Kajian Pembuatan Karet Siklo Berbobot Molekul Rendah

KAJIAN PEMBUATAN KARET SIKLO

BERBOBOTMOLEKULRENDAH

OLEH

:

SIT1 FU'ADAH CHUSNA

PROGRAM PASCA SARJANA

INSTITUT PERTANIAN

BOGOR

Dari liasil penelitian diperoleh kombinasi perlakuan terbaik adalah peinberian hidrogen peroksida 4 bsk, nahium hipoklorit 4 bsk dan pernanasan 3

liari. Pada koinbinasi tersebut karet siklo yang dihasilkan paling cepat larut, benvanlaputih dan berbentuk serbuk.

SURATPERNYATAAN

Dengan ini saya rnenyatakan baliwa tesis yang berjudul :

KAJIAN PEMBUATAN KARET SIKLO BERBOBOT MOLEKUL RENDAH adalal~ benar hasil karya saya sendiri dan beluin peniah dipublikasikan. Sernua

sulnber data dan infonnasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dari dapat

KAJIAN PEMBUATAN KARET

SLKLO

BERBOBOTMOLEKULRENDAH

SIT1 FU'ADAH CHUSNA

Tesis

sebagai salah satu syarat untuk ~ne~nperoleh gel= Magister Sains pada

Program Studi Teknologi Industri Pertanian

PROGRAM PASCA SARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Judul Tesis : Kajian Pembuatan Karet Siklo Berbobot Molekul Rendah Nama : Siti Fu'adah Chusna

Nomor Pokok : 99564

Program Studi : Teknologi lndustri Pertanian

Menyetujui,

1. Komisi Pembimbing

Dr. Ir. lllah Sailah, MS. Ketua

Drs. Yoharmus Syamsu. MSi. Drs. Chilwan Pandii, Aot., MSc.

Anggota Anggota

Mengetahui,

2. Ketua Program Studi Teknologi lndustri Pertanian

I

b + w h

Dr. Ir. lrawadi Jamaran

RIWAYAT HIDUP

Alhamdulillaahirabbil'aalamiin, puji dan syukur penulis pa~~jatkan kehadirat

Allah SWT yang telah mernberikan rahmat, berkat, hidayah dan karunia-Nya

sehingga pe11elitia11 dan per~ulisai~ tesis yang berjuduil "Kajian Peinbuatai~ Karet

Siklo Berbobot Molekd Rendah" dapat diselesaikan. Penulisan tesis irli dilakukan untuk untuk mernenuhi salah sahi syarat dalam penyelesaian shldi di program

Magister Sains pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian Program Pasca

S a i j a ~ a Institut Pertanian Bogor.

Pada keselnpatan ini penulis tnenyarnpaikan teriina kasil~ yaig sebesar-

besarnya kepada :

1. Bapak, Ibu, Achsan, Chusnul, Chusni dan Ichsan, serta seluruh keluarga atas

doa, sernangat dan dorongan baik rnoril rnaupun materiil yang tiada henti.

2. Dr. Ir. Illah Sailah, MS., Drs. Chilwan Pandji, Apt., MSc dan Drs. Yoliannus

Syamsu, MSi. selaku Kornisi Pernbirnbing atas petunjuk, bailhlan d m bilnbingannya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan tesis ini.

3. H. Ary Achyar Alfa, MSi. atas ide beliau sel~ingga penelitian ini terlaksana.

4. Dr. Ir. Sudrajat, MSc. atas kesediailnya sebagai penguji.

5. Direktur dan staf Program Pasca Sajana Instih~t Pertanian Bogor.

6. Ketua, staf dosen dan tata usaha Program Siudi Teknologi Industri Pertanian.

7. Kepada semua pihak yang telah ~nembantu d m tidak dapat diseb~itkan satti

Juga tak lupa ucapan terima kasih kepada M'Nelly, Yati, Fera, Arie, Pak

Ridwan, Pak Aos, Pak Anwar, Dani, serta staf dan karyawan BPTK-Bogor lain

yang tidak dapat disebutkan satu persahl, atas banh~an, kejasama dan

kebersamaannya selama penelitian. Yuli, Nunnah, Edy, Alex, Anti, Hendra, Asep,

Irpan, Oom, Fauzan, M'Fitri dan Upik, atas kebersamaannya selama penelitian.

Linda, Arif, M'Irin, Erin, Titi, M'Hesti, ternan-teman TIP '99, TIP '00, TIP '01

atas persahabatannya, serta teman-te~nan di Frycy, Aura, Radar 6, atas

kebersamaannya.

Akhir kata, selnoga tesis ini dapat bennanfaat bagi semua pihak yang

tnemnbut~~hkannya.

DAFTAR IS1

Hala~nan DAFTAR TABEL ... xii DAFTAR LAMPIRAN ... xii DAFTAR GAMBAR xiii

I PENDAHULUAN 1

A. Latar Belakan 1

B. Tujuan Peneli 4

C. Ruang Lingkup 5

I1 TINJAUAN PUSTAKA

G. Bobot Molekul

111 METODOLOGI PENELITIAN 24

A. Baban dan Alat 24

25

25 27

28 29

IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Karakterisasi Bahan B

1. KadarKaret Ke~ing 2. Kadar Nit~ogen 3. Viskositas I

4 . Analisis dengan GPC

5. Analisis dengan Spek . . .

B. Pengaruh Perlakuan Terhadap Lateks Bobot Molekul Rendah ...

1. Viskositas lntrinsik dan Bobot Molekul ...

2. Analisis dengan

3. Analisis dengan . . .

.

. . .

C. Produk (Karet Siklo

1. Viskositas Intrin

2. Persentase Kelarutan dan Waktu Larut

...

.

.

...

3. Wama dan Bentuk

...

5

.

Ailalisis dengan Spektroskopi lnfra Merah 57 6 . k i t e r i a Karet Siklo Terbaik ... 59 V KESIMPULAN DAN SARAN ... 61

A . Kesimpulan ... 61 ...

B . Saran 62

DAFTAR PUSTAKA ... 63

DAFTAR TABEL

Teks Halani an

1 . Ko~nposisi lateks kebun dari pohon yang berumur 10 tahun ... ₉ 2. Kornposisi bahan yang terdapat pada karet ala~n ... ₁₂

DAFTAR LAMPIRAN

Teks Halanlan

1. Diagram alir pelaksanaan penelitian 67

2. Diagrani alir perlakuan pendahuluan 68

3. Diagram alir penurnran bobot rnolekul karet 69

. .

4. Prosed~lr analls~s 70

5. Hasil analisis terhadap lateks kebun dan lateks DPNR ... 75 6. Hasil analisis viskositas int~insik dan bobot lnolekul pada lateks

bobot molekul rendah 76

7. Hasil analisis terhadap karet siklo 77

8. Hasil karakterisasi sifat fisik karet siklo ... 78 9. Hasil analisis keragaman viskositas intrinsik karet siklo ... 79

10. Hasil analisis keraga~nan bobot ~noleklrl karet siklo ... 80

DAFTAR GAMBAR

Teks Halaman

1 . Cis-trans isoinerisasi karet alam (Winspear. 1968) ... 11 ...

2 . Protein dalam lateks (Tanaka. 1998) 13

3 . Struktur inolekul karet siklo ... 18 ...

.

4 Kromatogra~n lateks kebun 37

5 . Kromatogram lateks DPNR ... 38 6 . Hasil analisis spektroskopi pada lateks kebun ... 40 7

.

Hasil analisis spekhoskopi pada lateks DPNR ...

.

.

... 41 8

.

Penganh hidrogen peroksida. nahium hipoklorit dan pemattasan

tedtadap viskositas intrinsik lateks bobot molekul rendah ... 42

9

.

Pengaruh hidrogen peroksida. natrium hipoklorit dan pemanasan ...

terhadap bobot molekul lateks bobot molekul rendah 43

10 . Kromatogram lateks bobot lnolekul rendah ... 44 11

.

Hasil analisis spektroskopi pada lateks bobot molekul rendah ... 45

12

.

Pengarub hidrogen peroksida. natrium hipoklorit dan pemanasm

terhadap viskositas intrinsik karet siklo ... 46

13 . Pengaruh hidragen peroksida. natrium hipoklorit dan pemanasan

terltadap bobot lnolekul karet siklo ... 47

14 . Pengat-til~ hidrogen peroksida. nahium hipoklorit dan peinanasan ...

terhadap persentase kelarutan karet siklo 52

...

