BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Polietilena termasuk jenis polimer termoplastik, yaitu jenis plastik yang dapat didaur ulang dengan proses pemanasan. Keunggulan dari polietilena adalah tahan terhadap minyak, pelarut dan menyerap uap air dan gas. Sifat kekuatan tariknya sama seperti material termoplastik lainnya. Polietilena merupakan salah satu jenis termoplastik yang murah dan paling banyak digunakan. Indonesia merupakan negara penghasil karet alam terbesar kedua setelah Thailand, dengan produk utamanya adalah Standard Indonesian Rubber (SIR)-20. Standar kualitasnya didasarkan pada Standart Nasional Indonesia (SNI : 06-1903-1990), dimana komposisi maksimum komponen bukan karet adalah : kotoran 0,20%, abu 1,00%, zat menguap 0,80%, dan nitrogen 0,60% (Bahruddin dkk, 2007). Karet merupakan polimer elastomer karena sifatnya yang elastis. Karet alam memiliki keunggulan dalam hal kekuatan dan elastisitas, sedangkan ketahanan terhadap ozon, panas dan bahan kimia adalah sangat lemah. Karet sintetis EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer) memiliki ketahanan terhadap ozon dan panas yang baik tetapi kekuatannya rendah dan sifat dinamiknya buruk. (http://www.ipard.com/penelitian/penelitian_karet). Termoplastik Elastomer (TPE) adalah bagian dari polimer yang menggabungkan sifat termoplastik dengan elastomer. Dalam empat tahun terakhir, pengembangan TPE merupakan bagian dari ilmu polimer dan teknologi yang paling banyak mendapat perhatian. Termoplasik Elastomer (TPE) didasarkan pada pencampuran karet dan plastik yang terdiri dari dua bagian yaitu Termoplastik Olefin (TPO) dan Termoplastik Vulkanisat (TPV). Termoplastik Olefin (TPO) dapat dengan mudah disiapkan dengan biaya yang relatif rendah karena fase karet terdispersi tidak diikat silang, sedangkan TPV
prosesnya lebih rumit dan diikat silang melalui proses vulkanisasi dinamik (Sae-oui dkk, 2010). Penelitian mengenai TPE telah banyak dilakukan, umumnya material poliolefin dengan karet alam ataupun karet sintetis. Campuran karet alam-polietilena densitas tinggi yang divulkanisasi dinamik dengan menggunakan zat pengkompatibel fenolik resin yang dapat meningkatkan kekuatan tarik dan kemulurannya dibandingkan tanpa zat pengkompatibel (Nakason dkk, 2006). Pechurai juga telah melakukan penelitian yang sama pada polietilena densitas tinggi dengan karet alam yang didasarkan pada minyak yang diperpanjang dengan menggunakan zat pengkompatibel fenolik termodifikasi polietilena (Pechurai dkk, 2008). Polipropilena dengan abu ban bekas dengan penambahan dikumil peroksida dan HVA-2 (Awang dkk, 2008). Halimatuddahliana melakukan penggantian sebagian EPDM dengan karet alam dan termoplastik polipropilena dimana zat pengkompatibelnya HVA-2, ini dilakukan untuk mengurangi besarnya biaya yang harus dikeluarkan bila yang digunakan hanya karet sintetis EPDM saja. Padahal, campuran karet EPDM dengan polipropilena memiliki sifat mekanik dan fisik yang baik (Halimatuddahliana,2007). Sebelumnya Halimatuddahliana juga melakukan penelitian yang sama dengan zat pengkompatibel lain yaitu transpolyoctenylene (TOR) yang berfungsi sebagai ko-vulkanisasi (Halimatuddahliana, 2006). Telah diteliti oleh Martin Batiuk, dalam jurnalnya disebutkan bahwa EPDM mempunyai derajat kristalinitas tidak regang yang tinggi secara fisik dicampur dengan polietilena dan suatu kopolimer etilena vinil asetat untuk membentuk campuran termoplastik. Campuran ini menunjukkan kekuatan tarik yang unggul, lebih baik dari yang diprediksi dari pengaruh komponen polimer itu sendiri. Tidak ada pematangan dan zat ikat silang yang digunakan (Batiuk,1974). Dilatarbelakangi penelitian yang telah dilakukan halimatuddahliana (2007) dan peneliti-peneliti sebelumnya, dimana terjadi pengurangan sifat fisik dan mekanik akibat penggantian sebagian karet sintetis dengan karet alam, maka kami akan melakukan penelitian tentang campuran LDPE-karet alam SIR 20-EPDM dan dikumil peroksida sebagai inisiator dengan penambahan divinilbenzena (DVB). Pada umumnya vulkanisasi
