Sifat Fisika Rol Karet Gilingan Padi

D. WAKTU DAN TEMPAT

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

3. Sifat Fisika Rol Karet Gilingan Padi

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. Pada penelitian ini, kekerasan tidak hanya ditentukan oleh bahan pengisi, tetapi juga bahan penguat, yang ditambahkan pada kompon yaitu karet siklo. Karet siklo memiliki sifat yang keras dan kaku sehingga dapat meningkatkan kekerasan vulkanisat.

Data hasil penelitian menggunakan karet siklo menunjukkan nilai rata-rata kekerasan pada formula A yang berbahan baku karet alam (natural rubber, NR) berkisar antara 84,0 – 87,5 shore A, dengan rata-rata tertinggi ada pada formula A5. Sedangkan pada formula B yang berbahan baku karet sintetis (styrena butadiena rubber, SBR) nilai

rata-rata kekerasan diantara 84,5 – 88,0 shore A dengan rata-rata tertinggi pada formula B5. Pada formula pembanding (formula K) yang menggunakan high styrene resins (HSR) menghasilkan rata-rata nilai kekerasan sebesar 87,5 shore A pada formula K-A dan 88,5 shore A pada formula K-B. Semakin besar komposisi karet siklo yang diberikan, maka semakin tinggi pula nilai rata-rata kekerasan vulkanisat rol karet.

Berdasarkan ketentuan Standar Nasional Indonesia (SNI), nilai kekerasan pada rol karet gilingan padi berkisar antara 90 ± 5 shore A (sebelum dipanaskan). Pada penelitian ini, nilai rata-rata kekerasan yang memenuhi ketentuan SNI adalah formula menggunakan komposisi siklo 30, 40 dan 50 serta formula K, baik pada bahan baku A maupun B. Pada komposisi siklo 20 yang memenuhi persyaratan SNI hanya pada formula B2, sedangkan pada A2 tidak tercapai. Nilai rata-rata kekerasan semua formula rol karet disajikan pada Gambar 10.

81,0 82,0 83,0 84,0 85,0 86,0 87,0 88,0 89,0 1 2 3 4 5 K

Formula

K eke ra sa n ( S h o re A ) A =NR B =SBR

Gambar 10. Grafik nilai rata-rata kekerasan semua formula rol karet Keterengan :

1 : Formula dengan komposisi karet siklo 10 2 : Formula dengan komposisi karet siklo 20 3 : Formula dengan komposisi karet siklo 30 4 : Formula dengan komposisi karet siklo 40 5 : Formula dengan komposisi karet siklo 50 K : Formula pembanding dengan komposisi HSR 50

Hasil analisis keragaman memperlihatkan bahwa faktor variasi komposisi siklo dan kelompok/blok (jenis bahan baku) berpengaruh nyata terhadap kekerasan. Keadaan ini berarti perbedaan komposisi karet siklo yang ditambahkan dan perbedaan jenis bahan baku yang digunakan memberikan hasil signifikan karena setiap karet memiliki karakteristik yang berbeda sehingga mempengaruhi kekerasan barang jadi karet. Hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa komposisi karet siklo 10 dengan komposisi karet siklo 20 tidak memberikan hasil yang berbeda terhadap kekerasan, tetapi komposisi karet siklo 10 dengan komposisi karet siklo 30, 40, dan 50 memberikan hasil yang berbeda terhadap nilai rata-rata kekerasan rol karet. Perlakuan komposisi karet siklo 20 dengan 30 tidak memberikan hasil berbeda terhadap kekerasan rol karet, tetapi berbeda nyata dengan perlakuan komposisi karet siklo 40 dan 50.

Penambahan karet siklo yang semakin banyak menyebabkan vulkanisat rol karet menjadi semakin keras dan kaku, baik itu pada formula berbahan baku NR maupun SBR. Untuk formula K yang menggunakan HSR, nilai kekerasan lebih tinggi dibandingkan dengan formula yang menggunakan karet siklo. Hal ini disebabkan HSR mengandung stiren yang tinggi sehingga menghasilkan sifat kekerasan yang tinggi.

