WATER BATCH TESTER
PENGUJIAN KETAHANAN AIR
I. Tujuan
Setelah melakukan percobaan ini, diharapkan mahasiswa mampu
mengetahui ketahanan air dari suatu sampel karet.
II. ALAT DAN BAHAN
Water batch tester1
Karet yang telah divulkanisasi (kompon)1
Karet gelang1
Batu1
III. GAMBAR ALAT (TERLAMPIR)
IV.DASAR TEORI
Water batch ini digunakan untuk pengujian ketahanan air dari
karet kompon,plastic,dan kulit sintetis.Pengujian dengan
temperature yang menggunakan control waktu,mampu melakukan
pengujian yeng sesuai dengan semua standar pengujian.Misalnya
ASTM,ISO,dan lain-lain.
Karet merupakan bahan alam dan umumnya sebagai poliisoprena
(polimer dari 1,2 isoprena). Karet merupakan getah yang berasal
dari pohon karet yang menyerupai susu (lateks) dengan komposisi 28%
karet,60% air,sedangkan sisanya berupa garam-garam
organic,dammar,zat telur,dan gula. Ada dua jenis karet yang biasa
digunakanndi industry yaitu karet alami dan karet sintetis. Karet
Alam (Natural Rubber) merupakan air dari tumbuhan Havea
Brasilliensis, yang merupakan karet alam dengan monomer
isoprena,sedangkan karet sintetis sebagian besar dibuat dengan cara
mengandalkan bahan baku minyak bumi.
Saat ini jumlah produksi dan konsumsi karet alam jauh dibawa
karet sintetis. Kedua jenis ini memiliki kelebihan dan kekurangan
masing-masing. Karet alam memiliki daya elastic atau daya lenting
yang sempurnah, memiliki plastisitas yang baik,tidak mudah
panas,dan memiliki daya tahan yang tinggi terhadap keretakan. Keret
sintetis lebih tahan terhadap berbagai jenis bahan kimia dan
harganya lebih stabil. Untuk merubah sifat fisik karet dilakukan
vulkanisasi.Vulkanisasi adalah proses pembentukan ikatan silang
kimia dari rantai molekul yang berdiri sendiri,meningkatkan
elastisitas dan menurunksn plastisitas. Suhu adalah factor yang
cukup penting dalam proses vulkanisasi,namun tanpa adanya pemanasan
karet akan tetap dapat divulkanisasi.
Karet Kompon
Industri Karet alam maupun karet sintetik tidak dipergunakan
dalam keadaan mentah, antara lain karena tidak kuat dan sebagian
mudah teroksidasi. Selanjutnya karet mentah mengalami perubahan
bentuk yang tetap bila ditarik atau ditekan, yaitu tidak bisa
kembali kebentuk semula. Dengan kata lain karet mentah tidak
elastis. Karet yang tidak elastis cenderung sulit untuk
dimanfaatkan lebih jauh, oleh karena itu karet mentah harus
terlebih dahulu diproses dengan perlakuan-perlakuan tertentu serta
penambahan bahan-bahan kimia tertentu untuk memperoleh suatu
kompon. Kompon merupakan campuran karet dengan bahan-bahan kimia
yang mempunyai komposisi tertentu dengan cara pencampuran digiling
pada suhu tertentu, kompon karet dapat dibuat pada mesin giling 2
rol atau pada mesin pencampur tertutup (Banbury mixer, Internal
mixer).
Pembuatan kompon karet adalah ilmu dan seni untuk menyeleksi dan
mencampur jenis karet mantah dan jenis-jenis bahan kimia karet,
sehingga diperoleh kompon karet yang setelah dimasak, dapat
dihasilkan barang jadi karet dengan sifat-sifat fisik yang di
butuhkan.
Pada pembuatan kompon karet ada 3 faktor yang perlu
diperhatikan, yaitu sifat kompon, karakteristk pengolahan dan
harga. Kompon karet selain karet mentah pada umumnya mengandung 8
atau lebih jenis bahan kimia karet. Setiap jenis bahan tersebut
memiliki fungsi spesifik dan mempunyai pengaruh terhadap sifat,
karakteristik pengolahan dan harga dari kompon karetnya, bahan
kimia tersebut adalah:
Bahan Pemvulkanisasi
Adalah bahan kimia yang dapat bereaksi dengan gugus aktif pada
molekul karet membentuk ikatan silang tiga dimensi. Bahan
pemvulkanisasi yang pertama dan paling umum digunakan adalah
belerang(sulfur), khusus digunakan untuk memvulkanisasi karet alam
atau karet sintetis jenis SBR, NBR, BR, IR, dan EPDM.
