II. TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 II. TINJAUAN PUSTAKA A. Lateks Lateks merupakan cairan yang berwarna putih atau putih kekuningkuningan, yang terdiri atas partikel karet dan bukan karet yang terdispersi di dalam air (Triwijoso dan Siswantoro,1989). Menurut Goutara, et al. (1985), lateks merupakan sistem koloid, karena partikel karet yang dilapisi oleh protein dan fosfolipid terdispersi didalam air. Protein di lapisan luar memberikan muatan negatif pada partikel. Lateks merupakan suatu dispersi butir-butir karet dalam air, dimana di dalam dispersi tersebut juga larut beberapa garam dan zat organik, seperti zat gula, dan zat protein (Lie, 1964). Menurut Suparto (2002), lateks Hevea terdiri dan karet, resin, protein, abu, gula, dan air dengan komposisi seperti terlihat pada Tabel 1. Tabel 1. Komposisi Kimia Lateks Jenis Komponen Komposisi (%) Karet Resin 0,5-1,5 Protein 1,5-2,0 Abu 0,3-0,7 Gula 0,3-0,5 Air Sumber: Suparto (2002) Secara fisiologi lateks merupakan sitoplasma dan sel-sel pembuluh lateks yang mengandung partikel karet, lutoid, nukleous, mitokondria, partikel Frey-Wyssling, dan ribosom. Selain partikel karet, di dalam lateks terdapat bahan-bahan bukan karet yang berperan penting mengendalikan sifat lateks dan karetnya meskipun dalam jumlah yang relatif kecil. Lateks segar yang dipusingkan (disentrifus) dengan alat pemusing ultra dengan kecepatan rpm akan menyebabkan lateks terpisah menjadi empat fraksi dengan urutan dari atas ke bawah dapat dilihat pada Tabel 2. 6

2 Tabel 2. Empat Fraksi Lateks Segar Fraksi Karet (35 %) Fraksi Frey Wyssling (5%) Serum (50%) Fraksi Dasar (10 %) Sumber: Suparto (2002) Karet Protein Lipid Ion Logam Karotenoida Lipid Air Karbohidrat dan inositot Protein dan turunarmya Senyawa nitrogen Asam nukleat dan nukleosida Ion anorganik Ion logam Lutoid (vakuolisosom) B. Karet Alam Menurut Triwijoso dan Siswantoro (1989), karet adalah suatu polimer dari isoprena (C 5 H 8 ) sehingga sering disebut Cis 1,4-poliisoprena dengan rumus umum (C 5 H 8 ), dimana n adalah bilangan yang menunjukkan jumlah monomer didalam rantai polimer. Semakin besar harga n maka molekul karet semakin panjang, semakin besar bobot molekul dan semakin kental (viscous). Nilai n dapat berkisar antara Struktur ruang poliisoprena dapat dilihat pada Gambar 1. H 3 C H H 3 C H H 3 C H H 3 C H C = C C = C C = C C = C H 2 C CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 n (a) 7

3 (b) (c) O n = O P O O Protein NH CH 2 2 O - O O m CH 3 m O (d) Gambar 1. Struktur Ruang: (a) 1,4 Cis Poliisoprena (Honggokusumo, 1978); (b) Struktur Ruang Poliisoprena-Graft-Asam Maleat Monometil Ester (Anonim, 2009a); (c) Partikel Karet Alam; (d) Molekul Karet Alam (Situmorang, 2009) Menurut Eng (1997), bobot molekul karet alam berkisar antara 1 sampai 2 juta. Partikel karet alam mengandung hidrokarbon karet dan sejumlah kecil bahan bukan karet, seperti lemak, glikolipida, fosfolipida, protein, karbohidrat, bahan anorganik, dan lain-lain dengan komposisi seperti terlihat pada Tabel 3. Tabel 3. Komposisi Partikel Karet Alam Jenis Komponen Komposisi (%) Hidrokarbon karet 93,7 Lemak 2,4 Glikolipida, fosfolipida 1,0 Protein 2,2 Karbohidrat 0,4 Bahan Anorganik 0,2 Lain-lain 0,1 Sumber: Tanaka (1998) 8

