View
944
Download
5
Category
Preview:
Citation preview
VISKOSITAS MOONEY KARET ALAM
BAB I
PENDAHULUAN
Salah satu kelemahan pokok karet alam dibandingkan dengan karet sintetis adalah
nilai viskositas Mooneynya sangat bervariasi sehingga menyulitkan konsumen dalam
membuat kompon barang jadi karet, khususnya ban.
Sehingga perkembangan akhir-akhir ini menunjukkan bahwa setiap konsumen
(pabrik ban) menghendaki nilai viskositas Money dari SIR-20 (Standard Indonesian
Rubber) pada jarak tertentu, misalnya Goodyear antara 65-75, Michelin 80-85,
Yokohama 75-85, dan Aliance 62-72. Hal ini menunjukkan bahwa setiap konsumen
menginginkan konsistensi nilai viskositas Mooney dari produsen karet, atau dengan kata
lain setiap konsumen menghendaki kemantapan nilai viskositas Mooney dari produsen
karet.
Beberapa kemungkinan alasan konsumen menghendaki nilai viskositas Mooney
yang mantap adalah pengujian untuk mendapatkan nilai viskositas Mooney lebih
mendekati processability di pabrik ban dibandingkan dengan nilai Po (plastisitas). Hal ini
disebabkan pengujian viskositas Mooney dilakukan dengan proses shearing (gesekan)
yang mirip dengan proses pencampuran karet dan bahan-bahan lain dalam pembuatan
kompon karet dibandingkan dengan pengujian Po yang hanya berdasarkan pampatan
(tekanan) terhadap sampel karet dan hasilnya diperoleh dari perbandingan antara keping
uji sesudah dan sebelum pemampatan. Juga dalam pembuatan kompon dikehendaki nilai
viskositas Mooney tertentu supaya pencampuran antara dua jenis karet atau lebih yang
berbeda dapat dilakukan dengan mudah dan tidak memerlukan energi yang banyak.
Karet viskositas Mooney mantap dikehendaki oleh konsumen sebab dengan
viskositas mantap tidak diperlukan proses premastikasi yang memerlukan energi sebesar
33-35% dari total energi yang diperlukan untuk pembuatan kompon barang jadi karet.
Dengan adanya proses tanpa premastikasi akan meningkatkan hampir duB kali hasil
kapasitas (output) dalam pencampuran kompon. Disamping itu juga akan meningkatkan
konsistensi dalam pencampuran kompon (master batch) dan viskositas dari karet
komponnya. Dampaknya akan mengurangi kegagalan mutu (scrap) selama pengolahan
menjadi barang jadi karet.
Dengan adanya kecendrungan permintaan kensumen terhadap hasil pengujian
terhadap nilai viskositas Mooney untuk jenis SIR-20, hal ini memungkinkan terjadinya
peningkatan permintaan konsumen terhadap karet viskositas mantap. Dalam tulisan ini
dikemukakan tinjauan tentang viskositas Mooney sejak dari pengertian viskositas
Mooney sampai pada cara pengukurannya, terjadinya reaksi storage hardening,
kemungkinan-kemungkinan penyebab dan cara penanggulangan reakasi storage
hardening.
BAB 11
TINJAUAN PUSTAKA
BAB III
PEMBAHASAN
3.1. Viskositas Mooney
3.1.1. Pengertian Viskositas Mooney
Viskositas Mooney karet alam (Hevea Brasiliensis) menunjukkan panjangnya
rantai molekul karet atau berat molekul serta derajat pengikatan silang rantai
molekulnya . Pada umumnya semakin tinggi berat molekul (BM) hidrokarbon karet
semakin panjang rantai molekul dan semakin tinggi tahanan terhadap aliran dengan kata
lain karetnya semakin viskous dan keras. Dalam pembuatan ban karet alam dengan BM
tinggi cukup menarik karena sifat fisika ban yang dihasilkan seperti daya kenyal,
tegangan tarik, perpanjangan putus dan sebagainya cukup baik.
Tetapi energi yang dibutuhkan untuk melumat karet dengan BM tinggi cukup
besar sehingga kurang menguntungkan. Sebaliknya hidrokarbon karet dengan BM rendah
membutuhkan energi yang lebih sedikit jumlahnya pada proses pembuatan ban, tetapi
sifat fisika yang dihasilkan kurang baik. Oleh karena itu karet alam dengan BM yang
medium dapat memberikan titik temu antara energi yang hemat dengan sifat fisika yang
unggul.
Derajat pengikat silang rantai molekul yang tinggi menyatakan semakin banyak
reaksi ikatan silang (cross linking reaction) yang terjadi, sehingga akan meningkatkan
nilai viskositas Mooney karet alam.
