Karet Dan Plastik [PDF]

Citation preview

AKADEMI TEKNOLOGI KULIT YOGYAKARTA



PEMBUATAN PRODUK KARET DAN PLASTIK BALAI BESAR KULIT, KARET DAN PLASTIK TBKKP.TPL.2008



2010



WWW.HIMABA.TPL.2008



KATA PENGANTAR Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa karena atas rahmat dan hidayah-Nya maka penyusun telah berhasil menyelesaikan laporan praktikum mengenai “Pembuatan Kompon Sol Sepatu dan Pembuatan Barang Plastik”. Laporan yang sederhana ini disajikan dari bahan materi yang diambil dari hasil pengamatan dari praktikum, Tanya jawab bahkan buku dan situs internet sebagai pelengkapnya. Dalam laporan ini berisi tentang cara pembuatan kompon sol sepatu dan pembuatan barang plastic. Atas terselesainya laporan praktikum ini penyusun pada kesempatan ini mengucapkan terima kasih kepada: 1. Sri Budiasih,BSc selaku dosen pembimbing mata kuliah Teknik Pembuatan barang karet dan plastik. 2. Bapak – bapak dan ibu asisten dosen. 3. Teman-teman yang telah membantu terlaksanakannya penyusunan laporan ini yang tidak dapat disebutkan satu demi satu. Akhir kata “tiada gading yang tak retak”, begitu pula dengan laporan ini. Oleh karenanya kritik dan saran tetap dinantikan untuk membantu penyempurnaan penyusunan makalah dimasa yang akan dating. Semoga laporan ini bermanfaat bagi penyusun pada khususnya dan pembaca pada umumnya



2



PRAKTEK PEMBUATAN KOMPON SOL



I.



TUJUAN Mempelajari pembuatan kompon karet meliputi bahan penyusun, proses komponding dan peralatannya.



II.



DASAR TEORI



KOMPON SOL SEPATU Sepatu yang baik adalah sepatu yang jika digunakan pemakai merasa nyaman. Kenyamanan pakai dari suatu produk sepatu akan sangat dipengaruhi dari komponen-komponen penyusunnya, yaitu upper dan yang paling utama adalah bagian sol sol yang baik sangat dipengaruhi dari komponnya. Menurut Abednego (1979) proses pembuatan barang jadi karet secara umum pada dasarnya terdiri dari proses: 1. Pembuatan kompon (compounding) 2. Pemberian bentuk (molding) 3. Pemasakan (vulkanisasi) A.. Pengertian kompon karet Menurut Abednego (1979) kompon karet adalah campuran karet mentah dengan bahan-bahan kimia yang belum divulkanisasi. Proses pembuatan kompon adalah proses pencampuran antara karet mentah dengan bahan- bahan kimia karet ( bahan aditip). Bahan penyusun kompon karet Karet mentah Karet mentah dapat berupa karet alam maupun karet sintetis yang mempunyai sifat berbeda- beda satu dengan yang lainnya. Pemilihan jenis karet yang akan digunakan dalam pengolahan kompon karet akan menetukan sifatsifat barang jadi yang akan dihasilkan. Karet alam berasal dari getah pohon karet yang diolah menjadi RSS, crumb rubber, karet krep, dsb. Karet sintetis merupakan karet tiruan yang dibuat untuk mengganti karet alam atau untuk keperluan tertentu antara lain IR, SBR, BR, EPDM, NBR, dsb



3



Karet yang digunakan untuk kompon terdiri dari dua jenis, yaitu karet alam dan karet sintetis. Karet alam adalah sumber karet yang berasal dari getah pohon karet (lateks), yng diperoleh dengan menyadap/melukai kulit kambium pohon karet. Karet alam memiliki beberapa karakteristik, yaitu: a. Viskositas rendah b. Ketahanan oksidasi tinggi c. Impurity rendah Dengan memperhatikan karakteristik karet alam tersebut, maka dapat diatur pula sifat-sifat hasil pereduksinya. Pada dasarnya ada dua metode untuk mengatur sifat pematangan hasil produksi, yaitu: a. Dengan memilih kondisi koagulasi atau kondisi pengolahan lainnya yang lebih tepat b. Dengan menggunakan bahan-bahan kimia pengolahan tertentu Dengan mengetahui sifat-sifat pematangan tersebut, maka kesulitan untuk memenuhi karakteristik tertentu bisa diminimalisir. Karet sintetis adalah karet yang berasal dari hasil samping pengolahan minyak bumi, yang kemudian melalui reaksi polimerisasi menjadi suatu material baru yang sifat-sifatnya mendekati sifat-sifat karet alam. Dari pengertian kompon, diketahui bahwa dalam proses pembuatannya digunakan baha-bahan kimia yang ditambahkan pada bahan baku karet untuk memperoleh sifat fisik dan kimiawi dari kompon karet yang lebih baik. Bahan kimia kompon dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu bahan kimia utama dan bahan kimia pembantu proses (processing aids). Bahan kimia utama adalah bahan kimia yang digunakan untuk meningkatkan sifat-sifat fisis karet, sehingga produk karet yang dihasilkan akan memiliki sifat fisis dan kimiawi yang lebih stabil. Bahan kimia utama terdiri dari accelerator, filler, bahan pemvulkanisasi, dan antioksidant. a. Accelerator adalah senyawa-senyawa kimia yang apabila ditambahkan pada kompon karet sebelum proses vulkanisasi akan mempercepatproses vulkanisasi. Selain itu, penggunaan accelerator akan mengurangi jumlah bahan pemvulkanisasi yang digunakan.



4



Abednego (1979) mengatakan bahwa bahan pencepat adalah katalisator dalam proses vulkanisasi. Beberapa keuntungan yang diperoleh dengan mneggunakan accelerator antara lain: Penggunaan panas alat dapat dikurangi Hasil akhir lebih seragam Dapat digunakan bahan dasar kualitas rendah Dapat memperbaiki sifat-sifat fisis barang jadinya Dapat memperbaiki performansi dan kemampuan untuk diberi warna Meningkatkan daya tahan terhadap aging Mengurangi kecenderungan untuk memisahkan diri dari permukaan Sedangkan De Boer (1952) mengatakan bahwa pemberian bahan pencepat di dalam belerang karet, akan memberikan kebaikan seperti: waktu vulkanisasi lebih pendek, penggunaan belerang berkurang. Berikut merupakan klasifikasi bahan pencepat Tabel 1 klasifikasi accelerator No



Accelerator



Modulus



Tensile strength



Activit y



1



Dithiocarbamate



2



2



Xanthates



H



H



1



3



Theurans disulfida



H



H



3



4



Mercapto benzo



L



L



6



H



H



7



H



H



8



L



L



5



L



L



9



thiarok 5 6 7



Vulkanol Aldehyde amine P. Nitroso dimethyl amine Echylidene aniline



8



Aldehyde amonia



5



9



Guanidine



L



L



10



10



Hexa



H



H



11



H



H



12



11



Sumber : Babbit O. Robert (1978) Keterangan tabel: H = high (tinggi) ; L = low (rendah) Modulus : daya tahan terhadap kekuatan tarik pada waktu karet ditarik 200% terhadap panjang mula-mula. Tensile strength : daya tahan terhadap kekuatan tarik pada waktu karet putus. Activity : urutan aktivitas bahan pencepat, makin tinggi nilainya makin bagus aktivitasnya. Bahan pencepat yang digunakan dapat berupa satu atau kombinasi dari dua atau lebih jenis pencepat. Berdasarkan fungsinya bahan pencepat dapat dibedakan menjadi bahan pencepat primer dan bahan pencepat sekunder. thiazol accelerator primer sulfenamida



berdasar fungsi



guanidine



thiuram accelerator sekunder dithiokarbamat



dithiofosfat



gambar 1 skema klasifikasi accelerator berdasarkan fungsi Keterangan bagan: Accelerator primer Thiazol (semi cepat), contoh: MBT, MBTS Sulfenamida (cepat-ditunda), contoh: CBS



