Prosiding Pertemuan Ilmiah Sains Materi IIISerpong, 20 -21 Oktoher 1998 ISSN1410-2897

PENGARUH TEPUNG SAGU TERHADAP SIFAT FISIKDAN PENGUSANGAN FILM LATEKS KARET ALAM IRADIASI

Sudradjat Iskandar, Made Sumarti Karda, daD Isni MarliyantiPusat Aplikasi Isotop dan Radiasi , BATAN

\~

ABSTRAKPENGARUH TEPUNG SAGU TERHADAP SIFAT FISIK DAN PENGUSANGAN FILM LATEKS KARET ALAM

IRADIASI. Untuk memodifikasi sifat film lateks karet alam iradiasi, telah dilakukan percobaan .Pengaruh penambahan bahanpengisi berupa tepung sagu pada lateks karet alam iradiasi terhadap sifat fisika clan pengusangan film karet keringnya. Untuk itutelah dibuat dengan pencampur magnet satu seri campuran lateks alam iradiasi (LKAI)- tepung sagu (S) dengan berbagai kadar S.Cuplikan bcrupa film diperoleh dcngan metoda penuangan LKAI-S di atas kaca. Analisis pengaruh komposisi clan pengusangandilakukarl dcngan alat uji fisik sterograph clan SEM. Pengusangan film dilakukan di dalam ruangan, di dalam tanah, clan di atastanah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sifat LKAI dapat dimodifikasi dengan penambahan tepung sagu, clan film campuranLKAI-S relatip stabil hila disimpan di dalam ruangan, clan mudah terdegradasi hila disimpan diatas tanah atau di dalam tanah.

ABSTRACTEFFECT OF SAGO POWDER ON PHYSICAL PROPERTIES AND DEGRADATION OF IRRADIATED

NATURAL RUBBER LATEX FILM. To modify the properties of irradiated natural rubber lateks (INRL), characterization of theeffect of sago powder (S) on physical properties and natural ageing of INRL film have been done. A series of INRL-S mixturewith various S concentration have been prepared by using a magnetic stirrer. Film sample was made by casting the latex on a glassplate. Characterization were done by using sterograph tensile tester and SEM. Ageing of samples were caried out in the room, onthe ground. and under ground. The experimental results showed that the properties of INRL could be modified by adding sagopowder. and the film of INRL-S is relatively stable when it was stroraged in room condition while it was easy degraded whenstoraged in or on the ground.

PENDAHULUAN

Disamping itu juga dipakai sebagai bahan pengisi untukpembuatan balon, sarong tangan untuk romah tanggaatau untuk industri [7]. Dengan penambahan tepungsagu, diharapkan sifat fisika film LKAI yang dapattermodifikasi dan stabil bila di simpan di ruangan, mudahterdegradasi di lingkungan seperti sifat karet alamnya,dapat menuronkan ongkos produksi, tidak bersifattoksik, daD dapat dipakai untuk membuat barang jadikaret seperti balon, sarong tangan untuk romah tanggaatau industri, propipet, kateter, dotbayi, samngjari, kulittiruan, topeng, daD sebagainya. Makalah ini melaporkanpengaroh komposisi daD pengusangan terhadap sifatfisika LKAI yang diberi pengisi tepung sagu, analisismikroskopik dan fraksi gel.

TATA KERJA DAN METODE

Bahan.

Lateks karet alam diperoleh dari PTP XI PasirWaringin, Jawa- Barat. Tepung sago diperoleh clari su-per market HERO. Benzen p.a. dipakai sebagai pelarut.

