Transcript OLEH : DR Ridha Arizal MSc PhD, Loughborough University of Technology, UK (Rubber Technology) MSc, University of Aston, Birmingham, UK (Polymer Chemistry) Dosen FMIPA ,

OLEH :
DR Ridha Arizal MSc
PhD, Loughborough University of Technology, UK
(Rubber Technology)
MSc, University of Aston, Birmingham, UK (Polymer Chemistry)
Dosen FMIPA , Universitas Nusa Bangsa, Bogor
Dosen Kimia Polimer .Dosen Teknologi karet
Rubber Consultant
DISAMPAIKAN PADA PELATIHAN
Technical Training “FUNDAMENTAL OF RUBBER TECHNOLOGY”
(PRODUCT DESIGN, COMPOUNDING, PROCESSING & TESTING)
yang diadakan pada 24-26 Februari 2015
Pemahaman sifat fisika
• Pengujian fisika untuk menentukan kualitas produk atau vulkanisat
karet adalah penentuan yang mendasar didalam melihat ciri-ciri suatu
kompon karet .
• Walaupun sifat-sifat fisika suatu vulkanisat tidak ber-korelasi secara
mutlak terhadap unjuk kerja suatu produk karet, tetapi pengujian
fisika di lab ternyata telah berkembang menjadi suatu petunjuk yang
cepat dan murah dalam menentukan pemilihan suatu formula untuk
suatu vulkanisat
• Sudah sejak lama uji fisika seperti Tegangan Putus (Tensile
Strength)Kekerasan, Ketahanan abrasi, Kuat pantul (resilience),
Ketahanan sobek, Pampatan tetap (Compression set), Perpanjangan
Putus telah di standarisasi untuk industri karet.
Tegangan Putus ( Tensile Strength)
Ini adalah Gaya pada suatu unit area dari penampang lintang yang
diperlukan untuk menarik contoh uji sampai putus.
Perpanjangan putus (Elongation at break) adalah persen pertambahan
perpanjangan yang diperlukan/terjadi untuk menarik vulkanisat
sampai putus.
Tegangan putus atau Modulus adalah gaya yang diperlukan per unit area
dari penampang lintang suatu contoh uji untuk menarik contoh uji
sampai pertambahan panjang tertentu. (tensile stress at a given
strain).
• Ketiga test diatas merupakan petunjuk umum tentang kekuatan karet
vulkanisat. Misalnya, untuk ban orang akan mencari tegangan putus
20-25 MPa, 500% perpanjangan putus dan Modulus 300% diatas
10MPa
• Untuk karet yang fleksibel orang akan mencari Tegangan Putus sekitar
10-15MPa, perpanjangan putus diatas 700% dan Modulus 300%
dibawah 10MPa, tergantung dari penggunaan produk karetnya.
Arah milling mempengaruhi nilai uji
• Karet yang digiling di open mill , molekiul-molekulnya akan teratur
secara searah dengan arah gilingan. Kalau contoh uji ditarik searah
dengan milling maka kekuatannya akan lebih besar dibanding bila ditarik
tegak lurus dengan arah milling.
arah milling
B
Bila ditarik arah ini, maka akan lebih kuat dibanding tarikan arah B
A
Ketahanan sobek
Pengukuran ketahanan sobek dilakukan dengan memberikan sedikt
sobekan pada pertengahan potongan uji yang bentuknya seperti
potongan uji untuk tegangan putus..
Potongan uji yang sekarang lebih banyak diterima adalah berbentuk
cresent yang dipotong seperti bentuk cresent untuk uji ketahanan sobek
dan diberi sedikit sayatan (0,5 mm) pada pertengahannya. Dengan
begitu maka ketahanan sobek sekarang tidak tergantung kepada lebar
dan tebal pot. Uji . Hasil uji dilaporkan sebagai gaya yang perlu untuk
merobek potongan uji dengan standar lebar dan tebal.sbb:
Ketahanan sobek= Lxt1
t2
dimana L= Gaya maksimumyang dicatat, t1 adalah tebal standar
potongan uji(2,5mm), dan t2 adalah tebal yang diukur dari potongan uji.
