BAB I PENDAHULUAN
.1 Lata Latarr Bela Belaka kang ng Pelumas dapat didefinisikan sebagai zat di antara dua permukaan yang bergerak supaya mengurangi gesekan di antara keduanya (Caines dan Haycock, 1996). erdasarkan !enisnya, pelumas terbagi atas dua golongan, yaitu minyak lumas (lubri (lubricating cating oil ) dan gemuk lumas (lubricating (lubricating grease). grease). "emuk lumas merupakan minyak lumas yang diberi ba#an pengental (thickening (thickening agent ) atau dapat dikatakan sebagai #asil dispersi ba#an pengental dalam pelumas cair yang sifatnya padat sampai semi padat. $inyak lumas merupakan !enis pelumas yang berbentuk cair tanpa tanp a zat pengental (thickening (thickening agent ). ). %iga %iga #al yang paling berpengaru# berpengaru# dalam proses pemili#an pelumas adala# !enis kegunaan, kekentalan dan mutu. &ari kegunaannya, pelumas cair biasa digun digunaka akan n
pada pada
mesin mesin otom otomoti otiff sed sedang angkan kan untuk untuk grease, grease, karena karena kentalny kentalnyaa
gemuk lumas yang akan menempel terus pada komponen yang dilumasi dan tidak akan menetes, se#ingga cocok untuk komponen'komponen komponen'komponen terbuka seperti engsel pintu, sendi'sendi ba tang, lengan suspensi, suspens i, dan lain sebagainya. sebagain ya. Pada umumnya gemuk lumas terbuat dari minyak mineral dengan ba#an dasar minyak bumi. %etapi %etapi penggunaan minyak mineral dalam pembuatan gemuk lumas lumas berba# berba#aya aya bagi bagi kese# kese#ata atan n karena karena menga mengandu ndung ng senya senyaa a sulfu sulfurr dan arom aromati atik, k, serta serta tidak tidak bersif bersifat at bio-degradable, se#ingga menimbu menimbulkan lkan masala masala# # bio-degradable, se#ingga pencemaran lingkungan. elain itu, ketersediaan minyak bumi !uga semakin menipis menipis se#ingga se#ingga diperluk diperlukan an peneliti penelitian an untuk untuk membuat membuat gemuk gemuk lumas lumas dengan dengan ketersedian ba#an lokal yang besar, rama# lingkungan dan aman bagi kese#atan (Centers For Disease Control and Prevention (C&C), Prevention (C&C), *+11). $inya $inyak k arak arak (castor castor oil ) di#asi di#asilk lkan an dari dari bi!i bi!i tanam tanaman an !arak !arak Ricinus (Ricinus communis L.) L. ) yang dengan muda# tumbu# di daera# tropis dan sub tropis, sala# satunya di -ndonesia. Pada ta#un *+++, luas area tanaman !arak di -ndonesia tela# mencapai mencapai 1*.91 1*.91 #ektar #ektar dengan dengan produksi produksi bi!i !arak sebesar sebesar 1./+0 1./+0 tonta# tonta#un. un.
1
Produksi bi!i !arak di -ndonesia terus mengalami mengalami peningkatan dari ta#un ke ta#un. ampai ak#ir ta#un *++2, produksi bi!i !arak -ndonesia tela# mencapai *.93 tonta#un. &engan !umla# ketersediaan yang besar, minyak !arak berpotensi untuk menggan menggantika tikan n minyak minyak mineral mineral sebagai sebagai ba#an ba#an baku pembuat pembuatan an gemuk gemuk lumas. lumas. 4danya 4danya 5ariasi 5ariasi pemanfa pemanfaatan atan minyak minyak !arak !arak di#arapk di#arapkan an dapat dapat menamba menamba# # nilai nilai produk minyak !arak di d i indonesia omposisi gemuk lumas terdiri dari minyak lumas dasar (base oil) sebesar oil) sebesar /'9/7 , ba#an , ba#an pengental pengental (thickener) sebesar (thickener) sebesar 1+ sd *+7 , , dan untuk komposisi selebi#nya itu adala# ba#an tamba#an (additive), ba#an (additive), ba#an pengisi peng isi (filler), (filler), zat arna, parfum dan comle!ing comle!ing agent . a#an pengental yang umum digunakan dalam pembuatan gemuk lumas antara lain sabun kalsium, sabun aluminium dan sabun litium. "em "emuk liti litium um dibu dibuat at mengg enggun unak akan an sabu sabun n
liti litium um deng dengan an reak reaksi si
saponifikasi litium #idroksida dan asam 1*'#idroksistearat (1*'H4), pada su#u 16+'*/++C, terga tergantu ntung ng pada pada minya minyak k dasar dasar dan dan !enis !enis reakto reaktorr yang yang digun digunaka akan n ($ortie ($ortierr dkk, *+1+). "emuk "emuk litium litium diproduk diproduksi si dan dikemba dikembangka ngkan n pada masa masa Perang &unia --. 4alnya, !enis gemuk ini #arganya masi# sangat ma#al. ini gemuk litium ini tela# dipergunakan dipergunakan secara luas, bukan sa!a pada mesin pesaat, pesaat, melainkan suda# meramba# ke mesin industri ataupun otomotif, #arganya pun suda# suda# tidak tidak lagi lagi ma#al ma#al.. "emuk "emuk liti litium um memi memilik likii kelebi kelebi#an #an yait yaitu u secar secaraa fisik fisik memiliki tekstur yang #alus ( smooth), smooth), arna yang agak terang, memiliki kiner!a yang baik pada su#u yang tinggi dan su#u renda#, serta memiliki kestabilan oksidasi yang baik tetapi kelema#an kelema#an gemuk litium adala# keta#anannya ter#adap air kurang baik (8udema, 1996). Penam Penamba# ba#an an comle!ing comle!ing agent pada gemuk litium mampu menguba# menguba# fiber structure thickener yang yang berimba berimbass pada karakter karakterist istik ik gemuk. gemuk. emakin emakin pan!ang dan rapat stuktur serabut yang diperole#, maka kemampuan untuk bereaksi dan pembentukan pembentu kan ulang dengan struktur serabut yang berdekatan men!adi lebi# reaktif. -mbas dari #al tersebut adala# peningkatan nilai konsistensi dan droing oint karena diperlukan energi yang yang lebi# besar untuk bisa menguraikan
2
Produksi bi!i !arak di -ndonesia terus mengalami mengalami peningkatan dari ta#un ke ta#un. ampai ak#ir ta#un *++2, produksi bi!i !arak -ndonesia tela# mencapai *.93 tonta#un. &engan !umla# ketersediaan yang besar, minyak !arak berpotensi untuk menggan menggantika tikan n minyak minyak mineral mineral sebagai sebagai ba#an ba#an baku pembuat pembuatan an gemuk gemuk lumas. lumas. 4danya 4danya 5ariasi 5ariasi pemanfa pemanfaatan atan minyak minyak !arak !arak di#arapk di#arapkan an dapat dapat menamba menamba# # nilai nilai produk minyak !arak di d i indonesia omposisi gemuk lumas terdiri dari minyak lumas dasar (base oil) sebesar oil) sebesar /'9/7 , ba#an , ba#an pengental pengental (thickener) sebesar (thickener) sebesar 1+ sd *+7 , , dan untuk komposisi selebi#nya itu adala# ba#an tamba#an (additive), ba#an (additive), ba#an pengisi peng isi (filler), (filler), zat arna, parfum dan comle!ing comle!ing agent . a#an pengental yang umum digunakan dalam pembuatan gemuk lumas antara lain sabun kalsium, sabun aluminium dan sabun litium. "em "emuk liti litium um dibu dibuat at mengg enggun unak akan an sabu sabun n
liti litium um deng dengan an reak reaksi si
saponifikasi litium #idroksida dan asam 1*'#idroksistearat (1*'H4), pada su#u 16+'*/++C, terga tergantu ntung ng pada pada minya minyak k dasar dasar dan dan !enis !enis reakto reaktorr yang yang digun digunaka akan n ($ortie ($ortierr dkk, *+1+). "emuk "emuk litium litium diproduk diproduksi si dan dikemba dikembangka ngkan n pada masa masa Perang &unia --. 4alnya, !enis gemuk ini #arganya masi# sangat ma#al. ini gemuk litium ini tela# dipergunakan dipergunakan secara luas, bukan sa!a pada mesin pesaat, pesaat, melainkan suda# meramba# ke mesin industri ataupun otomotif, #arganya pun suda# suda# tidak tidak lagi lagi ma#al ma#al.. "emuk "emuk liti litium um memi memilik likii kelebi kelebi#an #an yait yaitu u secar secaraa fisik fisik memiliki tekstur yang #alus ( smooth), smooth), arna yang agak terang, memiliki kiner!a yang baik pada su#u yang tinggi dan su#u renda#, serta memiliki kestabilan oksidasi yang baik tetapi kelema#an kelema#an gemuk litium adala# keta#anannya ter#adap air kurang baik (8udema, 1996). Penam Penamba# ba#an an comle!ing comle!ing agent pada gemuk litium mampu menguba# menguba# fiber structure thickener yang yang berimba berimbass pada karakter karakterist istik ik gemuk. gemuk. emakin emakin pan!ang dan rapat stuktur serabut yang diperole#, maka kemampuan untuk bereaksi dan pembentukan pembentu kan ulang dengan struktur serabut yang berdekatan men!adi lebi# reaktif. -mbas dari #al tersebut adala# peningkatan nilai konsistensi dan droing oint karena diperlukan energi yang yang lebi# besar untuk bisa menguraikan
2
struktur serabut. ntuk itu comle!ing agent perlu perlu ditamba#kan kedalam formula gemuk lumas, sala# satunya adala# asam salisilat. erkaitan dengan #al itu, muncul ide untuk memproduksi gemuk lumas Li-"omleks-#alisilat dengan tu!uan untuk meningkatkan kualitas gemuk yang di#asilkan. di#asilkan. Pencampuran sabun litium dengan asam salisilat (comle!ing (comle!ing agent ) terse tersebut but akan akan memb memberi erikan kan sifat sifat dan dan karak karakte teris risti tik k yang yang saling saling memp memperb erbai aiki ki se#ingga di#arapkan dapat diperole# #asil yang maksimal baik dalam su#u tinggi, tampila tampilan n fisik, fisik, konsiste konsistensi nsi yang relatif relatif konstan konstan (:8"-) (:8"-) dan sifat sifat keta#ana keta#anan n ter#adap $ater $ashout yang $ashout yang tinggi. Pada penelitian ini, akan dibuat gemuk lumas nabati (bio) dengan tingkat konsist konsistensi ensi :8"- 1'2 mengguna menggunakan kan minyak minyak !arak sebagai sebagai base oil dan sabun berupa campuran litium #idroksida dengan asam 1*'#idroksistearat 1*'#idroksistea rat (1*'H4) sert sertaa asam asam sali salisi sila latt seba sebaga gaii comle!ing comle!ing agent . "emu "emuk k luma lumass naba nabati ti yang yang di#asilkan akan diu!i karakteristiknya yang meliputi pengu!ian sifat fisika dan pengu!ian semi un!uk un!u k ker!a.