Pada Gambar 10 juga memperlihatkan nilai kekerasan vulkanisat rol karet gilingan yang menggunakan bahan baku SBR (formula B) lebih tinggi daripada formula bahan baku NR (formula A). Tingginya nilai rata-rata kekerasan pada formula B dapat dipahami karena SBR mengandung stiren yang dapat memberikan kekerasan pada produk.

Selain karena adanya bahan penguat dan bahan pengisi, kekerasan juga dipengaruhi oleh bahan pelunak yang ditambahkan. Penambahan bahan pelunak akan mengurangi kekerasan produk. Karena itu diperlukan kombinasi yang tepat antara bahan pengisi, bahan penguat dan bahan pelunak.

b. Tegangan Putus

Tegangan putus (tensile strength) adalah tenaga yang dibutuhkan untuk menarik vulkanisat sampai putus. Satuan tegangan putus dinyatakan dalam N/mm² luas penampang contoh uji sebelum diregangkan.

Berdasarkan hasil penelitian, nilai rata-rata tegangan putus yang menggunakan karet siklo pada formula A berkisar antara 4,45 N/mm² sampai dengan 11,7 N/mm², dengan nilai rata-rata terbesar pada formula A1. Pada formula B nilai rata-rata tegangan putusnya terletak pada 6,00 – 8,15 N/mm², dengan nilai rata-rata tertinggi dimiliki oleh formula B3. Untuk formula pembanding (K) nilai rata-rata tegangan putus sebesar 16,9 N/mm²pada K-A dan 6,65 N/mm² pada K-B. Dengan demikian dapat dilihat bahwa secara rata-rata nilai tegangan putus cenderung mengalami penurunan seiring dengan semakin besarnya komposisi karet siklo yang digunakan.

Nilai rata-rata tegangan putus formula rol karet yang diuji, hanya formula K-A berbahan baku NR yang telah memenuhi syarat mutu SNI, yaitu minimal 11,8 N/mm^2.. Pada formula A1 nilai tegangan putus kurang 0,1 poin dari syarat mutu SNI, yaitu sebesar 11,7 N/mm², namun dianggap memenuhi standar. Nilai rata-rata tegangan putus semua formula rol karet ditampilkan pada Gambar 11.

Nilai rata-rata tegangan putus vulkanisat rol karet yang menggunakan karet siklo dipengaruhi oleh karet siklo. Makin tinggi penggunaan komposisi karet siklo maka cenderung semakin rendah nilai rata-rata tegangan putusnya. Komposisi karet siklo yang ditambahkan akan meningkatkan kekerasan vulkanisat rol karet, tetapi pada sifat lain terutama tegangan putusnya akan mengalami penurunan sebab karet siklo bersifat rapuh.

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 1 2 3 4 5 K

Formula

T eg a n g a n Pu tu s (N /m m 2 ) A =NR B =SBR

Gambar 11. Grafik nilai rata-rata tegangan putus semua formula rol karet

Berdasarkan hasil analisis keragaman diketahui bahwa faktor variasi komposisi siklo dan kelompok berpengaruh tidak nyata terhadap nilai rata-rata tegangan putus pada taraf 0,05. Hal ini berarti perbedaan komposisi karet siklo yang digunakan dan jenis bahan baku untuk pembuatan rol karet tidak memberikan pengaruh nyata terhadap nilai rata-rata tegangan putusnya, walaupun pada Gambar 11 memperlihatkan penurunan nilai rata-rata tegangan putusnya dengan semakin banyaknya komposisi karet siklo yang diberikan. Berbeda dengan nilai rata-rata kekerasan, variasi komposisi siklo memberikan perbedaan yang nyata. Hal ini disebabkan sifat karet siklo yang keras, sehingga jika ditambahkan memberi pengaruh langsung terhadap kekerasan.

