Ir. Zainal Abidin Nasution 1,* ABSTRAK. Kata kunci : serbuk arang cangkang kelapa sawit, metode penyangraian danvulkanisat karet

Transkripsi

1 Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet dan Plastik ke-6 ISSN : Pengaruh Perlakuan Pemberian Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Diawal dan Diakhir dari Penggilingan/Pencampuran Terhadap Sifat Mekanis Vulkanisat Karet Ir. Zainal Abidin Nasution 1,* 1 Balai Riset dan Standardisasi Industri Medan, Jl. Sisingamangaraja No. 24 Medan 20217, Indonesia * Penulis korespondensi. Telp. (061) Fax. (061) zainal_an7@yahoo.com ABSTRAK Penelitian ini dilaksanakan untuk mengetahui pengaruh perlakuan pemberian serbuk arang cangkang kelapa sawit diawal dan diakhir dari penggilingan/pencampuran pada rancangan formula pembuatan contoh vulkanisat karet. Serbuk arang cangkang kelapa sawit yang digunakan sebagai bahan pengisi (filler) adalah serbuk arang cangkang kelapa sawit ukuran lolos ayakan 200 mesh (ukuran partikelnya adalah 74 mikron atau 0,074 mm) adalah berasal dari hasil penyangraian cangkang kelapa sawit. Percobaan pembuatan vulkanisat karet terbagi atas 2 perlakuan yaitu formulasi RSS/SBR/ACS dimana phr (100/30/50) dan (100/30/60) dengan pemberian serbuk arang cangkang kelapa sawit adalah diawal dari penggilingan/pencampuran. Kemudian percobaan pembuatan vulkanisat karet berikutnya,dengan formulasi RSS/SBR/ACS dimana phr (100/30/50) dan (100/-/40).Parameter yang diuji adalah waktu pemasakan vulkanisat karet, kekerasan, kekuatan tarik, modulus 300 %, perpanjangan putus dan kekuatan sobek. Hasil uji yang optimal adalah dari formulasi RSS/SBR/ACS dimana phr (100/-/40) yaitu formulasi pembuatan contoh vulkanisat karet pada pemberian serbuk arang cangkang kelapa sawit diakhir dari pada penggilingan/pencampuran. Hasil uji yang diperoleh adalah kekuatan tarik = 132 kg/cm 2, modulus 300 % = 23 psi, perpanjangan putus = 689 % dan kekuatan sobek = 26 kg/cm 2. Sedangkan kekerasannya adalah sebesar shore A. Kata kunci : serbuk arang cangkang kelapa sawit, metode penyangraian danvulkanisat karet Pengaruh Perlakuan Pemberian Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Diawal dan Diakhir 149

2 ISSN : Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-6 The Effect of Treatment Palm Shell Charcoal Powder at the Beginning and End of the Milling/Mixing the Mechanical Properties of Vulcanizates Rubber Ir. Zainal Abidin Nasution 1,* 1 Center of Research and Standardization Medan, Jl. Sisingamangaraja No. 24 Medan 20217, Indonesia * Corresponding author. Telp. (061) Fax. (061) zainal_an7@yahoo.com ABSTRACT The study conducted to determine the effect of treatment of oil palm shell charcoal at the beginning and the end of milling/mixing in the manufacture of vulcanizates rubber formulation. Oil palm shell charcoal used is derived from the roasting palm shells with particle size of 200 mesh sieve passes (particle size of 74micron). Variation of the experiment is the formulation RSS/SBR/ACS with phr (100/30/50) and (100/30/60) with the provision of oil palm shell charcoal beginning of the milling/mixing. Then the formulation RSS/SBR/ACS with phr (100/30/50) and (100/-/40) with charcoal treatment giving palm shells at the end of milling/mixing. The parameter tested were vulcanizates curing time, hardness, modulus 300 %, elongation at break and tear strength. Test results are good the formulation RSS/SBR/ACS with phr (100/-/40) namely the formulation of making of sampel of the vulcanizates rubber to the award charcoal palm shells at the end the milling/mixing, tensile strength = 132 kg/cm 2, modulus 300 % = 23 psi,elongation at break = 689 % and tear strength = 26 kg/cm. While the hardness of the formulation RSS/SBR/ACS with phr (100/-/40) is low, shore-a Keywords: palm shell charcoal,method of roasting and vulcanizates rubber 150 Pengaruh Perlakuan Pemberian Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Diawal dan Diakhir