3.1.2. Cara Pengukuran Viskositas Mooney
Pengukuran viskositas Mooney dilakukan dengan Mooney viscometer, yaitu
berdasarkan pengukuran gesekan (shearing) rotor (torque) pada karet padat yang
berfungsi sebagal tahanan dengan meletakkan sampel karet di atas dan di bawah rotor
yang dapat berputar.
Sebelum motor dijalankan dipanaskan selama 1 menit. Kemudian motor
dijalankan den rotor akan berputar. Tenaga yang digunakan untuk memutar rotor di
dalam sampel karet dapat dibaca pada skala. Pembacaan dilakukan setelah 5 menit. Bila
pada skala tercatat 55 artinya viskositas Mooney adalah 55 dan ditulis viskositas karet =
55 ML. 1 (100°C, 5'), dengan pengertian satuan sebagai berikut:
M = Mooney
L = Large rotor (rotor ukuran besar)
1 = pemanasan pendahuluan 1 menit
100°C = suhu yang dipakai untuk pengujian
5' = pembacaan 5 menit setelah rotor dipanaskan dan dijalankan.
Nilai viskositas Mooney yang didapat berlawanan dengan nilai plastisitas, sebab
semakin plastis sampel karet yang diuji maka semakin cepat rotor berputar, yang berarti
tenaga yang dibutuhkan untuk memutar rotor semakin kecil, hal ini menunjukkan
viskositasnya rendah. Jadi pengukuran viskositas Mooney ini sama dengan pengukuran
gesekan antara rotor oleh suatu tenaga dengan karet sebagai tahanannya. Di lain pihak
jika viskositas tinggi berarti karet keras atau kurang plastis yang menghasilkan tahanan
kuat akibatnya rotor berputar lambat dan memerlukan tenaga yang besar. Sebaliknya jika
viskositas rendah berarti karet lunak atau lebih plastis, sehingga tahanan lemah akibatnya
untuk memutar rotor hanya diperlukan tenaga yang kecil.
Mooney viskomemer pada dasarnya adalah alat untuk mengukur aliran shear
viscocity yang dirancang pada ML (1+4) dengan strain rate : ±1,5/detik setelah
pemanasan pendahuluan pada suhu 100°C selama 1 menit, kemudian dilanjutkan periode
shear selama 4 menit. Pengukuran aliran dilakukan selama kompresi sederhana pada suhu
1000C.
Stress adalah intensitas pada suatu titik dalam suatu benda oleh gaya-gaya internal
atau kompnen-konponen suatu gaya yang bekerja pada suatu bidang lewat titik tersebut.
Stress dinyatakan dalam gaya per satuan luas. Starin adalah perubahan satuan oteh gaya
dalam ukuran atau bentuk dari suatu benda yang mengacu ke bentuk atau ukuran semula.
Strain dinyatakan dalam perpanjangan dibagi panjangan semula.
Mooney viscometer ini sebenamya mengukur aliran secara kasar berdasarkan sifat
aliran dengan kecepatan strain rendah. Hubungan antara viskositas Mooney dan shear
stress tergantung dari jenis mutu karet alam. Sampel dari jenis mutu karet yang berbeda
dengan nilai viskositas Mooney yang sama ternyata menunjukkan perbedaan sifat aliran
pada kecepatan shear yang tinggi. Gesekan sampel karet oleh rotor dalam pengujian
viskositas Mooney dapat juga digunakan untuk mengukur stress relaksasi. Dan dalam
kejadian ini pengaruh thixotropy (breakdown dalam struktur) dapat dikurangi dengan
lamanya perlakuan shearing. Stress relaksasi merupakan pengukuran langsunguntuk
mengetahui respon sebagian elastisisitas dari suatu bahan. Stress relaksasi adalah bahan
yang diberikan perlakuan shear stress dan stress tersebut dibiarkan relax pada strain yang
konstan. Jadi secara tidak langsung pengukuran viskositas Mooney merupakan
pengukuran respon sebagian elastisitas karet mentah.
Untuk lebih mengetahui hubungan antara viskositas dan elastisitas perlu diketahui
sifat fisika karet mentah.
3.1.3. Sifat fisika karet
Sifat fisika karet mentah dapat dihubungkan dengan dua komponen yaitu
viskositas dan elastisitas yang bekerja secara serentak. Viskositas diperlukan untuk
mengukur ketahanan terhadap aliran (deformasi). Terjadinya aliran pada karet yang
disebabkan oleh adanya tekanan/gaya/stress disebabkan oleh dua hal, yaitu :
1. Terlepasnya ikatan di dalam atau antara rantai poliisoprene, seperti terlepasnya
benang-benang yang telah dirajut. Hal ini terjadi pada stress yang rendah/kecil.