Bahan Pencepat
Adalah bahan kimia yang digunakan dalam jumlah sedikit
bersama-sama dengan belerang untuk mempercepat reaksi vulkanisasi.
Bahan pencepat yang digunakan dapat berupa satu atau kombinasi dari
dua atau lebih jenis pencepat. Pencepat dikelompokkan berdasarkan
fungsinya sebagai berikut;
a. Pencepat primer :
- Thiazol (semi cepat), contoh: MBT, MBTS
- Sulfenamida (cepat-ditunda), contoh: CBS
b. Pencepat sekunder :
- Guanidine (sedang), contoh : DPG, DOTG
- Thiuram (sangat cepat), contoh : TMT, TMTD
- Dithiokarbonat (sangat cepat), contoh : ZDC
- Dithiofosfat (cepat), contoh : ZBPP
Bahan Penggiat
Adalah bahan kimia yang ditambahkan kedalam sistim vulkanisasi
dengan pencepat untuk menggiatkan kerja pencepat. Penggiat yang
paling umum digunakan adalah kombinasi antara ZnO dengan asam
stearat.
Bahan Antidegradant
Adalah bahan kimia yang berungsi sebagai anti ozonan dan anti
oksidan, yang melindungi barang jadi karet dari pengusangan dan
meningkatkan usia penggunaanya. Contoh : wax (anti ozonan), senyawa
amina dan senyawa turuna fenol (ionol).
Bahan Pengisi
Bahan pengisi ditambahkan kedalam kompon karet dalam jumlah yang
cukup besar dengan tujuan untuk meningkatkan sifat fisik,
memperbaiki karakteristik pengolahan tertentu dan menekan biaya.
Bahan pengisi dibagi dalam dua golongan besar yaitu bahan pengisi
yang bersifat penguat, contoh carbon black, silica, dan silikat
serta bahan pengisi yang bukan penguat, contoh CaCO3, kaolin, BaSO4
dan sebagainya.
Bahan Pelunak (Softener)
Adalah bahan yang berfungsi untuk melunakkan karet mentah agar
mudah diolah menjadi kompon karet. Jenis bahan pelunak antara lain
jenis aromatic, naftenik, parafinik, ester dan sebagainya.
Bahan Kimia Tambahan
Bahan ini ditambahkan kedalam kompon karet dengan tujuan
tertentu dan sesuai dengan kebutuhan, misalkan :
Bahan pewarna, Bahan Penghambat (inhibitor), Bahan pewangi,Bahan
peniup (blowing agent), Bahan bantu olah (homogenizer, peptizer,
senyawa pendispersi, tackifier dan sebagainya).
Pada penyusunan formulasi kompon yang paling penting adalah
menetukan jenis atau campuran karet mentah. Kemudian ditentukan
jenis bahan pengisi. Setelah itu ditentukan sistim vukanisasinya
kombinasi bahan pemvulkanisasi, bahan pencepat dan penggiat.
Terkahir ditentukan bahan-bahan kimia tambahan yang diperlukan
sesuai dengan kebutuhan tergantung jenis proses selanjutnya dan
barang yang akan dibuat. Pada proses pencampuran kompon karet
biasanya menggunakan alat pencampur (mixer) dapat berupa internal
mixer (mesin giling tertutup) atau mesin giling terbuka (open
mill). Alat yang paling sederhana adalah mesin giling terbuka yang
terdiri dari dua rol keras dan permukaanya licin. Kecepatan
berputar kedua rol berbeda (penggilangan dengan friksi). Lebar
celah diatara dua rol dapat diatur dan disesuaikan dengan banyaknya
kompon dan keadaan kompon, sebelum proses pencampuran, karet mentah
terlebih dahulu dilunakkan yang disebut dengan proses mastikasi
yang bertujuan untuk mengubah karet padat dan keras menjadi lunak
(viskositas berkurang) agar proses pencampuran dengan bahan kimia
mneghasilkan dispersion yang merata (homogen). Pencampuran dimulai
setelah karet menjadi plastis dan suhu rol hangat. Celah dua rol
(nip) diatur sedemikian rupa sampai diperoleh tumpukan material
diatas rol yang disebut bank, kemudian bahan kimia bentuk serbuk
segera ditambahkan kecuali belerang. Penggulungan dan pemotongan
juga dilakukan. Penambahan bahan pengisi dilakukan sedikit demi
sedikit. Langkah terkahir adalah pemasukan belerang. Setelah semua
bahan kimia tercampur, kompon karet yang dihasilkan dipotong dan
dikeluarkan dari gilingan, kemudian dimasukkan gilingan lagi untuk
dibentuk menjadi bentuk lembaran dengan ketebalan sesuai dengan
kebutuhan.
