PENGARUH PENAMBAHAN ALKANOLAMIDA
TERHADAP
KARAKTERISTIK PEMATANGAN DAN
KEKERASAN VULKANISAT KARET ALAM
BERPENGISI KAOLIN
SKRIPSI
Oleh
Indah Maulina Syafitri Sitorus
070405058
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
PENGARUH PENAMBAHAN ALKANOLAMIDA
TERHADAP
KARAKTERISTIK PEMATANGAN DAN
KEKERASAN VULKANISAT KARET ALAM
BERPENGISI KAOLIN
SKRIPSI
Oleh
Indah Maulina Syafitri Sitorus
070405058
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
OKTOBER 2013
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH PENAMBAHAN ALKANOLAMIDA TERHADAP KARAKTERISTIK PEMATANGAN DAN KEKERASAN VULKANISAT
KARET ALAM BERPENGISI KAOLIN
yang dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau duplikasi dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan atau pernah dipakai untk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Sumatera Utara maupun di Perguruan Tinggi atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya dicantumkan sebagaimana mestinya.
Medan, 9 Oktober 2013
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan Skripsi dengan judul “Pengaruh Penambahan Alkanolamida terhadap Karakteristik Pematangan dan Kekerasan Vulkanisat Karet Alam berpengisi Kaolin”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik.
Hasil penelitian ini:
• Penelitian ini dapat diharapkan dapat meningkatkan efek penguatan kaolin terhadap karet alam, sehingga menghasilkan sifat-sifat yang lebih baik bagi vulkanisat karet alam berpengisi kaolin
• Penelitian ini bermanfaat bagi lingkungan dalam hal jangka waktu pemakaian karet yang lebih lama sehingga limbah bekas pakai karet yang dihasilkan lebih sedikit.
• Penelitian ini pernah dipublikasikan dalam jurnal yang berjudul “Pengaruh Penambahan Alkanolamida terhadap Karakteristik Pematangan dan Kekerasan Vulkanisat Karet Alam berpengisi Kaolin” di Departemen Teknik Kimia.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan yang sebesar – besarnya kepada:
1. Ir. Indra Surya, M.Sc. selaku Dosen Pembimbing 2. Kepala Laboratorium Kimia Organik F-Mipa USU
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Medan, Desember 2013
Penulis Indah M. S. Sitorus
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada:
1. Orang tua penulis, Alm. Kadiman Sitorus dan Ibunda Deltis yang telah memberikan bantuan baik moril maupun materil bagi penulis.
2. Saudara penulis Raja Faisal Manganju Sitorus S.ked dan Pasca Nikmatul Hasanah Sitorus S.P yang telah memberi semangat dan saran dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.
3. Muhammad Ekki Chahyaditha ST, yang telah memberi semangat, saran, juga membantu penulis dalam penulisan skripsi ini.
4. Sahabat baik penulis, Shifa, Pramita, Fatimah, Yuda, Nata, Lana, Andhika, Edo, Susi, Eliana.
5. Teman Sejawat terutama stambuk 2007, adik dan abang/kakak senior Teknik Kimia yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.
6. Ir. Indra Surya, M.Sc yang telah membimbing penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.
7. Bapak dan Ibu dosen Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama: Indah Maulina Syafitri Sitorus NIM: 070405058
Tempat / Tanggal Lahir: Medan / 17 Nopember 1988
Nama Orang Tua: Deltis
Alamat Orang Tua: Jl. Brigjend Katamso Gg. Sentosa No. 7
Kel. Seimati, Kec. Medan Maimun Medan 20159
Asal Sekolah
• SD Harapan 2 Medan tahun 1994 – 2000
• Mts PP. Ar-Raudhatul Hasanah Medan tahun 2000 – 2003
• SMA Negeri 13 Medan tahun 2003 – 2006 Pengalaman Organisasi / Kerja
1. HMI FT-USU periode 2007-2008 sebagai Anggota Bidang Logistik 2. CSG periode 2009-2010 sebagai Anggota Bidang Hubungan Masyarakat
ABSTRAK
Dengan menggunakan system vulkanisasi sulfur terakselarasi semi effisien, penelitian mengenai pengaruh penambahan alkanolamida tehadap karateristik pematangan dan kekerasan Vulkanisat karet alam berpengisi kaolin telah dilakukan. Alkanolamida dihasilkan dari Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS) direaksikan dengan dietanolamin. Alkanolamida dimasukkan kedalam kompon-kompon karet alam yang berpengisi kaolin dengan kadar 1,0; 3,0; 5,0; 7,0 Bagian per-Seratus Karet (bsk). Alkanolamida mempersingkat waktu scorch dan waktu pematangan optimum dari karet. Alkanolamida juga menyebabkan peningkatan perbedaan tork, modulus tensile, kerapatan sambung silang, dan kekerasan dengan penambahan hingga 5,0 bsk alkanolamida, kemudian menurun bersamaan dengan penambahan alkanolamida yang lebih lanjut .
ABSTRACT
By using a semi-efficient sulphur accelerated vulcanization system, an investigation of the effect of alkanolamide on cure characteristics and hardness properties of kaolin-filled natural rubber compounds was carried out. Alkanolamide was synthesized from Refined Bleached Deodorized Palm Stearin (RBDPS) and diethanolamine. Alkanolamide was incorporated into the kaolin filled-natural rubber compound at 1.0; 3.0; 5.0 and 7.0 Parts per-Hundred Rubber (phr). It was found that alkanolamide gave shorter scorch time and cure time. Alkanolamide also exhibited higher torque different, crosslink density, and hardnessup to 5.0 phr and then decreased with further increasing the loading of alkanolamide.
