"AP.likasi/sotopdonRadiasi, 1996

SIFAT KELISTRIKAN FILM KARET DARI KOPOLIMER LATEKS KARETALAM STIREN BASIL IRAD{ASI

MadeSumarti,JuneMellawati,daDMargaUtama

.PusatAplikasilsotopdanRadiasi,BATAN

ABSTRAK

SIFAT KELISTRIKAN FILM KARET DARI KOPOLIMER LATEKS KARET ALAM STIR EN BASIL

IRADIASL Proseskopolimerisasiradiasistirenkedalamlateksalamdanlateksalamiradiasi,dengankadarstiren:SO,75,dan100pskpadadosisiradiasi0, 10,dan20kGy telahditeliti.Derajatkonversi,kandunganpolimer,sertasifatkelistrikanyangmeliputihambatanjenis,konstantedielektrikumpadapotensiall00,300,500,dan900voltdievaluasi.Temyatafilmkaretdari kopolimerkaretalamiradiasi-stirenyangberkadarstirenSOpskdandosisiradiasi10kGy mempunyaiderajatkonversisebesar82%,danhambatanjenismaksimumsebesar1,51x 1017Ohm.cm,sertakonstantedielektrikum3,95.Kan-dunganlogamdi dalamlateksjugasangatberpengaruhpadahambatanjenisfilmkaretyangdihasilkan.

ABSTRACT

ELECTRICAL PROPERTIES OF IRRADIATED NATURAL RUBBER-STYRENE COPOLYMER. Radi-

ationcopolymerizationof styreneonto natural rubber latexand irradiatednaturalrubber latex using styrene concentrationsof50, 75, and 100 phr, and irradiation doses of 0, 10. and 20 kGy havebeen carriedout. The degreeof conversion. polymer-loading, resistivity,and dielectricumconstantat 100,300. 500. and 900 volts wereevaluated.The resultsshow that naturalrubber-styrenecopolymer with 50 phr of styreneconcentrationand irradiatedat 10 kGy havea maximumconversionof 82%resistivityof 1,51 x 1017Ohm.cm, and dielectricurnconstantof3,95. The resistivityof natural rubber film is influencedby themetalcontentof the natural rubber latex.

PENDAHULUAN

Di Indonesia,polimerlebihdikenalsebagaiba-banuntukkebutuhanumum.misalnyakantongplastikdaDsarongtangankaret,sedanguntukkebutuhankhusus,misalnyauntuksarongtanganlistrikdaDpolimerkonduk-torbelumbanyakditangani(1).

PadapembuatanprodukkaretuntukkeperluankelistrikanmisalnyapelapiskabeldaDsarongtanganlistrik,komponkaretataulatekshamstidakmengandunglogam,ataukalauadakadamyaseminimummungkin(2,3).

LatekskaretaIamiradiasiyangdiproduksiolehPAIR. BATAN dalamskalapilotsejaktabun1984,sudahdigunakanolehindustrimmahtanggayangbergerakdibidangperkaretanuntukpembuatanbarangkaretkeperlu-an umummisalnyasarongtanganindustri,balon,daDperekatsedanguntukkebutuhankhususbelurndikembang-kan(4).

Proseskopolimerisasiradiasistirenke dalamlatekskaretaIamtelahdikerjakansejaktahun1986(5),daDpadaproseskopolimerisasinyatidakmenggunakanbahanyangmengandunglogam.

StirenadaIahmonomerhidrofobikyangpolimer-nyabersifatregasdaDsangatbaik untukisolator(6).Apabiladikopolimerisasikandengankaretalam,makadi-harapkansifatfilmkaretdarikopolimerlateksalam-stirentersebutdi sampingbersifatelastisjugamempunyaisifatisolatoryangbaik.

Untukmembuktikanhipotesistersebut,dalammakalahini akandibahasbasilpenelitiantentangsifatkelistrikanfilm karetdarikopolimerlatekskaretaIam-stireniradiasi.Beberapafaktorperlakuanpadaprosesko-polimerisasiradiasiyangdiamatiialahjenislateks,yaitulateksalamdaDlateksalamiradiasi,kadarstiren,yaitu50,75,daD100psk(perseratusbagianberatkaret),dandosisiradiasi,yaitu0, 10,dan20 kayoParameterpen-tingyangdiamatiadalahhambatanjenislistrikdankon-stantedielektrikum.

