BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Karet alam maupun karet sintetis adalah polimer yang mempunyai elastisitas pemuluran

yang tinggi. Karet alam adalah subtansi yang diperoleh dari getah karet (hevea

brasilliensis). Getah karet mengandung lateks. Dengan menggunakan penguapan pada

lateks, maka air yang terkandung akan hilang, serta dengan penambahan asam akan

didapatkan lateks (Teguh, 2009). Sifat-sifat mekanik karet alam lebih baik dibandingkan

karet sintetis. Salah satu karet sintetis adalah SBR (Styrene Butadiene Rubber). Sifat-sifat

karet sintetis ini tergantung dari kadar acrylonitrile yang dikandungnya. Pembuatan karet

dalam pembuatan barang jadi karet adalah mempunyai kekuatan tarik yang baik. Sifat SBR

(Styrene Butadiene Rubber) yang lain adalah tahan kikis, tahan terhadap pengusangan,

tahan panas, sangat dinamis, kaku, dan mempunyai gas permeability yang baik. Sedangkan

kelemahannya tidak tahan panas, dan penyusutannya tinggi.

Salah satu tahapan proses yang harus dilakukan dalam pembuatan produk karet alam

adalah pembuatan kompon karet. Pada proses ini, semua bahan-bahan termasuk karet alam

sebagai bahan baku utama dicampurkan secara merata sampai homogen. Bahan pengisi

(filler) adalah bahan pendukung dengan porsi terbesar dalam pembuatan kompon karet

yang fungsinya untuk meningkatkan sifat fisik, memperbaiki karakteristik pengolahan, dan

mengurangi biaya (ALFA, 2008). Pemilihan bahan pengisi pada pembuatan kompon karet

menjadi sangat penting karena dapat menentukan sifat fisik dan biaya produksi.

Barang jadi karet dibuat melalui proses pencampuran antara karet dengan bahan kimia

pendukung dengan komposisi tertentu disebut kompon yang digiling pada suhu dan waktu

tertentu sesuai dengan jenis karet yang digunakan dan tujuan penggunaannya. Pembuatan

kompon dilakukan untuk mendapatkan campuran yang homogen antara karet dan bahan

kimia pembantu yang selanjutnya dicetak menjadi produk (Cipriadi, 2016). Bahan kimia

yang ditambahkan meliputi bahan vulkanisasi, bahan pencepat, bahan pelunak, bahan

pengisi, bahan penggiat, dan bahan antioksidan. Untuk produksi packing pintu rebusan

yang sesuai dengan spesifikasi mutu maka diperlukan kesesuaian kombinasi/perbandingan

raw material (bahan dasar karet/bahan baku) dengan bahan-bahan kimia. Pemanfaatan

bahan dasar karet ini harus divariasikan dengan pencampuran antara bahan dasar karet

alam dengan sintetis, untuk itu diperlukan kesesuaian kombinasi/pemblendingan raw

material (bahan dasar karet ini harus divariasikan dengan pencampuran antara bahan dasar

karet alam dengan sintetis, ini dikarenakan masing-masing bahan dasar karet dimaksud

memiliki sifat/karakteristik yang berlainan dan secara keseluruhan mereka saling

melengkapi.

1.2 Urgensi Penelitian

Memvariasikan kombinasi bahan dasar karet dengan perbandingan karet alam 36% dengan

karet sintetis (NBR 32 28 %, SBR 1502 36%), serta melihat kesesuaian mutu packing pintu

rebusan di PKS.

1.3 Target Penelitian

Adapun yang menjadi target temuan dalam penelitian ini adalah untuk mengetahui

kesesuaian mutu packing pintu rebusan di PKS dengan perbandingan karet alam 36%,

NBR 32 28 %, SBR 1502 36%.

1.4 Tujuan Khusus

Untuk melihat pengaruh variasi penambahan bahan dasar karet alam dan karet sintetis

(NBR 32, dan SBR 1502) dalam proses vulkanisasi sehingga diperoleh gambaran

mengenai kondisi kompon yang sesuai di Pabrik Kelapa Sawit (PKS).