Keywords : alkanolamide, cure time, scorch time, crosslink density, vulcanizate natural rubber, kaolin
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i
PENGESAHAN ii
PRAKATA iii
DEDIKASI v
RIWAYAT HIDUP PENULIS vi
ABSTRAK vii
ABSTRACT viii
DAFTAR ISI ix
DAFTAR GAMBAR xii
DAFTAR TABEL xiv
DAFTAR LAMPIRAN xv
DAFTAR SINGKATAN xvi
BAB I PENDAHULUAN 1 1.6 RUANG LINGKUP PENELITIAN 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 4 2.1 KARET ALAM DAN VULKANISASI 4 2.2 KOMPONDING (RUBBER COMPOUNDING) 7 2.3 PENGUATAN KARET (RUBBER REINFORCEMENT) 8 2.4 PENGISI-PENGISI SELAIN KARBON BLACK 9 2.5 KAOLIN SEBAGAI PENGISI PENGUAT 9 2.6 ALKANOLAMIDA SEBAGAI BAHAN PENYERASI 10
2.7 ANALISA BIAYA 11
3.2 BAHAN 14 3.2.1 BAHAN PENYEDIAAN KOMPONEN KARET
ALAM 14
3.2.2 BAHAN PENYEDIAAN PENYERASI
ALKANOLAMIDA 15
3.3 PERALATAN 25
3.4 TAHAPAN PENELITIAN 16 3.4.1 PROSEDUR PEMBUATAN BAHAN PENYERASI
ALKANOLAMIDA 16
3.4.2 PROSEDUR PENYEDIAAN SENYAWA/
KOMPON KARET ALAM 17 3.4.3 PENYEDIAAN DAN PENGUJIAN SAMPEL 17 3.5 FLOWCHART BAHAN PENYERASI
ALKANOLAMIDA 18
3.5.1 PEMBUATAN BAHAN PENYERASI
ALKANOLAMIDA 18
3.5.2 PENYEDIAAN SENYAWA/ KOMPON KARET
ALAM 19
3.5.3 PENYEDIAAN DAN PENGUJIAN SAMPEL 19 3.6 PENGUJIAN PENGARUH PENAMBAHAN BAHAN
PENYERASI ALKANOLAMIDA DAN PENGISI KAOLIN TERHADAP KARAKTERISTIK
PEMATANGAN KARET ALAM 20 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 21
4.1 PENYEDIAAN ALKANOLAMIDA DARI TURUNAN MINYAK SAWIT DAN DIETANOLAMINA 21 4.2 PENGARUH PENAMBAHAN ALKANOLAMIDA
TERHADAP CIRI-CIRI PEMATANGAN KOMPON
KARET ALAM BERPENGISI KAOLIN 22 4.3 PENGARUH PENAMBAHAN ALKANOLAMIDA
TERHADAP SIFAT-SIFAT MEKANIKAL
VULKANISAT KARET ALAM BERPENGISI KAOLIN 44
4.4 PENGARUH PENAMBAHAN ALKANOLAMIDA TERHADAP KERAPATAN SAMBUNG SILANG
VULKANISAT KARET ALAM BERPENGISI KAOLIN 26 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 27
5.1 KESIMPULAN 27
5.2 SARAN 27
DAFTAR PUSTAKA 28
LAMPIRAN A 30
LAMPIRAN B 31
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Struktur Alkanolamida 10 Gambar 2.2 Struktur Karet Alam-Alkanolamida-Kaolin 11 Gambar 3.1 Pembuatan Bahan Penyerasi Alkanolamida 18 Gambar 3.2 Penyediaan Senyawa/ Kompon Karet Alam 19 Gambar 3.3 Penyediaan dan Pengujian Sampel 19 Gambar 4.1 Spektrum Inframerah dari Alkanolamida 21 Gambar 4.2 Kekerasan Vulkanisat Karet Alam Berpengisi Kaolin dan
Alkanolamida 24
Gambar 4.3 Pengaruh Vulkanisasi terhadap Sifat Vulkanisat 25 Gambar 4.4 Kerapatan Sambung Silang Vulkanisat Karet Alam Berpengisi
Kaolin dan Alkanolamida 26 Gambar C.1 Alkanolamida 33 Gambar C.2 Spesimen Uji Tarik 33
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Pengklasifikasian Sistem Vulkanisasi Sulfur Terakselerasi 5 Tabel 2.2 Struktur dan Sifat-Sifat Vulkanisat Karet 6 Tabel 2.3 Perhitungan Ekonomi 11 Tabel 3.1 Nama Bahan yang Digunakan dalam Penyedian Kompon
Karet Alam 14
Tabel 3.2 Nama Bahan yang Digunakan dalam Penyediaan Bahan
Penyerasi Alkanolamida 15 Tabel 3.3 Pengujian Pengaruh Penambahan Alkanolamida dan Kaolin
Terhadap Karakteristik Pematangan dan Sifat-Sifat Uji Tarik
Karet Alam 20
Tabel 4.1 Panjang Gelombang dari Gugus Fungsional Molekul
Alkanolamida 21
Tabel 4.2 Ciri-Ciri Pematangan Kompon Karet Alam Berpengisi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman LAMPIRAN A DATA HASIL PERCOBAAN 30 LAMPIRAN B CONTOH HASIL PERHITUNGAN 58
B.1 CONTOH PERHITUNGAN KERAPATAN
SAMBUNG SILANG 31
LAMPIRAN C DOKUMENTASI PENELITIAN 33 C.1 FOTO ALKANOLAMIDA DAN SPESIMEN UJI
TARIK 33
DAFTAR SINGKATAN
RBDPS Refined Bleached Deodorized Palm Stearin
ALK Alkanolamida
bsk Bagian per-Seratus Karet
phr Part per-Hundred Rubber
FT-IR Fourier Transform InfraRed
