A. Pengertian Polimer
Apakah Anda pernah melihat ibu Anda menggoreng telur dengan menggunakan penggorengan teflon? Bila struktur teflon ditentukan, makamolekul teflon ditemukan mengandung rantai karbon dengan mengikat atom-atom fluorin. Tetra fluoroetena (tetra fluoroetilena) merupakan molekul yang sangat non polar dan relatif kecil ukurannya serta cenderung berupa gas pada suhu kamar. Bagaimana caranya molekul tetrafluoroetilena dalam wujud gas dapat bereaksi dengan molekul lainnya membentuk molekul besar yang berantai panjang dan umumnya berupa padatan? Coba perhatikan Gambar 1 untuk membantu Anda memvisualisasikan reaksi tersebut.
Gambar 1.
Teflon memberikan suatu lapisan yang baik untuk wajan, karena teflon bersifat tidak reaktif dan makanan tidak akan lengket pada wajan Suatu molekul raksasa (makromolekul) yang terbentuk dari susunan ulang molekul kecil yang terikat melalui ikatan kimia disebut polimer (poly = banyak; mer = bagian). Suatu polimer akan terbentuk bila seratus atau seribu unit molekul yang kecil yang disebut monomer, saling berikatan dalam suatu rantai. Jenis-jenis monomer yang saling berikatan membentuk suatu polimer terkadang sama atau berbeda. Sifatsifat polimer berbeda dari monomer-monomer yang menyusunnya. Pada contoh diatas, teflon (politetra-fluoroetilena) yang berwujud padat dibuat bila molekul-molekul gas tetra-fluoroetilena bereaksi membentuk rantai panjang. Contoh lain, molekul-molekul gas etilena bereaksi
membentuk rantai panjang plastik polietilena yang ada pada kaleng susu. Polimer tersusun atas perulangan monomer menggunakan ikatan kimia tertentu. Ukuran polimer, dinyatakan dalam massa (massa rata-rata ukuran molekul dan jumlah rata-rata ukuran molekul) dan tingkat polimerisasi, sangat mempengaruhi sifatnya, seperti suhu cair dan viskositasnya
terhadap
ukuran
molekul
(misal
seri
hidrokarbon).
Untuk aplikasi yang lebih luas, polimer dapat dibedakan antara polimer termoplastik, polimer termoset dan polimer elastomer. Beberapa contoh polimer termoplastik antara lain adalah PTFE (teflon), Polyethylene Terephthalate (soda bottles), High-Density Polyethylene (Dish Soap Bottles,
Milk
Jugs),
Polyvinyl
Chloride
(Plumbing,
Shampoo
Bottles),
Low-Density
Polyethylene (Film, Stretch Wrap), Polypropylene (Pediatric Containers), Polystyrenes (Plastic Plates, Styrofoam) dan Composite (Milk Cartons). Sementara itu, beberapa polimer termoset antara lain adalah Phenolic (Cookware, Knobs, dan Handles), Urea-Formaldehyde (Bottle Caps, Electrical Fittings), Epoxies (Surface Coatings, Composites) dan SBR Rubbers (ban). Sedangkan polimer elastomer dapat berupa termoset (membutuhkan vulkanisasi) maupun berupa termoplastik. Beberapa contoh polimer elastomer antara lain adalah karet tak saturasi (unsaturated) seperti karet alam, polyisoprene, polybutadine, maupun karet chloroprene. Karet merupakan jenis polimer linier, banyak digunakan sebagai ban. Betapa pentingnya ban untuk mobil maupun pesawat terbang, maka pemprosesan karet dan polimerisasinya (penambahan dan kondensasi) harus melalui standar yang tinggi. Sejalan dengan perkembangan otomotif yang sangat pesat, kebutuhan ban pun semakin meningkat.Terutama, bagi kendaraan yang tingkat mobilitasnya tinggi, seperti tranportasi umum, penggantian ban kendaraan terasa cepat. Pada sisi lain harga ban baru relatif mahal, untuk ban mobil sekisar Rp 310.000,00 hingga Rp 2.500.000,00. Untuk kendaraan darat seperti mobil dan motor, kiranya masih layak jika menggunakan ban vulkanisir (retreading tyres) yang lebih murah asalkan berkualitas baik. Dengan peralatan pembuatan yang modern ban vulkanisir cukup stabil digunakan, aman, dan kualitasnya terjamin. Sementara itu, dari sisi lingkungan karena ban vulkanisir bukan merupakan polimer yang degradable (dapat terurai) tetapi merupakan komoditas green product (menghijaukan lingkungan), sehingga bisa menekan limbah dan menyelamatkan kerusakan pada lingkungan
Gambar 3 mengilustrasikan pembentukan polimer.
Gambar 2. Beberapa contoh monomer dari kiri ke kanan: vinil klorida, propena, tetra-fluoroetilena, dan stirena
Gambar 3. Monomer akrilonitril membentuk polimer poliakrilonitril (PAN), yang dikenall dengan nama orlon, dan digunakan sebagai karpet dan pakaian ―rajutan‖. Ikatan rangkap pada karbon dalam monomer berubah menjadi ikatan tunggal, dan berikatan dengan atom karbon lain membentuk polimer. 1. Klasifikasi Polimer
Polimer umumnya diklasifikasikan menjadi beberapa kelompok antara lain atas dasar jenis monomer, monomer, asal, asal, sifat termal, termal, dan reaksi reaksi pembentukannya. pembentukannya.
1.1 Klasifikasi Polimer Berdasarkan Jenis Monomernya
Berdasarkan jenis monomernya, polimer dibedakan atas homopolimer dan kopolimer. Homopolimer terbentuk dari sejenis monomer, sedangkan kopolimer terbentuk lebih dari sejenis monomer. Uraian berikut menjelaskan perbedaan dua golongan polimer tersebut.
Homopolimer
Homopolimer merupakan polimer yang terdiri dari satu macam monomer,dengan struktur polimer. . . – . – A A – A – A – A – A – A – A – A – A – A – A – . . .
Kopolimer
Kopolimer merupakan polimer yang tersusun dari dua macam atau lebih monomer. Contoh: polimer SBS (polimer stirena-butadiena-stirena)
1.2 Jenis-jenis kopolimer
Kopolimer acak, yaitu kopolimer yang mempunyai sejumlah satuan berulang yang
berbeda tersusun secara acak dalam rantai polimer. Strukturnya: . . . – A – A – B – B – A – A – A – A – B – B – B – B – A – A – A – A – . .
Kopolimer bergatian, yaitu kopolimer yang mempunyai beberapa kesatuan ulang yang
– A – B – B – A – A – B – B berbeda berselang-seling adanya dalam rantai polimer. Strukturnya:. . . – A – A – A – B – B – A – A – B – B – . – . . .
Kopolimer balok (blok), yaitu kopolimer yang mempunyai suatukesatuan berulang
berselang-seling dengan kesatuan berulang lainnya dalam rantai polimer. Strukturnya – A – A – A – A – A – A – A – B – B – B – B – B – B – B – B – A – A – A – A – A – A – A – A – . . .
