BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Dewasa ini, Produk lateks karet alam seperti sarung tangan, selang, ban dan alat-alat instrumen listrik telah banyak membantu dalam kehidupan sehari-hari dan juga karena sifat fleksibilitas dan elastisitasnya yang sangat baik dibandingkan bahan polimer yang lain [1]. Lateks karet alam adalah polimer alam dari isoprena, biasanya cis-1,4-poliisoprena. Lateks karet alam memiliki sifat yang baik seperti, kemampuan
pembentukan film, elastisitas dan kelenturannya. Lateks karet alam biasanya diperkuat dengan berbagai pengisi yang berbeda yang memiliki perbedaan ukuran partikel dan energi permukaan untuk meningkatan sifat kekuatan mekaniknya untuk di aplikasikan sebagai sarung tangan, selang, tapak ban, alat-alat medik dan alat-alat listrik [2-4].
Pembuatan komposit lateks karet alam berpengisi selulosa sebagai penganti karbon hitam dan silika telah banyak menarik perhatian karena sifat spesifik yang dimilikinya, seperti kelimpahannya, biaya yang rendah, dapat diperbaharui dan bersifat biodegradasi [4].
Komposit lateks karet alam dibuat dengan menggunakan lateks karet alam sebagai matriks dan penambahan pengisi anorganik ataupun organik. Beberapa pengisi organik yang digunakan dalam produk lateks karet alam antara lain protein kedelai [3], kitosan [2], keratin [5], Selulosa Mikrokristalin dari kapas [6] dan nanokristalin selulosa dari jerami padi [7]. Pengisi anorganik yang juga digunakan dalam produk lateks karet alam antara lain kalsium bentonit [8], silika [9], dan oksida grafena [10]. Adapun penambahan dari bahan pengisi tersebut akan menghasilkan bahan dengan kekuatan mekanik yang baik, bersifat biokompatibilitas, dan meningkatkan laju degradasi pada produk lateks karet alam [2,4,6].
aktif dari limbah kulit singkong [11]. Kandungan selulosa dalam limbah kulit singkong mencapai 37,9%, sehingga dapat digunakan sebagai bahan baku untuk mensintesa Selulosa Mikrokristalin yang dapat digunakan sebagai pengisi organik [12].
Selulosa adalah polimer alam yang paling melimpah, yang terdiri daerah amorf dan kristalin. Selulosa kristalin lebih dipilih sebagai pengisi daripada selulosanya karena selulosa kristalin mempunyai susunan kristalin yang teratur sehingga lebih kuat. Selulosa Mikrokristalin (MCC) adalah selulosa kristalin yang berasal dari hasil hidrolisis selulosa dengan asam kuat. Kegunaan hidrolisis asam adalah untuk menghilangkan daerah amorf dari selulosa. Hidrolisis asam biasanya menggunakan asam sulfat atau asam klorida [7,13].
Pembuatan produk lateks alam berpengisi Selulosa Mikrokristalin terdapat kendala dimana sifat pengisi Selulosa Mikrokristalin yang polar dan hidrofilik dan sifat lateks karet alam yang nonpolar dan hifrofobik yang menyebabkan keduanya kurang serasi [6].
Oleh karena itu, pada penelitian ini diperlukan penambahan bahan penyerasi berupa surfaktan organik untuk memodifikasi pengisinya sehingga dapat berikatan lebih baik dengan matriks, 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 [14]. Oleh karena itu, alkanolamida memiliki potensi yang baik untuk digunakan sebagai bahan penyerasi pada produk lateks karet alam dengan pengisi Selulosa Mikrokristalin.
Beberapa surfaktan organik yang pernah digunakan dalam penelitian yaitu bis(3-triethyoxysilylpropyl)disulfide [13] dan benzoly peroxide (BPO) [15]. Bai
meningkatkan ikatan antarmuka pengisi dengan matriks. Prompunjai dan Waranyou (2010) meneliti bahwa penambahan dari benzoly peroxide akan meningkatkan ikatan antara pengisi dengan lateks karet alam sehingga dapat meningkatkan sifat mekanik dari komposit [15].
Dalam pembuatan produk lateks karet alam, selain sifat bahan pengisi dan bahan kuratif, waktu vulkanisasi berperan dalam terbentuknya ikatan sambung silang oleh agen vulkanisasi dan berpengaruh terhadap sifat mekanik produk yang dihasilkan. Sasidharan, et al (2005) meneliti pengaruh waktu vulkanisasi pada produk lateks karet alam. Hasil penelitian yang diperoleh semakin lama waktu vulkanisasi dapat meningkatkan sifat mekanik dari produk lateks karet alam [16].