15 . Kromatogram karet siklo 56

I. PENDANULUAN

A. Latar Belakang

Karet merupakan salali satu komoditas pertanian pengl~asil devisa

terbesar bagi negara Indonesia dari sektor perkebunan d m ekspor karet alatn

Indonesia pada 2001 mencapai 1.453,l ton (Biro Pusat Statistik, 2002). Areal tanainan karet yang dimiliki Indonesia merupakan yaiig terluas di dunia yaitu

mencapai 3,5 juta hektar. Meskipun deinikian, Indonesia menempati urutan

kedua sebagai produsen karet alam dunia setelah Thailand. Pada tahun 2001

produksi karet alam Indonesia mencapai 1.576,5 ton. Meskipun hasil produksi

yang dicapai tinggi, tetapi hasil produksi tersebut masih dibawah Thailand

yang mencapai 2.357 ton pada tahun yang sama (International Rubber Study

Group, 2002). Hal ini disebabkan oleli produktivitas perkebuiian karet di Indonesia rata-rata rendah yaitu kurang dari 600 kgha/tdiun, sementara mutu

bahan olah karet yang dihasilkan juga masill rendali karena sebagian besar

dihasilkan dari perkebunan rakyat. Selain itu, liampir selun~li produksi

perkeb~man karet yaitu sekitar 95% diekspor dala~n bentuk bahan baku dm

hanya sekitar 5% saja yang digunakan di dalam negeri untuk pembuatan

barang jadi.

Meskipun j~rmlah produksi dan konsutnsi karet alam lebih raidah dari

karet sintetik, tetapi posisi karet alatn belum dapat digaitikan oleli karet sintetik. Hal ini karena keunggulan yang dimiliki ole11 karet alam tidak

adalah memiliki daya elastisitas atau daya lenting yang sempuma, plastisitas

yang baik sehingga pengolahannya lebih mudah, daya aus yang tinggi, tidak

rnudah panas dan melniliki daya tallan yang tinggi terhadap keretakan

(Anonim, 1997).

Peningkatan perolehan devisa dari perkebunan karet dapat dilakukan

dengan peningkatan produktivitas dan lnuhl bahan olah karet. Untuk

rneningkatkan produktivitas perkebunan karet dapat dilakukan dengan

peremajaan dengan menggunakan bibit unggul, pernupukan dan intensifikasi

pertanian serta pemberian stimulus pada pohon karet untuk meningkatkan

kandungan lateks. Selain itu peningkatan perolehan devisa dapat dilakukan dengan diversitikasi jenis karet yang diekspor sehingga tidak hanya bahan

baku saja yang diekspor melainkan juga beberapa jenis barang jadi yang

terbuat dari karet alam. Salah satu jenis produk yang dapat dikembangkan dari

karet alan dan mempunyai prospek untuk diekspor adalah karet siklo.

Karet siklo merupakan salah satu bentuk karet alam yang dimodifikasi dengan cara pemanasan menggunakan katalis asan. Sifat karet siklo berbeda

dari karet alan asalnya. Kelebihan karet siklo diantaranya adalah tahan

terhadap daya gosok dan mernpunyai daya rekat yang lebih baik. Penggunaan utamanya adalah sebagai ballan baku cat, pelapis dan perekat. Sedangkan

potensi penginlaan karet siklo adalah sebagai ballan pengisi barang jadi karel

dan kulit tinlan.

Di Indonesia karet siklo telah diproduksi cukup lama, yaitu sejak tahun

1954. Tetapi selalna ini pe~nbuatan karet siklo kurang berkembaug dan secara

Tidak berke~nbwgnya peinbuatan karet siklo di dala~n negeri ini inungkin

dikarenakan adanya produk pengganti, salah satunya adalah high styrene

resine, yang dapat inenggantikan fungsi karet siklo dei~gan harga yang lebih ekonomis, baik itu di dalan negeri mauptin di luar negeri. Tetapi dengan

adanya krisis ekonomi akhir-akhir ini, llarga produk penggruiti tersebut

seinakin mahal dan tidak terjangkau bagi industri penggunanya. Hal ini

merupakan peluang bagi industri karet siklo di dalain negeri karena dengan

inernprodtksi sendiri maka harganya akan lebih murah dan terjangkau.

Selama ini telah dihasilkan karet siklo produksi lokal yang l~asilnya selain tmtuk memenuhi kebutuhan di dalan negeri juga diekspor ke berbagai

ilegara dengan harga $ 3 k g . Tetapi karet siklo yang dihasilkan tersebut

harganya relatif lnasih mahal karena biaya produksinya mas111 terlalu tinggi.

Hal ini karena pembuatan karet siklo selama ini inenggcmakan bahan baku

karet setengah jadi. Disamping itu, proses pembuatan karet siklo dilakukan

tanpa penghilangan protein seliingga inuhmya kurang baik. Oleh karei~a itu diperlukan penelitian unhik meinperbaiki inutu karet siklo agar sesuai dengan

yang diharapkan dengan biaya y ang lebih rendah.

Dalain rangka menurunkan biaya produksi, pembuatan karet siklo dapat

dilakukan dengan inenggt~~lnakan lateks kebtn yang berprotein rendall. Karet

yang ineinpunyai kandungan protein rendah biasanya disebut dengan DPNR

(Deproteinized Natural Rubber). Penunman kadar protein karet dapat dilakukan dengan tnenggunakan enzim papain.

Peilurunan kadar protein sangat penting dilakukai~, karena berdasarkan

mengliambat proses siklisasi dalarn karet alarn. DPNR baik digunakan sebagai

ballan bako pembuatan karet siklo karena kandungan proteinnya rendah

sehingga proses siklisasi dapat berjalan dengan baik. Blla proses siklisasi

berjalan dengan baik maka akan diliasilkan karet siklo seperti yang

diharapkan, yaitu karet siklo yang mudali larut.

Icemudahan larumya karet siklo dipengaruhi ole11 bobot molekul karet.

Menurut Goonetilleke el al. (1993) bila bobot lnolekul karet siklo tinggi lnaka &an sukar larut, sehingga agar dillasilkan karet siklo yang mudah larut perlu

dllakukan penurunan bobot molekul karet. Untuk lnenurunkan bobot rnolekul

karet dapat dilakukan dengan menambalikan liidrogen peroksida dan natriurn

hipoklorit kedala~n lateks.

6. Tujuan Penelitian

Tujuan umuln dari penelitian ini adalah untuk mengliasilkan karet siklo

yang mudah larut dari lateks DPNR de~igal rnenggunakatr beberapa

kombinasi perlakuan konsentrasi hidrogen peroksida dan natrium hipoklorit

serta lama peinanasan.

Tujuan k h ~ s u s dari penelitian ini adalali tnenentukan konsentrasi

liidroge~i peroksida, konsentrasi natrium hipoklorit dan lama pemariasan yang

C. Ruang Lingkup

Ruang lingkup penelitian tneliputi :

1. Karakterisasi dan analisis ballan baku yakni lateks keb~m dan lateks

DPNR.

2. Menentukan konsentrasi hidrogen peroksida, konsentrasi natrium

hipoklotit dan lama pemanasan yang terbaik imtuk mengl~asilkan lateks

bobot tnolekul rendah.

3. Slklisasi lateks bobot molekul rendah ~mtuk lnenghasilkan karet siklo.

4. Karakterisasi dan analisis lateks bobot molekul rendall dan produk yang

11. TINJAUAN PUSTAKA

A. Lateks

Lateks kebun adalah getah cair yang diperoleh dari bidang sadap pohon

karet l-levea brasiliensis, dimana pada tiap penyadapan akan dihasilkan 1-2 ons lateks per pohon. Pohon karet dapat tnulai disadap pada uinur 5 tahun dan

me~niliki rnasa produktif selalna 25-35 tahun. Urnur yang paling baik untuk

berproduksi adalah 13-17 tahun dan setelah itu tanaman karet akan mengalami

kerntmduran dalam menghasilkan lateks (Anonim, 1985).

Lateks inerupakan suatu sistetn koloid yang terdiri atas partikel karet

dan bbukan karet yang tersuspensi dalarn inedia cair yang disebutt serum.