Kopolimer tempel/grafit, yaitu kopolimer yang mempunyai satu macam kesatuan
berulang menempel pada polimer tulang punggung lurus yang mengandung hanya satu macam kesatuan berulang dari satu jenis monomer. Strukturnya A A A A A
1.3 Polimer Berdasarkan Asalnya
Berdasarkan asalnya, polimer dibedakan atas polimer alam dan polimer buatan. Polimer alam telah dikenal sejak ribuan tahun yang lalu, seperti amilum, selulosa, kapas, karet, wol, dan sutra. Polimer buatan dapat berupa polimer regenerasi dan polimer sintetis. Polimer regenerasi adalah polimer alam yang dimodifikasi. Contohnya rayon, yaitu serat sintetis yang dibuat dari kayu (selulosa). Polimer sintetis adalah polimer yang dibuat dari molekul sederhana (monomer) dalam pabrik.
Polimer Sintetis
Polimer sintetis yang pertama kali yang dikenal adalah bakelit yaitu hasil kondensasi fenol dengan formaldehida, yang ditemukan oleh kimiawan kelahiran Belgia Leo Baekeland pada tahun 1907. Bakelit merupakan salah satu jenis dari produk-produk konsumsi yang dipakai secara luas. Beberapa contoh polimer yang dibuat oleh pabrik adalah nylon dan poliester, kantong plastik dan botol, pita karet, dan masih banyak produk lain yang Anda lihat sehari-hari.
Polimer alam
Laboratorium bukan satu-satunya tempat mensintesis polimer. Sel-sel kehidupan juga merupakan pabrik polimer yang efisien. Protein, DNA, kitin pada kerangka luar serangga, wool, jaring laba-laba, sutera dan kepompong kepompong ngengat, adalah polimer-polimer polimer-polimer yang disintesis secara alami. Serat-serat selulosa yang kuat menyebabkan batang pohon menjadi kuat dan tegar untuk tumbuh dengan tinggi seratus kaki dibentuk dari monomer-monomer glukosa, yang berupa
padatan kristalin yang berasa manis. Banyak polimer-polimer sintesis dikembangkan sebagai pengganti sutra. Gagasan untuk proses tersebut adalah benang-benang sintesis yang dibentuk di pabrik diambil dari laba-laba. Karet merupakan polimer alam yang terpenting dan dipakai secara luas. Bentuk utama dari karet alam, terdiri dari 97% cis-1,4-poliisoprena, dikenal sebagai hevea rubber. Karet ini diperoleh dengan menyadap kulit sejenis pohon (hevea brasiliensis) yang – 35% tumbuh liar. Hampir semua karet alam diperoleh sebagai lateks yang terdiri dari sekitar 32 – 35% karet dan sekitar 5% senyawa lain, termasuk asam lemak, gula, protein, sterol, ester dan garam. Polimer alam lain adalah polisakarida, selulosa dan lignin yang merupakan bahan dari kayu.
Polimer Kondensasi
Polimer kondensasi terjadi dari reaksi antara gugus fungsi pada monomer yang sama atau monomer yang berbeda. Dalam polimerisasi kondensasi kadang-kadang disertai dengan terbentuknya molekul kecil seperti H2O, NH3, atau HCl. Di dalam jenis reaksi polimerisasi yang kedua ini, monomermonomer bereaksi secara adisi untuk membentuk rantai. Namun demikian, setiap ikatan baru yang dibentuk akan bersamaan dengan dihasilkannya suatu molekul kecil – biasanya air – dari atom-atom monomer. Pada reaksi semacam ini, tiap monomer harus mempunyai dua gugus fungsional sehingga dapat menambahkan pada tiap ujung ke unit lainnya dari rantai tersebut. Jenis reaksi polimerisasi ini disebut reaksi kondensasi. Dalam polimerisasi kondensasi, suatu atom hidrogen dari satu ujung monomer bergabung dengan gugus – OH OH dari ujung monomer yang lainnya untuk membentuk air. Reaksi kondensasi yang digunakan untuk membuat satu jenis nilon
Gambar 9 Kondensasi terhadap dua monomer yang berbeda yaitu 1,6 – diaminoheksana – diaminoheksana dan asam
adipat yang umum digunakan untuk membuat jenis nylon. Nylon diberi nama menurut jumlah atom atom karbon pada setiap setiap unit monomer. monomer. Dalam Dalam gambar gambar ini, ada enam enam atom karbon karbon di setiap monomer, maka jenis nylon ini disebut nylon 66.
Monomer yang dapat mengalami reaksi polimerisasi secara kondensasi adalah monomermonomer yang mempunyai gugus fungsi, seperti gugus – OH; OH; -COOH; dan NH3.
Polimer Adisi
Reaksi pembentukan teflon dari monomer-monomernya tetrafluoroetilen, disebut reaksi adisi. Perhatikan Gambar 7 yang menunjukkan bahwa monomer etilena mengandung ikatan
rangkap dua, sedangkan di dalam polietilena tidak terdapat ikatan rangkap dua.
Seperti yang telah kita ketahui, bahwa reaksi adisi adalah reaksi pemecahan ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal sehingga ada atom yang bertambah di dalam senyawa yang terbentuk. Jadi, polimerisasi adisi adalah reaksi pembentukan polimer dari monomer-monomer yang berikatan rangkap (ikatan tak jenuh). Pada reaksi ini monomer membuka ikatan rangkapnya
lalu berikatan dengan monomer lain sehingga menghasilkan polimer yang berikatan tunggal (ikatan jenuh). Artinya, monomer pembentuk polimer adisi adalah senyawa yang ikatan karbon berikatan rangkap seperti alkena, sterina, dan haloalkena. Polimer adisi ini biasanya identik dengan plastik, karena hampir semua plastik dibuat dengan polimerisasi adisi. Misalnya polietena, polipropena, polivinil klorida, teflon dan poliisoprena. Berikut beberapa contoh pembentukannya : a.
Pembentukan polietena (polietilena) dari etena (etilena)
O2 nCH2 = CH2 etena
b.
tegangan tinggi
tetrafluoroetena
- (CF2 - CF2)n – )n – politetraetilena politetraetil ena (teflon)
Pembentukan polivinil dari isoprena (2-metil-1,3-butadiena)
nCH2 = CH2
Cl d.
polietena
Pembentuka teflon dari tetrafluoro etena
nCF2 = CF2
c.