Tujuanpenelitianini ialahdi sampingsebagaibahaninformasibagiparaprodusenkaretalam,jugamengevaluasisifatkelistrikanfilm karetdarikopolimerlatekskaretalam-stiren.

BAHAN DAN METODE

Bahan.LatekskaretalamproduksiPT Perke-hunanXI, PasirWaringin,Serang,JawaBarntdanmono-merstirenteknisbuatandalamnegeri.

Alat. IradiatorgammaMCO,IRPASENA berak-tivitas80kCi,TettexAG Type2914untukmengukurham-bataojenis isolator,daDSpektrometerPendarSinar-XbuatanOctetuntukmengujikandunganlogamdalamfilmkaret.

Metode.Diagramalir penelitiandisajikandiGambar1denganrinciansebagaiberikut:LateksaJamalaulateksalamiradiasiditambahemulsimonomerstirense-

F..'7

Aplilcali [,otop donRadia'i. /996

banyak50,75,dan100psk,kemudiancampurantersebutdiiradiasidengansinargammaCobalt-60padadosis0,10,dan20kGy.Kopolimerlatekskaretalamyangdibasilkandibuatfilmkaretdenganmenuangkannyadiatasplatkaeasetebalkuranglebih1mm.Setelahfilmkaretdicueidandikeringkan,diletakkandi alas papanuji padaalaipengukurhambatanjenislistrikTettexAG tipe2914,laInalai tersebutdinyalakanlistriknya.Tegangannyadiatur,yaitu100,300,500,dan900volt,kemudiandiamatiham-batannyadalamMegaOhm,ataukapasitasnyadaIamPikaFaratUntukmenghibmghambatanjenisdigunakannunus:

RA.c;= Ohm.em

ddi mana:

R =hambatan(Ohm)A =luaspenampang(em2)..d=tebal(em)

Untukmenghitungkoefisiendielektrikumdigunakanro-MUS:

C.d.4.0,8988

AEr

dimana:C =kapasitas(PF)d =tebal(em)A = luasarea(em2)

Oi sampingitu,diukurpulakandunganlogamdalamfilm karettersebut,denganmenggunakanalaiSpektrometerPendarSinar-Xyangcaranyasebagaiberikut:Filmkaretdenganukurantertentudiletakkandi ataspa-panuji darialaiSpektrometerPendarSinar-X,kemudianalatdijalankan,mak3padamonitorakanterlihatjumlahkandunganlogamnyaberopagrafikkuantitatif.

BASIL DAN PEMBAHASAN

PeogarubJenil Lateks. Oalampenelitianinilateksyangdikopolimerisasiradiasidenganstirenada2macam,yaitulateksaIamdanlateksalamiradiasi.Ham-batanjeniskeduafilmkarettersebutterterapadaTabel1.Tabelini menunjukkanbahwakaretaIamtanpairadiasi(KA) mempunyaihambatanjenis rendahsehinggatidakterokurolehalaI.Akantetapi,setelahdiiradiasi,filmkaret-nya(KAI) mempunyaihambatanjeniscukuptinggi,yaitu1,15x 1012Ohm.em,padabedapotensial500Volt.Seper-ti yangtelahdilaporkanolehJOHANNES (8),aruslistrikakanterjadibilaadalintasanelektron.Jadi denganme-ningkatnyahambatanjenis,hatinimeneirikanbahwapoli-isoprenfilmkaretyangsudahberikatansilangsatusamalainakanmenghambatjalannyaelektron.Hambatanjenismeningkatmenjadi13800X 1012Ohmem,apabilalateksalam iradiasitersebutdikopolimerisasiradiasidenganstirenmenjadifilm karetKAI-St (karetalamiradiasi-

stiren).Halinimenunjukkanbahwasifatisolatorpolistirenyangberadadi dalamkopolimerkaretalam-stirenterse-butdapatmeningkatkanhambatanjenis.