3 Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet dan Plastik ke-6 ISSN : PENDAHULUAN Pemerintah selalu mendorong dengan kebijakan-kebijakan agar terjadi peningkatan pemanfaatan karet alam domestik, sehingga pada akhirnya dapat diperoleh produk-produk berbasis karet alam yang dihasilkan menjadi lebih beragam dan mempunyai pasar yang baik. Produk produk berbasis karet alam tersebut bukan hanya untuk keperluan otomotif saja, dapat saja dibuat menjadi produk produk karet untuk kebutuhan berbagai industri dalam negeri, antara lain adalah mesin dan peralatan Pabrik Kelapa Sawit (PKS). Misalnya saja karet bantalan mesin, karet seal untuk pompa, karet packing untuk bejana-bejana bertekanan dan sambungan sistem perpipaan cairan maupun uap serta valve dan lain sebagainya. Selain dari pada itu proyek infrastruktur dari pemerintah berpotensi memanfaatkan produk produk berbasis karet alam antara lain dock fender, bahan campuran aspal jalan, rubber pads kereta api, bantalan jembatan, komponen water stop dalam pembangunan bendungan, packing pintu irigasi sungai maupun rawa dan lain sebagainya. Selain dari pada itu juga sedang dikembangkan didalam negeri berbagai jenis produk produk karet seperti karet untuk peternakan sapi (cow mat), genteng karet, paving block karet, berbagai jenis karpet untuk keperluan hotel, perkantoran, perumahan dan lain sebagainya. Menurut Pardamean (2008) basis satu ton Tandan Buah Segar Kelapa Sawit (TBS), akan menghasilkan % Minyak Sawit Kasar (CPO), 5-7 % Palm Kernel Oil (PKO) dan sisanya berupa limbah padat, yaitu % Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS,yang mana terdiri atas 70 % air dan 30 % bahan kering), % serat buah kelapa sawit dan 7-9 % cangkang kelapa sawit. Menurut Naibaho(1996) setiap Pabrik Kelapa Sawit (PKS) selalu dilengkapi dengan boiler sebagai generator uap. Yang mana uap tersebut digunakan untuk keperluan proses produksi dan menggerakkan turbin uap sebagai pembangkit tenaga listrik dalam rangka menjalankan mesinmesin pengolahan CPO, penerangan dan lainnya. Bahan bakar yang digunakan untuk boiler adalah limbah padatnya, yaitu serat buah sawit dan cangkang kelapa sawit. Konsumsi bahan bakar untuk boiler PKS dengan kapasitas olah 30 ton TBS/jam adalah 3,8 ton/jam serat buah kelapa sawit dan 1,5 ton cangkang kelapa sawit. Dari proses produksi PKS dengan kapasitas 30 ton TBS per jam akan diperoleh limbah padatnya adalah 3,0-3,6 ton serat buah sawit dan 2,1 2,7 ton cangkang kelapa sawit, atau kalau dirata-ratakan sekitar 2,4 ton cangkang kelapa sawit. Pemakaian serat buah sawit sebagai bahan bakar boiler, adalah maksimal artinya semua serat buah kelapa sawit terpakai untuk bahan bakar boiler. Selain dari pada itu akan diperoleh rata-rata 2,4 ton/jam cangkang kelapa sawit. Konsumsi untuk boiler adalah 1,5 Pengaruh Perlakuan Pemberian Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Diawal dan Diakhir 151