4 C. Lateks Pekat Lateks pekat diperoleh dengan memekatkan lateks kebun. Pembuatan lateks pekat bertujuan meningkatkan KKK. Lateks kebun pekat dengan KKK 60 % akan lebih seragam mutunya dan lebih sesuai untuk pengolahan barang jadi karet. Pembuatan lateks pekat dapat dilakukan dengan empat metode, yaitu sentrifuse (pemusingan), pendadihan, penguapan, dan elektrodekantasi. Metode yang paling sering digunakan adalah metode sentrifuse (pemusingan), karena menghasilkan kapasitas produksi yang besar, viskositas lateks lebih rendah (tidak kental), dan hasil lateks lebih murni (tidak tercampur endapan dan kotoran) (Solichin, 1991). Pada umumnya, pengolahan lateks pekat di Indonesia menggunakan cara pemusingan, karena kapasitas produksinya lebih tinggi serta pemeliharaannya lebih mudah. Lateks kebun dengan KKK 28-35% dipusingkan pada kecepatan rpm, sehingga pada bagian atas alat akan diperoleh lateks pekat dengan KKK 60% dan berat jenis 0,94, sedangkan di bagian bawah akan dihasilkan skim yang masih mengandung 4-8% karet dengan berat jenis 1,02 (Goutara et al., 1985). Menurut Triwijoso et al. (1989), kadar karet kering lateks pekat hasil sentrifugasi adalah 60 ± 2%. Kadar karet kering lateks pekat lebih tinggi daripada lateks kebun, karena pada saat proses sentrifugasi, bahan-bahan bukan karet terpisah dari lateks bersamaan dengan serum. Faktor-faktor yang mempengaruhi mutu lateks pekat pusingan adalah pengawetan lateks kebun, KKK lateks kebun, pengendapan lateks kebun, penambahan sabun ammonium laurat sebelum ataupun sesudah pemusingan, alat dan cara pemusingan, penyimpanan, pengangkutan, dan cara pengambilan sampel lateks pekat. Lateks pekat bermutu tinggi diperoleh dengan melakukan pengontrolan dan perlakuan yang baik sejak dari lateks kebun sampai pada pengambilan sampel lateks pekat (Solichin, 1991). 9

5 D. Depolimerisasi Menurut Ramadhan et al. (2005), depolimerisasi adalah proses pemutusan atau pendegradasian polimer dengan cara menghilangkan kesatuan monomer secara bertahap dalam reaksi. Depolimerisasi molekul karet dilakukan untuk memperoleh karet dengan bobot molekul rendah yang ditandai dengan rendahnya viskositas Mooney (Surdia, 2000). Depolimerisasi polimer dapat terjadi secara mekanik, termal, kimia, fotokimia, dan biodegradasi (Surdia, 2000). Menurut Cowd (1991), depolimerisasi polimer disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu energi panas, energi mekanik, penyinaran (ultra violet), dan bahan kimia (oksidasi H 2 O 2 ). Depolimerisasi polimer secara kimia dapat berlangsung dengan dua cara, yaitu reaksi tahap tunggal dan reaksi rantai. Reaksi tunggal terjadi akibat reaksi fotokimia, misalnya degradasi polimer secara enzimatik, sedangkan reaksi rantai merupakan reaksi degradasi polimer dengan bantuan senyawa radikal bebas karena adanya suatu peroksida. Menurut Alfa dan Syamsu (2004), penambahan senyawa pemutus rantai molekul sistem redoks, campuran hidrogen peroksida dengan natrium hipoklorit, dikombinasikan dengan ammonium hidroksil sulfat akan menghasilkan lateks dengan viskositas Mooney karet mentah rendah dan memiliki daya rekat baik. Kemungkinan reaksi pemutusan rantai polimer akibat pengaruh dan terbentuknya radikal bebas pada tahap inisiasi. Hal ini menyebabkan terjadinya reaksi polimer dengan oksigen secara berurutan yang menghasilkan pemutusan rantai polimer pada rantai utama, pemutusan rantai samping dan eliminasi (Surdia, 2000). Menurut Gunanti (2004), depolimerisasi molekul karet terjadi karena adanya radikal OH hasil penguraian hidrogen peroksida (H 2 O 2 ). Radikal OH yang terbentuk bersifat sangat reaktif dan dapat bereaksi secara tidak terkontrol dengan molekul polimer karet alam (poliisoprena). Radikal OH yang terbentuk menarik salah satu atom H + yang terdapat pada polimer karet terutama menyerang ikatan karbon rangkap dan gugus karbon ekor, sehingga dihasilkan radikal bebas yang aktif. 10