.2 Pe Peru rumu musa san n Masa Masala lah h ;umu ;umusa san n masa masala la# # yang yang mela melata tarb rbel elak akan angi gi pene peneli liti tian an ini ini adal adala# a# < agaimana agaimana pengaru# penamba#an penamba#an asam salisilat sebagai comle!ing agent dalam dalam meningkatkan meningkatkan karakteristik dan performa dari gemuk lumas nabati berbasis sabun litium=
.3 Bata Batasa san n Masa Masala lah h atasan masala# dalam penelitian ini adala# < 1. Pengental
yang
digunakan
adala#
pengental
sabun
litium
#idroksistearat (8i'1* H4). *. omposisi pembuatan thickener (penge (pengenta ntal) l) pada pada gemuk gemuk lumas lumas di#itung berdasarkan stokiometri karena reaksi ini merupakan reaksi penyabunan yang merupakan suatu reaksi reak si kimia. 2. uml umla# a# pres presen enta tasi si peng pengen enta tall adal adala# a# 1/.* 1/.*7 7 dari dari bera beratt gemu gemuk k lumas berdasarkan percobaan dan literatur yang ada.
3
0. ntuk ntuk menilai menilai kualitas kualitas gemuk gemuk lumas lumas yang diperole# diperole#,, #anya beberap beberapaa parameter mutu yang digunakan yaitu tingkat kekerasan gemuk lumas yang dinyatakan dengan tingkat :8"-, nilai droing oint , persentase keta#anan gemuk ter#adap air dengan $ater $ashout test . /. laim laim bersif bersifat at rama# rama# lingku lingkunga ngan n tidak tidak didasar didasarkan kan pada pengu pengukur kuran an biodegradabilitas, biodegradabilitas, namun didasarkan pada asumsi ba#a gemuk bio yang diperole# ini minyak dasarnya adala# minyak nabati turunan dari miny minyak ak !ara !arak k deng dengan an biodegradabilitas masi# masi# tidak tidak beruba beruba# # dari dari asalnya.
.4 Tujuan juan Pe Pene nel lta tan n %u!uan penelitian ini adala#< 1. $eng# $eng#asi asilka lkan n gemuk gemuk luma lumass litiu litium m komple kompleks ks denga dengan n asam asam sali salisil silat at seba sebaga gaii comle!ing untuk mempero memperole# le# gemuk gemuk lumas lumas nabati nabati comle!ing agent untuk dengan karakteristik dan performa yang baik, dalam #al ini memiliki nilai :8"- 1'2 dan droing oint yang tinggi. *. $eng $enget eta# a#ui ui peng pengar aru# u# komp kompos osis isii com comle le!i !ing ng agen agentt asam salisilat ter#adap kestabilan konsistensi. 2. $enget ngetaa#ui #ui penga ngaru# ru# kom komposi osisi com comle le!i !ing ng agen agentt asam salisilat ter#adap keta#anan gemuk lumas pada air. 0. $eng#asi $eng#asilkan lkan gemu gemuk k lumas lumas yang memen memenu#i u#i syarat syarat pada pada u!i u!i droing oint , u!i penetrasi, dan u!i $ater $ashout .
.! Man" Man"aa aatt Pene Penel lt tan an $anfaat penelitian ini adala# < 1. &idapat &idapatkan kan gemuk gemuk bio dari minyak minyak nabati nabati yang yang rama# rama# lingkunga lingkungan. n. *. &idapatkan &idapatkan prosedur prosedur pembuatan pembuatan gemuk gemuk lumas lumas 8i'ompleks'al 8i'ompleks'alisilat. isilat. 3.
&idapatkan data teknis mengenai penamba#an asam salisilat sebagai comle!ing agent dengan dengan gemuk lumas litium (8i'ompleks'alisilat).
4
1.#
$stematka Penulsan istem istematik atikaa penulisa penulisan n yang digunaka digunakan n dalam dalam %ugas %ugas 4k#ir 4k#ir ini disusun disusun
dengan sistematika sebagai berikut < 4 -
< P>:&4H84: ab ini berisikan pen!elasan latar belakang, perumusan perumusan masala#, tu!ua tu!uan n peneli penelitia tian, n, batas batasan an masa masala# la#,, manfa manfaat at penel peneliti itian an dan sistematika penulisan.
4 --
< %-:44: P%44 ab ini berisika berisikan n pen!elas pen!elasan an tentang tentang gemuk gemuk lumas, lumas, komposi komposisi si gemuk lumas, !enis gemuk lumas dan pembuatan gemuk lumas.
4 ---
< $>%?&> P>:>8-%-4: ab ab ini berisi berisikan kan tentan tentang g diagr diagram am alir alir peneli penelitia tian, n, pembua pembuata tan n gemuk lumas litium kompleks dengan penamba#an asam salisilat dan dan karak karakter terisa isasi si gemu gemuk k lumas lumas litium litium komple kompleks ks (u!i (u!i droing oint , u!i penetrasi, dan u!i $ater $ashout ). ).
4 -@
< H4-8 &4: P>$4H44: ab ini berisika berisikan n pemba#a pemba#asan san penamba penamba#an #an asam asam salisila salisilatt pada gemu gemuk k luma lumass liti litium um komp komple leks ks yang yang tela tela# # dila dilaku kuka kan n bese besert rtaa analisisnya.
4 @
< >-$P84: &4: 4;4: ab ini berisikan kesimpulan kesimpulan dan saran dari penyusun berdasarkan berdasarkan pemba#asan yang tela# dilakukan.
&4A%4; P%44 84$P-;4:
5
BAB II TIN%AUAN PU$TA&A
.1
'emuk Lumas -stila# gemuk lumas pada aalnya berasal dari ba#asa latin yaitu
Bcrassus yang berarti lemak. "emuk lumas ( grease) merupakan lumas dalam bentuk setenga# padat ( semi-solid ) tetapi lembut, masyarakat mengenal !enis lumas ini dengan sebutan gemuk atau veselin atau stemet (Dartaan, 1993). "emuk lumas, seperti semua !enis lumas lainnya baik lumas cair maupun padat, beker!a dengan cara membentuk lapisan pada permukaan, mencega# kontak langsung antar dua permukaan yang bergesekan, agar berkurang keausan ($ear) dan ke#ilangan energinya akibat gesekan (friction) tersebut. &engan demikian keberadaan lapisan gemuk lumas dimaksudkan untuk memuda#kan gerakan pada setiap elemen mesin, terutama bantalan peluru dan roda gerigi, yang selan!utnya berkontribusi menaikkan efisiensi mesin (Dartaan, 1993). eberapa alasan digunakannya gemuk lumas untuk melumasi bagian mesin adala# sebagai berikut (Dartaan, 1993) < a. "emuk lumas memiliki karakteristik fisik yang memadai untuk dapat diterapkan di dalam tugasnya melumasi mesin. b. "emuk lumas dapat bersifat sebagai penyekat (seal) untuk mena#an masuknya kotoran dan air. c. "emuk lumas dapat mena#an kebocoran dan penetesan pelumas dari permukaan yang dilumasi. d. "emuk lumas dapat memberi perlindungan permukaan yang dilumasi dari ter!adinya korosi. e. "emuk lumas dapat memberikan peruba#an ta#anan pada ker!a mekanis yang diterima permukaan yang dilumasi. &itin!au dari perbedaan antara penggunaan gemuk lumas dan minyak lumas dalam melumasi mesin, gemuk lumas lebi# ekonomis dibandingkan minyak lumas. Hal ini karena beberapa alasan, yaitu<
6
a. $elumasi dengan gemuk lumas tidak perlu banyak penggantian. b. &alam penggunaannya, gemuk lumas !uga berfungsi sebagai penyekat untuk mena#an masuknya kotoran dan debu ke dalam bantalan. c. Penetesan dan penyemprotan tidak ter!adi pada pelumasan yang menggunakan gemuk lumas sebagai pelumasnya. d. "emuk lumas lebi# cocok digunakan pada beberapa kondisi ker!a yang ekstrim, seperti su#u tinggi, tekanan tinggi, kecepatan renda#, adanya beban ke!utan dari bantalan yang beroperasi dengan kondisi mesin yang ber!alan atau ber#enti dan berputar balik berulang kali. (Dartaan, 1993) &isamping banyak keuntungan yang diperole# dengan menggunakan gemuk lumas pada mesin, terdapat pula beberapa segi yang merugikan yang tidak di#indari. "emuk lumas pada kenyataannya bukan ba#an yang baik untuk digunakan sebagai media pendingin. ebaliknya, minyak lumas merupakan ba#an pendingin yang baik digunakan pada sistem pendinginan pada mesin. elain itu, gemuk lumas !uga memiliki beberapa kekurangan lainnya yaitu pada saat pengisian dan penggantiannya yang sulit. Cara memberi gemuk lumas pada bagian mesin adala# dengan menggunakan bedil gemuk (grease gun) (Dartaan, 1993). arena banyaknya !enis gemuk lumas yang beredar di pasaran, penggunaan gemuk lumas #arus disesuaikan dengan perangkat yang akan dilumasi, apalagi setiap gemuk lumas memiliki kemampuan ker!a yang berbeda. "emuk lumas k#usus untuk sasis misalnya, #arus memiliki spesifikasi ta#an ter#adap air, kotoran, tekanan dan goncangan. Hal ini disebabkan sasis mobil selalu ber#ubungan dengan kotoran, debu dan lumpur.
.2
&(m)(ss 'emuk Lumas Pada dasarnya, gemuk lumas terdiri dari minyak lumas dasar (base oil),
ba#an pengental (thickener), ba#an tamba#an (additive), ba#an pengisi (filler), zat arna dan parfum. omposisi gemuk lumas secara umum dapat dili#at pada "ambar --.1 <
7
"ambar --.1. omposisi "emuk 8umas (%im Pelaksana er!a ama &irektorat endral 8itbang (4;-) dengan 8>$-"4, 19+)
.2.1
Mn*ak Lumas Dasar
omposisi terbesar pada gemuk lumas adala# minyak lumas dasar (base oil), yaitu sekitar /'9/7. $inyak lumas dasar (base oil) dapat dibagi men!adi tiga !enis yaitu< (1) $inyak mineral, yang berasal dari proses pengola#an minyak bumiE (*) $inyak nabati, yang berasal dari tumbu#'tumbu#an conto#nya< minyak !arak, minyak kelapa dan lain'lainE (2) $inyak sintesis, yang merupakan #asil rekayasa a#li kimia untuk membuat minyak lumas baru yang lebi# baik kualitasnya conto#nya< Pol%alhaolefin.
.2.1.1
Mn*ak Mneral (Mineral Base Oil)
$inyak mineral umum digunakan sebagai minyak lumas dasar (base oil) dalam pembuatan pelumas. $enurut H>PP8> (196), ba#an dasar pelumas
8
adala# fraksi minyak bumi dengan atau tanpa aditif yang mempunyai kisaran titik didi# antara 23++C F //++C dan digunakan untuk tu!uan pelumasan (Caines dan Haycock, 1996). $inyak bumi atau biasa disebut minyak mineral terdiri dari campuran senyaa yang kompleks, mengandung bermacam'macam senyaa #idrokarbon yang bercampur men!adi satu. $enurut komposisi dan !enis #idrokarbonnya, minyak bumi dapat digolongkan men!adi empat !enis, yaitu ("ut#rie, 196+) < a. $inyak umi Parafinik $inyak bumi parafinik memiliki rantai karbon yang berbentuk lurus ataupun isoparafin (bercabang). "olongan ini mengandung tidak kurang dari /7 #idrokarbon parafinik. truktur kimia minyak bumi n'parafinik dan iso parafinik dapat dili#at pada "ambar --.* dan --.2 <
"ambar --.* truktur imia $inyak umi n'parafinik
"ambar --.2 truktur imia $inyak umi -so Parafinik b. $inyak umi :aftenik $inyak bumi naftenik memiliki rantai atom karbon !enu# yang tertutup atau siklo parafin, struktur kimia minyak bumi naftenik dapat dili#at pada "ambar --.0 <
"ambar --.0 truktur imia $inyak umi :aftenik
9
c. $inyak umi 4romatik $inyak bumi ini memiliki struktur #idrokarbon cincin benzene aromatik dan turunan'turunannya. truktur kimia minyak bumi aromatik dapat dili#at pada "ambar --./ <
"ambar --./ truktur imia $inyak umi 4romatik d. $inyak umi Campuran $erupakan minyak bumi campuran antara parafinik, naftenik dan aromatik, ataupun antara parafinik dengan naftenik, naftenik dengan aromatik dan parafinik dengan aromatik.