4 ISSN : Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-6 ton/jam cangkang kelapa sawit. Artinya masih tersisa sekitar rata-rata 0,9 ton/jam cangkang kelapa sawit dari proses produksi PKS dengan kapasitas 30 ton TBS per jam. Andaikan setiap hari beroperasi selama 10 jam,maka akan diperoleh rata-rata 9 ton cangkang kelapa sawit yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, antara lain adalah bahan baku pembuatan serbuk arang cangkang kelapa sawit sebagai carbon black.bahwa basis per ton TBS,masih dapat diperoleh kg TKKS kering udara,yang mana dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar boiler. Untuk kapasitas olah PKS 30 ton TBS/jam, maka akan diperoleh 1,8 2,1 ton TKKS kering udara. Banyak sudah penelitian yang dilakukan tentang pembuatan arang cangkang kelapa sawit dengan bermacam-macam perlakuan, seperti yang telah dilaksanakan oleh Halimet al. (2009), Hajiet al. (2010) dan Purwanto (2011). Menurut Rahmawati (2009) pada percobaan penelitiannya menjelaskan bahwa arang cangkang kelapa sawit yang dicampurkan dengan carbon black, dapat digunakan sebagai sebagai bahan pengisi (filler) kompon karet, karena arang cangkang kelapa sawit mempunyai kemiripan struktur permukaan, luas area dan bilangan iodine, yang hampir mendekati karakteristik carbon black impor. Sesuai dengan parameter yang ditetapkan pada SNI 9712:2010 tentang karbon hitam untuk produk ban dan karet lainnya, merupakan revisi dari SNI tentang karbon hitam untuk ban jenis ISAF N 220 (ukuran partikel 0,020 mikron 0,025 mikron), meliputi pengujian bilangan Iodine, absorbsi minyak Linseed, kekerasan butiran dan logam (Cu dan Mn). Berat jenis arang cangkang kelapa sawit adalah 0,45 gr/cm 3-0,50 gr/cm 3. Berat jenis curah (pour density) carbon black N 330 (ukuran partikel 0,026 mikron 0,030 mikron) adalah 0,025 gr/cm 3. Carbon black adalah arang halus dari pembakaran yang tidak sempurna dari berbagai material, antara lain seperti bahan bakar fosil, biofuel maupun biomassa. Pasar carbon black di Indonesia terus meningkat.perkiraan konsumsi carbon black untuk industri yang membutuhkannya pada tahun 2016 diperkirakan ton. Pasar carbon black sebagai bahan baku maupun pembantu di Indonesia meliputi industri karet, pigmen hitam pada pembuatan plastik, cat, karpet mobil, karpet drainase untuk rumah/hotel, karpet sapi, sandal, sol sepatu, aspal, kabel listerik, pipa, film plastik, karet-karet otomotif dan lainnya. Harga carbon blackdipasaran pada tahun 2015, berkisar antara Rp per kg s/d Rp per kg tergantung pada jenis dan kualitasnya. Vulkanisat karet adalah merupakan turunan yang paling utama dari komoditi karet. Hampir semua vulkanisat karet, menggunakan carbon black sebagai bahan pengisi (filler). Bahan pengisi carbon black berfungsi sebagai penguat (reinforcing), memperbesar volume, memperbaiki sifatsifat fisik dari barang-barang karet dan memperkuat vulkanisat karet (Boonstra dalam 152 Pengaruh Perlakuan Pemberian Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Diawal dan Diakhir

5 Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet dan Plastik ke-6 ISSN : Prasetya&Marlina, 2013). Cangkang kelapa sawit adalah merupakan biomassa lignoselulosa, dimana komponen utamanya adalah selulosa, hemiselulosa dan lignin. Menurut Halim (2009) cangkang kelapa sawit mengandung lignin = 42,85 %, selulosa = 32,93 %, hemi selulosa = 12,03 %, air = 12,91 % dan abu = 4,61 %. Menurut Yokoyama (2008) terjadinya proses pirolisis biomassa adalah seperti berikut, kelembaban menguap pertama sekali yaitu 100 o C, hemiselulosa akan terdekomposisi pada suhu o C diikuti oleh selulosa pada suhu o C danterakhir lignin pada suhu o C. Menurut Niti dalam Sari (2015) penyangraian merupakan suatu cara pengeringan dengan menggunakan suhu tinggi, yang mana suhu tinggi mampu mengubah struktur kimia dan fisik suatu bahan. Untuk mengetahui seberapa jauhnya cangkang kelapa sawit ini telah diteliti penggunaanya sebagai bahan pengisi vulkanisat karet, dibawah ini diberikan hasil penelitiannya. Menurut Ekwneme (2016) telah dilaksanakan tentang penelitian pembuatan vulkanisat karet dengan filler serbuk arang cangkang kelapa sawit. Disana dijelaskan rancangan formulasi pembuatan contoh vulkanisat karet, langkah-langkah pencampuran/penggilingan dan waktu proses pembuatan contoh vulkanisat karet. Juga diberitahukan bahwa pemberian serbuk arang cangkang kelapa sawit dilakukan diawal penggilingan/pencampuran. Urutannya yaitu mastikasi karet alam, asam stearat, zinc oksida, serbuk arang cangkang kelapa sawit, MBTS, TMTD, minyak pelumas dan terakhir pemberian belerang. Contoh vulkanisat karetnya diuji dan hasilnya yang dapat disajikan disini adalah seperti berikut: Tabel 1. Sifat Mekanis Vulkanisat Karet Dengan Bahan Pengisi Arang Cangkang Kelapa Sawit No. Sifat Mekanis 1. Kekuatan tarik (kgf/cm 2 ) Ukuran Partikel (Mesh) Suhu Karbonisasi ( o C) Dengan 40 phr Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit ,70 91,77 97,38 117,67 134,09 135,83 133, ,62 85,15 86,37 93,41 102,07 138,27 116,76 2. Perpanjangan putus (%) 3. Kekerasan (Shore A) BAHAN DAN METODE Bahan Penelitian ,05 550,04 538,78 523,50 479,44 402,54 399, ,00 575,21 550,44 532,09 498,05 425,08 472, ,06 54,49 60,95 61,12 64,24 68,11 67, ,00 53,07 60,00 60,34 64,67 67,90 61,06 Bahan bakunya adalah cangkang kelapa sawit yang berasal dari limbah proses PKS Padang Brahrang, Kabupaten Langkat, Provinsi Sumatera Utara. Pengaruh Perlakuan Pemberian Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Diawal dan Diakhir 153

