Risalah Pertemuan Ilmiah Penelilian dan Pengembangan reknologi ISOlop dan RadiiJsi. 2000

PENGARUH RADlASI SINAR GAMMA DAN PENAMBAHAN KALSIUMKARBONAT PADA SIFAT FISIKA DAN MEKANIK

KOMPON KARET ALAM

Sudradjat Iskandar, Isni Marliyanti, Kadarijah, dan Made Surnarti Kardha

Puslitbang Teknologi Isotop daD Radiasi, BATAN, Jakarta r

ABSTRAK

PENGARUH RADIASI SINAR GAMMA DAN PENAMBAHAN KAl.S1UM KARBONAT PADASIFAT FISIKA DAN MEKANIK KOMPON KARET ALAM. Telah dipelajari karakterisasi pengaruh radiasisinar gaInIna clan kalsium karbonat terhadap sifat fisika dan mekanik kompon karet alamo Kompon karet alam(KKA) dibuat dengan mencampurkan karet alam (KA), "low density polyethylene" (LDPE), karbon hitam (KH),bahan aditip (asam stearat, ZnO, parafin wa", irganok 1076, clan rninyak minarex B) dalam jumlah tertentu clanpengisi CaCO3 dalam jumlah yang bervariasi yaitu 33, 67, dan 100 psk (perseratus bagian berat karet alam)dengan menggunakan mesin dua rol pada suhu 120°C untuk rol muka dan 100°C untuk rol belakang. Selanjutnyakompon KKA dibentuk film dengan menggunakan alat pres panas clan dingin masing-masing pada suhu 135°Cdan suhu kamar selama 3 melut. Film yang terbentuk kemudian diiradiasi dengan sinar gamma pada dosis yangbervariasi yaitu 150,300 dan 500 kGy. Karakterisasi dilakukan sebelum dan setelah diiradiasi dan mengacu padastandar nasional1I1donesia (SNI). Hasil penelitian menunjukkan bahwa dengan bertambahnya dosis iradiasi, sifatketahanan terhadap pengusw1gan, tegangan putus, perpanjangan putus, ketahanan terhadap pelarut xylene,ketahanan sobek dW1 kekerasan kompon karet alam bertambah, sementara itu dengan bertambahnya CaCO3,hanya kekerasan dan berat jenis kompon karet alam bertambah, tetapi tegangan putus, perpanjangan putus, danketahanan sobek menuTUl1. Mengacu pada SNI no 12-1000-1989 dan SII. 0944-84, hasil penelitian inikemungkililln dapat dipakai untuk membuat barangjadi sol sepatu dan karpet karet.

ABSTRACT

THE EFFECT OF GAMMA IRRADIATION AND CaCOJ ON mE PHYSICAL ANDMECHANICAL PROPERTIES OF NATURAL RUBBER (NR) COMPOUND. The characterization of theeffect of gamma ilTadiation and CaCO] on the physical and machanical properties of NR compound (NRC) havebeen studied. The NRC was made by blending of NR 8Ild low density polyethylene (LDPE), carbon black,additives (stearic acid, ala, irganox 1076, pamffin wax and minarex Boil) Ul certain amount and CaCO] withvarious composition of 33,67 and 100 phr (part per hwldred mtio of rubber) using hot roll mill at 120°C and100°C of front and back roll respectively. For making film, the NRC was then pressed by hot and cold pressmachine at 135°C and at room temperature respectively for about 3 minutes. The film was then irmdiated withgamma rays at 150, 300 and 500 kayo Characterization of the samples before and after ilTadiation was doneaccording to the Indonesian National Standard (SNl). The experimental results showed that by increasing theilTadiation dose, the aging resistance, tensile strength, elongation at break, solvent xylene resistance, tear strengthand hardness of natuml rubber compound increased. While by increasing the CaCO] content, the hardness andspecific gravity of irmdiated NRC were increased. But, the tensile strength, elongation at break and tear strengthof irradiated NRC decreased. According to SNl no 12-1000-1989 and SII 0944-84, that the experimental resultsmay be possible to used for making shoe sole and rubber carpet.

Key \vord : Gatruna ray irradiation, CaCO3, physical WId mechanical properties, natural rubber compound.

PENDAHULUAN

Menurut Aglis Tjallayana (I) pacta tallun 1996pertumbllhan kebutu11an barmlg jaw karet untuk industrimencapai II % per tahun. Dilain pihak Indonesia sebagainegara penghasil karet almll terbesar nomor 2 diduniasetelah Tllailand sekitar 80% karet tersebut dieksport.Oleh karena itu dirasakan perlu untuk memperllatikankaret alamo

Barang jaw karet pada umm1111ya terbuat daTikompon karet yang wvulkanisasi. Kompon karet yaitusuatu campuran karet ment:1l1 baik k.'1ret almll atausintetis dengan bahan kimia karet daD bahan pengisi (2).

