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.