PENGARUH BAHAN PEWARNA KARETPADA MEKANIK FILM KARET LATEKS ALAM IRADI~SI
SIFAT
FISIK
DAN
Marga Utama*
ABSTRAK PENGARUlI BAliAN PEWARNA KAREl' PADA SIFAT FISIK DAN MEKANIK FILM KAREl' LATEKS ALAM IRADIASI. Empatjenis bahan pcwama karet yaitu : 1082-D Toluidine Red Light, 2261-D Yellow Oxide, 5490 D Phathalo Blue, dan 3336-D Phtalo Green dengan bahan pewarna putih (TiO) pada kadar 0,03 : 0,06 : 0,09 : 0,12 : 0,18 : dan 0,36 psk (pcr seratus bagian berat karet) telah ditambahkan ke dalam lateks karel alam iradiasi. Pengaruh penyimpanan latcks berbahan pewarna karet dan dan film karetnya selama 6 dan 12 bulan terhadap sifat fisik dan mekanik film karet, yaitu modulus, tegangan putus, perpanjangan putus, dan perpanjangan tetap telah dievaluasi. Ternyata dengan penambahan bahan pewarna karet sekitar 0,18 psk ke dalam lateks alam iradiasi dapat menaikan tegangan putus dari 20 MPa menjadi 23 MPa, sedang sifat mekanik lainnya relatip sarna. Sebaiknya penambahan bahan pewarna dilakukan pada saat akan membuat film karet, supaya film karet yang dihasilkan tidak turun kualitasnya.
ABSTRACT TilE EFFECT OF RUBIJER COLOURING AGENT ON TilE PIIYSICAL AND MECIIANICAL I'ROI>ERTIES OF IRRAI>IATEU NATURAL RUBBER LATEX. Four kinds os rub her eolouring agcnt such as 1082-D Toluidinc Red Light, 2261-Yellow Oxide, 5490 D Phtalo Bluc, and 3336-D Phthalo Grecn with titan dioxide as a whitc pigment with concentration of 0.03 : 0.06 : 0.09 : 0.12 : 0.18 and 0.36 phr (part hundred ratio of rubber) into irradiated natural rubber latex has been donc. Thc effect of storagc time of coloured latex and it's film for 6 and 12 month on the physical and mechanical propcrties of irradiatcd natural rubber film sueh as modulus, tcnsile strcngth, elongation at bn:'1k and pcrmancnt set has been evaluatcd. It was idicated that by adding around 0.18 phr of colouring agent into the irradiated natural rubber latcx can improve the tensile strength from 20 MPa to 23 MPa, whilc thc other mcchanical properties was not so much differ. For making a good irradiated natural ruhher film, it is bcttcr by adding of rubber colouring agent just before making a rubber film.
PENDAHULUAN Film karet lateks alam at all lateks alam iradiasi yang tidak diheri hahan karet hiasanya mempllnyai warna dasar coklat-kllning-kelahll. Warna ini tidak dikehendaki, karena kllrang menarik (1-2) .. Pada indllstri karet umllmnya digllnakan pewarna organik yang tidak larut dalam air. Pewarna mineral kurang mel11llaskan, kare'na di samping sukar digiling juga pengaruh warna lemah dan I11lldah mengendap dalam campuran lateks karena herat jenisnya lehih hesar daripada lateks (3-4). pewarna hiasanya
*
Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, BATAN
219
Beberap& persyaratan bahan pewarna yang dapat digunakan dalam teknologi latekg ialah di gamping tidak larut dalam air, tidak beracun, juga tidak mengandung bahan yang berbahaya bagi lateks misalnya logam-Iogam Mg, Ca, dan Cu dapat menggumpalkan lateks alam. Di samping itu bahan pewarna lateks harus dapat mengulas dengan baik, sehingga warna yang dihasilkan indah dan memenuhi selera konsumen (5). Berdasarkan hal tersebut, maka dalam tulisan ini dibahas secara terinci hasil penelitian tentang pengaruh penambahan bahan pewarna karet ke dalam lateks alam iradiasi terhadap sifat fisik dan mekanik film karet yang dihasilkan. Pengruh penyimpanan lateks yang mengandung bahan pewarna karet, dan penyimpanan film karet yang mengandung bahan pewarna karet terhadap sifat-sifat fisik dan mekanik film karet telah dievaluasi, dengan tujuan mengetahui secara pasti kualitas film karet yang dihasilkan.