Sedangkan vulkanisasi adalah satu proses perubahanstruktur molekul karet daTi bentuk linier menjadi bentukikatan silang atau jaringan tiga dimensi selungga karetmenjadi kuat dan elastis. Vulkanisasi kompon karetbanyak caranya antara lain dengan cara kimia seperti\'Ulkanisasi belerang, peroxida, oksida logam, resinphenol dan sebagainya, sedangkan cara lainnya yaiuldengan cara radiasi energi tinggi seperti radiasi sinargalnma atau berkas elektron. Setiap cara vulkanisasi actakeunggulan dan kelemahannya (3).

Menurut MARKOVIC (4), keistimewaan dengancara radiasi diantaranya :1. Hemat energi, ruangan dan bahan,

251

Risalah Pel1emuan Ilmiah Penelitian dan Pengembangan Teknologi Isotop dan Radias~ 2()(x)

mesin pres panas dan dingin masing-masing pacta subu135°C daD subu kamar selama 3 menit dengan tekanan150 kgicm2. Kemudian film tersebut diiradiasi dengansinar gamma pacta dosis 150, 300, daD 500 kGy. SebelumdaD setelah diirndiasi film diuji sifat fisika/mekanik danpengusangannya. Secara garisbesar tatakerja penelitianterlihat pacta bagan dibawah ini :

2. Prosesnya rnudah dikontroL3. Produknya rnerniliki kualitas yang baik,4. Dapat dipakai untuk rnencari produk bartl,5. Berwawasan lingkungan, dan6. Murall untuk kapasitas besar.

I Uji sifat fisik/mekanik/pengusangan I (:J (~;:::~::::~)

Oimana : KH = karbon lritam, KK= CaCO3, KA = karetalam, LOPE = polietilen densitas rendah, aditiv = bahankirnia aditiv.

lrradiasi sam pel. lradiasi sampel yangkomposisinya di Tabel 1. dilakukan dengan sinar gammadari sumber 6OCO menggill1akan iradiator serbaguna yangberlokasi di P3TIR-BATAN pacta dosis 150, 300, daD500 kGy, dengan laju dosis 10 kGy per jam.

Barang jadi karet yang bahan dasarnya berasaldaTi karet kering seperti karet alam atau sintetis yangmenggunakan teknologi radiasi daD telall dikomersilkansaat ini lnasih sedikit, diantaranya isolasi kabel, tabungciut panas dan ban kendaraan roda empat (4).

Untuk meningkatkan aplikasi teknologi radiasipada barang jadi karet lainnya, tel all dilakllkan beberapapenelitian dasar di Puslitbang Teknologi Isotop daDRadiasi yaitu pengaruh iradiasi sinar galll1na maupunberkas elektron pada sifat fisika campuran LDPE-karetalam (5, 6), daD karakterisasi kompon karet alam yangdivulkanisasi radiasi dengan sinar gamma. Dari basilpenelitian tersebut diperoleh informasi bahwa sifat fisikacampuran LDPE-karet alam iradiasi optimum diperolehpada komposisi LDPE-karet alaln dengan kadar LDPE33 psk. Sedangkan sifat fisika kompon karet alam dapatditingkatkan dengan radiasi sinar gamma.

Oalam pembuatall barang jadi karet, ada dua ltal

penting yang perlu dipertimbangkan yaitu ongkosproduksi dan kualitas prod uk. Untuk menekan ongkosproduksi barang jadi karet biasanya dipakai bahanpengisi dalamjumlall besar (2). KalsitUll karbonat adalahsalah satu baltan pengisi yang murah harganya daD dapatmemodifikasi sifat fisika ballaD.

Makalah ini membahas pengamh penambaltankalsium karbonat daD iradiasi sinar gamlna terhadap sifatfisika kompon karet alam -LDPE. Dengan lwapan akandiperoleh fonnulasi kompon karet alain-LOPE yangberkualitas memenuhi standar pada pembuatan barangjadi karet daD harganya murall.

Tabell. Komposisi kompon karet alam yang akandivulkanisasi

I Karet alam 100 psk

~33 psk

0, 33, 67, 100psk21 Dsk

PERCOBAANPengujian siCat /mekanik sampel. Pengujian

siC at mekanik seperti kekuatan tarik dan perpanjanganputus dilakukan berdasarkan SNI 06-0899-1989 denganmenggunakan alat uji tarik (strograph-Rl, toyoseiki)dengan kecepatan 500 lllln/menit.

Bahan. Pacta percobaan ini dipakai polietilendensitas rendah (LDPE) buatan Korea dengan namadagang Samsung. Karet alam (KA) berupa krep diperolehdari perkebunan PTP XI Nusantara Bogor. Karbon hitmll(KH), CaCO3, asam stearat (AS) parafin wax (PW),dipakai buatan lokal. Anti oksidan (AO) dipakai irganok1076.

