-50 dan perekat MS-40. Nilai viskositas

yang tinggi juga disebabkan pemutusan rantai karet alam pada saat

mastikasi belum sempurna. Pemutusan rantai yang belum sempurna ini

menyebabkan kompon yang dihasilkan sukar larut. Diduga apabila waktu

mastikasi ditingkatkan maka pemutusan rantai partikel karet siklo dan

partikel karet alam akan lebih sempurna sehingga dapat dihasilkan perekat

dengan viskositas lebih rendah. Berdasarkan uji viskositas Brookfield

tersebut, nilai viskositas perekat yang dihasilkan masih lebih tinggi jika

dibandingkan dengan nilai viskositas perekat komersial atau kontrol yaitu

124 cP.

4. Bobot Jenis

Bobot jenis merupakan perbandingan antara massa suatu benda

dengan volume benda tersebut pada suhu kamar. Pengujian bobot jenis

yang dilakukan adalah pengujian bobot jenis kompon perekat. Pengukuran

bobot jenis dimaksudkan untuk melihat pengaruh perekat terhadap

penambahan bobot dari benda yang direkatkan. Hasil pengukuran bobot

jenis perekat disajikan pada Gambar 7.

1.025 1.024 1.0211.002 0.992

0.867

0.75

0.8

0.85

0.9

0.95

1

1.05

MS-50 MS-40 MS-30 MS-20 MS-10 Kontrol

jenis perekat

bobo

t jen

is (g

/cm

3)

Gambar 7. Bobot Jenis Kompon Perekat

42

Hasil pengujian bobot jenis kompon perekat menunjukkan nilai

yang bervariasi yaitu berkisar antara 0,992 – 1,025 g/cm3. Nilai bobot jenis

MS-10 adalah yang terendah yaitu 0,992 g/cm3, sedangkan nilai bobot

jenis MS-50 adalah yang tertinggi yaitu 1,025 g/cm3. Oleh karena karet

siklo berbentuk serbuk halus dan ringan, maka semakin banyak komposisi

karet siklo dalam perekat akan menghasilkan nilai bobot jenis yang

semakin rendah. Namun dari hasil pengujian menunjukkan bahwa semakin

rendah konsentrasi siklo di dalam masterbat maka nilai bobot jenisnya

semakin rendah. Hal ini diduga dikarenakan pada saat mastikasi

pemutusan rantai molekul belum sempurna. Pemutusan rantai molekul

tidak sempurna menyebabkan bobot molekul masih tinggi sehingga

dihasilkan nilai bobot jenis yang tinggi.

Nilai bobot jenis perekat komersial lebih rendah dari nilai bobot

jenis perekat yang dibuat yaitu 0,867 g/cm3. Hal ini diduga disebabkan

perbedaan jumlah komponen penyusunnya dalam partikel perekat

komersial tersebut. Diperkirakan juga perekat komersial tersebut tersusun

atas komponen-komponen yang ringan. Semakin banyak komponen

penyusun perekat yang bobot jenisnya tinggi, maka bobot jenis perekat

akan semakin tinggi pula.

5. Daya Rekat Pengujian daya rekat terdiri atas dua jenis uji yaitu uji shear

strength dan uji tensile strength. Uji shear strength merupakan pengujian

dengan menarik sampel uji pada arah horizontal atau searah dengan bidang

permukaan rekatan. Berbeda dengan uji shear strength, pada uji tensile

strength sampel uji ditarik dengan arah vertikal atau tegak lurus dengan

bidang permukaan rekatan. Kedua pengujian ini dilakukan untuk

mengetahui daya rekat perekat yang dihasilkan.

a. Uji Shear Strength

Penambahan karet siklo di dalam formulasi perekat ditujukan

untuk meningkatkan daya rekat karena karet alam tidak mampu

43

menahan perekatan dalam waktu yang lama. Hasil pengujian perekatan

untuk uji shear strength dapat dilihat pada Gambar 8.

2.77

1.34

3.54

1.56

0.91

3.12

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

MS-50 MS-40 MS-30 MS-20 MS-10 Kontrol

jenis perekat

daya

reka

t (kg

/cm

2)

Gambar 8. Hasil uji shear strength

Gambar 8. menunjukkan bahwa daya rekat yang dihasilkan oleh

masing-masing perekat bervariasi yaitu 2,77 kg/cm2 untuk MS-50; 1,34

kg/cm2 untuk MS-40; 5,31 kg/cm2 untuk MS-30; 1,56 kg/cm2 untuk

MS-20; dan 0,91 kg/cm2 untuk MS-10. Dari hasil pengujian di atas

dapat dikatakan jenis perekat MS-30 merupakan komposisi terbaik

karena mempunyai kekuatan daya rekat yang paling tinggi jika

dibandingkan dengan jenis perekat lainnya. Daya rekat perekat MS-30

ini bahkan lebih tinggi jika dibandingkan dengan perekat komersial

yang memiliki daya rekat 3,12 kg/cm2. Diperkirakan perekat komersial

ini memiliki komposisi bahan-bahan peningkat daya rekat dengan

kekuatan rekat yang relatif sama dengan karet siklo.