6 ISSN : Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-6 Bahan-bahan kimia yang digunakan dalam penelitian untuk pembuatan contoh kompon karet adalah RSS-20, SBR, minarex oil, ZnO, asam stearat, TMQ, MBTS, bentonit, resin kumaron, anti oksidan dan sulfur. Bahan-bahan kimia untuk pembuatan contoh vulkanisat karet dibeli dari PT Wilqis (Inkaba) di Bandung. Peralatan Penelitian Peralatan yang digunakan untuk membuat contoh vulkanisat karet adalah Two Roll Mixing Mill For Rubber, timbangan, neraca analitis, gunting besar dan kecil, kuali besi, kompor, wadahwadah, sudip, termometer air raksa skala 360 o C dan lainnya. Contoh vulkanisat karet dibuat di Laboratorium Teknologi Baristand Industri Palembang di Palembang. Metode Penelitian a. Pembuatan Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Percobaan pembuatan serbuk arang cangkang kelapa sawit dilaksanakan dengan metode penyangraian. Pada pelaksanaannya metode penyangraian ini cukup mudah pengerjaannya, peralatannya sederhana dan mudah mengontrolnya. Cangkang Kelapa Dijemur Dibawah Sinar Matahari Sampai Kering Penimbangan Disangrai Diudara Terbuka Sampai Asapnya Habis Ditumbuk/Digiling Tidak lolos Ayakan Pengayakan 200 Mesh Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Gambar 1. Diagram Alir Percobaan Pembuatan Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit 154 Pengaruh Perlakuan Pemberian Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Diawal dan Diakhir

7 Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet dan Plastik ke-6 ISSN : b. Pembuatan Contoh Vulkanisat Karet Dengan Bahan Pengisi Serbuk ArangCangkang Kelapa Sawit Hasil Penyangraian Prosedur pembuatan contoh vulkanisat karet pada penelitian ini adalah semua bahan-bahan dari masing-masing formula ditimbang sesuai dengan yang telah ditentukan.proses pencampuran dilakukan pada gilingan terbuka (open mill), seperti berikut yaitu mastikasi RSS dan SBR selama 6-7 menit, menambahkan bahan-bahan kimia sesuai dengan urutan pada masing-masing formula dan pada waktu pencampuran dipotong-potong setiap sisi sat sampai tiga kali selama 2 menit s/d 3 menit,mencampurkan belerang hingga mencapai kematangan yang diinginkan,mengeluarkan vulkanisat karet dari open mill dan buat ukuran ketebalan lembaran vulkanisat karet. Keluarkan dan tutup dengan plastik transparan bagian atas dan bagian bawah dari contoh vulkanisat karet dan diperam selama 24 jam agar bahan-bahan kimia pada contoh vulkanisat karet bereaksi secara sempurna. Contoh vulkanisat karet hasil penelitian diuji sifat-sifat mekanisnya di laboratorium PT.Wilqis di Bandung. c. Metode dan Analisa Data Parameter yang diuji dari kompon karet hasil penelitian adalah: waktu pemasakan kompon, rheometer (ASTM D- 5289) kekerasan (ASTM D-2240) kekuatan sobek ( (ASTM D-624) kekuatan tarik (ASTM D-412) modulus (ASTM D-412) perpanjangan putus (ASTM D-412) Pengaruh Perlakuan Pemberian Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Diawal dan Diakhir 155

