PEMANFAATAN MINYAK KERNEL KELAPA SAWIT SEBAGAI BAHAN PELUNAK DALAM PEMBUATAN KOMPON KARET UNTUK BAN DALAM SEPEDA

Transkripsi

1 Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet dan Plastik Ke-5 ISSN : PEMANFAATAN MINYAK KERNEL KELAPA SAWIT SEBAGAI BAHAN PELUNAK DALAM PEMBUATAN KOMPON KARET UNTUK BAN DALAM SEPEDA Bambang Sugiyono 1, Rahmaniar 1, dan Nuyah 1 1 Baristand Industri Palembang sugiyonobambang88@gmail.com ; rahmaniar_een@yahoo.com ; nuyah1957@yahoo.co.id ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji karakteristik kompon karet ban dalam sepeda dengan menggunakan bahan pelunak minyak minarek dan minyak kernel kelapa sawit. Rancangan yang digunakan pada penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap Faktorial (RALF) dengan 2 (dua) faktor, yaitu konsentrasi minyak yang digunakan (5 phr, 10 phr dan 15 phr) dan jenis minyak sebagai bahan pelunak (minyak minarek dan minyak kernel kelapa sawit). Hasil penelitian diperoleh untuk parameter kekerasan semua perlakuan tidak memenuhi persyaratan SNI ban dalam dari karet untuk sepeda motor (SNI ), sedangkan parameter Tegangan putus dan Perpanjangan putus untuk semua perlakuan memenuhi persyaratan SNI ban dalam sepeda (SNI ). Nilai tegangan putus untuk masing-masing perlakuan yaitu A 1 B 1 = 109,67 kg/cm 2, A 1 B 2 = 108,67 kg/cm 2, A 2 B 1 = 123,33 kg/cm 2, A 2 B 2 = 120,67 kg/cm 2, A 3 B 1 = 142,33 kg/cm 2, dan A 3 B 3 = 141,33 kg/cm 2. Nilai perpanjangan putus yaitu A 1 B 1 = 640 %, A 1 B 2 = 639 %, A 2 B 1 = 675,33%, A 2 B 2 = 668,67%, A 3 B 1 = 691,67%, dan A 3 B 3 = 685,33%. Kata kunci: bahan pelunak, kompon karet, minyak kernel kelapa sawit, minyak minarek Pemanfaatan Minyak Kernel Kelapa Sawit sebagai Bahan Pelunak dalam Pembuatan Kompon Karet untuk Ban 217

2 ISSN : Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik Ke-5 USE OF PALM KERNEL OIL AS SOFTENING AGENT FOR BICYCLE TIRES RUBBER COMPOUND Bambang Sugiyono 1, Rahmaniar 1, dan Nuyah 1 1 Baristand Industri Palembang sugiyonobambang88@gmail.com ; rahmaniar_een@yahoo.com ; nuyah1957@yahoo.co.id ABSTRACT The objectives research was to determine the effects minarek oil and palm kernel oil addition on the characteristics of bycicles tire rubber compound. The experimental design used in this research are factorial randomized block design using 2 factors, namely the quantity of oils (5, 10 and 15 phr) and types of oil (minarek oil and palm kernel oil). The results were obtained for all treatment parameters do not meet the requirements of SNI tires of rubber for motorcycles, whereas tensile strength and elongation at break for all treatment meet the requirements of SNI tires in bicycles (SNI ). Tensile Strength for each treatment are A 1 B 1 = kg/cm 2, A 1 B 2 = kg/cm 2, A 2 B 1 = kg/cm 2, A 2 B 2 = kg/cm 2, A 3 B 1 = kg/cm 2, and A 3 B 3 = kg/cm 2. Elongation at break are A 1 B 1 = 640%, A 1 B 2 = 639%, A 2 B 1 = %, A 2 B 2 = %, A 3 B 1 = %, dan A 3 B 3 = %. Keywords: softening agen, rubber compound, palm kernel oils, minarek oil 218 Pemanfaatan Minyak Kernel Kelapa Sawit sebagai Bahan Pelunak dalam Pembuatan Kompon Karet untuk Ban