6



Accelerator sekunder Guanidine (sedang), contoh:DPG, DOTG Thiuram (sangat cepat), contoh: TMT, TMTD Dithiokrabamat (sangat cepat), contoh: ZDC, ZDMC Dithiofosfat (cepat),contoh: ZBPP b. Filler (bahan pengisi) Bahan pengisi adalah bahan yang berfungsi untuk mengubah atau memperbaiki sifa fisis barang jadi karet, seperti daya tahan terhadap gesekan, irisan, dll. Klasifikasi filler berdasarkan fungsinya



filler



reinforcing filler inert filler



gambar 2 skema klasifikasi filler berdasar fungsi Keterangan bagan: Reinforcing filler : filler yang selain berfungsi sebagai pengisi juga akan berpengaruh terhadap sifat-sifat fisis karet dan akan menambah kakuatan tarik, daya tahan terhadap gesekan, dll. Contoh : carbon black, ZnO, Magnesium karbonat Inert filler : filler yang hanya berfungsi sebagai penambah volume saja. Contoh : CaCO3, kaolin, BaSO4 c. Bahan pemvulkanisasi Bahan pemvulkanisasi adalah bahan kimia yang dapat bereaksi dengan gugus aktif pada molekul karet membentuk ikatan silang tiga dimensi. Bahan pemvulkanisasi yang pertama dan paling umum digunakan adalah belerang yang khusus digunakan untuk memvulkanisasi karet alam atau karet sintetis jenis SBR, NBR, IR, dan EPDM. Bahan-bahan lain yang dapat digunakan adalah selenium, peroksida, oksida logam, dinitro benzene, dll. d. Anti oksidan



7



Penambahan anti oksidan pada kompon karet akan menghambat kerusakan karet karena udara (O2), sinar matahari, dan ozon. Karet tanpa anti oksidan akan mudah teroksidasi sehingga menjadi lunak kemudian lengket dan akhirnya menjadi keras dan retak-retak (aging). Pemakaian anti oksidan harus memenuhi babarapa syarat, antara lain: Mudah terdispersi pada seluruh bagian karet Inert terhadap hasil-hasil vulkanisasi pada setiap jenis tegangan Tidak mempunyai pengaruh terhadap warna hasil vulkanisasi Contoh bahan anti oksidan adalah: Waxes, dipakai terutama untuk mencegah proses aging yang disebabkan oleh sinar matahari dan ozon Phenol, baik digunakan untuk mencegah proses aging yang disebabkan oleh flexing Sedangkan bahan kimia pembantu proses adalah bahan kimia yang digunakan dengan tujuan untuk meningkatkan performansi/tampilan dari produk karet. Bahan-bahan ini ditambahkan pada kompon karet sesuai dengan kebutuhan atau tujuan. Processing aids terdiri dari anti degradant, color and colors, inhibitor (penghambat), softener (pelunak), deodor (pewangi), blowing agent (bahan peniup atau penghembus), bahan pembantu lain seperti homogenizer, peptizer, senyawa pendispersi, tackifier, dll. e. Bahan pelunak (softener) Adalah bahan yang berfungsi untuk melunakkan karet mentah ag mudah diolah menjadi kompon karet. Jenis bahan pelunak antara lain jenis aromatic, naftenik, ester, dsb. f. Bahan kimia tambahan Bahan ini ditambahkan ke dalam kompon karet dengan tujuan tertentu dan sesuai dengan kebutuhan, misalkan : -



Bahan pewarna



-



Bahan penghambat (inhibitor)



-



Bahan pewangi



-



Bahan peniup (blowing agent)



-



Bahan



bantu



olah



(homogenizer,



senyawa pendispersi, tackifier, dsb.)



8



peptizer,



B. Penyusunan Kompon Karet (formulasi) Pada penyusunan formulasi kompon karet yang paling penting adalah menentukan jenis atau campuran karet mentah. Kemudian baru ditentukan bahan pengisi, sistem vulkanisasi, bahan pencepat, dan aktivator. Terakhir adalah penentuan processing aids yang diperlukan sesuai dengan spesifikasi teknis barang jadi karet yang akan dibuat. Dalam menyusun formula kompon yang spesifikasinya ditentukan oleh konsumen, selain harus memperhatikan sifat-sifat vulkanisatnya yang harus memenuhi persyaratan juga perlu memperhatikan biaya kompon dan tahap – tahap pengolahan. Untuk membuat bahan jadi karet yang bahan penyusunnya terdiri dari karet (elastomer) dan bahan-bahan kimia karet (bahan aditif), pertama yang harus ditentukan adalah penentuan jenis karet (elastomer) yang tepat dan bahan-bahan penyusun kompon yang diperlukan untuk memenuhi spesifikasi teknis harus benar-benar dipahami mengenai: a. Sifat-sifat karet yang dipilih b. Vulkanisasi atau sistem curing untuk memperoleh sifat-sifat utama yang dikehendaki c. Bahan-bahan lain yang mempunyai peran dalam mempengaruhi spesifikasi teknisdan ketahanan usang yang dikehendaki d. Peralatan yang tepat untuk pengolahan kompon e. Kompon yang mempunyai nilai komersial f. Cara pengujian dan evaluasi bahan baku juga produk akhir Pemilihan karet (elastomer) Dalam merancang kompon tahap yang terpenting dan biasanya tahap pertama adalah memilih jenis karet (elastomer). Sifat umum yang dimiliki semua elastomer antara lain elastis, fleksibel, liat, dan kedap terhadap air dan udara. Selain itu setiap elastomer memiliki sifat-sifat khusus dan unik demikian juga dengan harganya. Maka pemilihan jenis elastomer untuk mendapatkan spesifikasi teknis yang tertentu selain mempertimbangkan



9



sifat



dasarnya



juga



perlu



mempertimbangkan



harga



dan



cara



pengolahannya. Pemilihan sistem vulkanisasi Vulkanisasi adalah kunci dari keseluruhan teknologi karet, walaupun kadar barang yang terlibat dalam proses vulkanisasi tidak lebih dari 0,5-5% dari berat keseluruhan campuran, namun proses ini memegang peranan penting dalam pembentukan sifat kimia dan fisika yang dikehendaki. Berikut adalah beberapa definisi vulkanisasi menurut beberapa ahli. Proses vulkanisasi adalah proses pematangan karet mentah dengan menggunakan panas belerang (S), disamping itu daya guna karet mentah akan bertambah karena sifat-sifat fisisnya menjadi lebih baik. Menurut Good Year yang disitasi oleh De Boer (1952) mengatakan bahwa karet mentah bila dihangatkan dengan menggunakan belerang akan dapat memperbaiki sifat-sifat fisis karet. Tujuan dari vulkanisasi adalah untuk mendapatkan karet jadi yang memiliki sifat fisis yang baik sehingga menjadi barang yang lebih berdaya guna. Eurich (1978) mengatakan bahwa proses vulkanisasi adalah membuat bahan (karet mentah) menjadi elastis. Pada umumnya terjadi pembentukan jaringan molekul secara kimia dan rantai molekul yang bebas. Molekul karet akan bereaksi dengan zat kimia yang ditambahkan membentuk jaringan yang stabil sehingga tidak mudah berubah bentuknya. Abednego (1979) mengatakan bahwa proses vulkanisasi adalah reaksi pengikatan karena molekul-molekul karet yang semula bebas bereaksi dengan bahan-bahan pemvulkanisasi membentuk jaringan tiga dimensi yang mantap. Kompon karet yang semula lembek, lengket, dan plastis. Setelah proses vulkanisasi kompon karet menjadi elastis. Barron (1947) mengatakan bahwa penambahan belerang sebagai bahan pemvulkanisasi mempunyai pengaruh: karet menjadi matang, tensile strength bertambah tinggi, sukar larut dalam solvent, dan karet menjadi elastis. Menurut Prins yang disitasi oleh Barron (1947) mengatakan bahwa pada proses vulkanisasi yang menggunakan belerang akan terjadi reaksi :



10



HC



CH 1.