Lateks ~nengandung bahan karet 25-40% dan serum 60-75%. Komposisi lateks terdiri dari karet mumi 90-95%; protein 2-3%; asan le~nak 1-2%; gula

0,2%; gararn dari Na, K, Mg, Ca, P, Cu, Mn dan Fe 0,5%. Semua zat yang

b~lkan karet tersebut baik susunan inaupun jurnlahnya beruball-ubah,

terganiung klon tanaman karet, kondisi tanah dan iklitn. Berat jenis lateks

adalab 0,945; senun 1,02 dan karet 0,91. Dengan adanya perbedaar~ berat jenis tersebut akan tnenyebabkan terjadinya pemisahan antara fraksi karet dan

sentm bila didiamkan dalain waktu tertentu (Goutara, Djahniko dan Tjiptadi,

1985).

Menurut Honggokusumo (1978), apabila lateks disentrihse dengan kecepatan sekitar 18.000 putaran per tnenit, lateks akan terpisah meiijadi

yang benvarna kuning ju~gga, dan fraksi ketiga adalah fraksi serum (i 50%)

yang benuarna jemih, serta fraksi yang paling bawah adalah fraksi dasar (i

10%) yang berwama ku~ning pucat.

Fraksi karet mengandung partikel karet dengan diarneter antara 0,05-3

mikron, rne~niliki selubulng lapisan yang terdiri dari protein dar~ lipid yang

berfungsi unh~k lnemantapkan dispersi partikel karet di dala~n serum. Fraksi

frey wyssling berbentuk bulat dengan ukuran lebih besar daripada partikel

karet dengan diameter mencapai 8 mikron, juga mengandung lipid dan zat

warna P-karoten. Partikel frey wyssling ini sering terkunmg di antara partikel

karet dan di dalam fraksi bawal~.

Pada fraksi serum, atau biasa disebut serum-C (centrifuge serum)

mengandung bahan terlarut yang biasa terdapat di dalaln sel tanaman, seperti ion-ion terutarna terdiri dari karbonat dan fosfat, magnesium, kalsiurn, kaliu~n,

ternbaga, besi, nahium, rubidium dan juga rnangan yang ~nasuk ke dalam

lateks pada saat lateks lnengalir lnelalui irisan sadapan. Selaiu ihl juga

mengandung air, asaln nukleat, protein, karbohidrat dan inositol yang merupakan su~nber utalna asam lernak eteris (Volatile Fatty AcidIVFA),

khususnya quebracithol.

Fraksi bawah jumlahnya sekitar 10% dari volume lateks. Fraksi ini

terutarna terdiri atas partikel yang berbentuk bulat dengan ukuran relatif besar yang diametemya sekitar 2 mikron. Fraksi bawah ini mengandung air, protein,

karet, karotenoid, ion-ion logam kalsiuln dan magnesium serta lutoid. Lutoid

-

penneabel dm1 mengandung senyawa nitrogel1 yang terdispersi di dalain suatii

cairan yang disebut sen~m-B (bottom senim).

Lateks kebuni yang baik iint~ik diolali inenjadi lateks pekat, atau bahan-

baliai lainnya hams memenuhi beberapa persyaratan, antara lain adalali : tidak terdapat kotoran atau benda-benda lain seperti daun atau kayu; tidak

~nenganduilg bubur lateks, atau lateks yang telall mengalami prakoagulasi; berbau segar daii ~neinpunyai kadar karet kering sekitar 28% (Anoniin, 1997).

Stem (1954) berpendapat bahwa variasi KKK lateks kebun dipeugaruhi

beberapa faktor, diantaranya adalall : ulnur tanaman, kondisi tanaman, ~ n u s i ~ n dan tenggang waktu setelah penyadapan. Tanaman yang lebih tua akan ~nenghasilkan lateks dengan KKK yaiig lebih tinggi dibaildingkan tanaman

yang beniinur lebih muda. Sedangkan lateks yang disadap pada inusiin liujan

akan cenderung lebiln encer sehingga KKK-nya rendah. Sel~ingga kaildmigail

KKK pada tiap pengainbilan lateks kebun akan berbeda-beda, meskipun

dia~nbil dari pohon yang sana dalain satu liari. Hasil analisis koinposisi lateks

kebun dari pohon yang benirnur 10 tahun dapat dilillat pada Tabel 1.

Selanjuitnya Stem (1954) juga inengemukakan balnwa lateks keblui yang

bani disadap bagian terbesamya adalah air, yaitu hampir 60%. Sedangkan

karet terkandtmg dalam lateks sekitar 35% dan sisanya adalali bahan-balm

lain seperti protein dan fosfolipid. Lateks kebi~n bersifat encer karena bagiain

terbesamya adalah air rnaka dan KKKnya berkisar antara 30-35%.

Karena lateks kebun segar tnengaildui~g ballail-bahaii yai~g sailgat

Bahan bukan karet yang terkaridun~g dalarn lateks jurnlahnya relatif kecil dan

sebagian besar terlarut dalan air sedangkan yang laimya terdispersi pada

perm~lkaan partikel karet (Triwijoso dan Siswantoro, 1989).

Tabel 1. Koinposisi lateks kebun dari pohon yang berurnur 10 taliun

Bahan 1 Persentase (%)

I

I

Karet

I

35,62

1 I

Abu

I

0.70

I

I

I

Gula

1

0,34

I

I

1

Air

1

59,66

i

I

I

A S~unber : Stem (1954)

B. I<aret

Karet merupakan bagian terbesar yang terkandung dala~n getali atau

lateks yang diperoleli dari hasil penyadapan terutama pohon karet Hevea 11rasilien.vis. Karet dapat juga diperoleh dari tanaman lain yang juga dapat menghasilkan lateks seperti Manihol glaziovii (fa~nili Eu~pl~orbiaceae),

Cas/illoa elasrica dan Ficus elaslica (famili Moraceae), ijlmt~onio elasrico, Dyers sp. d m Iandolphia sp. (fstnjli Apocinaceae), Palaqizitn gtrlla (famili

Sapotaceae), l-'ar/henium argentaturn dan Taruxacum kokhsaghyz (famili Compositae). Dari hasil penelitian yang telall dilakukan terliadap beberapa

[image:129.595.126.495.204.398.2]

pengliasil lateks paling baik dai ekonon~is untuk skala industri karena jumlah

karet yang dihasilkan paling banyak dan sifat karetnya paling baik (Anonim,

1985; Anonim, 1997).

Posisi karet alan beluln dapat digantikan olelt karet sintetik, karena

keunggulan yang dimiliki ole11 kaset ala~n tidak dilniliki ole11 karet sintetik.

Beberapa kelebilian karet alain antara lain adalah : ~nemiliki daya elastisitas atau daya lenting yalg sempuma, plastisitas yang baik sehingga

pengolahannya lebih mudali, daya lengket dan daya cengkeram yang baik

serta mudah digiling. Vulkanisatnya mempunyai katdianan kikis tinggi dan

kalor yaig timbul kecil, serta daya aus yang tinggi. Pada suhu karnar karet

tidak berbentuk kristal padat tetapi juga tidak berbentuk cair, tidak mudah

paias, merniliki daya tahan yang tinggi terhadap keretakan akibat benturan yang bertilang-ulang. Dalam bentuk bahan mentali karet mudah digiling ketika

diproses pada gilingan terbuka dan dapat dicamptu dengan bahan-bahan yang

diperlukan dalam pembuatan prodtlk karet. Keleinbrrtan, fleksibilitas dan y a ~ g

terpenting elastisitasnya menyebabkan karet alam dapat dibedakan secara jelas

dengan benda-benda padat lainnya (Arizal, 1994; Anonim, 1997).

Selain me~niliki kelebihan, karet alam juga melnpunyai kekurangan

diantaranya adalah : tidak tahan oksidasi, ozon, cahaya matahari, panas, millyak dan pelarut hidrokarbon. Mntu bahan-bahan karet tidak konsisten,

wamanya tidak seragam, dapat tnengkr~stal pada temperatur rendah dan dapat

mengalami kemsakan pada stmktur ikatan molekulnya pada suhu yang terlalu tiilggi. K m a n tersebut disebabkan antara .- lain

-

karena =_alan

dalan struktur molekulnya. Sifat ketidak jenultan molekul atau ikatan ralgkap

dalam molekul menyebabkan karet alam akan mudah dioksidasi atau diadisi

ole11 senyawa lain, da11 reaks~ tersebot dipacu oleh panas atau ozo11 (Ar~zal. 1994).

