Daftar isi Pembuatan Faktis Gelap Berbahan (YoharmusSyamsu)
Baku Campuran
Minyak Jagung dan Minyak Sawit Kasar
PEMBUATAN FAKTIS GELAP BERBAHAN BAKU CAMPURAN MINYAK JAGUNG DAN MINYAK SAWIT KASAR Yoharmus Syamsul, lIIah Sailah2 dan GoidatiAgritha2 Balai Penelitian Teknologi Karet Jl. Salak No.1, Bogar lDepartemen Teknologi Industri Pertanian - Fateta IPB Kampus Darmaga IP B, Bogor J
ABSTRAK PEMBUATAN FAKTIS GELAPBERBAHAN
BAKU CAMPURAN MINYAKJAGUNG
DAN MINYAK
SAW IT KASAR. Minyak jagung berpotensi digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan faktis gelap;C:ampuran minyakjagung dengan minyak sawit kasar layak secara ekonomi. Dalam penelitian ini, faktis gelap disintesis dari minyakjagung dicampur dengan minyak sawit (1 : I dan 2 : 1). Karakterisasi dengan sulfur (20 %, 25 %dan.) 0-%) dan oksidasi pada 150°C selama 3 jam. Faktis gelap dengan mutu baik disintesis pada komposisi 1:1 dengan tambahan sulfur 20 %. Berdasarkan kandungan ekstrak aseton dan bebas sulfur, diperoleh faktis dengan kualitas tingkat 2.
Kata kunci: Faktis gelap, minyakjagung,
minyak sawit, vulkanisasi sulfur
ABSTRACT MANUFACTURE OF DARKFACI'ICE
FROM CORN OIL AND CRUDE PALM OIL MIXTURE. Com
oil has a potential to be used as~aw material i~ dark factice manufacture. Because of economic consideration, com oil has to be mixed with palm~ In thiuesearch, dark factice was'Syirthesizedrrom com oil and palm oi~re (1 : 1 and 2 : 1), vulcanization with sulphur (20,25, and 30%), and 'oxidation at 150°C within 3 hours. The best dark factice synthesized from mixture composition of 1 : 1 with 20% sulphur addition. Based on aceton extract and free sulphur content, this dark factice considered into 2nd grade quality.
Key Words: Dark factice, com oil, palm oil, vulcanization wiyh sulphur
PENDAHULUAN Faktis merupakan salah satu bahan bantu olah karet berupa material padat agak elastis. Secara umum faktis dibagi menjadi dua golongan yaitu faktis putih dan faktis gelap. Faktis gelap dibuat dengan memvulkanisasi sejumlah minyak tidakjenuh dengan menggunakan vulkanisator sulfur pada suhu tinggi [1]. Faktis gelap umumnya digunakan dalam pengolahan produk karet berwarna, baik karet alarn maupun karet sintetis. Konsumsi faktis· dalam produk karet cukup besar yaitu 2 bsk-S bsk (bagian per seratus karet) sebagai bahan bantu olah dan S bsk sampai dengan 400 bsk sebagai ekstender. Dengan dosis rata-rata bahan bantu olah sekitar 4 bsk, maka konsumsi faktis gelap diperkirakan sekitar 10ribu ton per tahun. Berdasarkan kondisi
ini dapat diketahui bahwa kebutuhan faktis gelap akan meningkat seiring dengan pertumbuhan industri karet. Industri pembuatan faktis gelap dengan demikian dinilai prospektif untuk dikembangkan di Indonesia. Minyak jagung merupakan salah satu minyak nabati yang potensial untuk digunakan sebagai bahan baku faktis. Namun, karena harga minyakjagung yang relatifmahal danketersediaan yang kurang memadai, pembuatan faktis dari minyak jagung di Indonesia menjadi tidak ekonomis. Salah satu cara memperoleh bahan baku faktis yang berkualitas, tingkat ketersediaan yang terjamin, serta harga yang terjangkau adalah dengan mencampurkan minyak jagung dengan minyak sawit kasar. 127
Prosiding Simposium
Nasional Polimer V
Terdapat dua hal penting yang perlu diperhatikan dalam pembuatan faktis, yaitu bilangan iod minyak dan konsentrasi sulfur yang ditambahan. Bilangan iod minyak dalam hal ini berkaitan dengan komposisi campuran minyak jagung dan minyak sawit kasar. Oleh karena itu perlu diteliti ten tang komposisi minyakjagung dan minyak sawit dan konsentrasi sulfur yang tepat untuk menghasilkan faktis yang bermutu baik. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan formula faktis gelap terbaik berdasarkan faktor perlakuan komposisi minyakjagung dan minyak sawit kasar serta konsentrasi sulfur yang ditambahkan. METODE PENELITIAN
ISSN 14/0-8720
minyak berada dalam interval yang berpotensi untuk menghasilkan faktis bermutu baik [3]. Uji coba pembuatan faktis menlll1iukkanbahwa suhu 150°C merupakan suhu minimal terbentuknya faktis. Suhu yang lebih tinggi tidak efisien untuk digunakan karena hanya akan membuat wama faktis semakin gelap. Reaksi vulkanisasi dalam pembuatan faktis ini berlangsung selama 3jam. Penelitian Utama
(---
parameter Kadarutama ekstraR dala~~nggblongan aseton )merupakan mutu faktis. Parameter ini menunjukkan tingkat kesempurnaan vulkanisasi digolongkan faktis ke dalam tiga tingkat mutu berdasarkan kadar ekstrak asetonnya, seperti disajikan pada Tabell [4].
