4.1. Hasil
4.1.1. Analisis Swelling Index
Hasil penelitian yang telah dilakukan terhadap pengaruh penambahan kalsium karbonat (CaCO3) sebagai bahan pengisi dan waktu vulkanisasi terhadap kekuatan tarik dan swelling index filem lateks karet alam diperoleh data nilai swelling index yang ditunjukkan pada tabel 4.1.
Tabel 4.1. Data Nilai Swelling Index dengan Pengisi Kalsium Karbonat
Bahan pengisi kalsium karbonat
(gram)
Berat sampel setelah mengembang (mm) Nilai Swelling Index (mm) 0 68 1,78 5 70 1,84 15 73 1,92 25 76 2,00
Swelling index merupakan nilai yang menunjukkan perbandingan antara diameter pengembangan (setelah dimasukkan ke dalam cairan organik) dengan diameter awal. Untuk menentukan nilai swelling index digunakan rumus sebagai berikut :
Swelling Index
=
Contoh :
Diketahui : Pembacaan pada kertas mm sesudah swelling 68 mm Diameter awal pada sampel sebelum swelling 38 mm
Swelling Index =
=
= 1,78 mm
4.1.2. Analisis Kekuatan Tarik
Hasil penelitian yang telah dilakukan terhadap pengaruh pengisi kalsium karbonat dan waktu vulkanisasi terhadap kekuatan tarik dan swelling index filem lateks karet alam di peroleh nilai kekuatan tarik untuk filem lateks karet alam dengan penambahan pengisi kalsium karbonat sebanyak 5 gram, 15 gram dan 25 gram dengan waktu vulkanisasi 20 menit, 30 menit dan 40 menit ditunjukkan pada tabel 4.2.
Tabel 4.2. Data Hasil Pengujian Kekuatan Tarik Filem Lateks Karet Alam
Waktu vulkanisasi Berat
Kalsium Karbonat
Kekuatan Tarik (MPa)
20 menit 30 menit 40 menit
0 5,9 4,5 2,9
5 gram 7,5 7,0 6,0
15 gram 10,7 10,4 6,7
25 gram 9,2 6,3 5,2
Penentuan kekuatan tarik dapat dilakukan dengan pemberian beban tertentu pada spesimen sehingga terjadi perubahan panjang (regangan) yang dapat menyebabkan spesimen tersebut menjadi putus.
Harga kekuatan tarik dapat di hitung dengan rumus:
Kuat tarik n)
=
Contoh : sampel diuji mempunyai ketebalan 0,2 mm dan lebar 5 mm sehingga harga Ao =0,2 mm x 5 mm = 1,0 mm2 dan harga load = 0,59 kgf , maka harga kuat tarik adalah :
Kuat tarik (σn) =
= 0,59 kgf/mm2 = 5,9 MPa
4.1.3. Analisis Kemuluran (ε)
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan di peroleh nilai kemuluran (ε) untuk filem
lateks karet alam dengan penambahan pengisi kalsium karbonat sebanyak 5 gram, 15 gram dan 25 gram dengan waktu vulkanisasi 20 menit, 30 menit dan 40 menit ditunjukkan pada tabel 4.3. di bawah ini :
Tabel 4.3. Data Hasil Pengujian Kemuluran (ε)Filem Lateks Karet Alam
Waktu vulkanisasi Berat
Kalsium Karbonat
Kemuluran (ε) (%)
20 menit 30 menit 40 menit
0 589 488,9 330,2
5 gram 808,4 715,8 574,5
15 gram 1.196 1.129 970
25 gram 908,6 598,8 593,3
Harga kemuluran dapat di hitung dengan rumus :
(ε) =
x
100% Keterangan : (ε) = harga kemuluranlo = panjang spesimen mula – mula (mm) l = panjang spesimen saat putus (mm) contoh :
Untuk sampel yang diuji mempunyai panjang mula – mula 45 mm dan pada saat putus 310,07 mm, maka harga kemuluran adalah :
Kemuluran (ε) =
x
100 % = 589 %4.1.4. Uji Total Solid Content (TSC)