1.5 Kontribusi

Di bawah ini dijelaskan kontribusi penelitian, sebagai berikut:

a. Untuk mendapatkan kesesuaian kompon untuk pembuatan packing pintu rebusan

Pabrik Kelapa Sawit yang memenuhi standar mutu.

b. Memberikan informasi-informasi lanjutan kepada pihak-pihak yang berkepentingan

untuk menindak lanjuti penelitian ini.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

Karet alam adalah suatu komoditi homogen yang cukup baik, dan produksinya sangat

terkenal. Karet alam mempunyai daya lentur yang tinggi, kekuatan tensil dan dapat

dibentuk dengan panas yang rendah. Daya tahan karet terhadap benturan, goresan, dan

koyakan sangat baik. Namun karet alam tidak begitu tahan terhadap faktor-faktor

lingkungan, seperti: oksidasi, dan ozon.

Proses pengolahan barang jadi karet (rubber technology) merupakan ilmu untuk membuat

produk karet yang biasanya menggunakan bahan dasar karet kering (RSS I, SIR 10/20).

Sehingga jika ditinjau dari aspek penggunaan bahan dasar karet maka rubber technology

itu terbagi dua, yaitu: proses pengolahan kering (menggunakan karet kering sebagai bahan

bakunya) dan proses basah (menggunakan lateks sebagai bahan bakunya).

Produk-produk karet (rubber articles) yang lazim diproduksi, seperti: packing, seal, ban

mobil, conveyor belt, sandaran kapal (dock fender), dan lain-lain. Produk karet yang

menggunakan lateks sebagai bahan bakunya, seperti: sarung tangan, balon, benang karet,

dan lain-lain.

Untuk memproduksi barang jadi karet ada beberapa proses yang harus dilakukan. Proses

pengolahan berlangsung untuk mencampur antara bahan dasar karet dengan bahan kimia

melalui mesin pengolah kompon, yaitu: mesin mix mill. Jadi, arti kompon adalah:

campuran bahan dasar karet dan kimia.

Dalam pembuatan kompon ada beberapa tahapan proses yang harus dilakukan. Proses-

proses di maksud antara lain:

2.1 Compounding/komponding

Menurut Abednego (1979) kompon karet adalah campuran karet mentah dengan bahan-

bahan kimia yang belum divulkanisasi. Karet yang digunakan untuk kompon terdiri dari

dua jenis, yaitu: karet alam dan karet sintetis. Dalam melakukan proses pengolahan

kompon menggunakan bahan dasar karet alam maupun sintetis dan dicampur dengan

bahan-bahan kimia. Sehingga dikenal dengan sebutan bahan-bahan kimia penyusun

kompon.

2.1.1 Bahan Dasar Karet

Bahan dasar karet terbagi dua, yaitu: bahan dasar karet alam dan bahan dasar karet sintetis.

Contoh bahan dasar karet alam, antara lain: Ribbed Smoked Sheet (RSS), SIR (Standard

Indonesian Rubber), Block Skim Rubber (BSR), dan lain-lain. Secara umum bahan dasar

karet alam (karet kering) menggunakan lateks sebagai bahan bakunya. Lateks yang

terkoagulasi secara kimia digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan RSS.

Sementara, lateks yang menggumpal secara alami akan menjadi kompo (cup lump) dan

digunakan untuk membuat SIR.

Bahan dasar karet sintesis yang merupakan hasil dari fosil minyak bumi dimanfaatkan

untuk bahan jadi karet. Bahan dasar karet sintetis dapat dilihat seperti: Nitrile Butadiene

Rubber (NBR), Styrene Butadiene Rubber (SBR), Neprene dan Hypalon, Silicone Rubber,

dan lain- lain.

2.1.2 Bahan Kimia Penyusun Kompon Karet

Keutuhan suatu kompon karet sangat didukung oleh pemilihan dan pengolahan yang tepat.