H3C



C



+S+



CH



H3C



C



H3C



C



CH



CH3 + S(free sulphur)



CH3



CH 2.



C



C



CH +S +



H3C



CH



C



C



HC



CH3



CH S



HC



CH



S



3. H3C



C



+S



H3C



C



gambar 3 reaksi antara sulfur dan molekul karet pada vulkanisasi S seperti yang terlihat pada reaksi 1 berbentuk S bebas yang artinya S tidak ikut bereaksi dengan karet. Sedang pada reaksi 2 dan 3, S ikut berikatan dengan karet sehingga tidak dapat dipisahkan. Abednego (1979) mengatakan bahwa prose vulkanisasi dapat dilakukan dengan cara: Pemanasan serta tekanan dalam acuan (moulding) Dengan uap terbuka (open steam) dalam autoclaf, barang karet yang dimasukkan dalam mandret atau digantung dalam bak yang berisi talk Dengan kain berlapis, kompon karet atau beltingsecara terus menerus pada silinder pemisah. Dari bebrapa pengertian di atas



C. Compounding/proses komponding/mixing Proses komponding biasanya menggunakan alat pencampur (mixer), yang dapat berupa internal mixer (mesin giling tertutup) dan open mill (mesin giling terbuka). Alat pencampur yang paling sederhana adalah mesin giling terbuka yang terdiri dari dua rol keras dan permukaannya licin. Kecepatan dari kedua rol tersebut berbeda (penggilingan dengan friksi). Lebar celah di antara kedua rol dapat diatur disesuaikan dengan banyaknya kompon dan keadaan kompon. Sebelum proses pencampuran, karet



11



mentah terlebih dahulu dilunakkan yang disebut sebagai proses mastikasi yang bertujuan untuk mengubah karet yang padat dan keras menjadi lunak (viskositas berkurang) agar proses pencampuran dengan bahan kimia menghasilkan dispersion yang merata (homogen). Pencampuran dimulai setelah karet menjadi plastis dan suhu rol hangat. Celah antara dua rol (nip) sedemikian rupa sampai diperoleh tumpukan material di atas rol yang disebut bank, kemudian bahan-bahan kimia yang berbentuk serbuk segera ditambahkan kecuali belerang. Penggulungan dan pemotongan juga dilakukan. Penambahan bahan pengisi dilakukan sedikit demi sedikit. Langkah terakhir adalah pemasukan belerang. Setelah semua bahan kimia tercampur, kompon karet yng dihasilkan dipotong dan dikeluarkan dari mesin giling, kemudian dimasukkan kembali ke dalam gilingan untuk dibentuk sebagai lembaran dengan ketebalan sesuai dengan kebutuhan. Dalam menyusun formula yang spesifikasi teknisnya ditentukan oleh konsumen, selain harus memperlihatkan sifat – sifat vulkanisatnya yanng harus memenuhi persyaratan juga perlu memperhatikan biaya kompon dan tahap pengolahan. Untuk membuat barang jadi karet yang bahan penyusunnya terdiri dari karet (elastomer) dan bahan – bahan kimia karet (bahan aditif), seorang compounder pertama-tama harus menetukan jenis karet (elastomer) yang tepat dan bahan- bahan penysusun kompon yang diperlikan untuk memenuhi kondisi produk akhir, oleh karena itu, beberapa hal berikut perlu dipahami betul. a. Sifat- sifat karet yang dipilih b. Vulkanisasi atau sistem curing untuk memperoleh sifat – sifat utama yang dikehendaki c. Bahan – bahan lain yang mempunyai peran dalam mempengaruhi spesifikasi teknis dan ketahanan usang yanng dikehendaki d. Peralatan yang tepat untuk pengolahan kompon e. Kompon yang mempunyai nilai komersial f. Cara pengujian dan evaluasi bahan baku dan produk akhir D. Pemberian Bentuk Soewarti (1979) mengatakan bahwa kompon karet pada umumnya dapat diberi bentuk dengan beberapa cara: a. Dibentuk dengan cara ekstrusi menggunakan mesin extruder (extruding)



12



b. Dibentuk dengan melapisi kain kompon karet pada mesin kalender (callendering)



c. Dibentuk dengan menggunakan acuan pada mesin berupa vulkanisasi menggunakan panas listrik atau uap bertekanan tinggi (moulding) d. Melapisi kain dengan larutan kompon karet dalam pelarut, pada mesin pelapis (spreading) Kompon karet dapat dibentuk dengan 3 cara: 1.



Kompon karet diekstruksi melalui mesin ekstruder. Kompon karet dalam bentuk pita panjang secara terus menerus dimasukkan kedalam mesin ekstruder melalui lubang pengisi (hopper). Didalam ekstruder, kompon karet dipanaskan dan ditekan kebagian kepala ekstruder. Pada kepala ekstruder terdapat acuan ekstruder, dimana kompon karet ditekan keluar lewat bagian ini. Bentuk lubang pada acuan ekstruder dibuat sesuai dengan bentuk produk karet yang akan dihasilkan. Oleh karena kompon karet setelah ditekan keluar dari mesin ekstruder akan mengembang, maka ukuran lubang acuan ekstruder harus dibuat lebih kecil dari ukuran produk karetnya. Makin tinggi kadar karet dalam kompon karet, maka akan semakin tinggi pula pengembangannya (higher die swell). Selanjutnya viskositas kompon karet yang rendah, akan menghasilkan produk dengan permukaan yang lebih baik dan akan meningkatkan produksi. Pengaturan suhu pada mesin ekstruder adalah penting. Suhu yang terlalu rendah akan menghasilkan produk dengan permukaan yang kasar. Sedangkan suhu yang tinggi dapat menyebabkan pravulkanisasi pada kompon karet didalam mesin ekstruder. Dengan mesin ekstruder dapat dihasilkan berbagai jenis profil karet berbentuk panjang seperti pipa, bakalan telapak ban, ban dalam.



2.



Kompon karet dilewatkan mesin kalender membentuk lembaran kompon tipis. Kompom karet yang telah dipanaskan di mesin giling pemanas, dimasukkan secara teratur pada celah penerima (feed nip) mesin kalender. Lembaran kompon karet yang keluar merupakan lembaran yang panjang dengan tebal yang merata dan permukaannya licin. Untuk dapat menghasilkan



13



lembaran kompon karet yang seragam, maka viskositas kompon karet harus dijaga agar konstan, sehingga viskositas kompon karet dan suhu yang dikerjakan pada mesin kalender haus selalu dikontrol. Suhu pada semua mesin kalender jiga perlu dikontrol, karena suhu yang terlalu rendah akan menghasilkan lembaran kompon karet yang permukaannya kasar. Sedang suhu yang tinggi akan menyebabkan kompon karet melekat pada rol dan mudah terbentuk gelembung udara (blister) pada lembaran kompon karetnya. Untuk melapisi tenunan tekstil dengan kompon karet dengan mesin kalender (skim coating), maka kompon karet bersama-sama dengan tenunannya dimasukkan kecelah kedua rol mesin kalender. Cara lain adalah menekan kompon karetnya masuk kedalam jaringan tenunan (fractioning) seperti pada permukaan kanvas ban kendaraan. Dengan mesin kalender dapat dihasilkan antara lain lembaran karet untuk membuat lantai karet, sabuk pengangkut, kain jas hujan, dan kanvas untuk ban kendaraan. 3.