.2.1.2
Mn*ak Na+at
ala# satu minyak nabati yang diusulkan sebagai ba#an dasar pelumas menggantikan minyak mineral adala# minyak !arak (castor oil) yang diperole# dari bi!i tanaman !arak Ricinus communis L. arak Ricinus communis L. adala# !enis tanaman yang termasuk dalam famili &uhorbiaceae berasal dari 4frika %imur dan tara, suda# tersebar dan tumbu# baik di berbagai daera# tropis maupun subtropis (8eslie, *++6). $inyak !arak (Ricinus communis L.) adala# minyak nabati yang berpotensi menggantikan minyak mineral sebagai ba#an dasar minyak lumas karena minyak !arak lebi# rama# lingkungan dibandingkan dengan minyak mineral, dapat terdegradasi secara biologis (biodegradable) dan !uga dapat diperba#arui (rene$able).$eskipun, minyak !arak memiliki stabilitas oksidasi yang kurang baik se#ingga lebi# muda# teroksidasi (8eslie, *++6), namun stabilitas oksidasinya lebi# tinggi bila dibandingkan dengan minyak nabati lainnya. $inyak !arak berbeda dari minyak nabati lainnya, karena minyak !arak mempunyai bobot !enis, 5iskositas, bilangan asetil dan kelarutan dalam alco#ol yang tinggi. Ciri k#as yang dimiliki minyak !arak iala# kandungan asam lemak
10
tidak !enu# yang mengandung gugus #idroksil (unsaturated h%dro!%l fatt% acid),cis 9,1* h%dro!% octadecenoic acid , yang umum disebut asam risinoleat (ricinoleic acid) dengan rumus molekul yang dapat dili#at pada "ambar --.6
"ambar --.6 truktur 4sam ;isinoleat Hasil penelitian ter#adap 19 sampel minyak !arak yang berasal dari tanaman yang tumbu# di berbagai tempat di dunia, maka diperole# komposisi campuran dari asam'asam lemak minyak !arak (Ricinus communis L.) yaitu asam risinoleat 91.0'90.97, linloeat 0./'/.+7, dalam !umla# kecil oleat dan asam'asam lemak !enu# tidak lebi# dari 17. omposisi asam lemak minyak !arak dapat dili#at pada %abel --.1 . $inyak !arak dapat larut di dalam etil alko#ol 9/7 pada su#u ruang, dapat larut pada pelarut organik polar dan sedikit larut di dalam golongan #idrokarbon alifatis (Dartaan, 1993., irk dan ?t#mer, 1960). arakteristik kimia fisika minyak !arak !enis Risinus communis L dapat dili#at pada %abel --.2 %abel --.1 omposisi 4sam 8emak $inyak arak (Risinus communis L.)
Jumlah Asam Lemak
Rumus Molekul
a)
b)
;isinoleat
C13H20?2
39./
39.+ F 39.0
&i#idroksistrearat
C13H26?0
+.
1.2 F 1.0
Palmitat
C16H2*?*
1.+
+.9 F 1.*
tearat
C13H26?*
1.+
+. F 1.*
?leat
C13H20?*
2.+
2.* F 2.2
8inoleat
C13H2*?*
0.*
2.0 F 2.
8inolenat
C13H2+?*
+.2
+.*
>iscosanoat
C13H0+?*
+.2
%idak &isebut
(irk dan ?t#mer, 1992)
11
$inyak !arak memiliki keta#anan beban (keta#anan ter#adap keausan) serta indeks 5iskositas yang lebi# baik dibandingkan dengan suer refined mineral oil (;$?) yang merupakan ba#an dasar pelumas, seperti dalam %abel --.* < %abel --.* arakteristik ;$? dan $inyak arak ebagai a#an &asar Pelumas
&arakterstk ,ska &ma
$-M/0
Mn*ak %arak
'
31
@iskositas pada 0++C, (mm*s)
*
*/*
@iskositas pada 1+++C, (mm*s)
3.0
19.9
-ndeks 5iskositas
32
9+
+.*
+.6**
ilangan iod
'ear scar diameter (mm) (4sadauskas , 199)
%abel --.2 arakteristik imia Aisika $inyak arak (Risinus communis L.)
&arakterstk Mn*ak %arak
Nla
@iskositas */+C (ct G mm *s)
61/ F 9+
obot enis 1/./1/./+C
+.9/ F +.96
ilangan 4sam
+.2 F 6.+
ilangan Penyabunan
1 F 13
ilangan tidak tersabunkan (7)
+.2 F 1.+
ilangan -od (Di!s)
3+ F 9+
Darna (earance)
ening
-ndeks ias, */+C
1.06 F 1.03
elarutan dalam 4lko#ol, *++C
Bno turbidit%
ilangan 4setil
100 F 1/+
%itik :yala (ag Close Cu), +C
*2+
%itik :yala (Cleveland *en Cu), +C
*3/
u#u Pembakaran, +C
099
12
%itik 4pi, +C
2**
Putaran ?ptik (polarimeter, *++ mm)
./ F 9.+
%itik %uang, +C
'*2
%egangan Permukaan Pada *++C, dynecm
29.+
(irk dan ?t#mer, 1992)
.2.1.3
Mn*ak $ntetk
umber lain dari pelumas adala# minyak sintetis. ecara tradisional, definisi sintetis adala# sebua# produk yang direaksikan secara kimia dari ba#an dengan berat molekul renda# untuk meng#asilkan cairan dengan berat molekul tinggi yang dirancang untuk memberikan sifat tertentu. aat ini, ada dua !enis minyak dasar sintetis tersedia secara kormesial, yaitu ol%alhaolefiens (P4?) dan minyak dasar h%drocracked . Hingga pertenga#an 199+, P4? adala# yang paling banyak digunakan untuk pelumas sintetik kon5ensional di 4 dan >ropa. P4? dibuat dengan menggabungkan dua atau lebi# molekul yang layak men!adi oligomer atau pan!ang rantai pendek polimer. arena P4? adala# struktur #idrokarbon dan beban dari lilin, memiliki titik tuang renda#, biasanya di baa# '0++C, indeks 5iskositas yang sangat tinggi dan stabilitas termal yang baik. %etapi karena terbatasnya ketersediaan ba#an baku, produksi P4? terbatas pada aplikasi yang sangat spesifik (%ec#ni'%ips,1993).
.2.2
Bahan Pengental
a#an pengental merupakan ba#an yang ditamba#kan untuk mengentalkan minyak lumas dasar men!adi gemuk lumas. andungan ba#an pengental dalam gemuk lumas sebesar 1+ sd *+7 umum digunakan untuk meng#asilkan gemuk lumas dengan tingkat kekerasan di kelas :8"- *. hickener memberikan karakteristik kekakuan atau konsistensi ter#adap gemuk lumas yang merupakan ukuran resistensi ter#adap deformasi ole# gaya yang diberikan (ukirno dkk, *++9).
13
4da dua !enis ba#an pengental yang digunakan dalam pembuatan gemuk lumas, yaitu pengental sabun (soa thickener) yang pengental bukan sabun (non soa thickener).
.2.2.1
Pengental $a+un (Soap Thickener)
Pengental yang paling banyak digunakan dalam formulasi gemuk adala# pengental sabun, yang berperan memberikan sifat semi padat kepada gemuk. Partikel sabun di dalam gemuk tidak berbentuk bulat atau butiran, melainkan merupakan struktur seperti !alinan benang se#ingga memberikan tekstur berserat. Pengental sabun dibuat melalui melalui proses penyabunan (saponifikasi) antara asam lemak atau lemak dengan alkali #idroksida. Pengental sabun tidak #anya memberikan efek ter#adap konsistensi gemuk lumas, tetapi !uga keta#anan ter#adap air dan panas serta ter#adap sifat pemompaan. umla# ba#an pengental yang ditamba#kan tidak mempengaru#i !umla# aditif yang ditamba#kan untuk memenu#i
spesifikasi
mempengaru#i
proses
yang
diinginkan.
