BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.5. Vulkanisasi Karet Alam
Pada tahun 1832 F.ludersdorf di Jerman memberitahukan bahwa karet yang ditambahkan dengan sulfur, akan membentuk suatu gabungandia tidak mengerti akan pentingnya penemuannya itu. Pada tahun 1838 Charles Goodyear di Amerika dan Thomas Hancook diingris pada tahun 1843 menemukan hal yang sama.
Vulkanisasi dalam kaitannya dengan sifat fisik karet adalah setiap perlakuan yang menurunkan laju alir elastomer, meningkatkan tensile strength dan ,modulus serta preserve ekstensibilit. Meskipun vulkanisasi terjadi dengan adanya panas dan sulfur, proses itu tetap berlangsung secara lambat. Reaksi ini dapat dipercepat dengan penambahan sejumlah kecil bahan organik atau anorganik yang disebut akselerator. Untuk mengoptimalkan kerjanya akselerator membutuhkan bahan kimia lain yang dikeanal sebagai aktivator, yang dapat berfungsi sebagai aktivator adalah okisida-oksida logam seperti ZnO. 17
Vulkanisasi dari lateks karet alam dapat dibagi menjadi tiga kategori, vulkanisasi non sulfur dengan peroksida, senyawa nitro, kuinon atau senyawa azo sebagai curing agents; dan vulkanisasi dengan sulfur, selenium, dan tellurium dan vulkanisasi dengan irradiasi c-ray. Penggunaan yang masih umum digunakan adalah vulkanisasi dengan menggunakan sulfur karena alasan ekonomi maka penggunaan vulkanisasi non sulfur dan irradiasi c-ray diabaikan dan hanya sebagian saja yang mengaplikasikannya. 18
Penambahan 30-40 % sulfur akan memperbanyak jumlah ikatan silang (crosslink) antar rantai molekulnya yang akan berpengaruh terhadap sifat- sifat dan prilaku karet alam. Kekerasan dan kekakuan dari karet alam akan meningkat dengan proses vulkanisasi. Karet alam dengan ikat silang sedikit akan bersifat relatif lebih lunak dan fleksibel dari pada karet alam dengan jumlah ikatan silang lebih banyak. ____________
17
A.T. Mc Phersons ,Enginerring Uses of Rubber Publishing Corporation, 1956], p, 162
, [New York : Reinhold
18
Gambar 2.5. Gambar vulkanisasi karet alam. 19
Dalam pengolahan lateks karet alam yang bertujuan untuk menambah kekuatan lateks karet alam dari sifat fisik nya seperti yang telah dipaparkan diatas dengan penambahan sulfur sebagai agen penyambung silang (vulkanisasi). Sistem vulkanisasi dapat dibagi 3 yang dapat dilihat pada tabel di bawah ini:
Tabel 2.5. Klasifikasi Sistem Vulkanisasi. Vulkanisasi Komposisi sulfur
(bsk)* Komposisi pemercepat (bsk)* Nilai E Konvensional Semi-effisien Efisien 2,0 - 3,5 1,0 – 1,7 0,4 – 0,8 1,2 – 0,4 2,5 – 1,2 5,0 – 2,0 8 – 25 4 – 8 1,5 – 4 bsk = bagian per-seratus karet. 20
______________
19
Rahmat Saptono, , Pengetahuan Bahan FTUI 2008],hal 115-116
2..5.1. Bahan-bahan yang digunakan dalam proses vulkanisasi :
1. Bahan vulkanisasi
Bahan vulkanisasi yang sering digunakan dalam industri pngolahan karet adalah belerang yang mempercepat kematangan kompon karet. Bahan lain untuk vulkanisasi adalah peroksida organik dan damar fenolik .21
Pada umumnya digunakan belerang dalam jumlah yang besar (kira-kira 6-10 %) untuk ditambahkan pada karet. Proses vulkanisasi perlahan dan memakan waktu beberapa jam sebelum vulkanisasi selesai. Dengan digunakannya bahan-bahan pencepat, jumlah belerang dapat dikurangi dan sekarang berjumlah kurang lebih 2 – 3 %, berdasarkan bobot karet nya . 22
2. Bahan pemercepat dan penggiat reaksi
Vulkanisasi dalam industri pengolahan lateks biasanya lambat, sehingga agar efisien perlu dipercepat. Banyak jenis bahan pemercepat reaksi yang bisa digunakan. Dari golongan sulfenamida, CBS dan MBS. Dari golongan dithiokarbonat antara lain ZDEC dan ZDBC. Dari golongan tiuransulfida adalah TMTD. Dari golongan Tiazol adalah MBT dan MBTS. Penggunaan bahan pemercepat reaksi ini bisa tunggal atau gabungan dari beberapa bahan tersebut .