Kandungan karet dalaln lateks bervariasi jutnlahnya, tergantung pada

jenis klon, intensitas sadap, ikliln dan pemupuka~i. Umumnya kadar karet di

dalam lateks berkisar antara 20-35% dan bentuknya ben~pa butir yang sangat

halus. Masing-1nasi11g butir karet diselubu~~gi ole11 protein dan lipid serta

tersebar dalaln serum. Butir-butir karet tersebut bermuatan negatif seliingga salitlg tolak menolak dan tidak tnetiggumpal. Muatan listrik negatif pada butir

karet tersebnt dapat ditingkatkan dengan mena~nbahkan suatu basa seperti -.

anonia. Tetapi apabila lateks ditanbahkan suatu asam akan mengurangi muatan listrik negatihya dan lateks akan lnenggu~npal (Anonim, 1985).

[image:131.595.124.496.609.680.2]

Kotnposisi bahan-baha~ yang terdapat dalan karet alan dapat dililtat pada

Tabel 2.

Struktur lnolekul karet alam terdiri dari susu~~an monomer isoprena yang

berikatan secara cis 1,4. Sb-uktur polimer karet alam yang berikatan secara trans 1,4 dari monomer isoprena terdapat dalatn gutta perca (Garnbar 1).

Karet alam dengan struktur ikatan cis 1,4 melnpunyai sifat kl- dan plastis,

u

-

sedangkan yang berikatan secara trans 1,4 bersifat keras dan getas.

I

-

1

i

i

i

i

Lemak

i

-

I

_i 2,4

I

! I

/

Glikolipid, fosfolipid

1

I

-

1

1

,o

Tabel 2. Komposisi ba11a11 yang terdapat pada karet ala~n

I _Bahai

!

i

j I

I Hidrokarbon karet

I

!

Lipid polar

j

I

/

Lipid neh-a1

i Bahan anorganik

i

i

i

0 -2

I

1

i

I

1 Garam organik 0,3

I

I

I Kadar air

I

Lain-lain

I

I

I

I

I

I I

i

C. Protein Lateks

Kandungan protein yang terdapat dalam lateks sekitar 2,2%. Meskipun

jumlahya kecil, kandungan protein tersebut sangat berpenganh terhadap sifat lateks. Protein terdiri atas asam amino yang mempakan ikatan peptida. Gugus

fungsional penyusun asam amino adalah gt~gus amino dan gugus karboksil

yang dapat membentuk zwitter ion. Asam amino mempakan ion dipolar yang

bersifat atnfoter, yaitu ion yang dalain keadaan nehal me~npunyai dua muatan Persentase (%)

I

1

Protein i

1

Le Bras (1 968)

92

-

94

-

2,5

-

3,5

2.2

1

2,2

I

I I I

Arizal(1994)

93,2

1 ,0

Tanaka (1 998)

93,7

[image:132.595.131.499.102.514.2]

Iistrik, yaitu positif da11 negatif, serta dapat bereaksi dengan asaln atau basa.

Pada titik isoelektrik protein aka11 ~nenggu~npal sehingga daya lan~tnya berkuraug, tetapi pada kedua sisi titik isoelekhik daya larut protein aka11

makin bertambah. Karena sifat tersebut, pH lingkungan sangat berpengamh

terhadap protein dan lateks itu sendiri.

Prcein dalain lateks sangat berpengaruh terhadap sifat fisik, tenltama terhadap p e 9 ~ 1 n p a l a I i lateks. Protein dalaln lateks dapat menstabilkan

larutan koloid lateks karena muatan lishik dalrun partikel dapat dipertahankan.

Apabila protein diliilangkan maka keseimbangan inuatan akan tergangp sehingga partikel karet dalam lateks akan menggu~npal. Untuk rnencegah

penggurnpalan inaka pada lateks dita~nbahkrul bahan pengawet (anti koagulan). Protein dalam karet ala~n dapat menghrunbat reaksi siklisasi (de

[image:133.595.207.449.466.615.2]

Boer, 1950; Goutara et a/., 1985 Fessenden da11 Fessenden, 1994). Posisi protein dalain struktur karet alam dapat dilihat pada Gambar 2.

D. Deproteinasi Karet Alam

Unh~k menghilangkan atau menbwrangi kandungan protein pada karet dapat dilakukan dengan beberapa cm-a, diantaranya adalal~ dengan l~idrolisis secara kimiawi dengan basa dan hidrolisis secara enzimatis dengan

mengg~makami enzimn (Yapa dan l'apa, 1984). Sedangkan Johnson dai

Peterson (1974) mengemukakan ballwa cara efisien untuk ~nengl~idrolisis

protein adalah dengan inenggunakan enziin karena dapat mengliasilkan

peptida-peptida yang kurang kompleks dan mudah dipecah serta dapat ~nelindungi produk yang diliasilkan dari kerusakan dan perubahan yang

bersifat non hidrolitik.

Dari liasil penelitian Fernando, el al. (1984) diketahui bahwa penggmaan enzim papain menghasilkan kadar nitrogen yang lebili rendali bila

dibandingkan dengan penggunaan enziin bromnelin. Papain inerupakan salah satu jenis enzim protease yang terkandung di dalam getall pepaya yang

lnalnpu memecah molekul protein menjadi benhik asam amino. Untuk

mengl~idrolisis protein tersebut inaka pH, suhu, kemumiaii d a ~ konsentrasi papain liarus berada pada kondisi yang tepat agar enzim papain tersebut dapat

bekerja secara efektif Papain mempunyai daya tal~ail panas lebih tinggi bila

dibandingkan dengan enzim lain. Keaktifan enzim papain hanya menurun

20% pada pelnanasan 7 0 ' ~ selama 30 meiiit pada pH 7,O (Winarno, 1986;

Muliidin, 1999).

Enzim adalah suaiu kelompok protein yang berperan penting dalain

proses aktivitas biologis dan berfungsi sebagai katalisator dalam sel yang

enzi~n marnpu mempercepat berlangsungnya reaksi meskipun hanya terdapat

dalamjunlah yang kecil (Winarno, 1986; Anonimus 1997).

Selain itu protein juga dapat dihilangkan dengan petnusingan atau

pemekatan. Akibat adanya gaya senhifugal, maka partikel karet yang memiliki kerapata~i lebih kecil akan berada pada b a g i a ~ ~ paling atas dan

cende~ung memisah dari serum. Gaya sentifi~gal yang besar ini menyebabkan

kecepatan partikel ke atas bertarnbah besar, sehingga lateks kebun dengan

KKK sekitar 35% akan terpisah menjadi dua bagian yaitu lateks pekat dengan KKK 60% dan skim (sistem koloid yang hanya mengandumg sedikit fraksi

padat) dengan KKK 3-8% (Tanaka, 1998).

Pengurangan ballan bukan karet selatna proses pemekatan jjuga

menyebabkan lateks yang dihasilkan akan bermutu lebill baik dari muto lateks

kebun. Makin tinggi nilai KKK lateks maka akan makin baik mutunya dan

mahal harganya. Lateks yang mempunyai KKK > 60%; yang diperoleh dengan cara apapun, biasanya disebut dengan lateks pekat (Stem, 1954).

E. Karet Siklo dan Cara Pembuatannya

1. Karet Siklo

Karet siklo men~pakan turunan atau modifikasi karet alam yang

be~upa bahan tennoplastik yang keras tetapi rap& dan rnerupakan sejenis

resin sintetis. Karet siklo ini dihasilkan dari tnodifikasi karet alam yang dipanaskan bersama katalis yang bersifat asam. Karet siklo dapat dibuat

beberapa bahan yang dapat digunakan tersebut, penggunaan lateks kebun

lnenipakan yang paling murah biayanya.

Menurut Yapa d m Lionel (1980), adanya protein dalam karet ala~n

dapat menghambat reaksi siklisasi, sehingga agar reaksi siklisasi dapat

berjalan dengan optimal perlu dilaknkan penurunan kadar protein pada

karet alam. DPNR baik digunakan sebagai bahan baku pelnbuatan karet siklo karena kandungan proteinnya rendah. Bila proses siklisasi berjalan

dengan baik maka akan dihasilkan karet siklo yang mudah larut.

Beberapa sifat karet siklo antara lain adalal~ :

1. Ringan, kaku, tahan terhadap daya gosok.

2. Me~npunyai daya rekat yang baik terhadap logam, kayu, karet, kulit,

tekstil dan kertas.

