TINJAUAN PUSTAKA
2.2 PEMBUATAN KOMPON LATEKS
Dalam proses pembuatan barang jadi karet, terlebih dahulu cairan lateks pekat harus dibuat menjadi kompon lateks yang cair (coumpounding). Kompon lateks adalah lateks pekat yang ditambah dengan berbagai bahan kimia untuk memberikan sifat barang jadi karet yang diinginkan. Kompon karet pada umumnya mengandung 6 atau lebih bahan kimia karet tergantung dari karakteristik barang jadi karet yang diinginkan. Bahan - bahan kimia tersebut memiliki fungsi spesifik dan mempunyai pengaruh terhadap sifat karakteristik pengolahan dan harga dari komponen karetnya.
Lateks harus divulkanisasi untuk mendapatkan karakteristik barang jadi karet dengan kualitas tinggi. Proses vulkanisasi lateks memerlukan belerang (sulfur) sebagai bahan utama pemvulkanisasi dan juga dipanaskan untuk mempercepat proses terjadinya vulkanisasi. Dalam proses pembuatan barang jadi karet ini, diperlukan juga beberapa bahan-bahan kimia tambahan sebagai altematif untuk mempercepat proses vulkanisasi dan juga memperbaiki kualitas barang jadi karet yang akan dibuat.
Bahan-bahan kimia yang ditambahkan ke dalam lateks dapat digolongkan ke dalam 6 kategori pokok dengan berbagai fungsi dan kegunaannya masing-masing, yaitu sebagai berikut [13] :
a. Bahan pemvulkanisasi (vulcanizing agent) b. Bahan pencepat vulkanisasi (accelerators)
c. Bahan penggiat vulkanisasi (activators accelerators) d. Bahan penangkal oksidasi (antioxidant)
e. Bahan pemantap (stabilizer) f. Bahan pengisi (filler)
g. Bahan penyerasi (compatibilizer)
2.2.1 Bahan Pemvulkanisasi (Vulcanizing Agent)
Vulkanisasi adalah proses pemanasan karet setelah dicampur dengan belerang. Namun secara kimiawi, vulkanisasi adalah proses pembentukan polimer karet untuk saling bertautan satu sama lain (cross-linking). Tanpa proses vulkanisasi (cross-
linking), karet alam tidak akan memberikan sifat elastis dan tidak stabil terhadap suhu.
suhu dingin. Hal ini dikarenakan unsur karet yang terdiri dari polimer isoprene yang panjang. Rantai polimer yang belum divulkanisasi akan lebih mudah bergeser saat terjadi perubahan bentuk. Jika dilakukan proses vulkanisasi, crosslinking yang terjadi antar rantai polimer itu akan membuat polimer panjang ini saling terkait sehingga tidak mudah bergeser dari tempatnya. Crosslinking sering juga diistilahkan sebagai proses membentuk ikatan silang antara molekul-molekul karet sehingga merubah sifat karet dari viskositas yang lunak menjadi produk akhir dengan sifat yang dikehendaki yaitu elastik [13].
Karet alam, cis 1,4 poliisoprena
Gambar 2.2 Proses Crosslinking pada Molekul Karet [12; 14]
2.2.2 Bahan Pencepat Vulkanisasi (Accelerators)
Kelemahan proses vulkanisasi konvensional yang hanya menggunakan belerang yaitu proses ini membutuhkan waktu yang lama karena reaksi vulkanisasi ini berlangsung sangat lambat, proses vulkanisasi membutuhkan belerang dalam jumlah yang sangat banyak, dan temperatur reaksi yang tinggi. Oleh karena itu pada proses vulkanisasi ditambahkan juga bahan pencepat vulkanisasi yang sering diistilahkan sebagai accelerators. Fungsi utama dari bahan pencepat ini adalah untuk mempercepat reaksi vulkanisasi oleh belerang, sedangkan manfaat lain yang bisa didapatkan dengan menambahkan bahan pencepat ini ada dua, yaitu:
2. Perbaikan kualitas barang jadi karet, oleh karena daya tahan yang lebih baik dan kekuatan tarik lebih tinggi dibandingkan dengan vulkanisasi tanpa penambahan bahan pencepat.