Penelitian vulkanisasi lateks karet alam denganradiasi sinar gamma telah lama dilakukan oleh beberapapeneliti. Beberapa kemajuan telah dicapai diantaranyatelah diperolehnya dosis iradiasi optimum [1],diperolehnya beberapa bahan pemeka yang dapatmenumnkan dosis iradiasi vulkanisat [2-4] dan yangternkhir telah ditemukannya metoda pengurangan kadarprotein yang dapat mengganggu kulit pemakai produkbarangjadi karet dari lateks karet alam iradiasi (LKAI)[5]. LKAI menghasilkan produk-produk barangjadi karetyang tidak bersifat toksik [6) sehingga aplikasinya bisadipakai untuk pembuatan balon, dot bayi, kateter, sarongtangan bedah, kondom daD sebagainya. Pada penelitianini dipelajari pengamh penambahan bahan pengisi padaLKAI yang kompatibel dengan tubuh manusia danmudah terdegradasi secara biologi yaitu bempa tepungsagu. Tepung sagu yang berasaI dari singkong merupakanpolimer alam berharga murah sehingga pemakaiannyatidak hanya dapat memodifikasi sifat fisik/mekanik filmLKAI, tetapi juga dapat menumnkan ongkos produksibarangjadi karet.

Tepung sagu juga biasa dipakai sebagai bahanpengisi pada pembuatan karet busa dengan meng-gunakan bahan dasar lateks vulkanisat konvensional. Penyiapan sam pel.

Prosiding Pertemuan Ilmiah Sains Materi 1/1,\'erpong, 20 -21 Oktober 1998 ISSN 1410-2897

Lateks karet alam dengan bahan pemeka nonnal-butyl acrilat sebanyak 2 psk (bagian per seratus bagiankaret) dii radiasi dengan dosis 35 kGy. Lateks karet alamiradiasi (LKAI) selanjutnya di campur dengan tepungsagu pada suhu kamar dengan menggunakan pengadukmagnet selama 30 menit.. Kadar tepung sagu yang dit.ambahkan bervariasi dari 0, 5, 10, sampai dengan 20 %kemudian dibuat film dengan menuangkan LKAI ke ataspelat kaca dengan ukuran lOx 15 cm pada suhu kamar.Film LKAI yang terbentuk selanjutnya di rendam dalamair dingin selama 24 jam untuk menghilangkan bahan-bahan yang mudalllarut dalalll air, dikeringkan pada subukamar selama 48 jam dan kemudian pengeringandilanjutkan dengan dipanaskan di dalam oven pada suhu70°C selama I jaln.

~...:)~Q.

C

&toGr:~Q.

-~

0 5 15 2010

Kadar Sagu,%

Gambarl. Pengaruh sagu terhadap tegangan putus,perpanjangan putus, daD modulus-600 film

Pengujian pengusangan film LKAI-S.

Pengujian pengusangan dilakukan pada filmLKAI-S yang diperoleh setelah melalui prosespengeringan daD disimpan di ruangan pada suhu 27-32°C daD ke-lembaban 53-77%, didalam tanah dengankedaIaJnan 10 cm daTi permukaan daD pHnya sekitar 7, 1,daD di alas tanah dengan suhu antara 25-32°C.

Pen~jian tegangan putus, modulus-600, daD perpan-jangan putus film LKAI.

Pen~iian tegangan putus, modu1us-600, daDperpanjangan putus dilakukan berdasarkan pacta ASlM0412.

Pengujian kekerasan film LKAL

Kekerasan sampel di uji dengan menggunakanalat tekan shore A dengan merk Zwick berdasarkanpada ISO/R868.

Pengujian pell)anjangan tetap film LKAL

Sifat perpanjangan tetap sampel diuji denganmengukuf perbandingan selisih ukuran panjang setelahdan sebelmn sampel diregangkan 100% selama 24 jam.

Pengujian fraksi gel film LKAI.

Fraksi gel sampel ditentukan dengan metodegravimetri setelah sam pel di rendam dalam benzenselarna I minggu pacta suI1U kamar.

Analisis morfologi film LKAL

Gambar 2a. SEM mikrograf permukaan patahan filmLKAI-S dengan kadar sagu. (I) 0 %, (2) 5 %,(3) 10 %. daD (4) 20 %.