Bahan utama yang digunakan adalah Tabell. Tingkat mutu faktis gelap minyak jagung dan minyak sawit kasar. <20% Kadar 20>35% - Ekstrak 35 % Aseton Tingkat Mutu Kedua jenis minyak ini terlebih dahulu dianalisis Mutu MutuIIIII sifat kimianya meliputi bilangan iod danMutu I bilangan asamnya. Kemudian dilakukan pencampuran dengan perbandingan 1 : 1 dan 2 : 1 (minyakjagung : minyak sawit kasar) dan Sumber (Source) : Harrison (1952) kembali dianalisis sifat-kimianya. Faktis gelap dibuatdenganm~sasi campuranminyak (1 : 1dan2: l)dengan sulfur (20, 25, 30 bsm (% bib) pada suhu 150°C selama 3 jam [2]. Faktis gelap ditentukan mutunya melalui uji sifat kimia faktis meliputi kadar ekstrak aseton, kadar sulfur bebas, kadar abu, dan pH. Faktis gelap dengan mutu terbaik diaplikasikan dalam pembuatan barang jadi karet (vulkanisat). Selanjutnya dilakukan uji sifat fisik vulkanisat untuk mengetahui pengaruh penambahan faktis pada vulkanisat.Uji fisikpada vulkanisat meliputi uji kekuatan tarik, uji kekuatan sobek, tegangan tarik, perpanjangan putus, daya pantul, dan kekerasan. HASIL DAN PEMBAHASAN Penelitian Pendahuluan Berdasarkan hasil uji sifat kimia, campuran minyakjagung dan minyaksawit kasar dengan komposisi 1 : 1dan 2 : 1memenuhi syarat sebagai bahan baku faktis. Bahkan bilangan iod campuran 128
Konsentrasi sulfur yang ditambahkan berbanding lurns dengan kadar ekstrak aseton faktis. Hal ini berkaitan dengan sifat sulfur yang lamt dalam aseton. Selain sulfur, materi lain yang terekstrak oleh aseton adalah asam lemakjenuh dan asam lemaktakjenuh yang tidak tervulkanisasi secara sempurna. Kemungkinan padaasam lemak ini hanya terbentuk ikatan monosulfida yang bersifat labil. Kadar ekstrak aseton faktis berbahan baku campuran minyakjagung dan minyak sawit kasar berkisar antara 29,79 % sampai40,81 %. Kadar ekstrak aseton terrendah dihasilkan dari faktis dengan penambahan 20 bsm sulfur.Kadar ekstrak aseton pada komposisi campuran minyak 2 : 1 lebih rendah dibandingkan komposisi 1 : 1 pada setiap konsentrasi sulfur. Namun, keduanya tergolong faktis mutu II. Kadar aseton pada komposisi campuran minyak 1 : 1 dan 2 :. 1 masing-masingadalah 29,79% dan 27,30%. Hasil uji kadar ekstrak aseton secara lengkap disajikan dalam Gambar 1.
Pembuatan Faktis Getap Berbahan (YoharmusSyamsu) 45.00
Baku Campuran
i ~ ~!!
! i~
.c ~ 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 25
30
Kans.ntrasl Sulfur (barn) (Sulphur Concentratlon(%I) leM
Jagung: MSawI (1: 1) • M Jagung: MSawI (2: 1)
dan Minyak Sawit Kasar ..
mudah diekstraksi dari dalam faktis (Baron, 1948). Kadar sulfur terendah diperoleh dari faktis dengan penambahan 20 bsm sulfur. Kadar sulfur pada komposisi campuran minyak 1 : 1 dan 2 : 1 masing-masing 1,59% dan 1,01%. Keduanya tergolong faktis bermutu baik.
.
