PeMlillon don Pengembongon Aplikasi lSOiOp don Radiasi. 1999

KOPOLIMERISASI RADIASI METIL METAKRILAT KE DALAMLARUTAN KARET ALAM DALAM TOLUENA

Made Sumarti, Marga Utama, dan Marsongko

Pusat Aplikasi lsotop datI Radiasi, BAT AN

ABSTRAK

KOPOLlM£RISASI RADIASI METIL METAKRILAT KE DALAM LARUTAN KARET ALAMDALAM TOLUENA. Larutan karet alam dalam toluena berkadar 10%, diberi larulan MMA sebanyak: 70, 80, 90,dan 100 psk (perserotus bagian beret karet), kemudian diiradiasi dengan sinar ganuna C0-60 ~da dosis 0, I, 3, 5, 7,dan 10 kGy telah diketjakan. Sifat larutan kopolimer yang dihasilkan yaitu derajat konversi, kandWlgan poli MMA,kekentaIan, dan daya rekat terbadap bebera~ matrik film polimer (film dari etilen vinil asetat atau EVA, vulkanisatkaret, L.-ulit alam, dan film poli vinil clarida ) dievaluasi. Hasil menWljukkan kopolimer karet alam- MMA yangmengandWlg 100 psk MMA berdosis iradiasi antara 5 -7 kGy memiliki derajat konversi dan daya reut padabebera~ macam matrik maksimum yaitu masing-masing 700/0 dan antara 0,3 -0,6 kg/cm.

ABSTRACT

RADIATION COPOLYMERIZATION OF MEnlYL METIIACRYLATE INTO A ~TURE OFNATURAL RUBBER IN TOLUENA. The mixtures of 10 % natural rubber in toluena were given 70, 80, 90, and100 phr ( part hundrlxI mtio of Methyl Methacrylate (MMA) then imldiated by gamma 60Co at the irradiation doses of0, I, 3, 5, 7, and 10 kGy have been carried out. The properties of copolymer such as degree of convertion, polymerloading, viscosity and peel strength at some polymer films (ethylene vinyl acetate film rubber vulcanized, naturalleather and polyvinyl cloride film) were evaluated. The results showed that the copolymer contained 100 phr ofMMA and irradiatoo at doses of 5 -7 kGy have a maximum degree at convertion and peel strength with the valueeach were 70 % and between 0,3 -0,6 kg/cm respectively.

PENDAHULUAN Alat. Kekentalan kopolimerisasi larutan karetalalD MMA diukur dengan alat viscometer tipe visconic E-12 buatan Toyo Seiki, irndiasi dilaksanakan pada lradiatorSerna GWta C0-60 , dan dosis irndiasi ditentukan memakaidosimeter Persfex. Struktur kimia diukur dengan alatFourier Transform Infra Red (FTIR) tipe 8201 buatanSllimadzu Jepang.

Metode. Skema (Bagan) metode dilakukanseperti berikut:

I MMA: 70,80, 90, 100 psk I

_../\/\/\/-70,1,3,5,7, IOkGy

BUT ACLOR adaJall nalna paten ballan perekatyang dibuat dari kopolirnerisasi l\.1MA ke dalaJ11polychloroprene dengan menggwlakan toluena sebagaipelarut dan benzoil peroksid sebagai katalisator (I).Butaclor rnerupakan bal13l1 dasar perekat UI1tuk kulitsintetis yang berasal dari PVC.Proses kopolimerisasi rndiasi MMA ke daIam larutan karetalam telah dikenal sejak tallUl1 1959 (2), sedang diIndonesia dirnulai tallUl1 1984 (3), sementarn itupemakaian kopolimer lateks karet alam UI1tuk perekatpapan partikel, kayu lapis, dan sepatu telall diberitakansejak tallUl1 1995 (4,6).

Berdasarkan data tersebut, maka dalam makalahini akan dibahas ten tang kopolimerisasi radiasi l\.1MA kedalam larutan karet al3111 dengaJl tujuan mencari kondisioptimum proses kopolimerisasi radiasi.

Adapwl hipotesa yang akaJl dibuktikall ialah dayarekat kopolimerisasi karet alam MMA dalam toluen lebihbaik daripada karet alam.

Parnmeter yang diukur adalah : kekentaJan, derajatkonversi, derajat kopolimer, daya rekat, daD stmktur inframerah.