2. Terlepasnya seluruh ikatan rantai poliisoprene dan satu monomer dengan
monomer yang lain saling tindih menindih akan membentuk lingkungan yang
kristal. Hal ini terjadi pada stress yang tinggi, yang disebut dengan stress
crystallisation. Lingkungan/daerah yang menjdi kristal ini akan menghasilkan
tensile strength yang tinggi di dalam karet.
Dengan demikian komponen viskositas adalah irreversibel dan dihitung sebagai
aliran dingin (cold flow) dari karet mentah, sedangkan elastisitas, mengukur energi yang
segera dikembalikan oleh karet setelah diberikan input energi kepadanya. Elastisitas
menunjukkan hubungan jarak diantara ujung-ujung rantai poliisoprene, lebih tepatnya
akar kuadrat dari rata-rata jumlah jarak kuadrat antara ujung-ujung rantai akhir.
Komponen elastisitas adalah reversibel dan dihitung/dinilai sebagai pantulan
(bounche) karet. Sifat elastisitas karet dapat diperlihatkan dengan pegas (spring) yang
mengikuti hukum hooke yaitu deformasi elastis terjadi dalam waktu sebentar dan tidak
tergantung waktu.
3.1.4. Visko-elastis
Semakin panjang rantai poliisoprene karet dengan sendirinya akan semakin sulit
terjadinya pelepasan rantai monomer sebagian atau seluruh rantai monomer, jadi secara
keseluruhan viskositasnya akan tinggi. Akibatnya hanya akan terjadi aliran/deformasi
yang kecil dan bahan tersebut dikatakan mempunyai elastisitas tinggi. Sebaliknya jika
rantai poliisoprenenya pendek, maka dengan sendirinya akan mudah terjadi pelepasan
rantai monomer sebagian atau seluruhnya, jadi viskositasnya rendah, sehingga akan
mudah terjadi aliran bahan tersebut dan bahan akan kurang elastis atau lebih plastis.
Sifat viskoelastis ditunjukan oleh keseluruhan deformasi (perubahan bentuk) baik
yang statik maupun dinamik. Deformasi dapat terjadi karena tegangan (tension), tekanan
(compression), atau shear, atau kombinasi dari dua atau tiga penyebab tersebut. Sifat
bahan viskoelastis adalah ketika shear stress dihilangkan, strain didalam bahan tersebut
tidak segera dan tidak dapat kembali kebentuk semula.
Dari keterangan-keterangan tersebut diatas dapat diambil generalisasi sebagai
berikut :
1. Semakin tinggi kecepatan deformasi, karet akan semakain elastis; contoh:
terjadinya pantulan bola.
2. Semakin rendah kecepatan deformasi, karet akan semakin plastis; contoh:
terjadinya perubahan bentuk bandela selama penyimpanan karena disusun tindih
menindih ketas.
3. Semakin tinggi suhu karet akan semakin plastis; contoh : mastikasi karet mentah
dalam keadaan panas akan lebih mudah dalam melakukan pencampuran bahan.
4. Semakin rendah suhu karet akan semakin elastis; contoh : mastikasi karet mentah
dalam keadaan dingin akan menyulitkan proses pencampurannya.
3.2. Reaksi Storage Hardening
3.2.1. Pengertian Reaksi Storage Hardening
Selama pengolahan, penyimpanan dan pengangkutan dari negara produsen ke
negara konsumen, viskositas Mooney karet alam akan mengalami kenaikan secara
spontan dan irreversibel sehingga karet menjadi lebih keras. Gejala ini disebut storage
hardening yang terjadi karena reaksi ikatan silang antara gugus aldehida pada rantai
poliisoprene (1-6 per-rantai) dengan gugus aldehida terkondensasi yang ada didalam
bahan bukan karet. Teori lain mengatakan bahwa karet alam mengalami pengerasan.
selama penyimpanan karena terbentuknya gel secara periahan-lahan. Terbentuknya gel
ini dihasilkan dari ikatan silang rantai polimer secara alami dan karena adanya gugus
aldehida abnormal yang reaktif.
Reaksi ikatan silang antara gugus aldehida berjalan lamban dan sangat
dipengaruhi oleh tingkat kadar air yang terdapat dalam karet tersebut. Semakin kering
akan semakin dipercepat terjadinya reaksi ikatan silang gugus aldehida tersebut.