- (CH2 - CH2)n -
- (CH2 - CH)n – CH)n –
Cl
Pembentukan polisoprena dari isoprena (2-metil-1,3-butadiena)
CH3
CH3
– CH = CH2 nH2C = C – CH
- (HC = C - CH = CH)n -
Pada pembentukan poliisoprena, mula-mula kedua ikatan rangkap dari nomor 1 dan C nomor 3 terbuka, kemudian ikatan tunggal dari C nomor 2 dan C nomor 3 membentuk ikatan rangkap. Dari contoh-contoh reaksi di atas, dapat disimpulkan bahwa pada polimerisasi adisi tidak terbentuk hasil samping dan monomernya harus mengandung ikatan rangkap. Contoh polimer adisi dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Monomer etilena mengalami reaksi adisi membentuk polietilena yang digunakan sebagai tas plastik, pembungkus makanan, dan botol. Pasangan elektron ekstra dari ikatan rangkap dua pada tiap monomer etilena digunakan untuk membentuk suatu ikatan baru menjadi monomer yang lain. Menurut jenis reaksi adisi ini, monomer-monomer yang mengandung ikatan rangkap dua saling bergabung, satu monomer masuk ke monomer yang lain, membentuk rantai panjang. Produk yang dihasilkan dari reaksi polimerisasi adisi mengandung semua atom dari monomer awal. Berdasarkan Gambar 7, yang dimaksud polimerisasi adisi adalah polimer yang terbentuk dari reaksi polimerisasi disertai dengan pemutusan ikatan rangkap diikuti oleh adisi dari monomermonomernya yang membentuk ikatan tunggal. Dalam reaksi ini tidak disertai
terbentuknya molekul-molekul kecil seperti H2O atau NH3.
1.4 Bentuk-bentuk Polimer Polimer yang Digunakan dalam Kehidupan
Bentuk-bentuk polimer yang banyak digunakan dalam kehidupan, antara lain serat, elastomer (karet). Berikut akan diuraikan satu persatu.
Serat
Serat adalah polimer yang perbandingan panjang terhadap diameter molekulnya kira-kira 100:1. Sifat serat ditentukan oleh struktur makromolekul dan teknik produksinya. Supaya dapat dibuat menjadi serat, polimer harus memenuhi persyaratan sebagai berikut:
Polimer harus linier dan mempunyai berat molekul lebih dari 10. 000, tetapi tidak boleh terlalu besar karena sukar untuk dilelehkan ataudilarutkan.
Molekul harus simetris dan dapat mempunyai-gugus samping yang besar yang dapat mencegah terjadinya susunan yang rapat.
Polimer harus memberi kemungkinan untuk mendapatkan derajat orientasi yang tinggi, yang dengan cara penarikan mempunyai kekuatan serat yang tinggi dan kurang elastik.
Polimer harus mempunyai gugus polar yang letaknya teratur untuk mendapatkan kohesi antar molekul yang kuat dan titik leleh yang tinggi.
Mudah diberi zat warna, apabila serat diberi zat warna maka sifat fisikaserat tidak boleh mengalami perubahan yang mencolok dan warna bahanmakanan jadinya harus tetap tahan terhadap cahaya dan pencucian. Sejarah perkembangan serat sintetis dimulai dengan dibuatnya serat poliamida oleh
Dupont pada tahun 1938 dengan nama nilon, dan oleh IG Farben pada tahun 1939 dengan nama perlon. Serat dapat juga diperoleh dari hasil pengolahan selulosa secara kimiawi. Selulosa merupakan serat alami dan merupakan bagian terbesar yang terdapat dalam tumbuhtumbuhan. Serat diperoleh dari hasil pengolahan selulosa adalah rayon. Serat banyak digunakan dalam industri tekstil. Dengan ditemukannya beberapa macam serat sintetis, perkembangan selanjutnya diarahkan pada memperbaiki cara pembuatan dan pengubahan bahan serat untuk mendapatkan kualitas hasil akhir yang lebih baik. Serat poliamida (nilon) mempunyai banyak jenis antara lain: nilon 66, nilon 6, nilon 610, nilon 7, nilon 11 (krislan). Nomor yang ada di belakang nama nilon menunjukkan jumlah atom karbon monomer pembentuknya.
1.5 Derajat Kekristalan Polimer
Tidak seperti halnya logam, polimer pada umumnya bersifat amorphous, tidak bersifat kristalin atau memiliki keteraturan dalam rentang cukup panjang. Namun, polimer dapat direkayasa sehingga strukturnya memiliki daerah kristalin, baik pada proses sintesis maupun deformasi. Besarnya daerah kristalin dalam polimer dinyatakan sebagai derajat kekristalan polimer. Derajat kekristalan polimer misalnya dapat direkayasa dengan mengendalikan laju solidifikasi dan struktur rantai, walaupun sangat sulit untuk mendapatkan derajat kekristalan 100% sebagaimana halnya pada logam. Polimer dengan struktur rantai bercabang misalnya akan memiliki derajat kekristalan yang lebih rendah jika dibandingkan dengan struktur tanpa cabang.
Sifat-sifat mekanik dan fisik dari polimer sangat dipengaruhi oleh derajat kekristalannya. Sifat-sifat mekanik yang dipengaruhi oleh derajat kekristalan misalnya adalah kekakuan (stiffness), kekerasan (hardness), dan keuletan (ductility). Sedangkan sifat-sifat fisik yang berhubungan dengan derajat kekristalan misalnya adalah sifat-sifat optik dan kerapatan (density) dari polimer. Berikut ini akan dibahas mengenai ban beserta bahan dan polimernya.
B. BAN Ban adalah peranti yang menutupi velg suatu roda. Ban adalah bagian penting dari
kendaraan darat, dan digunakan untuk mengurangi getaran yang disebabkan ketidakteraturan permukaan jalan, melindungi roda dari aus dan kerusakan, serta memberikan kestabilan antara kendaraan dan tanah untuk meningkatkan percepatan dan mempermudah pergerakan. Sebagian besar ban yang ada sekarang, terutama yang digunakan untuk kendaraan bermotor, diproduksi dari karet sintetik, walaupun dapat juga. Ban yang diisi gas (angin) bertekanan tertentu umumnya terdiri dari 21% gas Oksigen dan 78% gas Nitrogen. Dimana campuran gas tersebut didapat dari udara sekitar pompa gas/angin
tersebut,
atau
gas
yang
kita
hirup
sehari-hari.
Partikel gas Oksigen lebih kecil dibanding gas Nitrogen, sehingga gas Oksigen bisa tiga kali lebih cepat merembes keluar ketimbang gas Nitrogen, melalui celah-celah halus sambungan ban terhadap pelek maupun mekanik sekat/valve pada pentil (ventil). Dikarenakan partikel gas Nitrogen (N2) lebih besar dibandingkan Oksigen (O2), maka N2 dapat mencegah terjadinya
kebocoran (rembesan) yang menyebabkan berkurangnya tekanan gas (angin) pada ban. Selain itu Nitrogen aman digunakan karena tidak bisa terbakar, tidak berbau, dan merupakan bagian dari gas yang ada di atmosfir yang juga kita hirup sehari-har
i.
1. Jenis-jenis Ban
Ban Bias
Ban dengan struktur bias adalah yang paling banyak dipakai. Dibuat dari banyak lembar cord yang digunakan sebagai rangka dari ban. Cord ditenun dengan cara zig-zag membentuk sudut 40 sampai 65 derajat sudut terhadap keliling lingkaran ban.
Ban Radial
Untuk ban radial, konstruksi carcass cord membentuk sudut 90 derajat sudut terhadap keliling lingkaran ban. Jadi dilihat dari samping konstruksi cord adalah dalam arah radial terhadap pusat atau crown dari ban. Bagian dari ban berhubungan langsung dengan permukaan jalan diperkuat oleh semacam sabuk pengikat yang dinamakan dinamakan "Breaker" atau "Belt". Ban jenis
ini hanya menderita sedikit deformasi dalam bentuknya dari gaya sentrifugal, walaupun pada kecepatan tinggi. Ban radial ini juga mempunyai "Rolling Resistance" yang kecil.