Nilai daya rekat tertinggi yang dimiliki perekat MS-30

menunjukan bahwa campuran karet siklo dan karet alam dapat

terformulasi dengan baik. Penambahan karet siklo sebagai senyawa

yang dapat meningkatkan daya rekat tidak selamanya dapat memberikan

nilai daya rekat yang lebih besar. Sifat karet siklo yang keras dan kaku

dapat menghasilkan daya rekat yang kurang baik apabila formulasinya

tidak tepat (perekat pecah). Disamping itu nilai viskositas juga dapat

44

mempengaruhi nilai daya rekat karena berhubungan dengan kemampuan

perekat untuk menyebar ke permukaan bidang rekatan. Sebagai contoh,

perekat MS-10 dengan nilai viskositas tertinggi kurang tersebar ke pori-

pori permukaan bahan sehingga dihasilkan nilai daya rekat yang kurang

baik. Begitu juga dengan perekat MS-50 dan perekat MS-40 yang

mempunyai nilai viskositas yang tinggi. Tingginya kandungan karet

siklo dalam kedua jenis perekat tersebut menghasilkan tekstur perekat

yang tidak homogen karena sifat karet siklo yang sukar larut dalam

pelarut sehingga apabila diaplikasikan kurang terserap ke dalam pori-

pori bidang rekatan. Berdasarkan analisis sidik ragam diketahui bahwa

daya rekat perekat yang ditambahkan karet siklo berbeda nyata

dibandingkan daya rekat kontrol. Hal ini menunjukkan bahwa karet

siklo dapat digunakan sebagai senyawa peningkat daya rekat. Dengan

perubahan formulasi perekat karet pada logam maka akan menghasilkan

kekuatan rekat yang berbeda-beda.

b. Uji Tensile Strength

Pengujian tensile strength merupakan salah satu uji yang

digunakan untuk menentukan daya rekat perekat karet pada logam.

Hasil pengujian perekatan untuk uji tensile strength dapat dilihat pada

Gambar 9.

5.60

4.63

5.65

4.30

2.37

4.12

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

MS-50 MS-40 MS-30 MS-20 MS-10 Kontrol

jenis perekat

daya

reka

t (kg

/cm

2)

Gambar 9. Hasil uji Tensile Strength

45

Gambar 9. memperlihatkan bahwa antara kelima formula

menghasilkan daya rekat yang bervariasi 5,60 kg/cm2 untuk MS-50;

4,63 kg/cm2 untuk MS-40; 5,65 kg/cm2 untuk MS-30; 4,30 kg/cm2

untuk MS-20; dan 2,37 kg/cm2 untuk MS-10. Hasil perekatan terbaik

didapat dari perekat MS-30 yang jika dibandingkan dengan perekat

kontrol maka daya rekat formula tersebut lebih tinggi. Semakin banyak

jumlah karet siklo di dalam formula perekat tidak selalu menghasilkan

daya rekat yang lebih tinggi karena sifat karet siklo yang keras dan kaku

dapat mengakibatkan perekat pecah jika konsentrasinya terlalu tinggi.

Meskipun karet siklo merupakan senyawa yang dapat meningkatkan

daya rekat, perekat MS-50 dengan konsentrasi siklo tertinggi tidak

menghasilkan daya rekat yang paling baik. Nilai viskositas perekat juga

mempengaruhi nilai daya rekat karena berhubungan dengan kemampuan

perekat untuk menyebar pada bidang permukaan rekatan. Perekat

dengan viskositas tinggi akan sulit terpenetrasi sehingga nilai daya rekat

yang dihasilkan pun tidak terlalu baik. Pada formula perekat MS-10

dimana komposisi karet alamnya lebih dominan juga mempengaruhi

daya rekatnya karena sifat karet alam yang tidak tahan panas, oksidasi,

dan ozon.

Perlakuan mastikasi juga dapat mempengaruhi kekuatan daya

rekat dari perekat. Tujuan perlakuan mastikasi adalah untuk

memperpendek rantai molekul dari karet. Aplikasi perekat MS-20 dan

perekat MS-10 menghasilkan daya rekat yang rendah. Hal ini

dikarenakan konsentrasi karet alam yang tinggi dalam formulasinya.

Panjangnya rantai molekul karet mengakibatkan rendahnya daya rekat

yang dihasilkan karena masih banyaknya jumlah ikatan rangkap dalam

struktur molekulnya. Banyaknya ikatan rangkap ini mengakibatkan

selama vulkanisasi terjadi sedikit ikatan silang yang dapat mengurangi

kekakuan perekat sehingga daya rekatnya juga dapat berkurang.