Pengujian kekerasan sampel. Pengujiankekerasan sampel dilakukan berdasarkan ISO/R 868dengan menggunakan alai pengukUT kekernsan merkZwick.Alat. Peralatan yang digunakan dalam penelitian

ini meliputi alat pencampur 2 roll, mesin press panas,mesin pres dingin, iradiator IRKA dengan sumber Cobal-60, alat uji tarik, alat uji kekerasan, mikroskop elektronskanning daD timbangan.

Pengujian ketahanan terhadap pengusangan.Pengujian ketallanan terhadap pengusangan dilakukaIlberdasarkan SNI 12-1000-1989 dengan menggunakanalat geer oven buatan Toyo Seiki Seisaku-Sho Ltd.Jepang.Tatakerja percobaan. Karet mall, LDPE, lritam

karbon, ballan aditip dan pengisi CaCO3 dengankomposisi yang bervariasi yaitu 0, 33, 67 dan 100 psk,terlebih dahuiu dicaInpur dengan menggunakan mesindua roll pacta suhu 120 °C untuk roll muka dan 100°Cuntuk roll belakang selalna kurang lebih 17 menit dengankecepatan pencaInpuran 18 rpm. Kompon yang terbentukselanjutnya dibentuk berupa filtn dengan ketebalan 2mill, panjaIlg dan lebar 15 cm dengan menggunakan

Analisis fraksi gel sam pel. Fraksi gel ditentukandengan metode ekstraksi. Sekitar 0,2 g sampeldiekstraksi dengan x-ylene selarna 24 jam. Fraksi gel (Fg)dihitung sbb. :

WeFg = ..x 100%

Wo

252

c) (:;;~;~~~) c) I Mesin pres panas/dingin I

Risalah Pertemuan Ilmiah Penelilian dan Pengembangan Teknalogi Isalop dan Radiasi, 2()()o

Dimana We adalall berat saInpel setelah diekstraksi danWo adalall berat sarnpel sebelum diekstraksi.

Penentuan berat jenis sam pel. Berat jenissampel ditentukan dengan mengukur panjang , lebar clantebal sampel dengan menggunakan mikrometer, clanmenimbang sampel dengan alat timbangan analisis. Berntjenis smnpel selanjutnya dihitUIlg dengan perbandinganbe rat terhadap isi sampel.

Analisis permukaan patahan sam pel.Permukaan sarnpel diam:1ti dari permukaan patahansampel dengan alat mikroskop elektron skening buatanJeol dengan tipe JSM- T -300. Pataltan sampel diperolehdengan metoda perendaman dalam nitrogen cairo

BASIL DAN PEMBAHASAN

Oari basil penelitian yang telah dilakukandiperoleh data diantaranya penganlh iradiasi sinargalnma daD CaC03 terhadap tegangan putus,perpanjangan putus, ketallanan sobek, kekerasan, fraksigel, berat jenis daD pengusangan kompon karet. Komponkaret alam yang dimaksud pacta penelitiml ini adalall satucampuran ballaD yang terdiri d.1ri polietilen densitasrendah (LDPE), karet alam (KA), karbon hitmn (KH),CaC03. dan aditip berupa ZoO, asmn stearat, parafinwax, antioksidan, dan minyak minarex B. Oalampercobaan aditip yang dipakai jUlnlalmya tetap sebanyaksekitar 21 psk (bagian perseratus bagian karet alam),demikian pula LOPE sebanyak 30 psk. Tujuanpenambahan aditip adalall untllk memudahkan prosespencampuran daD supaya Campllran yang dihasilkanhomogen daD membentuk sifat campuran sesuai denganyang diharapkan.

tersebut setelah melalui proses pengujian pengusanganmenjadi retak sedikit atau tidak retak sarna sekali daDtidc1k mengalmni perubahan warna. Sampel dikatakantidak baik bila sampel tersebut setelah mengalami prosespengujian menjadi banyak retak atau. mengalamiperubahan warna. Pengaruh CaCO3 daD iradiasi sinargamma terhadap ketabanan pengusangan ditunjukkanpacta Tabel 2. Pengusangan dilakukan di dalam ovenpacta sulm 135°C selama 24 jam. Pacta tabel tesebutterlihat bahwa sebelum diiradiasi atau setelah diiradiasi150 kGy, penambahan CaCO3 tidak mempengaruhi sifatketahanan terhadap pengusangan kompon karet. Hasilpengamatan secara visual menunjukkan bahwa seruMsampel yang belum diiradiasi menjadi patah danmengalami perubahan bentuk (xx), sedangkan setelahdiiradiasi 150 kGy menjadi retak banyak (x). Ketahananterlmdap pengusangan barn terlihat baik (0) setelahkompon karet alam diiradiasi pacta dosis 300 kGy.Kompon karet alam yang diiradiasi pacta dosis 500 kGyterlihat semakin lebih taban terhadap pengusangan (00).Kerusakan yang terjadi pacta kompon karet alam yangtidak diiradiasi dan yang diiradiasi pacta dosis rendahkemungkinan disebabkan adanya reaksi saat prosespengujian berlangsung yang mengakibatkan putusnyarantai molekul kompon karet tersebut. Sedangkan setelalldiiradiasi pacta dosis yang relatip tinggi, pacta molekulpolimer telah banyak terbentuk jaringan tiga dimensi.Sehingga saat proses pengujian terhadap pengusangantidak mengalami perubahan yang berarti. Dalam hal inisemakin tinggi dosis iradiasi yang diberikan pactakompon karet alam, maka akan semakin taban komponkaret alam terhadap pengusangan.