BAHAN DAN METODE Bahan. Lateks alam iradiasi yang diproduksi oleh Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, BATAN, pada bulan Oktober 1985 dengan bahan pemeka CCI4 4 psk, dosis iradiasi 45 kGy. Empat macam bahan pewarna karet berupa bubuk, yaitu: 1082-0 Toluidine bahan pewarna dasar putih dari TiO yang semuanya buatan Bayer. Bahan dispersol Darvant. Alat. Instron tester type 1122 digunakan untuk menguji sifat fisik dan mekanik film karet, cetakan balon meteo, dan sarung tang an eksamen dari porselin untuk membuat balon meteo dan sarung tangan eksamen. Di samping itu digunakan juga ball mill untuk membuat dispersi zat warna. Metode. Dua ratus gram lateks alam iradiasi dibubuhi bahan pewarna karet berupa dispersi dengan kadar 0,03 : 0,06 : 0,09 : 0,12 : 0,18 : dan 0,36 psk. Titan dioksida dicampurkan ke dalam pewarna karet tersebut dengan kadar 10 kalinya. Campuran tersebut diaduk sampai rata, kemudian dibiarkan semalam. Campuran lateks + bahan pewarna yang sudah didiamkan semalam dituangkan di atas kaca sampai tebalnya 0,2 mm dan dikeringkan di udara bebas. Kemudian film karet tersebut dikupas dan dicuci dengan air mendidih selama 30 menit, lalu dikeringkan pada suhu 70°C selama 3 jam. Film karet yang sudah kering ini diuji sifat fisik dan mekaniknya yang prosedurnya disesuaikan dengan standar ASTM (7). Dari hasil optimum yang diproleh percobaan diatas, dibuatlah balon meteD oleh pengrajin karet yang berlokasi di Bogor, dengan warna merah. Di samping itu secara laboratorium dibuat juga sarung tangan eksamen lateks alam iradiasi yang berbahan pewarna putih, yaitu titan dioksida pada kadar bervariasi. Film karet dari balon meteo, maupun sarung tanan eksamen diuji sifat fisik dan mekaniknya sesuai standar ASTM.
220
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Bahan Pewarna Karet. Pengaruh empat macam bahan pewarna karet yang menggunakan warna dasar putih (TiO ) dengan kadar sekitar 0,06 psk dalam bentuk dispersi ke dalam lateks alam iradiasi terhadap sifat fisik dan mekanik film karetnya disajikan di Tabel I. Pada tabel ini terlihat bahwa pewarna karet tidak mempengaruhi sifat film karetnya, karena baik modulus, tegangan putus, perpanjangan putus, dan perpanjangan tetap nilainya tidak berbeda nyata. Selanjutnya bila warna merah saja kadarnya divariasi dari 0,03 sampai 0,36 dengan TiO sebagai warna dasar, sifat fisik, dan mekanik film karetnya disajikan di Tabel 2. Tabel ini menunjukkan bahwa ada kecenderungan peningkatan tegangan putus film karet, setelah pemberian bahan pewarna karet mencapai 0,18 psk dengan nilai peningkatan dari 20 MPa menjadi 23 MPa. Gejala ini diduga bahwa dengan menggunakan bahan pewarna merah dapat meningkatkan daya adhesip antara partikel karet di dalam lateks alam iradiasi setelah dibuat film karet. Sementara itu sifat lainnya seperti modulus, perpanjangan putus, dan perpanjangan tetap tidak berbeda. Hal ini mencirikan bahwa bahan pewarna karet tersebut tidak mengadakan interaksi antara molekul poliisopren di dalam partikellateks karet alam tersebut. Pengaruh Penyimpanan. Pengaruh penyimpanan lateks alam iradiasi baik yang mengandung pewarna karet maupun yang tidak, terhadap sifat fisik dan mekanik film karetnya tertera pada Tabel 3. Ternyata dengan penyimpanan lateks alam iradiasi selama 6 bulan baik tanpa maupun mengandung pewarna merah, sifat fisik dan mekanik film karetnya tidak jauh berbeda dengan yang