Tepung sago dicampur dengan lateks karet aIamiradiasi (LKAI) dengan kadar padatan 50% daD telahdisimpan selama 6 bulan, sedangkan tepung sago yangditambahkan sampai 20%. Dari basil percobaanpendahuluan, kadar tepung sago maksimal yang dapatditambahkan ke dalam LKAI adalah 20%, Icbih dari 20 %lateksnya menggumpal daD tidak dapat di buat film.

Pada Gambar I terlihat bahwa perpanjanganputus daD tegangan putus film LKAI berkurangsedangkan modulus -600 bertambah dengan ber-

Analisis morfologi sampelsecara melintangdilakukan dengan menggunakan alat SEM tipe JSM T -300, buatan JEOL. Ppatahan sampel di peroleh denganmetode perendaman dalam nitrogencair.

BASIL DAN PEMBABASAN.

Pengamh kadar tepun~ sago.

Sudradjat /.\'kandar dkk 301

Pro...iding Pertemuan Ilmiah Sains Materi IIISerpong, 20- 21 Oktober1998 ISSN 1410-2897

0 4 .8 12

w.kt~i'~nyimpa~n.mil1ggu

Gambar 3. Pengaruh penyimpanan di dalam ruangan

terhadap tegangan putus film LKAI-S

98

tambahnya kadar sagu. Pacta Gambar 2 terlihat bahwakekerasan film LKAI bertambah sedangkan fraksi gel danperpanjangan tetapnya cenderung tidak terlihat nyataperubahannya dengan bertambahnya kadar sagu.Perubahan-perubahan sifat fisika/mekanik film LKAIberhubungan erat dengan ikatan antara sesama molekulkaret daD ikatan molekul karet dengan molekul tepungsagu. Ikatan antara sesama molekul karet alam terlihatpada fraksi gel film LKAI, sedangkan ikatan antaramolekul karet alam dengan molekul sagu terlihat secaravisual pada morfologinya (Gambar 2a). KulVa fraksi gelpada Gatnbar 2. relatif tidak berubah dengan penambahantepung sagu. Hal ini menunjukkan bahwa ikatan antarasesama molekul karet alam tidak terpengaruhi olehkeberadaan molekul tepung sagu, berarti ikatan antaramolekul tepung sagu dengan molekul LKAI merupakanikatan adllesi.

Gambar 2a. adalah mikrograp SEM patahanmelintangdari film LKAI-S dengan kadar sagu 0,5, 10,dan 20 % dengan perbesaran 2000 x. Pada gambartersebut terlihat bahwa karet alam iradiasi (Gambar 2a 1)mempakan satu rasa kontinyu tunggal sehingga memilikitegangan polus dan perpanjangan polus yang tinggi,sedangkan pada Gambar 2a (2-3-4) terlihat tepung sagudengan diameter yang bervariasi ter-distribusi padamatrik karet alam iradiasi. Dengan bertambahnya kadartepung sagu, ikatan ant.'lra molekul karet alam denganmolekul sagu berkurang. Hal ini terlihat pada permukaanpatahan melintang film LKAI-S dengan kadar sagu 10dan 20 % diman.'l tampak beberapa granulat tepung sagupada rnatrik karet alam yang tidak terikat secara sempurnadan adanya rongga diantara granulat -granulat tepungsagu pada rnatrik karet alam iradiasi. Hal ini menunjukkanbahwa tepung sagu dengan karet alam iradiasi tidakkompatibel. Dengan bertambahnya kadar tepung sagumenyebabkan ikatan-ikatan yang tidak sempurna antaramolekul sagu dan karet aJam iradiasi dan rongga-ronggayang terbentuk semakin banyak, sehingga teganganporus maupun perpanjangan porus film LKAI menjadiberkurang. Naiknya kekerasan dengan bertambahnyatepung sagu disebabkan tepung sagu berfungsi sebagaibahan pengisi pada matrik film LKA1, dengan demikianbertambahnya kadar tepung sago kekerasan film LKAI

juga meningkat. Dengan adanya granulat tepung sagupada rnatrik karet alam iradiasi mengakibatkan karet alamiradiasi menjadi sulit untuk diregangkan, sehinggadiperlukan gaya peregang yang lebih besar untukmeregangkan film LKAI berarti modulusnya meningkatdengan bertambahnya kadar sagu.