Sedangkan sifat tegangan putus atau kekuatan tankpacta barang jadi karet alam juga sangat penting, karenabila barang jadi karet tersebut tidak cukup kuat, makaakan mudah putus atau rusak. Hubungan pengaruhCaCO3 daD iradiasi sinar gamma terhadap tegangan putuskompon karet alam ditunjukkan pacta Gambar 1.Tabel2. Hubungan pengaruh CaCOj daD iradiasi sinar

gamma terhadap kerusakan kompon karet alamo

160

140

120

100

80

60

40

20

Kadar KH

(psk)-

--Dosis iradiasi (kGy)

0xxxxxxxx

150xxxx

3000

0

0

0

50000

00

00

00

NE~~-(/I~"5D-I:coOJI:coOJQ)f-

03367100

Keterangan: x x = pat all dan rusak, x = banyak retak,0 = sedikit retak, 00 = tidak retak

Kadar aditiv sebanyak 21 psk bukan berarti kadc'1foptimmn, tetapi sebagai parameter standar yang dipakcUdalam penelitian ini. Sedangkan LOPE sebanyak 30 pskadalah mengacu pacta hasil penelitian sebelunrnya (5).Barmlg jadi karet yang diperdagangkan, selalnapenyimpanan dan pemakaian harus tahan terhadc1pperuballan bentuk, penmnpilan lnaupun sifat fisikanya,juga llaruS tahan terhadap perlakuan pengusangan.Apabila barang jadi kc'1fet mudah rusak saat penyimpananclan pemakaian, maka barang tersebut. tidak layak untukdipakai atau dikomersilkan. Oleh karena itu dalampenelitian ini pengujian ketallallan terhadap pengusangandilakukan. Menurut SNI no. 12-1000-1989 sampeldikatakan memenulu standar atau baik hila sampel

0

0 100 200 300 400 500

Oasis iradiasi, kGy

Gambar 1 Pengaruh iradiasi dan kalsium karbonat terhadap

tegangan putus kompon karet alam

Pada gambar tersebut terlilmt bahwa teganganputus kompon karet alam sebagai fungsi daTi dosisiradiasi pada kadar Caco3 berbeda-beda. Denganbertambahnya dosis iradiasi, tegangan putus kompon

253

Risalah Pertemuan Ilmiah Penelitian dan Pengembangan I e/rnologi Isotop dan Radias~ 2(x)o

dapat menekan pada sampel. Dengan semakin sulitnyagaya yang dapat menekan pacta sampel tersebut, makaakan semakin besar daya pantul molekul kompon karetalam terhadap gaya yang diberikan. Sehingga kekerasansampel tersebut menjadi lebih tinggi.

600

500..~ 400:;0-

300

[ 200G;a.

100

00 0 0 0 0

0 0 0 0~ N M .,.

Dosis iradiasi, kGy

8It)

Gambar 2. Pengaruh iradiasi dan ka\sium karbonat terhadap perpanjanganputus kompon karet alamo

80

70

60

<I:"B~0/)

~e""'""

~

50

40

30

20

10

0

0 100 200 300 400

Oasis iradiasi, kGy

500

Gambar 3. Pengaruh iradiasi dan ka\sium karbon at pada kekerasankompon karet alam

karet alam bertambah secara nyata hingga mencapai nilaimaksimUlu kemudian berkurang dengan bertambalmyadosis iradiasi. Tegangan putus maksimum dicapai padadosis iradiasi sekitar 300 kGy. Bertamball danberkurangnya tegangan putus kompon karet alam karenairadiasi, erat hubungannya dengan pembentukan jaringantiga dimensi pada molekul kompon karet. DengaJlbertambalmya dosis iradiasi, jaringan tiga dimensi padamolekul kompon karet yang terbentuk mengalami

penambahan yang menyebabkan bertambalmya teganganputus. Sedangkan berkurangnya tegangan putus komponkaret alam pada daerah iradiasi dosis yang tinggikemungkinan dikarenakan adanya rantai molekul yangpatah saat radiasi berlangsUllg.