3 Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet dan Plastik Ke-5 ISSN : PENDAHULUAN Bahan pelunak merupakan bahan sebagai penyusun struktur molekul yang digunakan dalam pembuatan kompon untuk barang jadi karet. Bahan pelunak merupakan senyawa organik yang dikenal dengan nama peptiser, tenderizer atau softener. Fungsi bahan pelunak adalah untuk mencegah pengerasan kompon karet dengan penambahan sesuai formula barang jadi karet yang diinginkan. Bahan pelunak saat ini kebanyakan berasal dari minyak bumi (petroleum oil) yaitu jenis minyak mineral seperti parafinik, naftalenik dan aromatik. Bahan pelunak yang berasal dari minyak bumi mempunyai kelemahan, antara lain tidak ramah lingkungan, menyebabkan iritasi, korosif dan bersifat karsinogenik (Rahman, 2005). Dikhawatirkan pada periode tahun yang akan datang minyak bumi akan semakin langka karena penggunaannya yang terus-menerus. Oleh karena itu, pada periode ini banyak penelitian mengenai penggunaan bahan pelunak dari sumber nabati yang terbaharukan untuk mencegah kelangkaan minyak bumi yang tersedia di bumi ini. Minyak bumi yang sering digunakan sebagai bahan pelunak dalam pembuatan kompon karet adalah minyak minarek. Minyak Minarek merupakan minyak yang sering digunakan dalam pengolahan kompon karet. Minyak Minarek sebagai proccessing oil sangat penting perannya dalam pembuatan komponen karet pada industri ban dan industri barang karet, yaitu : memperbaiki proses penulakan dan pemekaran karet dan menurunkan kekentalan komponen karet (Rahman, 2005). Penggunaan minyak minarek yang mempunyai kelemahan, antara lain lama untuk terbaharukan, dapat menyebabkan iritasi, bersifat karsinogenik, bersifat korosif dan tidak ramah lingkungan. Selain itu, kersediaan minyak minarek di Indonesia tergantung dari banyaknya impor atas minyak tersebut. Minyak nabati yang akan digunakan sebagai bahan pelunak adalah minyak inti kelapa sawit atau palm kernel oil (PKO). Produksi kelapa sawit semakin meningkat setiap tahunnya. Pada tahun 2008 mencapai ton, tahun 2009 mencapai dan pada tahun 2010 mencapai ton (BPS, 2013). Dengan demikian jumlah inti kelapa sawit yang dapat dimanfaatkan untuk olahan semakin meningkat. Inti sawit mengandung lemak, protein, serat dan air. Kadar minyak dalam inti kering adalah 44 53% (Mangoensoekardjo, 2003). Dari data tersebut, minyak inti kelapa sawit berpotensi dimanfaatkan sebagai bahan pelunak dalam pembuatan kompon karet. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui pengaruh penggunaan minyak inti kelapa sawit (PKO) menggantikan minyak minarek sebagai bahan pelunak terhadap kualitas fisik dan kimia kompon karet yang dihasilkan. BAHAN DAN METODE Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah karet alam : Styrene Butadiena rubber (SBR), Natural Rubber (NR), Minarek oil, sulfur, carbon black, TMQ, asam stearat, MBTS, TMTD, ZnO, NaCl, minyak kernel kelapa sawit, dan bahan untuk uji mutu produk di laboratorium. Peralatan Peralatan yang digunakan pada penelitian ini adalah timbangan metler p1210 kapasitas 1200 g, timbangan duduk merek Berkel kapasitas 15 kg, open mill L 40 cm D18 cm kapasitas 1 kg, cutting scrab besar, gunting, autoclave, kuas dan seperangkat alat ekstraksi. Pemanfaatan Minyak Kernel Kelapa Sawit sebagai Bahan Pelunak dalam Pembuatan Kompon Karet untuk Ban 219

