BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Karet merupakan bahan baku yang menghasilkan lebih dari 50.000 jenis barang,dari produksi karet alam 46% digunakan untuk pembuatan ban dan selebihnya untuk karet busa, sepatu dan barang jenis lainnya (Setyamidjaja, 1995).Industri industri lateks karet alam selalu menggunakan teknik pencelupan untuk menghasilkan produk yang tipis dan berongga baik dibidang medis dan kehidupan sehari-hari(riyadhi, 2009).Pada dasarnya lateks karet alam tidak memiliki tensile, modulus, dan perpanjangan putus yang merupakan sifat mekanik yang penting pada produk olahan karet.oleh karena itu perlu ditambahkan bahan pengisi ke dalam campuran kompon untuk menghasilkan produk olahan karet. Bahan pengisi ini memegang peranan penting dalam industri produk olahan lateks yaitu untuk meningkatkan sifat-sifat mekanik (Eqwaikhide, 2008). Di Sumatera Utara perkebunan kelapa sawit cukup berkembang.hal ini terbukti dengan terus bertambahnya areal perkebunan dan produksi kelapa sawit mulai dari tahun 2008-2012. Pada tahun 2008 total luas areal perkebunan sebesar 1.019.206 Ha dan pada tahun 2012 total areal perkebunan meningkat menjadi 1.076.081 Ha(www.sumutprov.go.id, 2013).Laju perkembangan industri kelapa sawit yang semakin pesat membutuhkan perhatian yang besar terutama dampaknya terhadap kelestarian lingkungan sekitarnya (Widhiastuti, 2001), karena limbah sawit, terutama tandan kosong sawit (TKS) akan menjadi masalah serius jika tidak ditangani dengan baik, agar kebersihan dan keapikan lingkungan dapat terjaga (Roosita, 2007). Menurut Fauzi (2012) TKS belum dimanfaatkan sesuai dengan kandungan kimia di dalamnya.sejauh ini TKS lebih banyak dimanfaatkan secara komersial untuk kompos dan briket.komponen terbesar dalam limbah padat TKS adalah selulosa 43%, hemiselulosa 24%, lignin 21%.Ketiga komponen tersebut dapat dikonversikan menjadi berbagai bahan kimia, material, dan produk bernilai (Herawan,2013). Salah
19 satu produk yang diperoleh dari TKS adalah nanokristal selulosa (NKS).Produk ini merupakan nanopartikel kristalin yang terbuat dari selulosa sehingga sangat relevan untuk dikembangkan terutama dalam bidang biomaterial.nks dapat dimanfaatkan sebagai perangkat biomedis, implant, dan tekstil mengingat sifatnya yang biokompetibel dan tidak beracun (Benavides, 2011). Selulosa banyak digunakan sebagai bahan penguat pada berbagai komposit polimer (Peng dkk, 2011).Baru-baru ini material komposit dengan penguat berukuran nanometer yang disebut dengan nanokomposit sangat menarik perhatian.penggabungan elemen berukuran nanometer ke dalam matriks polimer biasanya menghasilkan sifat-sifat yang lebih baik (Ranby, 1952) seperti modulus Young s, kekuatan regang yang tinggi, dan koefisien muai termalnya rendah (Samir dkk, 2005). Brasdkk (2010) dalam penelitiannya melaporkan bahwa NKS dari ampas tebu yang dicampurkan dengan karet alam, dapat meningkatkan regangan, kekuatan tarik, dan modulus Young s masing-masing 0,65 %, 4,7 MPa, dan 6,3 MPa. Umumnya penambahan pengisi ke dalam lateks alam ditujukan untuk menguatkan vulkanisat suatu karet, sehingga kekakuan, kekuatan tarik dan sifat-sifat mekanik lainnya seperti ketahanan terhadap pengikisan dan pengoyakan menjadi meningkat.setiap jenis pengisi memberikan sifat-sifat tertentu pada produk olahan karet karena permukaan kimianya yang spesifik.bahan pengisi dapat berupa bahan mineral maupun nonmineral.pengisi NKS yang diisolasi dari limbah TKS diharapkan dapat meningkatkan sifat-sifat yang baik dari produk lateks alam. Berdasarkan uraian di atas, perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui peningkatan sifat mekanik lembaran nanokomposit berbasis lateks pekat karet alam yang diperkuat oleh nanokristal selulosa dari TKS.Menginggat wilayah Sumatera Utara sendiri merupakan sektor perkebunan karet alam dan kelapa sawit yang cukup besar.
