BAB IPENDAHULUAN1. Karet AlamKaret alam adalah jenis karet pertama yang dibuat sepatu. Sesudah penemuan proses vulkanisasi yang membuat karet menjadi tahan terhadap cuaca dan tidak larut dalam minyak, maka karet mulai digemari sebagai bahan dasar dalam pembuatan berbagai macam alat untuk keperluan dalam rumah ataupun pemakaian di luar rumah seperti sol sepatu dan bahkan sepatu yang semuanya terbuat dari bahan karet. Sebelum itu usaha-usaha menggunakan karet untuk sepatu selalu gagal karena karet manjadi kaku di musim hujan dan lengket serta berbau di musim panas seperti yang pernah dilakukan oleh Roxbury Indian Rubber Company pada tahun 1833 dengan cara melarutkan karet alam terpentin dan mencampurnya dengan hitam karbon untuk menghasilkan karet keras yang tahan air.Struktur dasar karet alam adalah rantai linear unit isoprene (C5H8) yang berat molekul rata-ratanya tersebar antara 10.000 - 400.000. Sifat-sifat mekanik yang baik dari karet alam menyebabkannya dapat digunakan untuk berbagai keperluan umum seperti sol sepatu dan telapak ban kendaraan. Pada suhu kamar, karet tidak berbentuk Kristal padat dan juga tidak berbentuk cairan.Perbedaan karet dengan benda-benda lain, tampak nyata pada sifat karet yang lembut, fleksibel dan elastis. Sifat-sifat ini memberi kesan bahwa karet alam adalah suatu bahan semi cairan alamiah atau suatu cairan dengan kekentalan yang sangat tinggi.Namun begitu, sifat-sifat mekaniknya menyerupai kulit binatang sehingga harus dimastikasi untuk memutus rantai molekulnya agar menjadi lebih pendek. Proses mastikasi ini mengurangi keliatan atau viskositas karet alam sehingga akan memudahkan proses selanjutnya saat bahan-bahan lain ditambahkan. Banyak sifat-sifat karet alam ini yang dapat memberikan keuntungan atau kemudahan dalam proses pengerjaan dan pemakaiannya, baik dalam bentuk karet atau kompon maupun dalam bentuk vulkanisat.Dalam bentuk bahan mentah, karet alam sangat disukai karena mudah menggulung pada roll sewaktu diproses dengan open mill/penggiling terbuka dan dapat mudah bercampur dengan berbagai bahan-bahan yang diperlukan di dalam pembuatan kompon. Dalam bentuk kompon, karet alam sangat mudah dilengketkan satu sama lain sehingga sangat disukai dalam pembuatan barang-barang yang perlu dilapis-lapiskan sebelum vulkanisasi dilakukan. Keunggulan daya lengket inilah yang menyebabkan karet alam sulit disaingi oleh karet sintetik dalam pembuatan karkas untuk ban radial ataupun dalam pembuatan sol karet yang sepatunya diproduksi dengan cara vulkanisasi langsung.Kandungan Alami Karet MentahKaret alam mengandung beberapa bahan antara lain : karet hidrokarbon, protein, lipid netral, lipid polar, karbohidrat, garam anorganik, dll. Protein dalam karet alam dapat mempercepat vulkanisasi atau menarik air dalam vulkanisat. Beberapa lipid ada yang merupakan bahan pencepat atau antioksidan. Protein juga dapat meningkatkan heat build up tetapi dapat juga meningkatkan ketahanan sobek.Karet alam lama kelamaan dapat meningkat viskositasnya atau menjadi keras. Ada jenis karet alam yang sudah ditambah bahan garam hidroksilamin sehingga tidak bisa mengeras dan disebut karet CV (contant viscosity). Karet alam bisa mengkristal pada suhu rendah (misalkan -26C) dan bila ini terjadi, diperlukan pemanasan karet sebelum diolah pabrik barang jadi karet.2. VulkanisasiSejak Goodyear melakukan percobaan memanaskan karet dengan sejumlah kecil sulfur, proses ini menjadi metode terbaik dan paling praktis untuk merubah sifat fisik dari karet. Proses ini disebut vulkanisasi. Vulkanisasi adalah proses pembentukan ikatan silang kimia dari rantai molekul yang berdiri sendiri, yang dapat meningkatkan elastisitas dan menurunkan plastisitas.

