DAFTAR LAMPIRAN
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.5. Penelitian Fak tis Gelap
Reynolds (1962), menyebutkan bahwa faktis gelap telah diproduksi secara komersial di Eropa pada tahun 1914. Pada waktu itu, kebutuhan faktis gelap di Perancis tercatat sebesar 2 000 ton. Sebenarnya faktis gelap telah dikenal orang sejak awal abad XIX. Pada waktu itu, di Inggris faktis gelap dikenal dengan nama rubber substitute sebagai terjemahan dari bahasa Perancis “caoutchouc factice” dan di China faktis dike nal de ngan nama “gun-powder and pottery”. Di Eropa, faktis gelap umumnya dibuat dengan bahan baku minyak linseed, rapeseed da n hempseed.
Pada pertengahan abad XIX (1846 – 1850), pengembangan faktis gelap memasuki periode “penyimpangan”. Pada periode ini, faktis gelap dibuat dengan mereaksikan minyak dan asam nitrat (bukan dengan sulfur sebagaimana sebelumnya) untuk beberapa jam hingga diperoleh material yang kental. Setelah didinginkan, bahan tersebut dicuci dan dikeringkan. Pada waktu tersebut faktis gelap dikenal dengan nama “oil-rubber”. Sejak tahun 1855 faktis gelap telah dibuat dan dipasarkan pada jumlah yang cukup banyak. Pada periode ini, faktis gelap dibuat dengan mereaksikan minyak linseed, rapeseed dan hempseed dengan sulfur klorida dengan reaksi yang menyerupai proses vulkanisasi karet. Teknologi proses pembuatan faktis gelap dari minyak linseed dengan menambahkan sulfur klorida dipublikasikan oleh French Academy of Sciences pada tahun 1858.
Pada awal abad 20, kebutuhan faktis gelap meningkat akibat tingginya permintaan karet dan melambungnya harga karet. Pada masa ini dikembangkan “rubbery material” yang mempunyai karakteristik seperti karet tetapi dengan kandungan karet minimum. Faktis gelap dikembangkan dengan menambahkan minyak nabati ke dalam karet non hevea (seperti Guayule) dan kemudian divulkanisasi dengan sulfur. Penambahan faktis gelap ini dimaks udk an untuk meningkatkan sifat seperti karet (rubber – like properties). Metode lain yang digunakan adalah melarutkan karet ke dalam minyak nabati pada temperatur
14
tinggi dan menambahkan larutan tersebut ke dalam minyak linseed sebelum dilakukan pemanasan dengan sulfur. Dalam sejarah pengembangan faktis gelap, periode ini sering disebut sebagai periode diversifikasi. Faktis gelap lebih banyak digunakan sebagai komponen dalam membuat compound untuk memperbaiki sifat-sifat dari barang jadi karet. Pada masa ini juga dikembangkan faktis campuran (mixed factice) yang diperoleh dengan cara vulkanisasi parsial minyak dengan sulfur dan kemudian dilanjutkan dengan sulfur klorida.
Pada periode berikutnya, faktis gelap tidak hanya dibuat dari minyak nabati (minyak linseed, minyak rapeseed, minyak hempseed, minyak biji kapuk, minyak olive, minyak poppyseed, minyak jarak, minyak walnut, minyak jagung dan minyak kedelai), tetapi juga dibuat dari minyak ikan (fish oil) minyak ikan paus (whale oil). Bentuk lain dari diversifikasi pengembangan faktis gelap adalah pengembangan produk seperti faktis (factice-like product). Produk ini dikembangkan dengan memanaskan minyak linseed atau minyak jarak dengan tambahan senyawa amina dan sulfur klorida. Senyawa amina yang digunakan antara lain anilin, meta-aminofenol, urea dan dimetil amin. Produk ini tidak larut dalam alkohol, tetapi larut dalam toluen, xylen dan karbon disulfida. Produk ini dikenal sebagai “amine factice” dan banyak digunakan dalam pembuatan ebonit.