Ada beberapa jenis bahan pencepat yang bisa digunakan, secara umum yaitu dari golongan dithiokarbamat. Bahan pencepat jenis ini mampu membantu reaksi vulkanisasi dengan ultra-cepat, selain itu bahan pencepat ini sesuai jika digunakan untuk pencepat proses vulkanisasi barang-barang tipis dan dapat divulkanisasi dalam waktu singkat dan dengan suhu yang rendah (100 oC). Contohnya adalah senyawa Zinc
dibuthyldithiocarbamate (ZDBC), Zinc diethyldithiocarbamate (ZDEC) dan Zinc
dimethyldithiocarbamate (ZDMC) [13].
2.2.3 Bahan Penggiat Vulkanisasi (Activator Accelerator)
Sebagian besar bahan pencepat vulkanisasi (accelerator) membutuhkan bahan pengaktif pencepat atau disebut juga penggiat vulkanisasi (activator accelerator) untuk bisa mempercepat proses vulkanisasi secara maksimal. Bahan ini dipakai untuk lebih mengaktifkan bahan pencepat vulkanisasi karena pada umumnya bahan pencepat organik tidak akan berfungsi secara efisien tanpa adanya bahan penggiat Bahan penggiat yang umum gunakan adalah zinc oxide (ZnO). Selain zinc oxide, senyawa lain yang bias digunakan sebagai activator accelerator adalah asam stearat [13].
2.2.4 Bahan Penangkal Oksidasi (Antioxidant)
Bahan penangkal oksidasi (antioksidan) adalah bahan kimia yang digunakan untuk mencegah terjadinya proses oksidasi (reaksi dengan oksigen) pada produk karet alam. Bahan antioksidan dapat menstabilkan radikal bebas dengan melengkapi kekurangan electron yang dimiliki radikal bebas dan menghambat terjadinya reaksi berantai dari pembentukan radikal bebas yang dapat menimbulkan sifat oksidatif pada barang jadi karet. Selain untuk mencegah proses oksidasi oleh oksigen, penambahan bahan antioksidan juga dapat melindungi barang jadi karet terhadap ion-ion peroksida yaitu ion tembaga, ion mangan, dan ion besi. Sehingga barang jadi lateks akan memiliki ketahanan terhadap suhu tinggi, sinar matahari, keretakan dan mempunyai sifat lentur. Antioksidan yang digunakan adalah jenis sintetik contohnya adalah Buthyl
2.2.5 Bahan Pemantap (Stabilizer)
Pencampuran dispersi lateks harus dilakukan hati-hati, karena lateks sangat mudah menggumpal. bahan pemantap ini berguna mencegah pengentalan atau penggumpalan lateks terlalu cepat. Selain itu penambahan bahan pemantap akan melindungi lateks dari tegangan terhadap beberapa campuran dan berfungsi sebagai bahan pendispersi. Contoh bahan pemantap yang paling umum digunakan ialah Kalium Hidroksida (KOH) [13].
2.2.6 Bahan Pengisi (Filler)
Bahan pengisi ini merupakan material paling besar kedua dalam hal kuantitas di dalam suatu campuran karet setelah karet itu sendiri. Pada umumnya bahan pengisi digunakan untuk memperkuat karet, meningkatkan kepadatan dan meningkatkan sifat pemrosesan. Penguatan karet merupakan bidang yang penting dalam teknologi pemrosesan karet karena dapat meningkatkan satu atau lebih sifat elastomer, sesuai kegunaannya. Selain itu, penggunaan bahan pengisi akan meningkatkan banyaknya rantai polimer [13] yang akan membagi beban yang diterima pada proses perusakan rantai polimer. Pengisi dalam industri karet dapat dibagi berdasarkan sumber, sifat dan warnanya. Berdasarkan sumbernya dapat dibagi menjadi pengisi organik atau pengisi anorganik. Contoh filler anorganik adalah kalsium karbonat, barit, silika dan lain lain. Sedangkan contoh filler organik adalah resin fenolik, high styrene resins, karet alam siklik dan lain lain.