Ketepatan dan kesesuaian pemilihan bahan-bahan kimia sangat mempengaruhi mutu. Di

bawah ini dijelaskan bahan-bahan kimia di maksud sesuai dengan peruntukannya.

a. Activator

Activator artinya bahan-bahan kima yang digunakan untuk mengaktifkan kerja bahan-

bahan kimia penyusun kompon lainnya. Bahan kimia yang lazim digunakan untuk

pembuatan kompon karet, seperti: zink okside dan stearic acid. Bahan-bahan activator

ini ditambahkan ke dalam pembuatan kompon karet adalah di awal. Hal ini diharapkan

akan mengaktifkan reaksi-reaksi kimia lainnya (Andre, C, 1988).

b. Bahan Kimia Percepat Reaksi (Accelerator)

Untuk mempercepat suatu reaksi diperlukan penambahan bahan kimia accelerator

(pencepat reaksi). Accelerator yang umum di pakai, antara lain: MBTS, TMTD, DPG,

CBS.

c. Bahan Kimia Pemvulkanisasi (Sulfur Agent)

Sulfur (belerang) bahan kimia ditambahkan ke dalam pembuatan kompon sesuai dengan

kebutuhan. Agar terjadinya perubahan sifat karet dari plastis menjadi elastis diperlukan

penambahan sulfur. Sulfur ini berfungsi untuk mengikat antara ikatan-ikatan struktur

karet dengan belerang.

d. Antioksidan

Untuk melindungi produk karet (barang jadi karet) dari pengaruh udara (lingkungan)

khususnya dari sengatan sinar matahari maka penambahan antioksidan sangat

diperlukan. Penambahan antioksidan akan meningkatkan umur teknis barang jadi karet,

Flectol H dan 4010 Na, bahan-bahan antioksidan yang sering digunakan.

e. Pelembut (Softener)

Softener adalah berfungsi untuk melembutkan suatu produk karet. Di samping itu juga,

berfungsi untuk menyatukan/melarutkan sesama bahan kimia dan karet. Penggunaan

jumlah yang berlebihan akan membuat produk menjadi lembek/molor. Pelarut yang

digunakan, seperti: minarex B, white oil, bahan bakar fosil. Penambahan softener akan

memudahkan pengolahan kompon karet.

2.2 Pengujian Produk Karet (barang jadi karet)

Untuk mengetahui mutu/ketahanan produk karet diperlukan suatu pengujian. Bagian

laboratorium memegang peran yang sangat penting. Parameter mutu yang diuji, seperti:

tegangan tarik, elongation at break, ketahanan kikis, dan kekerasan.

Kesemua parameter tersebut diuji atau diperiksa untuk menjamin bahwa produk karet yang

dihasilkan sudah memenuhi parameter (norma) sehingga ketika digunakan sesuai dengan

peruntukannya untuk melancarkan proses produksi dan memuaskan pelanggan.

Parameter-parameter yang dilakukan dalam produksi barang jadi karet (produk karet),

sebagai berikut.

a. Kekuatan Tarik/Tensile strength (Mpa);

b. Modulus (%);dan

c. Kekerasan (Shore A);

2.3 Peralataan-Peralatan Produksi

Untuk melakukan pengolahan kompon dan produksi diperlukan peralatan. Alat-

alat/mesin-mesin produksi yang digunakan, seperti tersaji di bawah ini.

2.3.1 Open Mill/Mix Mill

Mesin open mill digunakan untuk mengolah kompon. Alat ini terdiri dari 2 (dua) rol yang

berputar dengan arah yang berlawanan.

Untuk mendinginkan suhu kompon maka di dalam rol mengalir air dengan sistem

semprot/spray. Pada open mill, proses mastikasi dilakukan dengan melewatkan karet

berulang-ulang di antara roll mill (nip). Proses ini manual dan proktifitas rendah. Kontrol

dari viskositas tidak efektif karena memerlukan waktu yang lama dan pemutusan rantai

molekul karet sangat tinggi.