6 Radikal bebas pada molekul isoprena tersebut mudah bereaksi dan berikatan dengan oksigen yang ada dalam lateks dan membentuk molekul yang tidak stabil hingga mengalami reaksi autooksidasi sampai terjadi pemutusan ikatan. Pada akhir reaksi pemutusan, terbentuk gugus karbonil. Gugus karbon aktif yang dihasilkan langsung bereaksi dengan gugus aktif dan reduktor yang dihasilkan gugus karbonil yang tidak bermuatan. Gugus karbon yang dihasilkan memiliki gugus ujung berupa keton dan aldehid. Mekanisme depolimerisasi molekul tersebut dapat diilustrasikan pada Gambar 2. Proses Inisiasi : HOOH 2 HO O + CH CH 2 11

7 Gambar 2. Mekanisme Pemutusan Molekul Karet oleh Hidrogen Peroksida (Pristiyanti, 2006) E. Hidroksilamin Netral Sulfat ( HNS) Menurut Solichin et al. (1995), bahan kimia yang paling banyak digunakan secara komersial untuk memproduksi karet viskositas mantap adalah hidroksilamin dalam bentuk garam Hidroksilamin Netral Sulfat (NH 2 OH) 2 H 2 SO 4. Gambar struktur hidroksilamin dapat dilihat pada Gambar 3. F. (b) Gambar 3. Struktur Hidroksilamin: a. Struktur Hidroksilamin (Anonim, 2009c); b. Struktur Hidroksilamin Sulfat (Hoyle, 2007) Menurut Solichin et al. (1995), HNS dapat memantapkann viskositas Mooney karet alam karena HNS dapat mengikat gugus aldehida yang menjadi penyebab crosslinking yang dapat menyebabkan terbentuknya gel karena gugus aldehida pada rantai poliisoprena terlebih dahulu diikat sebelum gugus aldehida tersebut melakukan reaksi selanjutnya. Dasar dari pencegahan ikatan silang inii adalah menghilangkan kereaktifan gugus aldehida pada rantai poliisoprena dan mereaksikan nnya dengann senyawa amina monofungsional yaitu hidroksilamin atau garamnya. Mekanisme 12

8 reaksi pengikatann gugus aldehida oleh senyawa dilihat pada Gambar 4. hidroksilamin dapat Gugus Aldehida Hidroksil amin Aldoksin Air Gambar 4. Mekanisme Pengikatan Gugus Aldehida oleh Senyawa Hidroksilamin (Pristiyanti, 2006) F. Surfaktan Surfaktan (surface active agent) adalah suatu bahan yang dapat mengubah atau memodifikasi tegangan permukaan dan antar muka antara fluida yang tidak saling larut (Anonim, 2005), atau molekul yang mengadsorbsi molekul lain pada antar muka dua zat (Anonim, 2005). Dalam satu molekulnya, surfaktan memiliki dua gugus yang berbeda polaritasnya yaitu gugus polar dan non polar. Gugus polar memperlihatkan afinitas (daya ikat) yang kuat dengan pelarut polar (contohnya air), sehingga sering disebut gugus hidrofilik. Gugus non polar biasa disebut hidrofobik atau lipofilik yang berasal dari bahasa Yunani phobos (takut) dan lipos (lipid) (Salager, 2002). Menurut Reiger (1985), sifat-sifat surfaktan adalah mampu menurunkan tegangan permukaan, tegangan antar muka, meningkatkan kestabilan partikel yang terdispersi dan mengontrol sistem emulsi. Disamping itu, surfaktan akan terserap ke dalam permukaan partikel minyak atau air sebagai penghalangg yang akan mengurangi atau menghambat penggabungan (coalescence) dari partikel yang terdispersi. Struktur surfaktan secara umum dapat dilihat pada Gambar 5. 13

