BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Polimer
Polimer tinggi (kadang-kadang disebut makromolekul) adalah molekul besar yang dibangun oleh pengulangan kesatuan kimia yang kecil dan sederhana. Kesatuan-kesatuan yang berulang itu setara atau hampir setara dengan monomer, yaitu bahan dasar pembuat polimer (Cowd, 1991). Reaksi penggabungan dari monomer menjadi polimer disebut reaksi polimerisasi. Contoh paling sederhana dari reaksi polimerisasi ini adalah pembuatan polietilena, yaitu suatu polimer yang banyak dipakai untuk membuat barang-barang rumah tangga seperti ember, tatakan gelas, bungkus plastik dan sebagainya. Kimia polimer diklasifikasikan ke dalam dua bagian yaitu :
1. Polimer alamiah yang mencakup protein (seperti sutera, serat otot dan enzima), polisakarida (pati dan selulosa), karet dan asam-asam nukleat.
2. Polimer buatan yang mencakup karet sintetis, plastik, nilon dan sebagainya. Polimer buatan manusia hampir sama banyaknya atau aneka ragamnya dengan polimer alam. Di samping yang telah disebutkan di atas berikut adalah contoh polimer buatan yang cukup dikenal saat ini seperti, piring-piring melamin, lapisan teflon pada penggoreng, sisir rambut, perekat epoksi, wadah plastik, dan sebagainya.
Polimer secara umum dapat dibagi kedalam 3 kelompok yaitu : 1. Elastomer yaitu polimer dengan sifat-sifat elastis seperti karet.
2. Serat yaitu polimer dengan sifat-sifat mirip benang seperti kapas, sutera atau nilon.
3. Plastik yaitu polimer yang dapat berupa lembaran tipis. Polimer plastik ini terbagi kedalam dua bagian lagi yaitu termoplastik bersifat lunak dan termoseting bersifat keras seperti pipa, mainan anak-anak dan sebagainya.
Perkembangan ilmu kimia polimer pada hakikatnya seiring dengan usaha manusia untuk meningkatkan kesejahteraan hidupnya dengan memanfaatkan ilmu dan teknologi. Dalam waktu empat puluh tahun terakhir ini para ahli telah berhasil mensistesis berbagai jenis bahan polimer yang dapat dimanfaatkan dalam berbagai aspek kehidupan. Polimer sintesis merupakan bahan yang serbaguna. Dalam penggunaannya polimer sintetis ini dapat menggantikan logam, kayu, kulit dan bahan alami lainnya dengan harga yang jauh lebih murah.
Pemanfaatan polimer dalam kehidupan tergantung sifat polimer yang antara lain ditentukan oleh massa molekul relatif, temperatur transisi gelas dan titik leleh. Pada umumnya menurut bentuk penggunaannya polimer dikelompokkan sebagai serat, elastomer, plastik, pelapis permukaan (cat), bahan perekat (Sidik, 2003).
2.2 Plastik
Plastik dapat digolongkan berdasarkan sifat fisikanya :
- Termoplastik merupakan jenis plastik yang bisa didaur ulang atau dicetak lagi dengan proses pemanasan ulang.Contoh : polietilena, polistirena, polikarbonat. - Termoset merupakan jenis plastik yang tidak bisa didaur ulang atau dicetak lagi.
Pemanasan ulang akan menyebabkan kerusakan molekul-molekulnya. Contoh : resin epoksi, urea formaldehida (Sidik, 2003).
Plastik dibagi menjadi dua klasifikasi utama berdasarkan pertimbangan ekonomis dan kegunaannya yaitu plastik komoditi dan plastik teknik. Plastik komoditi dicirikan dengan volumenya yang tinggi dan harga yang murah, mereka sering digunakan dalam bentuk barang yang bersifat pakai buang (disposable) seperti lapisan pengemas. Plastik teknik lebih mahal harganya dan volumenya lebih rendah, tetapi memiliki sifat mekanik yang unggul dan daya tahan yang lebih baik. Plastik komoditi yang utama adalah polietilena, polipropilena, poli(vinil klorida), dan polistirena. Plastik teknik yang utama
adalah poliamida, polikarbonat, poliester dan sebagainya. Hampir semua plastik yang disebutkan merupakan termoplastik (Stevens, 2007).