Ban Tubeless
Ban Tubeless adalah ban yang dirancang tanpa mempunyai ban dalam. Ban tubeless in diciptakan sekitar tahun 1990. Bagian-bagian ban 1.2 Bahan Dasar Pembuatan Ban
Benang/kawat baja, nylon, aramid fiber, rayon, fiberglass, or polyester (biasanya bahan kombinasi, misalnya benang polyester pada lapisan ban dan kawat baja pada bagian sabuk baja dan bead yang umumnya terdapat pada ban mobil penumpang radial)Karet alam dan sintetis (terdapat ratusan jenis karet/polimer). Campuran kimia -- Karbon black, silica, resin Antidegradants -- antioksidan, ozonan, parafin wax Adhesion promoters -- cobalt salt, brass untuk kawat baja, resin dan benang Curatives -- cure accelerators, activators, sulfur Processing aids -minyak, tackifier, peptizer, softener Di satu ban ukuran populer 195/70R14 ban mobil penumpang untuk semua musim, mempunyai berat sekitar 8 kg yang terdiri dari : 2 kg . terdiri dari 30 jenis bahan karet sintetis1.5 kg terdiri dari 8 jenis bahan karet alam 2 kg terdiri dari 8 jenis bahan karbon black0.5 kg sabuk kawat baja 0.5 kg. benang polyester dan nylon 0.5 kg bead kawat baja 1.5 kg terdiri dari 40 jenis bahan kimia, minyak dan lain-lain. Campuran umum antara bahan karet sintetis dan karet alam menurut jenis ban adalah Truk Kecil 50% 50% Ban Mobil Balap 65% 35% Ban Off-The-Road (giant/earthmover) 20% 80%
C. Elastomer (karet)
Polimer jenis elastomer, misalnya karet alam, memiliki daerah elastis non linear yang sangat besar yang disebabkan oleh adanya sambungan-sambungan antar rantai (cross links) yang berfungsi sebagai ’pengingat bentuk’ (shape memory) sehingga karet dapat kembali ke bentuknya semula, pada saat beban eksternal dihilangkan. Dibawah ini adalah monomer dan dan unit ulangan Poliisoprena (karet alam). CH2 = CH - C = CH2
CH3
- CH2CH = C - CH2 -
CH3
Karet alam diperoleh dari getah resin karet (lateks karet alam) yang disebut Hevea Brasiliensis yang berasal dari daerah Amazon dengan cara penggumpalan dan pengeringan. Tergantung dari cara memprosesnya, secara umum karet alam dibagi menjadi 3. Daerah penghasil karet alam terbesar yang memproduksi 70% dari jumlah seluruh produksi karet dunia adalah Thailand, Indonesia, dan Malaysia. Lateks Merupakan karet alam yang awet disimpan yang dibuat dengan cara menambahkan anmonia ke dalam getah karet. Bila akan dikirim biasanya dikentalkan terlebih dahulu dengan mesin sentrifugal hingga kekentalannya mencapai 60%. Digunakan untuk sarung tangan karet, zat perekat, benang karet, alat-alat kedokteran, dan lain-lain. RSS adalah karet alam yang diperoleh dengan cara memasukkan lateks ke dalam asam untuk dipadatkan, kemudian di panaskan dan diasapkan. Digunakan sebagai bahan baku produksi ban, dan tube. TSR adalah karet yang telah digumpalkan kemudian dihaluskan, setelah itu dikeringkan dengan pemanasan. Sama seperti dengan RSS, TSR digunakan sebagai bahan baku produksi ban, dan tube. Tergantung dari negara yang memproduksi, ada SMR ( Produk Malaysia ), SSR ( Produk Singapura ), SIR ( produk Indonesia ), TTR ( Produk Thailand ) dan lain lain. Karet sistetis sengaja dibuat sedemikian rupa mirip dengan karet alam. Ada banyak macamnya yaitu Karet Isopuren ( IR ), Karet Stiren Butadien ( SBR ), Karet Butadien ( BR ), Karet Khloropuren ( CR ), Karet Nitril ( NR ), Karet BUTIL ( IIB ), Karet etilen propilen ( EPDM ), Karet Uretan ( AU, EU ), Karet silicon ( VMQ, FVMQ ), Karet Acril ( ACM ) dan lain
lain. Karet sintetis yang paling banyak diproduksi ada 3 jenis yaitu karet isopuren, karet stiren butadiene, dan karet butadiene. Bila digabung dengan karet alam, prosentase karet sintetis ini meliputi 80 %. Karet tersebut terutama digunakan sebagai bahan baku pembuatan ban.
Proses lain yang sering terjadi pada gabungan reaksi dengan reaksi adisi atau reaksi kondensasi merupakan gabungan/ikatan bersama dari banyak rantai polimer. Hal ini disebut ikatan silang, dan ikatan silang ini memberikan kekuatan tambahan terhadap polimer. Pada tahun 1844, Charles Goodyear telah menemukan bahwa lateks dari pohon karet yang dipanaskan dengan belerang dapat membentuk ikatan silang antara rantai-rantai hidrokarbon di dalam lateks cair. Karet padat yang dibentuk dapat digunakan pada ban dan bola-bola karet. Proses ini disebut vulkanisasi, untuk menghormati dewa Romawi yang bernama Vulkan. Perhatikan Gambar 10,
karet alam merupakan polimer adisi alam yang paling penting. Karet disadap dari pohon karet dalam bentuk suspensi di dalam air yang disebut lateks. Karet alam adalah polimer isoprena. karet alam yang diambil dari pohon karet dan karet sintesis yang dibuat dari derivatif minyak bumi. Pemakaian gabungan keduanya banyak digunakan untuk membuat ban, selang,
kabel, dan insulator. Misalnya pada ban digunakan komposisi 45% karet sintesis dan 55 % karet alam. Dikarenakan pembuatan karet sintesis mengunakan bahan dasar minyak bumi, kenaikan harga minyak bumi memicu kenaikan harga karet sintesis. Karet sintesis dan karet alam adalah barang complementary, artinya keduanya harus digunakan bersamaan, karena itu kenaikan harga karet sintesis juga memicu kenaikan harga karet alam. Polyurethane: digunakan untuk campuran lem, plastic, pembuatan ban
Gambar 10 Karet alam dan karet sintetis
Lateks atau karet alam yang dihasilkan dari pohon karet bersifat lunak/lembek danlengket bila dipanaskan. Kekuatan rantai dalam elastomer (karet) terbatas, akibat adanya struktur jaringan, tetapi energi kohesi harus rendah untuk memungkinkan memungkinkan peregangan. peregangan. Contoh elastomer elastomer yang banyak digunakan adalah poli (vinil klorida), polimer stirena-butadiena-stirena (SBS) merupakan jenis termoplastik elastomer. Saat perang dunia II, persediaan karet alam berkurang, industry polimer tumbuh dengan cepat karena ahli kimia telah meneliti untuk pengganti karet. Beberapa pengganti yang berhasil dikembangkan adalah neoprena yang kini digunakan untuk membuat selang/pipa air untuk pompa dan karet stirena – buatdiena – buatdiena (SBR /styrene – butadiene rubber), yang digunakan bersama dengan karet alam untuk membuat ban-ban mobil. Meskipun pengganti – pengganti karet sintesis ini mempunyai banyak sifatsifat yang diinginkan, namun tidak ada satu pengganti karet sintesis ini yang mempunyai semua sifat-sifat dari karet alam yang
dinginkan. Karet merupakan politerpena yang disintesis secara alami melalui polimerisasi enzimatik isopentilpirofosfat. Sesungguhnya isoprena merupakan produk degradasi utama karet, yang diidentifikasi sebagaimana pada awal 1860-an. Rumus empiris karet adalah C10H16 dan ini adalah polimer yang tinggi.