9 (a) (b) Gambar 5. Struktur surfaktan: a. Struktur molekul surfaktan dalam suatu system emulsi; b. Unimer Surfaktan (Ramli, 2009) Penambahan kaustik soda dan surfaktan dimaksudkan untuk menstabilkan lateks. Surfaktan merupakan bahan yang biasa ditambahkan dalam jumlah kecil ke dalam cairan untuk memodifikasi sifat permukaan cairan tersebut. Surfaktan yang ditambahkan akan melapisi partikel-partikel polimer yang terdispersi di dalam air. Surfaktan akan menjaga kestabilan lateks terutama terhadap gerakan mekanis yang timbul karena guncangan atau pengadukan (Stevens, 2001). Menurut Blackley (1966), surfaktan dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu berdasarkan fungsinya dalam cairan dan berdasarkan sifat kimianya. Berdasarkan fungsinya ada beberapa jenis surfaktan, antara lain pembasah (wetting agent), pendispersi (dispersing agent), penstabil dispersi (dispersing stabilizer), pengemulsi (emulsifer), pembusa (foaming agent), dan penstabil busa (foaming stabilizer). Surfaktan dibagi menjadi tiga berdasarkan sifat kimianya, yaitu: 1. Surfaktan Anionik Surfaktan anionik adalah molekul yang bermuatan negatif pada bagian hidrofiliknya atau aktif permukaannya (surface-active). Sifat hidrofiliknya disebabkan karena keberadaan gugus sulfat atau sulfonat. Salah satu contoh surfaktan anionik adalah emal (sodium lauril sulfat) yang memiliki rumus molekul (C 12 H 25 SO 4 Na) (Anonim, 2009f). Emal mempunyai kestabilan yang tinggi pada emulsi polimerisasi, tidak 14

10 berwarna, larut dalam air panas, stabil dalam larutan asam, alkali, dan air sadah (Roger, 1994). Gugus fungsi utama yang terdapat dalam emal adalah (CH 3 (CH 2 ) n OSO 3 )Na. Emal yang dilarutkan akan mengion membentuk turunan anionnya, yakni ion alkil sulfat (CH 3 (CH 2 )noso 3 ). 2. Surfaktan Kationik Surfaktan kation yang dilarutkan akan mengion membentuk turunan kationnya. Kation yang berhubungan dengan lateks adalah ion ammonium yang satu atom hidrogennya telah digantikan oleh senyawa organik (halida atau asetat). Contoh surfaktan kationik adalah Lissolamine A, Vantoc A, Fixano C, dan Aerosol M. 3. Surfaktan Nonionik Surfaktan nonionik adalah surfaktan yang tidak mengandung gugus fungsional bermuatan, baik positif maupun negatif dan tidak mengalami ionisasi di dalam larutan. Menurut Salager (2002) surfaktan nonionik mempunyai kelebihan dibandingkan surfaktan anionik dan kationik yaitu tidak dipengaruhi oleh kesadahan dan perubahan ph. Surfaktan nonionik dianggap memiliki karakteristik tingkat pembusaan yang rendah pada medium. Keunikan surfaktan nonionik adalah tidak mengalami disosiasi menjadi ion-ion ketika dilarukan dalam pelarut, sehingga sangat kompatibel bila dikombinasikan dengan tipe surfaktan lainnya. Surfaktan nonionik mampu memasuki struktur molekul yang kompleks. Karakter lain dari surfaktan nonionik adalah tidak sensitif terhadap cairan elektrolit, ph, surfaktan ionik, dan dapat digunakan pada salinitas tinggi dan air sadah (Salager, 2002). Surfaktan nonionik tidak membawa muatan, sehingga sangat kompatibel dengan bahan kimia yang digunakan dalam berbagai operasi produksi. Prinsip kerja dari surfaktan nonionik dalam mempertahankan kestabilan larutan adalah dengan menurunkan gaya Van der Walls (Allen, 1993). 15