8 ISSN : Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-6 Tabel 2. Formula Pembuatan Contoh Vulkanisat Karet (Pemberian Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Diawal Penggilingan/Pencampuran) No Nama Bahan Suhu Rol 70 0 C Formulasi RSS/SBR/ACS (phr) 100/30/50 100/30/60 1. RSS SBR Arang Cangkang Sawit Minarexoil ZnO Asam stearat TMQ MBTS Bentonit Sulfur 8 12 Jumlah Tabel 3. Formula Pembuatan Contoh Vulkanisat Karet (Pemberian Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Diakhir Penggilingan / Pencampuran) No Nama Bahan Suhu Rol 70 0 C Formulasi RSS/SBR/ACS(phr) 100/30/50 100/-/40 1. RSS SBR ZnO Stearic Acid CBS MBTS Coumarin Resin Arang Cangkang Sawit Minarex Oil Sulfur 3 2 Jumlah Pengaruh Perlakuan Pemberian Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Diawal dan Diakhir

9 Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet dan Plastik ke-6 ISSN : HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil pengujian contoh diperoleh data data sebagai berikut: Gambar 2. Foto SEM arang cangkang sawit perbesaran 500 kali Tabel 4. Hasil Pengujian Kompon Karet No Pengujian Hasil Uji Formulasi RSS/SBR/ACS (phr) 100/30/50 100/30/60 100/30/50 100/-/40 1. Rheometer ML (mm), dn.m 0,40 0,05 0,55 0,58 MH (maks) dn.m 23,28 25,47 10,80 12,26 tc 10, menit 3,22 5,08 5,10 2,55 tc 90, menit 8,06 10,24 10,53 6,34 2. Hardness, Shore-A Tensile Strength, kg/cm 2 Modulus 300%,psi Elongation at Break, % Tear Resistence, kg/cm Pengaruh Perlakuan Pemberian Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Diawal dan Diakhir 157

10 ISSN : Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-6 Dari data data tersebut diatas dapat dibahas sebagai berikut: 1. Pembuatan Arang Cangkang Kelapa Sawit Dengan Cara Penyangraian Dari percobaan pembuatan arang cangkang kelapa sawit dengan metode penyangraian, rendemen hasilnya adalah rata-rata 38,20 % (yaitu diperoleh pada suhu terakhir 348 o C, dimana proses penyangraian dihentikan pada saat asap sudah habis, dinyatakan pirolisis sudah selesai). Hasil penelitian Halim et al. (2009), pembuatan arang cangkang sawit menggunakan metode reaktor pirolisis dengan mempertahankan suhu pembakaran sebesar 400 o C dan lamanya proses pembakaran adalah 90 menit, diperoleh rendemen rata rata arang cangkang kelapa sawit sebesar 41 %. Hasil penelitian Hajiet al. (2010), pembuatan arang cangkang kelapa sawit menggunakan metode pembakaran tertutup dengan mempertahankan suhu pembakaran sebesar 378 o C dan lamanya proses pembakaran adalah 5 jam, kemudian api didalam tungku dipadamkan dengan menyiramkan air dan dibiarkan dingin secara alami. Rendemen rata rata arang cangkang kelapa sawit adalah 38,31 %. Berdasarkan keterangan dari Yokoyama (2008), pirolisis biomassa berakhir pada bagian lignin yaitu pada suhu 280 o C s/d 500 o C. Melihat hal ini dan membandingkannya dengan hasilhasil penelitian yang telah dilaksanakan, dapat dinyatakan bahwa proses penyangraian cangkang kelapa sawit cukup efektip digunakan untuk memperoleh arang cangkang kelapa sawit. Dilihat dari rendemen dan suhunya, ternyata tidak terjadi perbedaan yang signifikan dengan penelitian lainnya, yaitu dari hasil penelitian diperoleh rendemen arang cangkang kelapa sawit adalah 38,20 % dan suhu terakhir penyangraian adalah 348 o C 2. Pembuatan Contoh Vulkanisat Karet Dengan Bahan Pengisi Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Hasil Penyangraian Arang cangkang kelapa sawit yang diperoleh dari metode penyangraian, ditumbuk/digiling dengan lumpang besi sampai menjadi serbuk dan diayak dengan ayakan lolos 200 mesh (ukuran partikel 74 mikron). Serbuk arang cangkang kelapa sawit tersebut harus dibuat benda ujinya, untuk mengetahui apakah dapat berfungsi sebagai bahan pengisi (filler) vulkanisat karet. Parameter yang diujikan kepada contoh vulkanisat karet hasil penelitian adalah : 1. Karakteristik Pemasakan Vulkanisat Karet (Rheometer). Rheometer merupakan proses pengujian vulkanisat karet, untuk mengetahui suhu dan waktu optimal vulkanisasi. Waktu tc 10, adalah pada saat 10 % tingkat kematangan vulkanisat karet dan tc 90 adalah saat 90 % tingkat kematangan dari pada vulkanisat karet hasil percobaan. Sedangkan ML adalah waktu inisial viskositas dari vulkanisat karet dan MH adalah waktu maksimum 158 Pengaruh Perlakuan Pemberian Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Diawal dan Diakhir