CH2_C=CH CH2 CH3 Ternyata karet mempunyai isomer ruang yang berbentuk cis dan trans. CH2
CH2 H2C
C=C H3C
CH2 C=C
H
H3C
H
Hampir semua karet alam diperoleh sebagai lateks yang terdiri dari sekitar 32-35% karet dan sekitar 5% senyawa lain, termasuk asam lemak, gula, protein, sterol ester, dan garam. Karet guayule merupakan kecualian, yang diperoleh melalui pulping dan parboiling tumbuhan sebelum dimurnikan. Residu panen selulosik merupakan sumber alcohol fermentasi yang potensial.Karet termasuk polimer dengan berat molekul yang sangat tinggi (rata-rata sekitar 1 juta) dan amorfus meskipun menjadi terkristalisasi secara acak pada suhu rendah. Karet alam dibuat dari sari getah pohon (lateks). Sari yang berupa susu dipanaskan untuk dibuat karet mentah. Kemudian diplastisasikan agar dapat diproses dengan lebih mudah dan dicampur pengisi kolom seperti karbon hitam, zat pewarna, belerang, dibuat campuran dibentuk dengan tekanan dan divulkanisasi dengan reaksi penyilangan sambil dipanaskan untuk mendapatkan bentuk cetakan. Disamping itu, pemlastik juga dapat meningkatkan elastisitas bahan. Membuat bahan lebih tahan beku, dan menurunkan suhu alir, sehingga pemlastis kadang-kadang juga merupakan elastikator. Bahan pemlastis yang berupa zat cair perlu mempunyai titik didih yang cukup tinggi sehingga tidak menguap selama pengolahan. Lateks pekat merupakan produk olahan lateks alam yang dibuat dengan proses tertentu. Pemekatan lateks alam dilakukan dengan menggunakan empat cara yaitu: sentrifugasi, pendadihan, penguapan, dan elektrodekantasi. Diantara keempat cara tersebut sentrifugasi dan pendadihan merupakan cara yang telah dikembangkan secara komersial sejak lama. Pemekatan
lateks dengan cara sentrifugasi dilakukan menggunakan sentrifuge berkecepatan 6000-7000 rpm. Lateks yang dimasukkan kedalam alat sentrifugasi (separator) akan mengalami pemutaran yaitu gaya sentripetal dan gaya sentrifugal. Gaya sentrifugal tersebut jauh lebih besar daripada percepatan gaya berat dan gerak brown sehingga akan terjadi pemisahan partikel karet dengan serum. Bagian serum yang mempunyai rapat jenis besar akan terlempar ke bagian luar (lateks skim) dan partikel karet akan terkumpul pada bagian pusat alat sentrifugasi. Lateks pekat ini mengandung karet kering 60%, sedangkan lateks skimnya masih mengandung karet kering antara 3-8% dengan rapat jenis sekitar 1,02 g/cm3. Pemekatan lateks dengan cara pendadihan memerlukan bahan pendadih seperti Natrium atau amonium alginat, gum tragacant, methyl Vcellulosa, carboxy methylcellulosa dan tepung iles-iles. Adanya bahan pendadih menyebabkan partikel-partikel karet akan membentuk rantai-rantai menjadi butiran yang garis tengahnya lebih besar. Perbedaan rapat jenis antara butir karet dan serum menyebabkan partikel karet yang mempunyai rapat jenis lebih kecil dari serum akan bergerak keatas untuk membentuk lapisan, sedang yang dibawah adalah serum. Mutu lateks yang dihasilkan ditentukan berdasarkan spesifikasi menurut ASTM dan SNI. Menurut ASTM lateks pekat dibagi menjadi 3 jenis berdasarkan sistem pengawetan dan metode pembuatannya yaitu :
Jenis I : Lateks pekat pusingan dengan amonia saja atau dengan pengawet formaldehida
dilanjutkan dengan pengawet amonia.
Jenis II : Lateks pekat pendadihan yang diawetkan dengan amonia saja atau dengan
pengawet formaldehida dilanjutkan dengan amonia.
Jenis III : Lateks pusingan yang diawetkan dengan kadar amonia rendah dan bahan
pengawet sekunder. Lateks biasa dikonfersi kekaret busa dengan aerasi mekanik yang diikuti dengan vulkanisasi. Sarung tangan karet dan balon biasanya dibuat dengan mengkoting lateks di atas cetakannya sebelum vulkanisasi. Sebagian besar lateks dikoagulasi (misalnya dengan asam asetat) dan dipakai dalam bentuk padat. Sebagian besar karet Havea (sekitar 65%) digunakan dalam pembuatan ban, tetapi juga ditemukan dalam sekelompokproduk-produk komersial termasuk alas kaki, segel karet, weather striping, insulasi listrik, asesoris olah-raga dan lainlain. Salah satu diantara beberapa aplikasi karet yang tidak divilkanisir adalah dalam bentuk kerisut yang karena ketahanan abrasinya istimewa, dipakai untuk tapak sepatu.
Prakoagulasi merupakan pembekuan pendahuluan yang menghasilkan lumps atau gumpalan-gumpalan pada cairan getah sadapan. Kejadian ini sering terjadi diareal perkebunan karet sebelum sampai kepabrik atau tempat pengolahan. Bila hal ini terjadi akan timbul kerugian yang tidak sedikit. Hasil sadapan yang mengalami prakoagulasi hanya dapat diolah menjadi karet yang bukan jenis baku dan kualitasnyapun rendah. Prakoagulasi terjadi karena kemampuan bagian koloidal yang terkandung dalam berkurang. Bagian-bagian koloidal ini kemudian menggumpal menjadi satu dan membentuk komponen yang berukuran besar. Komponen koloidal yang leih besar ini akan membeku. Inilah yang menyebabkan terjadinya pra koagulasi. Penyebab terjadinya prakoagulasi antara lain sebagai berikut :
Jenis karet yang ditanam Perbedaan antara jenis yang ditanam akan menghasilkan lateks yang berbeda-beda pula.
Otomatis kestabilan dan kemantapan koloidalnya berbeda.
Enzim-enzim Enzim dikenal sebagai biokatalis yang mampu mempercepat berlangsungnya suatu reaksi
walaupun hanya terdapat dalam jumlah kecil. Cara kerjanya adlah dengan mengubah susunan protein yang melapisi bahan-bahan karet. Akibatnya kemantapan lateks berkurang dan terjadilah prakoagulan.