1.2 Permasalahan Penggunaan bahan pengisi ke dalam formulasi lateks dapat meningkatkan sifat mekanik produk olahan lateks. Bahan pengisi tidak aktif seperti kaolin banyak digunakan oleh industri lateks hanya untuk menekan biaya produksi. Oleh karena itu, dalam penelitian ini peneliti melakukan alternatif penggunaan NKS yang diisolasi dari TKS sebagai bahan pengisi yang dapat meningkatkan sifat mekanik lembaran nanokomposit berbasis lateks pekat karet alam. Peningkatan sifat mekanik nanokomposit dipengaruhi oleh perbandingan antara bahan pengisi dan matriks polimer. Maka yang menjadi permasalahan dalam penelitian ini adalah: Bagaimana pengaruh perbandingan jumlah bahan pengisi NKS dan matriks lateks pekat karet alam untuk menghasilkan lembaran nanokomposit dengan sifat mekanik yang optimum. 1.3 Pembatasan Masalah Dalam penelitian ini pembatasan masalah adalah sebagai berikut: 1. Limbah TKS yang digunakan diperoleh dari Pabrik Kelapa Sawit PTPN 2 (dua) Kebun Sawit Seberang, Kabupaten Langkat. 2. Isolasi NKS dari α-selulosa dilakukan dengan cara hidrolisis asam dengan menggunakan asam sulfat 48,84%. 3. Pencetakan lembaran nanokomposit dengan menggunakan teknik pencelupan. 4. Sifat mekanik yang diamati yaitu, kekuatan tarik, modulusyoung s, dan regangan, TGA, analisa morfologi permukaan, dan FTIR
21 1.4 Tujuan Penelitian 1.4.1 Tujuan Umum Tujuan umum dalam penelitian ini untuk meneliti pengaruh penambahan NKS hasil isolasi dari TKS sebagai bahan pengisi yang dapat meningkatkan sifat mekanik lembaran nanokomposit berbasis lateks pekat karet alam dengan teknik pencelupan. 1.4.2 Tujuan Khusus Untuk mengetahui pengaruh perbandingan jumlah partikel bahan pengisi NKS dan matriks lateks pekat karet alam terhadap sifat mekanik lembaran nanokomposit. 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan lembaran nanokomposit dengan sifat-sifat mekanik yang lebih baik dan menjanjikan di masa mendatang. 1.6 Metodologi Penelitian Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium yang dilakukan dalam 3 (tiga) tahap yaitu: 1. Tahap pertama yaitu: proses diisolasi α-selulosa dari TKS, kemudian dikarakterisasi dengan menggunakan FTIR 2. Tahap kedua yaitu: proses isolasi NKSdengan hidrolisis asam dengan menggunakan H 2 SO 4 48,84%, kemudian disentrifugasi untuk menghilangkan amorf, dan didialisis sehingga diperoleh NKS. Karakterisasi NKS dengan menggunakantransmisi ElectronMicroscopy (TEM). 3. Tahap ketiga yaitu: pembuatan lembaran nanokomposit berbasis lateks pekat karet alam dengan penambahan bahan pengisinks, yaitu dengan cara: 1. Pembuatan kompon untuk proses vulkanisasi yang berupa campuran (lateks HA 60%, KOH 10%, sulfur 50%, NKS, wingstay 50%, ZnO 60%, dan ZDBC 50%), disebut dengan formulasi lateks.
- Formulasi lateks dipravulkanisasi pada suhu 70 o C selama 30 menit, dan dimaturasi selama 24 jam. 2. Pembuatan lembaran nanokomposit dengan teknikpencelupan (dipping)menggunakan plat baja sebagai bahan pencetak, dan divulkanisasi pada suhu 120 o C selama 30 menit. 3. Lembaran nanokomposit yang dihasilkan dikarakterisasi. 1.7 Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Ilmu Dasar FMIPA USU dan di Laboratorium Kimia PT. Industri Karet Nusantara, Medan. Pengujian kekuatan tarik dilakukan di Laboratorium Penelitian Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik USU, pengujian TGA di Laboratorium Terpadu FMIPA USU, pengujian ukuran dan morfologi permukaan NKS dengan TEM di Laboratorium TEM Jurusan Kimia FMIPA UGM, pengujian morfologi dengan SEM di Pusat Laboratorium Forensik Mabes Polri (PUSLAPOR) Jakarta, pengujian FTIR di Laboratorium Penelitian Fakultas Farmasi USU. Penelitian ini dilaksanakan selama 10 (sepuluh) bulan mulai dari Maret 2014 Desember 2014.