Gambar 1.1 Proses vulkanisasi menggunakan belerangFenomena ini tidak hanya terjadi pada karet alam, namun juga pada karet sintetis. Telah diketahui pula bahwa baik panas maupun sulfur tidak menjadi faktor utama dari proses vulkanisasi. Karet dapat divulkanisasi atau mengalami proses curing tanpa adanya panas. Contohnya dengan bantuan sulfur klorida. Banyak pula bahan yang tidak mengandung sulfur tapi dapat memvulkanisasi karet. Bahan ini terbagi dua yaitu oxidizing agents seperti selenium, telurium dan peroksida organik. Serta sumber radikal bebas seperti akselerator, senyawa azo dan peroksida organik.Banyak reaksi kimia yang berhubungan dengan vulkanisasi divariasikan, tetapi hanya melibatkan sedikit atom dari setiap molekul polimer. Definisi dari vulkanisasi dalam kaitannya dengan sifat fisik karet adalah setiap perlakuan yang menurunkan laju alir elastomer, meningkatkan tensile strength dan modulus serta preserve its extensibility. Meskipun vulkanisasi terjadi dengan adanya panas dan sulfur, proses itu tetap berlangsung secara lambat. Reaksi ini dapat dipercepat dengan penambahan sejumlah kecil bahan organik atau anorganik yang disebut akselerator. Untuk mengoptimalkan kerjanya, akselerator membutuhkan bahan kimia lain yang dikenal sebagai aktivator, yang dapat berfungsi sebagai aktivator adalah oksida-oksida logam seperti ZnO.Vulkanisasi dapat dibagi menjadi dua kategori, vulkanisasi nonsulfur dengan peroksida, senyawa nitro, kuinon atau senyawa azo sebagai curing agents; dan vulkanisasi dengan sulfur, selenium atau telurium.

Bahan-bahan tambahan dalam proses vulkanisasiAkselerator : Hingga tahun 1900-an, vulkanisasi karet masih merupakan proses yang lambat, sehingga lebih banyak sulfur yang digunakan daripada jumlah optimumnya. Waktu curing beberapa jam, oleh karena itu dibutuhkan bahan yang mampu mempercepat proses vulkanisasi. Kalsium, magnesium atau seng oksida (akselerator anorganik) dapat mempercepat proses vulkanisasi. Industri karet mengalami perubahan besar ketika diperkenalkan akselerator organik untuk vulkanisasi. Diantaranya ialah senyawa-senyawa yang mengandung sulfur seperti tiourea, tiofenol, merkaptan, ditiokarbamat, tiuram disulfida ditambah akselerator nonsulfur seperti urea. Selain dengan cara mengawali pembentukan radikal bebas atau dengan mengikat proton, beberapa akselerator dapat bekerja dengan bantuan panas. Beberapa akselerator memerlukan aktivator dalam kerjanya.Aktivator : Keberadaan oksida logam atau garam dari kalsium, seng atau magnesium diperlukan untuk mencapai efek penuh dari hampir semua jenis akselerator. Kelarutan dari bahan sangat penting. Oleh karena itu, oksida-oksida logam banyak digunakan bersama asam organik seperti asam stearat atau sabun dari logam yang digunakan (stearat, laurat). Disamping kebutuhan akan aktivator, dengan akselerator seperti merkaptobenzotiazol, adanya oksida logam menjadi sangat penting dalam menentukan jenis reaksi ikatan silang yang terjadi. Ikatan yang terbentuk adalah jembatan ion yang kuat yang terbentuk ketika vulkanisasi.Bahan Pengisi (filler) : Vulkanisat dengan komposisi karet, sulfur, akselerator, aktivator dan asam organik relatif bersifat lembut. Nilainya dalam industri modern pun relatif rendah. Untuk memperbaiki nilai di industri perlu ditambahkan bahan pengisi. Penambahan ini meningkatkan sifat-sifat mekanik seperti tensile strength, stiffness, tear resistance, dan abrasion resistance. Bahan yang ditambahkan disebut reinforcing fillers dan perbaikan yang ditimbulkan disebut reinforcement. Hanya sedikit bahan pengisi yang bersifat memperbaiki satu atau dua sifat karet alam. Sementara yang lainnya melemahkan vulkanisat pada satu atau dua sifat. Bahan tersebut dikenal sebagai inert fillers. Kemampuan filler untuk memperbaiki sifat vulkanisat dipengaruhi oleh sifat alami filler, tipe elastomer dan jumlah filler yang digunakan. Komposisi kimia dari filler menentukan kemampuan kerja dari filler. Karbon hitam adalah filler yang paling efisien meskipun ukuran partikel, kondisi permukaan dan sifat lain dapat dikombinasikan secara luas. Sifat elastomer juga turut menentukan daya kerja dari filler. Bahan yang baik untuk memperbaiki sifat karet tertentu, belum tentu bekerja sama baiknya untuk jenis karet lain. Peningkatan jumlah filler menyebabkan perbaikan sifat vulkanisat. Karbon hitam adalah satu-satunya bahan murah yang dapat memperbaiki ketiga sifat penting vulkanisat yaitu tensile strength, tear resistance dan abrasion resistance.Vulkanisasi karet alam sangat baik dalam hal-hal berikut :1. Kepegasan pantulHal ini menyebabkan timbulnya kalor (heat build up) rendah, yang sangat diperlukan oleh barang jadi karet yang akan mengalami hentakan berulang-ulang. Sifat inilah yang menyebabkan karet alam selalu dipakai dalam pembuatan ban truk dan kapal terbang yang sulit disaingi oleh karet sintetik.b. Tegangan putusc. Ketahanan sobek dan kikisd. Fleksibilitas pada suhu rendahe. Daya lengket ke fabric atau logamSol sepatu sangat memerlukan sifat-sifat tersebut di atas, karena itu karet alam adalah pilihan sangat tepat. Secara umum sol sepatu membutuhkan kekuatan, ketahanan kikis, dan ketahanan sobek yang tinggi. Vulkanisat karet alam kuat dan tahan lama bahkan dapat digunakan pada suhu -60F. Karet alam bisa dibuat menjadi karet yang agak kaku tetapi masih mempunyai fleksibilitas dan ketahanan kikis, ketahanan retak lentur serta kekuatan tinggi. Hal ini menguntungkan dalam pembuatan sol sepatu karena sol sepatu bisa dibuat tipis (seperti sol luar sepatu olahraga), sambil tetap menjaga agar tidak merasakan batu sewaktu berjalan.

