Aktivator digunakan untuk meningkatkan vukanisasi dengan mengaktifkan akselator sehingga berperan lebih efektif. Dipercaya bahwa mereka bereaksi dengan beberapa cara untuk membentuk senyawa kompleks antara dengan akselator. Jadi senyawa
kompleks yang dibentuk lebih efektif mengaktifkan sulfur dalam campuran sehingga meningkatkan nilai pematangan.
Golongan akselator-aktivator antara lain :
a. Senyawa organik (terutama logam oksidasi), seperti : Zink Oksida, kapur terhidrasi, timbal magnesium oksida, alkali karbonat, dan hidroksida.
b. Asam-asam organik, seperti asam stearat, oleat, laurat, palmitat, dan miristat, serta minyak terhidrogenasi dari kelapa, ikan, dan biji-bijian.
c. Golongan alkalin, seperti amonia, amin, garam amin dengan asam lemah. 7. Antidegranat
Kehilangan sifat-sifat fisika karena proses penuaan disebabkan oleh pemotongan rantai silang, atau perubahan kimia pada rantai polimer. Konsekuensinya, anti-penuaan harus dapat bereaksi dengan zat menyebabkan anti-penuaan (ozon, oksigen, peroksida, panas, cahaya, cuaca, dan radiasi) untuk mencengah atau memperlambat perusakan polimer.
Golongan antidegranat antara lain : phenol, amino phenol, hidroquinon, phosphit, difenilamin, alkadiamin, phenilendiamin.
8. Pelunak (Physical Plasticizer)
Pelunak tidak bereaksi secara kimia dengan karet, tetapi berfungsi merubah sifat-sifat fisik dari compound karet atau vulkanisat. Jenis-jenis dari physical plasticizers ialah : extender oil, naphtenis, aromatic, miniral rubber, castor oil, miniral oil, ester gum dan lain-lain.
9. Pengisi (Fillers)
Dua jenis utama yang digunakan adalah carbon black dan channel black. Sedangkan nonblack fillers terdiri dari clays, kalsium karbonat, presipitatilika, dan titanium dioksida. Pemilihan pada filler khusus untuk compound akan berpengaruh pada
karakteristik proses dan sifat-sifat fisik yang diinginkan, harga, dan penampilan produk akhir (Morton,M.,1987).
2.6. Proses Vulkanisasi
Vulkanisasi adalah proses pembentukan ikatan silang antara molekul karet menggunakan bahan kimia pem-vulkanisasi sehingga molekul yang semula panjang berbelit itu menjadi suatu struktur tiga dimensi melalui pembentukan ikatan silang. Vulkanisasi sering disebut juga “cure”, tetapi lebih sering “cure” dipakai untuk menyatakan proses pematangan compound menjadi barang jadi karet.
2.6.1. Sistem Vulkanisasi
Vulkanisasi adalah kunci dari keseluruhan teknologi karet, walaupun kadar bahan yang terlibat dalam proses vulkanisasi tidak lebih dari 0,5 – 5 % berat keseluruhan campuran, namun proses ini memegang peranan yang penting dalam pembentukan sifat fisik dan sifat kimia yang dikehendaki. Maka setelah memilih jenis dan sifat elastomer yang digunakan sebagai bahan dasarnya, selanjutnya ditentukan aditif yang diperlukan untu memvulkanisasi elastomer atau karet yang semula bersifat plastis, liat dan tidak mantap terhadap suhu (thermoplastis) berubah menjadi elastis, kuat dan mantap berbentuknya terhdap perubahan suhu (thermoset).
Sistem vulkanisasi melibatkan bahan pemvulkanisasi, pencepat, penggiat, dan bila perlu penghambat untuk mengatur waktu pravulkanisasi atau scorch, waktu vulkanisasi dan tingkat kematangan (curing state) serta mengatur processability pada suhu yang diinginkan agar memperoleh sifat fisik vulkanisat yang dikehendaki.
2.6.2. Bahan Vulkanisasi
Bahan ini adalah pembentukan ikatan silang pada molekul karet. Sulfur merupakan unsur yang paling tua sebagai bahan pemvulkanisasi dan paling luas penggunaannya (Suharto,H.,1993).
2.6.3. Proses Vulkanisasi Dengan Sulfur
Penemuan Goodyear tentang reaksi antara karet dan sulfur yang dihasilkan dari suatu campuran keduanya dengan “tidak sengaja” ditujukan untuk panas tinggi pada permukaan tungku. Dari suatu eksperimen ulang, pencampuran karet dan sulfur bukanlah suatu hal yang masih merupakan hal yang baru. Pengaruh panas semata-mata adalah dasar penemuan yang dibuat oleh Goodyear yang belakangan ini disebut proses vulkanisasi yang berkenaan dengan pengaruh panas dari pada kegunaan sulfur.
