BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG Lateks karet alam didapat dari pohon Hevea Brasiliensis yang berasal dari famili Euphorbia ceae ditemukan dikawasan tropikal Amazon, Amerika Selatan. Lateks karet alam yang berasal dari pohon hevea brasiliensis ini dalam kimia disebut dengan poliisoprena [1].Lateks karet alam yang pada dewasa ini dipakai untuk pembuatan berbagai bahan baku berbagai industri, seperti industri ban, bumper mobil, busa, peralatan medis, dan sebagainya [2]. Lateks karet alam merupakan suatu cairan berwarna putih sampai kekuningan yang diperoleh dengan cara penyadapan. Pada tumbuhan lateks diproduksi oleh suatu sel-sel yang membentuk suatu pembuluh tersendiri yang disebut pembuluh lateks. Lateks karet alam terdiri atas partikel karet yang mengandung 25-40% bahan karet mentah. dan bahan bukan karet yang terdispersi di dalam air, yaitu 60-75% serum (2-3% protein, 1-2% asam lemak, 0,2% gula dan 0,5 % garam mineral) [2,3]. Lateks karet alam juga merupakan suatu larutan koloid dengan partikel karet dan bukan karet yang tersuspensi di dalam suatu media yang mengandung berbagai zat. Lateks karet alam merupakan dispersi koloid yang stabil dari cis 1,4 poliisoprena dengan massa molekul yang tinggi pada media cair [3,4]. Sebelum lateks karet alam digunakan untuk menghasilkan produk perlu dilakukan sambung-silang terlebih dahulu. Tujuan penyambung-silangan lateks karet alam adalah untuk menentukan produk lateks karet alam yang dihasilkan agar mencapai spesifikasi yang diinginkan. Proses penyambung silangan bagi lateks karet alam dilakukan dengan mencampurkan bahan tambahan tertentu ke dalam lateks karet alam. Bahan tambahan di dalam campuran lateks karet alam pada mulanya memiliki ukuran butiran yang lebih besar dari ukuran partikel lateks karet alam itu sendiri. Jadi bahan tambahan ini perlu disediakan dalam bentuk dispersi supaya dapat disebarkan dengan baik dalam partikel lateks karet alam. Bahan tambahan (bahan kuratif) yang biasa digunakan didalam pencampuran lateks mempunyai fungsi tertentu yang dinyatakan sebagai berikut: bahan 1
vulkanisasi, bahan pencepat, bahan pengaktif, bahan penstabil, bahan antioksidan dan pengisi [4]. Bahan pengisi merupakan material yang paling besar ke dua dalam hal kuantitas di dalam suatu campuran karet setelah karet itu sendiri. Pada umumnya bahan pengisi digunakan untuk memperkuat produk lateks karet alam, meningkatkan kepadatan dan meningkatkan sifat pemprosesan. penguat karet merupakan bidang yang penting dalam teknologi pemprosesan, karena dapat meningkatkan satu atau lebih sifat elastomer, sesuai kegunaanya. Selain itu pengguanan bahan pengisi akan meningkatkan banyaknya rantai polimer [6]. Disamping itu juga fungsi lain dari bahan pengisi untuk menurunkan biaya produksi, sebagai pengkuat dan perbaikan temperatur depormasi termasuk pelindung [7]. Penambahan bahan pengisi di dalam lateks karet alam diyakini dapat menguatkan vulkanisat produk karet, sehingga kekuatan tarik dan sifat-sifat molekul lainnya seperti ketahanan sobek (tear strength), modulus elastisitas (modulus of elasticity), dan ketahanan lentur (flexural strength) menjadi meningkat [8]. Beragam pengisi digunakan untuk karet alam secara komersil pada umumnya adalah tanah liat (clay), kalsium karbonat, dan titanium dioksida [4]. Penelitan sebelumnya secara fundamental yang melibatkan bentonite clay sebagai bahan pengisi. Secara umum menghasilkan suatu metode baru dalam hal pencampuran polimer seperti yang telah dilakukan. Bahan pengisi yang sering ditambahkan ke dalam polimer adalah bahan yang mampu menyatu secara homogen ke dalam matriks nya, produk lateks karet alam yang berasal dari bahan organik dengan pengisinya, yang berasal dari bahan anorganik tidak menyatu secara homogen, disebabkan oleh perbedaan energi permukaan dari kedua bahan tersebut, untuk menyelesaikan masalah diatas, maka bahan pengisinya dimodifikasi seperti yang telah dilakukan. modifikasi bentonit, dengan menggunakan surfaktan yang berbeda [10]. Pada penelitian ini bahan pengisi yang digunakan adalah bentonite clay. Penambahan bentonite clay sendiri sebagai pengisi diharapkan dapat meningkatkan kualitas produk lateks karet alam. Bentonite clay mengandung mineral Ca, Mg, Fe dan Na. kandungan Na memiliki sifat mudah mengembang pada kondisi yang mengandung air Sifat fisik yang paling utama dari bentonite clayadalah 2
