BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Sejak Charles Goodyear menemukan karet yang tervulkanisasi dengan menggunakan sulfur, sudah timbul keinginan peneliti untuk proses ban karet bekas agar dapat dimanfaatkan kembali. Pada saat itu pemrosesan ban karet bekas tidak begitu rumit karena penggunaannya masih pada produksi sepatu saja (Morton, 1973). Dengan perkembangan teknologi yang maju, banyak jenis dan ragam produk karet tervulkanisasi yang diciptakan guna untuk memenuhi kebutuhan manusia yang terus bertambah. Keadaan ini membuat kuantitas karet ban bekas senantiasa meningkat, sehingga akan menimbulkan masalah yang serius dalam hal pencemaran lingkungan. Penanggulangannya biasanya digunakan dengan cara menimbun, membakar sampai diproses kembali untuk kegunaankegunaan yang lain. Akan tetapi penanggulangan seperti ini masih belum menyelesaikan masalah yang timbul (Blow, 1971). Dalam perkembangannya, pemerosesan ban karet bekas sudah dimulai sejak tahun 1846 oleh Parkes dengan memanaskan karet dalam larutan kalsium hipoklorida pada tekanan tinggi, kemudian dibasuh dengan alkali dan air panas. Lain halnya dengan Marks dan Price (1899) mengemukakan proses alkali memanaskan karet bekas dengan larutan soda kaustik pada suhu 150 o - 220 o C di dalam autoklaf selama 8-24 jam. Namun pemerosesan karet bekas untuk dimanfaatkan kembali belum membawa hasil yang memuaskan (Alfa, 2003).
Sebagai bagian terbesar diantara limbah polimer di dunia, limbah ban karet tidak terurai dengan mudah karena bentuk struktur dan adanya stabilisator serta aditif silang lainnya. Proses penyelesaian masalah terhadap polusi lingkungan tanah yakni dengan daur ulang limbah ban karet bekas menjadi subjek untuk kepentingan sosial. Daur ulang limbah ban karet melalui pencampuran dengan bahan polimer lainnya telah menjadi metode dalam beberapa tahun terakhir (Chen, 2003). Baru-baru ini teknik modifikasi permukaan telah diadopsi untuk daur ulang bubuk ban karet bekas, terutama melalui beberapa teknik iradiasi (Abdel-Bray, 1997). Pada penelitian ini digunakan metode epoksidasi yang merupakan metode reaksi oksidasi ikatan rangkap oleh adanya oksigen aktif membentuk senyawa epoksida. Secara luas teknik ini telah banyak dilakukan karena efektif untuk meningkatkan kompatibilitas dalam campuran reaktif. Pada umumnya, epoksidasi minyak menggunakan hidrogen peroksida sebagai pereaksinya. Sifat yang dimiliki hidrogen peroksida sebagai oksidator tidak cukup kuat sehingga ditransformasi ke dalam bentuk yang lebih aktif (Alfa, 2003). Selain metode epoksidasi, modifikasi kimia dengan pencangkokan (grafting) gugus juga dilakukan pada penelitian ini, yakni dengan menggunakan monomer metilmetakrilat, dimana pada penelitian sebelumnya telah banyak dilakukan untuk menghasilkan produk sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan (Dibyantini, 2009). Teknik grafting merupakan teknik yang relatif sederhana dan mudah serta secara luas telah banyak dilakukan. Berbagai zat telah digunakan sebagai monomer cangkok pada berbagai jenis rantai polimer menggunakan teknik grafting, seperti sintesis PP-g-MA, NR-g- GMA, dan NR-g-MA, MA tercangkok paraffin, HDPE-g-MA, LDPE-g-AA, PB-g-MA, NR-g-MMA (Nakason, 2004).
Metilmetakrilat merupakan salah satu senyawa akrilat yang memiliki karakteristik umum yaitu stabilitas terhadap UV dan sifat mekanik yang baik sehingga cocok digunakan pada aplikasi eksterior. Kebanyakan pemicu yang digunakan secara luas adalah radikal bebas yang dihasilkan dari peruraian peroksida. Peroksida organik seperti Benzoil Peroksida merupakan sumber radikal bebas yang kuat (Dibyantini, 2009). Sejauh ini belum ada yang melakukan penelitian tentang BB-g-MMA dengan inisiator benzoil peroksida. Dalam penelitian ini metil metakrilat diharapkan tercangkok pada serbuk ban bekas (BB) dengan menggunakan inisiator benzoil peroksida sehingga akan dihasilkan suatu produk yang lebih baik dari produk sebelumnya. Pada proses grafting tersebut, monomer cangkok secara kovalen dikaitkan pada rantai polimer. Kehadiran metil metakrilat pada rantai polimer akan menyebabkan perubahan sifat dari struktur polimer tersebut sehingga polimer yang telah dicangkok tersebut dapat berinteraksi dengan zat polar maupun nonpolar. Peneliti juga tertarik untuk mensintesis ban bekas yang dikombinasikan dengan monomer metilmetakrilat. Diharapkan penelitian ini mampu mengurangi pencemaran lingkungan tanah dengan pemanfaatan dari ban bekas, sehingga ekosistem lingkungan terjaga. Adanya metilmetakrilat pada rantai polimer akan menyebabkan perubahan sifat dari struktur polimer tersebut, sehingga polimer yang telah dicangkok dapat berinteraksi dengan zat polar dan nonpolar.
