KARAKTERISASI KARET ALAM SIKLO (CYCLO NATURAL RUBBER) YANG DIBUAT DARI KARET SIR 20 DENGAN KATALIS P2O5
Oleh:
Nurmaya J. Simarmata NIM 408231036 Program Studi Kimia
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sain
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji syukur dan terima kasih penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena dengan kemurahan dan segala karunia-Nya telah membimbing dan melindungi serta menolong penulis, sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini disusun berdasarkan hasil penelitian penulis di laboraboratorium kimia Unimed. Penulisan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar sarjana sains pada Fakultas MIPA Unimed. Dalam penyusunan skripsi ini penulis menyadari sepenuhnya bahwa semua ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan dan bimbingan semua pihak. Untuk itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih kepada bapak Dr.Eddiyanto, Ph.D selaku dosen pembimbing skripsi saya, kepada bapak Prof.Dr.Suharta, M.Si, Prof. Dr. Ramlan Silaban, M.Si, Dr. Zainuddin Muhtar, M.Si. selaku dosen penguji saya. Kepada bapak Drs. Kawan Sihombing , M.Si selaku dosen pembimbing akademik saya. Bapak Drs. Jamalum Purba, M.Si selaku ketua jurusan kimia.
Kepada kedua orangtua saya M. Simarmata dan R.br Sitohang yang telah banyak membantu, mendidik dan memberikan dukungan moral dan material. Dan kepada adik-adik saya yang telah banyak memberikan dukungan moral. Kepada teman seperjuangan ikhmam, wesly, rocky, tety, maysaroh, ficka, yuli, hetty, mala, aulia, eriska, tiasina dan dian. Kepada sahabat- sahabat saya Yana, Herna, Dinda, Eva Theresia. Kepada penghuni kos PKS K’ester, Meta, Novi, Edag Putri, Kevsil, Tien dan Icha. Tidak lupa juga saya mengucapkan Terimakasih terkhusus kepada teman-teman Kimia NK’08. Dan kepada semua pihak yang mungkin tidak dapat disebut satu-satu. Akhir kata saya ucapkan terima kasih.
Medan, Januari 2013 Penulis,
KARAKTERISASI KARET ALAM SIKLO (Cyclo Natural Rubber) YANG DIBUAT DARI KARET SIR 20 DENGAN KATALIS P2O5
Nurmaya (NIM. 408231036) ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakter CNR( Karet alam Siklis) yang diperoleh dari reaksi siklisasi antara SIR 20 dengan katalis P2O5. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode siklisasi, yaitu Karet SIR 20 yang telah dilarutkan dalam toluene, akan direfluks selama 5 jam, suhu 110oC dengan bantuan katalis P2O5. Setelah diefluks CNR akan dikeringkan dalam oven selama 24 jam dengan suhu 50oC. Hasil penelitian menunjukan bahwa warna karet SIR 20 yang semula hitam akan berubah menjadi kecoklatan. Karakterisasi melalui analisa spektroskopi inframerah menunjukan adanya tiga ciri khas karet siklo, yakni munculnya puncak pada 2.931 cm-1, 1.450 cm-1, 759 cm-1, dan menghilangnya puncak 837 cm-1. Munculnya puncak kuat pada wilayah 2.700-3.000 cm-1, 1.450 cm-1, munculnya puncak baru pada 880 cm-1, serta ditandai dengan menghilangnya puncak 836 cm-1. puncak 2.931 cm-1 menunjukkan telah terjadi reaksi siklisasi.