2.2.1 Polietilena
Polietilena adalah bahan termoplastik yang kuat dan dapat dibuat dari yang lunak sampai yang kaku. Ada dua jenis polietilena yaitu polietilena ringan (low density) dan polietilena berat (high density). Polietilena ringan relatif lemas dan kuat. Bahan ini digunakan antara lain untuk pembuatan kantong kemas, tas, botol, industri bangunan, dan lain sebagainya. Polietilena berat sifatnya lebih keras, kurang transparan dan tahan panas sampai suhu 100oC. Campuran polietilena ringan (LDPE) dan polietilena berat (HDPE) dapat digunakan sebagai bahan pengganti karat, mainan anak-anak, dan lain sebagainya. Di bawah ini reaksi polimerisasi polietilena :
CH2 CH2 CH2
n CH2
Etilena Polietilena
Gambar 2.1 Reaksi polimerisasi polietilena (Sidik, 2003)
Polietilena kerapatan tinggi, produk ini lebih rapat, lebih kuat, dan bertitik lebur lebih tinggi daripada polietilena kerapatan rendah yang bercabang dipreparasi dan pada tekanan tinggi dengan inisitor radikal bebas, karena struktur yang lebih teratur memungkinkan penyusunan rantai yang lebih rapat dan tingkat kekristalan yang tinggi (Stevens, 2007).
2.2.2 Sifat Polietilena
Sifat mekanik polietilena densitas rendah (LDPE) adalah material kaku seperti polistirena dan polimer plastik lemah seperti vinil. Polietilena mempunyai kekerasan yang baik dan kelenturan yang berbeda pada jarak suhu tertentu. Polietilena densitas rendah secara parsial (50%-60%) padatan Kristal melebur pada suhu 115oC, dengan densitas antara 0,91-0,94 gr/cm3. Dapat larut dalam beberapa pelarut pada suhu di atas 100oC, tapi tidak larutan yang ada pada suhu kamar (Billmeyer, 1971). Adapun nilai transisi gelas (Tg) dan
kristalinitas dari LDPE adalah -120oC dan 50%, sedangkan HDPE adalah -120oC dan 75% (Allen, 1983).
Polietilena bersifat inert secara kimia. Polietilena tidak larut dalam beberapa pelarut pada suhu kamar, tapi sedikit mengembang (swell) dengan cairan seperti benzena dan karbon tetraklorida yang larut pada suhu tinggi. Ketahanannya baik terhadap asam dan basa. Pada suhu 100oC tidak terpengaruh selama 24 jam dengan sulfat atau asam klorida tapi mengarang dengan asam nitrat pekat. Polietilena sering digunakan untuk botol untuk asam-asam yang mengandung asam klorida.
Banyak perbedaan antara sifat-sifat polietilena bercabang dan linier yang dapat ditunjukkan dengan kristalinitas yang lebih tinggi dari polimer sebelumnya. Polietilena linier dengan jelas lebih kaku daripada material yang bercabang, dan mempunyai titik lebur kristal yang lebih tinggi dan lebih besar kekuatan tarik dan kekerasannya. Ketahanan kimia yang baik dari polietilena bercabang ditahan atau ditingkatkan, beberapa sifat yaitu rapuh pada suhu rendah dan permeabilitas yang rendah untuk gas dan uap, ini meningkat pada material linier (Billmeyer, 1971).
2.3 Karet Alam
Karet merupakan polimer alam terpenting dan dipakai secara luas dilihat dari sudut industri. Bentuk utama dari karet alam,yang terdiri dari 97% cis 1,4-poliisoprena, dikenal sebagai Hevea rubber.Karet ini diperoleh dengan menyadap kulit sejenis pohon (Hevea Brasiliensis) yang tumbuh liar di Amerika Selatan dan ditanam di bagian dunia lain (Stevens, 2007). Karet diperoleh dari lateks yang menetes dari kulit kayu dari pohon karet yang dipotong. Lateks merupakan cairan terdispersi dari karet, mengandung 25-40% hidrokarbon, distabilkan dengan sejumlah kecil material protein dan asam lemak (Billmeyer, 1971).