Kemudian Alexander Parker menemukan bahwa lapisan tipis karet dapat diubah dari plastis menjadi keadaan elastis oleh 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. Penghapusan dikembangkan kedalam material elastis tinggi dan perlakuan panas terhadap karet, dengan adanya sulfur dikembangkan kedalam perlakuan terhadap karet yang lain atau material seperti karet supaya membuatnya kurang elastis dan lebih stabil dalam reaksi terhadap temperatur dan pelarut (Pholhamus,Loren,G.,1962).
Karet alam, jika dipansi, menjadi lunak dan lekat, dan kemudian dapat mengalir. Karet alam larut sedikit demi sedikit dalam benzen. Akan tetapi, bilamana karet alam divulkanisasi, yakni dipansi bersama sedikit sulfur (sekitar 2%), ia menjadi sambung-silang dan menjadi perubahan yang luar biasa pada sifatnya. Karet yang belum divulkanisasi bersifat ‘regas’ ketika diregang, yakni makin melunak karena rantainya pecah-pecah dan kusut.
Namun, karet tervulkanisai 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.
Laju reaksi antara karet alam dengan belerang dapat ditingkatkan dengan penambahan ‘pemercepat’ yang terdiri dari senyawa organik tertentu (Cowd,M.A.,1991).
2.6.4. Parameter Vulkanisasi
Parameter yang kritis selama vulkanisasi adalah waktu yang diperlukan untuk memulai reaksi, laju dan lamanya proses pembentukan ikat silang. Sebelum bereaksi ikatan silang berlangsung, diperlukan waktu yang cukup pencampuran, mengisi acuan/cetakan dan pengempaan (press) dan lain-lain. Segera reaksi vulkanisasi berlangsung, proses harus berjalan lancar dan cepat tanpa ada hambatan.
Berlangsungnya proses vulkanisasi ditandai dengan meningkatnya viskositas. Viskositas akan terus meningkat sehingga vulkanisasi sempurna. Alat yang digunakan untuk mencatat parameter vulkanisasi adalah curemeter (curometer atau rheometer). Alat tersebut mencatat tahapan compound terhadap gerak osilasi sebagai fungsi waktu dari mulai diuji hingga vulkanisasi sempurna.
2.7. Pengolahan Compound (Senyawa)
Pada proses pembuatan compound diperlukan beberapa bahan yang harus ditambahkan dengan karet seperti bahan vulkanisasi, anti oksida dan bahan-bahan yang lainnya. Sehingga dapat dilakukan proses pembuatan compound dan vulkanisasinya.
2.7.1. Proses Pengolahan Compound (Senyawa) a. Proses Penggilingan Dengan Mesin Two Roll Mill
Karet dimasukkan kedalam mesin penggilingan untuk dihancurkan. Untuk mempermudah proses penggilingan karet menjadi roll, perlu ditambahkan strutrola
A-86 yang kegunaannya untuk melunakkan karet pada proses penggilingan agar mudah dihancurkan. Dalam proses ini waktu yang dibutuhkan kurang lebih 20 sampai 25 menit.
b. Proses Pencampuran Dengan Mesin Blumberry Pada proses pencampuran ini terjadi dua tahap, yaitu :
Step 1 : Pada tahap ini terjadi pencampuran antara karet, carbon black dan Rubber Processing Oil (RPO), proses ini dilakukan selama 2 menit dan pada suhu kurang lebih 100oC.
Step 2 : Step 1 tercampur dengan rata, kemudian dicampurkan bahan pencepat yaitu Zinc oxide, Stearic acid, Flexzone 3C dan TQ, proses ini dilakukan selama 2 menit. Jadi proses pencampuran ini seluruhnya berlangsung selama kurang lebih 4 menit. c. Proses Penggilingan Dengan Mesin Two Roll Mill
Setelah melalui proses pencampuran atau internal mixer, campuran karet dan bahan kimia dimasukkan kembali ke mesin penggilingan atau open mill untuk dihancurkan kembali, proses ini berlangsung selama kurang lebih 2 menit dan dilakukan pada suhu 70oC.
d. Proses Master Batch
Pada proses ini karet yang sudah digiling, kemudian dibentuk menjadi lembaran karet, proses ini dilakukan selama 2 menit. Hasilnya berupa lembaran-lembaran karet yang siap disimpan untuk dilakukan proses selanjutnya.
e. Proses Penggilingan Dengan Mesin Two Roll Mill
Pada proses ini lembaran-lembaran karet dihancurkan kembali. Setelah karet dihancurkan kembali, dilakukan pencampuran bahan pemvulkanisasi yaitu sulfur, bahan pencepat yaitu MBS/NOS, dan bahan penghambat yaitu PVI (Prevulcanization Inhibitor). Proses ini dilakukan selama 2 menit dan suhu lebih kurang 70oC.