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan i
Riwayat Hidup ii
Abstrak iii
Kata Pengantar iv
Daftar Isi vi
Daftar Gambar viii
Daftar Tabel ix
Daftar Lampiran x
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah 1
1.2. Batasan Masalah 3
1.3. Rumusan Masalah 3
1.4. Tujuan Penelitian 4
1.5. Manfaat Penelitian 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Polimer 5
2.2. Sejarah Perkembangan Karet 6
2.3. Karet 7
2.4. Karet Alam 7
2.4.1. Sifat-sifat Karet 9
2.4.2. Jenis-jenis Karet 10
2.4.3. Penggunaan Karet Alam 12
2.4.4. Karet Sintesis 12
2.4.5. Perbedaan Karet alam dan Karet Sintesis 13
2.5. Karet Alam Siklo 13
2.5.1. Proses Siklisasi Karet 15 2.5.2. Keunggulan Karet Alam Siklo 18
2.5.3. Resipren 35 19
2.5.4. Karet Alam SIR 20 19
2.6. Resin 21
2.7. P2O5 22
2.8. Senyawa Akrilat 22
2.8.1. Sifat Kimia 22
2.8.2. Metil Metakrilat 23
2.9. Spektroskopi FTIR 24
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian 26 3.2. Alat dan Bahan
3.2.2. Bahan 27 3.3. Diagram Alir
3.3.1. Pembuatan Karet Alam Siklo dengan katalis P2O5 28
3.3.2. Uji kualitatif dengan metode FTIR 29 3.4. Prosedur Kerja
3.4.1. Pembuatan Karet Siklo dari Karet Rakyat 30 3.4.2. Pengujian Karakterisasi Karet Siklo 30 3.4.3. Analisa Dengan Spektroskopi FTIR 32 3.5. Prosedur Pencangkokan Gugus MMA 32 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pembuatan Karet Siklo 33
4.2. Pengujian Karakterisasi Karet Siklo 34
4.3. Analisa Cangkok Dengan MMA 41
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan 48
5.2. Saran 48
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Komposisi Kimia Karet Alam 7 Tabel 2.2. Standar Indonesian Rubber 11 Tabel 2.3. Spesifikasi karet siklo menurut Goonetilleke et al., (1993) 14 Tabel 2.4. Standard Indonesia Rubber 19 Tabel 2.5. Sifat Mekanik Metil Metakrilat dan Poliakrilat 22
Tabel 3.1. Rencana Penelitian 26
Tabel 3.2. Variasi Suhu pada Penambahan Katalis 30 Tabel 4.1. Hasil tingkat kelarutan Karet Siklo 35 Tabel 4.2. Jenis Parameter karakteristik Karet 37
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Struktur Karet 8
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Karet alam yang diperoleh dari tanaman Hevea brasiliensis merupakan salah satu komoditas pertanian utama dari sektor perkebunan. Selain menjadi tumpuan pencaharian bagi keluarga petani karet, karet alam merupakan komoditas ekspor yang berperan penting sebagai penghasil devisa Negara. Dengan areal pada tahun 2005 mencapai 3,28 juta ha, Indonesia merupakan produsen karet dengan areal terluas di dunia, berada pada urutan kedua produsen karet alam dunia dengan produksi tahun 2005 sebesar 2,27 juta ton (Ditjenbun, 2006; IRSG, 2006).
Karet alam merupakan elastomer untuk penggunaan umum yang memiliki beberapa keunggulan. Karet alam memiliki struktur molekul poliisopren dengan orientasi 100% cis dengan bobot molekul tinggi yang mudah digiling dan memiliki sifat keliatan dan kelekatan yang tinggi (Blow dan Hepburn,1982; www.irrdb.com/irrdb/Natural Rubber/Properties.htm).
Kelebihan karet alam atau natural rubber (NR) dibandingkan dengan karet sintesis yaitu memiliki daya elastis dan daya pantul yang baik serta memiliki daya tahan terhadap keretakan. Selain memiliki kelebihan, karet alam juga memiliki kelemahan seperti mutunya tidak konsisten, tidak tahan terhadap panas, oksidasi dan minyak (Arizal, 1990). Upaya yang dapat dilakukan untuk memperbaiki kelemahan karet alam antara lain dengan memodifikasi struktur karet alam.
Siklisasi merupakan contoh modifikasi karet alam secara kimia tanpa terikatnya gugus lain (Hashim et al.,2002a)
Karet alam (natural rubber) tersiklis atau cyclized natural rubber, yang juga dikenal dengan nama karet alam siklo (cyclo natural rubber) merupakan produk modifikasi karet alam dengan siklisasi, yang sifatnya sudah sangat berbeda dari karet alam asalnya. Karet siklo digunakan sebagai penguat untuk Karet dan Binder. Karet alam siklo tersusun dari hidrokarbon dan mengandung sejumlah kecil bagian bukan karet seperti lemak, glikopetida, fosfolipida, protein, dan bahan organic lainnya. Bahan tersebut dihasilkan melalui proses siklisasi karet alam, yaitu proses modifikasi struktur molekul karet alam yang semula berupa rantai terbuka menjadi struktur siklis. Berbagai penelitian menyebutkan bahwa proses pembuatan karet alam siklo dapat dilakukakan dengan menggunakan katalis asam. Modifikasi tersebut dilakukan dengan cara memanaskan karet alam yang sudah dicampur katalis asam, menghasilkan bahan baru dengan sifat-sifat seperti resin atau termoplastik.