Nilai tegangan putus juga dipengaruhi oleh kerapatan ikatan silang yang terbentuk saat divulkanisasi. Ikatan-ikatan yang terjalin dengan rapat akan membutuhkan tenaga yang lebih besar untuk

Keterangan :

memutuskan ikatan-ikatan tersebut sehingga nilai tegangan putusnya tinggi. Ukuran kerapatan ikatan silang ditunjukkan dengan nilai modulus torsi optimum. Hasil rata-rata modulus torsi optimum yang disajikan pada Lampiran 6 memperlihatkan nilai yang cenderung menurun seiring dengan menaiknya komposisi karet siklo sehingga tenaga untuk menarik vulkanisat sampai putus kecil.

Pada Gambar 11 menunjukkan juga bahwa formula B yang menggunakan karet siklo, nilai tegangan putusnya mengalami kenaikan dengan bertambahnya komposisi siklo, tetapi pada saat komposisi siklo 30 nilai tegangan putusnya semakin menurun seiring dengan bertambahnya komposisi siklo. Menurut Alfa (2003), pada jumlah optimum penambahan bahan pengisi dan penguat akan meningkatkan kekerasan, modulus, ketahanan sobek dan tegangan putus barang jadi karet.

Selain itu, formula berbahan baku NR nilai tegangan putus cenderung lebih tinggi dibandingkan formula berbahan baku SBR karena sifat karet alam yang pada dasarnya elastis sehingga apabila ditarik sampai putus maka tenaga yang dibutuhkan semakin besar

Pada formula pembanding, formula K-A menghasilkan nilai rata-rata tegangan putus yang paling tinggi dibandingkan dengan formula rol karet lainnya. Hal ini diduga karena NR memiliki sifat elastis yang baik dan jika dicampurkan dengan HSR memberikan nilai tegangan putus yang tinggi. Nilai tegangan putus pada formula B yang mengunakan karet siklo relatif sama dengan nilai tegangan putus pada K-A.

c. Modulus 100 %

Modulus (tegangan tarik) merupakan tenaga yang dibutuhkan untuk menarik vulkanisat sampai perpanjangan tertentu. Pada penelitian ini diuji modulus 100% yang artinya tenaga yang dibutuhkan untuk menarik vulkanisat sampai panjangnya satu kali lipat panjang vulkanisat semula.

Hasil pengukuran tegangan tarik yang menggunakan karet siklo, memperlihatkan kisaran nilai rata-rata antara 3,45 sampai dengan 4,05 N/mm² pada formula A, dengan nilai tertinggi pada formula A5. Sedangkan pada formula B berkisar antara 3,10 – 4,95 N/mm² dengan nilai tertinggi dicapai oleh formula B5. Semakin banyak komposisi karet siklo yang digunakan, semakin besar pula nilai rata-rata tegangan tariknya. Untuk formula pembanding yang menggunakan HSR, nilai rata-rata tegangan tarik sebesar 3,65 N/mm² pada K-A dan sebesar 3,60 N/mm² pada K-B. Nilai rata-rata modulus 100 % untuk semua formula rol karet disajikan pada Gambar 12.

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 1 2 3 4 5 K Formula M o d u lu s 10 0 % (N /mm2) A =NR B=SBR

Gambar 12. Grafik nilai rata-rata modulus 100 % semua formula rol karet

Berdasarkan hasil analisis keragaman nilai rata-rata modulus 100 % menunjukkan faktor variasi komposisi siklo dan kelompok berpengaruh tidak nyata terhadap nilai rata-rata tegangan putus. Namun pada hasil uji lanjut Duncan memperlihatkan adanya perlakuan