Pengisi dapat dibagi pula atas dua macam yaitu pengisi penguat dan pengisi bukan penguat. Penambahan pengisi penguat pada campuran karet meningkatkan kekuatan tarik, kekuatan sobek dan ketahanan abrasi. Sedangkan pengisi bukan penguat hanya membantu menurunkan biaya produk dan bertindak sebagai diluent. Contoh pengisi penguat adalah karbon hitam, silika dan lain-lain. Sedangkan contoh pengisi bukan penguat adalah bubuk mika, barium sulfat dan lainnya.
Telah diketahui bahwa pada kasus vulkanizat berpengisi efisiensi dari penguat tergantung pada interaksi kompleks dari beberapa parameter pengisi terkait, diantaranya termasuk ukuran partikel, bentuk partikel, dispersi partikel, luas permukaan, reaktivitas permukaan, struktur pengisi dan kualitas ikatan antara pengisi dan matriks karet. Hepburn (1984) menunjukkan bahwa pengisi penguat yang baik
harus memiliki ukuran partikel yang kecil yaitu <1000 nm, permukaan yang aktif secara kimia dan permukaan yang berpori baik dan sangat teratur bentuknya untuk memaksimalkan kontak antara karet dan pengisi [6]. Semakin kecil ukuran dari partikel pengisi maka luas permukaan akan semakin besar dan daya interaksi/adhesi antara kedua bahan akan semakin besar pula sehingga sifat-sifat mekanik akan semakin bagus. Oksman et al. (2006), Nebahat et al. (2006) dan Xu et al. (2007) telah membuktikan bahwa ukuran partikel sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat komposit yang dihasilkan. Mereka membandingkan ukuran partikel pengisi, terbukti bahwa dengan ukuran partikel yang lebih kecil seperti nano, komposit yang dihasilkan memiliki sifat-sifat yang sangat baik seperti sifat mekanik dan sifat ketahanan panas dengan kandungan pengisi yang rendah [15].
2.2.7 Bahan Penyerasi (Compatibilizer)
Pengolahan kimia dilakukan dengan merubah permukaan pengisi atau matriks dengan menggunakan bahan kimia tertentu. Umumnya perubahan permukaan pengisi dilakukan dengan penambahan bahan penggandeng sedangkan perubahan matriks dilakukan dengan menggunakan bahan penyerasi. Bahan penggandeng atau bahan penyerasi yang digunakan harus serasi atau dapat bereaksi dengan senyawa-senyawa kimia yang terdapat pada permukaan pengisi atau matriks.
Bahan penyerasi adalah bahan kimia yang mempunyai satu segmen kimia untuk menyambungkan satu polimer dan segmen kimia yang kedua dengan polimer yang lain dengan cara membentuk ikatan kovalen antara dua fasa. Penggunaan bahan penyerasi akan mengurangi kedua fasa polimer terpisah dengan cara meningkatkan pelekatan antar muka antara kedua fasa. Umumnya bahan penyerasi merupakan kopolimer blok atau cangkok yang terdiri dari segmen berlainan dengan cara kimia akan serasi dengan fasa matriks polimer yang digunakan [15].
Secara umum tujuan proses penyerasian adalah [16]:
1. Untuk menyesuaikan tegangan antarmuka, sehingga menimbulkan tingkat dispersi yang diinginkan.
2. Untuk memastikan bahwa morfologi yang dihasilkan selama tahap paduan akan menghasilkan struktur optimal selama tahap pembentukan.
3. Untuk meningkatkan adhesi antara fase dalam keadaan padat dan memfasilitasi transfer tegangan.