Diversifikasi yang lain menghasilkan “loaded factice”. Pada pembuatan faktis gelap ini, ditambahkan ter, resin, silika atau vaselin. Beberapa merk produk yang terkenal adalah Adamanta (fakt is gelap yang dibuat dari minyak linseed dengan penambahan kapur dan resin), Blandite (fakt is gelap yang dibuat dari minyak linseed dengan penambahan silika), Nigrum Elasticum (faktis gelap yang dibuat dari minyak biji kapas dengan penambahan ter petrokimia), Rubberine (fakt is gelap yang dibuat dari minyak linseed dengan penambahan ter dan vaselin) dan Leonard’s (faktis gelap yang dibuat dari minyak jarak atau minyak jagung dengan pe namba han magnesia).
Perkembangan berikutnya adalah dihasilkannya faktis putih yang tidak memperlambat proses vulkanisasi. Faktis putih dibuat dengan menambahkan proses penanganan pendahuluan, yaitu penambahan alkali untuk menetralkan asam bebas. Perkembangan lain yang penting adalah ditemukannya senyawa akselerator yang dapat mempercepat reaksi vulkanisasi menjadi hanya sepertiga
dari waktu proses tanpa akselerator. Dua senyawa akselerator yang banyak digunakan adalah PPD dan o-tolilbigua nida
Alfa dan Honggokusumo (1997) melakukan penelitian untuk membuat faktis gelap dari minyak biji karet. Pada penelitian ini digunakan dua perlakuan pendahuluan, yaitu oksidasi parsial minyak biji karet untuk meningkatkan viskositasnya dan pengolahan minyak biji karet untuk mengurangi kadar kotoran dan asam lemak bebas. Vulkanisasi minyak biji karet yang telah dioksidasi parsial dengan 20 bagian per seratus bobot minyak (bsm) sulfur dan satu bsm ZDBC (zink dibutil ditiokarbamat) pada suhu 150o
Penelitian lain dilakuka n oleh Siskawati (2005 ) yang membuat faktis gelap dari minyak jarak, minyak jagung dan minyak kedelai dengan perlakuan konsentrasi sulfur (25, 30 dan 35 bsm) dan variasi suhu (150 dan 160
C menghasilkan faktis gelap berwarna coklat muda. Vulkanisasi minyak biji karet olahan dengan penambahan 25 bsm sulfur dan satu bsm ZDBC pada suhu yang sama menghasilkan faktis gelap mut u III yang elastis.
o
C). Ketiga minyak nabati yang digunakan dalam penelitian ini mampu menghasilkan faktis gelap. Dalam analisis kadar ekstrak aseton, faktis gelap dari minyak jarak mempunyai kadar ekstrak aseton 99.61 persen, sedangkan faktis gelap dari minyak jagung dan minyak kedelai mempunyai kadar ekstrak aseton masing-masing 36.22 dan 36.15 persen. Pada tahap selanjutnya dari penelitian ini, minyak jarak tidak digunakan untuk membuat faktis gelap karena kadar ekstrak asetonnya dinilai sangat tinggi. Untuk bahan baku minyak jagung dan minyak kedelai dan dengan suhu 150o
Kombinasi perlakuan terbaik dari penelitian ini adalah bahan baku minyak jagung dan minyak kedelai dengan penambahan sulfur 25 bsm dan suhu vulkanisasi 150
C, faktis gelap terbentuk pada menit ke 120 dan 95.
o
Kholid (2005) melakukan penelitian pembuatan faktis gelap de ngan ba han baku minyak sawit kasar, minyak kedelai serta campuran minyak sawit dan C. Dari bahan baku minyak jagung dihasilkan faktis gelap dengan kadar ekstrak aseton 26.68 persen dan kadar sulfur bebas 1.34 persen, sedangkan dari minyak kedelai dihasilkan faktis gelap dengan kadar ekstrak aseton 23.42 persen dan kadar sulfur bebas 1.51 persen. Kedua faktis yang dihasilkan dari kombinasi terbaik tersebut termasuk faktis gelap mutu II.