poliolefin dan karet digunakan peroksida, dihasilkan radikal-radikal reaktif sehingga ikat silang dan pemotongan rantai dapat terjadi secara serentak (Halimatuddahliana, 2007). Divinilbenzena berfungsi sebagai bahan pengikat yang diharapkan dapat meningkatkan proses ikat silang. Seperti yang dilakukan peneliti sebelumnya, yaitu penggunaan divinilbenzena sebagai zat pengikat silang pada resin penukar ion tipe polistirena dengan klorometil yang ditentukan dengan pirolisis kromatografi gas (Shuncong dkk, 1998). Dengan adanya divinilbenzena tersebut diharapkan kekurangan di atas bisa diminimalkan dengan diperolehnya sifat fisik dan mekanik dari campuran yang lebih baik. 1.2 Permasalahan 1. Bagaimana pengaruh penambahan divinilbenzena terhadap sifat kekuatan tarik dan derajat ikat silang campuran LDPE-karet EPDM-karet SIR 20. 2. Bagaimana morfologi permukaan dan spektrum FTIR campuran dengan dan tanpa penambahan divinilbenzena. 1.3 Pembatasan Masalah Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi pada : - Bahan elastomer yang digunakan adalah karet sintetis EPDM dan karet alam SIR 20 - Bahan termoplastik yang digunakan adalah LDPE (Low Density Polyethylene) - Inisiator yang digunakan dikumil peroksida dengan variasi berat adalah 1 phr, 2 phr dan 3 phr. - Zat pengikat silang yang digunakan adalah divinilbenzena dengan variasi volume adalah 1 phr, 2 phr dan 3 phr. - Karakterisasinya meliputi uji kekuatan tarik, analisa permukaan dengan SEM, analisa kandungan gel, dan analisa gugus fungsi dengan FT-IR.
1.4 Tujuan Penelitian 1. Untuk mengetahui bagaimana pengaruh penambahan divinilbenzena terhadap sifat kekuatan tarik dan derajat ikat silang campuran LDPE-karet EPDM-karet SIR 20. 2. Untuk mengetahui bagaimana morfologi permukaan dan spektrum FTIR campuran dengan dan tanpa penambahan divinilbenzena. 1.5 Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberi informasi ilmiah tentang pengaruh penambahan divinilbenzena dalam campuran termoplastik elastomer khususnya campuran LDPE-karet EPDM-karet alam SIR 20 dan diperoleh sifat fisik dan mekanik yang lebih baik dari campuran tersebut sehingga dapat diaplikasikan dalam bidang industri. 1.6 Metodologi Penelitian Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium. Sampel dalam penelitian ini dipilih dengan metode acak (random) dan penelitian dilakukan dalam tiga tahap yaitu : 1. Tahap I Pada tahap ini karet EPDM dilelehkan dengan menggunakan alat ekstruder pada suhu 80 o C, kemudian lelehan karet EPDM ditimbang sebanyak 25 g. karet alam SIR 20 yang telah dipotong kecil-kecil ditimbang sebanyak 25 g dan LDPE ditimbang sebanyak 50 g. 2. Tahap II Pada tahap ini adalah pencampuran LDPE-karet EPDM-karet alam SIR 20 dengan berat masing-masing 50 g, 25 g, dan 25 g dalam alat internal mixer pada suhu 175 o C. Dengan variasi berat dikumil peroksida 1 phr, 2 phr, 3 phr. Variasi volume divinilbenzena yang ditambahkan 1 phr, 2 phr, 3 phr untuk prosedur dengan penambahan divinilbenzena. Selang waktu penambahan bahan adalah 15 menit.
3. Tahap III Campuran yang diperoleh diletakkan pada lempengan aluminium berukuran 15 x 15 cm dan ditekan dengan alat press pada suhu 175 o C selama 20 menit, kemudian hasil cetakan dibentuk spesimen sesuai ASTM D638 dan selanjutnya spesimen tersebut dikarakterisasi kekuatan tarik, analisa permukaan dengan SEM, analisa kandungan gel, dan analisa gugus fungsi dengan FT-IR. Variabel-variabel yang digunakan adalah sebagai berikut : Variabel tetap : - Suhu alat ekstruder 80 o C - Berat karet alam SIR 20 25 g - Berat lelehan karet EPDM 25 g - Berat LDPE 50 g - Suhu alat internal mixer 175 o C - Selang waktu penambahan bahan 15 menit - Suhu alat tekan 175 o C - Waktu tekan 20 menit Variabel bebas : - Variasi berat dikumil peroksida 1 phr, 2 phr, 3 phr - Variasi volume divinilbenzena 1 phr, 2 phr, 3 phr Variabel terikat : - Uji kekuatan tarik, analisa permukaan dengan SEM, analisa kandungan gel, dan analisa gugus fungsi dengan FT-IR. 1.7 Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Polimer, Laboratorium Penelitian, Laboratorium Ilmu Dasar Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, Laboratorium Geologi Kuarter Institut Teknologi Bandung, dan Laboratorium Beacukai Belawan.