3.2.2. Mekanisme reaksi storage hardenig
Storage hardening (pengerasan karet selama penyimpanan) ditunjukkan dengan
kenaikan nilai viskositas Mooney, sebenarnya merupakan suatu proses yang kompleks
sebab melibatkan beberapa tipe mekanisme yang sampai saat ini belum jelas dan pasti
penyebabnya. Selama puluhan tahun dilakukan penelitian tentang storage hardening
hanya beberapa proses karakteristik yang sudah dapat diidentifikasi secara jelas yaitu:
1. Proses storage hardening akan dipercepat pada kondisi kelembaban yang rendah.
Hal ini yang mendorong dikembangkan pengujian pengerasan selama
penyimpanan yang dipercepat atau Accelerated Storage Hardening Test (ASHT)
dengan menggunakan bahan kimia P205 yang menyerap air. ASHT adalah
mengukur jumlah maksimum karet menjadi keras (hardenig) selama penyimpanan
pada kondisi normal. Jadi apabila suatu sampel karet mempunyai nilai kenaikan
ASHT sebanyak 8 unit atau kurang (setara dengan kenaikan nilai VR sebanyak 9-
12 unit), akan dinyatakan sebagai karet viskositas mantap. Namun dalam kondisi
penyimpanan yang sebenarnya kenaikan nilai VR akan jauh lebih kecil dari 9-12
unit. Misalkan SMR CV (viskositas mantap) yang telah disimpan selam 5 tahun
hanya mengalami kenaikan nilai VR sebanyak 4-8 unit sedangkan SMR L
(viskositas tidak mantap) mengalami kenaikan sebanyak 15-19 unit.
2. Beberapa regensia yang mengandung senyawa amina misalnya hidroksilamin
dapat mencegah proses storage hardening apabila ditambahkan ke dalam lateks
dalam jumlah yang cukup sebelum pemisahan partikel karetnya (pembekuan).
3. Proses storage hardenig dikatalisa oleh adanya asam-asam amino di dalam lateks
Hipotesis untuk menjelaskan mekanisme terjadinya reaksi storage hardening
adalah karena ikatan silang antara gugus aldehida pada rantai poliisoprene dengan gugus
aldehida terkondensasi yang ada di dalam bahan bukan karet atau yang terdapat pada
rantai poliisoprene yang lain. Reaksi yang mungkin adalah sebagai berikut:
Kemungkinan lain adalah reaksi antara gugus aldehida dan α-metil dari rantai utama
poliisoprene :
Usulan lain mekanisme storage hardenig menyatakan bahwa storage hardening
adalah ikatan silang ion (ionic crosslinks) yang sangat dipengaruhi oleh uap air di
dalamnya. Pengeringan karet yang bertujuan untuk menghilangkan air akan
menyebabkan bertambahnya intensitas interaksi ion sehingga meningkatkan densitas
ikatan silang. Selama penyimpanan dalam keadaan kering, reaksi ikatan silang yang
terjadi akan semakin dipercepat sampai jenuh (maksimum). Hal inilah yang
menyebabkan disebut dengan storage hardenig.
3.2.3. Pengertian Mikrogel dan Makrogel
Perbedaan kekerasan dan viskositas Mooney dari klon karet pada pokoknya
disebabkan adanya pembentukan gel. Gel biasanya didefinisikan ebagai disperse cairan di
dalam zat padat, tetapi di daiam industri karet gel dapat diartikan sebagai storage
hardening. Gel terjadi karena adanya ikatan silang secara spontan di dalam polimer karet
alam mentah. Ikatan silang tersebut erbentuk secara alami karena adanya gugus aldehida
abnormal di dalam karet.
Mula-mula ikatan silang terjadi di dalam individu partikel karet pada waktu lateks
masih di dalam pohon (intra particle crosslinks) yang disebut dengan mikrogel. Ikatan
silang berikutnya terjadi di dalam keseluruhan struktur karet selama pengeringan dan
penyimpanan, yang disebut dengan makrogel yaitu antara gugus aldehida dengan gugus
aldehida yang terkondensasi.
Nilai Po (Plastisitas awal) dipengaruhi oleh sebagian besar mikrogel dan sebagian
kecil makrogel, sedangkan kenaikan nilai VR (viskositas Mooney) yang tidak
terkendalikan selama pengangkutan karet ke negara konsumen disebabkan oleh
pembentukan makrogel. Mikrogel melarut dalam pelarut dan tidak tampak dengan mata
telanjang. Mikrogel tersebar merata seperti cahaya dan larutan yang mengandung
mikrogel dalam konsentrasi tinggi akan kelihatan keruh (opacity), sedangkan makrogel
tidak melarut dalam pelarut dan terlihat sebagai bentuk karet yang menggembung serta
mengambang, jika karet kering dilarutkan dalam pelarut. Untuk jenis klon yang
mempunyai nilai VR mula-mula rendah akan mengalami kenaikan nilai VR yang lebih
banyak dibandingkan dengan yang mula-mula mempunyai nilai VR tinggi, karena lebih
banyak mengandung gugus aldehida.