4 ISSN : Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik Ke-5 Metode Rancangan Percobaan Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap Faktorial (RALF). Faktor pertama (A), yaitu : 1. Jumlah bahan pelunak 5 phr 2. Jumlah bahan pelunak 10 phr 3. Jumlah bahan pelunak 15 phr Faktor kedua (B), yaitu : 1. Minyak Minarek 2. Minyak Kernel Kelapa Sawit Prosedur Penelitian Pembuatan Kompon Karet a. Penimbangan Bahan yang diperlukan untuk masing-masing formulasi kompon ditimbang sesuai perlakuan. Jumlah dari setiap bahan di dalam formulasi kompon dinyatakan dalam phr (berat per seratus karet). b. Mixing (pencampuran) Proses pencampuran dilakukan dalam gilingan terbuka (open mill), yang telah dibersihkan. Selanjutnya dilakukan proses: Mastikasi Natural Rubber (NR) selama 1-3 menit, dilanjutkan mastikasi SBR (Styrene Butadiene Rubber)/karet sintetis selama 1-3 menit. Pencampuran karet dengan bahan kimia (pembuatan kompon karet/ vulkanisasi) : Bahan penggiat/activator, ZnO dan asam stearat ditambahkan, dipotong setiap sisi, satu sampai tiga kali selama 2-3 menit. Antioksidan TMQ ditambahkan, dipotong setiap sisi sampai 3 kali selama 2 3 menit. Filler (pengisi) /carbon black ditambahkan sesuai formula. Minyak Minarek/minyak kernel kelapa sawit ditambahkan, setiap sisi campuran karet dengan bahan kimia tadi dipotong sampai dua atau tiga kali selama 3-8 menit. Sisa filler ditambahkan dan campuran dipotong setiap sisi dua atau tiga kali selama 3 8 menit. Accelerator MBTS dan TMTD ditambahkan, setiap sisi campuran dipotong dua atau tiga kali selama 1 3 menit. Kompon dikeluarkan dari open mill dan ditentukan ukuran ketebalan lembaran kompon dengan menyetel jarak roll pada cetakan sheet, dikeluarkan dan diletakkan diatas plastik transparan dan kompon dipotong disesuaikan dengan barang jadi yang akan dibuat. Kompon karet diperam selama 24 jam kemudian digiling selama 2-3 menit di open mill dengan penambahan vulkanisator (sulfur) untuk mematangkan kompon karet. Diagram alir pembuatan kompon seperti pada Gambar Pemanfaatan Minyak Kernel Kelapa Sawit sebagai Bahan Pelunak dalam Pembuatan Kompon Karet untuk Ban

5 Kekerasan (Shore A) Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet dan Plastik Ke-5 ISSN : Natural Rubber Mastikasi (1 sd. 3 menit) Styrene Butadiene Rubber 1. Activator (2-3 menit) 2. Antioksidan (2-3 menit) 3. Filler (2-3 menit) Compounding Dilakukan penggilingan dengan Open Mill dan dipotong 2-3 kali untuk homogenisasi 4. Bahan Pelunak (3-8 menit) 5. Sisa filler (2-3 menit) 6. Accelerator (1-3 menit) Kompon disesuaikan ketebalannya Kompon diperam selama 24 jam Kompon divulkanisasi (sulfur) Percetakan barang jadi karet Gambar 1. Tahapan proses pembuatan kompon karet HASIL DAN PEMBAHASAN Kekerasan Kekerasan dari vulkanisat karet berbeda-beda, tergantung pada jumlah bahan pengisi dan jumlah bahan pelunak yang digunakan dalam kompon (Thomas, 2003). Pada Gambar 2 dapat dilihat hasil uji kekerasan kompon karet yang menggunakan beberapa perlakuan. Hasil pengujian