Sifat karet alam siklis tergantung pada jenis bahan baku yang digunakan untuk modifikasi karet alam secara kimia dapat berupa karet padat, larutan karet dan lateks. Karet siklo yang baik adalah mudah larut dalam pelarut karet. Selain itu, karet siklo memiliki beberapa sifat diantaranya ringan, kaku, tahan terhadap gaya gesek, mempunyai daya rekat yang baik terhadap logam, kayu, karet, kulit, dan tekstil. Namun pada penelitian ini bahan baku yang digunakan untuk membuat karet alam siklo ialah karet SIR 20. Karena beberapa penelitian menyebutkan bahwa struktur karet SIR 20 sama dengan struktur kare alam. Selain strukturnya yang sama, karet SIR 20 lebih murni disbanding karet alam, yang jumlah pengotor dalam karetnya masih banyak.
Dengan hasil karet siklo yang diperoleh dari bahan baku SIR mempunyai nilai ketahanan sobek, kekerasan dan dan ketahanan kikis yang paling baik dibandingkan karet siklo lainnya. Selain itu penelitian yang juga sudah pernah dilakukan adalah oleh Palupi (2008) dari Fakultas Pertanian Universitas Mulawarman, dengan judul Karakterisasi Perekat Siklo Karet Alam. Dengan hasil Karet alam siklo dapat
digunakan sebagai bahan penambah rekat karna sifat yang dimilikinya.
Dalam hal ini peneliti ingin meneruskan penelitian Ary yang berjudul Siklisasi Karet berprotein rendah (2006), dengan mengganti bahan baku yang digunakan dalam penelitian menjadi karet SIR 20 yang mempunyai struktur yang sama dengan karet alam. Apakah proses siklisasi dapat terjadi pada karet SIR 20.
Berdasarkan uraian tersebut maka penulis tertarik membahas masalah tersebut diatas dengan mengambil judul :“Karakterisasi Karet Alam Siklo (Cyclo Natural Rubber) Yang dibuat Dari Karet SIR 20 Dengan Katalis P2O5 ”
1.2 Batasan Masalah
Pada penelitian ini, hanya meneliti karakteristik dan pembuatan karet alam siklo dari karet SIR 20 dengan Katalis P2O5.
1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah diatas, maka yang menjadi rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Bagaimana Karakteristik hasil CNR yang diperoleh dari bahan baku karet SIR 20 dengan Penambahan Katalis P2O5.
2. Bagaimana pengaruh pemberian katalis P2O5 terhadap karakter CNR
1.4 Tujuan Penelitian
Sesuai dengan rumusan masalah di atas maka tujuan penelitian ini adalah: 1. Mengetahui karakter hasil CNR yang diperoleh dari bahan baku Karet
SIR 20 dengan Penambahan Katalis P2O5 .
2. Mengetahui pengaruh pemberian katalis P2O5 terhadap karakter CNR
yang diperoleh dari bahan baku Karet SIR 20. 1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah :
1. Memberikan informasi ilmiah kepada masyarakat tentang penggunaan dan manfaat karet.
2. Memberikan informasi kepada industri karet tentang modifikasi yang dapat dibuat dari karet.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 1.1. Kesimpulan
1. Dari hasil penelitian karakteristik hasil CNR yang diperoleh adalah Cyclo natural rubber akan berwarna coklat, dengan tingkat kelarutannya dalam pelarut karet hampir 97 %, dan densitasnya 0,91 gr/ml. Sedangkan pada analisis FTIR menunjukan munculnya puncak kuat pada wilayah 2.700-3.000 cm-1, 1.450 cm-1, munculnya puncak baru pada 880 cm-1, serta ditandai dengan menghilangnya puncak 836 cm-1. puncak 2.931 cm-1 menunjukkan ikatan -CH3 yang juga dimiliki oleh karet alam, sedangkan hilangnya puncak pada 2.854 cm-1 menunjukkan ikatan -CH2-. Munculnya puncak pada 1.454,04 cm-1 berdampingan dengan puncak 1.375,21 cm-1 menunjukkan adanya ikatan C=C artinya masih terdapat ikatan rangkap tapi sudah mengalami pengurangan dan puncak pada 759 cm-1 menunjukkan adanya ikatan siklik.
2. Pengaruh pemberian katalis P2O5 pada karet SIR 20 adalah SIR 20 dapat
mengalami siklisasi menjadi CNR namun dengan pemanasan pada suhu 110o dan dengan waktu 5 jam.