3.2.4. Cara pengujian pengerasan selama penyimpanan yang dipercepat
Untuk mengetahui tingkat pertambahan ikatan silang selama penyimpanan
dilakukan uji pengerasan selama penyimpanan yang dipercepat, Accelerated Storage
Hardening Test (ASHT), yaitu dengan mengukur selisih plastisitas mula-mula dengan
plastisitas karet setelah disimpan pada kondisi yang diatur memiliki kelembaban yang
sangat rendah dengan menggunakan bahan kimia P205 yang bersifat menyerap air.
Pengukuran plastisitas dilakukan dengan Plastimeter Wallace, yaitu mengukur
kemampuan karet untuk menahan pembebanan tetap selama waktu dan suhu tertentu.
Plastisitas awal (Po) adalah plastisitas karet mentah yang langsung diuji tanpa perlakuan
khusus sebelumnya.
Plastisitas akhir (Pa) adalah plastisitas karet alam yang telah disimpan di dalam
botol yang didalamnya diisi 6 gram P2O5 dan berpenyekat aluminium. Karet diletakkan
diatas aluminium itu dan botol ditutup rapat. Botol dipanaskan didalam oven pada suhu
60±1°C selama 24±1 jam, setelah itu karet dikeluarkan dari oven dan dibiarkan selama 15
menit pada suhu kamar sebagai pendinginan sebelum diuji plastisitasnya dengan
Plastimeter Wallace seperti pengujian Po. Hasil inilah yang dibaca sebagai plastisitas
akhfr (Pa). Hasil pengukuran ASHT adalah :
ASHT (ΔP) = Pa – Po
3.3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Reaksi Storage Hardening dan Cara
Menanggulanginya
Terjadinya kenaikan nilai viskositas Mooney sebenarnya sudah dimulai sejak
lateks keluar dari pohon karena adanya aktifitas mikroorganisme yang menguraikan
protein dan karbohidrat. Dengan teruarainya protein menjadi asam-asam amino akan
mengkatalisa terjadinya reaksi ikatan silang antara gugus aldehida pada rantai
poliisoprene dengan gugus aldehida terkondensasi yang ada di dalam bahan bukan karet
atau yang ada pada rantai poliisoprene yang lain, yang berakibat nilai viskositas Mooney
mengalami kenaikan.
Pada koagulum kebun dimana aktivitas mikroorganisme berlangsung terus, reaksi
ikatan silang tersebut berjalan terus walaupun tidak cepat karena terhalang oleh adanya
air. Kemudian selama pengeringan (setelah diremahkan) kecepatan reaksi ikatan silang
gugus aldehida akan dipercepat karena berkurangnya kadar air.
3.3.1. Faktor-faktor yang mempengaruhi reaksi storage hardening
Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya reaksi storage hardening sehingga
juga mempengaruhi viskositas Mooney karet alam adalah jenis klon, cara pembekuan,
lama penyimpanan koagulum, suhu penegeringan dan suhu bandela.
Jenis klon
Setiap klon mepunyai gugus aldehida yang berbeda-beda jumlahnya. Semakin
banyak jumlah gugus aldehida yang terdapat pada setiap rantai poliisoprene maka
kenaikan nilai viskositas Mooney akan dipercepat. Jarak viskositas Mooney dari tiap-tiap
klon karet juga berbeda-beda dan tidak tetap, tergantung pada jenis klon dan juga
keadaan cuaca pada saat lateks disadap. Misalkan klon GT 1 termasuk jenis klon yang
direkomendasikan untuk pembuatan/produksi karet viskositas mantap karena mempunyai
nilai viskositas Mooney VR sedang yaitu antara 55-65.
Untuk memproduksi SIR-3CV yang hasilnya konsisten diperlukan pengecekan
secara periodik terhadap nilai VR dari setiap klon yang digunakan sebagai sumber lateks
terutama pad a saat terjadi pergantian musim dan mencampur (blending) berdasarkan
kepada berat karet kering serta nilai VR dari setiap klon/afdeling sampai tercapai nilai
VR antara 55-65.
Cara pembekuan
Proses dan pH pembekuan dapat mempcngaruhi kenaikan nilai VR. Pembekuan
dengan asam akan mempunyai nilai VR yang paling rendah dan pembekuan secara alami
mepunyai nilai VR yang paling tinggi bila dibandingkan dengan pembekuan dengan
menggunakan panas dan penambahan mikroba luar.
Nilai VR yang tinngi pada koagulum kebun ini diduga karena proses
pembekuannya tidak serentak dan tidak merata, serta telah terjadi reaksi ikatan silang
antara gugus aldehida. Maka dalam pengolahan karet viskositas mantap dianjurkan untuk
menggunakan pH pembekuan antara 4,5-5,5 sebab pada pH ini hanya akan terjadi
kenaikan nilai VR sebanyak 0-3 unit.