Hasil penelitian yang telah dilakukan terhadap pengaruh pengisi Kalsium Karbonat dan waktu vulkanisasi terhadap kekuatan tarik dan swelling index filem lateks karet alam diperoleh nilai Total Solid Content (TSC) dari kompon lateks karet alam dengan penambahan bahan pengisi kalsium karbonat ditunjukkan pada tabel 4.4
Tabel 4.4. Nilai Total Solid Content (TSC) dari Kompon Lateks Karet Alam Berat Kalsium Karbonat Berat Petridish + Sampel (gram) Berat Petridish (gram) Berat Sampel Basah (gram) Berat Petridish + Sampel (gram) Berat Sampel Kering (gram) % TSC %TSC 0 gram 46,0725 43,7299 2,3426 45,1563 1,4264 60,88 60,87 41,1839 37,4076 3,7763 39,7054 2,2978 60,85 5 gram 44,0665 39,5462 4,5203 42,3158 2,7696 61,27 61,17 40,4793 36,7415 3,7378 39,0243 2,2828 61,07 15 gram 47,3695 44,8915 2,4780 46,4100 1,5185 61,28 61,24 47,1392 44,2683 2,8709 46,0252 1,7569 61,20 25 gram 43,2062 38,2088 4,9974 41,2719 3,0631 61,30 61,26 50,1687 45,1431 5,0256 48,2192 3,0761 61,21
Harga Total Solid Content (TSC) dari kompon karet alam dapat dihitung dengan rumus :
% TSC =
x
100= x 100
= 60,88 %
4.2. Pembahasan
4.2.1. Pengaruh Pengisi Kalsium Karbonat Terhadap Nilai Swelling Index
Pengaruh penambahan pengisi Kalsium Karbonat sebagai bahan pengisi lateks karet alam terhadap nilai swelling index dapat ditunjukkan pada gambar 4.1 di bawah ini :
Gambar 4.1. Grafik hubungan nilai Swelling Index terhadap berat pengisi Kalsium Karbonat
Analisis swelling index adalah penentuan density sambung silang secara fisika, densitas sambung silang menunjukkan rapat ikat silang atau crosslink density .Gambar 4.1.menunjukkan bahwa nilai swelling index meningkat dengan meningkatnya penambahan bahan pengisi pada komponen filem lateks karet alam. Densitas sambung silang meningkat menunjukkan bahwa filem lateks karet alam tersebut telah mengalami sambung silang yang baik. Swelling index ini menunjukkan peningkatan kerapatan hubungan silang antara lateks dengan bahan lainnya. Pada berat 15 gram, diperoleh nilai swelling index optimum yaitu 1,92 mm, dimana nilai tersebut sesuai dengan Standart nilai swelling index yang telah ditetapkan di PT.Industri Karet Nusantara (Nusantara Rubber Industry). Nilai swelling index yang optimum juga dapat menggambarkan bahwa filem lateks karet alam mengalami sambung silang yang sempurna semasa proses pemvulkanisasi dilakukan. Pada kompon lateks tanpa penambahan bahan pengisi diperoleh nilai swelling index minimum yaitu 1,78 mm, hal ini dikarenakan belum terjadinya proses sambung silang pada filem lateks karet alam sedangkan pada penambahan bahan pengisi 25 gram di peroleh nilai swelling indeks yaitu 2,00 mm dan nilai ini telah melampaui batas standart nilai swelling indeks yang telah ditetapkan di PT.IKN yaitu 1,92 mm.
4.2.2. Pengaruh Pengisi Kalsium Karbonat dan Waktu Vulkanisasi Terhadap Kekuatan Tarik Filem Lateks Karet Alam
Pengaruh penambahan bahan pengisi Kalsium Karbonat dan waktu vulkanisasi terhadap kekuatan tarik filem lateks karet alam dapat dilihat pada gambar 4.2.