Compound karet panjang dengan bentuk tertentu yang dihasilkan mesin ekstruder selanjutnya dapat divulkanisasi dalam mesin vulkanisasi. Ukuran mesin ekstruder ditentukan oleh diameter ulirnya dan dinyatakan dalam inci.
g. Proses Pemberian Bentuk Dengan Mesin Calender
Dalam proses ini compound karet dimasukkan secara teratur pada celah penerima mesin calender. Lembaran compound yang keluar merupakan lembaran compound yang panjang dengan tebalnya yang disesuaikan dengan tebal produk yang akan dibuat dan memiliki permukaan yang licin.
h. Proses Pemberian Bentuk Dengan Mesin Press
Proses pemberian bentuk dengan menggunakan mesin press yaitu memberi bentuk bunga ban pada compound dengan kekuatan 60 ton daya tekan. Proses ini dilakukan untuk memberikan sentuhan akhir pada proses pembentukan compound menjadi ban luar (Suharto,H.,1993).
2.8. Pemilihan Bahan Pengisi
Ada 2 macam bahan pengisi dalam proses pengolahan karet. Pertama, bahan pengisi yang tidak aktif. Kedua, bahan pengisi yang aktif atau bahan pengisi yang menguatkan. Yang pertama hanya menambah kekerasan dan kekakuan pada karet yang dihasilkan, tetapi kekuatan dan sifat lainnya menurun. Biasanya bahan pengisi tidak aktif lebih banyak digunakan untuk menekan harga karet yang dibuat karena bahan ini berharga murah, contohnya kaolin, tanah liat, kalsium karbonat, magnesium karbonat, barium sulfat, dan barit. Bahan pengisi aktif atau penguat contohnya karbon hitam, silika, alumunium silikat, dan magnesium silikat. Bahan ini mampu menambah kekerasan, ketahana sobek, ketahanan kikis, serta tegangan putus yang tinggi pada karet yang dihasilkan. Kadang-kadang bahan pengisi aktif dan tidak aktif diberikan pada campuran sebagai alternatif penghemat biaya (Tim Penulis PS.,1992).
2.9. Klasifikasi Carbon Black
Carbon black adalah suatu produk dengan skala besar. Pada dunia produksi dibutuhkan kira-kira 2,5 juta ton per tahun. Carbon black banyak digunakan pada
industri ban dan industri karet sebagai bahan pengisi penguat. Menurut proses produksinya carbon blck dapat digolongkan sebagai berikut :
2.9.1. Furnace Black
Pada tahun 1943 minyak furnace dari proses gas alam. Furnace black diproduksi dari zat cat aromatik, asalnya dari fraksionasi petroleum, hasil penyulingan aspal cair atau pembakaran etylene. Pada dasarnya, zat tersebut dipanaskan dulu dan dibakar dengan pemasukan udara yang cukup. Temperatur dan kondisi lainnya diatur dengan pembakaran gas. Reaksi dilengkapi dengan suatu air spray dan carbon blacknya terpisah dari campuran gas uap air pada Zyclones atau alat penyaring dan hasilnya didapatkan.
2.9.2. Thermal Black
Thermal black secara umum diproduksi dari gas alam yang dipanaskan dulu pada ruangan hampa udara. Thermal black termasuk zat non aktif, meningkatkan kekuatan tarik dari vulkanisat menjadi lebih kecil, tetapi memberi kekerasan pada penguatan yang tinggi dan pengolahan baik serta sifat yang dinamis. Thermal black baru saja ditemukan dan memiliki kekurangan yaitu harga yang mahal, tetapi baru-baru ini telah meningkat kapasitasnya dengan cepat. Penggunaan thermal black ditujukan untuk suatu aplikasi yang khusus.
2.9.3. Channel Black
Hingga akhir perang dunia ke-2 channel black digunakan sebagai bahan penguat yang penting. Channel black telah menggantikan furnace black yang telah dikembangkan sejak beberapa tahun sebelum perang. Furnace black jenis SBR lebih tahan terhadap abrasi jika dibandingkan dengan Channel black. Channel lebih aditif (nilai pH-nya sekitar 5 dibandingkan dengan furnace black 6,5 – 10) dari pada pengisi yang lain.
Channel black dihasilkan oleh pembakaran parsial dari gas hidrokarbon, kebanyakan gas alam, melalui proses pembakaran dengan menggunakan baja.
2.9.4. Jenis Carbon Black Lainnya
Disamping jenis yang utama dari carbon black dapat ditemukan juga jenis lainnya, yaitu :
1. Acetylene Black, yang disiapkan oleh dekomposisi thermal dari acetylene, yang diketahui dari konduktivitas elektriknya. Acetylene Black mempunyai keuntungan pada banyak aplikasi dimana diperlukan daya konduktivitas yang tinggi, dan elektrostatik harus dihindari, sebagai contoh pada penggilingan, pipa karet kapal tangki, kontainer. Acetylene balck sering digantikan oleh konduktivitas furnace black.