Berdasarkan uraian di atas, Selulosa Mikrokristalin dari tepung kulit singkong memiliki potensi sebagai pengisi karena dapat diperbaharui, bersifat biodegradasi dan merupakan salah satu pemanfaatan limbah. Penggunaan bahan penyerasi alkanolamida juga diharapkan dapat meningkatkan interaksi antarfasa antara matriks lateks karet alam dengan pengisi Selulosa Mikrokristalin dari tepung kulit singkong. Pada penelitian ini, pengaruh waktu vulkanisasi dan penambahan penyerasi alkanolamida terhadap sifat mekanik dan karakteristik dari produk lateks karet alam akan diteliti.
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Dalam penelitian ini yang menjadi permasalahan adalah :
1. Pengaruh variasi alkanolamida terhadap sifat-sifat mekanik film lateks karet alam berpengisi Selulosa Mikrokristalin dari tepung kulit singkong.
2. Pengaruh waktu vulkanisasi terhadap sifat-sifat mekanik film lateks karet alam berpengisi Selulosa Mikrokristalin dari tepung kulit singkong.
1.3 TUJUAN PENELITIAN
karakteristik Fourier Transform Infra-Red (FTIR) dan didukung oleh analisa Scanning Electron Microscope (SEM).
1.4 MANFAAT PENELITIAN
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut :
1. Salah satu alternatif untuk meminimalkan pencemaran lingkungan yang diakibatkan limbah padat kulit singkong yang dihasilkan oleh industri rumah tangga.
2. Pemanfaatan tepung kulit singkong menjadi Selulosa Mikrokristalin sebagai bahan pengisi organic pada film lateks karet alam.
3. Memberikan informasi tambahan bagi dunia industri tentang pemanfaatan lanjutan limbah padat kulit singkong.
4. Memberikan informasi terutama dalam bidang rekayasa teknologi tentang pengaruh variasi alkanolamida pada produk lateks karet alam sehingga dapat diketahui variasi alkanolamida terbaik.
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. Mikokristalin selulosa yang disintesai dari kulit singkong yang telah dikeringkan dan dihancurkan hingga berukuran 100 mesh (150 µm).
4. Alkanolamida yang disintesa dari bahan baku RBDPS (Refined Bleached Deodorized Palm Stearin) yang diperoleh dari PT. Socfin Indonesia dan
Variabel-variabel yang dilakukan dalam penelitian ini adalah : Tabel 1.1 Variabel Tetap Yang Dilakukan Dalam Penelitian
No Variabel Keterangan
1 Filler loading 10%
2 Ukuran partikel Selulosa Mikrokristalin dari tepung kulit
singkong 100 mesh
3 Suhu pra-vulkanisasi 70 °C
4 Suhu vulkanisasi 100 °C
Tabel 1.2 Variabel Berubah Yang Dilakukan Dalam Penelitian
No Variabel Keterangan
1 Waktu vulkanisasi 10 menit, 20 menit
2 Alkanolamida 0%; 0,5%; 1%; 1,5%; 2%; 2,5%
Formulasi larutan dispersi Selulosa Mikrokristalin dan alkanolamida yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
Tabel 1.3 Formulasi Larutan Dispersi Tepung Kulit Singkong dan Alkanolamida
Bahan Persentase (%)
Selulosa Mikrokristalin 10 10 10 10 10 10
Alkanolamida 0 0,5 1 1,5 2 2,5
Air 90 89,5 89 88,5 88 87,5
Formulasi lateks karet alam dan bahan kuratif yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
Tabel 1.4 Formulasi Lateks Karet Alam dan Bahan Kuratif
Bahan Kadar (phr)
High Ammonia Lateks 60 % karet kering 100
Larutan Sulfur 50 % 1,8
Larutan ZDEC 50 % 1,8
Larutan ZnO 30 % 0,5
Larutan Antioksidan 50 % 1,2
Larutan KOH 10 % 1,8
Uji-uji yang dilakukan pada Selulosa Mikrokristalin dalam penelitian ini adalah:
1. Analisa pH dan amilum dengan standar USP XXI di Laboratorium Lateks, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 2. Analisa Scanning Electron Microscopy (SEM) di Laboratorium Scanning
3. Karakterisasi Fourier Transform Infra Red (FTIR) di Laboratorium Penelitian, Fakultas Farmasi, Universitas Sumatera Utara.
4. Analisa X-Ray Diffraction (XRD) di Pusat Sains dan Teknologi Bahan Maju (PSTBM) – BATAN, Kawasan Puspitek Serpong, Tangerang Selatan.
Uji-uji yang dilakukan pada produk film lateks karet alam berpengisi Selulosa Mikrokristalin dengan penyerasi alkanolamida 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.
2. Uji densitas sambung silang (crosslink density) dengan standar internasional ASTM D471.
3. Analisa Scanning Electron Microscopy (SEM) di Laboratorium Scanning Electron Microscope (SEM), Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam, Institut Teknologi Bandung.