11 Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet dan Plastik ke-6 ISSN : viskositas dari vulkanisat karet. Waktu matang optimum tc 90, merupakan waktu yang diperlukan sejak awal pemasakan untuk mematangkan vulkanisat karet sampai kematangan optimum (Wicaksono dalam Nuyah & Rahmaniar, 2013) 2. Kekerasan (Hardness) Kekerasan suatu vulkanisat karet bisa diartikan sebagai tekanan balik dari vulkanisat karet pada saat vulkanisat karet tersebut diberikan tekanan. Kekerasan karet tergantung kepada peranan bahan pengisi dan bahan pelunak yang digunakan pada penyusunan campuran vulkanisat. Penambahan bahan pengisi menyebabkan kerapatan ikatan silang akan naik, sehingga kompon karet menjadi semakin keras. Sedangkan bahan pelunak digunakan agar memudahkan penggilingan karet mentah (melunakkan karet). 3. Kekuatan Tarik Kekuatan tarik merupakan pengujian fisik vulkanisat karet yang terpenting dan paling sering dilakukan. Sehingga dari pengujian ini dapat diketahui waktu vulkanisasi optimum suatu vulkanisat karet dan pengaruh pengusangan pada suatu proses vulkanisasi (Kusnata dalam Nuyah& Rahmaniar, 2013) 4. Modulus 300 %. Menurut ASTM 412, maksudnya adalah tensile stress yang terjadi pada 300 % perpanjangan (elongation). 5. Perpanjangan Putus Nilai perpanjangan putus berbanding lurus dengan nilai kekuatan tarik. Semakin tinggi nilai tegangan putus berarti energi yang digunakan untuk memutuskan vulkanisat semakin besar. Artinya ikatan silang yang terbentuk semakin banyak. Ikatan silang yang terbentuk semakin banyak menyebabkan elastisitas vulkanisat menjadi lebih baik. Sehinga kemampuan vulkanisat untuk memanjang semakin bagus dan nilai perpanjangan putusnya semakin tinggi, dinyatakan dalam %. 6. Ketahanan Sobek Ketahanan sobek menunjukkan tenaga yang dibutuhkan untuk menyobek vulkanisat karet. Kekuatan sobek akan terus meningkat sejalan dengan pertambahan jumlah ikatan silang pada proses vulkanisasi (Eirich dalam Pirenoet al., 2013) Berdasarkan percobaan pengujian fisik vulkanisat karet hasil penelitian dengan ukuran partikel arang cangkang kelapa sawit adalah 200 mesh (74 mikron), dimana formula pembuatan contoh vulkanisat karetnya seperti yang terlihat pada Tabel 2 dan Tabel 3, maka dapat dilihat hasilnya pada Tabel 4. Menurut Sasongko (2012) penelitian yang diamatinya tentang pengaruh ukuran partikel dan jumlah phr carbon black. Jumlah carbon black yang diamati pada 30, 40 dan 50 phr dengan Pengaruh Perlakuan Pemberian Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Diawal dan Diakhir 159