Pemendekan rantai molekul karet memungkinkan terjadinya pengikatan

terhadap permukaan bidang rekatan dalam susunan yang rapat dan

sekaligus dapat mengikat karet siklo.

46

Berdasarkan analisis sidik ragam diketahui bahwa daya rekat

perekat yang ditambahkan karet siklo berbeda nyata dibandingkan daya

rekat kontrol. Hal ini menunjukkan bahwa karet siklo dapat digunakan

sebagai senyawa peningkat daya rekat. Dengan perubahan formulasi

perekat karet pada logam maka akan menghasilkan kekuatan rekat yang

berbeda-beda. Hasil ini memperlihatkan bahwa kelima formula dapat

digunakan sebagai perekat karet pada logam. Hal ini disebabkan

kompon karet alam yang telah dicampur dengan karet siklo mempunyai

daya rekat yang lebih baik.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Karet siklo merupakan turunan karet alam yang diperoleh dari

pemanasan karet alam dengan katalis asam serta memiliki sifat rekat

(adhesive) yang baik terhadap logam dan permukaan licin lainnya. Karet siklo

memiliki keunggulan dalam hal daya rekat dibanding karet alam, ketahanan

panas, serta beberapa sifat fisika seperti kekerasan, modulus, dan ketahanan

kikis yang tinggi. Hal ini membuka peluang untuk memanfaatkan karet siklo

sebagai perekat yang selama ini masih didominasi oleh produk impor.

Pengujian viskositas Brookfield menunjukkan bahwa nilai viskositas

perekat yang dihasilkan berkisar antara 1750 – 3710 cP dengan viskositas

perekat MS-10 adalah yang tertinggi, sedangkan nilai viskositas perekat MS-

30 adalah yang terendah. Berdasarkan uji viskositas Brookfield tersebut, nilai

viskositas perekat yang dihasilkan masih lebih rendah jika dibandingkan

dengan nilai viskositas perekat komersial (kontrol). Hasil pengujian bobot

jenis kompon perekat menunjukkan nilai yang bervariasi yaitu berkisar antara

0,992 – 1,025 g/cm3. Dari hasil pengujian menunjukkan bahwa semakin

rendah konsentrasi siklo di dalam masterbat maka nilai bobot jenisnya

semakin rendah. Nilai bobot jenis perekat yang dihasilkan masih lebih rendah

dibandingkan dengan bobot jenis perekat komersial yang mungkin disebabkan

perbedaan jumlah komponen penyusunnya.

Pengujian shear strength menunjukkan bahwa nilai yang bervariasi

yaitu antara 0,91-3,64 kg/cm2. Jenis perekat MS-30 mempunyai daya rekat

yang paling baik yaitu 3,64 kg/cm2. Kekuatan daya rekat perekat MS-30 ini

juga lebih tinggi daya rekat perekat kontrol yang nilainya 3,12 kg/cm2.

Berdasarkan analisis sidik ragam diketahui bahwa daya rekat perekat yang

ditambahkan karet siklo tidak berbeda nyata dibandingkan daya rekat kontrol,

untuk pengujian shear strength. Hal ini menunjukkan bahwa karet siklo dapat

digunakan sebagai senyawa yang dapat meningkatkan daya rekat.

Pada pengujian tensile strength kelima formula juga menghasilkan

daya rekat yang bervariasi, yaitu antara 2,37 sampai 5,65 kg/cm2. Hasil

48

perekatan terbaik didapat dari formula MS-30 yaitu 5,65 kg/cm2. Jika

dibandingkan dengan kontrol, daya rekat formula MS-30 tersebut lebih tinggi

dari daya rekat perekat komersial yang hanya 4,12 kg/cm2. Berdasarkan

analisis sidik ragam diketahui bahwa daya rekat perekat yang ditambahkan

karet siklo tidak berbeda nyata dibandingkan daya rekat kontrol, untuk

pengujian tensile strength.

Dalam penelitian ini dihasilkan formula terbaik pada perekat MS-30

dengan karakteristik yaitu nilai viskositas Brookfield 1750 cP, bobot jenis

1,021 g/cm3, shear strength 3,54 kg/cm2, tensile strength 5,65 kg/cm2. Dari

hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa campuran karet siklo dan karet

alam pada perekat MS-30 terformulasi dengan baik sebagai bahan baku untuk

perekat karet pada logam. Hal ini ditunjukkan oleh nilai daya rekatnya yang

lebih baik jika dibandingkan dengan perekat komersial. Namun nilai

viskositas Brookfield yang masih terlalu kental bila dibandingkan dengan

perekat komersial.