Dengan penambahan CaCO3. tegangan putuskompon karet alam mengalalni kenaikan pacta komponyang belum diiradiasi walaupun tidak banyak, Iml inikemungkinan disebabkan karena dengan adanya CaCO3,maka mobilitas molekul kompon kc1fet terganggu,sehingga untuk memutuskan kompon tersebut diperlukanenergi yang lebih banyak. Sedangkan setelah melaluiproses iradiasi pengurangan tegangan putus komponkaret alam disebabkan karena terbentuktlya jaringan tigadimensi pacta molekul kompon karet alaIn, sehinggakemungkinan keberadaan CaCO3 bembah fungsinyamenjadi pisau yang ikut mempercepat proses pemutusanrant:1i molekul saat kompon karet ditarik pacta keadaantegangan maksimlun. Sehingga dengan bertambalmyaCaCO3 akau semakin banyak rantai molekul komponkaret alam yang terputus d.w menyebabkanberkuraIlgnya tegangan putus kompon karet alamtersebut. Keberadaml CaCO3 d.w stmktur jaringan yangdisebabkan iradiasi Silli1f galruna pacta kompon karetalam juga menyebabkan terjadinya pembahan pacta sifatperpanjangan putus kompon karet alamo Hal ini terlihatpacta kurva hubungan pengaruh iradiasi sinar ganl1lla danCaCO3 terlmdap perpmljangan putus yang ditunjukkanpacta Gambar 2. Dengan bertmnbalmya dosis iradiasi atauCaCO3, perpanjangan putus kompon karet alam

cendemng menjadi berkurang. Berkurangnyaperpmljangan putus tersebut disebabkan juga karenaterbentuknya molekul jaringan tiga dimensi dankeberadaan CaCO3 yang mengurangi mobilitas molekulkaret alam atau LDPE. Dengan beftc1mbahnya dosisradiasi akan semakin banyak molekul jaringan tigadimensi terbentuk pacta kompon karet alamo Hal inimenyebabkan jarak antara molekul jaringan menjadisemakin pendek d.w semakin kecil kemungkinan rantaimolekul memanjang.

Keberadaan struktur jaringml yang disebabkaninteraksi radiasi dengan kompon karet alam dankeberadaan CaCO3 tidak hanya meningkatkan teganganputus atau memlmllkan perpanjangan putus komponkaret alam, tetapi juga dapc1t Ulelungkc1tkan sifatkekerasannya. Hal ini terlilk1t pacta grafik hubunganpengarull iradiasi daD CaCO3 tcrlk1dap kekerasankompon karet alam yang ditunjukkan pad.1 Gambar 3.

Kekerasan kompon karet alam bertambah denganbertambahnya CaCO3 atau dosis iradiasi. Hal inidisebabkan karena keberada.1l1 CaCO3 dan molekuljaringan tiga dimensi pacta kompon karet alam membuatmobilitas molekulnya berkurang, dengan berkurangnyamobilitas molekul tersebut akan semc1kin sulit gaya yang

Keberadaan struktur jaringan tiga dimensi pactakompon karet alam lebih jelas terlibat pacta kurvahubungan pengaruh iradiasi sinar gamma dan Caco3terlmdap fraksi gelnya yang ditunjukkan p<'1da Gambar 4.Dari gmnbar tersebut terlibat bahwa fraksi gel komponkaret alam bertamball dengan beftambahnya dosisiradiasi maupun kadar CaCO3.

Bertambahnya fraksi gel kompon karet alamtersebut berarti terbentuknya molekul jaringan tigadimensi dan adanya CaCO3 yang terikat bertambahdengan beftambalmya dosis iradiasi. Saat kompon karetalam belum diiradiasi, fraksi gelnya sudah acta sebagaibasil reaksi thermomekanik saat pencampuranberlangsung. Namun mungkin juga fraksi tidak terlarut

254

Risalah Pertemuan Ilmiah Penelilian dan Pengembangan Teknologi Isolop dan Radias~ 2000

ini merupakan bahan pengisi CaCO3 atau karbon llitamyang mernang tidak dapat larut daJam ,,"ylen, karena saatdiamati pada fraksi tidak larut yang ada kebanyakanberupa serbuk hitam. Seandainya fraksi yang tidak larutini adalall ballaD pengisi saja, maka berarti tid.1k adanyaikatan kimia antara CaCO3 dengan kompon karet alamoSedangkan setelall diiradiasi fraksi gel nya cenderungbertamball dengan bertambalmya dosis iradiasi lnaupunCaCO3.

iradiasi ketahanan sobek kompon karet alam bertambahsampai maksimum kemudian berkurang. Pacta dosisiradiasi tinggi, kompon karet alam yang tidakmengandung CaCO3 memiliki sifat ketahanan sobekyang lebih tinggi dibandingkan dengan yangmengandung CaC~. Hal ini disebabkan karena jumlahmolekul yang berikatan silang kompon karet alam yangtanpa CaCO3 lebih banyak dibandingkan dengan komponyang mengandung CaCO3.