Mikroorganisme atau jasad-jasad renik Lateks yang berasal dari pohon karet yang sehat dan baru disadap dapat dikatakan steril
atau bersih sama sekali dari mikroorganisme. Tetapi pohon yang baru disadap mudah sekali terinfeksi oleh jasad-jasad renik.
Faktor cuaca atau musim Penyadapan jarang dilakukan untuk mencegah terjadinya koagulasi. Akan tetapi bila
tindak pencegahan prakoagulasi telah dilaksanakan maka penyadapan pada musim hujan dapat terus dilakukan.
Kondisi tanaman Tanaman karet yang sedang sakit, masih muda atau telah tua bias mempengaruhi
koagulasi. Penyadapan pada tanaman yang belum siap akan menghasilkan lateks yang kurang mantap dan menggumpal.
Air sadah
Cara pengangkutan
Kotoran atau bahan lain yang tercampur Senyawa-senyawa kimia yang digunakan sebagai bahan anti koagulan adalah :
Soda (Natrium karbonat, Na2CO3 dan Na2CO3. 10H2O)
Amoniak (NH4OH)
Natrium sulfit (Na2SO3) Bahan-bahan penggumpalnya :
Asam semut (disebut juga asam formiat CHOOH ) Berupa cairan jernih dan tidak berwarna, mudah larut dalam air, berbau merangsang dan masih bereaksi asam pada pengenceran.
Asam cuka (disebut juga asam CH3COOH ) Berupa cairan yang tidak berwarna dan jernih, berbau merangsangdan mudah diencerkan
dalam air. Pemakaian bahan anti koagulan harus dibatasi karena pemakaiannya memakan biaya yang banyak.
Gambar 11 Permen karet mengandung karet stirenabutadiena Sintesis
Vulkanisir, yang merupakan istilah yang dikenal luas, adalah proses penempelan bahan kembang baru ke badan ban yang telah disiapkan. Badan yang telah disiapkan, dengan lapisan kembang baru yang ditempatkan, selanjutnya dipindahkan ke ruang vulkanisir di mana tekanan dan suhu diaplikasikan dengan durasi yang tepat, memvulkanisir lapisan karet bantalan dan
merekatkan kembang dengan kencang ke badan ban. Sistem vulkanisasi / vulkanisir sangat mempengaruhi sifat fisik dan sifat pengusangan barang karet. Mutu produk karet yang baik yang dapat memenuhi spesifikasi yang disyaratkan dapat dihasilkan dengan mempelajari dan menggunakan sistem vulkanisasi / vulkanisir yang tepat. Karakterisasi vulkanisasi memberikan informasi mengenai waktu pravulkanisasi, waktu pemasangan, laju vulkanisasi dan modulus torsi sistem
vulkanisasi
yang
diberikan
pada
suhu
pemasakan
yang
diinginkan.
Meskipun dalam beberapa hal, kadar bahan yang terlibat langsung dalam proses vulkanisasi / vulkanisir tidak lebih dari 0.5 – 5% – 5% berat keseluruhan pencampuran, vulkanisasi menjadi kunci keseluruhan teknologi karet. Dan proses vulkanisasi memegang peranan yang sangat penting dalam pembentukan sifat fisik dan sifat kimia yang diinginkan. Dalam proses vulkanisasi ini sifat karet yang pada awalnya plastis berubah menjadi elastis, mantap dan kuat dengan cara menambahkan
sejumlah
aditif
(bahan
tambahan)
dalam
vulkanisasi
elastomer.
Pembentukan ikatan silang belerang antara belerang dan accelerator adalah sistem vulkanisasi yang paling banyak digunakan dalam industri barang jadi karet. Sistem yang dipakai untuk membentuk ikatan silang yang dijembatani oleh atom belerang antara lain sistem donor belerang, sistem konvensional,semi efisien, dan sistem efisien. Sistem vulkanisasi tanpa belerang adalah dengan uretan, peroksida, amina, resin khusus, atau iradiasi
yang digunakan spesifik untuk elastomer khusus atau elastomer umum untuk
mendapatkan
sifat
khusus.
vulkanisasi / vulkanisir dikenal juga dengan istilah ―cure‖ merupakan proses pengaplikasian tekanan dan panas terhadap campuran elastomer dan bahan kimia untuk menurunkan plastisitas dan
meningkatkan
elastisitas,
kekuatan,
dan
kemantapan.
Curing menyebabkan molekul karet yang panjang dan saling terkait diubah menjadi struktur 3 (tiga)
dimensi
melalui
pembetukan
crosslinking
(ikatan
silang)
secara
kimia.
Dalam proses vulkanisasi dipakai bahan kimia yang dapat bereaksi dengan gugus aktif pada molekul karet untuk membentuk crosslinking antara molekul. Bahan yang pertamakali dan terutama dipakai untuk vulkanisasi / curing agent adalah belerang (sulfur). Crosslinking akan terbentuk lebih cepat jika sulfur dikombinasikan dengan bahan accelerator dan bahan lainnya. Bahan lain yang dapat dipakai sebagai curing agent untuk menghasilkan karet vulkanisir dengan membentuk crosslinking sulfur misalnya sulfur donor seperti TMTD (tetramethylthiuram
disulfide) atau DTDM (4,4- dithiodimorpholine). Untuk vulkanisasi karet jenuh dan karet tidak jenuh digunakan digunakan peroksida, sedangkan sedangkan untuk vulkanisasi vulkanisasi kloropren, kloropren, fluorokarbon, fluorokarbon, bromobutil, bromobutil, dll
digunakan
ZnO
dan
MgO
(metal
oksida).
Bahan kimia lain yang digunakan dalam proses vulkanisir karet dikenal dengan istilah accelerator. Penggunaan accelerator bertujuan mengontrol mulainya vulkanisasi, laju vulkanisasi dan reaksi lanjut antara belerang dan elastomer dalam proses vulkanisasi belerang. Bahan kimia yang digunakan sebagai accelerator ini jumlahnya sedikit dan digunakan bersama belerang untuk Untuk meningkatkan curing rate (laju pematangan) ditambahkan activator ke dalam sistem vulkanisasi. Kombinasi ZnO dan Asam Stearat umumnya dipakai sebagai activator. Bahan penting lain adalah retarder, merupakan bahan kimia yang digunakan untuk menunda waktu pra-vulkanisasi atau mencegah terjadinya vulkanisasi prematur. Retarder ini biasanya disebut PVI (prevulcanization inhibitor), yang mana tidak mempengaruhi laju vulkanisasi.
Beberapa polimer disajikan dalam tabel berikut:
POLIMER Polivinil
POLIMERISASI clorida
(PVC)
MONOMER H2C = CH - Cl
Adisi
Vinilklorida
KEGUNAAN Pipa plastik, selang plastik
CF2 = CF2
Teflon
Adisi
Polietilena
Adisi
Polipropilena
Adisi
Politetraflouroetilena
CH2 = CH2
Poliisoprena alam)
(karet
Etena
CH2 = CH – CH3 Propena
Panci anti lengket
Bungkus
plastik,
botol plastik Tali plastik, karung plastik
CH3
Adisi
CH2 = C – CH2 – CH3
Ban mobil
Isoprena
Selulosa
Kondensasi
Glukosa
Pati/amilum
Kondensasi
Glukosa
Serat kayu, dinding sel tumbuhan Tepung, makanan
bahan
Protein
Kondensasi
Zat
Glukosa
pembangun,
bahan makanan.