B. Saran

Waktu mastikasi perlu disamakan pada setiap perlakuan dan perlu

ditingkatkan agar pemutusan rantai molekul lebih sempurna sehingga

dihasilkan perekat dengan nilai viskositas lebih rendah agar perekat dapat

lebih terpenetrasi dengan baik ke dalam pori-pori logam. Penggunaan karet

siklo yang dibuat dari fase lateks sebagai primer dapat dicoba diaplikasikan

karena diduga mempunyai daya rekat yang lebih baik daripada resipren.

Penelitian umur simpan (shelf life) perekat juga penting dilakukan karena

pelarut dalam perekat mudah menguap.

49

DAFTAR PUSTAKA

Abednego, J. G. 1990. Pembuatan Kompon Karet. di dalam Kursus Teknologi

Barang Jadi Karet. Pusat Penelitian Teknologi, Bogor.

Alfa, A. A. 2002. Pengembangan Pengolahan Karet Siklo dan Masterbat Siklo

dari Lateks Karet Alam. Laporan Hasil Penelitian. Balai Penelitian

Teknologi Karet Bogor. Bogor.

Alfa, A. A. 2002. Bahan Kimia untuk Kompon Karet. di dalam Kursus Teknologi

Barang Jadi Karet Padat. BPTK. Bogor.

Alfa, A. A., B. Handoko, dan Y. Syamsu. 2002. Pengaruh Mutu Lateks dan

Atmosfir Lingkungan Reaksi Terhadap Siklisasi Lateks Karet Alam. di

dalam Prosiding Seminar Nasional Kimia, Auditorium FPMIPA UPI

Bandung, 28-29 Mei 2002, pp. 217-223.

Alfa, A. A., E. G. Said, T. T. Irawadi, I. Sailah, Z. A. Mas’ud, dan S.

Honggokusumo. 2003. Perkembangan dan Prospek Produksi Karet Alam

Siklik. di dalam Prosiding Konferensi Agribisnis Karet Menunjang

Industri Lateks dan Kayu, Medan, 10-11 Desember 2003, pp.277-289.

Alfa, A. A. dan Y. Syamsu. 2004. Sifat dan Kegunaan Karet Alam Siklik Dari

Larutan Karet dan Dari Lateks. di dalam Prosiding Seminar Nasional VII

Kimia Dalam Pembangunan, Hotel Santika Yogyakarta, 25-26 Mei 2004,

pp. 540-547.

Amir, E. J. 1990. Teori Mastikasi Karet. di dalam Kursus Teknologi Barang Jadi

Karet. Balai Penelitian Teknologi Karet, Bogor.

Arizal, R. 1989. Bahan Elastomer untuk Industri Barang Jadi Karet (Karet Alam

dan Karet Sintetis) : Latihan Teknologi Barang Jadi Karet. BPP. Bogor.

ASTM. 1997. Methods of Test for Adhesion of Vulcanised Rubber to Metal.

ASTM D429-64.

ASTM. 1997. Methods of Test for Strength Properties of Adhesives in Shear by by

Tension Loading. ASTM D1002-64

ASTM. 1997. Standard Spesification for Rubber Concentrated, Ammonia

Preserved, Creamed, and Centrifuged Natural Latex.ASTM. D 1076-97.

50

Barron, H., 1948, Modern rubber chemistry, D. Van Nostrand Company, Inc.,

New York,

BPS. 2006. Statistika Indonesia. Badan Pusat Statistik. Jakarta.

Garvey, B. S., Jr. 1959. Accelerators of Vulcanization. In Morton, M. Introduction

To Rubber Technology. Reinhold Publishing Corporation.

Gelling, I. R. 1991. Epoxidised natural rubber, J. Nat Rubb. Res., 6, 184.

Houwink, R. and G. Salomon. 1965. Adhesion and Adhesive. Elsevier Applied

Science Publisher, London.

John, C. K. and S. W. Sin. 1974. Coagulation of Hevea latex using steam. J.

Rubb. Res. Inst. Malaya. 24(1): 257

Mattjik, Ahmad Ansori dan I Made Sumertajaya. 2002. Perancangan Percobaan

dengan Aplikasi SAS dan Minitab. Percetakan Jurusan Statistika FMIPA

IPB. Bogor.

Morton, M. 1963. Introduction to Rubber Technology. Reinhold Publ. Corp. New

York.

Nakade, S., A. Kuga. M. Hayashi, dan Y. Tanaka. 1997. Highly purified natural

rubber IV : preparation dan characteristic og gloves and condoms. The

New Rubber Material Research Concorcium, Tokyo, Japan.

Naunton, W.J.S. 1961. The Applied Science of Rubber. Edward Arnold

(Publisher) Ltd. London.

Polhamus, L. G. 1962. Rubber : Botany, Production, and Utilization. Interscience

Publishers, Inc. New York.

Shields, J. 1970. Adhesives Handbook. British. Illife Book.

SNI 06-1447-1989. 1989. Standar Nasional Indonesia. Badan Standarisasi

Nasional. Jakarta.