3. Melnpunyai sifat yang hatnpir sarna dengan kulit hewan.

4. Meinpunyai sifat adesi yang baik, termas~tk terhadap logan dan

pemtlkaan licin lainnya.

5. Tidak l a u t dalam air, tetapi dapat larut dalam pelarut karet.

6. Bersifat non polar.

7. Merupakan polimer non kristalin yang rantai-rantai molekulnya telah

dikeraskan oleh formasi cincin.

Karena sifatnya tersebut rnaka karet siklo lne~npunyai banyak

kegunaan, diantaranya adalah : untuk bahan baku tinta cetak, ballan baku

industri cat terutalna cat untuk jalan raya atau lantai, kulit sintetik, bahan

tegel bangunan, pelapis tekstil dan kertas, bahan isolator listrik, lem metal,

karet yang ~ n ~ ~ t u n y a sebanding dengan bahan pengisi dari resin stiren,

bahan pengtlat pada pembuatan kompon karet alain misalnya sebagai

bahan penguat pengganti stiren pada peinbuatan sol, pelapis tahiui air,

pelapis tahan bahan kimia d m pelapis anti korosi (Edward, 1955).

2. Cara Pembuatan Karet Siklo

Karet siklo dengan struktur polisiklik adalah produk akhir dari

reaksi siklisasi karet alan. Reaksi siklisasi termastlk kategori modifikasi

karet alam tanpa memasukkan senyawa lain ke dalam molekul karet. Bila

karet dipanaskan dengan katalis yang bersifat asam seperti asain sulfat,

Inaka ikatan rangkap karet akan berkurang karena struktur molekulnya mengalaini perubahan dari rantai lunis ~nenjadi rantai siklik, seperti yang

terlihat pada Gambar 3 (Goonetilleke et a/., 1993). Ikatan rangkap pada karet bersifat labil dan mudah diputus ole11 katalis. Dengan adanya reaksi

protonasi maka ikatan rangkap akan terbuka dan salali satu atom C yang

berada pada ikatan rangkap akan menjadi Ci. Atom C+ mudah berikatan dengan atom lain dan akan berikatan dengan CH dari monomer lain

seliiugga aka1 terbentuk rantai siklik. Reaksi protonasi tersebut tejadi

tenis inenens seliuna proses siklisasi seliingga rantai siklik yang terbenh~k

semakin banyak (Baker, 1988).

Siklisasi karet atau pe~nbuatan karet siklo dapat dilakukan dengan

amfoter dal yang terakhir adalall pei~lberian katalis yang bersifat asaln

pada suhu sekitar 50-1 5 0 " ~ (Naunton, 1961).

Ganlbar 3. Stmktur rnolekul karet siklo

Variasi sifat produk karet siklo disebabkan karena derajat siklisasi

produk dan bukan karena cara pembuatannya. Tetapi reaksi samping dari

cara yang digunakan, inisalnya oksidasi atau pengikatan silang, juga dapat meinpengaruhi sifat dari karet siklo yang dihasilkan. Ju~nlah ikatan

rangkap yang tersisa dalan produk yang telah disiklisasi mempengaruhi

sifat karet siklo yang diperoleh, termasuk kemudahan larutnya. Selain julnlah ikatan rangkap, bobot molekul juga berpengaruh terhadap sifai

F. Viskositas Intrinsik [q]

Viskositas intrinsik adalah peningkatan fraksi dalam viskositas suatu

unit pelarut ole11 penambahan 1 gram tnolekul polimer yang tidak berinteraksi. Viskositas intrinsik dihihmg dengan cara ekstrapolasi viskositas reduksi ke

konsentrasi no1 (Rabek, 1980). Viskositas intrinsik disebut juga viskositas

sebenamya dari sampel. Viskositas intrinsik ini biasanya hanya digunakan

unti~k sampel polimer.

Pada dasarnya metode viskositas adalah ~nengukur waktu yang

diperlukan pelan~t dan larutan polimer untuk mengalir diantara dua garis pada

viskometer atau mengukur laju aliran cairan yang ~nelalui tabung berbentuk

silinder. Bila viskositas pelnbandingipelarut diketahui, maka viskositas cairan

lain dapat ditentukan. Viskositas suatu cairan mumi atau larutan merupakan indeks hambatan alir cairan. Pada zat cair, viskositas akan meningkat dengan

naiknya tekanan dan akan menurun bila suhu meningkat. Cara pengukuran viskositas ini merupakan salah satu cara yang paling ~ n u d a l ~ dan murah (Bird,

1993).

Viskositas dapat dianggap sebagai gesekan dibagian dalam suatu

floida. Adanya viskositas menyebabkan salah sahl lapisan fluida berada diatas

lapisan lainnya atau suatu pennukaan muncul diatas pennukaan yang lainnya,

yang dapat terjadi bila diantara kedua pemukaan tersebut terdapat gaya geser

(Dannasetiawan, 1997).

Perbandingan antara viskositas l q t a n polimer terl~adap viskositas

'..W,,,,

pelarut mumi dapat dipakai untuk menentukan""massa molekul nisbi polimer.

lebih cepat, lebih mudah, alatnya murah dan perhit~rngan hasilnya lebih

sederl~ana. Metode yang biasa digunakan unhk mengtkur viskositas pelarut

dan larutan polimer adalah dengan menggunakan viskometer Ostwald atau

viskometer Ubbelohde.

Viskometer Ubbelohde tnempunyai beberapa kelebihan bila

dibandingka~~ dengan viskometer Ostwald, antara lain yaitu pengukuran

viskositas tidak bergantung pada volume cairan yang dipakai karena

viskometer dirancang untuk bekerja dengan cairan mengalir lnelalui kapiler

tanpa cairan di bawahnya. Waktu alir diukur untuk pelamt dan untuk larutan

polirner pada berbagai kepekatan. Kelebihan lain viskolneter ini adalal~ untuk

mencapai berbagai konsentrasi, larutan polirner dapat diencerkan dalam

viskorneter dengan menarnbahkan sejumlah terllkur pelanrt (karena volume

cairan yang digunakan tidak penting).

Pengt~k~uan dilakukan dengan viskorneter berada dalatn penangas air

bersuhu tetap untuk mencegah naik tumnnya viskositas akibat perubahan

s~111u. Posisi viskometer harus selalu tegak l m s (vertikal) untuk menghindari

kesalahan dalam pembacaan. Selain itu larutan yang diukur harus bebas dari

kotoran agar tidak tnenyumbat kapiler viskolneter dan aliran larutan tidak

terganggu (Cowd, 1991).

Untuk mendapatkan viskositas intrinsik dari suatu srunpel, rnaka kita

hams mengukur laju alir pelan~t (to) dan laju alir sa~npel pada beberapa

konsentrasi (tl-t,). Kemudian dihitung viskositas relatihya, yaitu tllb s/d tdb. Setelah itu dicari nilai viskositas spesifik yaitu (11 relatif-1). Viskositas reduksi

tersebut diplot terhadap konsentrasi. Dari plot beberapa konsentrasi tersebut

maka diekstrapolasi ke konsentrasi no1 sehingga inengl~asilkan nilai viskositas

intrinsik [q] dari suatu larutan (Billmeyer, 1980; Rabek, 1980; Cowd, 1991;

Bird, 1993).

G . Bobot Molekul

Menun~t Mark (1980) bobot molekul adalah jumlah berat atom-atom

dalam suatu molekul tertentu. Bobot inolekul sering juga disebut sebagai

lnassa molekul, yang mempakan ganbaran dari ju~nlah mol zat. Istilah bobot

inolekul atau tnassa lnolekul digunakan kasena perbedaan dala~n teknik

pengukuran yang sangat bergantung pada sifat polimer tersebut.

Bobot lnolekul dalam suah~ jenis polimer mencirikan sifat-sifat polilner

tersebut. Rantai-rantai polimer yang berbeda dalam suatu contoh polimer akan ~nempunyai panjang yang berbeda-beda pula sehingga massa lnolekul

nisbinya akan berbeda pula. Kebanyakan sifat bahan polimer berganh~ng pada

inassa moIekulnya, seperti kelarutan, ketercetakan, kekentalan larutax dan

lelel~a~m. Suatu sampel politner sesunggulmnya terdiri dari sebaran ukuran-

ukuran lnolekul dan lnassa molekul yang berbeda-beda, karena ihl setiap

penentuan inassa molekul akan lnemberikan harga rata-rata. Bobot molekul

rata-rata nntuk semua jenis klon karet biasamya berkisar antara 3.10~-3.10'

(Cowd,1991; Bird, 1993).