saponifikasi,
4kan
peruba#an
tetapi, bentuk
ba#an atau
pengental
tekstur
dan
karakteristik gemuk lumas setela# digunakan secara mekanis pada temperatur tinggi, karena setiap !enis sabun memiliki karakteristik tersendiri. ;eaksi antara asam lemak dengan alkali #idroksida tersebut disebut dengan proses saponifikasi. Proses saponifikasi ini dilakukan dengan mereaksikan satu !enis atau lebi# lemak atau asam lemak tersebut di atas dengan logam #idroksida untuk meng#asilkan sabun (arriga, *++6). Pada reaksi penyabunan, asam lemak yang digunakan dapat berasal dari lemak #ean seperti lemak babi, minyak ikan, atau dari lemak nabati seperti olive, castor, so%bean, kacang dan lainnya. 4lkali yang umum digunakan adala# #idroksida dari logam seperti aluminium, kalsium, litium dan sodium. 4sam lemak rantai pan!ang, seperti stearat akan bereaksi dengan #idroksida logam, membentuk sabun. abun tersebut akan membentuk suatu gumpalan berserat yang akan memperangkap base oil se#ingga terbentuk suatu material gemuk lumas. onsentrasi sabun dapat di5ariasikan untuk meng#asilkan kekerasan gemuk lumas yang dike#endaki. ekentalan base oil !uga dapat mempengaru#i kekerasan gemuk lumas. ?le# karena kualitas sabun !uga ditentukan ole# !enis asam lemak
14
yang digunakan, maka tidak semua sabun yang mengandung logam yang sama bersifat identik. Pemberian nama sabun berkaitan dengan metal yang dipakai (kalsium, litium, dll) pada saat pembuatan sabun (arriga, *++6). abun di#asilkan dari dua ba#an, yaitu <
a0 Ltum Hr(ksa LH0 8itium #idroksida merupakan senyaa anorganik dengan rumus 8i?H. erbentuk kristal puti# dan merupakan material yang #igroskopis. 8i?H dapat larut dalam air namun sedikit larut dalam etanol. mumnya tersedia secara komersial dalam bentuk nh%drate dan +onoh%drate, keduanya merupakan basa kuat. 8itium #idroksida terutama digunakan untuk produksi gemuk litium. "emuk litium yang sangat popular adala# litium stearat yaitu perpaduan litium #idroksida dengan asam lemak 1*'Hidroksistearat. %u!uan umum gemuk lumas litium adala# karena resintensi yang tinggi ter#adap air dan kegunaan pada kedua su#u tinggi dan renda# (%#eo $ang dan Dilfried , *++). 8itium #idroksida tidak dapat larut dalam minyak, dapat larut dalam air dengan bantuan su#u dan pengadukan. -nformasi umum mengenai material 8i?H beserta karakteristiknya dapat dili#at pada %abel --.0. %abel --.0 arakteristik 8itium Hidroksida (8i?H) arakteristik 8itium Hidroksida (8i?H) menurut 8ide dan &a5id ;. < Pr()ert ;umus $olekul 8i?H $assa molar *2,9/ gmol (anh%drate) 01,96 gmol (monoh%drate) Penampilan Higroskopis puti# solid %anpa bau %itik lebur 0*6 IC %itik didi# 9*0 IC (8ide, &a5id ;., ed., *++6)
15
arakteristik 8itium Hidroksida (8i?H) menurut #osra5i dan a5ad < Pr()ert &aya larut dalam met#anol nh%drate 9,6 g1++ g (*+ IC, 03 !am pencampuran) +onoh%drate 12,69 g1++ g (*+ IC, 03 !am pencampuran) elarutan dalam etanol
nh%drate *,26 g1++ g pencampuran) +onoh%drate *,13 g1++ g pencampuran)
&aya larut dalam isopropanol
(*+
IC,
03
!am
(*+
IC,
03
!am
nh%drate + g1++ g (*+ IC, 03 pencampuran) +onoh%drate +,11 g1++ g (*+ IC, 03 pencampuran) 1,060 (anh%drate) 1,06+ (monoh%drate)
-ndeks bias (n &)
!am
!am
(#osra5i, a5ad, *++)
+0 Asam 12Hr(ksstearat 4sam 1*'#idroksistrearat adala# senyaa turunan dari minyak !arak yang dimanfaatkan untuk ba#an gemuk lumas. 4sam 1*'#idroksistearat merupakan asam lemak !enu# pada minyak !arak dengan karakteristik yaitu padatan berarna puti#, tidak beracun, tidak berba#aya, larut dalam se!umla# pelarut organik dan tidak larut dalam air. 4sam 1*'#idroksistearat merupakan komponen dasar untuk pembuatan pengentalthickener pelumas bersama litium #idroksida. Pemanfaatan asam 1*'#idroksistearat sebagai thickener dapat meningkatkan performa gemuk lumas, memberikan tekstur yang lebi# baik serta meningkatkan droing oint pada gemuk lumas. 4sam 1*'#idroksistearat dapat dibuat dari asam risinoleat minyak !arak, dengan reaksi #idrogenasi dilakukan untuk memutus ikatan rangkap
16
pada rantai karbonnya dan membuatnya !enu#. ;eaksi #idrogenasi asam risinoleat men!adi asam 1*'#idroksistearat dapat dili#at pada "ambar --. (%ri Purnami, *+12).
"ambar --. $ekanisme ;eaksi Hidrogenasi 4sam ;isinoleat dengan atalis :ikel 4sam 1*'#idroksistearat pada minyak !arak memiliki ikatan !enu# yang menyebabkan asam berbentuk padatan ini tidak tengik se#ingga asam dapat disimpan lebi# lama. -katan !enu# pada asam 1*'#idroksistearat menyebabkan gugus #idroksil pada asam lebi# stabil se#ingga tidak muda# teroksidasi ole# udara dan panas. arakteristik fisika dan kimia asam 1*'#idroksistearat ditun!ukan pada %abel --./. %abel --./ arakteristik Aisika'imia 4sam 1*'#idroksistearat ;umus kimia
C13H26?2
erat molekul
2++ gmol
entuk fisik
Padatan puti# tulang
%itik lebur
*'30+C
elarutan dalam air
%idak larut
ilangan asam
1+ min
ilangan #idroksil
1//
ilangan iod
0 maJ
ilangan penyabunan
13+ min
17
Colour
/ maJ
($askae5, *++0) Prinsip ker!a thickener dalam memerangkap base oil pada gemuk lumas digambarkan seperti sons yang bisa menyerap air di dalamnya. etika struktur sons memiliki rongga yang semakin kecil, maka ia semakin banyak menyerap air dan memerangkapnya dengan kuat. &eskripsi ini dapat membantu dalam pengembangan thickener yang lebi# baik !ika meli#at dari fiber structure thickener . %idak seperti tetesan yang terdispersi dalam emulsi, partikel thickener tidak berbentuk sherical , melainkan berbentuk fiber (serat) (ooser, 199*., 8ansdon, *++0). Perbedaan
pada
ba#an
thickener menyebabkan
perbedaan
pada
karakteristik gemuk lumas yang di#asilkan seperti terli#at pada %abel --.6. %abel --.6 enis Pengental dan arakteristiknya hickener enis
Penetration 'orked
*il iscosit% (Cst)
Droing Point ( F)
6F9
22+ F 26+
1++ K *1+ +A
*++
1+ F 1*
*6/ F *9/
*/ K 1++ +A
19/
1* F *+
*6/ F *9/
0++ K 1++ +A
2/
F9
2// F 23/
2++ K 1++ +A
1/
1+ F 1*
21+ F 20+
2++ K 1++ +A
13+
1* F 10
*6/ F *9/
2++ K 1++ +A
19+
10 F 16
**+ F */+
2++ K 1++ +A
19/
1 F *+
1/ F *+/
2++ K 1++ +A
*++
*1 F */
12+ F 16+
2++ K 1++ +A
*+/
0F6
#emi fluids
6/ K *1+ +A
*3/
6F
2+ F 29+
3+ K *1+ +A
19+
3F9
20+ F 2+
1*+ K *1+ +A
*++
9 F 11
*6/ F *9/
/++ K 1++ +A
*3+
omposisi (7)
luminium #oa /arium #oa
Calcium #oa
18
/F
2// F 23/
2++ K 1++ +A
20+
F9
21+ F 20+
++ K 1++ +A
2/+
9 F 11
*6/ F *9/
++ K 1++ +A
26+
9 F 11
21+ F 20+
2++ K 1++ +A
2*+
11 F 12
*6/ F *9/
2++ K 1++ +A
22+
10 F 13
**+ F */+
2++ K 1++ +A
20+
0F6
2// F 23/
1/+ K *1+ +A
2*+
F9
21+ F 20+
1/+ K *1+ +A
22+
10 F 16
**+ F */+
3+ K *1+ +A
22/
+odified /entonite
3 F 1+
21+ F 20+
0++ K 1++ +A
L
Fine #ilica
9 F 11
21+ F 20+
0++ K 1++ +A
L
8itium #oa
#odium #oa
#odium 0 Calsium #oa
"ut#rie, 196+) "emuk sabun litium merupakan gemuk sabun seder#ana yang banyak digunakan untuk aplikasi tu!uan umum dimana su#u tidak melebi#i 12++C (*66+A). "emuk dengan pengental litium #idroksistearat #asil formulasi litium bersama asam 1*'#idroksistearat tela# dianggap sebagai sala# satu yang berkiner!a baik pada su#u renda#, sedangkan sabun litium kompleks tela# dianggap sebagai sala# satu yang berkiner!a baik pada su#u tinggi biasanya diformulasikan dengan sabun yang kompleks. &alam #al ini, gemuk kompleks sering disebut sebagai gemuk su#u tinggi karena peningkatan droing oint yang berasal dari sistem pengental dua bagian. 4ditif modifikasi dengan penggabungan ester boron men!embatani kesen!angan antara kedua !enis lemak. ntuk meng#asilkan fiber structure yang lebi# baik pada thickener sabun, cara yang lazim digunakan adala# dengan penamba#an comle!ing agent se#ingga di#asilkan sabun yang comle!s seperti terli#at pada "ambar --.3. erdasarkan adanya teori sunflo ba#a struktur lemak dapat
19
sa!a di5isualisasikan sebagai !aringan tiga dimensi dari serat sabun, serat acak, serat berorientasi dan sebagian kristalin(Mousif, 193*., ukirno dkk, *++9., Diggins, 199).
"ambar --.3 truktur erat abun 8itium Hidroksistearat ($ortier dkk, *+1+)
.2.2.2
Pengental Bukan $a+un (Non-soap Thickener)
ala# satu ba#an pengental non sabun adala# poliurea. $erupakan polimer organik dengan berat molekul yang renda# dan dibuat dengan mereaksikan senyaa amin dengan iso'sianat, yang menga#asilkan pengental kimia yang dapat larut dalam minyak. "emuk polyurea mempunyai keta#anan ter#adap oksidasi yang sangat baik karena tidak mengandung sabun logam. &aya pelumasannya sangat baik untuk batasan temperatur yang lebar yaitu '*+ sampai 1+C dan mempunyai umur pakai yang pan!ang. eta#anan ter#adap air sangat baik. &apat digunakan pada material seal elastomer dan sangat sesuai untuk melumasi bantalan k#ususnya bantalan roda (arriga, *++6). enis pengental non sabun lainnya adala# *rgano cla%, umumnya digunakan sebagai penegntal an'organik. Cla% pada bentuk aslinya tidak larut dalam minyak, tetapi karena proses kimia yang kompleks diruba# men!adi ellet yang mampu mena#an minyak. truktur pengental organo cla% berbentuk seperti
20
kristal dan seperti gel tanpa serat. "emuk lumas ini memiliki keta#anan yang sangat baik ter#adap panas karena cla% tidak dapat melele#. %emperatur operasi maksimum ditentukan ole# temperatur penguapan dari minyak mineral yaitu sekitar 1+C. %itik lele# dari gemuk !enis ini adala# sekitar *6++C. :amun pada umumnya gemuk lumas ini dibuat dari minyak lumas dasar ber5iskositas tinggi untuk mencapai stabilitas thermal yang tinggi se#ingga memiliki un!uk ker!a yang baik pada temperatur tinggi. *rgano cla% memiliki keta#anan ter#adap air yang baik tetapi membutu#kan aditif anti oksidan dan corrosion inhibitor . arakteristik pemompaan dan separasi minyak !uga baik untuk gemuk !enis ini ( arriga, *++6). enis pengental gemuk lumas yang bukan sabun lainnya adala# silika gel, biasanya digunakan untuk pemakaian su#u tinggi (arriga, *++6).
