PENGARUH PENGEMBANGAN PARTIKEL KARET TERHADAP DEPOLIMERISASI LATEKS DENGAN REAKSI REDUKSI-OKSIDASI
Oleh
ELLY NURASIH WIDI PRISTIYANTI F34102025
2006 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PENGARUH PENGEMBANGAN PARTIKEL KARET TERHADAP DEPOLIMERISASI LATEKS DENGAN REAKSI REDUKSI-OKSIDASI
Oleh
ELLY NURASIH WIDI PRISTIYANTI F34102025
SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
2006 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PENGARUH PENGEMBANGAN PARTIKEL KARET TERHADAP DEPOLIMERISASI LATEKS DENGAN REAKSI REDUKSI-OKSIDASI
SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh ELLY NURASIH WIDI PRISTIYANTI F34102025 Dilahirkan pada tanggal 31 Oktober 1984 Di Rembang
Tanggal Kelululusan : 25 September 2006
Disetujui, Bogor,
Oktober 2006
Prof. Dr. Ir. Djumali Mangunwidjaja, DEA Dosen Pembimbing I
Ir. Ary Achyar Alfa, MSi Dosen Pembimbing II
Elly Nurasih Widi Pristiyanti. F34102025. Pengaruh Pengembangan Partikel Karet Terhadap Depolimerisasi Lateks Dengan Reaksi Reduksi-Oksidasi. Di bawah Bimbingan Djumali Mangunwidjaja dan Ary Achyar Alfa. 2006. RINGKASAN Karet alam merupakan salah satu komoditas pertanian yang menunjang perekonomian Indonesia. Salah satu ciri karet alam adalah bobot molekulnya yang tinggi hingga mencapai 1 sampai 2 juta. Bobot molekul yang tinggi merupakan kelebihan karet alam, akan tetapi jika bobot molekul semakin meningkat karena peristiwa pengerasan selama penyimpanan (storage hardening) maka akan menyulitkan pencampurannya dengan bahan kimia selama proses pengolahan barang jadi karet dan akan membatasi penggunaan karet alam untuk pembuatan produk yang membutuhkan daya rekat, seperti lem, cat, pernis, dan tinta cetak. Kelemahan karet alam dapat diatasi dengan modifikasi struktur karet alam. Salah satu cara untuk memperbaiki kelemahan sifat fisik karet alam adalah dengan melakukan modifikasi karet alam baik secara fisik maupun kimia untuk merubah struktur molekulnya adalah depolimerisasi. Depolimerisasi dapat menghasilkan karet dengan bobot molekul rendah, yaitu sekitar 104 sampai 105 yang biasa disebut sebagai karet cair (liquid natural rubber). Karet dengan bobot molekul rendah menpunyai daya rekat yang tinggi. Tujuan penelitian adalah untuk memutuskan rantai molekul karet alam, mengetahui pengaruh KKK lateks dan waktu pemeraman toluen terhadap karakteristik lateks depolimerisasi, serta memperoleh kombinasi kadar karet kering (KKK) lateks dan waktu pemeraman toluen terbaik untuk menurunkan bobot molekul karet alam. Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap, yaitu penelitian pendahuluan dan penelitian utama. Penelitian pendahuluan bertujuan untuk menentukan dosis surfaktan yang akan ditambahkan dalam lateks pekat. Penelitian utama yaitu menentukan pengaruh kadar karet kering (KKK) lateks dan waktu pemeraman toluen terhadap karakteristik produk depolimerisasi yang dihasilkan. Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap faktorial dengan 2 faktor, yaitu faktor kadar karet kering terdiri dari 4 taraf, yaitu 10, 25, 40 %, dan 58,65 % (KKK lateks pekat), serta faktor waktu pemeraman toluen terdiri dari 4 taraf, yaitu 0, 1, 2, 3 hari. Adapun pengujian utama terhadap lateks hasil depolimerisasi meliputi viskositas mooney, viskositas intrinsik dan bobot molekul, sedangkan parameter pendukungnya adalah kadar nitrogen dan viskositas brookfield. Dosis surfaktan emal yang ditambahkan akan ditambahkan kedalam lateks untuk penelitian utama adalah sebesar 1 bsk (bagian per seratus karet). Hasil pengujian viskositas mooney penelitian utama menunjukkan bahwa semua perlakuan, baik kadar karet kering (KKK) maupun waktu pemeraman toluen berpengaruh nyata terhadap viskositas mooney. Nilai viskositas mooney yang dihasilkan berkisar antara 9,90 sampai 45,85 (ML(1’+4’) 100 oC).Uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa perlakuan lateks pekat (KKK : 58,65 %) dengan pemeraman 0 hari tidak berbeda nyata dengan lateks pekat (KKK : 58,65 %)