Lama penyimpanan koagulum dan remah karet
Lama penyimpanan koagulum dan remah karet sebelum diproses dapat
menaikkan nilai VR. Dalam bentuk remah karet akan lebih cepat mengalami kenaikan
nilai VR dibandingkan dalam bentuk koagulum karena kadar airnya lebih sedikit (2;8).
Perbedaan lama penyimpanan koagulum di tempat/kebun petani akan
menyebabkan bervariasinya nilai VR koagulum kebun. Nilai VR dari karet SIR-20 tinggi
dan bervariasi yaitu antara 75-90 karena diolah dari koagulum kebun yang telah
mengalami penyimpanan yang lama dan dengan waktu yang bervariasi pula di tempat
petani karet. SIR-20 juga diolah dari lembaran (blanket) krep mengalami proses
penggantungan di udara terbuka sebelum diremahkan.
Pengantungan lembaran krep (pre drying) biasanya bertujuan untuk mencegah
terjadinya noda/bintik-bintik putih (white spot) pada karet keringnya, mempercepat
proses pengeringan di alat pengering (dryer), menaikkan nilai Po dan VR, dan
mempertahankan nilai PRI tetap tinggi. Proses penggantungan tersebut dapat manaikkan
Po dan VR diduga karena prosesnya mirip dengan proses storage hardening. Oleh karena
itu dalam pengolahan karet viskositas mantap dianjurkan untuk segera mengolah
koagulum dan remah karet, penggantungan blanket krep harus berdasarkan percobaan
pendahuluan dengan memperhatikan kenaikan nilai Po dan VR dibandingkan dengan
nilai PRI yang diperoleh.
Suhu pengeringan
Pada waktu remah karet dipanaskan, akan terjadi dua rekasi yaitu reaksi ikatan
silang gugus aldehida dan reaksi oksidasi yang memutuskan rantai molekul karet. Suhu
pengeringan yang tinggi dapat menaikkan atau menurunkan nilai VR karet tergantung
dari kecepatan reaksi antara kedua reaksi tersebut. Biasanya pengeringan pada suhu
tinggi dan waktu lama selalu akan menurunkan nilai VR, karena pada suhu tinggi dan
waktu lama terjadinya pemutusan molekul karet akan lebih cepat dibandingkan dengan
reaksi ikatan silang gugus aldehida.
Dampak dari pengeringan pada suhu tinggi dan waktu yang lama adalah PRI akan
turun jatuh yang ditandai dengan karet mejadi lunak dan lembut. Jadi perlu dicari suhu
yang optimal (biasanya antara 110-120°C) supaya didapat nilai VR yang sedang (55-65)
dan PRI yang memenuhi spesifikasi mutu teknis.
Suhu bandela
Suhu tinggi pada waktu membuat bandela dari karet remah yang baru keluar dari
alat pengering akan meningkatkan nilai VR karet. Semakin tinggi suhu bandela akan
semakin tinggi pula nilai akhir VR. Hal ini diduga karena kecepatan reaksi kondensasi
ikatan silang aldehida lebih cepat dibandingkan kecepatan pemutusan ikatan rantai oleh
reaksi oksidasi sebab jumlah oksigen di dalam bandela sedikit. Untuk mengatasi hal ini,
begitu remah karet akan keluar dari alat pengering, maka pada bagian paling ujung
(akhir) langsung didinginkan dengan kipas angin (cooling).
3.3.2. Cara-cara penanggulangan reaksi storage hardening
Karena reaksi storage hardenig dipengaruhi oleh jenis klon dan telah terjadi sejak
lateks keluar dari pembuluh lateks, selama pengolahan, penyimpanan, sampai
pengangkuatan, maka cara penaggulangan yang dapat dilakukan adalah:
1. Memilih atau melakukan seleksi klon-klon yang cocok untuk karet viskositas
mantap dengan melihat jarak viskositas Mooney dari karet yang dihasilkan selama
setahun. Apabila menggunakan klon campuran harus diperhatikan berat karet
kering dari setiap klon dan masing-masing nilai VR nya untuk memperkirakan
viskositas Mooney di tangki pabrik.
2. Menggunakan bahan.bahan kimia yang dapat mencegah terjadinya reaksi ikatan
silang antara gugus atdehida misalkan hidroksilamin netral sulfat (HNS), hidroksil
amonium sulfat (HAS), dll.
3. Lateks dibekukan dengan asam semut pada pH 4,5-5.
4. Segera mengolah koagulum dan remah karet.
5. Menggunakan suhu pengeringan yang optimal, antara 110-120°C.
6. Begitu karet remah kering keluar dari alat pengering segera dilakukan
pendinginan dengan kipas sampai suhunya sarna dengan udara tuar.