kekerasan kompon karet diperoleh nilai tertinggi pada perlakuan A1B1 (minyak minarek 5 phr) yaitu sebesar 71 shore A dan nilai terendah pada perlakuan A3B1 (minyak minarek 15 phr) dan A3B2 (minyak kernel kelapa sawit 15 phr) yaitu sebesar 65 shore A. Nilai kekerasan kompon karet untuk semua perlakuan (A1B1, A1B2, A2B1, A2B2, A3B1, dan A3B2) tidak memenuhi persyaratan standar Ban dalam dari karet untuk sepeda motor sesuai SNI yaitu Shore A, karena hasil yang diperoleh tidak sesuai persyaratan ,00 70,00 67,00 67,67 65,00 65,00 A1B1 A1B2 A2B1 A2B2 A3B1 A3B2 Perlakuan Gambar 2. Hasil uji kekerasan kompon karet dengan beberapa perlakuan Pemanfaatan Minyak Kernel Kelapa Sawit sebagai Bahan Pelunak dalam Pembuatan Kompon Karet untuk Ban 221

6 Kekerasan (Shore A) ISSN : Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik Ke-5 Kekerasan kompon karet terjadi, karena adanya reaksi ikatan silang antara gugus aldehida pada rantai poliisoprene (1-6 per-rantai) dengan gugus aldehida terkondensasi yang ada didalam bahan bukan karet (Refrizon, 2003). Kecepatan reaksi kondensasi ikatan silang aldehida lebih cepat dibandingkan kecepatan pemutusan ikatan rantai oleh reaksi oksidasi sehingga karet akan mengalami pengerasan. Penambahan bahan pelunak akan mengurangi reaksi kondensasi ikatan silang aldehida sehingga kekerasan karet berkurang. Minyak kernel kelapa sawit mengandung gugus oxiren sebagai akibat epoksidasi ikatan rangkap yang terdapat pada minyak. Menurut Marlina 2009, gugus oxiren akan berikatan pada ikatan rangkap yang terdapat pada rantai poliisoprene sehingga ikatan rangkap akan putus. Nilai kekerasan kompon karet perlakuan A3B1 dan A3B2 yaitu sebesar 65 shore A. Penambahan bahan pelunak dari minyak minarek memberikan kontribusi yang sama dengan penambahan minyak kernel kelapa sawit sebagai bahan pelunak. Minyak kernel kelapa sawit dapat digunakan sebagai bahan alternatif pengganti minyak minarek dalam pangolahan kompon karet untuk mengurangi sifat karsinogenik dan lebih ramah lingkungan. Bahan pelunak minyak kernel kelapa sawit dengadan minyak minarek sama-sama memberikan nilai kekerasan yang memenuhi dengan syarat mutu kompon untuk ban dalam sepeda. Tegangan putus Tegangan putus adalah besarnya beban yang diperlukan untuk meregangkan potongan uji sampai putus, dinyatakan dengan kg tiap cm 2 luas penampang potongan uji sebelum diregangkan. Jika nilai tegangan putus semakin besar, menunjukkan bahwa kompon karet semakin elastis (Basseri A, 2005). Dengan pengujian ini dapat ditetapkan waktu vulkanisasi optimum suatu kompon dan pengaruh pengusangan pada waktu vulkanisasi. Gambar 3 dapat dilihat hasil uji tegangan putus kompon karet yang menggunakan beberapa perlakuan. Hasil pengujian tegangan putus kompon karet memberikan nilai tertinggi pada perlakuan A3B1 (minyak minarek 15 phr) yaitu sebesar 142,33 kg/cm 2, nilai terendah pada perlakuan A1B2 (minyak kernel kelapa sawit 5 phr) yaitu sebesar 108,67 kg/cm 2. Nilai tegangan putus kompon karet untuk semua perlakuan (A1B1, A1B2, A2B1, A2B2, A3B1, dan A3B2) memenuhi persyaratan standar ban dalam sepeda sesuai dengan SNI yaitu Min. 100 kg/cm 2, karena hasil yang diperoleh sesuai persyaratan SNI ,67 108,67 123,33 120,67 142,33 141,33 0 A1B1 A1B2 A2B1 A2B2 A3B1 A3B2 Perlakuan Gambar 3. Hasil uji tegangan putus kompon karet dengan beberapa perlakuan 222 Pemanfaatan Minyak Kernel Kelapa Sawit sebagai Bahan Pelunak dalam Pembuatan Kompon Karet untuk Ban