Gambar 4.2. Grafik hubungan nilai Kekuatan Tarik terhadap berat pengisi Kalsium Karbonat dan waktu vulkanisasi
Pada gambar 4.2. menunjukkan bahwa penggunaan pengisi Kalsium Karbonat memberikan kekuatan tarik yang lebih tinggi dari pada tanpa penambahan bahan pengisi. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa kekuatan tarik yang diperoleh pada filem lateks karet alam dengan penambahan pengisi sebanyak 5 gram dengan waktu vulkanisasi 20 menit adalah 5,9 MPa, hasil ini menunjukkan nilai yang lebih tinggi dibandingkan tanpa penambahan bahan pengisi pada waktu vulkanisasi 20 menit yaitu 5,9 MPa. Peningkatan kekuatan tarik pada tahap awal disebabkan oleh sambung silang yang terjadi terhadap filem (Blackley,1973). Kekuatan tarik meningkat berkaitan dengan interaksi antara bahan pengisi dengan karet yang mana dipengaruhi oleh derajat pendispersian pengisi di dalam fasa karet. Dispersi pengisi yang lebih merata menghasilkan permukaan yang lebih luas bagi interaksi pengisi dan karet sehingga interaksi pengisi dengan karet menjadi kuat.
Pada penambahan bahan pengisi kalsium karbonat sebanyak 15 gram dengan waktu vulkanisasi 20 menit diperoleh nilai kekuatan tarik optimum yaitu 10,7 MPa dan dengan berat pengisi yang sama dengan waktu vulkanisasi 30 menit dan 40 menit kekuatan tarik yang dihasilkan menurun hal ini disebabkan karena waktu vulkanisasi yang terlalu lama, proses vulkanisasi yang berlangsung lama menyebabkan sambung silang yang berlaku terus meningkat sehingga mengakibatkan menurunnya kekuatan tarik dari filem yang dihasilkan.. Pengujian kekuatan tarik bertujuan untuk mengetahui kekuatan tarik dari karet vulkanisat dan vulkanisasi yang membentuk ikatan silang, maka sifat kekuatan tarik akan naik hingga mencapai rapat ikatan silang tertentu kemudian turun kembali (Nuyah, 2009). Kekuatan tarik menurun bila penambahan bahan pengisi kalsium karbonat ditingkatkan sampai 25 gram. (Flory 1947), menyatakan bahwa penurunan kekuatan tarik dikarenakan mengalami hanya sedikit terjadi proses sambung silang setelah mencapai titik optimum.
4.2.3. Pengaruh Pengisi Kalsium Karbonat dan Waktu Vulkanisasi Terhadap Kemuluran (ε) Filem Lateks Karet Alam
Pengaruh penambahan bahan pengisi Kalsium Karbonat dan waktu vulkanisasi terhadap kemuluran filem lateks karet alam dapat dilihat pada gambar 4.3.
Gambar 4.3. Grafik hubungan nilai Kemuluran terhadap berat pengisi Kalsium Karbonat dan waktu vulkanisasi
Pada gambar 4.3. menunjukkan bahwa penggunaan pengisi Kalsium Karbonat memberikan nilai kemuluran yang lebih tinggi dari pada tanpa penambahan bahan pengisi. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa nilai kemuluran yang diperoleh pada filem lateks karet alam dengan penambahan pengisi sebanyak 5 gram dengan waktu vulkanisasi 20 menit adalah 808,4 %, hasil ini menunjukkan nilai yang lebih tinggi dibandingkan tanpa penambahan bahan pengisi pada waktu vulkanisasi 20 menit yaitu 589 %. Pada penambahan bahan pengisi kalsium karbonat sebanyak 15 gram dengan waktu vulkanisasi 20 menit diperoleh nilai kemuluran optimum yaitu 1.196 % dan untuk berat pengisi yang sama dengan waktu vulkanisasi 30 menit dan 40 menit nilai kemuluran yang dihasilkan menurun.