.2.3
Bahan Tam+ahan Additive0
elain tersusun ole# minyak lumas dasar (base oil ), didalam gemuk lumas !uga terdapat senyaa'senyaa yang senga!a ditamba#kan untuk meningkatkan mutu atau kiner!a gemuk lumas, yang disebut sebagai ba#an aditif. 4ditif yang ditamba#kan ke dalam gemuk lumas mempunyai bermacam'macam fungsi, yang pada dasarnya untuk memperbaiki karakteristik sifat kimia fisika yang dimiliki gemuk lumas secara alamia#, ataupun menamba#kan karakteristik sifat kimia fisika yang baru, se#ingga gemuk lumas yang di#asilkan dapat men!alankan fungsinya sebagai pelumas pada mesin sesuai dengan spesifikasinya. ntuk dapat meng#asilkan kiner!a pelumasan yang optimal, aditif dalam gemuk lumas #arus memiliki beberapa sifat umum (Dartaan, 1993), yaitu< a. elarutan, muda# larut didalam minyak lumas dasar. b. tabil dalam aktu yang lama. a#an aditif #arus mempunyai kestabilan yang tinggi ter#adap peruba#an temperatur serta ta#an ter#adap #idrolisis, se#ingga tidak ter!adi dekomposisi pada saat penyimpanan. c. &apat bercampur dengan ba#an aditif lain. d. ifat penguapannya renda#, se#ingga saat pencampuran pada su#u tinggi, tidak akan mengalami penguapan. ila ter!adi penguapan maka
21
akan mengakibatkan penurunan konsentrasi dan efekti5itas aditif tersebut. e. 4kti5itas aditif #arus terkendali. 4ditif yang digunakan #arus beker!a secara efektif dan terkendali pada !angkauan su#u operasi mesin yang dilumasi dan dilindungi. f. 4ditif #arus memiliki sifat multiguna se#ingga dapat mengurangi !umla# pemakaian beraneka ragam aditif. eberapa aditif yang biasa digunakan dalam pembuatan gemuk lumas, antara lain (Dartaan, 1993)<
.2.3.1
At" Ant(ksan
%u!uan utama penamba#an aditif antioksidan adala# mencega# ter!adinya dekomposisi karena oksidasi. 4ntioksidan atau disebut !uga peng#indar oksidasi, adala# aditif yang biasa digunakan untuk memenu#i persyaratan men!adi gemuk lumas tertentu. %u!uan penggunaan aditif peng#indar oksidasi ini adala# melindungi gemuk lumas selama penyimpanan, dan tertentu selama penggunaan. &alam penggunaanya, gemuk lumas sering kontak langsung dengan udara, logam dan ba#an kimia lain yang bersifat katalisator, se#ingga pada temperatur tinggi memungkinkan akan ter!adinya oksidasi. Hasil oksidasi yang akan terbentuk adala# peroksida'peroksida, yang akan bereaksi dengan logam mengakibatkan ter!adinya korosi dan keausan pada mesin. Hampir semua gemuk lumas multiguna (multiurose grease) dan gemuk yang dirancang k#usus beker!a pada su#u tinggi mengandung aditif peng#indar oksidasi untuk memperpan!ang usia penggunaanya dan memperpan!ang inter5al aktu pemberian gemuk lumas. enis'!enis aditif antioksidan diantaranya, logam dialkali ditiopospat, amin aromatik dan alkil fenol. 4ntioksidan ini beker!a dengan mekanisme melepaskan #idrogen se#ingga pembentukan radikal bebas dapat dicega#, karena oksigen bereaksi dengan #idrogen dari antioksidan. elain mencega# terbentuknya radikal bebas, #idrogen dari antioksidan akan berikatan dengan radikal bebas yang suda# ada di dalam
22
minyak. elan!utnya antioksidan ini melepaskan elektron untuk mengimbangi kelebi#an muatan.
.2.3.2
At" Metal Deactivator
4ditif ini ditamba#kan untuk melaan akti5itas katalitik tembaga dan logam lainnya yang dapat mempercepat ter!adi oksidasi, ditamba#kan metal deactivator . enis aditif metal deactivator adala# senyaa organik kompleks yang mengandung nitrogen atau sulfur, amina, sulfida dan fospit. enyaa tersebut membentuk lapisan tipis pada permukaan logam dengan cara membentuk senyaa kompleks dengan ion logam. &eaktifator logam memiliki fungsi sebagai antioksidan, namun mekanisme ker!anya berbeda.eperti tela# diketa#ui ba#a reaksi oksidasi dipercepat ole# logam seperti tembaga, besi, dll, yang bertindak sebagai katalisator. &eaktifitor logam beker!a dengan cara membuat logam #asil keausan yang bersifat prooksidan tersebut men!adi tidak aktif. Conto# deaktifator logam adala# senyaa #eterosiklik sulfur'nitrogen (;aab dan ibtain, *++2).
.2.3.3
At" Ant &arat an Ant &(r(s
4ditif corrosion inhibitor pada permukaan logam, membentuk lapisan pelindung. 8apisan pelindung ini #arus dapat melekat dengan kuat pada permukaan logam, !ika tidak melekat dengan baik maka detergen atau dispersan akan melepaskannya dengan muda# dan membiarkan permukaan logam dimakan korosi. Disodium sebacate adala# senyaa polar, di#arapkan dapat melekat dengan kuat pada permukaan logam yang dilindunginya, se#ingga ter#indar dari korosi. $ekanisme ker!a aditif corrosion inhibitor adala# bereaksinya aditif dengan logam membentuk lapisan yang melekat kuat pada permukaan logam tersebut, untuk melaan korosi. -n#ibitor korosi yang paling efektif untuk gemuk berbasis sabun adala# ekses logam #idroksida (onzman, *+++).
23
.2.3.4
At" Ant Tekanan Ekstrm
4ditif anti tekanan ekstrim (%>) adala# aditif yang dapat memberi tamba#an perlindungan ter#adap beban ke!ut pada gemuk lumas, menurunkan gesekan dan keausan, mencega# goresan pada permukaan logam. Penamba#an aditif ini dimaksudkan untuk meng#indari timbulnya kerusakan atau keausan akibat kontak antar logam, pada permukaan logam yang saling bergerak relatif. elain itu, penamba#an aditif ini dapat meningkatkan kemampuan mengangkat beban dan memberi tamba#an perlindungan dibaa# beban ke!ut pada gemuk lumas. 4ditif %> dapat beker!a karena ter!adinya reaksi dengan permukaan logam membentuk lapisan selaput garam logam atau sabun yang dapat melekat kuat pada permukaan logam tersebut. 8apisan yang terbentuk tersebut bersifat sebagai peredam ( shock absorber ), se#ingga pada saat ter!adi kontak antar logam, maka proses keausan dapat di#indari (;aab dan ibtain, *++2).
.2.3.!
At" Ant %amur an Bakter
a#an dasar gemuk lumas yang berasal dari tumbu#'tumbu#an yaitu minyak !arak, sangat berpotensi men!adi berbau tengik. Hal ini dapat !uga ditandai dengan adanya !amur dan bakteri pada grease tersebut. ?le# karena sebab itu ditamba#kan aditif anti !amur dan bakteri di dalam produk grease tersebut. 4ditif anti !amur ini di#arapkan akan mencega# tumbu#nya !amur dan mencega# bau tengik pada produk grease.
.2.4
Bahan Pengs (Filler)
a#an yang umum digunakan sebagai ba#an pengisi adala# grafit, molybdenum disulfida, oksida logam dan karbon #itam. Penggunaan ba#an pengisi (filler) pada gemuk lumas tidak selamanya dilakukan, alaupun demikian ba#an pengisi yang tepat dapat meningkatkan kiner!a gemuk lumas dalam berbagai macam kondisi (Dartaan, 1993., Paul dan &a5id, 1999). 1. "rafit, membantu meminimalkan ter!adinya kontak antar logam se#ingga mencega# ter!adinya keausan.
24
*. $olybdenum disulfida atau disingkat dengan moly pada konsentrasi lebi# dari 27 memberikan perlindungan dengan cara memperta#ankan selaput di saat gemuk lumas sulit di!aga. 2. Ninc dan magnesium oksida tela# digunakan dalam proses industri makanan.
Darnanya
menetralisasikan
asam
yang adala#
lembut
dan
keistimeaan
kemampuannya utamanya.
ntuk
mendapatkan kiner!a yang terbaik, oksida ini #arus dilarutkan dalam gemuk dengan pelindung. 0. Carbon black memiliki sifat penebalan pada gemuk yang digunakan.
.2.!
at 5arna an Par"um
ebanyakan zat arna yang dipakai ole# gemuk lumas adala# #i!au, !ingga, mera# dan kuning yang larut dalam base oil . Conto# zat arna yang dapat digunakan dalam pembuatan gemuk lumas adala# oil soluble analin colour . "emuk lumas !uga memakai bermacam'macam parfum maupun campurannya.
.2.#
o!ple"in# A#ent
4sam lemak yang lebi# pendek direasikan kembali dengan logam alkali disebut Comle!ing agent. &engan kombinasi beberapa asam lemak tersebut maka struktur sabun men!adi lebi# kompleks se#ingga bisa meng#asilkan gemuk dengan tingkat su#u operasi yang lebi# tinggi. emakin pan!ang rantai asam lemak pada sabun akan meningkatkan konsistensi (kekerasan) gemuk yang berpengaru# pada sifat gemuk lainnya ("o, *+1+). Penamba#an comle!ing agent pada sabun litium !uga mampu menguba# fiber structure thickener yang berimbas pada karakteristik gemuk. emakin pan!ang dan rapat stuktur serabut yang diperole#, maka kemampuan untuk bereaksi dan pembentukan ulang dengan struktur serabut yang berdekatan men!adi lebi# reaktif. -mbas dari #al tersebut adala# peningkatan nilai konsistensi dan droing oint yang didapat akan semakin tinggi karena perlu energi yang lebi# besar untuk bisa menguraikan struktur serabut.
25
4sam dari monokarboksilat, ester. mide atau turunan asam karboksilat dapat digunakan sebagai comle!ing agent sala# satunya adala# asam salisilat. 4sam alisilat (salic%lic acid) adala# suatu senyaa kimia dengan rumus C6H0(?H)C??H. Produk ini merupakan ba#an kimia berbentuk kristal berarna mera# muda terang #ingga kecoklatan yang memiliki berat molekul sebesar 123,1*2 gmol dengan titik lele# sebesar 1/6IC dan densitas pada su#u ruangan sebesar 1,002 gm8. $uda# larut dalam air dingin tetapi dapat melarutkan dalam keadaan panas. 4sam salisilat dapat menyublim tetapi dapat terdekomposisi dengan muda# men!adi karbon dioksida dan p#enol bila dipanaskan secara cepat pada su#u sekitar *++IC (Dikipedia, *+11). 4sam salisilat memiliki struktur bangun sebagai berikut <
igma'4ldirc#) 4sam salisilat kebanyakan digunakan sebagai obat'obatan dan sebagai ba#an intermediet pada pabrik obat dan pabrik farmasi seperti aspirin dan beberapa turunannya. ala# satu turunan dari asam salisilat yaitu asam metilendisalisilat sering digunakan sebagai zat aditif minyak pelumas serta sebagai formulasi resin alkil.
.3 %ens 'emuk Lumas &ili#at dari ba#an dasar sabun yang dipergunakan, secara umum gemuk lumas dapat digolongkan dalam !enis'!enis sebagai berikut (Dartaan, 1993., Caines dan Haycock, 1996) <
.3.1
'emuk $a+un Ltum
"emuk sabun litium dibuat menggunakan sabun litium dengan reaksi saponifikasi litium #idroksida dan asam 1*'#idroksistearat, pada su#u 16+'*/++C,
26
tergantung pada minyak dasar dan !enis reaktor yang digunakan ($ortier dkk, *+1+). "emuk ini diproduksi dan dikembangkan pada masa Perang &unia --. 4alnya, !enis gemuk ini #arganya masi# sangat ma#al. ini gemuk sabun litium ini tela# dipergunakan secara luas, bukan sa!a pada mesin pesaat, melainkan suda# meramba# ke mesin industri ataupun otomotif, #arganya pun suda# tidak lagi ma#al. "emuk sabun litium ini mempunyai sifat lembut, keta#anan ter#adap air, stabilitas ter#adap gesekan, respon ter#adap aditif bagus, keta#anan kiner!a yang baik pada su#u yang tinggi, stabilitas oksidasi bagus. ?le# karena itu gemuk litium paling populer dan aplikasinya luas, dimulai dari gemuk litium >P berbasis pelumas mineral ber5iskositas tinggi (*++'1+++ mm*s'1 pada 0+OC) untuk aplikasi beban berat, sedangkan yang ber5iskositas sedang (6+'1*+ mm*s'1 pada 0+OC) untuk aplikasi bantalan peluru. "emuk litium adala# gemuk sabun tunggal paling besar, disusul gemuk kalsium, natrium dan alumunium(%#eo $ang dan Dilfried, *++., 8ansdon, *++0).