Kompon karet dibentuk dalam acuan dan sekaligus dimasak pada mesin kempa vulkanisasi. Proses pemberian bentuk dengan mesin kempa vulkanisasi berbeda dengan proses pemberian bentuk dengan menggunaan mesin ekstruder dan mesin kalender. Pada mesin ekstruder dan kalender, kompon karet hanya diberi bentuk, sedangkan proses vulkanisasinya dilakukan dengan mesin atau alat lain. Pada mesin kempa vulkanisasi, kompon karet diberi bentuk dan divulkanisasi pada mesin yang sama, yaitu pertama kompon karet dimasukkan kedalam cetakan, lalu cetakan tersebut dipanaskan dan dikempa dalam mesin kempa vulkanisasi, sehingga proses pemberian bentuk dan vulkanisasi berlangsung pada saat yang sama. Pada mesin kempa vulkanisasi, kompon karet dalam cetakan dikempa dan divulkanisasi diantara 2 pelat tebal datar yang bagian dalamnya dapat dipanaskan dengan uap jenuh atau listrik. Mesin kempa vulkanisasi ada yang tunggal dan ada yang bersusun. a.



Mesin kempa vulkanisasi tunggal Pada mesin kempa vulkanisasi tunggal terdapat satu pasang pelat tebal datar, yaitu plat atas dan plat bawah. Kedua plat datar tersebut pada bagian dalamnya terdapat alur yang dapat dialirkan uap jenuh atau dipasang elemen listrik sebagai sumber panas.



14



Plat atas dipasang pada kerangka mesin, sehingga tidak dapat bergerak, sedang plat bawah dipasang pada bagian kempa hidrolik, sehingga dapat digerakkan keatas dan kebawah. Dengan memompa minyak dari tangki minyak kedalam silinder hidrolik, maka plat bawah akan ditekan keatas. Tekanan minyak dapat mencapai 100-150 kg/cm2. Sebaliknya dengan mengeluarkan minyak dari silinder hidrolik, plat akan turun kebawah. Pada plat atas dan bawah dipasang thermometer untuk mengetahui suhu pada masing-masing plat. Pada mesin kempa vulkanisasi yang menggunakan uap jenuh sebagai sumber panas, kecuali thermometer dapat pula dipasang manometer. Besarnya tekanan uap jenuh didalam plat dapat dibaca pada manometer dan suhunya dapat diketahui dengan menggunakan tabel berikut: Tabel 2. Hubungan antar tekanan uap jenuh dengan suhu uap Tekanan uap jenuh



Perkiraan suhu (0C)



Atmosfer



Kg/cm2



0



0



100



1,0



1,03



121



1,5



1,54



127



2,0



2,06



134



2,5



2,57



139



3,0



3,09



144



3,5



3,60



149



4,0



4,11



152



4,5



4,63



156



5,0



5,14



159



5,5



5,68



162



6,0



6,20



165



Tekanan uap jenuh dalam plat dapat diatur dengan memutar kran yang terdapat pada pipa masuk uap jenuh kedalam plat atas. Untuk memperoleh vulkanisat yang dapat matang dengan sempurna yang memiliki sifat fisika optimum, maka kompon karet dalam cetakan harus



15



dikempa dan dipanaskan pada tekanan, suhu dan waktu vulkanisasi tertentu. Waktu vulkanisasi optimum pada suhu tertentu, dapat ditentukan dengan alat rheometer atau curometer. b.



Mesin kempa vulkanisasi bersusun Mesin kempa vulkanisasi bersusun digunakan untuk mengempa dan memanaskan beberapa cetakan sekaligus. Untuk maksud tersebut, maka pada mesin kempa vulkanisasi bersusun terdapat banyak plat-plat tebal. Plat atas dipasang pada kerangkan mesin, selanjutnya plat dibawahnya menjadi plat bawah dan sekaligus menjadi plat atas bagi plat yang ada dibawahnya lagi. Plat terbawah dipasang pada kempa hidrolik mesin tersebut. Setiap cetakan ditempatkan pada ruang antar dua plat. Untuk pemanasan, uap jenuh dialirkan melalui setiap plat tersendiri dan untuk plat kedua dan seterusnya uap dimasukkan dan dikeluarkan melalui pipa karet fleksibel yang tahan tekanan dan panas. Sisa uap dari masing-masing plat dikeluarkan bersama melalui sebuah tabung kondensasi. Untuk mengetahui suhu vulkanisasi, maka setiap plat dipasang thermometer.



Vulkanisasi Vulkanisasi merupakan tahap terakhir pada proses pengolahan barang jadi karet. 1.



Pengertian vulkanisasi Proses vulkanisasi adalah suatu proses pematangan karet mentah dengan menggunakan panas dan belerang (sulfur), disamping itu daya guna karet mentah akan bertambah sifat-sifat fisisnya akan menjadi lebih baik. Menurut Good Year yang disitasi oleh De Boer (1952) bahwa karet mentah bila dihangatkan dengan belerang akan dapat memperbaiki sifat-sifat fisis karet. Tujuan dari proses vulkanisasi adalah untuk mendapatkan karet jadi yang mempunyai sifat fisis yang baik sehingga menjadi barang yang lebih berguna. Eurich (1978) mengatakan bahwa proses vulkanisasi adalah membuat bahan (karet mentah) menjadi elastis. Pada umumnya terjadi pembentukan jaringan molekul dengan cara kimia dari rantai molekul yang bebas. Molekul



16



karet akan bereaksi dengan zat kimia yang ditambahkan membentuk jaringan yang stabil sehingga tak mudah berubah bentuknya. Abednego (1979) mengatakan bahwa proses vulkanisasi adalah merupakan reaksi, karena molekul-molekul karet yang mula-mula bebas dan dapat bergerak-gerak dengan bebas, bereaksi dengan bahan pemvulkanisasi membentuk jaringan 3 dimensi yang mantap. Kompon karet yang pada mulanya lembek, lengket, dan plastis, setelah divulkanisasi menjadi elastis. Barron (1947) mengatakan bahwa penambahan belerang sebagai bahan pemvulkansasi mempunyai pengaruh karet menjadi matang, tensile strength bertambah tinggi, sukar larut dalam rolveat, dan karet menjadi elastis. Abednego (1979) mengatakan bahwa pada proses vulkanisasi dapat dilakukan dengan cara: a.



Vulkanisasi dengan pemanasan serta tekanan dalam acuan (moulding).



b.



Vulkanisasi dengan uap terbuka (open steam) dalam otoklaf, barang karet yang dimasukkan dalammandret atau digantung dalam bak yang berisi talk.



c.



Vulkanisasi dengan kain berlapis, kompon karet atau belting secara kontinyu pada silinder pemisah.



2.



Mekanisme vulkanisasi belerang Berdasarkan penelitian Shelee, Moore, Bateman, dll, mekanisme vulkanisasi belerang dapat ditunjukkan seperti gambar berikut.