~.96~

01~~~ 94If:

:: =..-J{"'--'

, 1-- 0 ~ $a~\J

I *5 % sagu..to %sagu

*20 %sagu

92'

90~'.0 4 8 f2

waktu penytmpan8r). ming9U .

Gambar 3a. Pengaruh penyimpanan di dalam ruanganterhadap fraksi gel film LKAI-S

16

Gambar 4

waktu p8ny1mP8nan. mtng~(j

Pengaruh penyimpanan di dalam tanahterhadap tegangan putus film LKAI-S

Pengaruh pengusangan.

pengaruh pengusangan terhadap sifat fisik/mekanik film LKAI-S sangat menentukan penggunaanLKAI-S sebagai bahan dasar barangjadi karet. Apabilafilm LKAI-S mudahterdegradasi saat penyimpanan diruangan. maka LKAI -S tidak dapat di pakai sebagai bahan

dasar barnngjadi karet karena barangjadi karetnya mudahmsak. Kemsakan film LKAI -S ini tidak hanya dapatterlihat pada tegangan putusnya tetapi juga bisa terlihatdari jumlah fraksi karet yang terlamt dalam pelamtnyaatau yang disebut fraksi gel. Semakin banYaknya molekulkaret alam yang terurai atau msak, maka fraksi karet alamyang terlamt akan semakin banyak. Dengan demikiandengan semakin banyaknya karet yang terlamt makafraksi gel film LKAl-S menjadi berkurang.

Hubungan pengamh penyimpanan di dalam

Sudradjat Iskandar dkk302

Pro.\'iding Pertemuan Ilmiah .\'ains Materi III.\'erpong, 20 -21 Oktober 1998 ISSN 1410-2897

ruangan selama 16 minggu terhadap tegangan putus daD

fraksi gel film LKAI-S basil percobaan ditunjukkan padaGambar 3 daD 3a. Pada kedua gambar tersebut terlihatbahwa tegangan putus dan fraksi gel film LKAI-S dengankadar sago 0,5, 10 sampai dengan 20 % relatifstabilselama (x:nyimpanan 16 minggu. Dengan dernikian LKAI-S cenderung dapat dipakai untuk menjadi barang jadikaret yang sesuai dengan sitar fisik yang dimilikinya.Untuk menentukan sitar ramah lingkungan dari produkbarangjadi karet yang berasal dari LKAI-S dapat dilihat

100

~'9S (~~~.~",~~::':!S,~ i'~'-~- -:::::~::" ..' K '"~" '"' IO~ ...'00 ...~" ~--'8 90 ' "---,

~ I ~ I ~,~8i LL I '\' '"\~851- '- '\

"111" .-aU\

dari penyimpanan film LKAJ-S di atas tanah dan di dalamtaoab. Hubungan pengaruh penyimpanan di dalam tanahselama 16 minggu terhadap tegangan putus clan fraksigel film LKAJ-S basil pengamatan terlihat pada Garnbar 4clan 4a, sedangkan pengaruh penyimpanan di atastanahnya terlihat pada Gambar 5 clan Sa. Pada gambar-gambar tersebut terlihat bahwa tegangan putus maupunfraksi gelnya berkurang dengan bertambahnya lamawaktu penyimpanan baik yang disimpan di dalam tanahmaupun yang disimpan diatas taoah. Penyimpanan filmLKAI-S di atas tanah jauh lebih mudall terdegradasidibandingkan dengan penyimpanan di dalam taoah. Halini terlihat pada pengukuran tegangan putus film LKAI-S yang disimpan di atas tanah hanya bisa dilakukansampai penyimpanan 2 minggu, lebih dari 2 minggu diatas taoab sifat fisik/mekaniknya tidak dapat diukur lagikarena sudah rusak. Kerusakan film LKAI-S yangdisimpan di atas tanah jauh lebih mudah dibandingkandengan penyimpanan di dalam tanah, karena interaksifilm LKAJ dengan sinar matahari dan uclara di-sekitarnyaterjadi secara langsung.