16

14

<') 12

E()~ 10

c5.!If 8c

.~iO 6a;

aJ4

2

00 100 200 300 400 500

Oasis iradiasi, kGyGambar 4. Pengaruh iradiasi clan kalsium karbonat terhadap

fraksi gel kompon karet alamo

Gambar 5. Pengaruh iradiasi terhadap berat jenis kompon karet

alamo Pada kadar kalsium karbonat berbeda-beda.Menurut W.X. ZHANG ill. (8) hubungan antara

fraksi gel daD kerapatan ikatan silang (jaringan tigadimensi) dapat ditlmmkan satu persamaan sbb.: 35

R( 8 + 8'1;)= PoRIJ/qo + l/qoUI

5

0

0 100 200 300

Dosis iradiasi, kGy

400 500

Gambar 6. Pengaruh iradiasi daD kalsium karbon at terhadap

ketahanan sobek kompon karet alamo

Keberadaan CaCO3 dalarn kompon karet alarn daDpengamb iradiasi terhadap struktur jaringan komponkaret alam dapat dilihat secara visual dengan pengamatanmikroskopik. Dari lmsil pengalnatan mikroskopik denganalai SEM, CaCO3 terlihat dengan jelas berada dalarnkompon karet alam bempa bagian yang bentuk daDukuranya tidak sarna dan menyebar dengan jUmlalltergantung pada kadar CaC~ yang ditambahkan. FotoSEM mikrograf penarnpang melintang kompon karetalam sebelum diiradiasi dengan kadar CaCO3 sebanyak100 psk daD tanpa CaCO3 ditunjukkan pacta Gambar 7

Dimalm Po adalall konstanta, qo adalall kerapat jaringantiga dimensi per satuan dosis iradiasi, ~ adalall parameterstruktur polimer, VI jumlall awal rat-rat.:'l derajatpolimerisasi, S adalah fraksi terlarut pada dosis radiasi Ryang sarna dengan I-Fg (fraksi gel). Secara kualitativdapat dihitung ballwa dengan bertalnbalmya fraksi gelmaka kerapatan ikatan silang bertamball.

Pengarull iradiasi Sil1c'lf gamma dan Caco3terhadap berat jenis kompon karet alam ditunjukkan padaGambar 5. Pada gambar tersebut terlihat bahwa radiasiSil1c'lr gamma tidak menunjukkan pengaruh yang nyatapada be rat jenis kompon karet alamo Sebaliknyakeberadaan Caco3 dalam kompon karet alam dapatmeningkatk.m berat jenis kompon karet alamo Denganmeningkatnya kadar CaCO3 lnaka bertamball pula beratjenis kompon karet alamo Peningkatan berat jeniskompon karet alam illl disebabkan karena CaCO3memiliki be rat jenis yang lebih tinggi dibandingkandengan beratjenis karet alaln maupun LDPE.

Hubungan pengaruh iradiasi sinar gamlna danCaCO3 terlmdap ketahanall sobek kompon karet alamditunjukkan pada Galnbar 6. Pada gambar tersebutterlilmt bahwa sebelmll diiradiasi ketahanc'ln sobekkompon karet alam dapat ditingkatkan sedikit denganpenambahan CaCO3. Sedangkan setelall melalui prosesiradiasi, penambahc'ln ketallanan sobek kompon karetalam terlihat dengan jelas. Dengan bertambalmya dosis

255

Risalah Pel1emuan Ilmiah Penelilian dan Pengembangan reknologi IsOIOp dan Radias~ Z{)()()

Gambar 7. Foto SEM lnikrograf pennukaaIl patahan film kompon karet alam tanpa CaCO3sebelum diiradiasi (I), kompon karet alam dengan kadar CaCO3 100 psk sebelumdiiradiasi (2) dan kompon karet alam tanpa CaCO3 setelah diiradiasi 300 kGy(3) dan kompon karet alam dengan kadar CaCO3 100 psk setelah diiradiasi 500kGy (4).

pengamatan alat SEM. Foto tersebut diambil denganperoesaran 500 x. Sedangkan pengaruh iradiasi terlihatpada bentuk patahan sampel. Pada Gambar 7 (3) dan 7(4) terlihat sampel yang diiradiasi pada dosis 300 kGyatau 500 kGy, bentuk patahannya lebih tajam dan datardibandingkan dengan saInpel yang tidak diiradiasi. Hal

(2) daD (I). Sedangkan yang telah diiradiasi masing-masing 500 daD 300 kGy ditunjukan pacta Gambar 7 (4)daD (3). Pacta foto tersebut terlihat CaCO3 bempa bintikyang berwama putih yang menyebar pacta kompon karetalam yang berwama hitam. Ikatan CaCO3 terhadapkompon k.'1ret aL:'1m tidak terlihat dengan jelas dengan

Tabel3. StaDdar mutu sol sepatu meDurut SIt 0944-84, karpet karet mCDurut SNI 121000-1989, daDmutu VRKKA 0 psk (300 kGy) daD 100 psk CaCOJ (500 kGy).