Karet alam padat sebanyak 1 kg dilarntkan dalamtoluena berkadar 100/0, diaduk hingga semua karet a1amtarot, kemudian ditambahkan monomer metil metakrilat(MMA) dengan kadar 70, 80, 90, dan 100 psk.Pengadukan dilakukan dengan stirer selarna 1 jam. LarutanKA -MMA dalam toluena diirndiasi pada dosis 0, 1,3,5,7, dan 10 kGy meng11aSilkan produk kopolimerisasilarntan KA -MMA. Setelah itu dilakukan pengujiandengan bebernpa parameter antarn lain yaitu : kekentalan,

TATA KERJA

Bahan. Sebagai ballan percobaan digw1akaIllateks karet aJarn pekat kualitas ASTM dari PTP XI PasirWaringin. Jawa Barat. Monomer yang digwlakan MetilMetakrilat (MMA) teknis dan toluena teklus buataJl daIaJll

negeri.

269

Penelilian don Pengenlbangan Aplikasi I.-otop don Radiasi, J 999

derajat konversi, derajat kopolimer, daya rekat, danstmktur ilma merah.

Mengllitung derajat konversi yaitu : jumlallpolimer yang terjadi di dalam film karel, dibagi beratmonomer yang ditalnbaltkan, lalu dikali 100.

Sedang untuk menghitung derajat kopolimeryaitu : berat polimer yang terjadi di dalmn karet, dibagiberat karel, dikali 100.

BASIL DAN PEMBABASAN

Proses Kopolimerisasi Radiasi. Pengarull dosisiradiasi terlladap derajat konversi dapat dilillat padaGambar I. Semakin tinggi penamballan kadar MMAderajat konversi jugc'l naik. Dengan penambahan kadarMMA sebanyak 70 psk pada dosis iradiasi 5 -10 kGyderajat konversi mencapai 36 -42 %. Sedang padapenambahan 100 psk pada dosis iradiasi 5 -10 kGyderajat konversi mencapai 62 -70 %. Dapat dilihat bahwadengan pellc'lmbahan kadar monomer dml dosis iradiasi,derajat konversi akan terpengaruh. Hal ilU diduga karenaadanya peningkatan berat moleku1 kopolimer MMAsehingga dengan naiknya dosis, kecepatan reaksi terminasimeningkat dan akibamya derajat konversi meningkat..Nilai tertinggi pada penmuballaD kadar MMA 100 pskdengan dosis iradiasi antara 5 -7 kGy.

Gambar 2, pengaru11 dosis iradiasi terlladapkandungan poli MMA dalam larutan polimer. Denganpenatnballan kadar MMA sebanyak 70 psk pada dosisiradiasi 5 -10 kGy kandungan poli -MMA mencapai 25-30 0/0, sedmlg pada penambahan kadar monomer MMAsebanyak 100 psk pada dosis iradiasi 5 -10 kGykandungan poli -MMA mencapai 61 -70 %. Gambar inimenwljukkan bahwa dosis iradiasi mempengarulukandungan polimer daD jmnlall ikatan silang karet ,sedangkenaikkan konsentrasi monomer mempengarulli jumlallPMMA. Dapat dilihat ballwa dengan penambahanmonomer MMA sebanyak 100 psk kandungan polimeryang tertinggi pada dosis iradiasi antara 5 -7 kGy.

Pengaruh Kadar Monomer. Pengarull ka~1fmonomer terhadap derajat konversi terlihat di Gambar 3.Pada dosis iradiasi I, 5, datI 10 kGy dengan penambaltankadar monomer derajat konversi menunm, daD terendahpada penambahan kadar monomer 90 psk derajatkonversi mencapc'li 17 %. Tetapi setelah penamballaanmonomer mencapai 100 psk pada dosis iradiasi antara 5 -10 kGy derajat konversi mencapai nilai tertinggi 62 -70%.

kadar monomer sebanyak 100 psk dapat dilihat semakintinggi dosis iradiasi kekentalan semakin rendah, tetapisetelah dosis iradiasi mencapai 7 kGy kekentalan relatifstabil. Terlihat bahwa pada penambahan MMA sebanyak100 psk radiasi SUdall cukup pada dosis 5 -7 kGy, karenakekentalannya SUdall relatif sarna dengan perekat yangberedar dipasaran.