.3.2
'emuk $a+un &alsum
"emuk sabun kalsium atau gemuk lime merupakan gemuk lumas pertama yang diproduksi secara besar'besaran. "emuk sabun kalsium dalam melayani operasi mesin, umumnya memiliki titik lebur sekitar 3+OC sampai 9+OC. ampai saat ini produksi gemuk lumas sabun kalsium ber!umla# kurang lebi# separu# dari semua gemuk lumas yang diproduksi. $enurut se!ara#nya, suda# lebi# lima pulu# ta#un !enis gemuk lumas ini digunakan orang untuk melumasi bantalan dengan memberikan penurunan gesekan pada mesin industri dan otomotif. enis gemuk lumas ini memiliki beberapa keuntungan, yaitu dapat dimodifikasi, !ika perlu dengan menamba#kan aditif seperti aditif tekanan ekstrim, #arganya tidak ma#al dan ta#an ter#adap air atau kedap air. "emuk lumas !enis ini bentuk sabunnya memiliki serat yang sangat kecil dibandingkan dengan serat sabun gemuk lumas lainnya, se#ingga !enis gemuk lumas ini mempunyai sifat #alus dan lembut. ifat yang #alus memberi pengaru# kepada gemuk yang dapat membantu dalam meng#idupkan mesin dengan putaran lambat. elain itu, dengan sifat ini gemuk
27
lumas lebi# muda# didistribusikan dalam sirkuit gemuk lumas yang ada pada mesin.
.3.3
'emuk $a+un Natrum
abun natrium yang dibuat dari asam 1*'#idroksistearat memiliki droing oint 16/'1/OC, dan su#u operasi maksimalnya sekitar 1*+OC. abun ini memiliki struktur fibril pan!ang mencapai +,*J1++ m dan men!adikannya memiliki kapasitas mena#an beban tinggi pada roda gigi. "emuk ini !uga mampu memberikan perlindungan sangat baik ter#adap korosi. :amun memiliki kelema#an, yaitu relatif muda# larut dalam air membentuk gel yang menyebabkan 5iskositasnya naik dan ak#irnya merusak struktur gemuk. "emuk natrium ini memiliki keunggulan lebi# lengket. abun ini sedikit diminati dan #anya direkomendasikan untuk aplikasi tertentu, yaitu untuk motor listrik. ifat gemuk sabun natrium yang mengabsorpsi air dan membentuk emulsi minyak di dalam air ini, men!adikan daya proteksinya men!adi terbatas (Dartaan, 1993., %#eo $ang dan Dilfried, *++., 8ansdon, *++0).
.4 Pem+uatan 'emuk Lumas Hal yang paling penting pada pembuatan gemuk lumas adala# memili# dengan tepat minyak dasar dan sabun yang akan disenyaakan. abun yang digunakan umumnya diperole# dari lemak #ean atau tumbu#'tumbu#an yang bercampur dengan logam alkali. nsur logam alkali yang sering di!umpai dalam ikatan sabun biasanya adala# kalsium dan natrium. edua logam ini biasanya disebut lime untuk kalsium dan soda untuk natrium dalam penyabunan. &isamping itu, kerap !uga di!umpai sabun dengan logam litium yang digunakan untuk membuat gemuk. erdasarkan metode yang digunakan dalam membuat gemuk, secara umum dapat dibagi dalam dua bagian besar, yaitu(Dartaan, 1993., Caines dan Haycock, 1996., Pakan, 1991).
28
.4.1
'emuk Dh atau 'emuk Boiled
$etode gemuk didi# ini dilakukan dengan mencampurkan secara kimia dalam !umla# yang tepat ba#an lemak dan logam alkali yang kemudian membentuk sabun, kemudian ditamba#kan minyak lumas yang !umla#nya kira' kira sama dengan !umla# sabun. Campuran tersebut dapat ditempatkan dalam be!ana tertutup dengan memberi tekanan pada campuran. %ekanan yang diberikan akan mempercepat pembuatan gemuk lumas. elan!utnya, be!ana yang berisi campuran teresebut dipanaskan #ingga terbentuk sabun di dalam minyak, kemudian dialirkan ke dalam be!ana terbuka lainnya. $inyak lumas seluru#nya dicampurkan ke dalam be!ana yang terbuka dan kemudian diaduk'aduk tanpa #enti sampai dingin se#ingga diperole# gemuk yang diinginkan. Pada pembuatan gemuk dengan ba#an dasar sabun aluminium atau litium, yang mula'mula dilakukan adala# membuat sabun terlebi# da#ulu, setela# itu baru ditamba#kan minyak lumas dasar. Campuran tersebut kemudian dipanasi #ingga sabun men!adi larut dan mendispersi seluru#nya ke dalam minyak.
.4.2
'emuk old-Sett
"emuk cold-sett dibuat melalui proses dengan su#u yang tidak terlalu tinggi. ebagian besar gemuk cold-sett dibuat dari minyak nabati dan sabun yang berasal dari lime atau kalsium dan minyak yang digunakan sebagian merupakan minyak yang berasal dari po#on pinus. Caranya adala# sebagian dari minyak lumas dasar yang digunakan dicampur dengan minyak pinus atau minyak nabati lainnya dan sebagian lagi dicampurkan secara terpisa# dengan lime dan air. edua campuran itu disatukan pada su#u yang cukup #angat, kemudian secara perla#an' la#an terbentuk sabun kalsium (sabun lime) di dalam minyak. elan!utnya, dilakukan pengadukan #ingga campuran men!adi dingin dan ak#irnya terbentuk gemuk yang dimaksud. Pembuatan gemuk ini cukup seder#ana dan mura#. Proses yang ter!adi dalam pembuatan gemuk lumas baik secara gemuk didi# atau gemuk boiled maupun gemuk cold-sett secara umum adala# < 1. aponifikasipenyabunan *. &ispersi
29
2. &e#idrasi 0. Pemanasan (heating) /. Pendinginan (cooling)
2.! $)es"kas Pr(uk 'emuk Lumas &enaraan Berm(t(r tandar dan mutu gemuk lumas kendaraan bermotor yang dipasarkan di -ndonesia diatur berdasarkan eputusan $enteri >nergi dan umber &aya $ineral
:omor
<
*3+3
*+$>$*++6
(eputusan
$enteri
>&$,
*++6)."emuk lumas kendaraan bermotor diklasifikasikan men!adi dua kode berdasarkan penggunaannya, yaitu <
2.!.1
'emuk Lumas &enaraan Berm(t(r &(e L LA6 LB0 "emuk lumas kendaraan bermotor kode 84 dan kode 8 digunakan untuk
melumasi kendaraan bermotor k#usus bagian chassis kendaraan bermotor, perbedaan karakteristik gemuk lumas kode 84 dengan kode 8 dapat dili#at pada tabel dibaa# ini <
Ta+el II.7 $)es"kas &arakterstk ,ska &ma 'emuk Lumas hassis &enaraan Berm(t(rTngkat Mutu Unjuk &erja NL'l LA :o.
arakteristik
1
Penetrasi, 'orked , */OC
*
:8"- gradeL)
2
Droing Point
0
Darna
atuan
OC
andungan logam dan unsur lain dari pengental ) L &apat dili#at pada tabel 2.* /
7 berat
pesifikasi
$etode !i
**+ ' 20+
4%$ &*1
2'1
:8"-
$in. 3+
4%$ &/66
esuai spes. produsen esuai spes. produsen
@isual 4%$ & 06*3
Ta+el II.8 $)es"kas &arakterstk ,ska &ma 'emuk Lumas hassis &enaraan Berm(t(rTngkat Mutu Unjuk &erja NL'l LB :o.
arakteristik
1
Penetrasi, 'orked , */C
*
:8"- gradeL)
2
Droing Point
0
Darna
atuan
C
30
pesifikasi
$etode !i
**+ ' 20+
4%$ &*1
2'1
:8"-
$in. 1/+
4%$ &/66
esuai spes.
@isual
produsen andungan logam dan unsur lain dari pengental ) L &apat dili#at pada tabel 2.* /
2.!.2
7 berat
esuai spes. produsen
4%$ &06*3
'emuk Lumas &enaraan Berm(t(r &(e ' 'A6'B6'90 "emuk lumas kendaraan bermotor kode "4, " dan kode "C digunakan
untuk melumasi kendaraan bermotor bagian bantalan kendaraan bermotor. Perbedaan karakteristik gemuk lumas kode "4, " kode "C yaitu <
Ta+el II.: $)es"kas &arakterstk ,ska &ma 'emuk Lumas Bantalan &enaraan Berm(t(rTngkat Mutu Unjuk &erja NL'l 'A :o.
arakteristik
1
Penetrasi, 'orked , */C
*
:8"- gradeL)
2
Droing Point
0
Darna
andungan logam dan unsur lain dari pengental ) L &apat dili#at pada tabel 2.* /
atuan
C
7 berat
pesifikasi
$etode !i
**+ ' 20+
4%$ &*1
2'1
:8"-
$in. 3+
4%$ &/66
esuai spes. produsen esuai spes. produsen
@isual 4%$ &06*3
Ta+el II.1; $)es"kas &arakterstk ,ska &ma 'emuk Lumas Bantalan &enaraan Berm(t(rTngkat Mutu Unjuk &erja NL'l 'B :o.
arakteristik
1
Penetrasi, 'orked , */C
*
:8"- gradeL)
2
Droing Point
0
Darna
andungan logam dan unsur lain dari pengental ) L &apat dili#at pada tabel 2.* /
atuan
C
7 berat
pesifikasi
$etode !i
**+ ' 20+
4%$ &*1
2'1
:8"-
$in. 1/
4%$ &/66
esuai spes. produsen esuai spes. produsen
@isual 4%$ & 06*3
Ta+el II.11 $)es"kas &arakterstk ,ska &ma 'emuk Lumas Bantalan &enaraan Berm(t(rTngkat Mutu Unjuk &erja NL'l '9
31
:o.
arakteristik
1
Penetrasi, 'orked , */C
*
:8"- gradeL)
2
Droing Point
0
Darna
andungan logam dan unsur lain dari pengental ) L &apat dili#at pada tabel 2.* /
atuan
C
7 berat
pesifikasi
$etode !i
**+ ' 20+
4%$ &*1
2'1
:8"-
$in. **+
4%$ &/66
esuai spes. produsen esuai spes. produsen
BAB III METDL'I PENELITIAN
32
@isual 4%$ & 06*3
3.1 Tem)at an 5aktu Peneltan Penelitian dilaksanakan di 8aboratorium elompok Pelumas, PPP %eknologi 4plikasi Produk, Pusat Penelitian dan Pengembangan %eknologi $inyak dan "as umi 8>$-"4, Cipulir, akarta elatan. Penelitian dilaksanakan selama * bulan pada bulan *+ $aret *+16 F *+ $ei *+16.