17



R



S S



S



+ pencepat Acc-R Acc



S



S



S8



Zn



S8



Acc



penggiat ZnO S



S S



R



molekul belerang (S8)



(kompleks pengaktif belerang) (+) karet (-) pencepat S8



S8



Acc



(karet) (-) belerang



S1,2



Gambar 1. Mekanisme vulkanisasi belerang Pada awal reaksi terjadi pemutusan lingkaran S8 dan terbentuk zat perantara berbentuk kompleks pengaktif belerang yang melibatkan bahan pencepat dan ZnO. Zat perantara melepaskan rantai belerang oligomer yang reaktif dan oligomer tersebut menyerang posisi atom C aliklik pada molekul karet dan membentuk ikatan silang. Selama pemanasan yang relative lama pada proses pemasakan, ikatan polisulfida akan putus dan membentuk ikatan silang yang lebih pendek. Sebagai akibatnya monomolekuler belerang yang putus membentuk ikatan silang yang baru atau ikatan intermolecular sepanjang molekul karet. Terbentuknya ikatan belerang intermolecular menyebabkan berkurangnya ikatan silang dan peristiwa ini disebut reserve. molekul karet Acc



S1



S2



2



S



Sx



1 S



S



2



Gambar 2. Struktur ikatan silang dan ikatan intermolecular pada vulkanisat karet Keterangan:



18



S1 : monosulfida S2 : disulfide Sx : polisulfida (x ≥ 3)



III.



1



: gugus pencepat



2



: ikatan belerang intermolekuler



BAHAN DAN ALAT Bahan Karet mentah dan bahan- bahan kimia karet sesuai dengan formulasi pada table kontribusi berat jenis No bahan



kekerasan



phr



gram



100



300



0.93



322.58



2 carbon black



40



120



1.8



66.67



+ 0.5 x phr



3 CaCO3



30



90



2.7



33.33



+ 1/7 x phr



4 minarex oil



5



15



2



7.5



5 ZnO



3



9



5.57



1.62



1.5



4.5



0.85



5.29



7 FL



2



6



0.9



6.67



8 pilnox TDQ



1



3



1.1



2.73



9 pilflex IP.13



2



6



1



6



10 PVI



0.2



0.6



1.3



0.46



11 MBT



0.7



2.1



1.7



1.24



1 pale crepe



6 asam stearat



(gr/cm3)



volume (cm3)



(shore A)



dispergator



19



40



-0.5 x phr



12 MBTS



0.7



2.1



1.5



1.4



13 TMT



0.8



2.4



1.4



1.71



14 Sulfur



2.5



7.5



2.07



3.62



A. Alat – alat yang digunakan untuk membuat kompon sol sepatu: -



Neraca analitik



-



Timbangan tepung



-



Open mill (two roll mill)



-



Alat – alat bantu



B. Alat – alat yang digunakan untuk pencetakan yaitu:



IV.



-



Cetakan sol (acuan)



-



Mesin press (mesin kempa)



LANGKAH KERJA Prosedur kerja dalam pembuatan kompon karet sol sepatu : Penimbangan bahan – bahan sesuai dengan formulasi yang telah ditetapakan yaitu formulasi kompon karet untuk sol luar sepatu. Urutan pembuatan kompon karet: o RSS dimastikasi sampai cukup plastis o Dimasukkan satu persatu secara bergantian berturut – turut dispergator FL, ZnO, asam stearat, pilnox TDQ, pilgard PVI, digiling sampai homogeny o Carbon black dimasukkan setengahnya sedikit demi sedikit digiling sampai homogen, kemudian masukkan kaolin sedikit demi sedikit sampai habis. o Setengah carbon black sisa dimasukkan sedikit demi sedikit diselingi dengan penambahan bahan pelunak sampai habis ( yang terakhir harus carbon black) o MBT, MBTS dan TMT dimasukkan satu per satu sambil digilas sampai homogen. o Kompon



dikeluarkan



dari



rol,



didinginkan



sebentar,



ditambahakan belerang dan digiling lagi sampai homogen.



20



kemudian



o Kompon dikeluarkan dari rol, kemudian dibuat bentuk lembaran dengan ketebalan tertentu. o Kompon diperam selama kurang lebih 1 hari, kemudian siap untuk dicetak vulkanisasi. Prosedur kerja pencetakan (proses pemberian bentuk) dan vulkanisasi Cetakan disiapkan, permukaannya dibersihkan dan apabila diperlukan dapat diolesi dahulu dengan minyak silicon untuk membantu pelepasan barang jadi hasil cetakan. Kompon diatur dalam cetakan. Mesin kempa (press) dipanaskan pada suhu 1500C. Cetakan yang sudah diisi kompon dimasukkan kedalam mesin kempa dan plat atas dan plat bawahdiatur pada posisi menempel langsung pada cetakan, dilakukan preheat kira – kira 5 menit. Dilakukan pengepresan dengan tekanan kira – kira 100 kg/cm2..



V.



HASIL DAN PEMBAHASAN / PERHITUNGAN A. Hasil perhitungan



No.



Bahan



Phr



Gram



Berat



Volume



Kontribusi



jenis



(cm3) =



kekerasan



g/cm2



berat/berat



(share A)



jenis 1



Pale



crep



(



100



300*



0,93



322,58



carbon black (



40



40/100



1,8



66,67



2,7



33,3



karet alam ) 2



filter penguat )



x 300 = 120



3



CaCO3 / kaolin



30



30/100



21



40



(filler)



x 300 = 90



4



Asam



stearat



1,5



(activator/



5,294



5,57



1,6157



2



7,5



4,5



ZnO ( activator



3



/ penggiat ) 6



0,85



x 300 =



penggiat) 5



1,5/100



300 = 9



Minarex oil ( softener



3/100 x



5



/



5/100 x 300 = 15



pelunak )



7



Dispergator FL



2



(dispersing



2/100 x



0,9



6,67



300 = 6



agent) 8



Pilnox



TDQ



1



(anti oksidan ) 9



Piflex



1,1



2,727



1



6



1,3



0,46



1,7



1,235



1,5



1,4



1,4



1,71



300 = 3



IP.13



2



(anti ozon) 10



1/100 x 2/100 x 300 = 6



PVI



0,2



(inhibitor/peng



0,2/100 x 300 =



hambat



0,6



scorching ) 11



MBT



(



accelerator



/



0,7



x 300 =



pencepat ) 12



2,1



MBTS



(



accelerator



/



0,7



2,1



TMT



(



accelerator



/



pencepat )



0,7/100 x 300 =



pencepat ) 13



0,7/100



0,8



0,8/100 x 300 = 2,4



22



14



Sulfur/beleran



2,5



g (bahan



2,5/100



2,07



3,62



x 300 =



pemvulkanisasi



7,5



) Jumlah



189,4



568,2



24,8



460,7818



Catatan : phr (per hundred rubber) merupakan satuan yang digunakan dalam formulasi kompon. Phr =



berat bahan



x 100



berat karet



berat bahan = ( berat karet / 100 ) x Phr volume = berat bahan



gram



berat jenis gram/cm3 Catatan : Data Phr dan perhitungan berat bahan serat volume sudah tertera pada tabel di atas. Spesific Gravity = berat awal (gram) Total volume (cm3) = 568,2 gram 460,7818 cm3 = 1,233 gram / cm3 Persen lost weight = berat awal – berat akhir x 100 % Berat awal = (568,2 – 562,5 ) garm x 100 % 568,2 gram = 1,003 % Kontribusi kekerasan  Karet alam



= + 40 shore/100 phr



 Carbon black



= + 0,5 shore A/1 phr



 Minarex Oil



= +0,25 shote A/1 phr



23



 Minarex Oil



= - 0,5 shore A/1phr



Perkiraan kekerasan kompon adalah sebagai berikut:  Karet alam



= + 40



 Carbon Black



= + 0,5 x 40 = + 20



 Kaolin



= + 0,25 x 30 = + 7,5



 Minarex Oil



= - 0,5 x 5 = - 2,5



Total



= 65



B. PEMBAHASAN Dalam praktikum ini kami membuat kompon karet dan juga mencetak kompon karet tersebut menjadi sol sepatu. Dalam praktikum ini kami hanya membuat kompon sol sepatu. Dalam praktikum pembuatan kompon sol sepatu ini, kami menggunakan bahan dasar pale Crepe. Dalam pembuatannya tidak hanya karet mentah saja. Akan tetapi, yang ditambahakan yaitu bahan – bahan additive misalnya seperti bahan pemvulkanisasi,bahan



pencepat,



bahan



penggiat,



bahan



antidegradant,bahan pengisi dll. Sebelum membuat suatu produk dari sol sepatu seharusnya melewati beberapa tahapan dalam pembuatan bang jadi karet adalah sebagai berikut : 1.