Karet alam adalah polimer cis poliisoprena sedangkan polimer trans 1,4-poliisoprena merupakan gutta percha. Karet dan gutta percha merupakan isomer ruang yang memiliki struktur sebagai berikut :
H2C H3C C C H3C CH2 H2C C CH2 H C n H
Gambar 2.2 Struktur trans 1,4-poliisoprena H2C H3C C C CH2 CH2 H H3C C CH2 H C n
Gambar 2.3 Struktur cis 1,4-poliisoprena (Sidik, 2003)
2.3.1 Perbedaan Karet Alam dan Karet Sintetis
Karet alam sekarang ini jumlah produksi dan konsumsinya jauh di bawah karet sintetis atau karet buatan pabrik, tetapi sesungguhnya karet alam belum dapat digantikan oleh karet sintetis. Bagaimanapun keunggulan yang dimiliki karet alam sulit ditandingi oleh karet sintetis. Adapun kelebihan-kelebihan yang dimiliki karet alam dibanding karet sintetis adalah :
- Memiliki daya elastis atau daya lenting yang sempurna
- Memiliki plastisitas yang baik sehingga pengolahannya mudah - Mempunyai daya aus yang tinggi
- Tidak mudah panas
- Memiliki daya tahan yang tinggi terhadap keretakan
Walaupun demikian, karet sintetis memiliki kelebihan seperti tahan terhadap berbagai zat kimia dan harganya yang cenderung bisa dipertahankan supaya tetap stabil.
2.3.2 Jenis-jenis Karet Alam
Ada beberapa macam karet alam yang dikenal, diantaranya merupakan bahan olahan. Bahan olahan ada yang setengah jadi atau sudah jadi. Ada juga karet yang diolah kembali berdasarkan bahan karet yang sudah jadi. Jenis-jenis karet yang dikenal luas adalah :
- Bahan olahan karet (lateks kebun, lump segar)
- Karet konvensional (ribbed smoked sheet, white crepes dan pale crepes) - Lateks pekat
- Karet bongkah atau block rubber
- Karet spesifikasi teknis atau crumb rubber - Karet siap olah atau tyre rubber
- Karet reklim atau reclimed rubber
2.3.3 Standard Indonesian Rubber (SIR)
Standar mutu karet bongkah Indonesia tercantum dalam SIR (Standard Indonesian Rubber). Karet bongkah adalah karet remah yang telah dikeringkan menjadi bandela-bandela dengan ukuran yang telah ditentukan. Standar mutu karet bongkah Indonesia tercantum dalam tabel di bawah ini :
Tabel 2.1 Spesifikasi karet standar Indonesia
NO Spesifikasi SIR 5 SIR 10 SIR 20 SIR 50
1 Kadar kotoran maksimum 0,05 % 0, 10 % 0, 20 % 0, 50 % 2 Kadar abu maksimum 0,50% 0,75 % 1, 0 % 1,50 % 3 Kadar zat atsiri maksimum 1,0 % 1, 0 % 1, 0 % 1, 0 %
4 Plastisitas – Po minimum 30 30 30 30
5 Kode warna Hijau - Merah Kuning
(Tim Penulis, 1992)
2.4 Karet Sintetis
Karet sintetis sebagian besar dibuat dengan mengandalkan bahan baku minyak bumi. Sekarang banyak karet sintetis yang dikenal. Biasanya tiap jenis memiliki sifat tersendiri yang khas. Berdasarkan pemanfaatannya, ada dua macam karet sintetis yang dikenal yaitu karet sintetis yang digunakan secara umum dan karet sintetis yang digunakan untuk keperluan khusus. Jenis karet sintetis untuk keperluan khusus karena memiliki sifat yang khusus yang tidak dimiliki karet sintetis jenis umum. Sifat yang sekaligus menjadi
kelebihannya ini adalah tahan terhadap minyak, oksidasi, panas atau suhu tinggi, serta kedap terhadap gas.
Salah satu contoh karet sintetis jenis khusus adalah Ethylene Propylene Rubber atau sering disebut EPDM, karena tidak hanya menggunakan monomer etilena dan propilena pada proses polimerisasinya melainkan juga monomer ketiga atau EPDM. Keunggulan jenis karet ini adalah ketahanannya terhadap sinar matahari, ozon serta pengaruh unsur cuaca lainnya sedangkan kelemahannya pada daya lekat yang rendah (Tim Penulis, 1992).