SNI 06-4890-1998. 1998. Standar Nasional Indonesia. Badan Standarisasi

Nasional. Jakarta.

Subramaniam, A. 1987. Natural Rubber. In Morton, M.. Rubber Technology. Van

Nostrand Reinhold, New York.

Stern, H.J. 1967. Rubber. Natural and Synthetic, 2nd ed.Maclaren and Sons ltd,

London

51

Tanaka, Y. and S. Kawahara. 1996. Preparations and properties of highly purified

natural rubber. Proceedings of the International Workshop on Green

Polymers, pp 91-101. The International Workshop on Green Polymers :

Revolution of Natural Polymers, 4-8 November 1996, Bandung-Bogor,

Indonesia.

Wake, W.C. 1976. Adhesion and The Formulation of Adhesives. Applied Science

Publisher, London.

Van Verseen, G. J. 1951. The Structure of Siclised Rubber. Rubb. Chem & Tech.

24: 957-969.

Yapa, P. A. J. and W. A. Lionel. 1980. Some studies on cyclization of bromelain

treated rubber. J. Rubb. Ins. Sri Lanka, 57: 7-12.

LAMPIRAN

53

Lampiran 1. Prosedur Pengujian Kadar Karet Kering (ASTM D 1076-97)

Kadar karet kering adalah persen bobot karet dari lateks yang telah

digumpalkan dan ditipiskan serta dikeringkan. Prosedur yang harus dilakukan

untuk pengujian ini adalah sebagai berikut :

1. Botol timbang yang telah berisi contoh lateks ditimbang (W1), selanjutnya

lateks dituangkan ke dalam cawan proselin dan botol timbang ditimbang

kembali (W2). Selisih antara W1 dan W2 adalah bobot contoh (W).

2. Air suling ditambahkan hingga KJP ± 25 % dan aduk hingga homogen.

3. Asam asetat 2 % ditambahkan sambil diaduk sampai terbentuk gumpalan

sempurna yang ditandai dengan terbentuknya serum yang jernih. Untuk

mempercepat penggumpalan, cawan yang berisi lateks dipanaskan pada

penangas air selama 15 – 30 menit.

4. Jika serum masih keruh, maka pengerjaan harus diulangi dari awal. Gumpalan

digiling 5 kali hingga terbentuk krep. Penggilingan dilakukan agar ketebalan

krep meksimum 2 mm.

5. Krep dikeringkan dalam lemari pengering pada suhu 70 ± 2 ºC. Jika terjadi

oksidasi maka pengeringan dilakukan pada suhu 55 ± 2 ºC.

6. Krep yang telah kering kemudian didinginkan dalam desikator dan ditimbang.

Pengeringan dan penimbangan sampai bobot tetap (Wk) diulangi dengan

perbedaan bobot tidak lebih dari 1 mg. Penetapan ini dikerjakan dua kali

dengan perbedaan hasil tidak boleh lebih dari 0,2 %. Hasil kadar karet kering

adalah rata-rata dari dua kali pengerjaan (ASTM, 1997).

Wk x 100

Perhitungan KKK (%) = _______________

W

54

Lampiran 2. Pengujian Kadar Jumlah Padatan (ASTM D 1076-97)

Kadar jumlah padatan adalah persen bobot zat karet dan bukan karet dari

lateks yang dikeringkan. Lateks mengandung partikel bukan karet dan bahan-

bahan terlarut dalam fase cairan serum disamping partikel karet. Perbedaan kadar

jumlah padatan dengan kadar karet kering lateks pekat maksimum 2 %. Prosedur

pengujian yang dilakukan adalah :

1. Sejumlah lateks dimasukkan ke dalam botol timbang kemudian ditimbang

dengan ketelitian 1 mg (W1).

2. Lateks sebanyak 2,5 ± 0,5 gram dituangkan dari botol timbang ke dalam

cawan aluminium yang telah diketahui bobotnya (W2), kemudian diratakan

dengan goyangan.

3. Botol timbang berisi sisa lateks ditimbang kembali (W3). Perbedaan bobot

kedua penimbangan adalah bobot contoh.

4. Air suling sebanyak 1 ml ditambahkan lalu cawan aluminium dipanaskan

hingga terbentuk film. Cawan berisi film kering ditimbang hingga bobot tetap

dengan perbedaan bobot tidak lebih dari 1 mg (W4). Penetapan ini dilakukan

dua kali dengan perbedaan hasil tidak lebih dari 0,15 %.

5. KJP adalah rata-rata hasil dua kali pengerjaan (ASTM, 1997).

W4 – W2

KJP (%) = _____________ X 100

W3 – W1

55

Lampiran 3. Penetapan Kadar Nitrogen (SNI 06 1903-1990)

Prosedur pengujian kadar nitrogen adalah sebagai berikut :

1. Contoh uji ditimbang sebanyak 0,1 gram (A) dengan ketelitian 0,1 mg yang

telah diseragamkan kemudian dimasukkan ke dalam labu mikrokjeldahl.

