BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Karet Alam Karet sudah lama sekali digunakan orang. Penggunaannya meningkat sejak Goodyear pertama sekali memvulkanisasinya pada tahun 1839 dengan cara memanaskan campuran karet dan belerang. Industri yang berbahan baku karet alam (kemudian karet sintetis) banyak didirikan pada awal perkembangan industri kendaraan bermotor. Rumus empiris karet adalah C 10 H 16, dan ia polimer tinggi yang lurus dari metal buta- 1,3-diena (isoprena). Karet alam jika dipanasi akan menjadi lunak dan lekat, dan kemudian dapat mengalir. Karet alam sedikit demi sedikit larut dalam benzena. Akan tetapi, bilamana karet alam divulkanisasi, yakni dipanasi bersama sedikit belerang (sekitar 20 %), maka ia akan bersambung silang dan terjadi perubahan yang luar biasa pada sifatnya. Karet yang divulkanisasi bersifat regas ketika diregang, yakni makin melunak karena rantainya pecah-pecah dan kusut. Namun, karet tervulkanisasi jauh lebih tahan regang. Kelarutannya berkurang dengan makin banyaknya sambung silang, dan bahan tervulkanisasi hanya menggembung sedikit jika disimpan dalam pelarut. Jika karet divulkanisasi dengan jumlah belerang yang lebih besar (sekitar 30%), dihasilkan bahan yang sangat keras dan tahan secara kimia yang dikenal sebagai ebonit atau karet keras. Ebonit dipakai untuk kotak aki mobil (Cowd, M.A.1991).
7 A. Lateks Kebun Lateks kebun adalah cairan getah yang didapat dari bidang sadap pohon karet. Cairan getah ini belum mengalami penggumpalan entah itu dengan tambahan atau tanpa bahan pemantap (zat anti koagulan). Lateks kebun yang baik harus memenuhi ketentuan sebagai berikut : 1. Lateks disaring dengan saringan berukuran 40 mesh. 2. Tidak terdapat kotoran atau benda-benda lain seperti daun dan kayu. 3. Tidak bercampur dengan bubur lateks, air ataupun serum lateks. 4. Warna putih atau berbau karet segar. Lateks kebun mutu 1 mempunyai kadar karet kering 28% dan lateks kebun mutu 2 mempunyai kadar karet kering 20% (Nazarruddin dan F.B.Paimin, 1988). Tabel 2.1 Komposisi Yang Terkandung Dalam Lateks Alam Komponen Komponen Dalam Lateks Segar (%) Komponen Dalam Lateks Kering (%) Karet hidrokarbon 36 92-94 Protein 1,4 2,5-3,5 Karbohidrat 1,6 Lipida 1,6 2,5-3,2 Persenyawaan organik lain 0,4 Persenyawaan anorganik 0,5 0,1-0,5 Air 58,5 0,3-1,0
8 Sumber : Dipetik dan dikompilasi dari Morton, M. Rubber Technology. Edisi ke 3. New York: Van Nostrand Reinhold. 1987. B. Lateks Pekat Lateks pekat adalah jenis karet yang berbentuk cairan pekat, tidak berbentuk lembaran atau padatan lainnya. Lateks pekat yang dijual dipasaran ada yang dibuat melalui proses pendadihan atau creamed latex dan melalui proses pemusingan atau centrifuged latex. Biasanya lateks pekat banyak digunakan untuk pembuatan bahanbahan karet yang tipis dan bermutu tinggi. Standar mutu lateks pekat baik lateks pusingan atau lateks dadih dapat dilihat pada tabel berikut ini : Tabel 2.2 Standar Mutu Lateks Pekat No Parameter Lateks Pusingan (Centrifuged Lateks) Lateks Dadih (Creamed Latex) 1 Jumlah padatan (solid) minimum 61,5 % 64,0 % 2 Kadar karet kering (KKK) minimum 3 Perbedaan angka butir 1 dan 2 maksimum 60,0 % 62,0 % 2,0 % 2,0 % 4 Kadar amoniak (berdasarkan jumlah air yang terdapat dalam 1,6 % 1,6% lateks pekat) minimum