2.4.1 Karet Etilena Propilena Diena Terpolimer (EPDM)
Karet etilena propilena (EPM) atau EPDM telah ditemukan di US dalam jumlah yang terbatas secara komersial pada tahun 1962. Karet EPM/EPDM sekarang ini adalah elastomer yang berkembang paling cepat (6% per tahun), yang di dukung dengan berdirinya beberapa pabrik di beberapa negara. EPM merupakan kopolimer sederhana etilena dan propilena, sedangkan EPDM adanya tiga komonomer yaitu suatu diena. Adapun struktur dari etilena propilena diena terpolimer (EPDM) adalah :
C H H C H H C C H H H CH3 C C H HC CH H C H2C C H H CH CH3 x y z n
Gambar 2.4 Struktur etilena propilena diena terpolimer (EPDM) (Morton, 1987)
Karet EPDM adalah suatu karet etilena propilena yang tidak jenuh, dimana mengandung diena terpolimer. Karet EPDM dapat divulkanisasi dengan sulfur. Karena posisi tidak jenuh dalam terpolimer letaknya di luar rantai utama, jadi sifatnya tahan
terhadap ozon, udara dan memiliki sifat listrik yang baik. Penggunaan sebagai membran atap, bagian bangunan dan kabel (Saechtling,1987). Pada EPDM, dimana E dan P berarti etilena dan propilena, dan D berarti karet mengandung unit-unit yang diturunkan dari diena monomer (lebih tepatnya bahwa unit diena tersebut tidak jenuh pada rantai samping), dan M berarti karet mempunyai rantai jenuh tipe polimetilena. Karet etilena propilena dihasilkan dari kopolimerisasi larutan menggunakan katalis tipe Ziegler-Natta (Blackley, 1983).
2.4.2 Sifat Etilena propilena Diena Terpolimer
Sifat karet EPDM adalah :
- Memiliki umur yang panjang (sangat tahan lama) - Stabil pada suhu tinggi ataupun rendah
- Daya tahan yang bagus terhadap uap dan air - Sangat tahan terhadap cuaca
- Sangat tahan terhadap ozon - Sangat tahan terhadap oksigen
- Sangat tahan terhadap berbagai bahan kimia
- Tidak boleh dipakai jika terjadi kontak terus menerus dengan produk yang mengandung petroleum
Karet EPDM sangat ideal untuk aplikasi luar ruangan karena perlawanan yang bagus untuk ozon, oksidan dan kondisi cuaca yang buruk. Karakteristik lainnya adalah stabilitas warna yang sangat baik, tahan panas dan kualitas dielektrik (http://www.industrikaret.com/karet-epdm). Densitas EPDM adalah 0,86 g/cm3. Suhu minimal adalah -30oC dan suhu maksimal adalah 120oC (Morton, 1987).
2.5 Campuran Termoplastik Elastomer
Elastomer didefenisikan sebagai bahan polimer yang dapat kembali ke bentuk semula setelah mengalami deformasi (perubahan bentuk) oleh pengaruh mekanis. Struktur morfologi bahan elastomer mempunyai ikatan silang yang lemah, kelihatannya
merupakan karakteristik utama bahan elastomer. Sebagai contoh, pada suhu kamar polietilena berada di atas transisi gelasnya, tetapi tidak bersifat elastomer karena tidak mengandung ikatan silang dan mempunyai derajat kristalinitas yang tinggi. Sebaliknya, kopolimer etilena-propilena tidak mengandung fase kristalin sama sekali, tetapi dapat membentuk bahan elastomer bila mengalami pengikatan silang lemah membentuk bahan karet sintetis ethylene propylene rubber (EPR). Telah diamati bahwa beberapa polimer dapat menjadi bahan elastomer dengan pembentukan rantai ikatan silang lemah, sedangkan bila terjadi ikatan silang tinggi akan terbentuk bahan termoset yang keras (Wirjosentono, 1998).
Campuran dari polimer yang berbeda sangat penting untuk menyediakan campuran yang dapat meningkatkan sifat fisika dan mekanik. Termoplastik elastromer (TPE) menghadirkan material-material yang disiapkan dengan mencampurkan komponen karet dengan poliolefin. Studi tentang TPE dengan beberapa tipe karet dan poliolefin telah dilaporkan oleh beberapa peneliti. Campuran TPEs pada umumnya dikelompokkan dalam dua dengan satu campuran sederhana karet EPDM dan poliolefin. Kelas ini biasanya disebut Termoplastik Elastromer Olefin (TPO).