Desain kompon (perencanaan formulasi kompon)



2.



Mastikasi



3.



Pencampuran (mixing)



4.



Pemberian bentuk



5.



Pemasakan (vulkanisasi)



Dalam mendesain kompon harus merencanakan formulasi kompon terlebih dahulu. Pada awalnya dalam pembuatan masih dalam



24



tahap coba – coba atau Trial and Error. Akan tetapi, apabila dalam trial and error tersebut mengalami keberhasilan maka dapat digunakan dalam skala besar atau pabrik. Dalam hal ini pada praktikum kami tidak merencanakan formulasi sendirI akan tetapi, mendapatkan formulasi yang sudah ada atau sudah diaplikasikan sebelumnya. Jadi, kami tidak membuat formulasi sendiri. Adapaun bahan – bahan serat fungsinya yang dipakai dalam pembuatan kompon sol sepatu dapat dilihat pada table dibawah ini : Berikut ini adalah fungsi masing - masing bahan pada formulasi kompon: 1. Kompon pada sol hitam No.



Bahan



Fungsi



1.



Pale crepe



Sebagai bahan dasar kompon



2.



Carbon black



Sebagai bahan pengsisi penguat



3.



CaCO3



Sebagai bahan pengisi



4.



Minarek oil



Sebagai bahan pelunak



5.



ZnO



Sebagai bahan pengaktif



6.



Asam stearat



Sebagai bahan pengaktif (kombinasi ZnO)



7.



Dispergator FL



Sebagai bahan pembantu untuk mendispersi bahan additive masuk dan mendispersi kedalam karet



8.



Pilnox TDQ



Sebagai bahan anti oksidan



9.



Pilflex IP13



Sebagai bahan anti ozonan



10.



PVI



Sebagai bahan penghambat scorching



11.



MBT



Sebagai bahan pencepat primer



25



12.



MBTS



Sebagai bahan pencepat primer



13.



TMT



Sebagai bahan pencepat primer



14.



Sulfur



Sebagai bahan pemvulkanisasi



Untuk perhitungan formulasi kompon kita menggunakan patokan phr artinya bahan aditif yang digunakan merupakan per 100 dari berat karet. Misalkan pada formulasi kompon di atas, PALE CREPER dengan phr 100 dan ZnO dengan phr 3 ini memiliki arti berat ZnO yang di gunakan adalah 3/100 (300) dari berat pale crepe . Untuk mengetahui berat bahan kompon yang akan kita timbang kita perlu mengetahui faktor pengali. Sedangk.an faktor pengali didapat dari berat kompon yang akan kita buat dibagi dengan jumlah seluruh phr dari kompon. Namun, dalam praktiknya dalam penimbangan bahan perlu dilakukan penimbangan bahan melebihi formulasi yang telah ditentukan, hal ini dilakukan guna mengantisipasi hilangnya bahan pada proses penggilingan. Dalam hal ini, kita dapat mencari loss weight-nya nanti dengan menggunakan berat bahan yang hilang atau yang dapat terabsorbsi ke dalam karet yang akan dibuat kompon. Dengan rumus W1 1.



Lost weight (%)



Dengan:



=



W1: jumlah berat bahan sebelum komponding



W2: berat kompon setelah jadi Sebelum komponding di mulai sebaiknya semua bahan yang akan di gunakan dipersiapkan dan bahan- bahan tersebut harus dalam keadaan serbuk. Semakin kecil ukuran serbuk semakin baik pula pencampuran kompon karena dengan ukuran yang kecil bahan -bahan mudah bereaksi dan tersebar secara merata. Arti dari komponding di sini adalah proses pencampuran kompon karet. Sebelum komponding dilakukan biasanya rol dipanaskan terlebih dulu. Setelah panas dilakukan mastikasi. Tujuan mastikasi adalah untuk menurunkan berat



26



molekul karet dan membentuk radikal bebas. Berat molekul karet berkurang karena adanya pemutusan rantai molekul karet. Radikal bebas yang terbentuk akan bereaksi dengan zat pemvulkanisasi. Tujuan dari mastikasi adalah untuk melunakkan karet mentah agar nanti bahan kimia yang akan dicampurkan menjadi merata. Reaksi yang terjadi saat mastikasi adalah



CH3



CH3



CH2 – C= CH – CH2



CH – C= CH -– CH2



CH3



CH3



CH2 – C = CH - CH2



+ CH2 – C=CH – CH2 Gambar 1.1



Reaksi pada mastikasi



Mastikasi sangat dipengaruhi oleh oksigen baik pada suhu rendah maupun suhu tinggi Hal ini dapat dilihat pada bagan di bawah ini



Gambar 1.2 Bagan pengaruh oksigen pada proses mastikasi



27



R-R



Energy Mekanik



Tanpa oksigegen



R



R



Terdapat Oksigen



ROO. +ROO.



Bergabung kembali



R.+ R.



Mekanisme vulkanisasi dapat dilihat dari diagram berikut: Dalam melakukan pencetakan mesin yang kami gunakan yaitu mesin kempa dengan dilengkapi adanya panas dan tekanan. Sebelum melakukan pencetakan sebaiknya menyiapkan pencetak atau mold yang akan dipakai dalam hal ini yaitu berbentuk sol sepatu dengan ukuran 41 untuk sebelah kanan dan 40 untuk disebelah kiri. Dan mold tersebut sebaiknya diolesi dengan menggunakan silicon oil agar dalam pencetakan produk dapat dengan mudah dikeluarkan dari cetakan. Selain itu, mesin kempa harus distel dahulu dengan suhu 1500C dan tekanan sebesar 150 atm. Dalam pengaturan suhu sebaik diatur agak kurang dari 1500C. Karena apabila suhu tersebut di atur 1500Cnantinya dapat naik secara perlahan yang dapat mengakibatkan kompon yang dicetak tidak sesuai yang kita inginkan atau dengan kata lain rusak akibat suhu yang terlalu tinggi. Dalam pencetakannya kompon dipotong dan ditimbang sebanyak 200 gr. Dalam pencetakannya seharusnya kompon dilebihi. Karena apabila dilakukan pencetakan produk yang dihasilkan tercetak dengan baik. Dan setelah itu dilakukan preheat selama 5 menit. Preheat ini untuk menyesuaikan agar kompon siap untuk dicetak.