9 5 Viskositas maksimum pada suhu 25 0 C 6 Endapan (sludge) dari berat basah maksimum 7 Kadar koagulum dari jumlah padatan maksimum 50 cps 50 cps 0,10 % 0,10 % 0,08 % 0,08 % 8 Bilangan KOH maksimum 0,80 % 0,80 % 9 Kemantapan mekanis (mechanical stability) minimum 10 Persentase kadar tembaga dari jumlah padatan maksimum 11 Persentase kadar Mangan (Mn) dari jumlah padatan maksimum 475 detik 475 detik 0,001 % 0,001 % 0,001 % 0,001 % 12 Warna Tidak biru Tidak kelabu Tidak biru Tidak kelabu 13 Bau setelah dinetralkan dengan asam borat Sumber : Thio Goan Loo. 1980 Tidak boleh berbau busuk Tidak boleh berbau busuk 2.2 Pengolahan Lateks Pekat Prinsip pembuatan lateks pekat berdasarkan pada perbedaan berat jenis antara partikel karet dengan serum. Serum mempunyai berat jenis lebih besar dari pada partikel karet. Berat jenis serum 1,024 sedangkan partikel karet hanya 0,904. Akibatnya partikel
10 karet akan naik kepermukaan dan serum akan terkumpul dilapisan bawah dalam proses pembuaan lateks pekat. Ada dua macam lateks pekat yang biasa dijual dipasaran. Yaitu lateks dadih (creamed latex) dan lateks pusingan (centrifuged latex). Bila menginginkan lateks pekat yang dibuat bermutu tinggi, maka syaratnya harus menggunakan bahan baku lateks yang masih segar dan baik. Pengawasan mulai dari penyadapan sampai penggumpalan di kebun. Hal ini penting ekali untuk mempertahankan kesegaran lateks yang akan dibuat menjadi lateks pekat. Bila terjadi prakoagulasi pada lateks, maka dapat menggunakan amonia. Dosis pemakaiannya adalah 10 ml larutan amonia 7,5 % untuk setiap liter lateks. Biasanya pada setiap mangkuk lateks diberi 3-5 tetes amonia. Sisanya ditambahkan dalam tempat penampungan lateks (ember, tangki kecil, atau tempat lainnya) dikebun. Kedua macam lateks pekat, lateks dadih dan lateks pusingan diolah dengan proses tersendiri. Karena itu uraian tentang pengolahan kedua macam lateks pekat ini dipisahkan tersendiri agar lebih mudah dipahami. A. Pembuatan Lateks Pusingan. Lateks pusingan atau centrifuged latex membutuhkan penambahan gas amonia pada lateks kebun seperti pada pembuatan lateks dadih. Tetapi jumlah yang ditambahkan lebih sedikit, cukup 2-3 gram gas amonia untuk setiap liter lateks. Lateks yang telah diberi gas amonia dibawa ke pabrik atau tempat pengolahan. Disini lateks disaring dan dikumpulkan didalam tangki atau bejana dan diukur volume serta kadar keringnya. Kadar amonia diukur dengan titrasi menggunakan asam klorida. Bila
11 ternyata jumlah gas amonia yag ditambahkan pada lateks kebun kurang dari jumlah yang seharusnya, maka penambahan harus dilakukan. Penambahan 2-3 gram gas amonia memungkinkan lateks tahan disimpan selama 24 jam tanpa terjadi prakoagulasi. Amonia yang perlu ditambahkan, tetapi jangan sampai berlebihan, selain baunya yang menyengat, amonia yang berlebihan akan terbawa dalam lateks skim. Asam untuk pembekuan lateks encer atau lateks skim akan diperlukan lebih banyak untuk mengatasinya dan akan terjadi pula penghamburan gas amonia. Pengendapan selama 24 jam diperlukan agar kotoran-kotoran dan magnesium ammonium fosfat mengendap. Magnesium ammonium fosfat muncul karena penambahan ammonium pada bahan lateks. Lateks dapat dimasukkan kedalam alat pusing atau centrifugal machine setelah dibiarkan selama 24 jam. Beberapa mesin yang dapat digunakan untuk pemusing antara lain Separator Aktiebalaget (Laval) buatan Stockholm atau Westphalia dan Titania buatan Kopenhagen. Alat-alat ini kapasitsnya berbeda. Tenaga penggerak yang dibutuhkan sektar 3-5 PK. Alat pusing ini harus disetel terlebih dahulu sebelum digunakan. Kadar karet kering yang diinginkan untuk hasil lateks pusingan adalah 60 % tetapi kadarnya bisa turun 1-2 % pada produksi. Penambahan amonia dan penyimpanan sering juga mengakibatkan terjadinya penurunan kadar karet kering. Oleh karena itu, kadar karet kering hasil biasanya 62 % untuk mengatasi penurunan tersebut.