Gambar 2.1 Open Mill/Mix Mill

2.3.2 Mesin Pressan

Mesin presan merupakan peralatan yang banyak di gunakan di pabrik pengolahan barang

jadi karet. Alat ini berfungsi untuk mematangkan/memanaskan kompon karet menjadi

produk karet/vulkanisat sehingga merubah sifat fisik karet yang awalnya lembek/plastis

menjadi elastis/lentur. Pemanas yang digunakan adalah uap (saturated steam/uap basah).

Kondisi operasi biasanya bertemperatur (70-80)oC dan meja pemanas digerakkan oleh

sistem hidrolik yang dilengkapi dengan pompa hidrolik.

Gambar 2.2 Mesin Pressan

2.3.3 Mesin Ekstruder

Mesin ekstruder digunakan untuk membentuk produk artikel secara terus menerus.

Karet gelang (rubber band) merupakan produk karet yang diproduksi menggunakan

mesin ekstruder. Pada bagian ujung pengeluaran (outlet) terdapat cetakan (moulding)

yang disesuaikan bentuknya dengan produk karet yang diinginkan.

Kompon karet dimasukkan melalui lubang pemasukan yang berada pada posisi atas

secara bertahap (sesuai dengan kebutuhan). Dua buah ulir yang berputar secara

berlawanan arah mendorong kompon ke arah depan dan keluar melalui sisi-sisi cetakan.

Di samping itu, pada bagian dalam ulir mengalir bagian air, di mana air ini berfungsi

sebagai media pendingin. Akibat terjadinya gesekan antar kompon dengan ulir maka

menimbulkan panas. Panas yang tidak terkendali akan mengakibatkan kompon menjadi

matang duluan (scorch).

Gambar 2.3 Mesin Ekstruder

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu

3.1.1 Tempat

Penelitian ini direncanakan di PT IKN Tanjung Morawa dengan pengujian mutu adalah di

Laboratorium Fatique pasca sarjana fakultas teknik, departmen teknik mesin, Universitas

Sumatera Utara.

3.2.1 Waktu

Penelitian ini dilakukan pada bulan Maret 2019 dan pengujian mutu pada bulan April 2019

3.2 Desain Penelitian

Kompon karet yang telah selesai digiling/diolah dengan mesin mix mill/open mill

dilakukan pendinginan (minimal 16 jam). Kompon karet yang telah mengalami

pendinginan diuji sifat fisiknya, seperti: tegangan tarik, modulus, dan kekerasan.

3.3 Bahan dan Peralatan

Untuk melakukan penelitian ini menggunakan mesin-mesin pengolahan barang jadi karet,

sebagai berikut.

a. Mesin pengolahan kompon (mix mill/open mill) kapasitas 60 kg/jam.

b. Timbangan digital (kapasitas 5 kg).

c. Kantongan plastik (2 kg).

d. Hand press (kempa tangan/square press).

e. Mesin pemotong/cutter.

Sementara itu, bahan-bahan kimia yang digunakan, seperti:

a. Karet alam (SIR 10).

b. Karet sintetis (NBR/N 32 dan SBR 1502).

c. Zink oxide, stearic acid, tensil.

d. TMTD.

e. Flectol H.

f. Minarex B.

g. Sulfur,

h. 4010 Na.

3.4 Tahapan Penelitian

Di bawah ini akan dijelaskan tahapan tahapan penelitian, sebagai berikut:

3.4.1 Persiapan bahan dasar karet dan bahan-bahan kimia

1) Mempersiapkan bahan dasar karet dan bahan-bahan kimia disesuaikan dengan

formulasi/resep packing pintu rebusan.

2) Dilanjutkan dengan penimbangan dan pemotongan bahan dasar karet.

3) Hasil penimbangan bahan-bahan kimia dimasukkan ke dalam kantongan plastik (sesuai

dengan identifikasi/nama yang tertulis pada kantongan plastik).