7 Kekerasan (Shore A) Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet dan Plastik Ke-5 ISSN : Penambahan bahan pelunak berupa minyak kernel kelapa sawit memberikan nilai tegangan putus yang mendekati nilai tegangan putus pada kompon dengan penambahan minyak minarek, hal ini karena karena minyak kelapa sawit mengandung asam laurat yang larut dalam pelarut polar dan non polar. Sehingga dapat memperkuat ikatan antar molekul yang menyebabkan kompon karet lebih elastis. Perpanjangan Putus Perpanjangan putus adalah pertambahan panjang suatu potongan uji bila diregangkan sampai putus, dinyatakan dengan persentase dari panjang potongan uji sebelum diregangkan. Pengujian perpanjangan putus (elongation at break) bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat tegangan dan regangan dari karet vulkanisat dan thermoplastik dan termasuk penentuan yield point melalui kekuatan dan pertambahan panjang vulkanisat karet ketika mengalami penarikan sampai perpanjangan tertentu dan sampai putus ,00 639,00 675,33 668,67 691,67 685,33 A1B1 A1B2 A2B1 A2B2 A3B1 A3B2 Perlakuan Gambar 4. Hasil uji perpanjangan putus kompon karet dengan beberapa perlakuan Gambar 4. dapat dilihat hasil uji Perpanjangan Putus kompon karet yang menggunakan beberapa perlakuan. Hasil pengujian perpanjangan putus kompon karet menunjukkan nilai tertinggi terdapat pada perlakuan A3B1 (minyak minarek 15 phr) yaitu sebesar 691,67%, nilai terendah pada perlakuan A1B2 (minyak kernel kelapa sawit 5 phr) yaitu sebesar 639%. Nilai perpanjangan putus kompon karet untuk semua perlakuan (A1B1, A1B2, A2B1, A2B2, A3B1, dan A3B2) memenuhi persyaratan standar ban dalam sepeda sesuai dengan SNI yaitu Min. 450 %, karena hasil yang diperoleh sesuai persyaratan SNI. Menurut Herminiawati (1999), perpanjangan putus dipengaruhi kadar bahan pengisi dan bahan pelunak. Nilai perpanjangan putus dipengaruhi oleh penambahan Carbon black yang digunakan, makin besar carbon black yang ditambahkan sebagai filler, semakin tinggi nilai perpanjangan putus. Perpanjangan putus dipengaruhi juga oleh bahan pelunak yang ditambahkan, makin tinggi bahan pelunak yang ditambahkan, makin rendah nilai perpanjangan putus yang akan dicapai. Hal ini terjadi karena pada saat terjadi ikatan antara minyak kernel kelapa sawit dengan ikatan tak jenuh rantai polimer karet, semakin banyak terbentuk ikatan dengan polimer karet maka akan mengurangi keleluasaan gerak rantai polimer karet (Prasetya, 2016). Hasil penelitian yang disajikan dalam bagian ini adalah hasil bersih. Proses analisis data seperti perhitungan statistik dan proses pengujian hipotesis tidak perlu disajikan. Pembahasan merupakan ulasan hasil, makna hasil penelitian, kesesuaian hasil atau penelitian terdahulu dan peran hasil tersebut terhadap solusi masalah yang disebutkan dalam pendahuluan. Pemanfaatan Minyak Kernel Kelapa Sawit sebagai Bahan Pelunak dalam Pembuatan Kompon Karet untuk Ban 223