Kadang-kadang uji dilakukan pada temperatur sama dengan
penggunaan nantinya.
Kekerasan (hardness)
• Kekerasan didefinisikan sebagai ketahanan terhadap pelekukan ( notch, zigzag).
Kekerasan sudah meluas penggunaannya sebagai nilai yang perlu untuk suatu produk
dan nilai yang perlu untuk suatu kompon yang diperlukan.
• Kekerasan kadang juga juga sebagai petunjuk tingkat vulkanisasi atau degradasi.
• Kekerasan juga merupakan petunjuk dari formula dan banyaknya bahan pengisi yang
digunakan.
• Kedalaman pelekukan dirobah menjadi International Rubber Hardness Degrees (IRHD)
yang skalany antara 0-100 yg paling keras.Biasanya kekerasantsb hanyalah antara 30-90.
• Shore A dan IRHD walaupun tidak terlalu sama, adalah sama didalam limit experimental
error.Jepang juga punya JIS A yang memang sedikit berbeda dengan Shore A. Misalnya,
25 JIS A kira-kira sama dengan 25,25 Shore A
• 40 JIS A kira-kira sama dengan 32 Shore A, dan 80 JIS A kira-kira sama dengan 85 Shore
A.
• Test kekerasan biasanya dilakukan diatas potongan uji datar setebal 8-10mm tebaldan
paling tidak haruis berjarak 9-10mm dari pinggir karet
• Wallace (atau Shore) hardness disebut sebagai ketahanan terhadap penetrasi bentuk
spesifik dibawah tekananspring loading.. Alat walllace ini harus sering di cek/kalibrasi
Permanen set
Contoh uji ditarik sampai perpanjangan tertentu dan didiamkan selama waktu tertentu
bisa 24,72,168 jam), lalu dilepas dan panjang sesudah test diukur sesudah 30 menit,
kadang-kadang test pieces juga ada yang diberi pemanasan (atas permintaan)
Compression set
Contoh uji di tekan 25%dan dibiarkan pada temperatur kamar atau dipanaskan,
laludibiarkan (biasanya 24jam). Lalu tekanan dilepas dan
recovery dicatat. Compression set = H0-H2 x100%
H0-h1
H0
H1
H2
KETAHANAN KIKIS
• Ketahanan kikis adalah suatu sifat yang penting karena itu
menentukan sejumlah ketahanan pakai suatu produk karet
• Alat untuk menentukan nilai ketahanan ini diantarany adalah DIN
abrader, dan PICO brader (ASTM 2228)
DIN Abrader
Terdiri dari drum silinder tertutup kertas emery. Penahan contoh uji
yang berisi contoh uji yang menekan kertas ampelas pada tekanan
spesifik dan dijalankan perlahan, kemudian contoh uji yang hilang
dihitung sebagai volume loss dan dibandingkan dengan sampel
reference
Ketahanan kikis = volume yang hilang dari contoh standar x 100
volume yang hilang dari contoh uji
Ketahanan retak lentur, sangat berguna untuk mengetahui kemempuan
karet untuk berthan atas flexing yang berulang-ulang dan terus
menerus. Uji ini diperlukan untuk kompon ban kendaraan
Daya pantul / resilience
Untuk mengetahui kemampuan karet vulkanisat mengembalikan energi
yang digunakan untuk merobahnya. Nilai pantul yang rendah, berarti
terjadi friksi internal yang berarti pula akan terjadi kalor timbul (heat
build-up)
KETAHANAN TERHADAP OZON
• Ozon secara konstan di bentuk dan di hancurkan di atmosfir
bumi yang bernama stratosfir tempat ozon yang terbanyak.
Sinar matahari ultraviolet (uv) panjang gelombang antara 180240 nm membentuk ozon dari oksigen, sedangkan uv panjang
gelombang antara 280-300 dapat menghancurkan ozon
menjadi oksigen, sehingga jumlah ozon dari masa ke masa
selalu sama, bila manusia tidak campur tangan. Ozon di
strastosfir itulah yang telah melindungi bumi dari terpaan
sinar ultraviolet yang ‘menyakitkan’ tersebut.