12 Proses pemusingan memisahkan lateks kebun menjadi dua bagian yang berlainan. Lateks pekat akan keluar dari bagian atas dan lateks encer atau skim akan keluar dari bagian bawah. Lateks pekat lalu diambil dan dikumpulkan ditempat tersendiri. Lateks ini dianggap telah jadi. Penambahan gas amonia hingga kadarnya menjadi 7-10 gram per liter lateks pekat yang dihasilkan perlu dilakukan. Umumnya penambahan sekitar 6 gram gas amonia dianggap telah memenuhi karena sebelum lateks diolah telah diberi amonia sebanyak 2-3 gram. B. Pengolahan Lateks Dadih Pada pembuatan lateks dadih, getah yang sudah disadap dibawa ketempat pengolahan didalam tangki-tangki, lalu ditambahkan gas amonia sebanyak 4-7 gram per liter lateks. Sesampainya ditempat pengolahan, lateks langsung disaring dan ditentukan kadar karet kering (KKK) nya. Barulah ditambahkan bahan pemekat/ pengental atau creaming agent. Bahan pemekat yang banyak digunakan saat ini adalah ammonium alginate. Sedangkan sebelum perang dunia II selesai, bahan yang banyak digunakan untuk pemekat adalah Tepung Konyaku atau Tepung K. Tepung K ini dibuat dari tumbuhan seperti iles-iles. Bila digunakan amonium alginat, dosisnya 60 ml larutan alginat 1 % per liter lateks. Sedangkan untuk tepung K dosisnya 140 ml tepung K 1 % setiap liter latek yang diproses.
13 Lateks lalu diaduk-aduk sampai rata, pengadukan yang tidak rata bisa menurunkan mutu lateks pekat. Permukaan sebelah atas yang biasa mengandung kotoran-kotoran halus dibuang. Setelah diaduk, lateks didiamkan selama 4-6 hari sampai menjadi lateks pekat. Lateks pekat yang telah jadi dikumpulkan didalam tangki. Hasil ini diaduk lagi dengan merata. Gas amonia perlu ditambahkan sebelum dilakukan pemekatan sebagian sudah menguap. Setiap liter lateks dadih yang siap diangkut perlu ditambahkan 7-10 gram gas amonia. Kadar karet kering lateks dadih yang akan dikirim juga perlu diukur (Freakly, P.K.1995). 2.3 Bahan- Bahan Kompon Secara umum karet digolongkan dalam tiga kelas utama, yaitu : 1. Tahan Umum (R) : Untuk tujuan dimana ketahanan khusus terhadap petroleum tidak dibutuhkan. 2. Tahan Pelarut (S): Untuk tujuan dimana ketahanan khusus terhadap petroleum dibutuhkan. 3. Tahan Panas (T) : Untuk tujuan dimana ketahanan khusus terhadap temperatur yang abnormal, petroleum, atau keduanya dibutuhkan. A. Karet Alam Tingkat kualitas karet alam dan beragam jenis masing-masing terdftar dalam Green Book Rubber.
14 B. Karet Sintetis Selama pengembangan karet alam pada perang dunia II, sejumlah sistem digunakan pemerintah untuk mengidentifikasi Styrena Butadiene Rubber (SBR). C. Plastisizer Beberapa karet, khususnya karet alam dan karet sintetis viskositasnya tinggi, memerlukan masa perombakan awal selama pencampuran untuk melunakkan material pada proses atau meningkatkan kekuatan struktur setelah compounding. Efek pelunakan ini dapat dikatalisis dengan penambahan sejumlah kecil plastisizer yang membantu mengendalikan jumlah dan kecepatan perombakan atau membantu pendispersian bahan-bahan yang lain. Plastisizer yang normal digunakan dengan karet alam dan SBR adalah Xylil Mercaptan, Asam Sulfonat yang larut dalam minyak, Garam Seng dari Pentaklorotiofenol, 2-naftalentiol, dan garam fenilhidrazin. D. Vulkanisator Seperti yang dinyatakan sebelumnya, zat kimia ini dibutuhkan untuk membentuk ikatan silang pada rantai karet kedalam jaringan yang memberikan sifat-sifat yang diinginkan pada produk akhir.