2. Contoh uji ditambahkan ± 0,65 gram katalis selenium dan 2,5 ml H2SO4 pekat.

3. Contoh didekstruksi sekitar satu jam sampai timbul warna hijau atau tidak

berwarna, setelah itu didinginkan dan diencerkan dengan 10 ml aquades.

4. Larutan dipindahkan ke dalam alat destilasi dan dibilas dua atau tiga kali

dengan 3 ml air suling, kemudian ditambahkan 5 ml NaOH 67%.

5. Uap air dialirkan melewati alat destilasi dan destilat ditampung ke dalam

erlenmeyer berisi 10 ml asam borat dua persen dan dua tetes indikator. Waktu

destilasi sekitar 5 menit.

6. Destilat dititrasi dengan larutan H2SO4 0,01 N menggunakan buret 10 ml.

Titik akhir titrasi ditandai dengang perubahan warna dari hijau menjadi ungu

muda (Vc). Hal serupa dilakukan terhadap blanko (Vb). Kadar nitrogen

dihitung menggunakan rumus berikut :

(Vc-Vb) x 0,01 x 14 x 100 %

Kadar nitrogen (%) = _____________________________________

A (mg)

56

Lampiran 4. Pengujian Bilangan Asam Lemak Eteris (ASTM D 1076-97)

Pengujian bilangan asam lemak eteris dilakukan mengikuti prosedur

berikut :

1. Contoh uji (lateks) ditimbang sebanyak 50±0,2 gram di dalam gelas piala 250

ml.

2. Contoh tersebut ditambahkan 50 ml larutan ammonium sulfat dan diaduk.

3. Contoh uji dipanaskan pada penangas air 70 ºC selama 3-5 menit hingga

terbentuk gumpalan sempurna.

4. Serum dipisahkan dan disaring ke dalam labu Erlenmeyer 50 ml.

5. Sebanyak 25 ml serum dipipet ke dalam labu Erlenmeyer yang telah berisi 5

ml asam sulfat (2+5), lalu diaduk.

6. Sebanyak 10 ml campuran serum dan asam sulfat dipipet ke dalam tabung

penyuling Markham, kemudian ditambahkan 1 tetes silikon anti busa.

7. Tabung penyuling Markham ditutup kemudian dialirakan uap air 100 ºC dari

pembangkit uap air ke dalam tabung penyuling Markham.

8. Hasil sulingan ditampung di dalam labu Erlenmeyer berskala (kecepatan aliran

sulingan diatur 3-6 ml/menit).

9. Penyulingan dihentikan setelah didapat 100 ml sulingan dan kemudian

dialirkan udara bebas CO2 ke dalam sulingan selama 3 menit.

10. Ditambahkan 1 tetes brom timol blue ke dalam sulingan, lalu dititrasi dengan

larutan Ba(OH)2 hingga warna berubah menjadi biru muda dan tidak berubah

selama 10-20 detik (V).

11. Blanko dikerjakan dengan mensubstitusi 20 ml air suling ke dalam semua

pereaksi yang digunakan.

561 x V x N (50 x 25)

Bilangan ALE = ________________ W = _______________

KJP x W (50+S) x 3

100 - KKK

S = ________________

1,02 x 2

57

Lampiran 5. Pengujian Waktu Kemantapan Mekanis (ASTM D 1076-97)

Pengujian waktu kemantapan mekanis (WKM) dilakukan tidak lebih dari

24 jam setelah tutup kemasan dibuka. Prosedur pengujiannya adalah sebagai

berikut :

1. Sebanyak 100 gram lateks yang telah dihomogenkan ditimbang ke dalam labu

Erlenmeyer 250 ml.

2. Nilai KJP diturunkan menjadi 55±0,2 % dengan penambahan larutan amonia

1,6 % (untuk lateks tipe 1 dan tipe 2) atau larutan amonia 0,6 % (untuk lateks

tipe 3), lalu dipanaskan pada penangas hingga suhu 36-37 ºC.

3. Lateks disaring dengan penyaring 180 µm ke dalam kontainer hingga didapat

80 gram saringan.

4. Kontainer berisi lateks ditempatkan pada alat Klaxon yang bersuhu 35 ºC.

5. Lateks diaduk dengan kecepatan 14.000±200 rpm (stop watch dinyalakan).

6. Sambil tetap diaduk, tiap 15 menit sampel diambil dengan cara menyentuhkan

ujung kaca pengaduk pada lateks dan diteteskan pada pingan petri yang telah

berisi air. Keadaan lateks diamati dan pengamatan diakhiri jika flokulat telah

terbentuk (berupa bintik-binitk putih yang tidak pecah oleh goyangan).