disimpan 0 bulan, walaupun kadar bahan pewarna dinaikan sampai 0,36 psk. Tetapi bila kedua film karet tersebut disimpan selama 12 bulan, maka ada kecenderungan bahwa lateks yang sudah disimpan 2 sid 6 bulan baik tegangan putus, maupun perpanjangan putus turun lebih tajam daripada yang 0 bulan, sedang kenaikan modulus dan turunnya perpanjangan tetap relatip sarna (Tabel 4). Naiknya modulus dan turunnya perpanjangan tetap ini disebabkan karena adanya penambahn reaksi pengikatan silang antara poliisopren karet alam selama penyimpanan lateks atau film karet. Selanjutnya untuk meyakinkan hal tersebut, dibuatlah balon meteo dari lateks alam iradiasi yang dibubuhi bahan pewarna merah (1082-D-Toluidine Red Light) sebanyak 0,18 psk dengan dua cara, yaitu : pertama campuran lateks dan bahan pewarna merah disimpan 0 bulan, yang kedua ialah campuran lateks dan bahan pewarna merah disimpan 4 bulan. Kemudian film karet lateks alam iradiasi yang mengandung bahan pewarna dari kedua cara tersebut diuji sifat tisik dan mekaniknya (Tabel 5). Ternyata film karet dari balon meteo dengan cara kedua setelah disimpan 12 bulan tegangan putus film karetnya lebih rendah dari cara pertama, walaupun modulus dan perpanjangan putus relaitp sama. Oleh sebab itu, lebih baik menyimpan lateks alam tanpa bahan pewarna karet berupa dispersi daripada yang mengandung bahan pewarna. Daya Tahan Film Karet Terhadap Pemanasan. Sifat fisik dan mekanik film karet sarung tangan eksamen dari lateks alam iradiasi yang mengandung dispersi 221
TiO 0,5 sampai dengan 5 psk sebelum dan setelah dipanaskan 100°C selama 22 jam atau 70°C selama 166 jam tertera pada Tabel 6. Ternyata dengan membubuhkan dispersi TiO ke dalam lateks alam iradaisi sampai kadar 5 psk, tidak berpengaruh nyata pada sifat fisik dan mekanik film karet yang dihasilkan. KESIMPULAN Sifat fisik dan mekanik film karet lateks alam iradiasi yang mengandung bahan pewarna karet, yaitu warn a merah (1082-D Toluidine Red), warna kuning (2261- Yellow Oxide), warna biru (5490 D Phthalo Blue), dan warna hijau (3336-D Phathalo Green) dengan warna dasar putih (TiO ) tidak berbeda n).rata dengan yang tanpa bahan pewarna, tetapi bila campuran lateks dan bahan pewarna tersebut disimpan 6 bulan, maka tegangan putus dan perpanjangan putus film karet yang dihasilkan setelah disimpan 12 bulan turun lebih tajam daripada campuran lateks dan bahan pewarna yang disimpan 0 bulan. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan ban yak terima kasih kepada Saudari Dian Iramani dan Siti Umi Sholikhati yang telah membantu dalam menguji sifat fisik dan mekanik film karet. Di samping itu, kepada Bapak Robby, pengrajin karet di Bogor tidak lupa penulis ucapkan banyak terima kasih atas bantuannya membuat balon meteo.
DAFfAR PUSTAKA 1. KUSNATA, Pembuatan Perkebunan, barang-barang karet dari tidak lateks, Laporan 9/67, Balai Penelitian Bogor (1967), dipublikasi.
intern No.
2. UTAMA, M., Studi pemakaian lateks alam iradiasi untuk pembuatan
barang-
barang karetNas. di tujuh pengrajin karet, Risalah Seminar Nasional (Ris. Sem. Jakarta 1986), PAIR-BATAN, Jakarta (1986) 76. Proses Radiasi 3. ANNONIME, Penuntun Praktis Pembuatan Barang Barang Karet Dari Karet Alam,BPP Bogor dan Rubber Stichting, PT Kinta, Jakarta (1983). 4. ANNONIME, Penuntun Pembuatan Barang Karet Dari Karet Alam, BPP Bogor dan Rubber Stichting, PT Kinta, Jakarta (1985). 5. BOER, G.DE., (1952).