Bobot molekul dalam polimer dapat dinyatakan dalam beberapa cara,

volume (Mv). Bila suatu polilner terdiri dari N rnolekl~l poli~ner dengall

distribusi molekul nl dengan bobot rnolekul BMI, nz dengan bobot molekul

BM2, dan seterusnya maka

Nilai Mn, Mw dan Mz dapat diperolel~ secara langsung dengan menggunakan Gel Permeation Chromatography (GPC). Sedangkan nilai Mv

hanya dapat diperoleh dengan mendapatkan nilai viskositas intrinsik [q] dm

memasukkannya ke dalam persamaan Mark Houwink Sakurada, yaitu :

Dimana nilai K dan a adalah konstanta untuk suatu jenis polimer pada pelamt

dan suhu tertentu (Brandmp, el a1.,1999) . Dari persamaan diatas dapat dilihat bahwa bila nilai viskositas intinsik suatu poli~ner rendah ~naka bobot molekul

polimer tersebut rendah juga. Demikian juga sebalihya, yaitu bila viskositas intrinsiknya tinggi Inaka bobot molekulnya juga tinggi (Billmeyer, 1980;

Rabek, 1980; Cowd,1991; Bird, 1993).

Dengan mengetahui nilai Mn, Mw, Mz da11 Mv suatu jenis polirner

a) Sifat dari poli~ner tersebut.

b) Sebaran ukuran dan bobot ~nolekul polimer.

c) Ga~nbaran dari ju~nlah mol zat.

d) Polimer tersebut polidispersi (Mw > Mu) atau monodispersi (Mw =

Mn).

e) Perlakt~an yang digunakan berpenganth terhadap bobot molekul atau

111. METODOLOGI PENELlTlAN

A. Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan d a l m penelitian adalah lateks kebun klon

campuran (RRIC 102, RRIM 703, RRIM 712, TR 3027, BPM 1, BPM 24,

Afros 2037) yang diperoleh dari Kebun Percobaan Ciomas, Bogor dan bahan-

bahan kimia, baik yang digunakan untuk proses maupun analisa ballan baku

dan produk. Bahan kiinia yang di gunakan untuk proses antara lain adalah surfaktan terik produksi ICI, enzim papain produksi SIGMA yang diperoleh dari Balai Biotek Perkebunan Bogor, air, aquades, liidrogen peroksida,

natriurn hipoklorit dan asatn sulfat. Sedangkrul b a l m kimia untuk analisis

diantaranya adalah klororoform, selenium, NaOH, asam borat, indikator

fenolftalein, aseton, toluen, serta beberapa ballan lain yang diperlukan untuk ~nenu~ijang proses maupun analisa bahan baku dan produk. Bahan-bahan

kimia yang digunakan tersebut diperoleh dari toko baban ki~nia yang ada di

Bogor.

Peralatan yang digpnakan dalarn proses penelitian antara lain adalah

senhifuse, saringan, pengaduk, einber, mesin penggiling karet, oven, desikator, lainpu infra merah, alat gelas dan neraca analitik. Sedangkan untuk

analisis bahan baku d m produk diperltlkan alat antara lain adalah viskolneter

Ubbelohde, stop watch, kontrol suhu, pipet, labu ~nikro Kjeldahl, buret, Gel

Pennea/iot7 Chromatography (GPC), spekstroskopi infra merall, alat gelas,

serta beberapa alat lain yang diperlukan untuk menunjang proses dan analisis

B. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilaksanakan mulai bulan Mei 2001 sainpai bulan April 2002

di Balai Penelitian Teknologi Karet, Bogor.

C. Kegiatan Penelitian

Kegiatan dalain penelitian ini secara garis besar adalall perlakuan

pendahuluan, penurunan bobot molekul dan siklisasi sel~ingga diliasilkai~ karet

siklo. Diagram alir pelaksanaan penelitian selengkapnya dapat dilihat pada

Lampiran 1.

1. Perlakuan pendahuluan

Lateks kebun yalg baru diambil dari kebun biasanya masih bercanpw dengan kotoran dan bahan lain yang bukan lateks sehingga

perlu disaring agar kotorannya hilang. Sekitar 50 ml lateks saring

digui~palkan dengan aseton, dikeringkan kemudian dianalisis. Sedangkan sebagian besar lateks saring yang lain kemudian ditambahkan surfaktan

tenk 2% dan selanjutnya dideproteinasi. Pemberian surfaktan terik

tersebut dimaksudkan agar lateks tidak menggu~npal untuk beberapa lama.

Dosis surfaktan terik yang digunakal tersebut merupakan dosis terbaik

dari hasil beberapa penelitian sebelumnya.

Deproteinasi inempakan proses penghilangan protein pada karet.

Pada proses ini dilakukan secara enzilnatis dengall menggunakan enziin

rata, dilakukan pengeliceran dengan menambahkan air sesuai dengan

jumlah lateks yang tersedia, KKK awal dan KKK ywg diinginkan yaitu

10%. Kernt~dlan dilakukan hidrolisis selama f 24 jam pada s u l i ~ ~ ruang

(rt27'c). Setelali itu dilakukan pemekatan dengan lnenggunakan pelnusingan seliingga dillasilkan lateks DPNR dengan KKK rt 600%.

Sekitar 50 ml lateks DPNR dia~nbil untuk digunpalkan dengan aseton, dikeringkan keln~tdian dianalisis d m sebagian besar lateks DPNR yang

lain digunakan lebili lanjut pada proses penurunan bobot molekul. Dosis

enzim papain dan waktu pe~neralnan yang digunakan serta KKK yang diinginkan men~pakan perlakuan terbaik dari hasil beberapa penelitian

sebelumnya. Diagam alir perlakuan pendahuluan dapat dilihat pada

Lalnpiran 2.

2. Penwunan bobot inolekul

Setelali dihasilkan lateks DPNR maka dilakukan penurunan bobot

molekul, yaitu dengan menambahkan hidrogen peroksida dan natriu~n

hipoklorit serta memanaskannya pada suhu rt 4 0 ' ~ . Konsentrasi hidrogen

peroksida (2,4,6 bsk) daii natri~nn hipoklorit (4,8,12 bsk) serta wakto pemanasan dalam oven (1,2,3 liari) yang diberikan disesuaikan dengan kombinasi tiap perlakuan. D a ~ i proses penuntnan bobot molekul ini

diltasilkan lateks dengan bobot lnolekul rendah. Dari tiap ko~nbinasi

perlakukan tersebut dianbil sekitar 25 ml untuk digu~npalkan dengan aseton, dikeringkan kemudian dianalisis, sedangkan sebagian besar

suhu terbaik dari hasil beberapa penelitian sebeluinnya. Diagranl alir penunlnan bobot molekul karet dapat dilihat pada Lampiran 3.

3. Siklisasi

Pada lateks bobot inolekul rendah dilakukan siklisasi dengan

menainballkan asarn sulfat 85% dan dipanaskan pada larnpu infra inerah selama satu jam. Dosis asam sulfat dan lama pemanasan yang digunakan

tersebut rnerupakan yang terbajk dari hasil beberapa penelitian

sebelumnya. Setelah dipanaskan sa~npel digurnpalkan dengan aseton

ke~nudian dike~ingkan dan dil~asilka~ karet siklo. Karet siklo yang

terbentuk tersebut kemudian dilakukan analisis dan karakterisasi sifat

fisiknya yaito bentuk d m warna.

I). Analisis Sampel

Sampel yang akan dianalisis meliputi bahan baku (lateks kebun dan

lateks DPNR), lateks bobot rnolehrl rendah dan produk yang dihasilkan y a i t ~ ~

karet siklo. Analisis yang dilakukan pada ballan baku adalah Kadar Karet

Keriug (KKK), kadar nitrogen, viskositas intrinsik, bobot ~nolekul, analisis

dengan GPC dai spektroskopi infra merah.

Untuk lateks bobot inolekul rendah dilakukan analisis viskositas

intrinsik, bobot molekul, analisis dengan GPC dan spektroskopi i n f ~ a merah.