11 Salah satu jenis surfaktan nonionik adalah emulgen. Nama lain emulgen adalah Polietilena lauril eter dengan rumus molekul C 12 2H 25 (OCH 2 CH 2 ) 46 OH. Emulgen berbentuk padatan lilin berwarna putih (white waxy solid). Sifat emulgen adalah larut dalam air, etanol, toluena, dapat dicampur dengan bahan panas, minyak alami dan sintetik, lemak alkohol dan lemak, tetapi tidak larut dengan minyak mineral dan minyak sayur (Anonim, 2009d). Dari penelitian terdahulu yang pernah dilakukan oleh Pristiyanti (2006), untuk membuat lateks depolimerisasi dibutuhkan surfaktan jenis sodium lauril sulfat dan polietilen lauril eter. G. Toluena Toluena mempunyai rumus molekul C 7 H 8 dan dikenal dengan nama metil benzena atau fenil metana. Toluena merupakan cairan berbasis water- secara insoluble dengan bau pengencer cat yang khas. Toluena bereaksi normal sebagai hidrokarbon aromatik. Gugus metil dalam toluena bereaksi 25 kali lebih reaktif daripada benzena. Dengan bahan pereaksi lain gugus metil dalam toluena akan bereaksi dan mengalami oksidasi. Menurut Alfa dan Sailah (2005), penambahan toluena sebesar 10% sebagai pengembangg molekul karet berpengaruh baik pada efektifitas degradasi partikel karet. Gambar struktur toluenae dapat dilihat pada Gambar 6. Gambar 6. Struktur Toluena (Helmenstine, 2009) 16

12 H. Hidrogen Peroksida Hidrogen peroksida adalah cairan bening, lebih kental dibandingkan air, bersifat sebagai oksidator kuat, dan bahkan sebagai bahan pemucat yang kuat. Hidrogen peroksida digunakan pada desinfektan, dan sebagai oksidator. Hidrogen peroksida terurai secara spontann menjadi air dan oksigen dapat dilihat pada Gambar 7. 2 H 2 O 2 2 H 2 O + O 2 + Energi Gambar 7. Reaksi Penguraian Hidrogen Peroksida Secara Spontan (Pristiyanti, 2006) Menurut Alfa et al. (2003), hidrogen peroksida (H 2 O 2 ) sudah lama dikenal sebagai oksidator yang dapat mendegradasi rantai molekul karet. Pada suhu ruang pengaruh peroksida ini terhadap degradasi rantai molekul berlangsung lambat, tetapi berlangsung cepat dengan adanya bahan peptiser (pemutus rantai) yang berfungsi sebagai pemindah radikal bebas. Pencampuran reduktor pada peroksida akan mempercepat reaksi degradasi pada suhu rendah, sehingga lebih praktis dan ekonomis. Gambar struktur molekull hidrogen peroksida dapat dilihat pada Gambar 8. Gambar 8. Struktur Hidrogen Peroksida (Helmenstine, 2009) Menurut Ramadhan et al., (2005), bahan pendegradasi H 2 O2 berfungsi sebagai oksidator kuat yang dapat menginisiasi rantai polimer karet membentuk radikal bebas yang aktif pada rantai molekul karet. Proses degradasi dipercepat oleh NaClO yang dapat bereaksi dengan H 2 O 2 menghasilkan O 2 yang selanjutnya melakukan prosess autooksidasi berantai hingga terjadi pemutusan ikatan-ikatan pada rantai utama karet. Reaksi antara Natrium Hipoklorit dengan Hidrogen Peroksida dapat dilihat pada Gambar 9. 17

13 NaOCl + H 2 O 2 O 2 + NaCl + H 2 O Gambar 9. Reaksi antara Natrium Hipoklorit dengan Hidrogen Peroksida (Pristiyanti, 2006) Reaksi rantai radikal bebas terjadi berdasarkan tiga tahapan, yaitu insiasi, propagasi, dan terminasi. Pada tahapan inisiasi dan propagasi, radikal bebas (R*) akan bereaksi dengan oksigen (O 2 ), yang terbentuk dari rekasi disproporsionasi hidrogen peroksida, membentuk senyawa RO 2 * (radikal). Pada rantai polimer karet, atom hidrogen yang berikatan dengan atom karbon (C) pada posisi alilik diserang oleh RO 2 * (radikal) yang selanjutnya melakukan reaksi berantai radikal bebas. Pada proses ini, rantai poliisopren akan diserang oleh oksigen, atau terjadi proses autooksidasi berantai yang menyebabkan pemutusan ikatan-ikatan pada rantai polimer karet. Tahapan pembentukan radikal bebas dapat dilihat pada Gambar 10. Inisiasi Produksi RO 2 * Propagasi R* + O 2 RO 2 * RO 2 * + RH ROOH + R* Terminasi R* + R* R* + RO* Produk non-radikal RO 2 * + RO 2 * Gambar 10. Tahapan Reaksi Pembentukan Radikal Bebas (Roberts, 1988) I. Natrium Hipoklorit Natrium hipoklorit adalah garam dan asam hipoklorit. Natrium hipoklorit tidak berwarna dan merupakan cairan transparan. Dalam air akan terurai menjadi kation natrium (Na + ) dan anion asam hipoklorit (HClO - ). Menurut Alfa et al. (2003), natrium hipoklorit merupakan reduktor yang digunakan sebagai bahan peptiser yang dapat mempercepat reaksi degradasi molekul oleh peroksida pada suhu rendah. Selain itu, natrium hipoklorit berfungsi untuk menyediakan oksigen yang akan digunakan oleh hidrogen peroksida dalam proses oksidasi. Struktur molekul natrium 18