BAB IIPROSES PEMBUATAN SOL SEPATUPembuatan Sol Sepatu Dengan Bahan Pengisi Abu TerbangAbu terbang merupakan limbah yang dihasilkan dari proses pembakaran batu bara pada unit Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Pada unit PLTU Suralaya - Banten, abu terbang telah dihasilkan sebanyak 24 ribu ton per bulan. Limbah ini membentuk deposit menggunung dilokasi-lokasi pembakaran batubara karena belum dimanfaatkan menjadi suatu bahan yang merniliki nilai guna yang lebih baik. Abu terbang umumnya bewarna abu-abu putih , densitas sekitar 2 gr/cm3, dengan komposisi kimia terdiri atas silika (Si02) > 40%, Ai203 sekitar 20%, Fe203 5%, CaO 3 - 4%, dan MgO 1% (ACAA, 2001). Abu terbang sesungguhnya berpotensi dimanfaatkan sebagai bahan pengisi karet karena merupakan senyawa sillikat yang mengandung silika sekitar 50%.Senyawa silikat merupakan bahan pengisi yang sudah umum digunakan dajam pembuatan barang jadi karet seperti kaolin. Penggunaan bahan pengisi abu terbang bertujuan untuk menggantikan bahan pengisi tidak hitam komersial seperti kaolin dan CaC03 sehingga dapat menurunkan biaya pembuatan vulkanisat sol sepatu. 1. BahanAbu terbang berasal dari PT Indonesia Power Unit Pembangkit Suralaya-Banten, karet alam, ZnO, asam strearat, kaolin, CaCO,, Montactere, white oil, CBS (NCyclohexyl- 1,2-benzothiazole sulfenamide), pewarna dan belerang. Formula kompon pembuatan sol sepatu karet alam disajikan pada Tabel 1.

Tabel 2.1 Formula kompon karet dengan variasi bahan pengisi untuk pembuatan vulkanisat sol sepatu

2. Metode Perlakuan-perlakuan Terhadap Abu TerbangPernanfaatan abu terbang untuk dijadikan bahan pengisi barang jadi karet dilakukan dengan tahapan sebagai berikut :a) Pengecilan ukuran partikel dengan cara penggilingan di dalam ball-mill dan bola-bola stainless-stell.b) Pencucian partikel untuk rnemisahkan bahan pengotor seperti tanah liat dan pasir halus.c) Penurunan kadar besi dengan pengaduk magnit.d) Pengeringan untuk menurunkan kadar air kristal.e) Penyaringan dengan kasa 300 mesh.f) Pencampuran abu terbang hasil perlakuan (a) s/d (e) dengan karet dan bahan-bahan kimia kompon. Proses pencampuran karet dan bahan kimia karet dilakukan pada gilingan 2-rol ukuran laboratoriurn. Uji karakteristik pematangan kompon karet dilakukan pada Oscillation Moving Die Rheometer Toyoseiki pada suhu 150oC menurut IS0 34 17. Selanjutnya kompon karet divulkanisasi untuk menghasilkan vulkanisat sol sepatu karet.