Zenovia Moldovan, dalam jurnalnya yang berjudul “Campuran EPDM-HDPE dengan perbedaan sistem pematangan/sifat mekanik dan spektrometri infra merah” telah meneliti bahwa campuran EPDM-HDPE yang divulkanisasi dapat meningkatkan vulkanisat termoplastik (TPV) dengan adanya ikatan silang partikel karet yang terdistribusi dalam matriks termoplastik. Dengan menggunakan zat pematang sulfur dan dua akselerator yaitu M (2-mercaptobenzothiazole) dan TH (tetramethilthiuram disulfida) dihasilkan vulkanisat termoplastik yang baik, hasil ini didukung oleh analisis FTIR dan sifat fisik dan mekanik yang bagus (Moldovan, 2008).
Polimer EPDM mempunyai derajat kristalinitas tidak regang yang tinggi yang secara fisika dicampurkan dengan polietilena dan suatu etilena vinil asetat kopolimer untuk membentuk campuran polimer termoplastik. Campuran menunjukkan kekuatan tarik yang unggul, lebih baik daripada yang diperkirakan dari pengaruh komponen polimer itu sendiri. Dapat dilakukan tanpa pematangan atau zat pengikat silang. Dengan adanya interpolimerisasi diena monomer dalam EPDM merupakan ciri-ciri yang diperlukan EPDM.
Aplikasi untuk campuran polimer termoplastik terdiri dari pipa, isolasi kawat dan kabel, keset, mainan, sol sepatu dan lain sebagainya. Penggunaan polimer dan campuran termoplastik harus dinilai sifat tekanan regang, yaitu regangan, modulus, perpanjangan dan kekerasannya (Batiuk, 1976).
2.6 Ikat Silang (Crosslinking)
Dipandang dari segi komersial, ikat silang merupakan reaksi terpenting polimer dan menjadi dasar untuk industri-industri karet dan elastomer. Reaksi ikat silang dapat terbentuk melalui vulkanisasi. Vulkanisasi merupakan istilah umum yang diterapkan pada reaksi ikat silang polimer, khususnya elastomer. Reaksi ikat silang terinisiasi peroksida dari polimer-polimer jenuh seperti polietilena berlangsung melalui abstraksi hidrogen oleh radikal-radikal yang terjadi dari pemutusan homolitik peroksida. Dengan polimer-polimer tak jenuh, abstraksi hidrogen terjadi mungkin pada posisi alilik dengan ikat silang berantai yang terjadi lagi dari kombinasi radikal. Tidak semua polimer-polimer vinil bisa diikat silang dengan peroksida, sebagai contoh polipropilena dan poli(vinil klorida) labih mudah mengalami degradasi daripada ikat silang.
Metode vulkanisasi tertua yang ditemukan secara terpisah pada tahun 1839 oleh Goodyear di USA, menggunakan belerang. Laju vulkanisasi dengan belerang bisa, pada umumnya dinaikkan dengan penambahan akselerator seperti garam-garam seng atau senyawa organobelerang. Senyawa lain, khususnya seng oksida dan asam stearat juga ditambahkan sebagai aktivator (Stevens, 2007).
2.6.1 Ikat Silang Campuran Termoplastik Elastomer
Etilena propilena terpolimer dapat divulkanisasi melalui pemanasan dengan peroksida organik. Pada kasus ini, efisiensi ikatan silang lebih tinggi daripada bipolimer yang sesuai. Ini telah dihubungkan dengan inisiasi rantai radikal bebas melalui gugus tidak jenuh terpolimer. Ini ditunjukkan melalui pengamatan bahwa sulfur dapat mereduksi efisiensi ikatan silang peroksida dalam etilena-propilena diena terpolimer, kemungkinan karena proses propagasi radikal dapat distabilkan melalui reaksi dengan sulfur. Metode
biasa memvulkanisasi etilena-propilena diena terpolimer adalah melalui reaksi dengan sulfur dan akselerator konvensional. Dasar pembentukan ikatan silang dengan memberikan sistem vulkanisasi yang tergantung pada asal dari monomer ketiga, yang sama hubungannya dengan konsentrasi.
Ada material-material yang dihasilkan melalui pencampuran suatu karet poliolefin dengan plastik poliolefin. Kombinasi yang biasanya adalah karet etilena-propilena dan termoplastik polipropilena. Kemungkinan adesif yang bagus antara matriks karet dan polipropilena kaku dicapai melalui pencampuran propilena dari fasa karet dengan lapisan permukaan polipropilena. Ini dicapai dengan penambahan dalam jumlah kecil peroksida organik pada keadaan tercampur, ikat silang terjadi selama proses. Pemilihan peroksida dan kondisi berikatan silang penting jika degradasi komponen polipropilena akan dihindari.
