PENGUJIAN KARET, KOMPON DAN VULKANISAT

Presentasi berjudul: "PENGUJIAN KARET, KOMPON DAN VULKANISAT"— Transcript presentasi:

1 PENGUJIAN KARET, KOMPON DAN VULKANISAT
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 Februari 2015

2 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 MPa, 500% perpanjangan putus dan Modulus 300% diatas 10MPa Untuk karet yang fleksibel orang akan mencari Tegangan Putus sekitar MPa, perpanjangan putus diatas 700% dan Modulus 300% dibawah 10MPa, tergantung dari penggunaan produk karetnya.

3 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.

4 Kekerasan (hardness) Permanen set Compression set
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 yg paling keras.Biasanya kekerasantsb hanyalah antara 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

5 KETAHANAN KIKIS DIN Abrader
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)

6 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 nm membentuk ozon dari oksigen, sedangkan uv panjang gelombang antara 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.

7 Karet mengembang (Swelling) dalam minyak atau pelarut
. 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. 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) Karet mengembang (Swelling) dalam minyak atau pelarut

8 Contoh analisis kimia karet alam
Parameter, (dipilih) L SMR 5 SMR 20 Kadar kotoran, max,44μ 0,02 0,05 0,16 Kadar abu, max, % 0,50 0,60 1,00 Kadar nitrogen,max, % Kadar zat menguap,max,% 0,80 P0 , Wallace rapid plasticity, min 35 30 PRI (plasticity Retention Index), min, % 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

9 Keep Contact with us Web: Telp (Hunting), Fax Alamat: Office: Jl. Radin Inten II No. 62 Duren Sawit, Jakarta INDONESIA Workshop: Jl. Pahlawan Revolusi No. 22B Jakarta INDONESIA