Peogaru~Dolis Radiasi.Tabel1 meoyajikanhambatanjeniska:retalamiradiasi(KAI) dankaretalamstirenpadadosisiradiasiberbeda-beda.Tabelini menun-jukkanbahwadengannaiknyadosisiradiasipadakaretalam-stiren(KA-St),hambatanjenismeningkat,misalnyapadadosisiradiasi20kGy,hambatanjenisnyameningkatdari493x 1012(dosis10kGy)menjadi609x 1012Ohm.emuntukbedapotensial100Volt, dansebagainya.Hal inidisebabkankarenadengannaiknyadosisiradiasi,kan..dunganpolistirendalamkopolimeryangteljadimeningkat,sehinggahambatanjenisnyameningkatpula.Akantetapi,padakaretalamiradiasihambatanjenistidakmeningkat,kemungkinankarenatidakadapolistirennya.

PeogarubKadar Stiren dalam Proses.Adakecenderunganbahwapadaproseskopolimerisasiradiasistirenke dalamlateksalam dengandosisyangsarnamisalnyadosis10kGy,derajatkonversimenurun,denganmeningkatnyakadarstiren,sehinggakandunganpolistirendalamkopolimermenurunpula.Halini akanmengakibat-kanhambatanjenisfilm karetyangdihasilkanmenurunpu,la(Tabel3).Turunnyaderajatkonversitersebutdisebab-kankarenaG ,. stirenrendah,yaitubernilaiantara0,01daft0,026,sedangGYoIaekaretalameukuptinggibiladibandingkandenganstiren yaitu =1 (9, 10).Oi sam-pingitu,dengan50psk,stirenyangmasukkedalamlateksalamsudahjenuh,akibatnyalarutanmenjadilebiheoeerbila kadarstirendinaikkan.Meningkatnyakadarstirendalamprosesakanmenyebabkanreaksiterminasilebihefektif,sehinggaderajatkonversidankopolimermenu-run.

PeogarubKaoduogaoLogamdalamLateks.OlehkarenalateksalammeropakanbasilaIamyangturn-buhdaritanahyangbanyakmengandungunsurlogam,makalateksalamakanmengandunglogampula.Sepertitelahdiketahui,logamadaIahkonduktoryangbaik,se-hinggajumlahkandunganlogamdi dalamlatekssebe-10mdiprosesakanmempe~garuhihambatanjenis filmkaretyangdihasilkan.Hal inidapatdibuktikanpadaTabel4.

PeogarubTebal Film. Secarateorihambatanjenislistriktidakdipengarohiolehtebalfilm,namunkare-nakadarairdidalamfilmbiasanyadipengarohiolehtebalfilm,makatebalfilmkemungkinandapatmempengarohihambatanjenisnya.Hal ini dapatdilihatpadaTabel5.Tabelinimenunjukkanbahwaadakecenderungandengannaiknyakadarair, hambatanjenismenurun.Hal ini ke-mungkinandisebabkankarenakelembapanudaradaftmasihadanyabahanbukankarel,yaitukarbohidrat,pro-tein,daftlemakmeropakankonduktor,sehinggadapatmenurunkannilaihambatanjenis.

Kualitas Kopolimer Karet Alam Iradiasi-Stiren.Sifatfisikdanmekanik,sertasifatkelistrikanfilmkaretdarilateksalamiradiasiyangdikopolimerisasiradi-asidenganstirenataudengankodeKAI-St,disajikanpadaTabel6. Tabelini menunjukkanbahwafilm karetdarikopolimerlateksalamiradiasistirenkemungkinandapatdigunakanuntuksarongtanganlistrik.