Pengarull kadar MMA terhadap kekentalan pactaGambar 6. Pada dosis iradiasi 1 kGy terlihat kekentalanmakin rendall dengan bertarnbahnya dosis iradiasi. Sedangpacta dosis iradiasi 5 kGy kekentalan sedikit bertambahpada kadar MlvIA 80 & 90 psk, daD pada kadar MMA 100psk kekentalan sedikit menurun. Setelah dosis iradiasidinaikkan menjadi 7 kGy kekentalan sedikit menurun padakadar MlvIA 80 & 90 psk dan naik sedikit pacta kadarMMA 100 psk. Disini dapat terlihat bahwa padapenmnbahan MMA sebanyak 100 psk yang terbaik,kenaikan kekentalan relatif stabil pacta dosis iradiasi antara

5-7kGy.Menunlt F. Sundardi dan Kadarijah (3) dalam

proses kopolimerisasi MMA ke dalam lateks karet alam,dengan naiknya dosis radiasi sampai dengan 3 kGy akanmenyebabkan kekentalan, derajat konversi, derajatkopolimer akan meningkat.

Pengaruh lama penyimpanan terhadaP kekentaiandapat dilihat pada Gambar 7. Terlihat bahwa makin lamawaktu penyimpanan mempengarulli kekentalan larutankaret alam -MMA semakin kental. Dan penambahankadar MlvIA juga mempengaruhi dengan waktupenyimpanan lateks kopolimerisasi MMA, makin sedikitpenmnbahan kadar MMA lateks semakin kental. Tetapipacta Gambar tersebut terlihat dengan penambahan MlvIAsebanyak 100 psk, pacta waktu penyimpanan 1 bulan latekskopolimerisasi MMA makin ken tal, setelah disimpanselaIna 2 bulan lateks makin encer. Diduga turunnyakekentalan lateks karena adanya beberapa bahan bukankaret mengalami pemecahan pemarlasan sehingga beratmolekul menurun akibatnya lateks menjadi lebih encer.

Spektra infra merah pacta Gambar 8. Spektrumspesifik metakrilat berada dibilangan gelombang 2908,1660, 1440, 1150, 840 cm-!, sedang sebagai bilanganakrilat pacta pcmjang gelombang 1730 daD 1160 cm-1Kedua variasi kopolimer karet alam metil metakrilat dalamtoluen daD kopolimer metil metakrilat dalam THFmenghasilkan karakterisasi yang sarna pacta daerah sidikragmn infra merall. Sehingga pacta sidik ragam keduapelarut itu tidak berbeda nyata.

Pada Tabel I. Daya rekat lateks kopolimer MlvIAdengan beberapa rnatrik. Terlihat dengan kenaikanpenambahan kadar MlvIA 70, 80, 90 daD 100 psk, dayarekat meningkat. Hal ini disebabkan MMA mempunyaigugus polar yang kemungkinan lebih kompatibel dengankaret -karet daD kulit -karet. Daya rekat kopolimerisasikaret alam MMA dalam toluen lebih baik daripada karetalam dan yang terbaik dengan kadar MMA sebanyak 100

psk.

KESIMPULAN

Pengarull kadar monomer terlmdap kandlUlganpolimer pada GaInbar 4. Dengan penaInballan dosisiradiasi dari I, 5, dan 10 kGy kandlUlgan polimer padakadar monomer 80 -90 psk tunul dan pada penamballaIlkadar monomer mencapai 100 psk kandlUlgan polimernaik dan nilai tertinggi mencapai antara 61 -70 %. Dapatdi1ihat selnakin tinggi dosis senlakin tinggi kalldlUlgan

polimemya.Pengarull dosis iradiasi terhadap kekentalan dapat

dilillat pacta GaInbar 5. MenlUljukkan penaInballanmonomer MMA sebanyak 70 psk, semakin tinggi dosisiradiasi maka kekentalan larut.'lll karet alam -MMAsemakin rendah atau encer. Sedang pada penanlballan

Dari uraian yang telah dilakukan dapat disimptdkansebagai berikut:

270

Pelle/iliall dall Pellgemballgall Ap/ikasi IsOIOp don Radiasi, /999

3. F.SUNDARDI, dan KADARIJAH, J. Appl. Polym.Sci., XXIX,(I984)I515.

4. MARGA UTAMA. HERWINARNI. KADARIJAH.MADE SUMARTI. MARSONGKO.RISWIY ANTO. SUNIT HENDRANA.INDRATMOKO. SRI pun ASTUTI. HARTOYO.EVI. H. AURING. Pengembangan pemakaianlateks karet alarn dengan metode kopolimerisasirndiasi,

1. Penambal1an kadar MMA dan dosis iradiasi akanmenaikkan derajat konversi dan kandungan polimerserta menunmkan kekentalan dari sampel yangdiperiksa.