7. Pengujian dikerjakan secara duplo dengan perbedaan hasil tidak lebih dari 5

%.

8. Hasil pengujian WKM adalah rata-rata dua pengujian.

100 x KJP

Volume amonia yang ditambahkan = ________________ - 100

55

WKM : sesuai dengan waktu yang ditunjukkan stopwatch pada saat akhir

pengamatan dan dinyatakan dalam detik.

58

Lampiran 6. Uji shear strength dan uji tensile strength

a. Uji shear strength (ASTM D 1002-64)

Pengujian daya rekat ini menggunakan dua lempeng atau plat besi.

Salah satu bagian plat besi diletakkan pada bagian yang lebih dalam.

Selanjutnya perekat primer dioleskan pada bagian perekatan sampai

ketebalan yang dibutukan.. Setelah perekat primer kering, perekat sekunder

dioleskan di bagian atasnya. Hal yang sama dilakukan terhadap perekat

tersier. Setelah semua perekat kering, kedua lempeng besi itu dirapatkan dan

diberi tekanan. Kemudian kedua lempeng besi itu ditarik untuk menguji daya

rekatnya. Kekuatan maksimum yang dibutuhkan untuk memisahkan dua

lempeng besi itu dicatat sebagai adhesion value (daya rekat) dan dinyatakan

dalam kg/cm2 lebar.

b. Uji tensile strength (ASTM D 429)

Prinsip uji kelupas hampir sama dengan pengujian daya rekat. Namun

uji rekatan ini menggunakan dua buah baut yang direkatkan pada kompon

karet alam. Pengolesan masing-masing perekat sama dengan prosedur pada

uji daya rekat. Setelah dirapatkan dan diberi tekanan, ujung-ujung kompon

yang tidak merekat dikelupas. Kekuatan maksimum yang dibutuhkan untuk

memisahkan dua lempeng besi itu dicatat sebagai adhesion value (daya

rekat) dan dinyatakan dalam kg/cm2 lebar.

59

Lampiran 7. Bobot jenis perekat dan viskositas Brookfield

a. Bobot Jenis Perekat (SNI 06-4890-1998)

Bobot contoh uji minimum 2,5 gram, permukaannya halus dan bebas

debu atau kotoran. Penentuan bobot jenis dimulai dengan penimbangan

contoh uji di udara, kemudia menimbang pemegang di dalam air. Selanjutnya

contoh uji ditusuk dengan pemegang dan kemudian ditimbang di dalam air.

Sebelum ditimbang di dalam air, contoh uji dicelupkan ke dalam alkohol

absolut. Hal ini bertujuan untuk menghindari pembentukan gelembung pada

contoh uji.

b. Viskositas Brookfield

Pengukuran viskositas dilakukan menggunakan viskometer

Brookfield dengan satuan cP. Viskositas perekat berpengaruh pada

kemampuan penyebaran dan penetrasi perekat pada logam. Semakin kental

perekat maka akan semakin besar nilai viskositas yang terbaca pada alat. Hal

ini berarti kemampuan penyebaran dan penetrasi perekat pada logam rendah.

Sebaliknya semakin encer perekat maka akan semakin mudah menyebar dan

meresap pada logam.

60

Lampiran 8. Data pengujian viskositas Brookfield

Jenis perekat Nilai terbaca Faktor pengali Viskositas (cP) Keterangan

MS-50 28,0 100 2800 Spindel no. 4, kecepatan = 60

MS-40 26,5 100 2650 Spindel no. 4, kecepatan = 60

MS-30 17,5 100 1750 Spindel no. 4, kecepatan = 60

MS-20 27,4 100 2740 Spindel no. 4, kecepatan = 60

MS-10 37,1 100 3710 Spindel no. 4, kecepatan = 60

Kontrol 24,8 5 124 Spindel no. 2, kecepatan = 60

61

Lampiran 9. Data pengujian bobot jenis kompon perekat

Sampel MS-50 MS-40 MS-30 MS-20 MS-10 Kontrol

(1)

Bobot contoh di

udara (g)

2,7124 2,7520 2,6780 2,5690 2,5324 0,0849

(2)

Bobot pemegang

dalam air (g)

0,4742 0,4732 0,4720 0,4710 0,4710 0,4718

(3)

Bobot contoh +

pemegang di air (g)

0,5395 0,5372 0,5277 0,4752 0,4507 0,4588

(4 : 3 – 2)

Bobot contoh

dalam air (g)

0,0653 0,0640 0,0577 0,0042 -0,0203 -0,013

(5 : 1 – 4)

Volume (cm3) 2,6471 2,6886 2,6223 2,648 2,5527 0,0979

(6 : 1/5)

Bobot jenis (g/cm3) 1,025 1,024 1,021 1,002 0,992 0,867

62

Lampiran 10. Data pengujian shear strength

Beban = 125 kg

Sampel Luas (cm2) Pengukuran (kg) Daya rekat (kg/cm2)