3.2 Dagram Alr Peneltan &iagram alir yang digunakan untuk penelitian ini ditun!ukkan pada "ambar ---.1 P t r H > d o
"
P a
e
u
ma 8n s s uu i e e i8 s t se t l a d a 9 s m u ! 6 4 6 r i n a l m r i a p e k t e r s a s D r o i n g P o i n t ' a t e r ' a s h o u t
e
i n
5
i
r
l ka
t
i
r i
i
u a
t
o
a i
s l
s k s i
i
"ambar ---.1 &iagram 4lir Penelitian
3.3
Pem+uatan 'emuk Lumas Ltum &(m)leks engan Penam+ahan Asam $alslat ;eaksi penyabunan dari litium #idroksida, asam 1*'#idroksistearat dan
salisilat dengan reaksi sebagai berikut<
33
"ambar ---.* ;eaksi Penyabunan dari 8itium Hidroksida, 4sam 1*' Hidroksistearat dan 4sam alisilat Pada percobaan ini dilakukan 5ariasi komposisi 8i'alisilat yang digunakan dalam proses pembuatan gemuk lumas 8i'ompleks'alisilat. omposisi yang digunakan dalam pembuatan gemuk lumas terdiri dari ba#an' ba#an pembentuk yang sama, namun dengan !umla# pembentuk sabun yang berbeda. Hal ini dimaksudkan agar penyebab ter!adinya perbedaan #asil u!i dapat diketa#ui dengan muda#, se#ingga
pengaru# comle!ing agent asam salisilat
pada gemuk lumas dapat dipela!ari. omposisi ba#an'ba#an gemuk lumas dapat dili#at pada %abel ---.1. %abel ---.1 omposisi "emuk 8umas 8i'alisilat dengan 1/.*7 hickener
3.4 &(e $am)el 8i'al 1 8i'al * 8i'al 2 8i'al 0 8i'al /
1!.2 = Thickener L$alslat L12 H$A = =0 >?> >?>0 + 1++ 6 90 11 39 16 30 *2
Mn*ak %arak = 0
<
30.3 30.3 30.3 30.3 30.3
a
ar
+e l
&ua !enis 5ariabel dalam penelitian gemuk litium kompleks diantaranya <
.4.2.
34
.4.2.
1. omposisi 8i'al sebesar (+, 6, 11, 16, dan *2 7) 2. omposisi 8i'1* H4 sebesar (1++, 90, 39, 30, dan 7) 3.!
Pr(seur Pem+uatan 'emuk Ltum &(m)leks Pada penelitian ini, prosedur pembuatan gemuk lumas litium kompleks diperli#atkan pada "ambar ---.2. Prosedur pembuatan gemuk lumas litium kompleks ini dilakukan dengan penamba#an asam salisilat pada temperatur di atas temperatur titik lele# ba#an baku yang digunakan.
$inyak arak
H4 8i?H 4ir
12/OC 2+ menit 30 C 2+ menit
$inyak arak
8i?H 4ir
2+ menit pertama temperatur 13+OC 1/ menit pada temperatur 12+OC 1/ menit pada temperatur 1++OC 2+ menit pada temperatur 3+OC 2+ menit pada temperatur 6+OC 2/+ rpm * !am (#ingga #omogen) 3+OC 2+ menit
4sam alisilat
35
"ambar ---.2 Prosedur Pembuatan "emuk 8umas 8itium ompleks dengan Penamba#an 4sam alisilat
Prosedur ini dapat di!abarkan sebagai berikut < 1) Pemanasan 1*'H4 pada temperatur 12/C #ingga mencair sempurna. *) Pemanasan 8i?H yang tela# dicampurkan air sebanyak lima kali lipat berat 8i?H pada temperatur 3+C 2) Pemanasan aal minyak !arak pada temperatur 3+C sebelum proses blending untuk mencega# rentang temperatur yang cukup ekstrim.
36
0) Pembuatan sabun litium dilakukan pada temperatur 13+IC selama 2+ menit dimulai dengan pencampuran setenga# bagian minyak !arak dengan setenga# bagian 8i?H air kemudian dituang ke 1*'H4 yang tela# mencair sempurna /) Pembuatan campuran setenga# bagian minyak !arak, setenga# bagian 8i?H air, dan asam salisilat. etela# itu tamba#kan sabun litium pada temperatur 12+IC selama 1/ menit kemudian temperatur diturunkan men!adi 1++IC selama 1/ menit 6) /lending gemuk lumas dilakukan selama 6+ menit sampai #omogen dengan temperatur blending pada temperatur 3+ C dan setela# 2+ menit temperatur diturunkan sebesar *+ C .
3.#
&araktersas 'emuk Lumas Ltum &(m)leks arakterisasi #asil pembuatan gemuk lumas litium kompleks , dilakukan
dengan pengu!ian karakteristik gemuk lumas tersebut melalui u!i laboratorium dengan beberapa parameter u!i, yaitu<
3.#.1 Droppin# $oint A$TM D !## Droing oint atau titik !atu# adala# temperatur dimana gemuk lumas mulai mencair dan terlepas ikatannya antara minyak dengan thickener-nya. ntuk parameter droing oint , target #asil yang di#arapkan adala# Q 132 C, Droing oint tidak menun!ukkan batasan maksimum temperatur ker!a gemuk lumas, dimana pada umumnya temperatur ker!a gemuk lumas !au# lebi# tinggi dari Droing Point 'nya. 4nalisa droing oint dilakukan sesuai metode 4%$ & /66, menggunakan alat seperti terli#at dalam "ambar ---.0. Prosedur pengu!ian droing oint yang dilakukan pada penelitian ini adala#< 1. "emuk dimasukkan ke dalam cu lalu dipadatkan dengan menggunakan batang pemadat. *. Cu dimasukkan ke dalam test tube. 2. %ermometer dimasukkan ke dalam cu tanpa menyentu# gemuk yang akan diu!i.
37
0. Perangkat tersebut kemudian dimasukkan ke dalam alumunium block oven yang suda# dimasukkan termometer pada bagian $aterbath. /. etela# semua perangkat terpasang, panaskan heater #ingga temperaturnya naik secara perla#an #ingga ter!adi tetesan gemuk. 6. &ilakukan pengambilan nilai temperatur yang ditun!ukkan kedua termometer ketika ter!adi tetesan gemuk pertama. emudian kedua nilai tersebut di!umla#kan dan dirataratakan.
"ambar ---.0 4lat !i Droing Point (8emigas, *+16)
3.#.2
&(nsstens menggunakan one $enetration A$TM D 217
Pengukuran menggunakan cone enetration dilakukan untuk menun!ukan tingkat kekerasan atau consistenc% gemuk lumas, dengan menggunakan one 1uarter scale cone e1uiment , seperti terli#at dalam "ambar ---./. eperti #alnya tingkat kekentalan untuk minyak lumas, untuk gemuk lumas dinyatakan dalam kekerasan atau consistenc%, pengelompokannya ditentukan ole# 2ational Lubricating 3rease 4nstitute (:8"-). :8"- adala# tingkat kekerasan gemuk lumas setela# $orked enetration pada su#u */ C R +,/ C seperti terli#at pada %abel ---.1, kekerasan gemuk lumas dibagi men!adi 9 tingkat kekerasan, dari tingkat kekerasan +++ sampai tingkat kekerasan 6 berdasarkan 4%$ &*1 atau &10+2, dimana makin besar angka :8"-, maka makin keras gemuk lumas tersebut. %arget :8"- pada penelitian ini adala# :8"8angka# pengu!ian penetrasi adala# sebagai berikut <
38
1. Dada# pengu!i, cu samle dan cone enetration dibersi#kan dengan menggunakan $ash ben5ene. *. "emuk dimasukkan ke dalam cu sampai terisi penu#. 2. 4tur posisi cone enetration diatas permukaan gemuk, lalu dibiarkan berpenetrasi ke dalam gemuk selama / detik 0. edalaman
cone
enetration
yang
masuk
ke
dalam
menun!ukkan nilai konsistensi gemuk.
%abel ---.1 %ingkat ekerasan "emuk 8umas
NL'I
Batasan Penetras 5(rke 2! @9 ;61 mm0
+++
00/ F 0/
++
0++ F 02+
+
22/ F 23/
1
21+ F 20+
*
*6/ F *9/
2
**+ F */+
0
1/ F *+/
/
12+ F 16+
6
3/ F 11/
"ambar ---./ 4lat !i Penetrometer (8emigas, *+16)
39
gemuk
3.#.3
%ater %asho&t A$TM D12#4
'ater $ashout adala# kemampuan gemuk berta#an ter#adap efek keberadaan air tanpa mengalami peruba#an kemampuan dalam pelumasan. ika komponen gemuk lumas dapat larut atau berinteraksi dengan air, maka akan ter!adi peruba#an struktur gemuk lumas (konsistensi gemuk lumas) yang menyebabkan perurunan fungsi pelumasan. Pengu!ian 'ater 'ashout 4%$ &1*60 seperti pada "ambar ---.6 meliputi e5aluasi keta#anan suatu gemuk pelumas untuk $ashout ole# air pada bantalan, ketika diu!i pada temperatur 23 dan 9IC (1++ dan 1/ A) dibaa# kondisi laboratorium yang ditentukan. Pada gemuk lumas yang mempunyai highl% volatile oils akan terdapat berat yang #ilang ($eight loss) yang ter!adi akibat adanya penguapan ketika pengeringan. eberapa gemuk lumas mengandung komponen yang mengakibatkan kesulitan pengeringan sempurna pada temperatur R 6IC. Pada kasus ini, temperatur pengeringan dapat ditingkatkan ke 92 R 2IC. 8angka# pengu!ian $ater $ashout adala# sebagai berikut< 1. Caan petri, ball bearing , dan housing ditimbang untuk mengeta#ui berat total spesimen. *. "emuk lumas diaplikasikan pada ball bearing sebanyak 0.++ R +.+/ gram. 2. 4Suadest ditamba#kan ke dalam reservoir sesuai dengan batas yang tela# ditentukan 0. /all bearing dan housing dipasang pada alat u!i. /. %emperatur diatur #ingga 23OC atau 9OC (sesuai kebutu#uan pengu!ian). 6. %anpa meng#idupkan motor penggerak bearing , pompa di#idupkan untuk sirkulasi air dengan kecepatan alir air 13 8!am. emprotan air dibelokkkan dengan pena#an yang terdapat pada cover penutup. 6. etika temperatur suda# mencapai 23OC atau 9OC, motor penggerak bearing di#idupkan dengan kecepatan putaran 6++ rpm selama 6+ menit. 3. ekat pena#an diputar 9+O supaya semprotan air mengenai pelat penutup bearing .
40
9. etela# 6+ menit, putaran motor dan pemanasan akan ber#enti. Reservoir akan mendingin setela# ditunggu R 1 !am. 1+. Cover penutup dibuka lalu rakitan spesimen dan sekat pena#an dilepas, kemudian letakkan kedalam caan petri. 11. etela# selesai, alat u!i dimatikan dan aSuadest dibuang dengan cara valve yang ada di sebela# kanan alat dibuka dan ditampung menggunakan beaker glass. 1*. n'#eJane disemprotkan ke dalam alat u!i untuk meng#ilangkan gemuk lumas yang menempel, kemudian aseton disemprotkan untuk mengeringkan alat u!i. 12. pesimen dikeringkan dalam o5en selama R 1/ !am pada temperatur OC. 10. etela# di o5en selama 1/ !am, spesimen didiamkan R 1 !am #ingga mencapai su#u ruangan. 1/. pesimen ditimbang untuk mengeta#ui !umla# gemuk lumas yang #ilang ( grease losses). 16. ;ata'rata #asil pengu!ian serta temperatur pada saat spesimen dirakit dan temperatur pengeringan dilaporkan untuk menun!ukan persentase gemuk lumas yang #ilang pada temperatur u!i.