_ 40.00
20
Minyak Jagung
I
6.00
Gambar 1. Kadar ekstrak aseton faktis gelap
Kadar sulfur bebas juga menentukan mutu faktis gelap. Faktis yang baik diharapkan mengandung kadar sulfur bebas serendah mungkin, maksimal 2% [4]. Sulfur be bas merupakan kelebihan sulfur yang tidak mengadisi ikatan rangkap dalam asam lemak jenuh. Dengan demikian kadar sulfur bebas dapat menunjukkan jumlah konsentrasi sulfur terdekat yang hams ditambahkan dalam campuran minyak. Selain tidak efisien, penambahan sulfur yang berlebihan dikuatirkan dapat menganggu sistem vulkanisasi pada kompon karet. Berikut adalah kadar sulfur bebas dari faktis gelap yang dihasilkan (Gambar2). 10.00 • ~
8.00
J! ~
.!].
8.00
"'!
4.00
~~
~!
_
4.00
~8
3.00
at ~
2.00
!! 1.00 0.00
20
25
30
Konsentrasi Sulfur {bsml (Sulphur Concentration (%)) 10 MJogung : MSawt (1 : 1) • MJogung : MSawl (2 : 1) I
Gambar 3. Kadar abu faktis gelap
Kadar abu menunjukkan banyak bahan yang tidak terabukan dalam faktis. Bahan ini umumnya adalah mineral. Pada Gambar 3 dapat diketahui bahwa kadar abu faktis gelap berbahan baku campuran minyakjagung dan minyak sawit kasar relatif sama pada setiap perlakuan, yaitu berkisar 5%. Nilai yang seragam ini disebabkan oleh penambahan Na2C03 sebanyak 5 bsm. Bahan ini mengan~ung bahan tak terabukan yang sangat tinggi, mencapai 97%.
ill&;
%
2.00 0.00
5.00
• ~c
0-
12.0 0.0
7.0 10.0 11.0 80
20
25
30
Kanse"tr •• 1Sutfur (barn) (Sulphur Concentration (%J) Ie MJogung: MSawI (1: 1) • MJagung: MSawI (2: 1) I
Gambar 2. Kadar sulfur bebas faktis gelap
20
25
30
Kana.nlr •• ' Sulfur (barnJ (~'phur Concentration (%U
Dari Gambar 2 dapat diketahui bahwa kadar sufur bebas berbanding lurus dengan konsentrasi sulfur. Kadar sulfur bebas yang semakin tinggi disebabkan peningkatan konsentrasi sulfur. Terdapat korelasi positif antara kadar ekstrak aseton dengan k.adar sulfur bebas dalam faktis. Pada Gambar 1 dan Gambar 2 terlihat bahwa kedua parameter ini memberikan pola yang sama. Faktis yang mengandung sulfur bebas tinggi akan memiliki kadar ekstrak aseton yang tinggi pula. Semakin tinggikonsentrasi sulfur yang digunakan, makajumlah sulfur bebas yang beradadalam faktis akan meningkat. Sulfur bebas ini dapat dengan
~ung:
"Saw.,':
1) .MJagung;
M.sawl(2:
111
Gambar 4. pH faktis gelap
Faktis gelap berbahan baku campuran minyak jagung dan minyak sawit kasar bersifat basa. Pada setiap perlakuan, pH faktis berkisar 9-10 (Gambar 4). Tingginya pH inijuga berkaitan dengan penambahan N~C03 kedalam minyak. Bahan ini tergolong garam yang bersifat basa. Fungsi Na2C03 dalam minyak adalah menetralkan asam lemak bebas yang dapat menghambat proses terbentuknya faktis, melalui pengikatan gugus hidroksil pada asam lemak bebas oleh atom Na. Namun di lain 129
Prosiding Simposium Nasional PoUmer V
pihak, jumlah Na2CO) yang berlebihan akan meningkatkan pH faktis. (menit) (N/mm2) (N/mm2) (N/mm2) (N/mm2) Berdasarkan hasil uji kadar ekstrak aseton, Karakter Vulkanisasi B.7.A. Sifat Fisik 6. 2. 4. 2. 5. 3. faktis dengan konsentrasi sulfur 20 bsm pada komposisi carnpuran minyak 1 : 1 maupun 2 : 1 tergolong dalarn faktis mutu II. Nilai kadar sulfur bebas pada kedua formula ini juga tergolong baik, yaitu kurang dari 2%. Dengan pertimbangan ini, maka faktis dengan formula komposisi 1 : 1dan 20 bsm sulfur serta komposisi 2 : 1 dan 20 bsm sulfur akan diaplikasikan kedalam kompon karet untuk mengetahui pengaruhnya terhadap vulkanisat karet. Aplikasi dilakukan dengan menggunakan dua formula kompon, yaitu ACS-l (ianpa bahan pengisi) danASTM-2A(dengan bahanpengisi carbon black). Karakter vulkanisasi memperlihatkan perbedaan yang nyata pada kompon ACS-l. Dengan menggunakan kontrol (kompon tanpa faktis) sebagai pembanding, penarnbahan faktis pada kompon ACS-l akan mengurangi waktu pravulkanisasi dan waktu vulkanisasi optimum. Waktu pravulkanisasi dan vulkanisasi optimum yang terpendek dimiliki oleh kompon dengan penambahan faktis komposisi 1 : I; 20 bsm sulfur. Kondisi sebaliknya terjadi pada kompon ASTM-2A. Penarnbahan faktis pada kompon ini secara statistik tidak memberikan pengaruh terhadap karakter vulkanisasi. Keterangan (Note): Tabel2. Sifat fisik vulkanisat dari kompon ACS-I Pravulkanisasi Kekuatan tarik Kekuatan Modulus 300 100 sobek % Perpanjangan putus 11.63 1.19 24.4 Kontrol + 26.55 1.95 0.8 1.85 I IIA) 77.5 36.5 79.75 79.25' 780 21.55 12.88 1.57 15 Parameter +Faktis Faktis 0.8 27.75 35.5 34 810 (menit) Daya Kekerasan pantul (Shore (%) No.Vulkanisasi 21.6 2 23.3 0.6 1.4 840
2.6. 4. 2. 3. 5.