C. Tahapan Vulkanisir Ban
Tahapan Vulkanisir Ban
Mari kita sedikit mengingat tahap demi tahap pada proses vulkanisir ban.Namun disini yang dibahas untuk sistem cold proses sistem atau dikenal dengan masak dingin.Kita akan melihat tahapan dari awal hingga finish.Dari berbagai jenis mesin yang ada pada tampilan ini bukan berarti harus menggunakan mesin ini.
1) Pemeriksaan
Divisi
ini
sangat
menentukan
terhadap
ban
yang
bisa
diproses
atau
tidak.
Untuk menentukan apakah casing ban yang telah botak alias gundul/aus bisa diproses untuk vulkanisir atau ditolak.Divisi inilah yang menjadi peran penting.
2) Buffing
Membuang bunga ban yang telah aus dari casing ban.supaya menjadi kasar untuk bisa dipasang klembali dengan precured baru/bunga baru.
3) Skiving
Menyingkirkan benda yang tertanam untuk memastikan permukaan yang bersih dan padat yang sesuai untuk vulkanisir.Istilah dengan gerenda tangan.
4) Cementing
Menyemprotkan lapisan tipis cairan karet konsentrat pada badan ban yang direparasi.
5) a. Extruder
Mengisi bidang sesetan dengan karet gom
5) b. Pemasangan cushion gum
6) Penggunaan Bunga Ban
Lapisan penempel karet bantalan ditempatkan di antara kembang dan badan ban. Berikutnya lapisan baru berupa kembang yang telah divulkansir sangat padat dimasukkan ke badan ban.
7) Pemasangan Enveloping
Pembungkus khusus digunakan untuk membungkus ban dan memastikan badan ban, lem penempel serta kembang yang sudah divulkanisir ditempelkan menjadi satu dengan sangat baik.
8) Proses Masak di chamber/Curing
Vulkanisir, yang merupakan istilah yang dikenal luas, adalah proses penempelan bahan kembang baru ke badan ban yang telah disiapkan. Badan yang telah disiapkan, dengan lapisan kembang baru yang ditempatkan, selanjutnya dipindahkan ke ruang vulkanisir di mana tekanan dan suhu diaplikasikan dengan durasi yang tepat, memvulkanisir lapisan karet bantalan dan merekatkan kembang dengan kencang ke badan ban.
9) Pemeriksaan Akhir
Semua ban yang telah divulkanisir akan diperiksa secara ketat untuk memastikan bahwa produk yang aman dan atraktif akan didaur ulang kepada pelanggan.
10) Sama baiknya dengan yang baru
Sama halnya dengan ban baru, maka ban yang telah divulkanisir kembali siap untuk meluncur di jalan.Demikian sedikit yang kita bahas semoga bermanfaat
11) Saat Tepat Vulkanisir
Yang sangat perlu perhatikan adalah bila ban yang telah aus atau habis bunganya sebaiknya segera dilepas dari kendaraan Anda,sebelum dasar tersebut rusak parah dan tidak bisa divulkanisir kembali.Adapun hal yang harus diperhatikan diantaranya adalah : 1.Lepas ban dari kendaaraan sebelum casingnya(ban aslinya)rusak
.
Hal ini diperlukan agar pada proses vulkanisir lebih sempurna hasilnya dan bisa divulkanisir beberapa kali untuk proses masak dingin tentunya yang sangat diharapkan.Hal yang sangat menentukan bisa diproses kembali adalah dari bentuk casingnya itu sendiri.Walaupun ada alternatif kedua dan ketiga bila keadaan casing tersebut sudah rusak yaitu bisa dialihkan menjadi proses kedua yaitu Hot top,dan bila sudah tidak memungkinkan lagi diproses hot top dengan alasan bagian shoulder ban tersebut rusak maka alternatif ketigalah ban tersebut dengan proses Hot Full. 2.Ban sebaiknya dilepas/dicopot untuk diVulkanisir bila :
Sebenarnya ciri ini gampang saja untuk dilihat dari pandangan mata secara langsung karena casing ban bila sudah tidak ada alurnya kembali sudah otomatis harus dibuka walaupun ban tersebut tentunya tidak akan di vulkanisir.Selain menjaga keselamatan dijalan juga sebagai alternatif kenyamanan di jalan.Hal ini sebenarnya jarang kita perhatikan namun sebenarnya tebal dari bunga ban untuk ukuran 900-20 dan 100-20 biasanya berkisar antara 14-17 mm pada saat ban tersebut kita beli..Dan didalam alur ban tersebut terdapat pembatas minimum agar ban tersebut cepat diganti.Dengan demikian diusahakan batas minimum tersebut jangan sampai habis dikarenakan pemakaian ban yang terus digunakan. 3.Casing yang terawatt dengan baik meningkatkan kemungkinan untuk divulkanisir berulang kali.
Hal inilah yang sangat diharapkan baik sama perusahaan vulkanisir ban dan pemilik
kendaraan pada umumnya.Sebab bila keadaan casingnya betul-betul terawat dengan baik ,bukan hal yang aneh bila ban tersebut bisa berulang-ulang untuk dimasak kembali khususnya proses vulkanisir masak dingin. D. PROSES PEMBUATAN BAN
Pencampuran Bahan
Pembuatan sebuah ban radial dimulai dengan mempersiapkan berbagai jenis bahan mentah seperti pigmen, zat-zat kimia, kurang-lebih 30 jenis karet yang berbeda, benang-benang, kawat bermanik-manik (bead wire) dan sebagainya. Proses lalu dimulai dengan mencampurkan bahan-bahan dasar karet dengan oli proses, warna hitam karbon, pigmen, anti-oksidan, akselerator dan berbagai zat tambahan lainnya. Masing-masing dari bahan ini menambahkan sifat tertentu dari campuran ( compound ) ini. Semua bahan ini diaduk dalam blender raksasa yang dikenal sebagai mesin Banbury. Mesin ini bekerja dengan tekanan dan suhu yang sangat tinggi. Bahan campuran yang panas, hitam dan lembek ini diproses berulang-ulang kali.
Pencetakan Ban
Setelah itu, karet ini didinginkan ke dalam beberapa bentuk. Biasanya diproses menjadi lembaran-lembaran yang lalu dibawa ke kilang pemisah. Kilang ini memasukkan karet tadi di antara pasangan penggulung (roller) berulang-ulang sehingga menjadi komponen-komponen
ban. Mereka lalu dibawa dengan ban berjalan lalu menjadi dinding samping, telapak ataupun bagian-bagian lain dari ban. Ada jenis karet yang melapisi rajutan benang yang akan menjadi badan dari ban. Rajutan ini datang dalam rol-rol yang besar dan mereka juga sama pentingnya dengan campuran karet yang dipakai. Berbagai jenis benang dipakai, termasuk polyester, rayon atau nylon. Kebanyakan dari ban untuk kendaraan penumpang dewasa ini menggunakan badan yang terbuat dari benang polyester.
