TINJAUAN PUSTAKA
2.7 PENGUJIAN DAN KARAKTERISAS
2.7.1 UJI KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH)
Uji tarik terdiri dari meregangkan sampel karet pada kecepatan searagam dalaam alat uji tarik dan merekam nilai tegangan pada sampel dan menghasilkan perpanjanga pada lebih atau kurang dari interval waktu biasa. Kurva yang terbentuk dengan perpanjangan pada ordinat dan tegangan pada ordiant axis dinamakan kurva tarik (tensile curve). Tegangan tarik adalah rasio dari gaya total yang diberikan pada sampel
ke bagian potongan awal dari sampel.
Tegangan tarik pada titik patahan dari sampel karet di sebut kekuatan tarik, atau gaya per satuan luas dari bagian patahan dimana diaplikasi ketika sampel terputus. Maksimum perpanjangan disebut perpanjangan pada putus atau perpanjangan terakhir. dengan menurunkan suhu, perpanjangan maksimum dari sampel akan menurun. laju rengangan mempengaruhi kedua nilai dari kekuatan tarik dan perpanjangannya. pada variasi laju rengangan, ditemukan bahwa semakin tinggi laju rengangan maka semakin baik nilai dari kekuatan tarik dan perpanjangan. komposisi komponen seperti pengisi, sulfur, pemercepat dan pelunak memiliki pengaruh besar terhadap kurva tarik dari berbagai komponen karet, jumlah beban per luas dari bagian patahan pada nilai perpanjangan di sebut modulus [39].
Kekuatan tarik dapat dinyatakan dengan persamaan di bawah ini [33] :
...(2.1) Dimana :
= kekuatan tarik (MPa) F = beban (N)
A = luas spesimen (m2)
g = percepatan gravitasi (m2/s)
b = lebar spesimen (mm) d = tebal spesimen (mm)
Perpanjangan saat putus (Elongation at break), dinyatakan sebagai persentase dari panjang gauge awal, sesuai dengan persamaan berikut [40] :
�� ������ �� �� � % ������� �� �������� ���� −������� ���� � ...(2.2)
2.7.2 UJI DENSITAS SAMBUNG SILANG (CROSSLINK DENSITY)
Analisa swelling indeks adalah penentuan densitas sambung silang secara fisika yang mengukur sambung silang kimia dan fisika. Sampel seberat lebih kurang 0,2 g dipotong berbentuk empat segi bujur.
Densitas sambung silang meningkat menunjukkan bahwa film tersebut telah mengalami sambung silang yang baik. Nilai densitas sambung silang yang tinggi juga menggambarkan bahwa film lateks karet alam mengalami sambung yang sempurna semasa proses pemvulkanan dilakukan. Densitas sambung silang film lateks karet alam adalah berhubungan erat dengan sifat-sifat mekanik bahan seperti kekuatan tarik dan modulus bahan [41].
Uji kerapatan sambung silang (crosslink density) dihitung dengan menggunakan persamaan Flory-Rehner seperti persamaan 2.3 berikut [42] :
) 2 / ( ) ( ) ( ) 1 ln( 2 1 1 3 / 1 2 r r r r r s c v v v v v v M v ... (2.3) 1 1 u u s s r r W W W v ...(2.4) Dimana :
v = densitas sambung silang Mc = berat molekul
Vr = fraksi volum dari karet
χ = parameter interaksi antara jaringan karet dengan pelarut = 0,393 ρr = densitas karet = 0,913 gr/cm3
ρs = densitas pelarut = 0,856 gr/cm3
Ws = berat karet yang membengkak
Wu = berat karet yang tidak membengkak
2.7.3 KARAKTERISASI FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FT-IR)
Spektrofotometer infra merah terutama ditujukan untuk senyawa organik yaitu menentukan gugus fungsional yang dimiliki senyawa tersebut. Pola pada daerah sidikjadi sangat berbeda satu dengan yang lain, karenanya hal ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi senyawa tersebut. Penetapan secara kualitatif dapat dilakukan dengan membandingkan tinggi peak (transmitansi) pada panjang gelombang tertentu
yang dihasilkan oleh zat yang diuji dan zat yang standar. Dalam ilmu material analisa ini digunakan untuk mengetahui ada tidaknya reaksi atau interaksi antara bahan-bahan yang dicampurkan. Selain itu, nilai intensitas gugus yang terdeteksi dapat menentukan jumlah bahan yang bereaksi atau yang terkandung dalam suatu campuran [43].