Pada produk yang dihasilkan, yaitu karet siklo, dilakukan analisis dan

karakterisasi sifat fisik. Analisis yang dilakukan meliputi viskositas intrinsik,

spektroskopi infra merah. Sedangkan karakterisasi sifat fisik produk lneliputi

bentuk dan warna karet siklo. Prosedur yang digunakan untulk analisis sampel

disajikan pada Lanpiran 4 sedangkan hasil analisis selengkapuya dapat

dilihat pada Lampiran 5,6 dan 7.

E. Rancangan Percobaan

Rancangan percobaan yang digunakan dalaln penelitian adalal~

rancangan percobaan faktorial dengan tiga faktor, yaitu :

1. Faktor 1 adalal~ konsentrasi hidrogen peroksida (A) digunakan tiga taraf

yaitu :

a. A1 = 2 bsk (bagian seratus karet)

b. A2 = 4 bsk c. A3 = 6 bsk

2. Faktor I1 adalah konsentrasi natrium hipoklorit (B), terdiri dari tiga taraf : a. B 1 = 4 b s k

b. B2 = 8 bsk

c. B3 = 12 bsk

3. Faktor 111 lnerupakan lama pelnanasan (C) yang juga terdiri dari tiga taraf yaitu~ :

a. C1 = l llari

b. C2=2hari

c. C3 = 3 Ilari

Dari ketiga faktor tersebut diperolel~ 27 kombinasi perlakuan dan tiap

Rancangan Acak Lengkap (RAL) dau apabila terdapat perlahati yang

berbeda nyata akan dilakukan uji lanjutan dengan Uji Duncan 5%.

Model lnatematik rancangan percobaan faktorial tersebut tnenurut Sudjana (1994) adalah sebagai berikut :

Yiju =

+

Aj

+

B;

+

CI, + ABjj

+

ACk

+

BC,k

+

ABCi;l:

+

&~ci;k,

dimarla :

Y i j ~ = variabel respoil hasil pengalnatan ke-1 yang terjadi karena penganlh

bersama taraf ke-i faktor A, taraf ke-j faktor B dan taraf ke-k

faktor C

P

= rata-rata sebeiiarnya

Ai = efek taraf ke-i faktor A

Bj = efek taraf ke-j faktor B

Cr = efek taraf ke-k faktor C

ABi; = efek interaksi antara taraf ke-i faktor A dan taraf ke-j faktor B.

AClk = efek interaksi antara taraf ke-i faktor A dan taraf ke-k faktor C.

BqI, = efek interaksi antara tarafke-j faktor B dan taraf ke-k faktor C. ABCijr = efek terhadap variabel respon yang disebabkan oleh interaksi antara

taraf ke-i faktor A, taraf ke-j faktor B datl tarafke-k faktor C.

&l(,r) = efek unit percobaan ke-1 dikarenakan kombinasi perlakuan (ijk).

F. Hipotesis

Hipotesis yang mendasari penelitian ini adalah :

1. Hidrogen peroksida berpenganlh terl~adap bobot tnolekul

3. Pe~nanasan berpengarul~ terhadap bobot molekul.

4. Ada pengardl interaksi antara hidrogen peroksida dan natrium hipoklorit.

5. Ada pengaruh interaksi antara hidrogen peroksida dan pemanasan.

6. Ada pengad1 interaksi antara natrium hipoklorit dan pemanasan.

7. Ada pengarul~ interaksi antara hidrogen peroksida, natnum hipoklorit dan

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Karakterisasi Bahan Baku (Lateks kebun dan lateks DPNR)

Lateks kebun yang digunakan mempakan jenis klon campuran yang

berasal dari kebun percobaan Ciomas. Sebeltun lateks diberi perlakuan enzim

dan surfaktan, lateks kebun dikarakterisasi yang meliputi Kadar Karet Kering (KKK), kadar nitrogen, viskositas intrinsik, bobot molekul, analisis dengan

GPC dan analisis dengan spektroskopi infra merah. Selanjutnya lateks kebun

tersebut dilakukan deproteinasi dengan enzim papain 0,05% dan pemekatan

sehingga akan dihasilkan lateks DPNR. Lateks DPNR tersebut dikarakterisasi

dan karakterisasi yang dilakukan sama dengan pada lateks kebun. Berjkut ini dipaparkan setiap parameter yang dianalisis.

1. Kadar Karet Kering (KKK)

KKK lnenyatakan banyahya karet dalam 100 gram lateks. Penenh~an KKK sangat penting dilakukan karena KKK dijadikan patokan

untuk menentukan jumlah air yang ditambahkan untuk pengenceran lateks

dan jumtal~ bahan-ballan yang akan dignnakan, seperti enziln dan bahan-

bahan kimia. Penentuan KKK segera dilakukan setelah lateks diperoleh,

sebelu~n digunakan untu~k percobaan.

Hasil analisis KKK terhadap lateks kebun dan lateks DPNR masing- masing adalah sebesar 34,295% dan 65,415%. Prosedur pengukuran KKK

Pada lateks DPNR terliliat bahwa nilai KKKnya mengalami

peningkatan dibandingkan dengan lateks kebun, yang berarti kandungan

karet pada lateks DPNR lebih banyak dibandingkan pada lateks kebu~i.

Hal tersebut lnenunjukkan bahwa pemekatan berhasil meningkatkan KKK

lateks, ini disebabkan karena pada saat proses pemekatan terjadi pemisahan partikel-partikel dalam lateks. Dengan adanya gaya sentrifi~gal,

partikel karet yang memiliki karapatan lebih kecil akan berada pada

bagian atas dan cenderung memisah dari serumnya (Stem, 1954).

Sel~ingga dari proses pemekatan ini akan dihasilkan dua bagian lateks

yang berlainan, lateks dengan KKK tinggi akan keluar dari bagian atas

dm1 lateks dengan KKK rendall akan keluar dari bagian bawah.

Setelah dipekatkan KKK lateks biasanya antara 60-65%. Menurut

Stem (1954), dengan adanya proses pemekatan berarti terjadi peningkatan

KKK yang berarti mengurangi kandungan air dalam lateks tanpa

mengurangi kandungan karetnya dan pengnrangan balian bukan karet.

Lateks yang telah dipekatkan biasanya bersifat kental dan tejadi

penunrunan volume lateks. KKK lateks pada saat proses pemekatan dapat

diatur sesuai dengan kebutuhan dai volume lateks yang diperoleh

tergantung KKK yang diinginkan. Makin tinggi KKK makin sedikit

volume lateks yang diperoleh karena lateks bertambah kental.

Pada saat proses pernekatan dapat terjadi penggumpalan lateks, sehingga untuk mencegah terjadinya pengpnpalan tersebut maka perlu

dita~nbahkan bahan pengawet sebelnln dilakukan pemekatan. Dosis dan

kebut~~lia~i dan lietalianan lateks y a ~ g kita perluka~i untuk berapa hari.

Pada penelitian ini KKK lateks DPNR dipakai sebagai patokan untuk

pengenceran dan pemberian bahan ki~nia yang diperlukan.

2. Kadar Nitrogen

Kadar nitrogen men~pakan cenninan jumlah protein dalaln lateks.

Ini dikarenakan penyusun utama protein adalah asain amino dan dalam

asam amino ~nengandung nitrogen. Makin tinggi kadar nitrogennya ~naka

selnakin tinggi pula jumlali protein dala~n lateks.

Dalam analisis kadar nitrogen yang diliitung adalah jumlah nitrogen

total dalaln karet. Karet alan berprotein rendah adalah karet yang

mempunyai kadar nitrogen 5 0,15%. Hasil analisis kadar nitrogen lateks kebun adalah 0,405% dan lateks DPNR adalah 0,125%. Data tersebut menunjukkan kadar protein dalam lateks DPNR lebih rendah

dibandingkan lateks kebun, karena enziin papain dan pemekatan dapat

inengurangi kadar nitrogen. Prosedur analisis selengkapnya disajikan pada

Larnpiran 4 dan hasil analisis selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 5. Menurut Stem (1954) kandungan protein dalsun lateks sekitar 2%.

Meskipun sangat kecil tetapi pengar~~linya sangat besar terliadap

kestabilan lateks, karena protein mampu menstabilkan siste~n emulsi

lateks.

Dari hasil penelitian Fernando, el al. (1984) diketal~ui bahwa

dibandingkan penggunaan enziln brornelin. Ole11 karena itulah dala~n penelitian ini digunakan enzim papain untuk lnenurunkan kadar protein.