8 ISSN : Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik Ke-5 KESIMPULAN Penggunaan minyak kernel kelapa sawit dan minyak minarek berpengaruh terhadap sifat fisik kompon ban dalam sepeda yang dihasilkan yaitu : Kekerasan, Tegangan putus, dan Perpanjangan putus. Hasil pengujian kompon ban dalam sepeda dari semua perlakuan untuk Kekerasan tidak memenuhi persyaratan Ban dalam dari karet untuk sepeda motor (SNI ) yaitu A1B1 = 71 shore A, A1B2 = 70 shore A, A2B1 = 67 shore A, A2B2 = 67,67 shore A, A3B1 = 65 shore A, dan A3B3 = 65 shore A, Tegangan putus memenuhi persyaratan Ban dalam sepeda (SNI ) yaitu A1B1 = 109,67 kg/cm2, A1B2 = 108,67 kg/cm2, A2B1 = 123,33 kg/cm2, A2B2 = 120,67 kg/cm2, A3B1 = 142,33 kg/cm2, dan A3B3 = 141,33 kg/cm2, dan Perpanjangan putus memenuhi persyaratan Ban dalam sepeda (SNI ) yaitu A1B1 = 640 %, A1B2 = 639 %, A2B1 = 675,33 %, A2B2 = 668,67 %, A3B1 = 691,67 %, dan A3B3 = 685,33 %. UCAPAN TERIMA KASIH Terima kasih disampaikan kepada Balai Besar Karet, Kulit, dan Plastik yang telah memberikan fasilitas, Baristand Industri Palembang, Dewan Redaksi, Mitra Bestari dan pihak-pihak terkait yang telah membantu dalam terbitnya tulisan ini. DAFTAR PUSTAKA Agarwal, K., Setua, D.K., and KK. Sekhar. (2005). Scanning electron microscopy study on the influence of temperature on tear strength and failure mechanism of natural rubber vulcanizates. J. Polymer Testing, 24, page: Badan Pusat Statistik. (2013). Produksi Perkebunan Besar menurut Jenis Tanaman, Indonesia (Ton) tahun Jakarta : BPS. Basseri, A. (2005). Pedoman Praktis dan Pengujian Fisika Teknologi Barang Jadi Karet. Bogor: Balai Penelitian Teknologi Karet Bogor. Herminiwati, Purnomo, D., dan Supranto. (2003). Sifat Filler Kayu Kering terhadap Vulkanisat Karet. Majalah Barang Kulit, Karet dan Plastik 19(1): Kok, C.M. and V.H. Yee. (1985). The Effects of Crosslink Density and Crosslink Type on The Tensile and Tear Strengths of Nr, Sbr and Epdm Gum Vulcanizates. Eur. Polym. J. Vol. 22, No. 4. pp , 198. Mangoensoekardjo, S. (2003). Manajemen Agrobisnis Kelapa Sawit. Cetakan 1. Yogyakarta: Gajah Mada University Press. Marlina, P. (2009). Pencegahan Penurunan Mutu pada Kompon Karet dengan Penambahan Minyak Biji Karet Epoksi. Tesis S2. Universitas Sriwijaya. Palembang. Prasetya, H. A. (2016). Pengaruh Bahan Pengisi Arang Aktif Tempurung Kelapa dan Pelunak Minyak Biji Karet pada Karakteristik Karet Wiper Blade. Jurnal Dinamika Penelitian Industri, 27 (1) : Palembang. Rahman, N., Pedoman Pemilihan dan Sifat-sifat Elastomer. Bogor: Balai Penelitian Teknologi Karet Bogor. Refrizon. (2003). Viskositas Mooney Karet Alam. Jurusan Fisika. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Sumatera Utara, Medan. SNI Ban dalam sepeda. Jakarta : Badan Standardisasi Nasional. Thomas. J. (2003). Desain Kompon. Bogor: Balai Penelitian Teknologi Karet.Daftar pustaka disusun berdasarkan urutan abjad menggunakan author date system APA style. (Times New Roman, 12 pt, spasi 1,5) 224 Pemanfaatan Minyak Kernel Kelapa Sawit sebagai Bahan Pelunak dalam Pembuatan Kompon Karet untuk Ban