4) Hal ini dilakukan agar tidak ada terjadi penukaran/kesalahan.

5) Hasil penimbangan bahan dasar karet diletakkan di atas meja dan menunggu proses

lanjutan.

3.4.2 Pembuatan kompon

a. Compounding

1) Compounding adalah proses pencampuran bahan dasar karet dengan bahan-bahan

kimia.

2) Kesemua bahan-bahan tersebut dicampurkan dan diolah di mesin mix mill yang berjenis

open mill

3) Hasil pencampuran antara bahan dasar karet dengan bahan-bahan kimia yang di sebut

compound/kompon dibentuk seperti selendang dan diletakkan di atas meja pendingin.

b. Maturasi

1) Kompon yang telah dibentuk seperti selendang diletakkan di atas meja pendingin

supaya kompon bisa mengalami pendinginan, karena kompon hasil olahan masih panas

(80-90)oC.

2) Proses pendinginan ini berlangsung sekitar 16 jam dan diharapkan suhu kompon hasil

pendinginan sama dengan suhu ruangan (25oC).

3) Untuk pengujian mutu terutama parameter curring sistem maka kompon dipotong

secukupnya dan diuji dengan alat Reometer.

c. Pola dan Pembentukan

1) Potong kompon secukupnya untuk pengujian mutu.

2) Bentuk kompon dan sesuaikan dengan cetakan yang akan digunakan.

d. Moulding/Cetakan

1) Masukkan cetakan yang sudah diisi dengan kompon ke mesin square press/hand press.

2) Putar kran untuk menaikkan meja pemanas mesin penekan.

3) Cetakkan berbentuk bujur sangkar (15 cm x 15 cm) tebal 10 mm dan tinggi 10 mm.

e. Vulkanisasi

Vulkanisasi adalah pematangan produk (barang jadi karet) agar sifat karetnya berubah dari

plastis menjadi elastis.

1) Persiapkan mesin penekan (square press/hand press) seuai dengan kondisi operasi

(suhu 140oC).

2) Lakukan pemotongan kompon (point c) secukupnya (sesuai dengan bentuk

cetakan/moulding).

3) Waktu vulkanisasi/pematangan selama 5 menit.

4) Letakkan kompon yang sudah dipotong kedalam cetakan untuk ditekan (pressing) di

mesin square press/hand press.

f. Sortasi

1. Kompon yang sudah divulkanisasi (selama 5 menit) diambil dan dibersihkan/sortasi.

2. Gunakan pisau atau gunting untuk merapikan vulkanisasi/produk karet.

3. Vulkanisat yang sudah rapi/bersih digunakan untuk dilakukan inspeksi terutama

dimensinya dan diuji sifat fisiknya (parameter), seperti: tegangan tarik/tensile strength,

elongation at break, kekerasan.

3.5 Pengamatan Penelitian

Di bawah ini adalah tabel formulasi untuk pembuatan kompon karet packing pintu

sterilizer pabrik kelapa sawit

Tabel 3.5.1 Pengamatan Penelitian

No

Formulasi

Bahan Dasar %

1 NR (Natural polyisopreme 36

2 NBR ( Nitrile Butadiene Rubber) 28

3 SBR (Styrene butadiene Rubber) 36

Di bawah ini adalah tabel parameter untuk pembuatan kompon karet packing pintu

sterilizer pabrik kelapa sawit.

Tabel 3.5.2 Parameter Penelitian

Untuk mengetahui sifat kompon karet salah satu pengujian yang dilakukan adalah uji tarik.

Prinsip dari penguijian ini adalah dengan memberikan beban gaya yang berlawanan arah

pada kedua ujung kompon karet yang akan diuji, sehingga kekuatan dari bahan yang diuji

dapat diketahui.

a. Tensile strength

Tegangan putus merupakan tenaga yang dibutuhkan untuk menarik bahan karet sampai

putus dan merupakan fisika karet yang terpenting dan sering dilakukan, di samping itu

tegangan putus menggambarkan kekuatan dan kekenyalan karet. Menurut Arizal (1994),

karet alam mempunyai tegangan putus yang lebih tinggi, semakin banyak penggunaan

karet alam dalam campurannya dengan karet sintetis, maka tegangan putus semakin tinggi.