Setalah tahap pembuatan kompon selesai tahap selanjutnya untuk
membuat barang karet adalah tahap pemberian bentuk dan proses
vulkanisasi (pematangan). Proses pemberian bentuk adalah salah satu
cara pemberian bentuk terhadap kompon karet adalah dengan cara
cetak tekan (pres moulding) dimana kompon karet dibentuk dalam
acuan (cetakan) dan sekaligus dimasak dalam mesin kempa vulkanisasi
(pres vulaknisasi). Pada mesin kempa vulaknisasi tunggal terapat
satu pasang plat tebal datar yaitu plat atas dan bawah. Kedua plat
datar tersebut pada bagian dalamnya terdapat alur yang dapat
dialirkan uap jenuh atau dipasang elemen listrik sebagai sumber
panas. Plat atas tidak dapat bergerak, sedang plat bawah dipasang
pada kempa hirolik sehingga sehingga dapat digerakkan keatas
kebawah. Dengan memompa minyak dari tangki minyak kedalam silinder
hidrolik, maka plat bawah akan ditekan keatas. Tekanan minyak dapat
mencapai 100-150 kg/cm2. sebaliknya dengan mengeluarkan minyak dari
selinder kempa hidrolik, kempa bawah akan kembali turun.
Pada mesin kempa vulkanisasi, kompon karet diberi bentuk dan
divukanisasi pada mesin yang sama. Proses vulkanisasi adalah proses
pemasakan karet mentah menjadi vulkanisat. Vulkanisasi merupakan
proses irreversible (tidak dapat balik) yang menggabungkan
rantai-rantai molekul karet secara kimiawi dengan molekul belerang
membentuk ikatan tiga dimensi. Sehingga karet mentah yang semula
plastis setelah vulaknisasi berubah menjadi elastis, kuat dan ulet.
Salah satu syarat yang harus dimiliki karet agar dapat
divulaknisasi dengan belerang adalah memiliki ikatan rangkap pada
rantai utamanya. Sistim vulkanisasi belerang yang dipercepat dapat
diterapkan untuk jenis-jenis karet yang memiliki ikatan rangkap
yaitu: Untuk keperluan umum: karet alam (NR), Isoprene Rubber (IR),
Polibutadiene Rubber (BR) dan karet stiren/butadiene Rubber
(SBR)Untuk keperluan khusus : Karet Nitril (NBR), Karet Butil
(IIR), Karet Bromo Butyl (BIIR), Chlorobutil (CIIR) dan Karet
Ethylene Propylene Diene Monomer (EPDM).
Vulkanisasi karet alam biasanya dilakukan pada suhu sekitar
1500C dan suhu lebih tinggi (1550C-1600C) untuk karet sintetis (SBR
dan IIR). Untuk memperoleh vulkanisat yang dapat matang sempurna
yaitu yang memiliki sifat fisika optimum, maka kompon karet dalam
cetakan harus dikempa (ditekan) pada tekanan, suhu dan waktu
vulkanisasi tertentu.
V. LANGKAH KERJA
1. Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan
2. Memasukkan air aquadest ke dalam water batch tester sebanyak
kurang lebih bagian.
3. Mengukur dan menimbang sampel
4. Memasukkan sampel ke dalam water batch tester dan menutupnya
lalu menekan tombol ON
5. Mengeset temperature pada alat water batch tester pada suhu
90 0C
6. Mengeset waktu pada alat water batch tester selama 60
menit
7. Menghidupkan motor reducer untuk menyeimbangkan temperature
pemanasan.