12 ISSN : Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-6 pemakaian carbon black N 220 (ukuran partikel 0,020 mikron - 0,025 mikron), N 330 (ukuran partikel 0,026 mikron - 0,030 mikron), N550 (ukuran Spartikel 0,040 mikron - 0,048 mikron) dan N 660 (ukuran partikel 0,049 mikron - 0,060 mikron). Hasil yang diperoleh dari penelitian ini menyimpulkan bahwa secara umum ukuran partikelyang lebih kecil memberikan pengaruh penguatan yang lebih besar pada kekuatan tarik, abrasi dan kekerasan. Sedangkan penambahan jumlah filler (phr) yang lebih besar secara linier akan meningkatkan sifat kekerasan vulkanisat karet. Berikut ini ada beberapa keterangan dari para peneliti tentang pengaruh bahan-bahan aditif terhadap struktur fisik dari vulkanisat karet, yaitu: a. Kekerasan vulkanisat karet terjadi karena adanya reaksi ikatan silang antara gugus aldehida terkondensasi yang ada didalam bahan karet. Minyak minarex sebagai bahan pelunak, mengandung ikatan rangkap akan bereaksi dengan rantai molekul karet, sehingga ikatan rangkap akan mengalami putus. Bahan pelunak mengandung komponen utama hidro karbon dalam cincin benzene yang dapat bereaksi dengan rantai polimer karet sehingga karet akan mengalami pelunakan. Dengan adanya bahan pelunak maka proses pencampuran bisa dilakukan dengan sempurna. Apabila suhu penggilingan sesuai dengan kebutuhannya, maka proses penyebaran bahan pengisi akan terjadi secara merata dalam vulkanisat karet (Karani dalam Marlina& Daud, 2009). b. Carbon black mempunyai struktur fisik yang berpori-pori, dapat dimasuki oleh molekul karet, yang mana apabila suhu penggilingannya sesuai maka akan terjadi percampuran molekul karet mengisi pori-pori carbon black. Terjadilah adsorbsi molekul karet pada carbon black yang menyebabkan naiknya viskositas vulkanisat karet. Hasilnya adalah vulkanisat karet menjadi kaku dan kuat, sehingga kekuatannya menjadi meningkat (Herminiwati dalam Marlina& Daud, 2009). Dari Gambar 2,foto SEM arang cangkang kelapa sawit dengan perbesaran 500 x (belum digiling/ditumbuk) dapat dilihat pori-porinya,dimana sebagai contoh dapat dilihat cursor height = 9,381 mikron = 0,0094 mm dan cursor width = 14,74 mikron = 0,0147 mm. Serbuk arang cangkang kelapa sawit yang digunakan adalah lolos ayakan 200 mesh (ukuran partikel 74 mikron = 0,074 mm).jadi,meskipun bubuk arang cangkang kelapa sawit mempunyai ukuran butiran 0,074 mm,namun pada butiran tersebut masih terdapat pori-pori ataupun rongga,yang mana karet dapat masuk kedalam pori-pori tersebut, menyebabkan kompon karet menjadi kaku dan kuat. c. Dari sudut pandang sebagai material carbon black, nilai kekerasan dari kompon karet dipengaruhi oleh jumlah phr bahan pengisi carbon black, kehalusan ukuran partikel carbon black dan struktur dari pada molekul carbon black (Frantadalam Marlina& Daud, 2009). 160 Pengaruh Perlakuan Pemberian Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Diawal dan Diakhir