15 1. Vulkanisasi Sulfur Zat yang paling umum digunakan adalah sulfur, yang terlibat dalam reaksi dengan mayoritas karet tak jenuh untuk membentuk vulkanisat. Sebagai tambahan, dua unsur lain yaitu selenium dan tellurium dapat juga digunakan dalam vulkaniasasi. 2. Vulkanisasi Non-Sulfur Vulkanisasi Non-Sulfur terbagi menjadi tiga golongan, yaitu : (1) Logam Oksida; (2) Difungsional Compound; (3) Peroksida. E. Akselerator Sebagaimana yang dinyatakan sebelumnya, alasan utama menggunakan akselerator untuk membantu mengendalikan waktu atau temperatur yang dibutuhkan untuk vulkanisasi sehingga dapat meningkatkan sifat dari vulkanisat. Pengurangan waktu vulkanisasi tercapai dengan mengganti jumlah atau jenis akselerator yang digunakan. Golongan akselerator yang digunakan antara lain : 1. Akselerator Primer a. Thiazol (Cepat-Sedang/Semi-Cepat) Contoh : MBT, MBTS b. Sulfenamida (Cepat-Ditunda) Contoh : CBS 2. Akselerator Sekunder a. Guanidine (Sedang) Contoh : DPG, DOTG b. Thiuram (Sangat Cepat) Contoh : TMT, TMTD c. Dithiokarbamat (Ultra Cepat) Contoh : ZDC, ZDMC d. Dithiofosfat (Cepat) Contoh : ZBPP
16 F. Aktivator Aktivator digunakan untuk meningkatkan vulkanisasi dengan mengakifkan akselerator sehingga berperan lebih efektif. Aktivator dipercaya dapat bereaksi dengan beberapa cara untuk membentuk senyawa kompleks dengan akselerator. Jadi senyawa kompleks yang dibentuk lebih efektif mengaktifkan sulfur dalam campuran sehingga meningkatkan nilai pematangan. Golongan aktivator yang digunakan antara lain : 1. Senyawa anorganik (terutama logam oksida), seperti : zink oksida, kapur terhidrasi, timbal magnesium oksida, alkali karbonat, hidroksida. 2. Asam-asam organik, seperti : asam stearat, oleat, laurat, palmitat, dan miristat, serta minyak terhidrogenasi dari kelapa, ikan dan biji-bijian. 3. Golongan alkalin, seperti : amonia, amin, garam amin dengan asam lemah. G. Antidegranat Kehilangan sifat-sifat fisika karena proses penuaan disebabkan oleh pemotongan rantai silang, atau perubahan kimia pada rantai polimer. Konsekuensinya, antipenuaan harus dapat bereaksi dengan zat yang dapat menyebabkan penuaan (ozon, oksigen, peroksida, panas, cahaya, cuaca, dan radiasi) untuk mencegah atau memperlambat perusakan polimer. Golongan Antidegranat yang digunakan antara lain : Phenol, Amino Phenol, Hidroquinon, Phosphit, Difenilamin, Alkadiamin, Phenilendiamin.
17 H. Pelunak Pelunak tidak bereaksi secara kimia dengan karet, tetapi berfungsi merubah sifat-sifat fisik dari kompon karet atau vulkanisat. Jenis-jenis dari Plasticizers Fisik adalah : extender oil, naphtenis, aromatic, mineral rubber, castor oil, mineral oil, gum, dan lain-lain. I. Pengisi Dua jenis utama yang digunakan adalah karbon black dan channel black. Sedangkan Non-Black Fillers terdiri dari clay, kalsium karbonat, presipitatilika, dan titanium dioksida. Pemilihan pada filler khusus untuk kompon akan berpengaruh pada karakteristik proses dan sifat-sifat fisik yang diinginkan, harga, dan penampilan produk akhir. J. Bahan-bahan Lain Bahan-bahan lain yang digunakan antara lain : penggosok (Abrasives), zat peniup (Blowing Agents), pewarna, zat pencampur (homogenizing agents) (Morton, M.1987). Pengujian Sifat Mekanis Penggunaan bahan polimer sebagai bahan teknik misalnya dalam industri suku cadang mesin, konstruksi bangunan dan transformasi, tergantung sifat mekanisnya, yaitu gabungan antara kekuatan yang tinggi dan elastisitas yang baik. Sifat mekanis yang khas ini disebabkan oleh adanya dua macam ikatan dalam bahan polimer, yakni ikatan