I.
ISSN 1410-8720
Tabel3. Sifat fisik vulkanisat dari kompon ASTM-2A Kekuatan Pravulkanisasi tarik Kekuatan Modulus 300 100 sobek % Perpanjangan 2.32 27.0 11.32 63.25 60.5 585 8.8 605 62.5 6Faktis 0 (Shore 61 + +Faktis Iputus II 63 2.15 2.25 76.9 2.38 10.63 26.55 13.25 8.8 Parameter Kontrol 72.75 A) Vulkanisasi (men it) Daya pantul (%) No. Kekerasan 78.6 560 26.6 2.10 9.9 2.5 I.
Faktis I = 1 : 1; 20 bsm sulfur (20% of sulphur) Faktis II = 2 : 1; 20 bsm sulfur (20% of sulphur) Hasil uji sifat fisik vulkanisat menunjukkan bahwa kedua formula faktis (1 : 1;20 bsm sulfur dan 2 : 1;20 bsm sulfur)memperlihatkan pengaruh yang harnpir sarna terhadap sifat fisik vulkanisat. Penambahan faktis ini dapat memperbaiki sifat fisik vulkanisat pada parameter tertentu. Hasil pengujian sifat fisik vulkanisat dari kompon ACS-1 dan ASTM-2A dapat dilihat pada Tabe12 dan Tabel 3. KESIMPULAN Campuran minyakjagung dan minyak sawit kasar dapat menghasilkan faktis dengan mutu yang baik. Berdasarkan parameter kadar ekstrak aseton dankadar sulfur bebas, mutu terbaik (mutu II) dipero1eh dari faktis campuran minyak komposisi 1 : 1 dan 2 : 1 dengan penarnbahan 20 bsm sulfur. Spesifikasi teknis kedua faktis ini masing-masing adalah kadar ekstrak aseton 29,79% dan 27,30% , kadar sulfur bebas 1,59% dan 1,01%, kadar abu 5,31% dan 5,18%, dan pH sebesar 9,8. Penambahan kedua formula faktis menunjukkan pengaruh yang sarna terhadap sifat fisik vulkanisat. Pada kompon ACS-1, penambahan faktis akan meriingkatkan kekuatan tarik, kekuatan sobek, modulus 300%, dan daya pantul. Sedangkan pada kompon ASTM-2A
.
130
Pembuatan Faktis Getap Berballan Baku Campuran (yollarmusSyamsu)
Minyak Jagung
dan Minyak Sawit Kasar
penambahan faktis akan mengurangi kekuatan sobek dan modulus 300% dan meningkatkan perpanjangan putus. Berdasarkan hasil sifat kimia, sifat fisik vulkanisat, serta pertimbangan ekonomis, maka formula terbaik faktis gelap berbahan baku campuran minyakjagung dan minyak sawit kasar adalah komposisi campuran minyak 1 : 1 dan 20 bsm sulfur. DAFfAR PUSTAKA [1]. CRAIG, A. S., Concise Encyclopaedic Dictionary of Rubber Technology, Elserier Publishing Company, Amsterdam, The Netherland, (1969) [2]. ALFA, A. A. dan S. HONGGOKUSUMO, Pembuatan Faktis dari Minyak Rifi Karet. Balai Penelitian Teknologi Karet, Bogor, (1997) [3]. FERNANDO, R. N, Manufacture of Dark Factice from Rubber Seed Oil, Journal of The Rubber Research Institute of Ceylon, 47 (1971) 59-64. [4]. HARRISON, J. 8., Factice : Its Use and Function in Rubber Technology.TheJournal of The Institution of The Rubber Industry, 28 (3)(1952) 117-138
131