68

AplikaSl1sotopdanRadiasi. 1996

KESIMPULAN

Latekskaretalambiladivulkanisasiradiasibam-bataojenis film karetnyaakanmeningkat.Hambatanjells film karetini akan lebihmeningkatlagiapabilalateksalamiradiasitersebutdikopolimerisasiradiasidenganstirenpactakadar50pskdaDdosisiradiasi10kGy.Peningkatannilaihambatanjenisfilm karetlateksalamiradiasikekopolimerlateksiradiasistirenialahdaTi1,15X 1012Ohm.emmenjadi1,51x 1017Ohm.em,dengannilaikonstantedielektrikumsekitar3,95padabedapotensial500volt.

DAFTAR PUSTAKA

1.TJIA, M.O., "PerkembanganpolimerkonduktifdaDaplikasinya",KongresI1muPengetahuanIndonesiaVI, Serpong,11-15September(1995).

2. G.deBOER, PengetahuanPraktistentangKarel,Ruygrek& Co,Djakarta(1952).

3.ANONIM,PetunjukpembuatanbarangkaretdaTikaretalam,BPP,Bogor(1985).

Tabel1.Hambatanjenisfilm karetdaTikopolimerkaretalam-stirenpactabedapotensialberbeda-beda.

TT = tidak terukur, KA = karet alam, KAI = karet alam iradiasi

KA-ST = kopolimer karet alam stiren

4.UTAMA, M.,TeknologipolimerisasiradiasisiapPakaiuntukindustriyangberwawasanlingkungan,InfoKaretJakarta,Juli (1995).

5. SUNDARDI,F., danSOFIARTI, W., "KopolimerisasitempelmonomerstirenpactalatekskaretalamI.pengaruhkIoroformdaDkarbontetraklorida",Pros-esRadiasi(RisalahSeminarJakarta,1985),PAIR-BATAN, Jakarta(1986)231.

6. ANONIM, Bukumanualtestcell for solid insulants,TettexAG Instrument.

7. RON JENKINS, R.W. GOULD, DALE GEDCKE,QuantitativeX-ray Spectrometry,MarcelDekkerInc.NewYork andBasel(1981).

8.JOHANNES,H.,ListrikdaDMagnent,PN BalaiPusta,-ka,Jakarta(1972).

9.SWALLOW,AJ., RadiationChemistryofOrganicCom-pounds,PergamonPress,London(1960).

10.O'DONNELL,1.H.,andSANGSTER,D.F.,PrincipleofRadiationChemistry,ErwardArnoldLtd.,Lon-don(1970).

--------

Tabel2. Hambatanjenis film karetdari karetalamiradiasi(KAl).

KAI ~ karetalam iradiasi

Tabcl 3. Pengaruhkadarstirendalamproseskopolimerisasira-diasistirenke dalamlateksalamdengandosis 10 kGy

terhadaphambatanlistrik film karetnya.--,,-,--,-~ "~---'

Kadar Derajat Hambatanjenis (X1O14ohm.em)Stiren, Konversi. Kopolimer. pactabedapotensial(psk) (%) (%) 500V 700 V 900 V

"------------.-------.-------

5075100

824532

37.534,832,0

72,81,31.2

97,0

1,9

1,6

141,02.4

2,0---------.-----------

/"

---.-.----.-----

Hambatanjenis(X 1012Ohm.em),Jenis Dosis pactabedapotensial:kopolimeriradiasi

(kGy) 100V 300V 500V 900V

KA 0 TT TT TT TTKAI 35 3,93 1.85 1,15 0,60KA-St 10 493,00 7130 32,90 13,70

20 609,00 350,00 152,00 54,00KAl-St 10 TT TT 13800 82900

Hambatanjenis (XIO'2 Ohm.em),Jenis Dosis pactabedapotensialkopolimer iradiasi,

(kGy) 100V 300 V 500 V 900 V

KAl 10 5,08 1,61 0,74 2,5420 3,05 2,72 2,18 0,8230 4.17 2,5 1.56 0,8735 3,93 1.85 1,15 0,60

Aplikasi /salopdonRadiasi. J 996

Tabel4. Hambatanjenisfilmkaretdalamkopolimerkaretalam-stirenyangberbeda-bedakandunganlogamnyapadabedapotensial900volt.