Penunman kadar protein sangat penting dilakukan, karena berdasarkan penelitian Yapa dan Lionel (1980) diketahui bahwa protein

dapat mengllambat proses siklisasi dalan karet ala~n. Lateks DPNR baik

digunakan sebagai bahan baku pembuatan karet siklo karena kandungan proteinnya rendah selungga proses siklisasi dapat berjalan dengan baik.

Lateks yang telah dipekatkan kandungan nitrogennya mengalami

penurunan. Dengan mengurangi kadar nitrogen bera~ti jnga lnengurangi

kadar protein dala~n lateks tersebut. Penurunan kadar nitrogen disebabkan

karena adanya penambahan enziln papain dalam lateks sebeluln

dipekatkan dan proses pemekatan itu sendiri.

Enziln papain yang ditanbal~kan dalarn lateks me~necal~ ikatan

peptida dalam protein menjadi asam amino melalui reaksi hidrolisis dan

protein tersebut akan terl~idrolisis sempurna setelah 16-24 jam. Selain itu

enzim jnga berperan sebagai biokatalis dan mampu mempercepat

berlangsungnya reaksi rneskipun hanya dalrun ju~nlal~ yang kecil

(Winarno, 1986; Anonirnus 1997).

Pada proses pemekatan terjadi pemisahan partikel dalam lateks.

Dengan adanya gaya sentrifi~gal, partikel karet yang me~niliki berat jenis lebih kecrl berada pada bagian atas dan cenderung memisall dari serum.

Pada saat pemekatan, protein dalam lateks yang bel~nn terl~idrolisis,

Protein yang terpisah tersebut disebabkan adanya tumbukan antara

sesama partikel karet maupun antara partikel karet dengan piringan yang

ada dalarn sentrifuse. Karena turnbukan terjadi secara terns lnenerus

selama proses pemekatan ~naka terjadi gesekan. Karena letaknya pada

bagian paling luar maka proteinla11 yang akan lebih dallulu terkena

gesekan, sehingga lapisan protein yang sudah berkurang akibat hidrolisis enzim papain seinakin berkurang lag1 akibat proses pe~nekatan tersebut.

3. Viskositas Intrinsik dan Bobot Molekul

Hasil analisis viskositas intrinsik pada lateks kebun addall 640,505

dan pada lateks DPNR adalah 650,075. Sedangkan hasil analisis bobot

~nolekul pada lateks kebun dan lateks DPNR masing-masing adalah

1,204. lo6 dan 1,229.1 06.

Pengukuran viskositas intrinsik dimaksudkan untuk mendapatkan nilai bobot rnolekul rata-rata volume dari karet. Prinsip pengukuran

viskositas intrinsik adalah mengukur laju alir karet yang telah dilarutkan ke~nudian menghitungnya dengan rumus yang telah ditetapkan.

Sedangkan prinsip penghitungan bobot molekul adalah ekstrapolasi

viskositas intrinsikxya yang kelnndian dihitung dengan rumus Mark

Houwink Sakurada. Prosedur analisis selengkapnya disajikan pada Lampiran 4 dan hasil analisis selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 5.

Bila nilai viskositas intrinsiknya rendall rnaka bobot molekdnya

juga rendah. Demikian juga sebaliknya, yaitu bila viskositas intrinsiknya

pada hasil analisis dari lateks kebun dan lateks DPNR diatas yang

memmjukkan nilai viskositas intrinsiknya yang tinggi sehingga bobot

molekulnya juga tinggi. Dan hasil analisis tersebut juga dapat dilihat

bahwa temyata antara lateks kebun dan lateks DPNR bobot molekulnya tidak ja\h berbeda. Ini berarti enzim papain d m pemekatan tidak

berpengaruh terhadap bobot molekul lateks.

4. Analisis dengan GPC

Suatu polimer umulnnya terdiri dari sebaran ukuran-ukuran molekul

dan sebaran bobot molekul yang berbeda-beda. Karena itu setiap

penentuan massa molekul akan mengahasilkan harga rata-rata. Dalam

menentukm bobot molekul dengan menggunakan GPC akan

menghasilkan rata-rata jumlah bobot molekul (Mn), rata-rata bobot

molekul (Mw) dan rata-rata z bobot molekul (Mz). Selain mengl~asilkan Mn, Mw dan Mz, bila kita menganalisis suatu sampel dengan GPC juga

akan mengetalnli distribusi molekul dan molekul yang dominm.

Prinsip kromatograii ini adalah suatu kolom diisi beberapa bentuk

ballan ke~nasan poluner bersa~nbmg silatig (yang akan menggembung bila

terdapat pelarut) dan mempunyai lubang-lubang atau celah-celah. Larutan satnpel politner yang sedang diteliti dilewatkan ke dalam kolom dan

dielusi dengan melewatkan lebih banyak pelarut. Makin kecil molekul

polimer, makin sulit terelusi dari kolom karena lebil~ mudall berpindall melalui celah-celah tadi. Dengan demikian molekul terbesar (massa

lnemasuki lubang kemasan. Hasil kromatografi akan dicatat dalan bentuk

kurva. Hasil kurva tersebut berl~ubungan dengan sebaran massa molekul

pada sa~npel polimer yang dianalisa (Cowd, 1991). Untuk prosedur analisis selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 2. Sedangkan

krornatogran lateks kebun dan lateks DPNR disajikan pada Galnbar 4 dan 5 berikut ini.

OOW ~ - ~ .

I

"

""3 :t

Garnbar 4. Kro~natog~am lateks kebun

Pada krolnatogram diatas terlihat bahwa distribusi lnolekul pada

tinggi d m sesuai dengall petldapat Cowd (1991) yang mengeintlka~~

bahwa bobot molekul rata-sata untuk semua jenis klon karet biasanya

berkisar antara 3.10~-3.10'.

I i( ID'

0.1 , . . 1 :: 10" ~ ~ . .

%

-

3

5

[image:158.599.145.509.197.435.2]

0 00

Gambar 5. Krotnatogram lateks DPNR

Sedangkan pada kromatogran lateks DPNR diatas menunj~tkka~~

bahwa dishibusi lnolekulnya merata tetapi nilai Mn, Mw dan Mz-nya

masill tinggi yaitu masing-masing 2,99.10h; 2,33.10G d m 2,28.10G. Dari

hasil tersebut juga dapat dilihat bahwa antara lateks kebun d m lateks

DPNR distribusi molekulnya berbeda tetapi bobot molekulnya masih

tinggi yaitu berkisar pada bobot molekul 10"m nilai Mn, Mw dan Mz

lateks DPNR dua kali lipat lateks kebun. Hal ini dikarenakan

bobot tnolekul karena bobot ~nolekulnya tetap tinggi, tetapi mena~nbalr

jumlah karet per 100 gramnya akibat terjadinya kenaikan KKK setelah

pemekatan.

5. Analisis dengan Spektroskopi Infra Merah

Analisis detlgan spekboskopi infra meralr ini bertujuan untuk

~nengetahui dan menentukan gugus penyusun dalam karet. Metode spektroskopi infra tneralr ini didasarkan pada penyerapan sinar inframerah oleh molekul senyawa. Karena panjang gelombang infra tnerah lebih

pendek daripada sinar tampak maupun sinar ultra violet (UV), rnaka

energi infra merail tidak dapat mentransmisikan elektron, tetapi hanya

menyebabkan lnolekul bergetar, karena atom-atom di dalatn suatu

lnolekul tidak diam melainkan bervibrasihergetar. Penyerapan radiasi

infra merah ini menyebabkan perubal~an tingkat vibrasi. Prosedm analisis

spektroskopi inea merah selengkapnya dapat dilihat pada Latnpiran 4.

Hasil spektroskopi lateks kebun dapat dilihat pada Gambar 6 sedangkan lateks DPNR pada Gambar 7.

Hasil analisis spektroskopi pada lateks kebun tersebut

metnperlihatkan adanya puncak yang khas pada lateks kebun, yaitu di

2961 cm", 2854 cm-I, 1449 cm-', 1376 an-' dan 836 ctn-I. Puncak 2961

cm-'

_{dan 2854 cm-' terlilrat sangat kuat dan menunjukkan adanya gt~gus}

C-H, yaitu CI-13 dan CH2. Sedangk