Beberapa yang menarik ditunjukkan pada tahun terakhir, dimana karet etilena-propilena dapat divulkanisasi melalui reaksi dengan uap lembab. Proses ini dapat sukses dalam skala besar dengan polietilena untuk menghasilkan polietilena ikat silang untuk isolasi kabel dan tujuan lainnya (Blackley, 1983).
2.6.2 Dikumil Peroksida
Teknik ikat silang karet dengan peroksida telah dikenal beberapa tahun terakhir ini. Keuntungan umum peroksida untuk ikat silang adalah sangat baik ketahanannya pada temperatur tinggi, elastisitas yang baik, dan tidak ada penghilangan warna pada hasil akhir. Perbandingan peroksida yang digunakan tergantung pada temperatur penguraian dari peroksida yang dipilih. Temperatur ikat silang dikumil peroksida yaitu pada 160oC dan efisiensi ikat silang 50%.
Gambar 2.5 Reaksi dekomposisi dikumil peroksida
Dikumil peroksida jika dipanaskan akan menghasilkan radikal 2-fenilpropanoksi dalam keadaan tidak stabil dan selanjutnya akan membentuk radikal metil dan asetofenon (Thitithammawong, 2007).
2.7 Divinilbenzena
Rumus molekul divinilbenzena C10H10, titik didihnya 195oC, tidak larut dalam air dan
larut dalam etanol dan eter dan memiliki titik nyala 76oC. Divinilbenzena merupakan zat pengikat silang yang juga meningkatkan sifat polimer. Divinilbenzena telah digunakan dalam pabrik perekat, plastik, elastomer, keramik, pelapis, katalis, membran, farmasi, polimer khusus dan resin penukar ion. Pada pabrik plastik, divinilbenzena digunakan dalam industri plastik untuk mengikat silang dan memodifikasi material-material dan
C O CH3 O C CH3 CH3 C O CH3 CH3 2 CH3 + 2 C CH3 O Asetophenon 2 RH (substrat) 2 RH (substrat) 2 C CH3 CH3 + 2R 2 CH4 + 2R CH3 OH
radikal kumiloksi (2-phenylpropanoxy)
phenyl 2-propanol pemanasan
175oC
untuk membantu proses kopolimerisasi. Dapat juga meningkatkan resistansi terhadap tekanan retak, bahan kimia, panas distorsi, kekerasan dan kekuatan. Divinilbenzena membantu meningkatkan stabilitas termal dari komposisi resin epoksi. Pada pabrik karet sintesis, dimana karet sintesis merupakan golongan elastomer buatan yang mendekati satu atau lebih sifat dari karet alam. Divinilbenzena telah digunakan dalam kopolimer stirena-butadiena sebagai adesif dan membantu dalam proses ekstrusi karet (http://www.dow.com).
Adapun struktur dari divinilbenzena adalah :
CH=CH2
CH=CH2
Gambar 2.6 Struktur divinilbenzena (p-1,4-divinilbenzena) (Blackley, 1983)
2.7 Pengujian Sifat Fisik dan Mekanik Bahan Polimer
Peggunaan bahan polimer sebagai bahan teknik misalnya dalam industri suku cadang mesin, konstruksi bangunan dan transportasi, tergantung sifat mekanisnya, yaitu gabungan antara kekuatan yang tinggi dan elastisitas yang baik. Sifat mekanik yang khas ini disebabkan oleh adanya dua macam ikatan dalam bahan polimer, yaitu ikatan kimia yang kuat antara atom dan interaksi antara rantai polimer yang lebih lemah. Adapun pengujian sifat mekanik dan fisik terhadap bahan polimer adalah tegangan tarik, uji lelah, uji tumbukan, kekerasan, dan ketahanan sobek.
2.8.1 Pengujian Sifat Kekuatan Tarik (σ)
Sifat mekanis biasanya dipelajari dengan mengamati sifat kekuatan tarik (σt)
menggunakan alat pengukur Tensometer atau Dinamometer, bila terhadap bahan diberikan tegangan. Secara praktis, kekuatan tarik diartikan sebagai besarnya beban
maksimum (Fmaks) yang dibutuhkan untuk memutuskan spesimen bahan, dibagi dengan
luas penampang bahan (Ao).