BAB IIISTANDAR KUALITAS DAN METODE PENGUJIAN PRODUK3.1 Standar KualitasTabel 3.1 Spesifikasi sol karet cetak (SNI 12-0778-1989 Ed.1.6)

Tabel 3.2 Spesifikasi sol karet sepatu olahraga (SNI 12-1844-1990 Ed.1.2)

3.2 Metode Pengujian ProdukSifat-sifat fisik vulkanisat sol sepatu karet alam yang diuji adalah : kekerasan, tegangan putus, perpanjangan putus, modulus 300 %, ketahanan sobek, bobot jenis, dan perpanjangan tetap 100 %. Sedangkan untuk karakteristik pematangan kompon karet yang diuji adalah : modulus torsi maksimum dan minimum, modulus torsi optimum, waktu scorch (ts*), waktu optimum vulkanisasi (tgO) dan indeks laju pematangan (CRI).1. Uji Kekerasan (Tensile strength)Tensile strength () didefinisikan sebagai sumber kekuatan yang diperlukan untuk memutuskan spesimen uji, yang dinyatakan dengan gaya (F) per luas penampang (A) atau :

2. ModulusModulus merupakan suatu ukuran yang menyatakan perbandingan antara kuat tarik dan perpanjangan pada saat mula-mula specimen ditarik, dapat dinyatakan dengan rumus :

Sifat tensile tergantung pada bahan itu sendiri maupun kondisi uji (seperti suhu, kelembaban, geometri spesimen, pengkondisian pra uji, dan lain-lain), sehingga suatu hasil pengujian hanya dapat dibandingkan dengan hasil pengujian pada kondisi yang sama. Suhu pengujian sangat mempengaruhi sifat tensile, sehingga parameter tersebut harus dapat dikontrol. Sebelum pengujian sifat tensile, sampel karet terlebih dahulu dibuat dalam bentuk lembaran dengan ketebalan biasanya adalah 2 mm. Selanjutnya dipotong menjadi specimen uji sesuai standar pengujian yang digunakan.

3. Perpanjangan putus (Elongation at break)Elongation at break () merupakan total perpanjangan (d) spesimen uji ketika putus, yaitu persentase penambahan panjang sesudah diuji tarik dibandingkan dengan panjang mula-mula (a) atau :

4. Pengujian Kuat sobek (Tear Strenght)Pengujian ini bertujuan untuk menentukan kemampuan karet menahan sobekan (tear strength). Pengujian ini penting dilakukan untuk beberapa jenis produk karet, seperti karet untuk tapak, pipa, pembalut kabel, sepatu karet dan lain-lain. Setiap produk tersebut mempunyai standar minimal nilai kuat sobek tersendiri. Metode yang paling mudah untuk menentukan ketahanan terhadap sobekan adalah dengan menoreh pada bagian tertentu dari karet dan menyobeknya dengan tangan. Bila perlakuan tersebut menyebabkan terjadinya sobekan pada karet, maka dapat dinyatakan bahwa ketahanan sobek karet tersebut rendah sekali dan mungkin tidak diperlukan pengujian ketahan sobek standar lanjutan. Rumus kuat sobek :

BAB IVKESIMPULANKaret alam adalah jenis karet pertama yang dibuat sepatu. Sesudah penemuan proses vulkanisasi yang membuat karet menjadi tahan terhadap cuaca dan tidak larut dalam minyak. Karet alam mengandung beberapa bahan antara lain : karet hidrokarbon, protein, lipid netral, lipid polar, karbohidrat, garam anorganik, dll. Protein dalam karet alam dapat mempercepat vulkanisasi atau menarik air dalam vulkanisat. Vulkanisasi adalah proses pembentukan ikatan silang kimia dari rantai molekul yang berdiri sendiri, yang dapat meningkatkan elastisitas dan menurunkan plastisitas. Abu terbang berpotensi dimanfaatkan sebagai bahan pengisi karet karena merupakan senyawa sillikat yang mengandung silika sekitar 50%. Penggunaan bahan pengisi abu terbang bertujuan untuk menggantikan bahan pengisi tidak hitam komersial seperti kaolin dan CaC03 sehingga dapat menurunkan biaya pembuatan vulkanisat sol sepatu. Sifat-sifat fisik vulkanisat sol sepatu karet alam yang diuji adalah : kekerasan, tegangan putus, perpanjangan putus, modulus 300 %, ketahanan sobek, bobot jenis, dan perpanjangan tetap 100 %. Sedangkan untuk karakteristik pematangan kompon karet yang diuji adalah : modulus torsi maksimum dan minimum, modulus torsi optimum, waktu scorch (ts*), waktu optimum vulkanisasi (tgO) dan indeks laju pematangan (CRI).