2. Penambahan yang terbaik MMA dengankadar 100 pskdiiradiasi cukup dengan dosis 5 -7 kGy.

3. Daya rekat kopolimerisasi karet alam MMA dalamtoluen lebih baik daripada lateks karet alamo

DAFTAR PUSTAKA5. 5.Marga Utama, Fahrudin, Monansih, Pembuatan

papan partikel daTi sekam padi dengan kopolimerlateks karet alam sebagi perekatnya, ProsidingSeminar Saint dan Teknologi, PPTN -Batao,Bandung (1996) 285.

ANONIME, MA 45 Grafting Process, TeclmicalDepartement Enichem Elastomeres France,Technical Bulletin No. 3677, Enichem Elastomer,France (1993)

2. W. COOPER and G. Vaugllan, 111e kinetic of gmftcopolymerization, J. J. Polym. Sci XXXVII Sci,XXXVII (1959) 241.

6. HARTOYO dan MARGA UT AMA, Studi pemakaianlateks alam metil metakrilat dan stirena kopolimeruntuk ballaD perekat kayu lapis, ProsidingSimposium Nasional Polimer (1995).

Tabel Daya rekat kgicm pada 0 bulan

JenisMatrik

Larutan KA-MMA dalam Toluena, pskLateks Karet-Alam

70 80 90 100

EVA-Kulit-Karet-PVC-EVA-EVA-EVA-Kulit -Kulit -PVC-

0,10,10,10,10,10,10,10,10,10,1

0,50,406,0,2

0,1

0,20,20,4

0,2

0,3

0,50,40,60,20,20,20,20,40,30,3

0,50,40,60,20,30,20,20,40,30,3

0,50,40,70,30,30,30,30,50,40,4

EVA = Etilen Villi) Asetat

271

-EVA-Kulit-Karet.PVC

-PVC

-Kulit-Karet-Karet-PVC

.Karet

Pencli/ian dan Pcngcmbangan Ap/ikasi Is%p dan Radiasi, /999

:::e0

.--fh~fJ)

~0

~...m.-

tU~

(J>C

/'/'

~.trj/"/"'.-., ~ ~---C"""' """ .-, ( )..,... '.,." '.

40~!~,

20 -:,~ iI .

-;

J -.100 Psk. i.IQ! .

'! I I I .I ! .I r I I ! !

0 2 4 6 8 10

-.l)- 70 psI<.

Dosis iradiasi, key

Gambar 1. Pengaruh dosis fradiast terhadap derajatkonversi .

80

8

.,.,.,..-

/;7.'"

.'-"'/

)

.-,

~

20

,-00'"

,.:~

.,E

Rccu

g:J

"2~ -0- 70 psk..

..1'1'1 .~1~OP~k'l0 2 .4 6 8 10

0

Dosis iradiasi., kGy

Gambar 2. Pengaruh dos~s iradiasi terhadap kandungan

pofimer

272

...!jf.f

6011,.,t

4°4

Pene/itian dan Pengembangan Ap/ikasi Isatop dan Radiasi. 1999

80 -,; t

')-, -,.cJ .

4;

60 ~ 5 kGy

. -D-J

-1

1 kGy,-.,~

I/..1 ~*

.-(J)I...

~0~+JtU

,..

~G)a

10

key ",",/./

./'

,-./it

40~~

-.., ,-' .'

} "--- -..,J~"I I ~- -J20 ~ "-'-

; v;(

1.II .

0" I I. f I I'!

60 70 80 90 100 110

Kadar monomer, psk.

Gambar 3. Pengaruh kadar monomer terhadap derajatkonversi

00'"'-~Q)

.,§-8-cm

~"BCO~

60 70 80 90 100 110

Kadar monomer, fIsk.

Gambar 4. Pengaruh kadar mOJ10mer terhadap kandunganpo Ii mer

273

~ -"---o ..-,--u/

Pene/ilian dan Pengembangan Aplikasi Isotop dan Radiasi. /999

X 10"18 .

1614

12

10364

20

"

II!~

0-

Ec~~- -" ~ ~

,-0- 70 psk.

...100 psk..I r .I " 1 .} " ..