"ambar ---.6 4lat !i 'ater 'ashout (8emigas, *+16)
41
BAB I< HA$IL DAN PEMBAHA$AN
!i karakteristik di laboratorium ter#adap gemuk lumas dengan komposisi sesuai %abel ---.1 menun!ukkan adanya perbedaan pada pengu!iannya. Hasil u!i karakteristik gemuk lumas berdasarkan #asil u!i di laboratorium dapat dili#at pada %abel [email protected]. %abel [email protected] Hasil !i arakteristik "emuk 8umas di 8aboratorium Hasl Uj &arakterstk L$al 1 L$al 2 L$al 3 L$al 4 L$al ! Droing Point ( 7C)
13/
130
130
19./
11
8n$orked Penetration
*21
*11
*/3
*32
210
'orked Penetrtion
*93
*/1
*91
*36
2*/
elas :8"-
1'*
*'2
*
*
1
tabilitas onsistensi
6
0+
22
2
11
Peruba#an onsistensi
*9.+
19.+
1*.3
1.1
2./
42
(7) 'ater 'ashout (7)
2/
0*
**
*0
11
4.1 Pengaruh Penam+ahan o!ple"in# A#ent )aa 'emuk Ltum terhaa) Droppin# $oint 'emuk Lumas
Pengaru# comle!ing agent ter#adap #asil u!i droing oint dari gemuk lumas dapat dili#at pada "ambar [email protected]. 19+ 13/ 13/ 130
130
13+
%emperatur dropping point (OC)
19./
1/ 11 1+ 16/ 16+ 8i'al 1
8i'al *
8i'al 2
8i'al 0
8i'al /
&(e $am)el
"ambar [email protected] Pengaru# Penamba#an Comle!ing gent pada "emuk 8itium ter#adap Droing Point "emuk 8umas Hasil u!i droing oint menun!ukkan ba#a penamba#an comle!ing agent pada gemuk litium menurunkan temperatur droing oint pada gemuk lumas. Hal ini dapat dili#at dari temperatur droing oint yang mengalami penurunan seiring dengan kenaikan persentase 8i'alisilat, mulai dari persentase +7 #ingga *27. Droing oint yang di#asilkan berkisar antara 11F13/IC. Hal ini menun!ukkan ba#a penamba#an konsentrasi asam salisilat memberikan pengaru# negatif ter#adap droing oint gemuk lumas litium. Hal ini bertentangan
dengan
tu!uan
penamba#an comle!ing agent
meningkatkan nilai droing oint gemuk lumas litium.
43
yaitu untuk
Penurunan droing oint kemungkinan disebabkan ole# asam salisilat yang tidak terdisosiasi sempurna. 4sam salisilat yang mempunyai dera!at disosiasi *,9 menyebabkan atom H pada asam salisilat tidak tersubtitusi sempurna dengan litium saat pencampuran dengan minyak !arak yang mempunyai pH 6'.
4.2 Pengaruh o!ple"in# A#ent Asam $alslat )aa 'emuk Lumas Ltum terhaa) &ekerasan Penetras0 an &(nsstens 'emuk Lumas %ingkat kekerasan gemuk lumas diukur dengan melakukan penetrasi sebelum dan sesuda# perlakuan ker!a yang diterima ole# gemuk lumas. Penetrasi sesuda# perlakuan ker!a ($orked enetration) dimaksudkan untuk meli#at tingkat kekerasan gemuk lumas sesuai dengan kelas :8"-. Hal ini digunakan konsumen untuk menyesuaikan tingkat kekerasan gemuk lumas dengan kebutu#an mesin yang akan diberi gemuk lumas. edangkan sebelum perlakuan ker!a (un$orked enetration) dimaksudkan sebagai nilai aal untuk mengukur peruba#an tingkat kekerasan gemuk lumas yang dimaksudkan untuk meli#at kestabilannya. Pengaru#
penggunaaan comle!ing
agent asam
salisilat
ter#adap
kekerasan gemuk lumas serta konsistensinya dapat dili#at grafik pada "ambar -@.* dan "ambar [email protected].
44
"ambar -@.* Pengaru# Penamba#an Comle!ing gent 4sam alisilat pada "emuk 8itium ter#adap ekerasan 8n$orked dan 'orked "emuk 8umas
ode ampel 22+ Dorked Penetration
atas :8"21+ *93
2*/ atas :8"-
*9+ *91
:ilai atasan Dorked Penetration atas :8"-
atas :8"-
*36
*+ */1 */+ *2+ 8i'al 1 8i'al * 8i'al 2 8i'al 0 8i'al /
"ambar [email protected] Pengaru# Penamba#an Comle!ing gent 4sam alisilat pada "emuk 8itium ter#adap 'orked Penetration "emuk 8umas erdasarkan grafik di atas, penggunaan comle!ing agent asam salisilat dalam gemuk lumas nabati mempengaru#i $orked enetration (tingkat kekerasan) gemuk lumas. 8i'al 1'0 menun!ukkan nilai batasan $orked enetration kurang
45
dari 21+, namun 8i'al / menun!ukkan nilai batasan $orked enetration lebi# dari 21+. Hal ini menun!ukkan ba#a penamba#an comle!ing agent berupa asam salisilat pada gemuk litium akan membuat kekerasannya berkurang. Hal ini bisa ter!adi akibat berkurangnya persentase 1*'H4 yang digantikan ole# asam salisilat. emakin besar !umla# asam salisilat ditamba#kan maka semakin kecil !umla# 1*'H4. Hal ini menun!ukkan ba#a !umla# 1*'H4 dalam sabun litium lebi# mempengaru#i tingkat kekerasan gemuk lumas. emakin banyak !umla# 1*' H4 yang ditamba#kan maka semakin keras gemuk yang di#asilkan. etela# gemuk lumas dikenakan perlakuan ker!a, tingkat kekerasan beruba#. &ata #asil $orked enetration menun!ukkan peruba#an tingkat kepadatan yang berarti peruba#an gemuk lumas tersebut. esarnya peruba#an tekstur gemuk lumas dapat di#itung dengan menggunakan persentase peruba#an nilai kekerasan. :ilai persentase peruba#an gemuk lumas menun!ukkan kestabilan gemuk lumas. Persentase peruba#an konsistensi gemuk lumas dapat dili#at pada "ambar [email protected]
ode ampel 2/.+ 2+.+
*9.+
*/.+ *+.+
Peruba#an onsistensi (7)
19.+
1/.+ 1*.3 1+.+ /.+ +.+ 8i'al 1
1.1
8i'al *
8i'al 2
8i'al 0
2./ 8i'al /
"ambar [email protected] Pengaru# Penamba#an Comle!ing gent 4sam alisilat pada "emuk 8itium ter#adap 7 Peruba#an onsistensi "emuk 8umas
46
+echanical stabilit% merupakan karakteristik utama pada kiner!a gemuk lumas karena merupakan ukuran peruba#an konsistensi gemuk lumas apabila ter!adi gesekan dalam penggunannya. +echanical stabilit% !uga merupakan kemampuan gemuk lumas untuk kembali pada keadaan semula setela# adanya perlakuan ker!a dengan peruba#an konsistensi
(.mobilindustrial.com).
erdasarkan data persentase peruba#an tekstur gemuk lumas, penamba#an asam salisilat pada gemuk litium mengakibatkan peruba#an kestabilan konsistensi (mechanical stabilit%). Hal ini dapat terli#at dari persentase peruba#an konsistensi yang semakin menurun seiring dengan penamba#an !umla# asam salisilat. Hal ini menun!ukkan ba#a penamba#an asam salisilat mampu meningkatkan kestabilan konsistensi gemuk lumas nabati #ingga konsentrasi tertentu. Penamba#an komposisi salisilat
sebesar 167 mampu meng#asilkan gemuk litium dengan
tingkat kestabilan konsistensi yang sangat baik.
4.3 Pengaruh Penam+ahan o!ple"in# A#ent )aa 'emuk Ltum terhaa) Uj %ater %asho&t 'emuk Lumas !i 'ater $ashout digunakan untuk mengukur kemampuan gemuk lumas berta#an ter#adap efek penyemprotan air tanpa mengalami peruba#an kemampuan dalam pelumasan. ika komponen gemuk lumas dapat berinteraksi dengan air, maka akan ter!adi peruba#an struktur (konsistensi) gemuk lumas yang menyebabkan penurunan fungsi pelumasan. Hasil u!i karakteristik keta#anan ter#adap $ater $ashout ditun!ukkan pada %abel [email protected]. Pengaru# penamba#an comle!ing agent ter#adap keta#anan gemuk lumas ter#adap air dengan metode $ater $ashout ditun!ukkan pada "ambar -@./. &ari gambar tersebut terli#at ba#a secara keseluru#an penamba#an !umla# asam salisilat mampu menurunkan !umla# gemuk lumas yang #ilang ( grease losses) dari sistem bearing akibat pengaru# $ater $ashout . Hal ini menun!ukkan ba#a penamba#an asam salisilat mampu meningkatkan keta#anan gemuk lumas litium ter#adap air. :amun, berdasarkan grafik nilai grease losses masi# belum stabil karena adanya #uman error se#ingga #asil yang didapat belum akurat. eta#anan ter#adap air masi# dapat ditingkatkan karena berdasarkan "ambar -@./ masi#
47
terdapat kemungkinan grease losses lebi# kecil dengan penamba#an asam salisilat. ode ampel 0/
0*
0+ 2/ 2+2/ */
grease losses (9)
*0
*+
**
1/ 11
1+ / + 8i'al 1
8i'al *
8i'al 2
8i'al 0
8i'al /
"ambar -@./ Pengaru# Penamba#an Comle!ing gent pada "emuk 8itium ter#adap !i 'ater 'ashout "emuk 8umas ecara keseluru#an, #asil percobaan menun!ukkan ba#a penamba#an asam
salisilat
sebagai comle!ing
agent , belum
mampu meningkatkan
karakteristik gemuk lumas ter#adap nilai droing oint secara signifikan. :amun penamba#an asam salisilat mampu meningkatkan kestabilan konsistensi (#ingga konsentrasi tertentu) dan keta#anan gemuk lumas litium ter#adap air.
48
BAB < &E$IMPULAN DAN $A-AN
.1 &esm)ulan &ari #asil pemba#asan yang disa!ikan dari penelitian ini maka dapat disimpulkan beberapa #al yaitu sebagai berikut < :. Penamba#an asam salisilat sebagai comle!ing agent pada sabun litium mampu meng#asilkan gemuk lumas nabati dengan :8"- 1'2 namun belum dapat meningkatkan nilai droing oint secara signifikan. ;. Penamba#an asam salisilat sebagai comle!ing agent meningkatkan kestabilan konsistensi yang ditun!ukkan pada komposisi 167 8i'al dengan persentase peruba#an konsistensi mencapai 1.17. <. Penamba#an asam salisilat sebagai comle!ing agent dapat meningkatkan keta#anan gemuk lumas ter#adap air yang ditun!ukkan pada komposisi *27 8i'al dengan persentase grease losses paling kecil 117.
49