dengan pemeraman 2 hari dan lateks pekat (KKK : 58,65 %) dengan pemeraman 3 hari. Hasil pengujian viskositas intrinsik dan bobot molekul penelitian utama menunjukkan bahwa faktor perlakuan kadar karet kering (KKK) berpengaruh nyata terhadap viskositas intrinsik dan bobot molekul, sedangkan faktor perlakuan waktu pemeraman toluen tidak berpengaruh nyata. Nilai viskositas intrinsik yang dihasilkan berkisar antara 175,05 sampai 421,05. Nilai bobot molekul yang dihasilkan berkisar antara 3,06E + 05 sampai 9,83E + 05. Uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa perlakuan lateks pekat (KKK : 58,65 %) menghasilkan karet dengan viskositas intrinsik dan bobot molekul terendah. Hasil pengujian kadar nitrogen penelitian utama menunjukkan bahwa variasi kadar karet kering (KKK) tidak berpengaruh nyata, sedangkan variasi waktu pemeraman toluen berpengaruh nyata terhadap kadar nitrogen. Nilai kadar nitrogen yang dihasilkan berkisar antara 0,09 – 0,20 %, dengan penurunan kadar nitrogen 14,89 – 63,83 %. Uji lanjut Duncan menunjukkan waktu pemeraman 3 hari menghasilkan kadar nitrogen yang paling rendah. Hasil pengujian viskositas brookfield penelitian utama menunjukkan bahwa semua perlakuan, baik kadar karet kering (KKK) maupun waktu pemeraman toluen berpengaruh nyata terhadap viskositas brookfield. Nilai viskositas brookfield yang dihasilkan berkisar antara 224,50 sampai 1,80 cP. Uji lanjut Duncan menunjukkan bahwa perlakuan lateks pekat (KKK : 58,65 %) dengan pemeraman 0 hari mempunyai nilai kekentalan yang paling tinggi. Berdasarkan pertimbangan hasil analisis keragaman dan uji lanjut Duncan terhadap analisis viskositas mooney, viskositas intrinsik, bobot molekul,dan kadar nitrogen, maka dapat disimpulkan bahwa perlakuan terbaik dalam penelitian utama adalah metode depolimerisasi dengan bahan baku berupa lateks pekat (KKK 60±2 %) dan waktu pemeraman selama 3 hari.
Elly Nurasih Widi Pristiyanti F34101025. The Study of Rubber’s Particle Swelling on Latex’s Depolymerization With Reduction-Oxidation Reaction. Supervised by Djumali Mangunwidjaja dan Ary Achyar Alfa. 2006.
SUMMARY Natural rubber is one of the agricultural commodities which support economics of Indonesia. Highly molecular weight is one of properties of natural rubber roundabout 1-2 millions. High molecular weight is a special quality of natural rubber. If natural rubber molecular weight increasingly because of storage hardening, that can cause is difficult to mix with chemical rubber during rubber goods processing and it will be limited to use rubber for producing product that need high adhesion strength, like glue, paints, varnished, and printed ink. Disadvantage of natural rubber can be conquered by modification of molecular stucture. One method to repair the disadvantage of natural rubber properties is by modificating physicly or chemically with changing molecular structure (depolymerisation). Depolymerisation can produce rubber with low molecular weight, roundabout 104 until 105 , that usually called as liquid natural rubber. Rubber with low molecular weight have high adhesive strenght. The objectives of this research are to cut molecular chain of natural rubber, to get liquid natural rubber with low molecular weight and constant, to get the best combination of dry rubber content (DRC) and toluene coo time to decrease natural rubbers molecular weight. This research was conducted in two phase, introductory research and primary research. The introductory research was aimed to find out surfactant’s dose which will be added to thick latex. The primary research was aimed to determine latex’s DRC and toluene’s coo time effects on characteristic of depolymerized natural rubber with H2O2 and NaOCl. The primary research statistic design was complete random design in two treatment, they are Dry Rubber Content of latex and toluene’s coo time. Dry Rubber Content of latex had four degree, they were 10, 25, 40 %, and 58.65 % (DRC of thick latex). Toluene’s coo time had four degree too, they were 0, 1, 2, and 3 days. Examination of the introductory research is mooney viscosity, intrinsic viscosity and molecular weight, brookfield viscosity, and nitrogen content. Emal’s dose that added to thick latex is 1 part perhundred rubber (phr). Mooney viscosity values of primary research showed that latex’s DRC and toluene coo time had significant influences. Range values of Mooney viscosity depolymerized rubber were 9.90 until 45.85 (ML(1’+4’) 100 oC). Intrinsic viscosity and molecular weight values of primary research showed that latex’s DRC had significant influences, while toluene’s coo time did not have significant influence. Range values of intrinsic viscosity depolymerized rubber were 175.05 until 421.05. Range values of molecular weight depolymerized rubber were 3.06E + 05 until 9.83E + 05. Nitrogent content values of primary research showed that latex’s DRC did not have significant influences, while toluene’s coo time had significant influence.