2 4 6 8 10

Oosis ira~iasi, kGy

0

Gambar 5. Pengaruh dosls iradlasi terhadap kekentalan

x

II'\'C

CoE

~ta

---C

§.Q)~

~~~~

-':).. .1kGy ... 5kGy r'! 7kGy, .c ,.

III t

60 70 SO 90 100 110

Kadar MM, psk.

Gambar 6. Pengaruh kadar thM terhadap kekentalan

0 0.5 1 1.5 2 L5

lama pen}limpanan, bulan;

Gambar 7. Pengaruh lama pen;.;mpanan terhadap kekentalan

274

10316

14

12

10

864-

2 !

0

Penelilian dan Pengembangan Aplikasi IsOIOp dan Radiasi. J 999

o.1$

c-.=;J:::~0

~

".I..

2~ 0

i

\

~~o....g~""0

i0

~\~I'"'\ i ~

,I ,... iI R...5

000000..0-t -i .i .j 2 0-

0.

§...

0

~;3

0.0

0,0'"

0.;..

0

~..¥.

275

.....'9............:..............!-:

Ao0..

Pene/itian dan Pengembangan Ap/ikasi Isotop don Radiasi, /999

DISKUSI

KAD ARIJ AHZAINUDDIN

1. Bagaimana tara rnengukur konversi derajat kopolirner?2. Karet adalah bahaIl perekat yang sudah urnurn dipakai.

Dalarn rnakalall disebutkan kadar karet hanya 10 %,sedang MMA-nya 100 psk, yang bersifat plastik yangdaya rekatnya rendah/tidak ada. Bagairnanarnekanisrnenya, bahwa yang 100 psk paling baik ?

1. Mengapa melnilill konsentrasi MMA yang sangatberdekataIl, yaitu 70, 80, 90 dan 100 psk '1

2. Kaitamlya dengan pertanyaan No.1, kenapa haIlyabasil 70 dan 100 psk MMA yang disajikan padaGambar 1 dan 2 ? Bagaimana dengan konsentrasi yanglain?

3. Pada Gambar 3 dan 4, kenapa derajat konvensi padaawal-awal penambahan monomer terjadi kecendrunganmenurun sebelum terjadi kenaikan setaro tajam denganbertambahnya konsentrasi monomer?

MADE SUMARTI K.

MADE SUMARTI K.

1. Derajat konversi dihitung : Jumlah polimer yang terjadidi dalam film karet dibagi dengan monomer yangditambahkan dikalikan 100.Derajat kopolimer dihitung : Berat polimer yang terjadidalam karet dibagi dengan berat karet dikalikan 100.

2. Daya rekaUlya ada, memang kecil dan dari basilmenwljukkan larutan karet alam-IvIMA dalam toluendengan konsentrasi lebih baik dari yang lain.

PRA TIWI SAPTO

I. Karel1c1 menurut peneliti terdahulu telall didapa~1l1konsentrasi MMA yang baik antara 75 -100 psk.

2. Karena llasil dari penatnballan konsentrasi MMAsebanyak 70 psk daD 100 psk mempunyai nilai derajatkonvensi dan kandungan polimer yang terendah dantertinggi.

3. Secara st.1tistik sebenarnya tidak menurun dan relatifkenaikan salna.

ANIK S.

~ : Susunan kalimat pertama : Larutan karetalam dan seterosnya bukan susunan/struktur bahasaIndonesia yang baku. Rumusan hipotesis kurangkuantitatif (hanya kualitatif saja).Seyogyanya judul memberikan infonnasi tentang tujuandari penelitian.Apakall YaIlg menyebabkaIl perekat itu lengket

antara lnatrik dengan mat.rlk, maksud saya MMA ataukaret ion?

MADE SUMARTI K.

MADE SUMARTI K. Terirna kasih banyak atas saran yang Ibu berikan.

Perlu pengkajian lebih lanjut untuk pengujiansifat morfologinya.

MER! S.

Mengapa karet alam, Iiams dimasukan dulu kedalam toluen berkadar 100/0, apa ftmgsi toluen disi.ISNI M.

Untllk pengujian perekat pacta beberapa macmnmatrik, stand.1r apa yang digunakan sebagai pembanding ?

MADE SUMARTI K.

Fungsi toluen disi sebagai pelarut.MADE SUMARTI K.

Sebagai pembanding disini kita menggw1akanperekat lateks karet alamo

276