4.2.4. Pengaruh Variasi Berat Pengisi Kalsium Karbonat Terhadap Nilai Total Solid Content (TSC)
Pengaruh penambahan berat Kalsium Karbonat sebagai bahan pengisi lateks karet alam terhadap nilai Total Solid Content (TSC) dapat ditunjukkan pada gambar 4.4.
Gambar 4.4. Grafik hubungan nilai Total Solid Content (TSC) terhadap berat Kalsium Karbonat
Total Solid Content (TSC) diukur untuk mengetahui ketebalan dari kompon yang di buat agar dihasilkan produk filem lateks karet alam dengan ketebalan yang merata. Menurut ASTM D.1076 – 80 dan ISO 2004 Kandungan Total Solid Content (TSC) maksimal (%) dari suatu kompon yang diperbolehkan adalah 61,5%. Gambar 4.4. menunjukkan bahwa penambahan berat pengisi kalsium karbonat dapat meningkatkan
% TSC dari kompon lateks karet alam, pada berat pengisi kalsium karbonat 25 gram diperoleh hasil % TSC sebesar 61,26%, sedangkan pada pembuatan kompon karet alam tanpa penambahan bahan pengisi di peroleh hasil %TSC sebesar 60,87%, jadi dengan penambahan bahan pengisi kalsium karbonat pada kompon lateks karet alam % TSC yang dihasilkan masih memenuhi standart yang diperbolehkan menurut ASTM D.1076-80 dan ISO 2004.
4.2.5. Hasil Karakteristik Filem Lateks Karet Alam
Hasil karakterisasi filem lateks karet alam dilakukan dengan analisis Scanning Electron Microscopy (SEM). SEM adalah salah satu jenis mikroskop elektron yang menggunakan berkas elektron untuk menggambar profil permukaan benda. Alat SEM berfungsi untuk menunjukkan bentuk (morfologie) dan perubahan dari suatu permukaan bahan.
Hasil fotografi permukaan spesimen filem lateks karet alam tanpa penambahan bahan pengisi dengan waktu vulkanisasi 20 menit dan perbesaran 500 x diperlihatkan pada gambar 4.5 berikut.
Gambar 4.5. Fotografi Mikroskopi permukaan filem lateks Karet Alam tanpa penambahan pengisi dengan waktu vulkanisasi 20 menit dan perbesaran 500 x
Pada gambar 4.5 terlihat bahwa hasil fotografis mikroskofis filem lateks karet alam tanpa penambahan bahan pengisi dengan waktu vulkanisasi 20 menit dan perbesaran
500 x memberikan gambaran kurangnya homogenitas dari campuran lateks tersebut. hal ini terlihat dari kurang banyaknya agregat yang terbentuk pada permukaan filem lateks karet alam tersebut, hal ini disebabkan belum adanya bahan pengisi pada campuran lateks karet alam tersebut.
Hasil fotografi permukaan spesimen filem lateks karet alam dengan penambahan bahan pengisi Kalsium Karbonat sebanyak 15 gram dengan waktu vulkanisasi 20 menit dan perbesaran 500 x diperlihatkan pada gambar 4.6 berikut.
Gambar 4.6. Fotografi Mikroskopi Permukaan Filem Lateks Karet Alam dengan penambahan pengisi Kalsium Karbonat sebanyak 15 gram dengan waktu vulkanisasi 20 menit dan perbesaran 500 x
Pada gambar 4.6 terlihat bahwa hasil fotografis mikroskofis filem lateks karet alam dengan penambahan bahan pengisi Kalsium Karbonat sebanyak 15 gram dengan waktu vulkanisasi 20 menit perbesaran 500 x memberikan gambaran homogenitas yang lebih baik daripada hasil fotografis mikroskofis filem lateks karet alam tanpa penambahan bahan pengisi. Hal ini terlihat dari banyaknya agregat yang terbentuk pada permukaan filem lateks karet alam yang disebabkan adanya penambahan bahan pengisi kalsium karbonat pada campuran lateks karet alam tersebut.
BAB 5