σ
t ……… persamaan 2.1Selama perubahan bentuk , dapat diasumsikan bahwa volume spesimen tidak berubah. Perpanjangan tegangan pada saat bahan terputus disebut kemuluran. Besaran kemuluran (ε) dapat didefenisikan sebagai berikut :
ε =
x 100 % …………. Persamaan 2.2
Keterangan : ε = kemuluran (%)
l0 = panjang spesimen mula-mula (mm)
l = panjang spesimen saat putus (mm)
Hasil pengamatan kekuatan tarik dinyatakan dalam bentuk kurva tegangan terhadap perpanjangan bahan (regangan), yang disebut kurva tegangan-regangan. Bentuk kurva ini merupakan karakteristik yang menunjukkan indikasi sifat mekanis bahan yang lunak, keras, kuat, lemah, rapuh atau liat (Hartomo, 1993).
2.8.2 Mikroskopi Elektron Skan (SEM)
Skanning Electron Microscophy (SEM) merupakan alat yang dapat membentuk bayangan permukaan. Struktur permukaan suatu benda uji dapat dipelajari dengan mikroskop elektron pancaran karena jauh lebih mudah untuk mempelajari struktur permukaan itu secara langsung. Pada dasarnya, SEM menggunakan sinyal yang dihasilkan elektron dan dipantulkan atau berkas sinar elektron sekunder. SEM menggunakan prinsip skanning dengan prinsip utamanya adalah berkas elektron diarahkan pada titik permukaan spesimen. Gerakan elektron diarahkan dari satu titik ke titik lain pada permukaan spesimen. Jika seberkas sinar elektron ditembakkan pada permukaan spesimen maka sebagian dari elektron itu akan dipantulkan kembali dan sebagian lagi diteruskan. Jika
permukaan spesimen tidak merata, banyak lekukan, lipatan atau lubang-lubang, maka tiap bagian permukaan itu akan memantulkan elektron dengan jumlah dan arah yang berbeda dan jika ditangkap detektor akan diteruskan ke sistem layer dan akan diperoleh gambaran yang jelas dari permukaan spesimen dalam bentuk tiga dimensi.
Dalam penelitian morfologi permukaan SEM terbatas pemakaiannya, tetapi memberikan informasi yang bermanfaat mengenai topologi permukaan dengan resolusi sekitar 100 Å (Stevens, 2007).
2.8.3 Spektroskopi Inframerah Fourier Transform (FTIR)
Pada dasarnya, teknik FTIR adalah sama dengan spektroskopi inframerah biasa, kecuali dilengkapi dengan cara perhitungan Fourier transform dan pengolahan data untuk mendapatkan resolusi dan kepekaan yang lebih tinggi. Teknik ini dilakukan dengan penambahan peralatan interferometer yang telah lama ditemukan oleh Michelson pada akhir abad ke-19. Michelson telah mendapatkan informasi spektrum dari suatu berkas radiasi dengan mengamati interferogram yang diperoleh dari interferometer tersebut (Wirjosentono, 1995).
Energi yang dihasilkan oleh radiasi ini akan menyebabkan vibrasi atau getaran pada molekul. Pita absorbs inframerah sangat khas dan spesifik untuk setiap tipe ikatan kimia atau gugus fungsi. Metoda ini sangat berguna untuk mengidentifikasi senyawa organik dan organometalik. Spektrum yang dihasilkan berupa grafik yang menunjukkan persentase transmitan yang bervariasi pada setiap frekuensi radiasi inframerah. Satuan frekuensi yang digunakan pada garis horizontal dinyatakan dalam bilangan gelombang, yang didefenisikan sebagai banyaknya gelombang dalam tiap satuan panjang (Dachriyanus, 2004).
2.8.4 Analisa Kandungan Gel
Derajat ikat silang dalam karet ditentukan setelah sokletasi dengan sikloheksana mendidih selama 8 jam. Sampel dikeringkan pada suhu 80oC selama 30 menit dan ditimbang.
Persentase kandungan gel dalam campuran kemudian dihitung dengan rumus sebagai berikut :
% kandungan gel : x 100% ………… persamaan 2.3
Dimana Wg dan Wo adalah berat sampel setelah dan sebelum sokletasi. Gel yang terbentuk dimana interaksi yang kuat antara komponen campuran. Ini adalah suatu petunjuk bahwa ikat silang dan kompatibilitas terbentuk dalam campuran (Halimatuddahliana, 2007).