28



Setelah proses preheat dilakukan dilakukan pengepresan pada alat kempa tersebut. Pada proses ini sebelumnya diatur terlebih dahulu waktu pengepresan yakni 20-25 menit. Proses vulkanisasi ini pada dasarnya adalah proses pembentukan jembatan sulfur pada rantai-rantai karet disamping itu proses ini dapat didefinisikan sebagai proses terjadinya ikatan 3 dimensi pada kompon karet. Proses ini bertujuan mengubah karet yang mulanya bersifat termoplastis menjadi termoset. Dengan kata lain proses vulkanisasi bisa disebut dengan proses pematangan kompon. Mekanisme vulkanisasi dapat dilihat dari diagram berikut:



Fragment organic dari bahan pencepat



Ac – Sx – Ac Karet – Sx – Ac Karet – Sx – karet



molekul karet



Jembatan sulfida Gambar 5. Mekanisme vulkanisasi Setelah 25 menit, tekanan diturunkan dan plat mesin kempa dibuka. Cetakan dikeluarkan dari mesin dan kemudian dilakukan proses pendinginan dengan cara mengoleskan air pada cetakan dengan menggunakan kain basah. Setelah dirasa sudah cukup dingin cetakan dibuka dan sol sepatu dikeluarkan dari cetakan dengan hati-hati agar sol tidak pecah dan dilakukan trimming atau merapikan sol dari sisa-sisa pencetakan/scrap.



29



Pada praktikum kami, dalam melakukan pencetakan yang pertama menggunakan waktu 25 menit dan pada pencetakan yang kedua pada waktu 20 menit. Produk sol sepatu yang kami cetak berhasil dan bentuknya baik atau dengan kata lain tidak cacat.



Pengolahan karet menjadi kompon merupakan suatu tahapan proses yang saling terkait. Kompon karet ini dibuat dengan mengkombinasikan beberapa bahan kimia yang saling mengisi hingga dapat mengubah sifat karet yang tadinya elastis menjadi plastis. Pemilihan bahan -bahan yang akan dicampur dengan karet disesuaikan dengan kualitas produk yang akan dihasilkan. Konsentrasi bahan – bahan yang digunakan didasarkan pada phr karet alam dan berat kompon yang akan dibuat. Dalam Pengolahan kompon ini menggunakan mesin open mill atau mesin penggilingan terbuka. Dengan menggunakan mesin terbuka maka kita dapat mengamati kondisi pengolahan secara langsung. Hanya saja jika tidak berhati – hati maka kompon dapat terkotori oleh debu dan bakteri – bakteri di udara. Penentuan resep kompon langsung terkait dengan jenis produk yang akan dibuat. Persiapan kompon ini meliputi pemilihan karet yang akan diolah, penentuan macam- macam bahan kimia yang ditambahkan, serta banyaknya bahan yang digunakan. Dimana jika kita ingin membuat kompon untuk sol sepatu olahraga akan berbeda dengan kompon yang digunakan untuk sepatu kantor maupun yang lainnya. Penambahan bahan –bahan kimia ini langsung terkait dalam menentukan sifat kompon jadinya apakan kompon itu akan tahan terhadap sinar matahari atau tidak, tahan terhadap minyak tidak. Semua itu saling terkait dan saling melengkapi. Setelah resep kompon dibuat, maka persiapan bahan dapat dilakukan dengan menimbang bahan – bahan kimia yang akan diolah. Penimbangan ini juga mempengaruhi hasil yang dibuat. Jika penimbangan dilakukan hanya asal- asalan tanpa disertai ketelitian maka bahan –bahan yang berlebih ataupun kurang itu maka mengganggu proses.



30



Karet alam merupakan jenis karet yang memiliki sifat yang baik untuk pengolahan kompon. Hanya saja sebelum dicampurkan dengan bahan- bahan lain karet alam harus dimastikasi hingga benar- benar lumat dan siap untuk dicampur dengan bahan – bahan kimia lainnya. Untuk kombinasi pengolahan karet alam dengan karet sintetis dapat dilakukan dengan cara mastikasi karet alam terlebih dahulu baru kemudian dapat dicampur dengan karet sintetis.



Pada pembuatan kompon resep2 dimana menggunakan carbon black sebagai fillernya maka kompon yang dihasilkanpun akan berwarna hitam. Namun filler inipun tidak sepenuhnya menggunakan carbon black tetapi dengan kombinasi filler jenis kaolin dan CaCO3. Kombinasi ini dimaksudkan untuk saling melengkapi sifat masing- masing filler. Carbon black merupakan filler yang mudah didapat dan murah, selain untuk mengisi dapat juga menambah kekerasan. Hanya saja jika carbon black digunakan tanpa kombinasi dengan bahan lain, maka kompon yang dihasilkan akan terlalu keras. Untuk itulah maka perlu adanya kombinasi dengan bahan filler yang lain seperti kaolin dan CaCO3. Filler sendiri tidak ditambahkan secara semuanya secara langsung karena akan membuat bahan ini sulit tercampur rata dengan karet. Oleh karena itu maka penambahan filler dilakukan sebanyak 2 kali dengan penambahan yang pertama ¾ bagian dan penambahan yang kedua ¼ bagian. Penggunaan bahan –bahan lain seperti ZnO dan asam stearat ditambahkan pada awal proses sebelum filler dimaksudkan. ZnO dan asam stearat ini berperan sebagai activator yang akan mengaktifkan kinerja bahan – bahan lain yang nantinya ditambahkan. Penambahan minyak dimaksudkan agar kompon yang dihasilkan tidak terlalu kaku dan dapat lebih lembut/ lunak.



31



Dari hasil praktikum ada didapatkan data sebagai berikut Kompon merupakan campuran karet dengan bahan – bahan kimia yang mempunyai



komposisi



tertentu



dengan



cara



pencampuran



dengan



penggilingan dengan suhu tertentu. Formulasi kompon karet tergantung dari produk/barang jadi karetnya. Lost weight kompon sol sepatu yang yang dibuat adalah 0,792%. Spesific gravity kompon sol sepatu yang dibuat adalah 65,84 gram/cm3. Kontribusi kekerasan kompon sol sepatu yang dibuat adalah 61,8. Pencetakan kompon sol sepatu dilakukan dengan mesin kempa dengan suhu plat atas dan plat bawah adalah 150 0C dan dengan tekanan 150 kg/cm3. Pre heat dilakukan selama 5 menit dan pencetakan 1 dilakukan selama 25 menit sedangkan pada pencetakan kedua 20 menit.



32



PEMBUATAN BARANG PLASTIK SISTEM INJEKSI I.



TUJUAN



Mempelajari teknologi pembuatan barang plastic dengan cara cetak injeksi (injection moulding). II.



DASAR TEORI Cetak injeksi (injection moulding) merupakan proses pembuatan barang



dari plastic terutama dari kelompok thermoplastic (PVC, PE, PP, PS, dsb) yang mempunyai cirri khas kea rah produksi secara masal, terutama untuk barangbarang yang memerlukan ketepatan ukuran yang tinggi (presisi) dan hasil cetakan yang mempunyai bentuk dan ukuran seragam. Selain itu, dapat pula dipakai untuk pencetakan barang- barang dengan ketebalan yang tipis dan kuat, misalnya barang untuk keperluan rumah tangga (gelas, ember, piring, gayung, dsb). Secara garis besar mesin injeksi terdiri dari dua bagian utama yaitu : Injection unit : sebagai pulumer bahan baku plastic dan penginjeksian bahan plastic lumer ke dalam cetakan. Clamping unit : tempat meletakkan cetakan an sebagai alat membuka dan menutup cetakan dan sekaligus menjaga agar cetakan tetap tertutup pada saat plastic lumer di-injeksikan ke dalam cetakan. Prinsip kerja dari mesin injeksi adalah dimulai dari memanaskan pellet plastic (resin) sampai meleleh (melumer) di dalam barrel, kemudian diinjeksikan ke dalam cetakan melalui celah (nozzle) dengan tekanan yang berasal dari putaran ulir (srew) atau dorongan piston dalam cetakan. Setelah cetakan penuh dan lumeran padat, proses pendinginan mulai berjalan dengan dibantu pendinginan melalui sirkulasi air pendingin. Setelah pendinginan dirasa cukup memadai, cetakan membuka dan hasil cetakan didorong keluar. Untuk mendapatkan hasil pencetakan dari barang plastic dengan cara cetak injeksi secara umum dipengaruhi oleh beberapa parameter yaitu temperature, viskositas bahan, waktu dan tekanan.



