TINJAUAN PUSTAKA
KAO-V 7.0 bsk
waktu skorj, menit 5.94 4.45 3.71 2.98 1.47
t90, m.m 9.89 7.61 6.31 5.40 3.38
tork maksimum, dN.m 5.34 6.49 6.59 7.57 7.21
tork minimum, dN.m 0.03 0.13 0.11 0.03 0.09
tork (maks.– min.), dN.m 5.31 6.36 6.48 7.54 7.12
Dari tabel 4.2. diatas dapat diamati, bahwa penambahan alkanolamida sebanyak 1,0; 3,0; 5,0; dan 7,0 bagian per-seratus bagian karet alam (bsk) ke dalam kompon Karet Alam berpengisi kaolin, menghasilkan kompon-kompon karet alam berpengisi kaolin dan alkanolamida (kompon-kompon-kompon-kompon KAO-II hingga KAO-V, dengan waktu scorch dan waktu pematangan yang lebih pendek dari kompon karet alam berpengisi kaolin saja (kompon KAO-I). Terjadi percepatan pematangan (cure enhancement). Hal ini kemungkinan disebabkan karena alkanolamida bertindak sebagai bahan yang membantu atau berkontribusi positif terhadap proses pematangan (co-curing agent), dimana gugus amina dari alkanolamida yang basa dapat meningkatkan derajat keasaman (pH) dari kompon karet alam sehingga menyebabkan percepatan pematangan kompon karet tersebut. Setiap bahan yang lebih bersifat basa akan mempercepat proses pematangan kompon karet, karena bahan-bahan yang bersifat asam dapat melambatkan (retardasi) pengaruh dari bahan pencepat (accelerator) [8].
Semakin besar jumlah alkanolamida yang ditambahkan ke kompon karet alam berpengisi kaolin, maka semakin meningkat laju pematangan (cure rate),
yaitu semakin pendek waktu scorch dan waktu pematangan. Hal ini sama saja dengan memberikan effek semakin bersifat basa kompon karet alam tersebut, dengan meningkatnya kadar alkanolamida di dalam kompon karet alam tersebut.
Penambahan alkanolamida dengan kadar hingga 5,0 bsk ke dalam kompon karet alam berpengisi kaolin menghasilkan kompon karet alam berpengisi kaolin dan alkanolamida dengan nilai (Tork maksimum – Tork minimum) yang meningkat. Hal ini dapat disebabkan, alkanolamida dapat bertindak sebagai bahan yang membantu proses atau reaksi sambung silang (curative agent), yaitu dapat membentuk sambung silang tambahan, baik sambung silang secara kimia maupun sambung silang fisik antara kaolin dengan karet alam. Penambahan sambung-sambung silang ini menyebabkan peningkatan kerapatan sambung-sambung silang vulkanisat karet [10]. Sedangkan total kerapatan sambung silang secara relatif dapat diukur dari nilai (Tork maksimum – Tork minimum).
Penambahan lebih lanjut hingga 7,0 bsk menyebabkan nilai (Tork maksimum – Tork minimum) mulai menurun. Hal ini kemungkinan kerapatan sambung silang yang mulai menurun disebabkan alkanolamida yang berlebih mulai menyerap bahan-bahan kuratif sulfur dan lain sebagainya.
Karakter vulkanisasi untuk setiap jenis kompon karet berbeda satu sama lain. Oleh karena itu, setiap jenis kompon karet terlebih dahulu harus ditentukan suhu dan waktu vulkanisasi yang optimum dengan menggunakan alat rheometer. Penentuan suhu dan waktu vulkanisasi yang optimum perlu dilakukan agar dihasilkan vulkanisat yang sempurna matang (optimum cured).
Biasanya suhu vulkanisasi berkisar antara 140°C sampai 160°C dengan waktu vulkanisasi yang agak lama, karena karet adalah pengantar panas yang buruk. Bila waktu vulkanisasinya kurang daripada waktu vulkanisasi optimum maka barang karetnya tersebut kurang matang (under cured), dan sebaliknya jika waktu vulkanisasi terlalu lama, barang karetnya akan terlampau matang (over cured). Barang jadi karet yang kurang matang atau terlampau matang memiliki sifat fisika yang kurang baik, sehingga harus dihindari [1].
Penjelasan ini konsisten dengan gambar 4.4 Kerapatan sambung silang vulkanisat karet berpengisi kaolin tersebut meningkat dengan ditambahkannya
alkanolamida hingga kadar 5,0 bsk, penambahan yang lebih banyak menyebabkan kerapatan sambung silang menjadi turun.