18 kimia yang kuat antara atom dan interaksi antara bahan polimer yang lebih lemah. Dalam hal ini bahan logam yang merupakan zat padat polikristalin, sifat mekanis ini tergantung dari sifat patah bahan karena adanya cacat kristal. Karena itu, kekuatan mekanis bahan logam jauh lebih kecil dari sifat kekuatan teoritisnya yang diperkirakan dari enargi ikatan antar ion. A. Pengujian Sifat Kekuatan Tarik, Kemuluran, dan Kekuatan Bentur. Sifat mekanis biasanya dipelajari dengan mengamati sifat kekuatan tarik menggunakan alat pengukur tensometer atau dynamometer, bila terhadap bahan diberikan tegangan secara praktis, kekuatan tarik diartikan sebagai besarnya beban maksimum (F maks ) yang dibutuhkan untuk memutuskan spesimen bahan, dibagi dengan luas penampang bahan. Karena selama dibawah pengaruh tegangan, spesimen mengalami perubahan bentuk (deformasi) maka defenisi kekuatan tarik dinyatakan dengan luas penampang semula (A o ). σ t = F maks / A o Selama deformasi, dapat diasumsikan bahwa volume spesimen tidak berubah, sehingga perbandingan luas penampang semula dengan luas penampang setiap saat adalah A o / A = I / I o, dengan I dan I o masing-masing adalah panjang spesimen setiap saat dan semula. Bila didefenisikan besaran kemuluran sebagai nisbah pertambahan panjang terhadap panjang spesimen semula (ε = I / I o ), maka diperoleh hubungan : A = A 0 / (I + ε) Bila bahan polimer (elastis) dikenakan gaya tarikan dengan laju yang tetap, mula-mula kenaikan tegangan yang diterima bahan berbanding lurus dengan perpanjangan spesimen. Sampai dengan titik elastis bilamana tegangan dilepaskan maka spesimen
19 akan kembali seperti bentuk semula, tetapi bila tegangan dinaikkan sedikit saja, akan terjadi perpanjangan yang besar. Kemiringan kurva pada keadaan ini disebut modulud atau kekakuan, sedangkan besarnya tegangan dan perpanjangan mencapai titik elastis ini masing-masing disebut dengan tegangan yield dan kemuluran pada yield. Diatas titik elastis ini molekul-molekul polimer berorientasi searah dengan tarikan, dan hanya memerlukan sedikit tegangan untuk menaikkan perpanjangan. Akhirnya bahan akan terputus bila tegangan telah melampaui gaya interaksi total antara segmen. Perpanjangan dan tegangan pada saat bahan terputus masing-masing disebut kemuluran atau kekuatan tarik akhir (σ t ). Besaran sifat mekanis yang lain adalah kekuatan bentur, yang didefenisikan sebagai enaergi yang diperlukan untuk memecahkan spesimen. Ada dua cara umum untuk mengukur kekuatan bentur. Dalam cara pertama, spesimen ditempatkan pada suatu pemegang dengan salah satu ujungnya vertikal diatas pemegang. Suatu pendulum dengan bobot dan sudut tertentu diayunkan pada spesimen sampai terjadi patahan. Cara keduanya menggunakan beban, yang berupa bola atau batang logam yang dijatuhkan pada spesimen dari ketinggian tertentu. Kekuatan bentur dihitung dari enaergi benda jatuh yang digunakan untuk memecahkan spesimen sampai setengah bagian (Wirjosentono, B.1995). 2.5. Vulkanisasi Tahun 1839, Charles Goodyear menemukan proses yang dapat memperbaiki sifat karet mentah, yaitu dengan mengubahnya menjadi karet matang sehingga memiliki sifat elastis dan lebih tahan terhadap perubahan suhu. Proses tersebut dinamakan