33



Mesin injeksi generasi sekarang, umumya sudah dilengkapi denga system computer untuk pengoperasiannya, dimana kerja mesin dapat dikendalikan dengan memprogram parameter tersebut di atas sesuai kebutuhan. Sedangkan pengoperasian mesin injeksi dapat dilakukan secara manual, semi otomatis, maupun otomatis. Injection molding sebagian besar adalah proses untuk mencetak barang termoplastik, misalnya LDPE, HDPE, PP, PVC. Namun demikian juga dapat mencetak barang termoset seperti phenolic resin. Proses injection molding: 1. Bijih plastik dimasukkan ke dalam ruang pemanas 2. Bijih plastik dipanaskan sampai melebur 3. Leburan didorong ke dalam cetakan 4. Setelah terbentuk dan mengeras barang cetakan plastik dikeluarkan dari cetakan. Kecepatan siklus pencetakan tergantung pada kecepatan pendinginan dimana hal tersebut juga tergantung pada thermal conductivity material



Gambar 1. Injection molding Beberapa keuntungan Injection Molding:



34



1. Kecepatan produksi yang tinggi 2. Variabel cost yang rendah 3. Tidak diperlukan/sedikit proses finishing 4. Memiliki dimensi/bentuk yang akurat 5. Produksi masal 6. Bentuk yang rumit



Kekurangan injection Molding: 1. Kurang sesuai untuk produksi skala kecil 2. Fixed capitalnya besar Untuk bahan termoset, 1. Proses injection molding dioperasikan pada suhu tinggi. 2. Sering dilengkapi dengan temperatur control, misalnya selubung air. 3. Kecepatan proses lebih tinggi. III.



BAHAN DAN ALAT



a. Bahan Berupa biji plastic (pellet plastic) jenis HDPE. b. Alat Unit mesin injeksi dengan cetakannya. IV.



LANGKAH KERJA



1. Persiapan a. Memeriksa system hidrolik dan system pelumasan dengan memeriksa penunjuk dan ketinggian oli. b. Memeriksa system aliran alir pendingin. c. Memeriksa ketepatan posisi cetakan d. Memeriksa corong tempat bahan baku (resin).



35



2. Pengaturan mesin Setelah semua kelengkapan mesin diperiksa, mesin siap dioperasikan a. Biji plastic dimasukkan ke dalam hopper b. Setting pengatur panas sesuai karakteristik bahan baku plastic, dan dipanaskan kurang lebih satu jam c. setting pengatur volume kebutuhan bahan, sesuai volume barang plastic yang akan dicetak. d. Setting waktu (time), tekana (pressure), kecepatan (speed) melalui system computer yang tersedia (lemaran system setting computer terlampir). Pada saat pengaturan mesin diposisikan pada keadaan manual. e. Perikasa system computer melalui layar monitor (pada posii option). f. Tekan tombol semi otomatis untuk melihat hasil pengaturan, jika hasil cetakan sudah baik selanjutnya tekan tomol otomatis. g. Perhatikan ! bila alarm berbunyi, matikan mesin dengan menekan tombol warna merah. Seanjutnya periksa kondisi mesin, karena alrm berbunyi sebagai peringatan adanya gangguan pada mesin atau setting program computer tidak sesuai (memenuhi standar). 3. Finishing Finshing dilakukan dengan membuang (memotong) lebihan bekas injeksi, untuk memotong dapat dilakukan dengan mengunakan alat potong mekanik (pisau, dll) atau menggunakan elektrik yaitu dengan menggunakan pemanas supaya hasilnya lebih rapi. Catatan : langkah kerja mesin injeksi dapat dilihat pada skema terlampir. V.



HASIL DAN PEMBAHASAN Pada paraktikum praktikan belum dapat mencetak barang plastic secara



langsung, parktikan hanya sekedar mengetahui proses langkah kerja bagaimana pencetakan barang jadi plastic deng mesin cetak injection molding. Secara umum proses injection molding adalah sebagai berikut : Bijih plastik dimasukkan ke dalam ruang pemanas. Bijih plastik dipanaskan sampai melebur. Leburan didorong ke dalam cetakan. kemudian akan terbentuk dan mengeras barang



36



cetakan plastik dikeluarkan dari cetakan. Kecepatan siklus pencetakan tergantung pada kecepatan pendinginan dimana hal tersebut juga tergantung pada thermal conductivity material. Tetapi areana kami tidak melakukan pencetakan secara langsung . Maka tidak banyak yang dapat praktikan jelaskan dalam pembahasan kali ini, praktikan berusaha mencari referensi mengenai injection molding ini.mengenai kelebihan dan kekurang yang didapat dari pemakaian mesin cetak jeis ini antara lain seperti yang sudah tertera dalam dasar teori di atas yaitu



beberapa



keuntungan Injection Molding: Kecepatan produksi yang tinggi, Variabel cost yang



rendah,



Tidak



diperlukan/sedikit



proses



finishing,



Memiliki



dimensi/bentuk yang akurat, Produksi masal, Bentuk yang rumit. Sedangkan kekurangan yang diperoleh dari pemakaian mesin jenis ini antara lain : Kurang sesuai untuk produksi skala kecil, Fixed capitalnya besar, Untuk bahan termoset, Proses injection molding dioperasikan pada suhu tinggi. Sering dilengkapi dengan temperatur control, misalnya selubung air Kecepatan proses lebih tinggi. VI.



KESIMPULAN



1) Proses pencetakan barang plastic dapat dilakukan dengan mesin injeksi (injection molding). 2) Proses langkah kerja ketika pemakaian mesin ini ada beberapa tahap meliputi tahap persiapan, tahap pengaturan mesin sekaligus pencetakannya dan yang terakhir adalah finishing ( pembersihan atau perapian bentuk ). 3) Injection molding jika digunakan terdapat kekurangan dan kelebihannya.



37



DAFTAR PUSTAKA



a,A. Achyar.Pengantar Seputar Perekat Karet. 2008. BPTKB. Bogor Anonym. Praktek Pembuatan Kompon Karet.2008.BBKKP.Yogyakarta Santoso,A. Muji.Bahan Kimia Kompon Karet. 2008.BPTKB. AlfBogor Santoso,A. Muji. Desain Kompon. 2008.BPTKB.Bogor Santoso,A. Muji. Mastikasi dan Komponding. 2008.BPTKB.Bogor Santopo,H.



Hendro.Teori



Vulkanisasi



Karet.2008.



Akademi



Teknologi



Kulit.Yogyakarta Setyowati, Penny. 2004. “Petunjuk Praktikum Teknologi Pembuatan Barang Karet dan Plastik”. Balai Besar Kulit, Karet, dan Plastik: Yogyakarta. H.S, Himawan. 1984. “Teknologi Barang Karet”. Akademi Teknologi Kulit: Yogyakarta.



38