Pengetahuan
Praktis Tentang Karet, Ruygrock
6. CALVERT, K.O., Polymer Latices and Theri Applications, Publisher Ltd., London (1983).
&
Applied Science
7. ANNONIME, ASTM, Standar test methods for rubber properties Annual Book of ASTM, D 412-83 (1984). 222
Co, Jakarta
in tension,
Tabel
1. Sifat bahan
fisik
dioksida
Sifat
d
1082
N N
~
D
dan
pewarna 0,6
13 1 3 1000 1060 Toluidine 2261 D 12 12 1000 1030 blue Phtalo 5490 3336-D oxide Yell D ow 21,3 green 1,2 20,4 1,2 20,8 1,2 1,3 21,0
mekanik karet
film
sebanyak
karet 0,06
lateks psk
alam
dengan
iradiasi warna
psk
1000 121,3 20,0
Jenis
bahan
pewarna
yang dasar
mengandung putih,
yaitu
4 macam Titan
N N +>-
ang berbeda-beda red,psk 0,-0 Kadar
Toluidine dan titan red Kadar D 2. mengandung Titan 1000 1082 1060 MPa Sifat dan mekanik 0,1 Modulus 600%, 1,3 1,2 2fisik 0,0 0,4 putus,MPa 3,6 1,8 1,2 ,3 23,0 1,0 dioksida, 0,-0 0,6 putus,% 0,9 3,8 0;3 psk Tabel Perpanjangan Tegangan yang
-t
film karet
lateks
alam
iradia-
I
at
us
°
dasar MPa MPa % 1130 1100 1000 1030 1080 1000 1060 1050 1075 1050 1060 780 860 12 109 24 1 9 0 1 15 14 3. 11 13 10 14 2 13 9 dioksida Kadar 1125 1150 1080 1100 1130 1100 10 6sebagai Tabel Sifat iradia1082 warna Titan diokTolui0,03 fisik dan mekanik film lateks karet alam 1,20 21,0 20,0 1,6 1,7 20,4 3,6 1,8 1,2 1,7 1,3 1,8 1,6 1,8 22,0 1,5 21,7 23,8 22,4 23,3 22,2 20,7 22,1 21,2 3,60 1,60 1,80 23,5 22,9 22,4 21,4 22,2 22,1 19,0 20,0 0,03 0,00 0,90 0,00 0,60 0,30 sida, 0,03 19,0 19,6 17.,0 19,2 22,7 21,0 19,1 19,5 Dlama Toluidine redkompon dengan putih, Waktu pada simpan lateks,bulan. psk 1082 D psk Kadar
225
Tabel
5. Sifat fisik dan mekanik balon karet lateks alam iradisi yang mengandung bahan pewarna merah (1082-D Toluidine red) 0,18 psk dan pigment putih (titan dioksida) 1,8 psk, pada penyimpanan kompon lateks dan balon meteD berbeda-beda
0 kom1000 0 pan 1000 1100 1219,0 Lama sim1,5 1,0 21,0 15,0 20,0 0,9 Lama simpan ba10n meteo,bulan
an. t 44
pon lateks, Modulus
N
N -...I
pOO%,MPa.
"'
Tabel 6. Daya tahan sifat fisik dan mekanik sarung tangan ekeamen lateks alam iradiasi yang mengandung warna putih (titan dioksida) dengn kadar berbeda-beda, tarhadap pemanasan 100 C selama 22 jam, dan 70 C salama 166 jam
Sifat
Perlakuan pemanasan sarung tangan eksa-
Kadar titan dioksida, psk.
a
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
5,0
Suhu kamar 100oC/22 j. 70oC/7 hari
0,8 0,8 0,7
0,8 0,8 0,8
0,8 0,7 0,8
0,9 0,8 0,7
0,8 0,8 0,7
0,9 0,8 0,8
0,9 0,9
0,9 0,9
Tegangan putus, ,
Suhu kamar lOOoC/22 j. 70oC/7 hari
21 20 20
22 20 20
20 20 20
21 19 20
21 20 20
22 20 20
23
Perpanjangan putus,Mpa
Suhu kamar 100oC/22 j. 70oC/7 had
men
Modulus 600%
228
0,8 0,8 21
20
19
20
20
1000 1000 1000 1060 1000 1000 1000 1000 990 1000 1030 980 1060 980 1100 1100 990 1700 1100 990 1000 1000 1000 1000