Menurut Abednego (1995), penambahan bahan pengisi aktif dalam pembuatan kompon

karet akan meningkatkan tegangan putus pada barang karetnya.

b. Modulus

Modulus elastisitas adalah angka yang digunakan untuk mengukur objek atau ketahanan

bahan mengalami deformasi elastis ketika gaya diterapkan pada kompon karet. Modulus

elastisitas suatu benda didefenisikan sebagai kemiringan dari kurva tegangan-regangan di

wilayah deformasi elastis. Bahan kaku akan memiliki modulus elastisitas yang lebih tinggi.

Modulus elastis dirumuskan dengan:

λ =𝑇𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛

𝑅𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛

di mana tegangan adalah gaya menyebabkan deformasi dibagi dengan daerah dimana

gaya diterapkan dan regangan adalah rasio perubahan beberapa parameter panjang yang

disebabkan oleh deformasi ke nilai asli dari parameter panjang.

No Parameter Satuan

1 Tensile strength Mpa

2 Modulus %

3 Hardness Shore A

4 Ketahanan Panas 0C

c. Kekerasan

Kekerasan merupakan sifat yang sangat mempengaruhi penampilan dan ketahanan barang

jadi karet, kekerasan sangat dipengaruhi oleh jumlah bahan digunakan dalam kompon

(Buana, 1994). Semakin banyak jumlah bahan pengisi yang digunakan, kekerasan semakin

meningkat. Hardness Tester uji kekerasan merupakan salah satu cara untuk mengetahui

kekuatan atau ketahanan suatu (bahan) material. Sedangkan kekerasan itu sendiri

(hardness) ialah salah satu sifat mekanik dari suatu material selain sifat fisik dan teknologi

yang dimilikinya. Uji keras merupakan pengujian paling efektif karena dapat dengan

mudah mengetahui gambaran sifat mekanik suatu material. Meskipun pengukuran hanya

dilakukan pada satu titik atau daerah tertentu. Nilai kekerasan yang ditampilkannya cukup

valid untuk menyatakan kekuatan suatu material. Dengan demikian, material dapat dengan

mudah digolongkan sebagai material ulet atau getas.

Hardness tester atau yang sering disebut Uji keras juga dapat digunakan sebagai salah satu

metode untuk mengetahui pengaruh perlakuan panas dan perlakuan dingin terhadap

kompon (Askeland, 2006). Kompon yang telah mengalami cold working, hot working, dan

heat treatment, dapat diketahui gambaran perubahan kekuatannya, dengan mengukur

kekerasan permukaan suatu Kompon. Oleh sebab itu, dengan uji keras kita dapat dengan

mudah melakukan quality control terhadap kompon karet (Beer, 2009).

d. Ketahanan Panas

Ketahanan panas menunjukkan tahannya kompon karet terhadap temperatur panas.

Kompon karet di buat untuk tahan terhadap panas pada kegunaanya dan kompon karet

packing pintu sterilizer harus tahan terhadap panas di dalam sterilizer yang memiliki

temperatur (130-135)0C.

3.6 Alur Penelitian

Gambar 3.6.1 Alur penelitian

3.7 Jadwal Penelitian

Vulkanisasi

Compounding

Persiapan Alat dan Bahan

Mulai

Maturasi

Moulding

Sortasi

Selesai

Penulisan Hasil dan

Pembahasan

Kesimpulan

dan Saran

No. Kegiatan Bulan/2019

Nov Des Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli

1.

Penyusunan

Proposal

Survey Lokasi

2. Seminar

Proposal

3. Penelitian

4. Penyusunan

Laporan

Tabel 3.7.1 Jadwal Penelitian