7. Mencegah terjadinya pengenceran lateks dan kontaminasi oleh ion logam Cu++,
Mn++ dan Fe++, misalkan karena dengan menggunakan wadah yang dibuat dari
besi dan tembaga.
Dari ketujuh cara penanggulangan reaksi storage hardening yang paling efektif
adalah dengan penggunaan bahan kimia karena ikatan silang gugus aldehida dapat
dicegah sejak dini dan secara total. Bahan kimia yang paling banyak digunakan untuk
memantapakan viskositas Mooney adalah hidroksilamin netral sulfat (HNS). Reaksi
pencegahan ikatan silang gugus aldehida oleh HNS adalah sebagai berikut:
Kelemahan dari HNS adalah warna karetnya lebih gelap dibandingkan dengan
karet tidak mantap dan menyebabkan gatal-gatal bagi pekerja yang tidak tahan alergi.
Maka untuk membuat SIR-3GV L (warna cerah) dapat dilakukan dengan menggunakan
bahan pemantap semikarbazida hidroklorida konsentrasi 0,4% b/bkk dan ditambah
sodium metabisulfit konsentrasi 0,04% b/bkk, masing-masing dalam bentuk larutan 10%
dan 5%.
BAB IV
PENUTUP
4.1. KESIMPULAN
4.1.1 Viskositas Mooney
Viskositas Mooney karet alam (Hevea Brasiliensis) menunjukkan panjangnya
rantai molekul karet atau berat molekul serta derajat pengikatan silang rantai molekulnya
untuk menunjukkan viskous dan kekerasan dalm pembuatan ban dengan bahan dasar
karet alam.
Untuk mengukur viskositas Mooney dilakukan dengan Mooney viscometer, yaitu
berdasarkan pengukuran gesekan (shearing) rotor (torque) pada karet padat yang
berfungsi sebagal tahanan dengan meletakkan sampel karet di atas dan di bawah rotor
yang dapat berputar. Nilai viskositas Mooney yang didapat berlawanan dengan nilai
plastisitas, sebab semakin plastis sampel karet yang diuji maka semakin cepat rotor
berputar, yang berarti tenaga yang dibutuhkan untuk memutar rotor semakin kecil, hal ini
menunjukkan viskositasnya rendah begitu juga sebaliknya. Mooney viscometer ini
sebenamya mengukur aliran secara kasar berdasarkan sifat aliran dengan kecepatan strain
rendah.
Sifat fisika karet mentah dapat dihubungkan dengan dua komponen yaitu
viskositas dan elastisitas yang bekerja secara serentak. Viskositas diperlukan untuk
mengukur ketahanan terhadap aliran (deformasi) sedangkan elastisitas, mengukur energi
yang segera dikembalikan oleh karet setelah diberikan input energi kepadanya.
Sifat viskoelastis ditunjukan oleh keseluruhan deformasi (perubahan bentuk) baik
yang statik maupun dinamik. Deformasi dapat terjadi karena tegangan (tension), tekanan
(compression), atau shear, atau kombinasi dari dua atau tiga penyebab tersebut. Sifat
bahan viskoelastis adalah ketika shear stress dihilangkan, strain didalam bahan tersebut
tidak segera dan tidak dapat kembali kebentuk semula. Dari keterangan-keterangan
tersebut diatas dapat diambil generalisasi sebagai berikut :
1. Semakin tinggi kecepatan deformasi, karet akan semakain elastis; contoh:
terjadinya pantulan bola.
2. Semakin rendah kecepatan deformasi, karet akan semakin plastis; contoh:
terjadinya perubahan bentuk bandela selama penyimpanan karena disusun tindih
menindih ketas.
3. Semakin tinggi suhu karet akan semakin plastis; contoh : mastikasi karet mentah
dalam keadaan panas akan lebih mudah dalam melakukan pencampuran bahan.
4. Semakin rendah suhu karet akan semakin elastis; contoh : mastikasi karet mentah
dalam keadaan dingin akan menyulitkan proses pencampurannya.
4.1.2. Reaksi Storage Hardening
Gejala storage hardening terjadi karena reaksi ikatan silang antara gugus aldehida
pada rantai poliisoprene (1-6 per-rantai) dengan gugus aldehida terkondensasi yang ada
didalam bahan bukan karet yang menyebabkan viskositas Mooney karet alam akan
mengalami kenaikan secara spontan dan irreversibel sehingga karet menjadi lebih keras.
Gel biasanya didefinisikan ebagai disperse cairan di dalam zat padat, tetapi di
daiam industri karet gel dapat diartikan sebagai storage hardening. Gel terjadi karena
adanya ikatan silang secara spontan di dalam polimer karet alam mentah. Mula-mula
ikatan silang terjadi di dalam individu partikel karet pada waktu lateks masih di dalam
pohon (intra particle crosslinks) yang disebut dengan mikrogel. Ikatan silang berikutnya
terjadi di dalam keseluruhan struktur karet selama pengeringan dan penyimpanan, yang
disebut dengan makrogel yaitu antara gugus aldehida dengan gugus aldehida yang
terkondensasi.