20 vulkanisasi. Vulkanisasi adalah suatu proses mengaplikasikan panas kepada campuran elastomer dan bahan kimia untuk menurunkan plastisitas dan meningkatkan elastisitas, kekuatan dan kemantapan. Vulkanisasi merubah molekul karet yang panjang saling mengait menjadi suatu struktur tiga dimensi melalui pembentukan ikatan silang secara kimia. Proses vulkanisasi pada kompon dipengaruhi oleh suhu dan waktu. Parameter kritis selama vulkanisasi adalah waktu yang diperlukan untuk memulai reaksi. Laju dan lamanya pembentukan proses ikat silang. Peningkatan suhu vulkanisasi akan mempersingkat waktu vulkanisasi. Sebaliknya, penurunan waktu vulkanisasi akan memperlambat waktu vulkanisasi. Bahan pemvulkanisasi adalah bahan kimia yang dapat bereaksi dengan gugus aktif pada molekul karet untuk membentuk ikat silang antar molekul. Belerang (sulfur) adalah bahan yang pertama kali dan yang terutama digunakan untuk memvulkanisasi atau bahan pembentuk ikatan silang. Pembentukan ikat silang akan lebih cepat jika belerang dikombinasikan dengan bahan pencepat dan bahan lain. Pencepat adalah bahan kimia yang digunakan dalam bentuk sedikit bersama belerang untuk mempercepat proses vulkanisasi. B. Makna Asli dan Perkembangan Vulkanisasi Penemuan Goodyear tentang reaksi antara karet dan sulfur yang dihasilkan dari suatu pencampuran dari keduanya dengan tidak sengaja ditunjukkan panas tinggi pada permukaan tungku. Dari suatu eksperimen ulang, pencampuran karet dan sulfur bukanlah suatu hal yang baru ataupun suatu hal yang unik lagi bagi Goodyear, hanya penggunaan panas tinggilah yang masih merupakan hal yang baru. Pengaruh panas semata-mata adalah dasar penemuan yang dibuat oleh Goodyear yang belakangan ini
21 disebut proses vulkanisasi yang berkenaan dengan pengaruh panas dari pada kegunaan sulfur. Kemudian Alexander Parkes menemukan bahwa lapisan tipis karet dapat diubah dari plastis menjadi keadaan elastis oleh keadaan elastis dengan penggunaan sulfur monoklorida, dan bahwa perubahan ini dapat dikerjakan tanpa panas. Prosesnya membawa hasil yang kira-kira sama dengan vulkanisasi panas sehingga plastisitas karet berkurang, elastisitas bertambah, dan sifat-sifat fisik karet akan stabil. Proses yang dilakukan pada temperatur kamar ini disebut dengan Vulkanisasi Dingin, dan merupakan sebuah pengakuan bahwa panas tidak lebih dari hal yang pokok dalam vulkanisasi. Pengertian dasar tambahan dari istilah karet dan vulkanisasi saat ini bergantung pada besarnya sifat-sifat fisik, kesamaan fisik, dan perubahan fisik, dari pada identifikasi material yang hampir terbatas. Masing-masing mewakili perkembangan istilah untuk melindungi perkembangan konsep dari pada perluasan bahasa dengan mengadopsi istilah baru untuk menemukan kebutuhan akan konsep baru. Penghapus (eraser) dikembangkan kedalam material elastis tinggi dan perlakuan panas terhadap karet yang lain atau material seperti karet supaya membuatnya kurang plastis, tetapi lebih elastis dan lebih stabil dalam reakinya terhadap temperatur dan pelarut (Polhamus,L.G.1962). C. Vulkanisasi Sulfur Vulkanisasi sulfur adalah sistem yang sangat populer untuk bermacam-macam karet seperti NR, IR, SBR, dan BR, dikarenakan biayanya yang murah, mudah didapat, proses dan sifat fisik yang baik, dan mampu menyesuaikan dengan bermacam-macam metode, media panas, komposisi kompon, dan temperatur.