• Ozon yang berada di sekeliling kita sehari-hari atau yang
berada di atmosfir troposfir ini dapat menyebabkan sakit dan
menciptakan fenomena yang tak sehat, serta dapat merusak
karet yang sedang dalam keadaan teregang.
• Ozon yang berada di lingkungan kita sangat sedikit, Cuma
antara 0-6 bagian per seratus juta (‘by volume’) dan
nampaknya akan terus meningkat karena adanya polutan
diudara seperti NO2 dan CH4.
• Karet dapat dilindungi dari serangan ozon dengan 2 cara:
(i) Dengan penambahan paraffin wax atau mikrokristalin wax
yang ‘bloom’ ke permukaan karet dan mencegah ozon untuk
memcapai permukaan karet. Cara ini hanya efektif untuk karet
dalam keadaan statis, karena bila karet dalam keadaan
dinamis maka lapisan wax dapat pecah.
• Untuk karet dalam keadaan dinamis, dapat ditambahakan
antiozonant seperti p-penylene diamine dan turunannya.
.
Ini cukup efektif untuk karet dalam keadaan statis atau dinamis.
Bahan kimia ini berperan sebagai modifier antara permukaan
dengan ozon yang sulit ditembus oleh ozon atau dipecah oleh
gerakan dinamis. Kombinasi antar bahan kimia dan wax juga
dipakai untuk ban mobil dan side wall.
Karet mengembang (Swelling) dalam minyak atau pelarut
• Semua karet mengabsorb cairan sedikit banyak. Absorbsi ini
menyebabkan karet mengembang (swelling) yang mengakibatkan
karet menjadi berkurang kekuatannya
• Karet mentah (karet alam) larut dalam minyak tertentu, tetapi karet
vulkanisat tidak larut dalam pelarut atau minyak.
• Pengembangan karet didalam liquid disebut proses diffusi,
Permukaan karet dipenuhi liquid dan di bagian dalam karet tidak
ada liquid. Sedikit demi sedikit, liquid akan diffusi kebawah
pemukaan karet dan akhirnya keseluruh bagian karet.
• Ketika difusi sedang berlangsung, maka karet akan mengembang
dan seluruh karet akan homogen dengan liquid dan itu disebut
equilibrium swelling. Jumlah liquid yang masuk kedalam karet
vulkanisat akan tergantung dari jumlah ikatan silang yang ada.
• Semakin banyak ikatan silang maka semakin pendek jarak ikatan
silang sehingga semakin sedikit liquid yang dapat masuk kedalam
karet. Swelling di ukur dari % pertambahan volume karet atau
‘volume fraction’ dari karet didalam karet yang mengembang.
• Derajat ‘;swelling’ tergantung dari ‘solubility parameter’ , kalau
karet dengan liquid punya solubility parameter yang sama atau
hampir sama maka swelling akan besar. (lihat fotocopy khusus)
Contoh analisis kimia karet alam
Parameter, (dipilih)
L
SMR SMR
5
20
Kadar kotoran, max,44μ
0,02
0,05
0,16
Kadar abu, max, %
0,50
0,60
1,00
Kadar nitrogen,max, %
0,60
0,60
0,60
Kadar zat menguap,max,%
0,80
0,80
0,80
P0 , Wallace rapid plasticity, min
35
30
30
PRI (plasticity Retention Index), min, %
60
60
40
Tipe komposisi kimia karet SMR L
Komponen
Hidro karbon/ karet
Protein
Lipid netral
Lipid polar
Karbohidrat
Garam anorganik
Lain-lain
Kadar zat menguap
%
93,2
2,2
2,4
1,0
0,4
0,3
0,1
0,4
Keep Contact with us
Email: [email protected]
Web: www.testindo.com
Telp. 021-8611444 (Hunting),
Fax. 021-8611207
Alamat:
Office: Jl. Radin Inten II No. 62 Duren Sawit, Jakarta 13440
INDONESIA
Workshop: Jl. Pahlawan Revolusi No. 22B Jakarta 13430
INDONESIA