Range values of molecular weight depolymerized rubber were 0.09 until 0.20 %, with nitrogent decreased 14.89 – 63.83 %. Brookfield viscosity values of primary research showed that latex’s DRC and toluene coo time had significant influences. Range values of Mooney viscosity depolymerized rubber were 224.50 until 1.80 cP. Based on random analysis and Duncan continued test to mooney viscosity, intrinsic, viscosity, molecular weight, and nitrogent content, then can be conclused that the best treatment in primary research was depolymerized method with thick latex (DRC 60±2 %) and three days toluene’s coo time.
PERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi yang berjudul “Pengaruh Pengembangan Partikel Karet Terhadap Depolimerisasi Lateks Dengan Reaksi Reduksi-Oksidasi.” adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan dosen pembimbing, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya.
Bogor, September 2006
ELLY NURASIH WIDI PRISTIYANTI F34102025
BIODATA PENULIS
Penulis dilahirkan di Rembang pada tanggal 31 Oktober 1984, dari ayah Sayadi dan ibu Sri Widiastuti. Penulis menyelesaikan pendidikan dasar di Sekolah Dasar Negeri Kutoharjo III pada tahun 1996. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan ke Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama Negeri 2 Rembang dan lulus pada tahun 1999. Penulis melanjutkan pendidikan di Sekolah Menengah Umum Negeri 1 Rembang hingga lulus pada Tahun 2002. Penulis kemudian memperoleh Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan diterima di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada tahun 2005, penulis melaksanakan Praktek Lapangan di PT. Indolakto, Sukabumi dan menyelesaikan laporan Praktek Lapangan dengan judul “Mempelajari Teknologi Proses Produksi dan Pengawasan Mutu Susu UHT (Ultra High Temperature) di PT. Indolakto Sukabumi”. Penulis melaksanakan penelitian di Balai Penelitian Teknologi Karet Bogor dan menyusun skripsi dengan judul ” Pengaruh Pengembangan Partikel Karet Terhadap Depolimerisasi Lateks Dengan Reaksi Reduksi-Oksidasi”, sebagai salah satu syarat untuk mendapat gelar sarjana pada Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
I. PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG Karet alam dapat diperoleh dengan menyadap tanaman Hevea brasiliensis. Karet alam merupakan salah satu komoditas pertanian yang sangat penting dan cukup banyak menghasilkan devisa bagi Indonesia untuk menunjang perekonomian Indonesia. Pada saat ini, Indonesia merupakan produsen karet alam nomor dua di dunia setelah Thailand. Produksi karet alam pada tahun 2004 mencapai 2 juta ton senilai US$ 2,25 miliar (www.bisnis.com). Kinerja ekspor karet alam Indonesia dari tahun 2000 sampai 2004 dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Kinerja Ekspor Karet Alam Indonesia 2000-2004 Kinerja ekspor karet alam Indonesia 2000-2004 Tahun (ribu ton) (US$ ribu) 2000 1.362 880.898 2001 1.505 814.357 2002 1.461 1.000.455 2003 1.581 1.431.163 2004*) 1.900 2.250.000 Sumber: BI & Gapkindo diolah Keterangan: *) Januari-November Menurut Ramadhan et al., (2005), karet alam memiliki beberapa kelemahan, yaitu memiliki kadar ikatan tidak jenuh dalam struktur molekul karet alam tinggi sehingga karet alam tidak tahan terhadap reaksi oksidasi, ozon, dan minyak. Selain kelemahan, karet alam juga memiliki beberapa kelebihan, yaitu memiliki daya pantul dan elastisitas yang baik, serta sifat-sifat fisik seperti elastisitas, kuat tarik, dan kepegasan yang tinggi pula (Alfa et al., 2003). Salah satu ciri karet alam adalah bobot molekulnya yang tinggi hingga mencapai 1-2 juta (Honggokusumo, 1978). Bobot molekul yang tinggi merupakan kelebihan karet alam, akan tetapi jika bobot molekul semakin meningkat karena peristiwa pengerasan selama penyimpanan (storage