Keterangan :

yang dikelompokkan, yaitu perlakuan komposisi karet siklo 10, 20, 30, dan 40 yang tidak berbeda terhadap nilai rata-rata modulus 100 %, tetapi perlakuan komposisi karet siklo 10 memberikan hasil yang berbeda dengan perlakuan komposisi karet siklo 50. Meskipun demikian, jika dilihat pada Gambar 12, setiap formula rol karet memberikan hasil yang berbeda terhadap pengujian modulus 100 %. Nilai tegangan tarik dipengaruhi oleh karet siklo yang ditambahkan. Karet siklo memberikan sifat yang keras dan kuat pada vulkanisat rol karet sehingga untuk meregangkan sampai perpanjangan tertentu memerlukan tenaga yang cukup besar untuk menariknya. Selain karena pengaruh sifat karet siklo, tegangan tarik juga ditentukan oleh banyaknya ikatan silang yang terbentuk karena penambahan sulfur, bahan pencepat dan penggiat.

Perbedaan tinggi rendahnya nilai rata-rata tegangan tarik pada rol karet berbahan baku NR (formula A) dan SBR (formula B) disebabkan karena NR mempunyai sifat elastis yang baik sehingga dapat ditarik sampai perpanjangan tertentu. Namun untuk menariknya membutuhkan tenaga yang relatif kecil. Karena itu nilai rata-rata tegangan tarik yang berbahan baku NR cenderung lebih kecil daripada rol karet berbahan baku SBR.

Penggunaan karet siklo sebagai bahan penguat pada formula rol karet memberikan hasil nilai rata-rata tegangan putus yang tidak jauh berbeda dengan formula yang menggunakan HSR. Dengan demikian penggunaan karet siklo sudah mampu menggantikan HSR sebagai bahan penguat dalam pembuatan rol karet gilingan padi.

d. Perpanjangan Putus

Perpanjangan putus merupakan kemampuan vulkanisat meregang apabila vulkanisat ditarik sampai putus. Satuan yang digunakan adalah persen yang menyatakan ketika vulkanisat putus mempunyai panjang berapa persen dibanding panjang semula.

Nilai rata-rata perpanjangan putus yang menggunakan karet siklo berkisar antara 190 s/d 425 %. Perpanjangan putus untuk rol karet ini mengalami kecenderungan menurun dengan semakin besarnya komposis karet siklo yang ditambahkan ke dalam formula.

Nilai rata-rata perpanjangan putus tertinggi untuk semua formula rol karet dicapai formula pembanding yang berbahan baku karet alam, yaitu formula K-A sebesar 490 %. Sedangkan formula yang menggunakan karet siklo, nilai perpanjangan putus tertinggi dimiliki oleh formula A2 dan formula B2 dengan masing-masing nilai 370 % dan 265 %. Nilai rata-rata perpanjangan putus untuk semua formula rol karet dapat dilihat pada Gambar 13. Perpanjangan putus untuk semua formula yang diuji telah memenuhi syarat mutu SNI yang menetapkan minimum 130 %.

Gambar 13. Grafik nilai rata-rata perpanjangan putus semua formula rol karet

Hasil analisis keragaman menunjukkan bahwa variasi perlakuan dan kelompok tidak berbeda nyata terhadap perpanjangan putus pada

Keterangan :

taraf 0,05. Ini berarti perbedaan komposisi karet siklo yang ditambahkan dan jenis bahan baku pada formula rol karet tidak memberikan pengaruh nyata terhadap nilai rata-rata perpanjangan putusnya. Meskipun demikian, pada Gambar 13 memperlihatkan penurunan nilai rata-rata perpanjangan putusnya dengan semakin banyaknya komposisi karet siklo yang diberikan.

Semakin menurunnya nilai rata-rata perpanjangan putus diduga karena rapat ikatan silang menurun sehingga elasitas berkurang yang disebabkan oleh semakin banyaknya bahan penguat (siklo) yang ditambahkan. Sifat karet siklo yang rapuh dan keras akan memberi pengaruh pada vulkanisat rol karet sehingga lebih mudah putus pada perpanjangan yang pendek. Nilai perpanjangan putus memiliki hubungan yang sebanding dengan nilai tegangan putus dimana semakin menurun nilai tegangan putusnya maka akan semakin menurun pula nilai perpanjangan putusnya.