16
minyak kedelai. Dari pengukuran bilangan iod, hanya minyak kedelai dan campuran minyak sawit dengan minyak kedelai (dengan perbandingan 1 : 1) yang mempunyai bilangan iod yang memenuhi syarat sebagai bahan baku faktis gelap (bilangan iod lebih besar dari 80 g iod/100 g minyak). Dalam penelitian ini diterapkan perlakuan penambahan sulfur 25, 30 dan 35 bsm serta penambahan bahan pencepat ZDEC 1, 2 dan 3 bsm. Dengan suhu operasi 150o
Sejalan dengan penelitian Kholid (2005), Agritha (2005) melakuka n penelitian pembuatan faktis gelap dengan bahan baku campuran minyak sawit kasar dengan minyak jagung. Pada penelitian ini diterapkan dua perlakuan, yaitu campuran minyak sawit kasar dan minyak jagung (1 : 1 dan 1 : 2) dan penambahan sulfur (20, 25, dan 30 bsm). Vulkanisasi dilakukan pada suhu 150
C, faktis gelap dari minyak kedelai terbentuk pada menit ke 22 – 62, sedangkan faktis gelap dari campuran minyak sawit dan minyak kedelai terbentuk pada menit ke 107 – 120. Minyak kedelai mempunyai bilangan iod yang jauh lebih besar dibandingkan dengan campuran minyak sawit dan minyak kedelai dengan perbandingan 1 : 1. Hasil penelitian ini juga menunjukkan bahwa penambahan bahan pencepat ZDEC mampu memperpendek waktu proses. Hampir semua perlakuan yang diterapkan menghasilkan faktis gelap yang tergolong mut u III dengan kadar ekstrak aseton antara 37.07 – 55.52 persen de ngan kadar sulfur bebas lebih dari 2 persen, hanya faktis gelap yang diperoleh dari minyak kedelai dan penambahan bahan pencepat ZDEC 3 bsm yang tergolong mutu I dengan kadar ekstrak aseton kurang dari 20 persen.
o C dengan pe namba han Na2CO3 sebanyak 5 bsm. Faktis gelap terbaik dari penelitian ini tergolong mutu II dan diperoleh dari campuran minyak sawit kasar dan minyak jagung, baik dengan perbandingan 1 : 1 maupun 1 : 2 dengan penambahan sulfur 20 bsm. Campuran minyak sawit kasar dengan minyak jagung dengan perbandingan yang sama menghasilkan faktis gelap dengan kadar ekstrak aseton 29.79 persen dan kadar sulfur bebas 1.59 persen, sedangkan campuran 1 : 2 menghasilkan kadar ekstrak aseton 27.30 persen dengan kadar sulfur bebas 1.01 persen. Namun demikian, faktis gelap yang dihasilkan dari penelitian ini masih mengandung kadar abu yang tinggi (5.31 persen) dan pH masih tinggi (9.8).
Kajian lain pembuatan faktis gelap dilakukan oleh Juningsih (2006). Pada penelitian ini faktis gelap dibuat dari campuran minyak sawit kasar, minyak jarak dan minyak jagung dengan perbandingan 3 : 1 : 1. Perlakuan yang diterapkan adalah konsentrasi sulfur (20 dan 25 bsm) dan konsentrasi bahan pencepat ZDEC (2 dan 3 bsm). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa campuran ketiga minyak yang digunakan belum mampu menghasilkan karakteristik optimum bagi pe mbuatan faktis gelap. Faktis yang dihasilkan dari penelitian ini termasuk kategor i mut u terenda h (mut u III) dengan kadar abu yang masih tinggi (5.27 persen) dan kadar sulfur bebas yang juga tinggi (3.16 persen).
Kajian pembuatan faktis gelap dari minyak jarak (castor oil) dilakukan oleh Sani (2010). Pada penelitian ini dikaji pengaruh konsentrasi sulfur dan suhu terhadap mutu faktis gelap yang dihasilkan. Konsentrasi sulfur yang dicobakan adalah 25, 30, dan 35 bsm, sedangkan level suhu yang dicobakan adalah 140, 150, 160 dan 170o
Dari penelitian tersebut, diketahui bahwa kadar sulfur bebas dipengaruhi secara nyata oleh kombinasi perlakuan konsentrasi sulfur dan suhu. Profil pengaruh interaksi konsentrasi sulfur dan suhu terhadap kadar sulfur bebas faktis gelap disajikan pada Gambar 4. Kadar sulfur bebas faktis gelap yang dihasilkan dari konsentrasi sulfur 30 dan 35 bsm cende rung turun de ngan ke naikan suhu, sebaliknya pada konsentrasi 25 bsm, kadar sulfur bebas cenderung naik dengan naiknya suhu.
