Kuliah Minggu ke-2:Jenis, Kimia dan Sifat Karet

Pengantar Teknologi Karet

04/21/2023

Jenis-jenis dan Aplikasi Polimer

Plastics Elastomers/

Rubbers Fibers Miscelleous

(coatings, adhesives, foams, and films)

Polimer dapat direkayasa sehingga mempunyai kategori sifat lebih dari 1. Sebagai contoh, suatu plastik, jika di-crosslinked dan digunakan di atas suhu transisi glass, menghasilkan sifat yang mirip elastomer. 04/21/2023

Plastik KomoditiJenis Singkatan/

KodeUnit Perulangan Kegunaan Utama Keterangan

Poli(etilena tereftalat)

PET Serat, film sangat transparan, botol minuman bersoda

Plastik tekniksuhu leleh 260 C

Polietilena massa jenis tinggi (polietilena linier)

HDPE Botol susu dan bahan pencuci, drum, pipa, saluran, lembaran, film, isolasi kawat dan kabel

Plastik komoditisuhu leleh 134 C

Poli(vinil klorida) PVC Bahan bangunan, pipa tegar, bahan untuk lantai, isolasi kawat dan kabel, film dan lembaran, botol air mineral dan shanpoo

Plastik komoditi 

Polietilena massa jenis rendah (polietilena bercabang)

LDPE Lapisan pengemas, isolasi kawat dan kabel, barang mainan, botol fleksibel, perabotan, bahan pelapis, tas bawaan

Plastik komoditisuhu leleh 115 C

Polipropilena PP Bagian-bagian mobil dan perkakas, tali, anyaman, karpet, film

Plastik komoditisuhu leleh 165 C

Polistirena PS Bahan pengemas (busa dan film), isolasi busa, perkakas, perabotan rumah, barang mainan

Plastik komoditi

O

(– O – (CH2)2 – O – C – C6H4 – C –)

O

(– CH2 – CH2 –)

(– CH2 – CH –) Cl

(– CH2 – CH2 –)

(– CH2 – CH –) CH3

(– CH2 – CH –) C6H504/21/2023

Jenis-jenis karet

Jenis karet:

• Karet alam (natural rubber, NR): berasal dari getah pohon hevea braziliensis

• Karet sintetik: dibuat dari turunan minyak bumi. Jenis-jenisnya dapat dilihat disamping

Styrene butadiene rubber (SBR) Polychloroprene atau chloroprene

rubber (CR) Acrylonitrile butadiene rubber atau

nitrile rubber (NBR) Ethylene propylene rubber (EPM

dan EPDM) Butyl rubber (IIR) dan halobutyl

rubber (CIIR dan BIIR) Silicone rubber Hydrogenated nitryle HNBR (HSN) Fluorocarbon rubber (FKM) Polybutadiene rubber (BR) Polyacrylate (ACM) Dll

04/21/2023

Perbedaan Karet Alam dengan Sintetis

04/21/2023

Kelebihan karet alam:• Daya elastis/lenting lebih baik• Plastisitas lebih baik sehingga

pengolahannya lebih mudah• Daya tahan terhadap aus lebih

tinggi• Tidak mudah panas (low heat

build up)• Daya tahan terhadap keretakan

(groove cracking resistance)

Kelebihan karet sintetik:• Lebih tahan terhadap berbagai

bahan kimia• Harganya relatif stabil• Suplainya relatif stabil

Kedua jenis karet sebenarnya tidak saling mematikan atau bersaing penuh, namun mempunyai sifat yang saling melengkapi. Seperti pada pembuatan ban, meskipun porsi karet alam lebih besar namun karet sintetik tetap digunakan.

Beberapa Nama Dagang Produk Karet

04/21/2023

04/21/2023

04/21/2023

Monomer - Polimer

04/21/2023

Other building blocksThe architecture of butadiene can be altered to produce an entirely new rubber. By reaction with chlorine a monomer called 2-chloro-l,3,-butadiene (CH, = CCl-CH = CH,) results, which when polymerized, produces polychloroprene, also known as neoprene. Alternatively another monomer can be polymerized with the butadiene molecule, a process described as copolymerization. If the other building block is styrene, styrene butadiene (SBR) is produced. If instead of styrene the other monomer is acrylonitrile, the polymerization will produce butadiene acrylonitrile copolymer (NBR) or nitrile rubber. Naturally, butadiene’s versatility does not extend to all elastomers.04/21/2023

04/21/2023

04/21/2023

04/21/2023

Beberapa sifat penting yang perlu diperhatikan dalam memilih karet

Heat aging resistanceSeberapa lama karet dapat digunakan pada suhu tertentu karena semakin tinggi suhu dapat mempercepat degradasinya