Pada Gambar 13 memperlihatkan bahwa formula rol karet yang berbahan baku NR memiliki nilai perpanjangan putus lebih besar dibandingkan formula yang berbahan baku SBR. Hal ini disebabkan NR bersifat lebih elastis dibandingkan SBR.

Hasil pengujian nilai perpanjangan putus pada formula yang menggunakan HSR menunjukkan bahwa nilai perpanjangan putus pada K-A lebih tinggi dibandingkan dengan formula K-B dan formula lainnya yang menggunakan karet siklo. Secara garis besar formula pembanding memiliki nilai perpanjangan putus lebih tinggi dibandingkan formula yang menggunakan karet siklo. Hal ini diduga karena sifat karet siklo yang rapuh sehingga lebih mudah putus pada perpanjangan rendah.

e. Berat Jenis

Pengujian berat jenis diperlukan untuk mengawasi mutu dari kompon karet dan perhitungan jumlah karet yang dibutuhkan untuk volume tertentu. Nilai rata-rata berat jenis pada pembuatan rol karet

memperlihatkan adanya kecenderungan penurunan dengan semakin besarnya komposisi karet siklo yang digunakan.

Nilai rata-rata berat jenis vulkanisat rol karet hasil penelitian yang menggunakan karet siklo berkisar antara 1,202 sampai dengan 1,273 gr/cm³, dengan nilai tertinggi dimiliki formula B1 dan formula A1. Sedangkan berat jenis pada formula yang menggunakan HSR adalah 1,202 gr/cm³ pada K-A dan 1,212 gr/cm³pada K-B.

SNI tidak menetapkan berat jenis sebagai syarat mutu rol karet. Nilai rata-rata berat jenis semua formula rol karet disajikan pada Gambar 14. 1,160 1,180 1,200 1,220 1,240 1,260 1,280 1 2 3 4 5 K Formula B er a t J en is (g r/ cm 3 ) A =NR B=SBR

Gambar 14. Grafik nilai rata-rata berat jenis semua formula rol karet

Hasil uji keragaman berat jenis pada selang kepercayaan 95 persen, faktor komposisi karet siklo yang ditambahkan dan jenis bahan baku berpengaruh nyata terhadap nilai rata-rata berat jenis rol karet. Ini berarti jika diaplikasikan pada barang jadi karet, jenis bahan baku mempengaruhi berat jenis vulkanisat karena berat jenis kedua bahan

Keterangan :

1 : Formula dengan komposisi karet siklo 10,0 2 : Formula dengan komposisi karet siklo 20,0 3 : Formula dengan komposisi karet siklo 30,0 4 : Formula dengan komposisi karet siklo 40,0 5 : Formula dengan komposisi karet siklo 50,0 K : Formula pembanding dengan komposisi HSR 50,0

baku (NR dan SBR) berbeda. Pada uji lanjut Duncan memperlihatkan komposisi karet siklo 10 dan 20 tidak berbeda nyata, tetapi memberikan hasil yang berbeda dengan komposisi 30, 40, dan 50. Sedangkan komposisi karet siklo 30 memberikan hasil berbeda dengan komposisi karet siklo 10, 20, 40, dan 50.

Telah disebutkan di atas, terjadi kecenderungan penurunan dengan bertambahnya komposisi karet siklo yang digunakan. Hal ini diduga karena sifat karet siklo yang ringan sehingga jika diaplikasikan pada barang jadi karet akan menghasilkan bobot jenis yang lebih kecil. Semakin kecil berat jenis rol karet maka semakin ringan rol karet tersebut.