8. Setelah pengoperasian selesai dan suhu mencapai 90 oC selama
60 menit. Mematikan alat tersebut.Menunggu selama 15 menit,lalu
membuka tutupnya dan mengambil sampel.
9. Mengamati perubahan yang terjadi pada kompon dan mengukur
ukuran dari sampel setelah pemanasan.
VI.DATA HASIL PENGAMATAN
Massa kompon:27,3 gr
Diameter kompon:4,6 cm
Tinggi kompon:1,3 cm
Massa karet gelang:0,6 gr
Panjang karet gelang:13,7 cm
Bentuk kompon:
Tidak rata pada kiri kanan kompon
Terdapat pada lubang-lubang kecil pada kompon
Permukaan atas dan bawah kompon rata
Perubahan setelah perlakuan:
Massa kompon:27,5 gr
Diameter kompon:4,9 gr
Tinggi kompon:1,6 cm
Massa karet gelang:0,6 gr
Panjang karet gelang:18 cm
VII. ANALISIS DATA PENGAMATAN
Dari percobaan water batch tester atau pengujian ketahanan air
yang telah dilakukan dengan mengggunakan sampel karet kompon dan
karet gelang. Temperatur yang digunakan pada percobaan ini yaitu 90
oC selama 60 menit. Sebelum percobaan dilakukan pengukuran pada
sampel yang pertama yaitu karet kompon dengan hasil pengukuran
sebagai berikut. Massa kompon27,3 gr,Diameter kompon 4,6 cm,Tinggi
kompon 1,3 cm. Dengan bentuk kompon tidak rata pada kiri kanan
kompon,terdapat lubang-lubang kecil pada kompon,permukaan atas dan
bawah kompon rata. Sedangkan karet gelang dengan massa awal 0,6 gr
dan panjang karet gelang 13,7 cm.
Setelah dilakukan pengujian water batch tester atau pengujian
ketahanan air,dimana karet direndam di dalam air panas pada suhu 90
oC dengan waktu selama 60 menit,terjadi perubahan
massa,diameter,tinggi, dan panjang pada masing-masing
sampel.Sedangkan struktur karet yang semula sangat keras menjadi
lebih lunak dan kenyal.
Penambahan massa pada karet kompon ini disebabkan oleh masuknya
air pada celah-celah kompon dan terjadi pengikatan molekul-molekul
air oleh molekul kompon,sehingga massa kompon dapat bertambah.
Masuknya kalor atau energy panas yang disebabkan oleh temperature
yang tinggi menyebabkan ikatan-ikatan antar electron kompon menjadi
saling berinteraksi dan saling berjauhan. Hal inilah yang disebut
dengan energy translasi electron,sehingga menyebabkan terjadinya
penambahan diameter,tinggi,dan terjadinya perubahan terkstur pada
karet kompon dan karet gelang. Massa kompon karet setelah pengujian
bertambah menjadi 27,5 gr,diameter 4,9 cm,dan tinggi 1,6
cm,sedangkan karet gelang hanya mengalami pertambahan panjang yaitu
menjadi 18 cm.
VIII. KESIMPULAN
Dari percobaan yang telah dilakukan dapat diambil
kesimpulan,yaitu:
INCLUDEPICTURE
"file:///C:%5CUsers%5Call%5CAppData%5CLocal%5CTemp%5Cmsohtmlclip1%5C01%5Cclip_image001.gif"
\* MERGEFORMATINET Karet kompon mengalami pertambahan massa sebesar
0,2 gr,diameter sebesar 0,3 cm,dan tinggi sebesar 0,3 cm.
Karet gelang hanya mengalami pertambahan panjang yaitu sebesar
4,3 cm.
Perendaman air di ddalam air panas dapat mempengaruhi perubahan
bentuk dan struktur kompon karet dan karet gelang.
IX.DAFTAR PUSTAKA
Jobsheet. 2013 .Petunjuk Praktikum Uji material. Politeknik
Negeri
Sriwijaya. Palembang.
http://id.wikipedia.org/wiki/sifat karet
google.com/perlakuan pada karet
google.com/energy translasi
http://lyadhdunya.blogspot.com/2011/03/bahan-kimia-pembuatan-kompon.html
http://irizlovely.blogspot.com/2011/08/industri-karet-dan-pengolahannya.html
http://dewia8823.blogspot.com/2013/04/water-batch-tester.html