Bahan penggiat reaksi berguna menambah kecepatan kerja bahan pemercepat reaksi. Meskipun tidak mutlak perlu, bahan ini bisa mengefisienkan proses pengolahan karet. Bahan reaksi yang umum digunakan antara lain seng oksida, dan asam stearat.23
___________
21
Ir.Didit Heru Setiawan & Drs. Agus Andoko. Op Cit
22
Rubber Stichting,
. Hal 147 Karet Alam
23
. Ir.Didit Heru Setiawan & Drs. Agus Andoko.
,[Kinta: Jakarta, 1983], hal. 62-63.
3. Bahan antioksidan dan anti ozon
Fungsi bahan ini untuk melindungi karet dari kerusakan karena pengaruh oksigen maupun ozon yang terdapat diudara. Bahan kimia ini biasanya juga tahan terhadap pengaruh ion-ion tembaga, mangan dan besi. Selain itu juga mampu melindungi terhadap suhu tinggi, retak-retak dan lentur .
4. Bahan pengisi
Ada dua macam bahan pengisi dalam proses pengolahan karet. Pertama bahan pengolahan yang tidak aktif .kedua, bahan pengisi yang aktif atau bahan pengisi yang menguatkan. Yang pertama hanya menambah kekerasan dan kekakuan pada karet yang dihasilkan, tetapi kekuatan dan sifat lainnya menurun.
Biasanya bahan pengisi tidak aktif lebih banyak digunakan untuk menekan harga karet yang dibuat karena bahan ini berharga murah, contohnya kaolin, tanah liat, kalsium karbonat, magnesium karbonat,barium sulfat, dan barit.
Bahan pengisi aktif atau penguat contohnya karbon hitam, silika, aluminium silikat, dan magnesium silikat. Bahan ini mampu menambah kekerasan, ketahanan sobek, ketahanan kikisan serta tegangan putus yang tinggi pada karet yang dihasilkan.24
Vulkanisasi / vulkanisir dikenal juga dengan istilah "cure" merupakan proses pengaplikasian tekanan dan panas terhadap campuran elastomer dan bahan kimia untuk menurunkan plastisitas dan meningkatkan elastisitas, kekuatan, dan kemantapan. Curing menyebabkan molekul karet yang panjang dan saling terkait diubah menjadi struktur 3 (tiga) dimensi melalui pembetukan crosslinking (ikatan silang) secara kimia.
__________
24
Dalam proses vulkanisasi dipakai bahan kimia yang dapat bereaksi dengan gugus aktif pada molekul karet untuk membentuk crosslinking antara molekul. Bahan kimia ini dikenal dengan istilah curing agent.25
Tabel berikut menguraikan pengaruh penambahan beberapa bahan kimia yang berperan dalam proses vulkanisasi dan pengaruhnya terhadap waktu vulkanisasi dalam perkembangan proses vulkanisasi.
Tabel 2.5.1. Pengaruh bahan kimia terhadap vulkanisasi pada suhu 1420C
No. Formula Waktu Vulkanisasi
1 Karet Alam Belerang 100 8 5 jam 2 Karet Alam Belerang ZnO 100 8 5 3 jam 3 Karet Alam Belerang ZnO Thiokarbanilida 100 6 5 2 2 jam 4 Karet Alam Belerang ZnO MBT Asam Stearat 100 3 5 1 1 20 menit ____________ 25
Formula 4 merupakan formula dasar vulkanisasi belerang yang dapat berlangsung cepat terdiri dari karet, belerang sebagai curing agent, MBT sebagai akselerator, ZnO dan Asam Stearat sebagai activator. Untuk menghasilkan barang jadi karet yang tahan terhadap pengusangan perlu penyesuaian sistem vulkanisasi dan ditambahkan anti oksidan, anti ozon, dsb. 26