IT=tidakterdeteksi,KA-St MIK =karetalamstirenberwarnamerah/kuning

Tabel5. Hambatanjenislistrikdalamkopolimerkaretalarniradiasistiren(KAI-St)dengantebalfilmdaDbedapotensialyangberbeda-beda.

Tebal Kadarfilm air(rnm) (%)

Hambatanjenis(X 1017Ohm.em),padabedapotensial:

500V 700V 900V

0,561,83

0,81,0

1,510,77

0,960,62

1,030,68

Tabel6. Sifatfisikdanmekanik,sertasifatkelistrikankopolimerfilmkaretalarniradiasi-stiren(KAI-St),danpersyaratansifatsarongtanganlistrik menurutBS 697.

* =nilaiminimum,** =nilaimaksimum,#=menurutperhitungansesuaihukumOhm.

70

Jenis Kandunganlogam(ppm) Hambatankopo- jems,Iimer. AI K Ca Se Fe Cu Zn Pb Rb Sr (Ohm.em)

KA-St. IT 510 290 34 21 13 IT TT 2 IT 1,37X1O13KA-StM 10 230 250 19 116 47 17 2 4 1 ITKA-StK 11 890 260 19 127 49 13 IT 7 2 IT

Sifatfisik FilmkaretKAl-St BS 697

Tebal(rnm) 0,56 0,65-1,25Perpanjanganputus(%) 800 600*Teganganputus(MPa) 23 14*Hambatanjenis(Ohm.em) 1,51X 1017Konstantedielektrikumpada500V 3,95Kebocoranaruspada1100Volt (mA) 0,3# 8**.

Aplikasi IsotopdanRadiasi. 1996

I emuIsistirenI

J6OCO

lataksalarnatau

lateksalarniradiasi

~ kopolimerlatekalarn-stiren./ I sira! keli~

7I filmkaretI

~I~oon~ ~~ I

Gambar1.Diagramalirpercobaan

SUGIARTO

BagaimanapengaruhdosisterhadaphambatanjenisKAI pactateganganyangberbedamengingatbahwakecenderungandatayangdiperolehberbeda-beda?

MADE SUMARTI

Memang,pactakaretalamiradiasidenganke-naikandosisradiasiharnbatanjeniscenderungmeningkat,danmasihperludatapendukung.

HER WINARNI

I. Mengapastirenmempunyaiharnbatanjenismakintinggivoltasenya,makinnaik?

2. Cobaterangkanhubunganantarahambatanjenis de-ngankonstantedielektrikan?

MADE SUMARTI

I. Karnimelakukananalisisdalarnfilmkaretalarnstiren,sedangkanuntukpengukuranstirentidakkarnilakukan.Sebagaibahaninformasi,bedapotensialmakintinggitidakselalumenaikanharnbatanjenisnya.

2.Semakintinggikonstantadielektrikummakahambatanjenismakinkeci!.

NAZLY HILMY

I. KomposisimanadaTikopolimerlateksalarnstirenyangdiperkikanmenimbulkansifatkelistrikan?

DISKUSI

2. UntukLA yangberbedaapakahkelistrikanini berbe-da? .

3.ApapengaruhradiasipactasifatkelistrikankopolimerLA stiren?

MADE SUMARTI

I. Polimeryangmudahrnenghantarkanaruslistrikbiasa-nyaikatanrangkapterkonyugasi.Confab: --C==C--C==C--C==C--PANI (polianilin)Sedangkankanpolistirenstruktursebagaiberikut:

&-CH,- 6H-C~-6-

Tidakactaikatanrangkapterkonyugasi,sehinggasifatdayahantarlistrik rendah.Polistirenrnernangactaikatanterkonyugasipactarantaibenzen,tetapisifatnyalokal,hatini tidakrnenghantarkanaruslistrik(litera-fur).

2. Berbedasifatkelistrikannyabilakandunganlogampactalateksalamtersebutberbeda,sedanguntukpoliisoprentidakberbedasifatkelistrikannya.

3. Karenapengaruhradiasi,makatetjadiikatansilangyangmenghalangilintasanelektron.Akibatnyaharn-bataolistrikpactafilmkaretkopolimerlateksalamstiren