Mekanisme kerusakan film LKAI-S dapat digambarkan secara skematik sebagai berikut :

ooj ..., , , ,-

0 4 8 12 18

waklu penylmpanan, minggu

Gambar 4a .Pengaruh penyimpanan di dalam tanahterhadap [raksi gel film LKAI-S

Tahap inisiasi

RH

R--

H*

RO*2

R* +..°2+25.

Tahap propagasi

RO* + RH2

.20Q.~.." 15'5Q.C4,n~c.l

ROOH R*

Tahap term inasi

R* + R* .OH*ROOH . RO* +

~ K 18'-,~:::~:-~C~':::~;l~~:

20 I

waktupenylmpanan. minggu

(iambar 5. Pengaruh penyimpanan di ata.~ tanah terhadaptegangan putus film LKAI-S

20 1

waktu penylmpanan, mlnggu

Pada tahap inisiasi film LKAI-S pertamaberinteraksi secara langsung atau tidak langsung dengansinar matahari yang menghasilkan radikal bebas padamolekul karet (R *) daD gugus hidrogen (H*), daD diikutidengan reaksi oksidasi dengan oksigen daTi udarasekitarnya sehingga membentuk gugus peroksida(RO2*). Tahap berikutnya mernpakan tahap propagasiyaitu gugus peroksida berinteraksi dengan molekul karetalam lain sehingga menghasilkan gugus hidroperoksida(ROOH) dan radikal barn dari molekul karet roam iradiasi

(R *), sedangkan pada tabap berikutnya merupakan tahapterminasi yaitu bereaksinya sesama radikal bebas karetroam (R *) dan ternrainya gugus hiw'operoksida (ROOH)menjadi gugus karbonil (RO*) dan hidroksil (OH*).Reaksi-reaksi propagasi yang menghasilkan gugus-gugus hidroksil daD karbonil tersebut terns bertambahsehingga kernsakan pada film LKAI bertambah denganbertambahnya waktu penyimpanan.

Sebagai data pendukung pada percobaan ini basilanalisis gugus fungsi daTi film LKAI dengan meng-

Gambar Sa. Pengaruh penyimpanan di aL'lS tanah terhadapfrak!'i gel film LKAI-S

303Sudra4;at Iskandar pkk

Prosiding Pertemuan Ilmiah Sains Materi IIISerpong, 20 -21 Oktoher 1998 ISSN 1410-2897

KESIMPULAN

DaTi data basil percobaan dapat disimpulkanbahwa penambahan tepung sago dapat memodifikasisifat fisik/mekanik lateks karet alam iradiasi (LKAI). Sifattegangan putus daD perpanjangan putus film LKAIberkurang , sedangkan modulus-600 daD kekerasannyabertambah, dan perpanjangan tetapnya tidak begituterpengamh dengan bertambahnya tepung sago. FilmLKAI-S stabil hila disimpan di ruangan daD mudahterdegradasi hila di simpan ill atas atau di dalam tanah.

~

DAFTARPUSTAKA..-.~

-

..