14 hipoklorit dapat dilihat pada Gambar 11. Gambar 11. Struktur Molekul Natrium Hipoklorit (Anonim, 2009e) J. Aspal dan Aspal Berkaret Aspal adalah bahan yang semi padat terdiri dari hidrogen, karbon, yang tersusun menjadi fraksi hidrokarbon. Fraksi tersebut dibedakan menjadi dua bentuk, yaitu fraksi padat dan fraksi cair. Fraksi padat larut dalam fraksi cair membentuk bahan semi padat. Fraksi padat disebut asphalten dan fraksi cair disebut malten. Malten dibedakan menjadi empat kelompok, yaitu Nitrogen base, Acidafit I, Acidafit II, dan Parafin. Perbandingan antara jumlah Nitrogen base dan Acidafit I dengan jumlah Acidafit II dan Parafin disebut parameter komposisi malten yang menentukan ketahanan aspal terhadap abrasi (Suroso, 2005). Aspal adalah bahan visko elastik yang sifatnya berubah akibat perubahan temperatur. Pada temperatur rendah berbentuk semi padat sedangkan pada temperatur tinggi berbentuk cair. Hal ini disebabkan perubahan jarak partikel aspal. Pada temperatur tinggi jarak antar partikel mejadi renggang sehingga aspal berubah menjadi cair, pada temperatur rendah, jarak antar partikel menjadi dekat sehingga aspal menjadi padat (Suroso, 2005). Menurut Suroso (2005), kadar asphalten dalam aspal sangat menentukan sifat rheologi aspal. Kenaikan kadar asphalten menyebabkan aspal menjadi keras. Dengan kata lain penetrasi aspalnya rendah dan memiliki titik leleh tinggi. Kadar asphalten dalam aspal untuk perkerasan jalan sebaiknya antara 5-25%. Kekentalan aspal akan naik seiring dengan kenaikan kadar asphalten dalam malten. Asphalten dapat berinteraksi dengann fraksi cair (pelunak), sehingga asphalten diyakini mempunyai sifat lengket, tergantung 19

15 dari strukturnya. Ikatan asphalten merupakan kesatuan yang kontinyu, dengan kata lain kekentalannya akan menurun sebanding dengan kenaikan temperatur. Aspal telah digunakan sebagai bahan konstruksi dasar selama bertahuntahun karena sifat alaminya, yakni memiliki daya ikat dan tahan air. Diatas suhu 100 o C, aspal berbenuk cairan yang viskos. Aspal mulai mengeras pada suhu yang rendah. Semakin rendah (hingga dibawah nol derajat) suhunya, maka aspal semakin keras dan rapuh (Robinson, 2004). Pada penerapan untuk jalan bebas hambatan, aspal memegang peran yang baik dalam pembangunan jalan raya yang sibuk. Situasi tersebut membuat penggunaan polimer untuk pemodifikasi aspal lebih disukai. Penggunaan polimer tersebut dapat meningkatkan ketahanan terhadap deformasi permanen dengan memperbaiki temperatur kerja, memperbaiki daktilitas (ketahanan terhadap tarikan atau regangan tanpa mengalami kerusakan) aspal untuk mengurangi resiko retak atau pecah pada suhu rendah, memperbaiki daya ikat dengan agregat untuk mengurangi resiko agregat terlepas dari permukaan aspal (Robinson, 2004). Aspal merupakan produk turunan dari minyak mentah atau minyak bumi yang didapatkan dengan proses destilasi atau penyulingan dengan cara memisahkan fraksi-fraksi yang lebih tinggi, sehingga menyisakan aspal sebagai residu yang lebih berat dari fraksi-fraksi lain. Aspal merupakan bahan yang viskoelastis dan sensitif terhadap perubahan temperatur. Aspal juga cenderung mudah mengalami deformasi permanen dalam aplikasinya untuk menahan beban atau muatan. Laju deformasi aspal tergandung dari kualitas aspal, komposisi aspal, temperatur udara ambien, tingkat tekanan dan volume beban (Robinson, 2004). Sumber dan jenis minyak bumi berpengaruh terhadap komposisi kimia aspal yang berpengaruh juga terhadap ciri fisiknya. Aspal terdiri dari kompleks hidrokarbon yang mengandung kalsium, besi, mangan, nitrogen, oksigen, sulfur dan vanadium. Struktur aspal sangat bervariasi pada tiap-tiap sumbernya dan tidak mungkin dapat dipetakan secara akurat. Kimia aspal ditentukan dengan pendekatan analisis saturates-aromatics-resins-asphaltenes (SARA) untuk membandingkan komposisi dengan reologi (Robinson, 2004). 20