Chemical resistance vs ConsentrationSeberapa tahan karet terhadap bahan kimia pada konsentrasi tertentu. Contoh: NR relatif tahan terhadap larutan H2SO4 encer, tetapi akan dengan cepat rusak pada konsentrasi tinggi

Chemical resistance vs TemperatureSeberapa tahan karet dalam larutan kimia tertentu terhadap suhu tertentu. Contoh: Karet Fluorocarbon dapat digunakan secara kontinyu pada suhu 200 C dan juga dalam larutan NaOH encer pada suhu 20 C, namun akan rusak jika berada dalam larutan NaOH pada suhu 121 C.Butyl rubber lebih tahan terhadap ozon dibandingkan NR pada suhu kamar, namun ketahanannya relatif sama pada suhu 50 C

04/21/2023

Beberapa sifat penting yang perlu diperhatikan (lanjutan…)

Mechanical properties vs TemperatureBeberapa sifat mekanik berubah dengan cepat dengan kenaikan suhu.Contoh:

• Butyl rubber yang relatif tidak mempunyai sifat pegas pada suhu ruang akan menjadi sangat kenyal pada suhu 80 C

• Ketahanan terhadap sobekan nitryl rubber berkurang dengan kenaikan suhu

• NR (tipikal) mempunyai tensile strength 30 Mpa pada suhu 23 C, menjadi 23 Mpa pada suhu 80 C dan 5 Mpa pada suhu 140 C

• Semua karet cenderung menjadi kaku bila didinginkan

04/21/2023

Beberapa sifat penting yang perlu diperhatikan (lanjutan…)

Pengaruh kwalitas (grade) karet

Sifat-sifat karet juga dipengaruhi oleh grade karet tersebut. Contoh: nitrile rubber mempunyai sifat tahan terhadap minyak, namun ketahanan tersebut mempunyai kisaran sedang sampai dengan sangat baik, tergantung pada grade dari nitrile rubber itu sendiri

Pengaruh bahan tambahan

Biasanya penambahan komponen lain dalam suatu karet akan mengubah sifat-sifat dasar dari karet tersebut. Contoh: penambahan carbon black dapat menghasilkan karet dengan tingkat ketahanan terhadap sinar UV yang sangat baik.

04/21/2023

Karet Alam (Natural Rubber, NR)

04/21/2023

Produksi karet alam Indonesia:Terbesar kedua dunia dengan produksi

3,04 juta ton, luas kebun 3,52 jt Ha dan pertumbuhan rata-rata: 5% (Media Data Riset, 2009)

Tahun 2015: Terbesar dunia (target)(Gapkindo, 2008)

SIR-20

Kawasan Perkebunan Karet

04/21/2023

Perkembangan Harga Karet Alam, Karet Sintetik dan Minyak Mentah

Perkiraan Harga Karet Alam sampai tahun 2020: US$ 1,9 (Deperindag, 2008)

Karet Alam (Natural Rubber, NR)

cis-1,4-polyisoprene

Sifat : Berat molekul tinggi (M ~

106) Amorphous (Tg = -70oC) Elastisitas tinggi Elongasi tinggi Tidak tahan terhadap ozon,

minyak dan suhu tinggi

Mudah ditarik

04/21/2023

Grade-nya tergantung pada kadar “dirt” (karena produk alam) dan metode produksinya

Grade yang umum dikenal: Ribbed smoke sheet (RSS): RSS1,…., RSS5 Karet teknis, seperti: Malaysian Standard Rubber

(SMR) dan Standard Indonesian Rubber (SIR5, SIR10, SIR20, SIR50)---------------> makin besar angka, makin tinggi kadar “dirt”

Spesifikasi karet teknis juga berdasarkan ASTM D2227

Karet Alam (lanjutan….)

04/21/2023

Perbandingan kwalitas NR rata-rata Indonesia dan Thailand

SIR-20

TSR-20

Parameter Satuan SIR-20

TSR-20

KotoranAbuNitrogenBahan volatilPoPRI

% massa% massa% massa% massa

%-

0,0250,350,300,352465

0,0200,300,300,253664

Vulkanisasi NR…

Sumber: www.answer.com, Maret 2005

Ditemukan secara tak sengaja oleh Charles Goodyear thn 1840

04/21/2023

Mechanical strength menjadi tinggi dan mempunyai elastisitas yang sangat baik

Ketahanan abrasi menjadi sangat baik (cocok untuk impeller dan lapisan tangki)

Sifat-sifat mekanikal dinamik sangat baik (cocok untuk ban, pegas karet dan vibration mount)