Persyara~nJeIUS tJji

FisikaTe. uttlS

Pe .PutusKekernsan

Ket. Sobek

Pell>. Tetap50%Bernt .C1\is

Ket. Kikis

Ket. Ret len.

150kcs

Pam.TetaKet. Pam.

Ket .t. n.VRKKA = vuJk

Satllan VRKKA8NI

~~

55660284

1

100 sk 98

4337231, I

4,5 I

Amill. 150min. 25055-go::!!!~mak.4

SIIB

min. 100min. 15055 -80min. 40mak.7

--c

min 50min. 10055 -80

min. 25mak.IO

~

%shore A

~%

4960

70-80

mak.I,2mak. I

baik

mak.I,4mak.I,5

baik

mak.I,6mak. 2,5

baik

\,5-\,8

~

~baik

~~

baik

.g/cm-'

lruu~~m

maks. 2min. 250t. retak

%~?

t. retak

??

t. retak

I

Ketilnisasi radiasi kompon karet alam

256

Risalah Pertemuan //miah Pene/itian dan Pengembangan Tekn%gi /sotop dan Radiasi. 2000

DAFTARPUSTAKA

AGUS TJHAJANA, "Peluang Untuk lndustri BarangJadi Karet Suku Cadang Otomotif', disajikanpacta Pelatihan Pengawasan dan PengendalianMutu Barang Jadi Karet" Suku CadangOtomotif Non Ban", Jakarta (1996).

2. ABEDNEGO,"Bahan Pembuat Kompon daD BahanPenguat", disajikan pada Pelatihan PengawasandaD Pengendalian Mutu Barang Jadi Karet"SukuCadang OtomotifNon Ban", Jakarta (1996).

3. EIRICH F. R., Science and Technology of Rubber,Academic Press, New York, (1978) 292-335.

ini disebabkan dari struktur jaringan tiga dimensi yangterbentuk mengurangi mobilitas dan memperpendekjarak raI1tai molekul kompon k.1ret alam. sellinggamempengaruhi pacta bentuk pataltailllya.

Dari data basil penelitian yang diperoleh, terlihatbahwa nilai maksimum sifat fisika dan mekanik komponkaret alam iradiasi terletak pacta komposisi komponkaret alam dengan kadar CaCO3 0 psk yang diiradiasipacta 300 kGy, dan kompon karet alam yangmengandung 100 psk CaCO3 yang diiradiasi 500 kGy.PerbandingaI1 mutu kompon karet alaIn iradiasi pad.1komposisi tersebut dengaI1 staIld.1r mutu sol sepatumenurut SII.0944-84 dan karpet karet menurut SNI 12-1000-1989 ditunjukkan pacta Tabel 3.

Dari tabel tersebut terlihat ballwa kedua kompontersebut kemungkinan dapat dipakai lmtuk membuatbarang jadi sol sepatu dan karpet karet. Namun demikianuntuk mengetalrui lebih pasti apakall dapat dipakai untukmembuat karpet karet. perlu ada penelitian lebih lanjutpacta pengujiaIl sifat fisika yang belmn teruji sepertipampat tetap dan ketallanan pampat.

4. MARKOVIC Y., "General Introduction to RadiationProcessing", disajikan pacta kursusUNDP/lAEA/RCA Regional Training Courseon Radiation Crosslinking Technology,ChangChun (1990).

5. SUDRADJAT I., mAN I., ISNI M., danKADARIJAH, "Pengaruh Radiasi Sinal GamaTerlmdap Sifat Fisika Campuran Polietilen-Karet Alam", Risalall Pertemuan IlmiahAplikasi Isotop dan Radiasi, Jakarta (1994) 277.

KESIMPULAN

Dan data hasil penelitian dapat disimpulkanbahwa dengan bertambalmya dosis iradiasi, sifatketahanan terhadap pengusangan, tegangan putus,perpanjangan putus, ketahanan terhadap pelanlt x-ylene,ketahanan sobek dan kekerasan kompon karet alambertamball. Delnikian pula dengan bertambalmya CaCO3,kekerasan dan berat jenis kompon karet alam bertambah.Mengacu pada SNI no 12-1000-1989 dan SII. 0944-84,Imsil penelitian ini kemwlgkinan dapat dipakai untukmembuat barangjadi sol sepatu d.1n karpet karet.

6. SUDRADJAT I., YOSHII F., MAKUUCHI K.,"Radiation Cros~linking of Natural Rubber-Lowdensity Polyethylene Blends with PolyfunctionalMonomers", Proceedings of The InternationalWorkshop on Green Polymers, IndonesianPolymer Associations, Institute for Research andDevelopment of Cellulose Industry, Bandung-Bogor (1996) 145-146.