2. Flame Black, dihasilkan dari pembakaran dari bahan bakar cair dengan proses pengolahan sifat yang menggunakan bahan yang mempunyai sifat dinamik. Flame black sering digantikan oleh furnace black, terutama dengan struktur yang lebih tinggi.
3. Electric Arc Carbon Black, adalah hasil sampingan dari produk acetylen pada elektrik Arc. Tapi sekarang ini jenis ini tidak diproduksi lagi (Werner Hofmann,1989).
2.10. Pengaruh dari Bahan Pengisi
Istilah pengisi mengacu pada zat aditif yang padat yang disatukan dalam matriks plastik. Pengisi secara umum adalah material anorganik dan dapat digolongkan menurut pengaruhnya pada sifat mekanis dari suatu campuran. Bahan pengisi ditambahkan terutama untuk mengurangi biaya dari compound, dimana ketahana pengisi ditambahkan untuk mengurangi sifat mekanis seperti modulus atau kekuatan tarik. Bahan pengisi penguat akan meningkatkan regangan, meningkatkan temperatur panas, mengurangi penyusutan, meningkatkan modulus. Bahan pengisi penguat memperbaiki beberapa sifat mekanis. Dalam beberapa hal, suatu ikatan kimia dibentuk antara pengisi dan polimer, di dalam hal lain volume pengisi mempengaruhi sifat-sifat dari thermoplastic. Sebagai hasilnya, sifat pada permukaan dan interaksi antara pengisi dan termoplastik mempunyai arti yang penting. Suatu bagian dari sifat pengisi meliputi perlakuan. Yang terdiri dari bentuk partikel, ukuran partikel, dan distribusi dari ukuran, dan kimia permukaan dari suatu partikel. Secara umum, semakin kecil partikel, semakin besar peningkatan dari sifat mekanis, seperti kekuatan tarik. Partikel yang lebih besar dapat memberikan sifat reduksi yang dibandingkan ke termoplastik murni. Partikel bentuk dapat juga mempengaruhi sifat. Sebagai contoh
seperti partikel yang berserat mungkin diorientasikan selama pengolahan. Ilmu kimia permukaan dari partikel adalah penting untuk diinteraksikan dengan polimer dan untuk memungkinkan interfasial adhesi yang baik. Ilmu tersebut penting untuk permukaan partikel polimer basah dan mempunyai interfasial baik yang mengikat untuk memperoleh hasil yang lebih baik. Carbon black digunakan sebagai suatu pengisi utama pada industri karet, tetapi carbon black dapat juga ditemukan pada aplikasi konduktivitas thermoplastik, perlindungan terhadap UV, dan sebagai pigmen. (Charles A.Harper,2002).
2.11 Rubber Fender (Karet Fender,Dock Bumper)
Fungsi utama dari Rubber Fender/Karet Fender/Dock Bumper yang umum adalah untuk mencegah kerusakan pada struktur .Jumlah energi yang diserap dan gaya dampak maksimum adalah kriteria utama yang diterapkan dalam praktek desain fender.
Desain sebuah Karet Fender didasarkan pada hukum kekekalan energi. Jumlah energi yang diperkenalkan ke dalam sistem harus ditentukan, dan kemudian Fender dirancang untuk menyerap energi dari kekerasan dan tekanan lambung kapal.
Type – Type Karet Fender yaitu :
1. Rubber Fender Type V/Arch Fender umum digunakan untuk pelabuhan atau dermaga. Fender V adalah jenis fender yang telah dioptimalkan untuk peningkatan penyerapan energi untuk gaya reaksi rasio, pemasangan yang mudah.
2. Cylinder Rubber Fender digunakan untuk longitudinal dan melintang di dermaga. Fender silinder memiliki gaya reaksi rendah dan penyerapan energi yang bagus. 3. Rubber Fender Type D memiliki gaya reaksi, dengan penyerapan energi yang
lebih tinggi. Biasa digunakan untuk frame dermaga dan kapal-kapal yang lebih kecil karena lebar ke bawah.
4. Rubber Fender Type Cell kekuatan reaksi rendah dan kemampuan penyerapan energi yang tinggi, karet fender cell dilengkapi dengan frontal frame. Produk
tersebut memiliki karakteristik penyerapan tenaga yang lebih tinggi, dan sangat handal untuk penggunaan di dermaga / pelabuhan dengan kapal besar.
5. Rectangle/Square Rubber Fender mempunyai model sederhana cocok dalam segala medan di lapangan. Karet Fender tipe kotak ini mudah untuk dipasang dan dilepas biasa digunakan untuk warehouse/gudang, pile/tiang pancang, loading dock, kapal, dan lain-lain