daya serap, derajat plastisitas, daya pembersih, daya pengembang, derajat pengganti ion, warna, derajat kecerahan dan ukuran butiran dari bentonit tersebut [10]. Dari penelitian sebelumnya digunakan pengisi tepung kulit pisang yang diputihkan dengan hydrogen peroksida. Penambahan pembebanan tepung kulit pisang yang diputihkan akan meningkatkan kemampuan biodegradasi produk lateks karet alam [13]. Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan dengan menggunakan sistem vulkanisasi sulfur terakselarasi semi effisien, penelitian mengenai pengaruh penambahan alkanolamida tehadap karateristik pematangan dan kekerasan vulkanisat lateks karet alam berpengisi silika telah dilakukan, diperoleh bahwa alkanolamida mempersingkat waktu pematangan dari karet. Alkanolamida juga menyebabkan peningkatan modulus tensile, kekuatan tarik dan kerapatan sambung silang dengan penambahan hingga 5,0 bsk alkanolamida [14]. Adapun Alkanolamida dihasilkan dari turunan minyak sawit yang direaksikan dengan dietanolamin [14]. Senyawa N-etanol alkil amida adalah senyawa yang termasuk dalam golongan fatty amida yang dapat dimanfaatkan sebagai surfaktan dalam produk detergen, kosmetik dan tekstil. Alkanolamida adalah surfaktan bukan ionik dimana gugus hidroksil yang dimilikinya tidak cukup hidrofilik untuk membuat alkanolamida larut dalam air dengan sendirinya. [15]. Surfaktan alkanolamida yang mempunyai ikatan amida banyak dikembangkan dalam industri pembuatan surfaktan karena ikatan amida secara kimia sangat stabil pada media yang bersifat alkali [11].Alkanolamida dapat digunakan, sebagai pendipersi pada campuran lateks dan pengisinya,[12]. Alkanolamida dapat bertindak sebagai bahan yang membantu proses atau reaksi sambung silang (curative agent) [9]. Berdasarkan penjelasan di atas, maka bentonite clay sesuai untuk digunakan sebagai pengisi. Penggunaan bentonite clay berukuran 300 mesh sebagai pengisi diharapkan dapat meningkatkan sifat-sifat produk lateks karet alam dan juga diharapkan dapat meningkatkan interaksi antarfasa (interfacial adhesion) antara pengisi bentonite clay dengan matriks lateks karet alam. 3
1.2. PERUMUSAN MASALAH Adapun yang menjadi permasalahan dalam penelitian ini yakni bagaimana pengaruh komposisi alkanolamida sebagai penyerasi pada sifat mekanik produk lateks karet alam berpengisi bentonite clay. Untuk menghasilkan sifat mekanis berupa kekuatan tarik (tensile strength) yang optimum dan swelling index untuk mendapatkan kerapatan sambung silang (crossling density). a. TUJUAN PENELITIAN Penelitian ini bertujuan untuk menentukan komposisi alkanolamida sebagai penyerasi yang optimal untuk digunakan pada permukaan bentonit sebagai pengisi serta untuk meningkatkan sifat mekanik dan untuk menemukan formula terbaik alkanolamida yang tepat untuk menghasilkan produk lateks karet alam dengan sifat mekanik berupa kekuatan tarik (tensile strength) menjadi meningkat dan swelling index untuk mendapatkan kerapatan sambung silang (crossling density). b. MANFAAT PENELITIAN Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut : 1. Memberikan informasi terutama dalam bidang teknologi rekayasa tentang pemanfaatan bentonite clay sebagai bahan pengisi. 2. Memberikan informasi suatu bahan penyerasi alkanolamida untuk lateks karet alam yang dapat disintesis dari RBDPKO 3. Memberikan informasi mengenai penggunaan bahan penyerasi alkanolamida dapat meningkatkan interaksi antarfasa (interfacial adhesion) antar pengisi bentonite clay dengan matriks lateks karet alam. 4. Mengetahui suhu vulkanisasi dari produk lateks karet alam berpengisi bentonit dengan modifikasi alkanolamida sebagai penyerasi. 4
c. RUANG LINGKUP PENELITIAN Penelitian ini dilakukan di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Departemen Kimia, serta Laboratorium Lateks, FakultasTeknik, DepartemenTeknik Kimia,. Adapun bahan baku yang digunakan pada penelitian ini yaitu : 1. High Ammonia Lateks dengan kandungan 60% karet kering. 2. Bentonite clay berukuran 300 mesh 3. Alkanolamida yang disintesa dari bahan baku RBDPKO (Refined Bleached Deodorized Palm Kernel Oil ). Variabel-variabel yang dilakukandalampenelitiandi tunjukkan pada tabel tabel di bawah ini : Tabel 1.1 Variabel Tetap Yang Dilakukan Dalam Penelitian No Variabel Keterangan 1 Bentonite clay 5 gram 2 Suhupra-vulkanisasi 70 C 3 4 Waktupravulkanisasi Ukuran partikel Bentonit clay 10 menit 300 mesh Tabel 1.2 Variabel Berubah Yang Dilakukan Dalam Penelitian No Variabel Keterangan 1 Suhuvulkanisasi 100 C; 110 C; 120 C 2 Kadar alkanolamida 1 gram, 2 gram, 3 gram, 4 gram, 5gram 5
Tabel 1.3 Formulasi Pengisi (Filler) Bentoniteclay Alkanolamida (gram) (gram) 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5 Tabel 1.4 Formulasi Dispersi Bentonite Clay dan Alkanolamida Bahan A B C D E Bentonite clay 5 5 5 5 5 Alkanolamida 1 2 3 4 5 Air 94 93 92 91 90 Tabel 1.5 FormulasiLateksKaretAlamdanBahanKuratif Bahan Berat(gram) High Ammonia Lateks 100 % 166,7 50 % Sulfur 3 50 % ZDEC 3 30 % ZnO 0,83 50 % Antioksidan 2 10 % KOH Pengisi 5% 3 16,6 Uji-uji yang dilakukan dalam penelitian ini adalah : 1. Uji kekuatan tarik (tensile strength) dengan ASTM D 412. 2. Uji swelling untuk mendapatkan kerapatan sambung silang (crosslink density) dengan ASTM D741 di Laboratorium Penelitian Lateks, Univesitas Sumatera Utara. 6
3. Analisa Scanning Electron Microscopy (SEM) di Laboratorium Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,. 4. Karakterisasi Fourier Transform Infra Red (FTIR) di Laboratorium Penelitian, Fakultas Farmasi,. 7