22 Sulfur S 8 dalam keadaan kristalin, terdiri dari 8 cincin. Secara termal stabil. Tetapi pada pemanasan, pembekuan cincin terjadi pad energi aktivasi 270 kj/mol. Ujung radikal bebas yang sangat reaktif terbentuk pada saat pemutusn rantai. Radikal bebas pada ujung rantai mampu berikatan dengan bagian molekul karet. ( Pembentukan Ikatan Silang Molekul Karet dengan Menggunakan Sulfur ) S 8 (ring) --- 0 S (S 6 ) S 0 ---CH 2 CH= =CH CH 2 -- + 0 S (S 6 ) S 0 ---CH CH= =CH CH 2 S(S 6 ) S 0 --CH CH= =CH CH 2 -- + --CH 2 CH= =CH CH 2 S (S 6 ) S 0 --CH CH= =CH CH 2 S 8 --CH---CH= =CH CH 2 Sumber : Rubber Engineering ; Loganathan,K.S Sulfur menyerang hampir secara terpisah pada atom karbon metilen. Vulkanisasi karet dengan sulfur sendiri adalah lambat dan merupakan proses yang tidak efisien. Dikarenakan energi aktivasi yang tinggi untuk pembukaan cincin sulfur, kontak yang lama pada temperatur tinggi (kira-kira 6 jam pada suhu 140 o C). Juga memerlukan jumlah sulfur yang banyak untuk membentuk ikatan silang. Tidak semua sulfur membentuk ikatan silang yang benar. Menurut Le Bras, masing masing ikatan silang memerlukan penggunaan 40-55 atom sulfur sebagaimana ditunjukkan oleh reaksi diatas. Produk vulkanisasi dengan cara ini mudah rusak oleh zat pengoksidasi dan
23 mempunyai kekuatan mekanik yang rendah.proses diatas dapat ditingkatkan dengan suatu akselerator, seperti basa, merkaptan, dithiokarbamat, disulfida dan logam oksida. Ikatan sulfur dapat berupa mono-, di-, atau polisulfida. Dengan akselerator efisiensi dari reaksi karet-sulfur dapat ditingkatkan. Energi aktivasi dari vulkanisasi menurun dari 270 kj/mol menjadi 80-125 kj/mol. Jumlah atom sulfur yang dibutuhkan untuk membentuk masing-masing ikatan silang berkurang dari 40-50 menjadi 10. Akselerator yang umum digunakan adalah sulphenamides dengan struktur C---S, yang akan bereaksi dengan rantai karet sebagai berikut. (Gambar Rantai Karet dan Akselerator Sulphenamides ) C --- C H C rantai karet N S Akselerator Sulphenamida C S Sumber : Rubber Engineering ; Loganathan,K.S
24 Aksi dasar dari akselerator adalah untuk memisahkan cincin S 8 menjadi bagian yang lebih kecil yang dapat bereaksi dengan karet menghasilkan ikatan silang yang lebih kecil. Masing-masing akselerator berbeda dalam hal kemampuannya untuk mempengaruhi tingkat kematangan, efisiensi pembentukan ikatan silang, dan sifat-sifat produk hasil vulkanisasi. Efisiensi pembentukan ikat silang meningkat dengan adanya zat yang disebut dengan aktivator, terutama zinc oksida dan asam stearat. Gabungan akselerator-akselerator seperti jenis AS---S x ---SA atau AS---S x Zn S A terbentuk dimana A disebut dengan aktivator, terutama zinc oksida membentuk zinc sulfida, seperti reaksi dibawah ini : 2 RH + S x + ZnO Rs x-1 R + ZnS + H 2 O 88 D. Hot-Air Oven Hot-air oven digunakan untuk memasak komponen yang dibentuk dari kompon karet dengan ketahan yang tinggi terhadap oksidasi. Pemasakan dengan udara yang dipanaskan mempunyai dua tujuan. Yang pertama adalah untuk melanjutkan proses pengikatan silang untuk meningkatkan sifat-sifat fisika dari kompon karet, terutama sekali ketergantungannya terhadap waktu, yang diukur sebagai tegangan relaksasi dan tekanan.
25 Kedua pemasakan dapat dipakai untuk pemakaian pada suhu tinggi dengan menaikkannya diatas suhu standar, asap beracun dibuang dalam cara ini dan produk mengalami perubahan yang kecil dalam dimensi, berkurang menjadi ukuran yang sebenarnya pemasakan untuk alasan selanjutnya utamanya dipraktekkan dengan kompon karet silikon dan fluorakarbon. Jenis oven yang dipilih tergantung pada ketelitian pengendalian suhu yang diperlukan. Oven yang bergantung pada konveksi panas yang sederhana dapat memiliki suhu yang berubah kira-kira 5 o C, dengan posisi didalam oven. Suhu ini dapat meningkat kirakira 3 o C dengan dibantu oleh kipas. Jacketed air-flow ovens, dimana udara melewati elemen pemanas diantara dinding dalam dan luar oven, dibantu oleh kipas, menaikkan suhu kira-kira 1,5 o C. Oven dengan kipas saluran udara dimana aliran udara selanjutnya ditingkatkan, memberikan kenaikan suhu kira-kira 1 o C. Ketika asap beracun mungkin dikeluarkan dari kompon yang sedang dimasak, penting untuk menganginkan oven seacara langung pada udara terbuka sehingga menjamin asap tidak masuk lagi ke areal kerja (Loganathan,K.S.1998).