1.2. Permasalahan Adapun permasalahan yang ditemui pada penelitian ini dapat dirumuskan sebagai berikut : 1. Apakah pemanfaatan daur ulang limbah karet ban mampu menghasilkan senyawa epoksida jika dilakukan metode epoksidasi dengan menggunakan monomer Metilmetakrilat? 2. Bagaimana hasil epoksidasi dan derajat grafting serbuk ban bekas dengan monomer metilmetakrilat yang memiliki nilai maksimum? 3. Bagaimana analisa karakterisasi gugus fungsi yang dihasilkan dengan Fourier-Transform Infra Red (FT-IR), analisa morfologi dengan Scanning Electron Microscopy (SEM) dan Penentuan Derajat grafting. 1.3. Pembatasan Masalah Berdasarkan uraian di atas, maka penelitian ini dibatasi sebagai berikut : 1. Limbah karet ban bekas yang dimodifikasi dengan metode epoksidasi dan grafting berupa karet ban mobil yang berasal dari PT Persahabatan Vulkanisir Ban Medan Star, Tanjung Morawa Kab. Deli Serdang Provinsi Sumatera Utara. 2. Modifikasi yang digunakan melalui metode epoksidasi dan grafting monomer metilmetakrilat dengan menggunakan inisiator benzoil peroksida. 3. Monomer yang digunakan adalah Metilmetakrilat. 4. Karakterisasi sampel yang dihasilkan untuk analisa gugus fungsi, analisa morfologi permukaan serta Penentuan dan perhitungan derajat grafting
1.4. Tujuan Penelitian Berdasarkan masalah di atas, maka tujuan penelitian ini adalah : 1. Untuk mengetahui pemanfaatan daur ulang limbah karet ban yang mampu menghasilkan senyawa epoksida melalui metode epoksidasi dengan menggunakan monomer metilmetakrilat ditinjau dari uji FT-IR 2. Untuk mengetahui persentase nilai derajat grafting dari monomer metilmetakrilat yang tercangkok oleh serbuk ban bekas yang telah terepoksidasi. 3. Untuk mengetahui analisa morfologi permukaan dengan SEM. 1.5. Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang cara memodifikasi limbah ban bekas dengan metode epoksidasi dan grafting (pencangkokan) serta mengubah cara pandang dalam mengatasi limbah ban bekas yang dapat merusak ataupun mencemari lingkungan karena ban bekas tidak dapat terdegradasi didalam tanah dalam skala waktu yang singkat.
1.6. Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Ilmu Dasar (LIDA), FMIPA USU Medan, untuk analisa gugus fungsi dengan FT-IR di Laboratorium Kimia Organik FMIPA, Universitas Gadjah Mada, dan untuk analisa morfologi permukaan dengan SEM di Laboratorium Kimia Polimer FMIPA UNAIR. 1.7. Metodologi Penelitian Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium, dimana pada penelitian ini dilakukan beberapa tahap yaitu : - Tahap I Penyiapan karet ban bekas yang dihaluskan dengan menggunakan sistem ambient grinding, kemudian disaring dengan ayakan ukuran 80 mesh. - Tahap II Proses pengekstrakan karet ban bekas yang dilakukan dengan perendaman menggunakan toluena selama 24 jam, yang kemudian dilanjutkan dengan pengekstrakan menggunakan pelarut aseton, etanol : toluena, dan isopropanol. - Tahap III Proses epoksidasi serbuk ban bekas yang dilarutkan ke dalam pelarut xylen dan di tambahkan asam formiat : H2O2 yang dilanjutkan dengan tahap direfluks pada suhu 50 o C selama 2 jam. - Tahap IV Proses grafting metil metakrilat (MMA) pada epoksidasi serbuk ban bekas - Tahap V Grafting serbuk ban bekas murni (tanpa epoksidasi) dengan metilmetakrilat yang ditambah dengan benzoil peroksida pada sistem pelarut xylen.
- Tahap VI Karakterisasi yang diperoleh dengan menggunakan FT-IR, SEM, Penentuan dan Penghitungan derajat grafting. Variabel yang digunakan adalah : Variabel tetap Suhu pemanasan (110 o C selama 90 menit) Suhu dalam pengeringan (190 o C) BPO (1 gram) MMA (1 gram) Xylen (100 ml) Toluena (50 ml) Ukuran partikel karet ban bekas (100 mesh) Kandungan karet ban bekas ( C = 80,92 %), ( H = 6,80 %), (O = 4,30 %), ( N = 0,38 %), ( S = 1,66 %), dan kadar abu ( 5,82 %) Variabel terikat Analisa gugus fungsi dengan menggunakan FourierTransform-Infra Red (FT-IR), analisa morfologi permukaan dengan SEM serta Penentuan dan Perhitungan derajat grafting.