1.2. Saran
Dari hasil analisis data yang dilakukan pada penelitian, saran yang di dapat untuk kemajuan penelitian ini kedepan adalah
1. Kepada mahasiswa peneliti lanjutan disarankan untuk melakukan variasi suhu dan sampel karet yang berbeda.
2. Perlu dilakukan penelitian lanjut mengenai hubungan suhu, waktu, dan kecepatan pengadukan terhadap tingkat keberhasilan proses siklisasi.
DAFTAR PUSTAKA
Alfa, A. A. 2002. Pengolahan Karet Siklo dan Masterbat Siklo dari Lateks Karet Alam. Laporan Hasil Penelitian. Balai Penelitian Teknologi Karet, Bogor.
Arizal, R.1990. Pengetahuan Dasar Mengenai Karet Alam dan Sintetik. Kursus Teknologi Barang Jadi karet, Pusat Penelitian Perkebunan Karet Bogor ; Bogor.
Bingar, Cicilia K, (2007). Perbandingan Sifat Vulkanisat Dari Beberapa Jenis Karet Siklo. Institut Pertanian Bogor : Bogor
Coomasarasamy, A.,P.P. Perera dan M. Nadarajah.1981. Preparation and Uses of Cyclised Rubber Obtained from Papain Coagulated Natural Rubber.
Rubber Research Institute, Sri Lanka.
Eddyanto, (2007), Functionalitation Of Polymers: Reavtive Processing, Struktur and Performance Characteristic, Thesis, Aston University
Fessenden, R. J dan J. S. Fessenden. 1982. Kimia Organik Edisi Ketiga Jilid 1. Terjemahn Erlangga, Jakarta.
Golub, A.M., & Heller, J.,(1963), The Reaction Of Polyisopren With Titanium Tetrachloride, Canadian Journal Of Chemistry, Vol.41
Goonetilleke, P., M.C.E. Silva, L.P Witharana, dan Indra Dewanaka. 1993. Propertion of Soluble Cyclised Rubber for Natural Rubber Lateks.
Proceedings Internasional Rubber Technology Conference, 429 - 439.
Handayani, M. (2008), Pemanfaatan Karet Siklo Dalam Rol Karet Gilingan Padi (Rice Huller Rubber).Fakultas Teknologi Pertanian .ITB : Bogor
Ichlas R. S.,(2011), Grafting Maleat Anhidrat Pada Karet Siklo (Cyclic Natural Rubber) Dengan Inisiator Dicumyl Peroksida (DPC), Unimed ;Medan
Indra S, Ir,.(2006). Buku Ajar Teknologi Karet. Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara ; Medan.
Juniarti, D., ( 2008). Teknologi Proses Pencangkokan Akrilat Pada Karet Alam Menggunakan Inisiator Hidrogen Peroksida. Fakultas Teknologi
Pertanian. Institut Pertanian Bogor
Ketaren, S. 1986. Minyak dan Lemak Pangan. Cetakan Pertama. Penerbit Universitas Indonesia ; Jakarta
Mirzatheri, M., (2000), The Cyclization of Natural Rubber, Iran J. Chem. & Chem. Eng.,19: 455
Morton, M. 1987. Rubber Technology.3rd edition. Van Nostrand Reinhold, New York.
Nakason, C., A. Kaesaman., Z.Samoh., S.Homsin., S. Kiatkomjornwong.,(2002), Rheological properties of maleat natural rubber and natural rubber
blends, Polymer Testing 21: 449-445
Nakason, C., A. Kaesaman, P. Supasanthitikul, (2004), Material Characterisation, The grafting of maleic anhydride onto natural rubber, Polymer Testing,
23: 35-41.
Nazarudin, dkk.(1992).dalam http://ide.wikipedia.Org/wiki/karet(28 April 2008)
Pine, S. H., J. B. Hendrickson, D. J. Cram, dan G. S. Hammond. 1998. Kimia Organik 2. Terjemahan ITB, Bandung.
Sitorus, M.,(2009), Spektroskopi, Eludasi Struktur Molekul Organik. Graha Ilmu Yogyakarta.
Saunders, K.J.,(1988), Organik Polymer Chemistry, Second Edition, Blackie Academic & Professional, Glasgow
Tanaka, Y., Tarachiwin, L., Sakdapipanich, J.,Ute, K.,Kitayama, T. (2005). Structural Characterization of Terminal Group of Natural Rubber 2:
