BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Lateks karet alam pada dewasa ini dipakai untuk pembuatan berbagai bahan baku industri, seperti industri ban, bumper mobil, busa, peralatan medis, dan sebagainya [1]. Sebelum lateks karet alam digunakan untuk menghasilkan produk perlu dilakukan sambung-silang terlebih dahulu. Tujuan penyambung-silangan lateks karet alam adalah untuk menentukan produk lateks karet alam yang dihasilkan agar mencapai spesifikasi yang diinginkan. Proses penyambungan-silangan lateks karet alam dilakukan dengan mencampurkan bahan tambahan tertentu ke dalam lateks karet alam. Bahan tambahan kuratif yang biasa digunakan didalam pencampuran lateks mempunyai fungsi tertentu yang dinyatakan sebagai berikut: bahan vulkanisasi, bahan pencepat, bahan pengaktif, bahan penstabil, dan bahan antioksidan.
Bahan pengisi merupakan material yang paling besar ke dua dalam hal kuantitas di dalam suatu campuran karet setelah karet itu sendiri. Pada umumnya bahan pengisi digunakan untuk meningkatkan sifat mekanik produk lateks karet alam [2]. Beberapa pengisi anorganik yang pernah digunakan dalam produk lateks karet alam antara lain tanah liat [3], silika [4], dan graphene [5]. Camila, et al (2010) telah meneliti tentang penggunaan tanah liat sebagai bahan pengisi, hasil penelitian menunjukkan meningkatnya kekuatan tarik, kekuatan sobek, dan densitas sambung silang pada produk yang dihasilkan [70].
Adapun pengisi organik yang juga digunakan dalam produk lateks karet alam antara lain lignin dari serat cartoya [6], pati [9], dan selulosa mikrokristal [63]. Penambahan dari bahan pengisi tersebut akan meningkatkan kekuatan tarik, kekuatan sobek, pemanjangan saat putus, dan sifat biodegradasi pada produk lateks karet alam [6, 9, 63].
selulosa mikrokristal yang polar dan hidrofilik sedangkan lateks karet alam memiliki sifat yang nonpolar dan hidrofobik yang akan menyebabkan keduanya kurang serasi [64]. Oleh karena itu, pada penelitian ini diperlukan penambahan bahan penyerasi berupa surfaktan organik untuk memodifikasi pengisi sehingga dapat berikatan lebih baik dengan matriks. Rantai hidrokarbon pada surfaktan akan mengikat permukaan lapisan pengisi yang hidrofilik sehingga memungkinkan pengisi bercampur dengan lateks karet alam yang hidrofobik [65].
Beberapa surfaktan organik yang pernah digunakan dalam penelitian yaitu
sodium dioctylsufosuccinate (SDOSS) [66] dan sodium dodecylsulfate (SDS) [67]. Zhao dan Marek (2000) meneliti bahwa penambahan sodium dioctylsufosuccinate
akan meningkatkan ikatan antarmuka dari lateks karet alam [66]. Pedrero, et al (2012) meneliti bahwa penambahan dari sodium dodecylsulfate akan meningkatkan ikatan antara matriks dan pengisinya sehingga dapat meningkatkan sifat mekanik dari komposit [67].
Salah satu surfaktan organik yang juga pernah digunakan dalam penelitian terdahulu adalah alkanolamida. Alkanolamida diperoleh dari hasil reaksi antara asam lemak turunan minyak sawit yaitu RBDPS (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) dengan dietanolamina. Surya, et al (2013) meneliti bahwa penambahan alkanolamida pada komposit lateks karet alam dengan pengisi karbon hitam akan meningkatkan tensile modulus, kekuatan tarik, kekerasan, dan densitas sambung silang. Hal ini disebabkan oleh keunggulan senyawa alkanolamida dimana molekul-molekul alkanolamida tersebut memiliki sifat polar dan non polar. Rantai hidrokarbon yang panjang bersifat non polar sedangkan gugus amidanya bersifat sangat polar [27]. Oleh karena itu, alkanolamida memiliki potensi yang baik untuk digunakan sebagai bahan penyerasi pada produk lateks karet alam dengan pengisi selulosa mikrokristalin.
dipakai [8]. Berbagai macam larutan leaching yang dapat digunakan yaitu, larutan Kalium Hidroksida (KOH) 1%, Amonia 1%, Air bersih, Natrium Hidroksida (NaOH) 1%, dan alkohol : air = 1 : 1. Penelitian terdahulu yang dilakukan oleh Utama, et al (2004) menuliskan bahwa proses leaching menggunakan KOH atau Amonia 1% dapat menghilangkan bahan-bahan bukan karet yang menempel dan juga meningkatkan sifat fisik dan mekanik film lateks karet alam [51]. Sumarti, et al (2001) meneliti tentang pengaruh air bersih terhadap proses leaching. Hasi penelitian yang diperoleh menunjukkan produk yang didapat lebih baik, hal ini terbukti pada permukaan film yang lebih licin, tegangan putus meningkat, dan hasil produk lebih tahan lama disimpan [7]. Oleh karena itu, pada penetian ini akan digunakan larutan ammonia 1% dan air sebagai larutan leaching.
Berdasarkan penjelasan di atas, maka penggunaan bahan penyerasi alkanolamida diharapkan dapat meningkatkan interaksi antarmuka (interfacial adhesion) antara matriks lateks karet alam dengan pengisi selulosa mikrokristal dari ampas tebu serta perlakuan leaching menggunakan air dan ammonia 1%pada produk film lateks karet alam diharapkan dapat meningkatkan sifat mekanik film lateks karet alam.
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Hal yang perlu diperhatikan pada produk lateks karet alam untuk meningkatkan sifat mekaniknya yaitu keserasian matriks lateks karet alam dengan pengisi selulosa mikrokristal. Namun, pembuatan produk lateks karet alam berpengisi selulosa mikrokristal terdapat kendala dimana sifat pengisi selulosa mikrokristal yang polar dan hidrofilik sedangkan lateks karet alam memiliki sifat yang nonpolar dan hidrofobik yang akan menyebabkan keduanya kurang serasi. Oleh karena itu, pada penelitian ini diperlukannya penambahan bahan penyerasi berupa surfaktan organik untuk memodifikasi pengisi sehingga dapat berikatan lebih baik dengan matriks. Pada penelitian ini, penyerasi yang digunakan adalah alkanolamida.
ini dapat meningkatkan sifat fisik dan mekanik dari film lateks karet alam. Pada penelitian ini larutan leaching yang digunakan yaitu air dan ammonia 1%.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk membuat film lateks karet alam berpengisi selulosa mikrokristal dengan penambahan penyerasi alkanolamida.
Adapun spesifik tujuan penelitian ini adalah:
1. Mengetahui pengaruh perlakuan leaching pada produk lateks karet alam terhadap sifat mekanik dan karakteristik lateks karet alam berpengisi selulosa mikrokristal dengan dan tanpa penambahan penyerasi alkanolamida.
2. Mengetahui pengaruh perlakuan leaching menggunakan air terhadap sifat mekanik dan karakteristik produk lateks karet alam dengan penyerasi alkanolamida berpengisi selulosa mikrokristal dengan adanya perbedaan suhu dan waktu vulkanisasi.
3. Mengetahui pengaruh perlakuan leaching menggunakan ammonia 1%terhadap sifat mekanik dan karakteristik produk lateks karet alam dengan penyerasi alkanolamida berpengisi selulosa mikrokristal dengan adanya perbedaan suhu dan waktu vulkanisasi.
1.4 MANFAAT PENELITIAN
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut :
1. Memberikan informasi terutama dalam bidang teknologi rekayasa tentang pemanfaatan selulosa mikrokristal dari ampas tebu sebagai bahan pengisi. 2. Memberikan informasi mengenai penggunaan bahan penyerasi alkanolamida
dapat meningkatkan interaksi antarfasa (interfacial adhesion) antar pengisi selulosa mikrokristal dari ampas tebu dengan matriks lateks karet alam.
3. Memberikan informasi mengenai suhu dan waktu vulkanisasi yang baik untuk produk lateks karet alam berpengisi selulosa mikrokristal dari ampas tebu dengan dan tanpa penyerasi alkanolamida setelah perlakuan leaching.
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Lateks, Fakultas Teknik, Departemen Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara. Adapun bahan baku yang digunakan pada penelitian ini yaitu :
1. High Ammonia Lateks dengan kandungan 60% karet kering.
2. Bahan kuratif lateks karet alam seperti sulfur, zink oksida (ZnO), zinc diethyldithiocarbamate (ZDEC), dan antioksidan (AO). Bahan kuratif ini diperoleh dari Farten Technique (M) Sdn Bhd, Pulau Penang, Malaysia.
3. Selulosa mikrokristal sebagai bahan pengisi dalam film lateks karet alam. 4. Alkanolamida yang disintesa dari bahan baku RBDPS (Refined Bleached
Deodorized Palm Stearin) yang diperoleh dari PT. Socfin Indonesia.
5. Bahan untuk melakukan perlakuan leaching yaitu Amonia 1% dan Air (H2O). Variabel-variabel yang dilakukan dalam penelitian ini adalah:
Tabel 1.1 Variabel Tetap Yang Dilakukan Dalam Penelitian
No Variabel Keterangan
Tabel 1.2 Variabel BerubahYang Dilakukan Dalam Penelitian
No Variabel Keterangan
1 Suhu vulkanisasi 100 °C; 150 °C
2 Komposisi alkanolamida 0%; 2,5%
3 Dispersi Selulosa mikrokristal +
Alkanolamida + Air 0 bsk; 5 bsk; 10 bsk; 15 bsk
Formulasi larutan dispersi selulosa mikrokristal dan alkanolamida yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
Tabel 1.3 Formulasi Larutan Dispersi Selulosa mikrokristal dan Alkanolamida
Bahan Persentase (10%)
Selulosa mikrokristal 10 10
Alkanolamida 0 2,5
Formulasi lateks karet alam dan bahan kuratif yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
Tabel 1.4 Formulasi Lateks Karet Alam dan Bahan Kuratif
Bahan Berat (gram)
60% High Ammonia Lateks karet kering 166,7
50% Dispersi Sulfur 3
50% Dispersi ZDEC 3
30% Dispersi ZnO 0,83
50% Dispersi Antioksidan 2
10% Dispersi KOH 3
10% Dispersi Selulosa mikrokristal dan Alkanolamida 0, 5, 10, 15
Uji-uji yang dilakukan dalam penelitian ini adalah :
1. Uji kekuatan tarik (tensile strength), pemanjangan saat putus (elongation at break), dan modulus tarik (tensile modulus) dengan standar internasional ASTM D412, di Laboratorium Penelitian, Fakultas Teknik Kimia, Universitas Sumatera Utara.
2. Analisa Scanning Electron Microscopy (SEM) di Laboratorium Scanning Electron Microscope (SEM), di Laboratorium Mineral dan Mineral Maju, Fakultas MIPA, Universitas Negeri Malang (UM).
3. Karakterisasi Fourier Transform Infra Red (FTIR) di Laboratorium Mineral dan Mineral Maju, Fakultas MIPA, Universitas Negeri Malang (UM).