2.7.4 KARAKTERISASI SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM)
Analisa SEM dilakukan untuk mempelajari sifat morfologi terhadap sampel. SEM adalah adalah alat yang dapat membentuk bayangan permukaan spesimen secara mikroskopik. Berkas elektron dengan diameter 5-10 nm diarahkan pada spesimen. Interaksi berkas elektron dengan spesimen menghasilkan beberapa fenomena yaitu hamburan balik berkas elektron, sinar x, elektron sekunder, dan absorpsi elektron.
Teknik SEM pada hakekatnya merupakan pemeriksaan dan analisa permukaan. Data atau tampilan yang diperoleh adalah data dari permukaan atau dari lapisan yang tebalnya sekitar 20 um dari permukaan. Gambar permukaan yang diperoleh merupakan tofografi dengan segala tonjolan, lekukan dan lubang pada permukaan. Gambar toforgrafi diperoleh dari penangkapan elektron sekunder yang dipancarkan oleh spesimen. Sinyal elektron sekunder yang dihasilkan ditangkap oleh detektor yang diteruskan ke monitor. Pada monitor akan diperoleh gambar yang khas menggambarkan struktur permukaan spesimen. Selanjutnya gambar di monitor dapat dipotret dengan menggunakan film hitam putih atau dapat pula direkam ke dalam suatu disket.
Sampel yang dianalisa dengan teknik ini harus mempunyai konduktifitas yang tinggi, karena polimer mempunyai konduktifitas rendah, maka bahan perlu dilapisi dengan bahan konduktor (bahan pengantar) yang tipis. Bahan yang biasa digunakan adalah perak, tetapi jika dianalisa dalam waktu yang lama, lebih baik digunakan emas atau campuran emas dan palladium [44].
2.7.5 ANALISA KANDUNGAN AMILUM
Amilum (pati) merupakan hompolimer glukosa dengan ikatan α-glikosidik. Berbagai macam pati tidak sama sifatnya, tergantung dari panjang rantai karbonnya, serta lurus atau bercabangnya rantai molekul. Amilum (pati) yang berikatan dengan Iodin (I2) akan menghasilkan warna biru. Sifat ini dapat digunakan untuk menganalisis
adanya pati. Hal ini disebabkan oleh struktur molekul iodin dan terbentuklah warna biru. Bila pati dipanaskan, spiral merenggang, molekul-molekul iodin terlepas sehingga warna biru menghilang. Pati akan merefleksikan warna biru bila berupa polimer glukosa yang lebih besar dari 20, misalnya molekul-molekul amilosa. Bila polimernya kurang dari 20 seperti amilopektin, maka akan dapat dihasilkan warna merah. Sedangkan desktrin dengan polimer 6,7 dan 8 membentuk warna coklat. Polimer yang lebih kecil dari 5 tidak memberikan warna dengan iodin [45].
2.7.6 X-RAY DIFFRACTION (XRD)
Kaidah difraksi sinar x sangat penting khususnya dalam penentuan struktur kristal. Kaidah ini digunakan seiring dengan kenyataan bahwa panjang gelombang sinar x berorde sama dengan kisi kristal sehingga kisi kristal berperan sebagai kisi difraksi. Lebih lanjut kaidah difraksi sinar x dapat juga digunakan untuk menentukan ukuran kristal atau butir, fase dan komposisi suatu padatan [46].
Sinar x juga dapat dihasilkan melalui peristiwa “pengereman” elektron yang dipercepat yang disebut peristiwa Bremsstrahlung. Pancaran sinar x akibat transisi elektron akan memberikan suatu spektrum karakteristik. Artinya puncak-puncak intensitas spektrum sinar x terbentuk dengan panjang gelombang tertentu. Sedangkan sinar x yang berasal dari gejala Bremsstrahlung membentuk spektrum yang kontinyu dan rendah. Misal untuk padatan tembaga (Cu) sebagai target pada sumber sinar x, intensitas spektrum sinar x karakteristik (Kα) yang dihasilkan memiliki panjang gelombang sekitar 1.54 Å.
Sinar-x memiliki daya tembus yang cukup besar dan panjang gelombangnya berorde 10-10 m yang bersesuaian dengan ukuran kisi kristal. Karena itu sinar x dapat digunakan untuk menganalisis struktur kristal bahan padatan melalui peristiwa difraksi. Peristiwa difraksi sinar x pada kristal padatan dinyatakan dengan persamaan Bragg [46]:
2 dhklSin Ɵ = n ………..(2.5)
Dengan hkl adalah jarak antar bidang kristal, � adalah sudut difraksi, � adalah panjang gelombang dan n = 1, 2, 3 …
Gambar 2.5 Sinar x datang dan terdifraksi oleh atom-atom kristal [46]