Ketahanan terhadap suhu rendah sangat baik (sampai -57 C) Tahan terhadap penggunaan terus-menerus pada suhu

tinggi (sekitar 75 C) Penambahan carbon black meningkatkan ketahanan

terhadap sinar UV dan ozon Sangat baik untuk isolasi listrik Tahan terhadap larutan asam dan basa encer Tidak tahan terhadap minyak bumi, namun agak tahan

terhadap alkohol dan keton

Setelah NR divulkanisasi…

04/21/2023

Aplikasi Karet Alam Lateks:

Sarung tangan (glove) Kondom Dot bayi Benang karet, dll

Crumb rubber: Ban (> 50%) Conveyor belt Dock fender Rubber dump, dll

AntaraNews, 2008

Beberapa Hal Penting untuk Jenis Karet Lainnya

Jenis Karet Feature

SBR (styrene butadiene rubber)

• Jenis karet sintetik yang paling banyak digunakan (spt utk ban bersama NR)

• Gum vulcanizate-nya mempunyai sifat yg lebih rendah dari NR, sehingga perlu ditambahkan filler (spt carbon black)

• Sifat ketahanannya terhadap bahan kimia, pelarut dan cuaca sama dengan NR

• Harganya relatif murah (sama dengan NR)

CR (Polychloroprene) atau Neoprene

• Tahan terhadap minyak dan cuaca• Dapat memperlambat penyalaan api• Heat aging lebih baik dari NR (spt: tahan selama

1000 jam pd suhu 99 C)• Ketahanan terhadap asam dan basa lebih baik dari

NR dan SBR• Biasanya digunakan utk bahan adhesif• Relatif lebih mahal dibandingkan dengan NR

04/21/2023

Beberapa Hal Penting untuk Jenis Karet Lainnya (Lanjutan…..)

Jenis Karet Feature

NBR (acrylonitrile butadiene rubber) atau nitrile rubber atau Buna-N

• Bersifat polar sehingga tahan terhadap minyak yag non polar, oleh karenanya banyak digunakan di sektor otomotif (seperti seal)

• Tidak tahan terhadap pelarut polar, spt: keton, benzene, toluen, ester

• Sifatnya tergantung pada kadar acrylonitrile (ACN), semakin banyak maka semakin tahan minyak

• Ketahanan terhadap cuaca rendah, sama dengan NR atau SBR

• Heat aging resistance lebih baik dari CR (1000 jam pada 107 C)

• Seperti SBR, perlu penambahan filler utk meningkatkan sifat mekaniknya

Q (silicone rubber), spt MQ, MVQ, MPQ dan MPVQ

• Elastomer yang paling tahan terhadap suhu tinggi dan rendah, spt:heat aging temperature mencapai 205 C (2-5 tahun)

• Sangat tahan terhadap ozon, listrik dan cuaca• Seperti CR, dapat memperlambat penyalaan api• Ketahanan terhadap minyak sama dengan CR• Ketahanan terhadap asam dan basa kurang baik• Biasanya digunakan pada pesawat, peralatan medis,

slang minyak, dll• Relatif lebih mahal dibandingkan dengan jenis karet

lainnya

04/21/2023

Beberapa Hal Penting untuk Jenis Karet Lainnya (Lanjutan…..)

Jenis Karet Feature

EPM (etylene propylene monomer)

• Banyak digunakan sebagai impact modifier plastik berbasis etylene dan memperbaiki viskositas oli

• Kadar etylene yang lebih tinggi menghasilkan green strength yg lebih baik, tp sifat yang jelek pada suhu rendah

EPDM (etylene propylene diene monomer)

• Tidak terpengaruh dengan kondisi cuaca, dan sangat tahan terhadap ozon

• Heat aging temperature limit dalam udara mencapai 150 C (5 tahun pd 100 C)

• Seperti SBR, perlu penambahan filler utk meningkatkan sifat mekaniknya

• Sifat fleksibel pada suhu rendah sangat baik, sama dgn NR dan SBR

• Dapat bercampur dengan baik dengan filler dan minyak dalam jumlah relatif besar, shg biaya bahan baku dapat ditekan

• Lebih tahan terhadap asam dan basa dibandingkan dengan NR dan SBR

• Banyak digunakan sbg lining atap dan jndela, dicampur dengan NR utk sisi samping ban, pembungkus kabel listrik, dan pada atomotif

• Sangat tahan air, sifat mekanik yg baik dan harga relatif murah

04/21/2023

Tugas

Buat tabulasi sifat karet berikut ini:

Butyl rubber IIR and halobutyl rubber CllR and BllR

Hydrogenated nitrile HNBR (HSN) Fluorocarbon rubber FKM (FPM) Aflas TFE/P Kalrez FFKM Polybutadiene rubber BR Polyacrylate ACM Epichlorohydrin ECO CO and GECO Chlorosulfonated polyethylene CSM Polynorbornene

04/21/2023