SARAN 7. SUN 1.2., "Properties of Crosslinked Polymer",disajikan pacta kursus UNDP/IAENRCARegional Crosslinking Technology, Changcun(1990).

Untuk mengetahui lebih banyak pengarull iradiasiterlmdap kompon karet alaIn d.w lebih berdaya guna,mak.1 perlu acta penelitian lanjutan yang lebih luas baikterlmdap penambahan aditip, ballaD pengisi lain, jeniskarel, dan proses pengerjaatmya.

8. ZHANG W. X., LIU Y. T., and SUN J.Z., "Therelation ship Between Sol Fraction andRadiation Dose in Radiation Crosslingking ofLow density Polyethylene(LDPE)/EthyleneVinylcetate Copolymer (EVA) blend",Radiation Physic and Chemistry 35, 1-3 (1990)163-166.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih disampaikan kepada BapakRadi Harsono, Bapak Bonang dan rekan-rekan lain yangtelah membantu dalan1 pelaksanaan penelitian ini lringgadapat dilaksanakan dengan baik. Demikian pula kepadaKPTP P3TIR, BAT AN yang telah memeriksa makalallini.

257

Risalah Pel1f'171uan Ilmiah Pene/itian dan Pengembangan Teknologi Isotop dan Radias~ 2O(XJ

DISKUSI

DARMAWAN DARWISHER WIN ARNI

Pacta presentasi anda di jelaskan bahwapenamballan Caco3 menyebabkan penurnnan teganganputus. Apakah ini berarti bahwa Caco3 mendegradasimolekul karet ? Mohon di jelaskan.

Dosis yang digunakan dalmD penelitian Bapak150, 300 dan 500 kGy, berapa dose rate karena dosistersebut tinggi jadi memerlukan berjam-jam bahkanbulan. Mengapa memilih ballaD pengisi CaCO3 yangdapat menllntnkan tegangan put us, perpanjang putus daDketahanan sobek? SUDRADJA T ISKANDAR

Penunl11an tegangan putus kompon karet denganpenmnbahan CaCO3 disebabkan tidak ad.wya ikatm\kimia antara CaCO3 dengan kompon karet dan teganganputus karet di tentukan pada jurnlah molekul karet yangberdekatan atau yang disebut dengan istilal\ vander wallforces. Dengan adanya CaCO3 dalam karbon karetmenyebabkan turunnya jumlah vander wall barce.

SUDRADJAT ISKANDAR

I. Dose mte yang dipakai dalrun penelitian ini adalall 10

kGy/jam.2. CaC03 di pilih d.1lam penelitian ini karel18 harganya

murall sekali di hampkan dapat menunmkan ongkos

produksi.

IDRUS KADIRWIWIEK SOFIARTI

Dalam penelitian ill anda menyebutkan bahwadengan mengacu pada SNI, basil penelitian illkemungkinan dapat w pakai untuk membuat barang jawsol sepatu dan karpet karet. Apakah sifat fisik mekanikbasil penelitian ini sudah memenuhi standar tersebut,mohon dijelaskan lebih lanjut. ?

Disebutkan dalam kesimpulan bahwa penyajiansifat-sifat fisik memenuhi standar SII. Bagail11cwa denganStandard Nasional Indonesia (SNI) kaitannya denganpenelitian yang dilakukan ?

SUDRADJAT ISKANDAR

SUDRADJA T ISKANDARDalaln penelitiall ini juga dicoba dengan distandarkan pada SNI tidak hanya SII. SNI no. 12-1000-1989 untuk karpel, SNI no. 0944-84 unrnk sol sepatu. Hasil penelitian ini untuk yang acta CaCO3nya

belum selurulmya di teliti sesuai dengan SII maupunSNI, tetapi dari data yang di peroleh sudal\ memenuhi SIIatau SNI.

SOEDIJATMO

Apakah selama ini belum ada pemanfaatan radiasiberkas elektron untuk pelungkatan kualitas ban,khususnya di indonesia?

HARSOJO

Apa yang menyebabkan pada karpet karet terlihatseperti karetnya mati (kaku) ?SUDRADJAT ISKANDAR

I. Di negara maju seperti Alnerika, Jepang, Cluna dansebagainya SUdall ada yang memanfaatkan radiasiberkas elektron untllk pelungkatan kualitas ban.

2. Sepengetalluan 5<1ya selama ini di indonesia belumada, tetapi sedang dalam proses perizinan dariBapeten yaitu perusahacm ban Gajah TUllggal.

SUDRADJA T ISKANDAR

Kekakuan barang jadi karet erat hubungannyadengan struktur molekul karet yang ada, yangmenyebabkan karpet karet terliht1t kakU biasanya bahanpcngisi d.:1n proses vulkanisasi,

258