13 Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet dan Plastik ke-6 ISSN : d. Dari percobaan membandingkan foto SEM bubuk cangkang kelapa sawit 100 mesh dan bubuk arang cangkang kelapa sawit 100 mesh, terjadi perubahan pola topografi permukaan arang cangkang kelapa sawit akibat proses pirolisis, yaitu terbentuknya pori-pori. Pori-pori tersebut terbentuk karena zat-zat yang ada pada cangkang kelapa sawit pada menguap, sehingga terjadi rongga ataupun pori-pori pada struktur arang cangkang kelapa sawit tersebut (Haji et al., 2010) Dari Tabel 2, dapat dilihat bahwa pencampuran/penggilingan bahan-bahan aditif pada bahan karet sesuai dengan prosedur pembuatan contoh vulkanisat karet dan sesudah itu ditambahkan serbuk arang cangkang kelapa sawit, dan kemudian diberikan bahan pelunak agar pencampuran/ penggilingan menjadi homogen. Dan terakhir bahan pemvulkanisat, digiling sampai merata dan mencapai kematangan vulkanisat karet yang diinginkan. Pemberian serbuk arang cangkang kelapa sawit diakhir penggilingan untuk formulasi RSS/SBR/ACS(phr) adalah (100/-/40) menghasilkan kekuatan tarik, perpanjangan putus dan kekuatan sobek yang lebih kuat. KESIMPULAN Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa serbuk arang cangkang kelapa sawit sebagai carbon black dapat digunakan sebagai bahan pengisi (filler) kompon karet.hasil pengujian fisik dengan perlakuan pemberian bahan-bahan aditif sesudah serbuk arang cangkang kelapa sawit digiling/dicampur dan perlakuan pemberian bahan-bahan aditif sebelum serbuk arang cangkang kelapa sawit digiling/dicampur dapat dilihat pada matriks sepert berikut: Tabel 5. Hasil pengujian fisik No Perlakuan Pemberian Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Diawal Penggilingan/ Pencampuran Pemberian Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Diakhir Penggilingan/ Pencampuran Kekerasan (Shore-A) Kekuatan Tarik (kg/cm 2 ) Modulus 300%, psi 29 Perpanjangan Putus (%) 240 Kekuatan Sobek kg/cm Pengaruh Perlakuan Pemberian Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Diawal dan Diakhir 161

14 ISSN : Prosiding Seminar Nasional Kulit, Karet, dan Plastik ke-6 Saran Agar diperoleh data/informasiyang lebih luas dan lengkap perlu dilakukan percobaan pembuatan vulkanisat karet dengan perlakuan ukuran butiran dan jumlah phr dari serbuk arang cangkang kelapa sawit sebagai carbon black. DAFTAR PUSTAKA Ekwneme, L., Ogbabe, O., & Tenebe, O. G. (2016). Utilization of Carbonized Palm Kernel Shell as Filler in Natural Rubber Composite. CMAIJ, 1(11), 1-8. Haji, A. G., Pari, G., Habibati, Amiroddin, & Maulina. (2010). Kajian Mutu Arang Hasil Pirolisis Cangkang Kelapa Sawit. Jurnal Purifikasi, 2(1), Halim, M., Darmadji, P., & Indrati, R. (2009). Fraksinasi dan Identifikasi Senyawa Volatil Asap Cair Cangkang Sawit. Agritech, 23(3), Marlina, P., & Daud, D. (2009). Jurnal Industri Hasil Perkebunan, 4(1), Naibaho, P. M. (1996). Teknologi Pengolahan Kelapa Sawit. Medan, Indonesia: PPKS Medan. Nuyah & Rahmaniar.(2013). Pembuatan Kompon Karet Dengan Bahan Pengisi Arang Cangkang Sawit. Jurnal Dinamika Penelitian Industri, 24(2), Pardamean, M. (2008). Panduan Lengkap Pengelolaan Kabun dan Pabrik Kelapa Sawit. Jakarta: Indonesia: Pustaka Angromedia. Pireno, C. A., Wijaya, A., & Pambayun, R. (2013). Pengaruh Suhu dan Waktu Vulkanisasi Terhadap Karakteristik Kompon Sol Karet Berbahan Pengisi Arang Cangkang Sawit. Jurnal Dinamika Penelitian Industri, 24(1), Prasetya, H. A., & Marlina, P. (2013). Penggunaan Sekam Padi Sebagai Bahan Pengisi dan Antioksidan Pada Pembuatan Kompon Karet. Jurnal Dinamika Penelitian Industri, 24(2), Purwanto, D. (2011). Arang Dari Limbah Tempurung Kelapa Sawit. Jurnal Penelitian Hasil Hutan, 29(1), Rahmawati. (2009). Pengaruh Komposisi Arang Cangkang Kelapa Sawit dan Hitam Arang (Carbon Black) Terhadap Kualitas Kompon Karet Sol Sepatu (Skripsi). FMIPA Universitas Sumatera Utara, Indonesia. Sari, D. P., Tamrin, & Novita, D. D. (2015). Pengaruh Suhu dan Waktu Penyangraian Terhadap Karakteristik Tulang. Artikel Ilmiah Teknik Pertanian Lampung, Yokoyama, S. (2008). The Asian Biomass Handbook: A Guide for Biomass Production and Utilization. Japan: The Japan Institute of Energy. 162 Pengaruh Perlakuan Pemberian Serbuk Arang Cangkang Kelapa Sawit Diawal dan Diakhir