MS-50

7,54 27,50 3,65

7,77 21,25 2,73

7,77 15,10 1,93

MS-40

8,2 8,50 1,04

8,2 18,25 2,23

8,001 5,94 0,74

MS-30

8,001 42,50 5,31

7,77 13,75 1,77

7,77 27,50 3,54

MS-20

7,77 13,50 1,74

7,77 14,00 1,80

8,2 9,38 1,14

MS-10

8,001 3,50 0,44

8,001 5,75 0,72

8,001 12,50 1,56

Kontrol

7,7 33,13 4,30

7,04 21,40 3,04

7,7 15,50 2,01

63

Lampiran 11. Data pengujian tensile strength

Luas bidang rekatan = 5,06 cm2, beban = 125 kg

Sampel Pengukuran (kg) Daya rekat (kg/cm2)

MS-50

16,50 3,26

34,50 6,82

34,00 6,72

MS-40

17,50 3,46

29,25 5,80

23,50 4,64

MS-30

18,75 3,71

26,75 5,28

40,25 7,95

MS-20

16,25 3,21

34,75 6,87

14,25 2,82

MS-10

8,75 1,70

19,38 3,80

8,13 1,60

Kontrol

27,50 5,43

26,25 5,20

8,75 1,73

64

Lampiran 12. Analisis sidik ragam uji shear strength

One-way ANOVA

Analysis of Variance Source DF SS MS F p

Sample 5 17.36 3.47 3.32 0.041

Error 12 12.57 1.05

Total 17 29.93

Individual 95% CIs For Mean

Based on Pooled StDev

Level N Mean StDev ---+---------+---------+---------+---

1 3 2.770 0.861 (-------*--------)

2 3 1.337 0.788 (--------*-------)

3 3 3.540 1.770 (--------*-------)

4 3 1.560 0.365 (-------*--------)

5 3 0.907 0.583 (--------*--------)

6 3 3.117 1.147 (--------*-------)

---+---------+---------+---------+---

Pooled StDev = 1.023 0.0 1.5 3.0 4.5

65

Lampiran 13. Analisis sidik ragam uji tensile strength

One-way ANOVA

Analysis of Variance Source DF SS MS F p

Sample 5 21.78 4.36 1.25 0.346

Error 12 41.81 3.48

Total 17 63.59 Individual 95% CIs For Mean

Based on Pooled StDev

Level N Mean StDev ----------+---------+---------+------

1 3 5.600 2.027 (--------*---------)

2 3 4.633 1.170 (---------*--------)

3 3 5.647 2.144 (---------*--------)

4 3 4.300 2.234 (--------*---------)

5 3 2.367 1.242 (--------*---------)

6 3 4.120 2.073 (--------*---------)

----------+---------+---------+------

Pooled StDev = 1.867 2.5 5.0 7.5

MS-50 MS-40 MS-30 MS-20 MS-10 Kontrol1 025 1 024 1 021 1 002 0 992 0 8671,025 1,024 1,021 1,002 0,992 0,867

1,025 1,024 1,0211,002 0,992

0 8670,9

0,95

1

1,05

is (g

/cm

3)

0,867

0,75

0,8

0,85

0,9

MS-50 MS-40 MS-30 MS-20 MS-10 Kontrol

bobo

t jen

i

jenis perekat

MS-50 MS-40 MS-30 MS-20 MS-10 Kontrol3 65 1 04 5 31 1 74 0 44 4 3 63,65 1,04 5,31 1,74 0,44 4,32,73 2,23 1,77 1,8 0,72 3,041,93 0,74 3,54 1,14 1,56 2,01

8,31 4,01 10,62 4,68 2,72 9,352,77 1,34 3,54 1,56 0,91 3,12

3,65

2,73

1,932

3

4

5

6

reka

t (kg

/cm

2)

0

1

2

MS-50

daya

r

2,77

1,34

3,54

1,56

0 91

3,12

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

ya re

kat (

kg/c

m2)

0,91

0,00

0,50

1,00

MS-50 MS-40 MS-30 MS-20 MS-10 Kontrol

day

jenis perekat

5,31

1 74

4,3

2,231 77

1,8

3,043,54

2,01

1,04

1,74

0,44

1,77

0,720,74

1,141,56

MS-40 MS-30 MS-20 MS-10 Kontrol

jenis perekat

Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3

MS-50 MS-40 MS-30 MS-20 MS-10 Kontrol2800 2650 1750 2740 3710 1242800 2650 1750 2740 3710 124

2800 2650

1750

2740

2000

2500

3000

3500

4000

tas

(cP)

0

500

1000

1500

000

MS-50 MS-40 MS-30 MS-20

visk

osit

jenis perekat

3710

124

MS-10 Kontrol