Gambar 6. Spektrum FTIR dari film lateks karet alamiradiasi. (a) sebelum penyimpanan, (b) setelahpenyimpanan diatas tanah selama 6 hari, dan(c) setelah penyimpanan di dalam tanah

gunakan LKA yang diiradiasi sampai 2S kGy, telah ditelitipada penelitian terdahulu [8] sebelum dan setelahpenyimpanan llninggu diatas tanah dandi dalam tanahdengan menggunakan FTIR yang ditunjukkan padaGambar 6., Gambar 6a. adalah spektrum FfIR untuk filmLKAI sebelmn penyimpanan , Gatnbar 6b. spektrum FfIRsetelall penyimpanan I rninggu diatas tanah daD Gambar6c. spektmm FTIR setelah penyimpanan I minggu didalam tanall. Pada gmnbar -gambar tersebut. terlihat bahwasetelah penyimpanan I minggu film LKAI mengalamipembahan-perubahan gugus-gugus fungsi. Hal initerlihat dengan terbentuknya ikatan rangkap, hidroksildaD karbonil pada daerah-daerah bilangan gelombang4300cm-', l732cm-J.1660cm-J,dandiantara 1500-400cm -J seperti yang terlihat pada spektrum-spektrum FTIR

Jmnlah gugus ikatan rangkap, hidroksil daD karbonil yangterbentuk selama penyimpanan pada film LKAI yangdisimpan di atas tanah lebih banyak dibandingkandengan yang disimpan di dalam tanah. Pembahan gugusfungsi ini erat hubungannya dengan pembahan sifattrekanik film LKAl.

[1]. MINOURA, Y., and ASAO M., "Studies on,Gamma Rays Irradiation of Natural RubberLatex. The Effect of Organic HalogenCompound on Crosslinking by GammaIrradiation", Journal of Applied PorymerScience, 5 (1961) 401.

[2]. CHEN, and MAKUUCm K., "n -ButylAcrylate as a Sensitizer for Radiationvulcanization of Natural Rubber Latex",Proceeding of the International Symposium onRadiation Vulcanization of Natural RubberLatex, JAERI M 89-228 (1990) 326.

[3]. DAVENDRA R., and MAKUUCm K.,"Combination Effect of Carbon Tetrachloridewith 2 -Ethylhexyl Acrylate as aSensitizer for Radiation Vulcanization ofNatural Rubber Latex", Proceeding of theInternational .Symposium on RadiationVulcanization of Natural Rubber Latex, JAERIM 89-228(1990)290.

[4]. ISKANDAR S., MAKUUCHI K, YOSHllF., andISmGAKI I., "Combination of n -Butyl Acry-late and Neopentylglycol Diacrylate as Sen-sitizer for Radiation ViJ]canization of NaturalRubber Latex", Risalah Pertemuan IlmiahAplikasi Isotop dan Radiasi dalam BidangIndustri dan Hidrologi, Jakarta, 3-4 Desember(1992)423436.

[5]. ANONIM, Minutes the 14th SteertingCommittee Meeting Bilateral research Co-operation in the Field of Radiation Processingbetween National Atomic Energy Agency,Indonesia and Japan Atomic Energy ResearchInstitute, Japan, Jakarta 30 June-2 July 1997.[6].NAKAMURA A., IKARASmy, TSUCHIY AT.,and KANIWA M., "Radiation VulcanizedRubber Latex is Not Cytotoxic", Proceeding ofthe International Symposium on RadiationVulcanization of Natural Rubber Latex,JAERI M 89-228(1990)79.

[7]. BLACKLEY D. C., High Polymer Latices, theirScience and Technology, Testing and Appli-

Prosiding Perlemuan Ilmiah Sains Materi IIISerpong, 20- 21 Oktober1998 ISSN 1410-2897

cation, Maclaren & Sons Lill., London, 2

(1%6)613-615,555.(8). SUDRADJAT I., ISNI M., MADE S. K., ANIK.,

dan KADARIJAH, "Studi Degradasi FilmKaret Alam Iradiasi di Lingkungan", Proceed-ings Seminar Sains dan Teknologi Nuklir,PJYrN-BAT AN, Bandung (1997) 263

Sudradjat Iskandar. dkk 305