Untuk mengetahui tingkat pertambahan ikatan silang selama penyimpanan
dilakukan uji pengerasan selama penyimpanan yang dipercepat, Accelerated Storage
Hardening Test (ASHT), Pengukuran plastisitas dilakukan dengan Plastimeter Wallace,
yaitu mengukur kemampuan karet untuk menahan pembebanan tetap selama waktu dan
suhu tertentu.
4.1.3. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Reaksi Storage Hardening dan Cara
Menanggulanginya
Terjadinya kenaikan nilai viskositas Mooney sebenarnya sudah dimulai sejak
lateks keluar dari pohon karena adanya aktifitas mikroorganisme yang menguraikan
protein dan karbohidrat. Dengan teruarainya protein menjadi asam-asam amino akan
mengkatalisa terjadinya reaksi ikatan silang antara gugus aldehida pada rantai
poliisoprene dengan gugus aldehida terkondensasi yang ada di dalam bahan bukan karet
atau yang ada pada rantai poliisoprene yang lain, yang berakibat nilai viskositas Mooney
mengalami kenaikan. Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya reaksi storage
hardening sehingga juga mempengaruhi viskositas Mooney karet alam adalah jenis klon,
cara pembekuan, lama penyimpanan koagulum, suhu penegeringan dan suhu bandela.
Cara penanggulangan reaksi storage hardening yang paling efektif adalah dengan
penggunaan bahan kimia karena ikatan silang gugus aldehida dapat dicegah sejak dini
dan secara total. Bahan kimia yang paling banyak digunakan untuk memantapakan
viskositas Mooney adalah hidroksilamin netral sulfat (HNS). Reaksi pencegahan ikatan
silang gugus aldehida oleh HNS adalah sebagai berikut:
Kelemahan dari HNS adalah warna karetnya lebih gelap dibandingkan dengan
karet tidak mantap dan menyebabkan gatal-gatal bagi pekerja yang tidak tahan alergi.
DAFTAR PUSTAKA
Bristow, G.M. dan Sears, A.G., 1987, "The use of novel parameters in the assesment
of natural rubber processability", J .nat. Rubb. Ress. 2,15.
Burfield, D.R., 1986, "Storage hardening of natural rubber : an examination of
current mechanistic proposals", J.nat. Rubb. Ress. 1 (3), 202-208.
©2003 Digitized by USU digital library 9
Gregory, M.J. dan Tan, A.S., 1976, "Some observations on storage hardening of
natural rubber", Proc. Int. Rubb. Conf. Kuala Lumpur 1975, 4, 28.
Honggokusumo, S. dan Suharto, R., 1994, "Permintaan konsumen mengenai
spesifikasi SIR", Warta Perkaretan, 13 (3), 25-32.
Lim, H.S., 1989, "Processing of viscosity stabilised natural rubber", 136th Meet Rubb.
Div. American Chern. Soc., Oct. 17-20, 1989. Detroid, Michigan USA, 12.
Ong, C.O. dan Lim, H.S., 1978, "Produstion of SMR 5CV from hight viscocity by
chemical peptisation", J. Rubb. Ress. Inst. Malaysia, 24 (3), 160-168.
Roberts, A.D., 1988, "Rheology of raw rubber, In: Natural Rubber Science and
Technology", Oxford, New York, Kuala Lumpur, 141-176.
Sin, S.W., 1969, "Storage hardening in natural rubber", Chern. Div. Rep. no. 76,
Rubb. Ress., Inst. of Malaysia.
Sekhar, B.C., 1960, "Degradation and crosslinking of polyisiprene in Revea
brasiliensis latex during processing and storage”, J. Polym. Sci., 48, 133.
Sekhar, B.C. 1962, "Abnormal groups in rubber and microgel", Proto Fourth Rubb.
Technol. Conf. London 162,460.
Subramaniam, A., 1977, "Estimation of aldehyd groups in natural rubber with 2,4
dinitrophenylhydrazine", .T. Rubb. Ress. Inst. Malaysia, 25 (2), 61-68.
Subramaniam, A., 1.984, "Mooney viscocity of raw natural rubber", Plrs' Bull. Rubb.
Ress. Inst. Malaysia, no. 180, 104-112.
Subramaniam, A. dan Sui, W. W., 1986, "Storage hardening of natural rubber. I.
Effect ofepoxide groups", .T. nat. Rubb. Ress, 1 (1),58-63.
Recommended