16 Menurut Robinson (2004), aspal dapat teroksidasi karena adanya udara. Oksidasi menyebabkan pengerasan aspal dan penggetasan. Hal ini menyebabkan kegagalan pelekatan aspal terhadap agregat dan keretakan. Pengerasan aspal pada permukaan atau lapisan dasar membantu meningkatkan kekakuan aspal yang berkontribusi untuk memperbaiki daya guna aspal. Laju pengerasan aspal tergantung dari beberapa faktor, antara lain komposisi campuran aspal, ketebalan lapisan pengikat, rongga udara yang terkandung dalam aspal, dan komposisi aspal. Rongga udara sangat penting karena jika udara tidak bisa menembus campuran aspal yang tebal secara mudah, maka laju oksidasi akan lebih lambat bila dibandingkan bahan yang lebih berpori (Robinson, 2004). Menurut Robinson (2004), aspal memberikan respon yang beragam pada aplikasinya, respon tersebut tergantung dari temperatur dan waktu muatan. Terdapat berbagai macam uji empiris yang dapat dilakukan untuk mengetahui karakteristik dari aspal yang dikendalikan oleh badan standarisasi yang berbeda dengan versi yang berbeda pula. Akan tetapi, kelas atau kualitas aspal yang digunakan untuk perkerasan jalan biasanya diklasifikasikan berdasarkan nilai penetrasi (pen) yang diukur pada 25 o C dan dinyatakan dalam dmm (0,1 mm) serta titik lunak atau titik lembek dalam o C. Nilai tersebut yang digunakan untuk merancang atau menentukan kelas atau kualitas dari aspal. Sebenarnya, masih banyak terdapat uji spesifikasi empiris untuk aspal yang bisa digunakan, namun kedua uji empiris tersebut merupakan pendekatan utama yang digunakan untuk menentukan ketahanan aspal terhadap deformasi permanen (Robinson, 2004). Menurut Robinson (2004), terdapat juga uji yang digunakan untuk mengukur viskositas dinamis aspal pada selang temperatur o C. Pengujian atau pengukuran tersebut penting juga untuk mengetahui kemampuan aspal untuk dipompa dan melapisi agregat. Pengujian ini menggunakan pemanasan aspal dalam ruang sampel dalam kondisi yang terkendali serta pengukuran daya tahan putaran menggunakan spindel berputar dengan nilai yang terbaca sebagai nilai viskositas, biasanya dinyatakan dalam centipoise (cp). 21