C. Hasil penelitian ini menghasilkan faktis gelap mutu III dengan kadar ekstrak aseton lebih besar dari 35 persen, kadar abu lebih dari 5 persen, kadar sulfur bebas lebih dari 2 persen dengan pH yang tidak netral.
Profil interaksi menunjukkan adanya pola perubahan kadar sulfur bebas yang berbeda antara perlakuan konsentrasi sulfur 30 dan 35 bsm dengan perlakuan konsentrasi sulfur 25 bsm. Pada perlakuan konsentrasi sulfur 30 dan 35 bsm, kadar sulfur bebas faktis gelap meningkat dengan kenaikan suhu proses dari 140oC menjadi 150oC dan pada kenaikan suhu berikutnya (dari 150oC menjadi 160oC dan 170oC), kadar sulfur bebas turun secara konsisten. Pola yang berbeda terjadi pada konsentrasi sulfur 25 bsm dimana kadar sulfur bebas cenderung konstan dengan kenaikan suhu proses.
18
Gambar 4 Profil pengaruh interaksi konsentrasi sulfur dan suhu terhadap kadar sulfur bebas (Sani, 2010)
Dari profil pengaruh interaksi konsentrasi sulfur dan suhu, diketahui bahwa perlakuan konsentrasi 25 bsm menghasilkan faktis gelap dengan kadar sulfur bebas yang lebih kecil dari 2 pe rsen. Perlakuan ko nsentrasi 35 bsm menghasilkan faktis gelap dengan kadar sulfur bebas yang cenderung turun mendekati nilai 2 persen pada selang suhu 160oC – 170oC, sedangkan perlakuan konsentrasi sulfur 35 bsm menghasilkan kadar sulfur bebas yang jauh lebih besar dari 2 persen pada semua selang perlakuan suhu. Oleh karena itu, faktor konsentrasi sulfur dan suhu perlu dioptimasi dengan rentang konsentrasi sulfur 25 – 30 bsm dan selang suhu 160oC – 170o
Kajian lain pembuatan faktis gelap dari minyak jarak dilakukan oleh Mardiyah (2011). Pada penelitian ini dikaji pengaruh cara netralisasi minyak jarak dan kecepatan pengadukan terhadap mutu faktis gelap yang dihasilkan. Dua metode netralisasi minyak jarak yang dicobakan pada penelitian tersebut, yaitu : (i) penambahan Na
C.
2CO3 tanpa pemisahan sabun yang terbentuk da n (ii) penambahan NaOH dengan pemisahan sabun sebelum minyak digunakan dalam pe mbuatan fakt is gelap. Metode netralisasi yang pertama merupakan metode yang selama ini digunakan dalam pembuatan faktis gelap, seperti yang dilakukan oleh Alfa dan Honggokusumo (1997), Siskawati (2005), Kholid (2005), Agrita
0 1 2 3 4 5 6 7 140 150 160 170 K a d a r su lf u r b e b a s ( % ) Suhu oC 25 bsm 30 bsm 35 bsm
(2005) dan Juningsih (2006). Hasil penelitian Mardiyah (2011) menunjukkan bahwa penggunaan cara netralisasi yang kedua dalam pembuatan faktis gelap mampu menghasilkan faktis gelap dengan karakteristik yang lebih baik, yaitu kadar abu dibawah 5 persen (rata-rata 4.09 p ersen) dan pH hampir netral (rata-rata 7.3). Hasil penelitian menunjukkan bahwa faktis gelap yang dihasilkan mempunyai kadar petroleum eter yang baik, yaitu 6 – 14 persen. Selain itu, hasil penelitian juga menunjukkan bahwa faktor kecepatan pengadukan tidak berpengaruh nyata terhadap semua variabe l respo n yang diuk ur. Dalam hal ini, tiga level kecepatan pengadukan dicoba, yaitu 135, 145 dan 160 rpm. Perlakuan terbaik dari penelitian ini (cara netralisasi dengan penambahan NaOH dan kecepatan pengadukan 135 rpm) menghasilkan faktis gelap dengan kadar petroleum eter kurang dari 20 persen, kadar sisa sulfur kurang dari 2 persen, kadar abu kurang dari 5 p ersen da n pH mendekati netral.