Pada Gambar 14 memperlihatkan juga bahwa formula rol karet berbahan baku NR lebih rendah berat jenisnya daripada formula berbahan baku SBR. Hal ini disebabkan berat jenis SBR lebih tinggi dibandingkan dengan NR. Pada formula pembanding (formula K) berat jenisnya tidak berbeda jauh dengan formula yang menggunakan karet siklo komposisi 50.

f. Ketahanan Kikis

Ketahanan kikis adalah kemampuan karet untuk bertahan apabila digesek dengan benda lain. Banyaknya volume yang terkikis menunjukkan nilai ketahanan kikisnya. Semakin sedikit volume yang terkikis maka semakin baik ketahanan kikisnya.

Dari hasil penelitian, nilai rata-rata ketahanan kikis memperlihatkan adanya peningkatan seiring dengan semakin besarnya komposisi karet siklo yang ditambahkan dalam pembuatan rol karet gilingan padi. Nilai rata-rata ketahanan kikis berkisar antara 171,8 – 258,1 mm³, dengan nilai terkecil dimiliki formula B1 yang berbahan baku SBR, sedangkan nilai terkecil yang berbahan baku NR adalah A1. Untuk formula pembanding nilai rata-rata ketahanan kikis sebesar 198,0 mm³ pada formula berbahan baku NR dan 151,3 mm³pada

formula berbahan baku SBR. Nilai rata-rata ketahanan kikis untuk semua formula disajikan pada Gambar 15.

Lebih tingginya nilai rata-rata ketahanan kikis pada formula rol karet yang menggunakan karet siklo dibandingkan dengan formula rol karet pembanding diduga karena karet siklo bersifat rapuh dan ringan sehingga berpengaruh terhadap sifat fisik, terutama terhadap nilai ketahanan kikisnya. Karena sifatnya yang rapuh tersebut maka semakin besar komposisi karet siklo yang diberikan maka semakin banyak pula volume vulkanisat rol karet yang terkikis sehingga nilai rata-rata ketahanan kikisnya pun semakin besar.

0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0 300,0 1 2 3 4 5 K

Formula

K et a han a n K ik is ( m m 3 ) A =NR B=SBR

Gambar 15. Grafik nilai rata-rata ketahanan kikis semua formula rol karet

Hasil uji keragaman memperlihatkan bahwa faktor variasi perlakuan berpengaruh tidak nyata terhadap nilai ketahanan kikis. Sebaliknya, pada kelompok memperlihatkan hasil yang berbeda nyata terhadap ketahanan kikisnya. Hal ini disebabkan sifat karet alam yang

Keterangan :

elastis sehingga lebih mudah terkikis. Dari hasil uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa perlakuan komposisi karet siklo 10 dengan 20, 30, dan 40 tidak memberikan hasil yang berbeda, tetapi pada perlakuan 50 memberikan hasil yang berbeda terhadap nilai ketahanan kikisnya. Pada komposisi karet siklo 50 tidak memberikan hasil berbeda dengan komposisi siklo 30 dan 40 tetapi memberikan hasil berbeda dengan komposisi siko 10 dan 20.

Pada Gambar 15 memperlihatkan juga bahwa nilai ketahanan kikis rol karet berbahan baku NR lebih tinggi dibandingkan dengan rol karet berbahan baku SBR. Ini berarti volume yang terkikis cukup tinggi pada rol karet berbahan baku NR yang disebabkan oleh pencampuran antara siklo dengan NR yang lebih baik dibandingkan dengan SBR.

Nilai ketahanan kikis dipengaruhi juga bahan pengisi dan penguat yang dapat meningkatkan kekerasan, modulus 100 persen. Sebaliknya penambahan bahan pelunak menurunkan kekerasan dan ketahananan kikis vulkanisat barang jadi karet. Pada formula rol karet yang menggunakan karet siklo, volume yang terkikis relatif tinggi diduga karena karet siklo sebagai bahan pengisi penguat bersama-sama dengan silika meningkatkan kekerasan sehingga volume yang terkikis menjadi lebih banyak.

Dalam dokumen PEMANFAATAN KARET SIKLO DALAM ROL KARET GILINGAN PADI (RICE HULLER RUBBER) (Halaman 56-70)