17 Polimer secara umum digunakan untuk memodifikasi aspal, sehingga dapat meningkatkan daya guna aspal. Polimer juga dapat digunakan untuk mengurangi laju kerusakan aspal. Polimer juga dapat memperbaiki kelekatan atau daya ikat aspal dengan agregat yang sering terlepas karena adanya kikisan dari air sehingga dapat memelihara kekakuan atau kekuatan struktur aspal tersebut. Perbaikan dalam sifat mekanik atau struktur dari aspal menggunakan pemodifikasi berupa polimer terkadang sulit untuk diukur dan dikendalikan. Misalnya, polimer jenis elastomer biasanya menghasilkan penurunan kekakuan aspal, akan tetapi ketahanan deformasi dan kerekatan meningkat. Selain itu, polimer biasanya digunakan untuk mengurangi deformasi permanen, meningkatkan kerekatan aspal, dan mengurangi resiko keretakan aspal akibat temperatur rendah. Aspal minyak merupakan residu pengilangan minyak bumi. Oleh karena itu, mutunya sangat tergantung pada lokasi dan kondisi geologi dimana minyak bumi diproses. Saat ini, aspal yang dihasilkan banyak yang kurang sesuai dengan kebutuhan, yaitu aspal dengan titik lembek tinggi agar menghasilkan stiffness (kekakuan) yang tinggi, sehingga tahan terhadap terjadinya deformasi. Selain aspal harus mempunyai stiffness yang tinggi diperlukan aspal yang mempunyai ketahanan terhadap retak, ketahanan terhadap oksidasi sehingga perkerasan dapat tahan lama. Indonesia terletak di negara tropis serta pada ruas jalan tertentu lalu lintas cukup tinggi dan bebannya pun melebihi kapasitas jalan sehingga faktor cuaca, temperatur, kerusakan dini berupa terjadinya alur, gelombang, deformasi menjadi alasan mengapa aspal perlu dimodifikasi agar dapat mengurangi faktor-faktor tersebut di atas. Banyak faktor yang menentukan keawetan konstruksi jalan salah satunya adalah aspal sebagai bahan pengikat, dan pengisi. Sebagai bahan pengikat, sifat adhesinya harus baik, sedangkan sebagai bahan pengisi maka jumlah (kadar aspal dalam campuran beraspal) harus cukup serta mutunya harus baik agar diperoleh umur pelayanan yang maksimal. 22

18 Pencampuran karet dengan aspal selama menit, menghasilkan suatu material baru. Material ini memiliki karakteristik teknis yang menguntungkan pada kedua komposisi yang disebut aspal karet (Huffman, 1980). Aspal tersebut diabsorbsi oleh partikel karet yang bertambah besar pada temperatur tinggi, sehingga meningkatkan konsentrasi aspal cair dalam campuran beraspal. Polimer umumnya digunakan untuk memodifikasi sifat-sifat yang dimiliki aspal untuk meningkatkan daya guna aspal. Peningkatan dalam sifat mekanik maupun struktur aspal menggunakan polimer sebagai bahan pengikat kadang sulit untuk diukur. Sebagai contoh, polimer jenis elastomer bisa menghasilkan penurunan kekakuan, walaupun ketahanan terhadap deformasi dan kekuatan ikatan didapatkan (Robinson, 2004). Polimer yang umum digunakan sebagai bahan pengikat untuk memodifikasi aspal adalah polimer jenis elastomer termoplastik dan plastomer termoplastik. Elastomer adalah polimer yang paling banyak digunakan sebagai bahan pengikat atau pemodifikasi. Jenis elastomer yang sering digunakan meliputi polimer termoplastik karet sintetis. Dalam praktek, polimer styrene butadiene styrene (SBS) adalah polimer yang memberikan kombinasi yang paling optimum dari daya guna, ketahanan, kemudahan penggunaan dan ekonomis bila dibandingkan dengan elastomer sintetis lainnya (Robinson, 2004). Lateks karet alam telah digunakan dalam campuran aspal selama lebih dari 30 tahun dan lateks dapat meningkatkan daya guna aspal walaupun dispersi polimer dalam campuran aspal biasanya kurang homogen. Secara keseluruhan, lateks (dispersi cair polimer) yang ditambahkan secara langsung ke dalam pencampur aspal tidak memodifikasi sifat-sifat aspal pada derajat yang sama dengan plastomer dan elastomer yang membutuhkan perlakuan pra-pencampuran dengan aspal panas. Lateks karet alam mudah digunakan karena dapat langsung ditambahkan ke dalam pencampur aspal tanpa membutuhkan tangki penyimpanan khusus. Lateks merupakan polimer alami dan menunjukkan reaksi yang mirip dengan bentuk polimer termoplastik sintetis (Robinson, 2004). 23