4.3 Pengaruh Penambahan Alkanolamida terhadap Sifat-Sifat Mekanikal Vulkanisat Karet Alam Berpengisi Kaolin
Gambar 4.2 Kekerasan Vulkanisat Karet Alam Berpengisi Kaolin dan Alkanolamida
Kekerasan merupakan salah satu sifat fisika yang dapat dijadikan indikator dalam penggunaan jenis dan banyaknya pengisi serta sistem vulkanisasi yang digunakan. Penambahan bahan pengisi akan meningkatkan kekerasan vulkanisat. Selain karena adanya bahan penguat dan bahan pengisi, kekerasan juga dipengaruhi oleh bahan pelunak yang ditambahkan. Penambahan bahan pelunak akan mengurangi kekerasan [12].
Dari gambar 4.3 diatas, terlihat bahwa penambahan alkanolamida ke dalam kompon karet alam berpengisi kaolin dengan kadar 1,0 bsk hingga 5,0 bsk menghasilkan vulkanisat karet alam berpengisi kaolin dan alkanolamida dengan kekerasan (hardness) yang semakin meningkat. Sifat kekerasan dari vulkanisat
50,0 51,0 52,0 53,0 50,5 48,0 49,0 50,0 51,0 52,0 53,0 54,0
KAO-I/0 KAO-II/1 KAO-III/3 KAO-IV/5 KAO-V/7
K ek er a sa n ( Sh o re A )
Formulasi / Kadar alkanolamida (bsk)
karet sama seperti sifat modulus tensil 100% (M100), yang juga dapat menunjukkan sifat kekakuan (stiffness) [14].
Gambar 4.3 Pengaruh vulkanisasi terhadap sifat vulkanisat [1]
Pada gambar 4.3 diatas dapat dilihat bahwa proses vulkanisasi menyebabkan suatu bentuk dari sifat viskos atau plastis menjadi elastis. Ketahanan sobek, umur keletihan dan kelenturan berhubungan dengan energy pemutusan. Sifat-sifat ini akan naik hingga mencapai kerapatan ikatan silang tertentu (optimum) dan kemudian akan turun kembali. Selain oleh ikatan silang, sifat-sifat yang diperlihatkan pada gambar juga dipengaruhi oleh jenis ikatan silang, jenis polimer (karet), jenis dan jumlah bahan pengisi [1].
Penambahan alkanolamida yang lebih lanjut (7,0 bsk) menyebabkan kekerasan dari vulkanisat karet berpengisi tersebut menjadi menurun. Hal ini disebabkan jumlah/kadar yang lebih banyak dari alkanolamida tersebut membuat ianya dapat bertindak sebagai bahan yang dapat melarutkan bahan-bahan kuratif, sehingga menurunkan kerapatan sambung silang yang mungkin dibentuk. Penjelasan ini konsisten dengan nilai (Tork maksimum – Tork minimum) dari kompon-kompon karet alam berpengisi tersebut (lihat tabel 4.2).
4.4 Pengaruh Penambahan Alkanolamida terhadap Kerapatan Sambung Silang Vulkanisat Karet Alam Berpengisi Kaolin
Gambar 4.4 Kerapatan Sambung Silang Vulkanisat Karet Alam Berpengisi Kaolin dan Alkanolamida
Dari gambar 4.6. diatas, dapat dilihat bahwa penambahan alkanolamida ke dalam kompon karet alam berpengisi kaolin, menyebabkan peningkatan kerapatan sambung silang dari vulkanisat karet alam berpengisi tersebut hingga penambahan bahan tersebut mencapai kadar 5,0 bsk. Hal ini dapat disebabkan alkanolamida dapat bertindak sebagai bahan kuratif, dengan membentuk sambung silang tambahan, melalui pembentukan ikatan SiOH yang berada pada bilangan gelombang 3200-4000 cm-1 [33] (lihat gambar FT-IR, lampiran A). Penambahan alkanolamida dengan kadar yang lebih besar dari 5,0 bsk. menyebabkan kerapatan sambung silang yang terjadi menurun. Hal ini dapat menyebabkan bahan tersebut dapat melarutkan bahan-bahan kuratif lainnya, sehingga menjadi melarut ke dalam bahan tersebut, yang berkonsekensi kepada penurunan kerapatan sambung silang yang mungkin terjadi.
55,0848359,78832 69,64809 71,94267 58,25422 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 1 2 3 4 5 6 7 8 K e ra pa ta n sa m bung si la ng ( x 10 -5 mol /cm 3) Kadar alkanolamida (bsk)