Kawat Pengikat
Sebuah komponen lainnya, yang berbentuk gulungan, disebut bead. Komponen ini memiliki dari kawat baja high-tensile yang berfungsi sebagai tulang ban yang akan menempel pada pinggiran velg mobil. Kawat baja tersebut diselaraskan dengan pita yang dilapis dengan karet untuk pelekat, kemudian digulung dan diikat untuk selanjutnya disatukan dengan bagian ban lainnya. Ban-ban radial dibuat menggunakan satu atau dua mesin ban. Di bagian dalam sekali dari ban ada dua lapis karet lembek sintetis yang disebut interliner. Lapisan-lapisan ini akan mengurung udara dan membuat ban menjadi tubeless .
Lapisan
Kemudian ada dua lapisan rajutan ply. Dua strip yang dinamakan apex membuat kaku area pas di atas bead. Lalu ditambahkan sepasang strip chafer, yang dinamakan demikian karena keduanya mencegah kerusakan yang diakibatkan pinggiran velg ketika ban dipasang. Mesin perakit ban membentuk ban-ban radial menjadi bentuk yang sudah sangat dekat dengan dimensi final untuk memastikan bahwa semua komponen yang berjumlah banyak itu berada dalam posisi yang tepat sebelum ban masuk ke mesin pencetak.
Tapak Ban
Lalu pembuat ban menambahkan sabuk baja yang menahan kebocoran dan menekan telapak ban ke permukaan jalan. Telapak ban adalah bagian terakhir yang dipasang. Setelah sebuah pemutar otomatis menjepit semua komponen sehingga menempel kuat satu dengan yang lain, ban radial yang kini disebut green tire kini siap untuk diperiksa dan disempurnakan.
Pengadukan dan Pemanasan Bahan
Alat penekan curing memberi ban bentuk final serta pola telapaknya. Alat yang panas seperti setrika membentuk dan memvulkanisir ban. Cetakan ini digrafir dengan pola telapak, kode-kode di dinding samping sebagaimana diwajibkan oleh peraturan yang berlaku. Ban-ban dipanaskan dalam temperatur lebih dari 300 derajat selama 12 hingga 25 menit tergantung ukurannya. Begitu mesin cetak terbuka, ban-ban akan keluar dari cetakannya dan langsung jatuh ke ban berjalan yang lalu akan membawanya ke bagian finish dan inspeksi terakhir.
Pemeriksaan
Kalau ada yang tidak beres dengan banatau dicurigai tidak beres, walaupun hanya cacat sedikit, ban itu ditolak (reject). Sebagian dari cacat bisa dideteksi hanya dengan mata dan tangan pemeriksa yang sudah terlatih, sebagian lagi baru bisa ditemukan menggunakan mesin-mesin khusus. Inspeksi tidak hanya di permukaan saja. Ada ban yang ditarik dari lini produksi dan diperiksa dengan X-ray untuk mendeteksi kelemahan-kelemahan yang tersembunyi atau kerusakan-kerusakan internal. Di samping itu, para teknisi pengendalian mutu secara rutin membongkar ban yang diambil secara acak untuk mempelajari setiap detil dari konstruksinya yang mempengaruhi performa, kenyamanan dan keselamatan pemakai.
Pembuatan ban dengan cara lain
Tahap produksi yang pertama adalah Warm Up Mill. Pada tahap ini segala jenis bahan baku karet sintetis dan karet alam dicampur menjadi satu agar bahan bisa menjadi lebih homogen.
Tahap kedua adalah Feed Mill. Disini karet akan dilumatkan agar lebih homogeny lagi. Karet dibuat homogen untuk mencegah hal-hal yang tidak diinginkan selama proses produksi.
Tahap ketiga disebut Tread Extruding. Pada tahap ini karet digiling dan dilumatkan lagi menggunakan listrik (diestrum) untuk menghilangkan udara yang terkandung dalam karet.
Tahap keempat disebut dengan Cooling Confeyair. Pada tahap ini karet yang bersuhu sekitar 100˚C didinginkan menggunakan air hingga suhunya mencapai 30˚C - 40˚C.
Tahap kelima adalah tahap Spon Roll. Pada tahap ini karet yang sudah didinginkan dihilangkan airnya (dikeringkan) dengan cara ditiup menggunakan blower.
Tahap keenam adalah Rolling Trap. Pada tahap ini karet dipotong-potong menjadi ukuran yang telah ditentukan.
Tahap ketujuh adalah Extruder. Disini karet yang telah dipotong-potong (kain ban) diberi kawat disekeliling kain ban tepat ditengah-tengah kain pula. Selanjutnya kami melewati daerah Stock Area. Disini adalah tempat ban setengah jadi ditempatkan, menunggu proses produksi selanjutnya.
Tahap kedelapan ban akan ditiup dan diberi tekanan angin agar dapat mengembang. Tetapi sebelum ditiup ban akan ―dipresto‖ agar mudah dibentuk.
Tahap kesembilan adalah tahap Tire Inspection. Disini ban yang telah melewati proses produksi akan diperiksa kelayakan pakainya. Jika ada ban yang rusak (sobek) atau ada cacat sedikit, akan dikelompokan sendiri dan akan diproses ulang.
Tahap kesepuluh adalah Tire Wobling. Disini ban diperiksa apakah ban tersebut akan oleng bila dipacu pada kecepatan tertentu. Pemeriksaan ini menggunakan laser.
Dan yang terkahir, tahap kesebelas adalah tahap Tire Balancing. Disini para pekerja akan mencari titik dari sebuah ban tempat direkomendasikannya letak ban dalam dan tempat pentil ban sebaiknya diletakkan.
Proses lain yang sering terjadi pada gabungan reaksi dengan reaksi adisi atau reaksi kondensasi merupakan gabungan/ikatan bersama dari banyak rantai polimer. Hal ini disebut ikatan silang, dan ikatan silang ini memberikan kekuatan tambahan terhadap polimer. Pada tahun 1844, Charles Goodyear telah menemukan bahwa lateks dari pohon karet yang dipanaskan dengan belerang dapat membentuk ikatan silang antara rantai-rantai hidrokarbon di dalam lateks cair. Karet padat yang dibentuk dapat digunakan pada ban dan bola-bola karet. Proses ini disebut vulkanisasi, untuk menghormati dewa Romawi yang bernama Vulkan.Perhatikan Gambar 10,
karet alam merupakan polimer adisi alam yang paling penting. Karet disadap dari pohon karet dalam bentuk suspensi di dalam air yang disebut lateks. Karet alam adalah polimer isoprena.
Gambar 10. Karet alam dan karet sintetis.
Lateks atau karet alam yang dihasilkan dari pohon karet bersifat lunak/lembek dan lengket biladipanaskan Kekuatan rantai dalam elastomer (karet) terbatas, akibat adanya struktur jaringan, tetapi energi kohesi harus rendah untuk memungkinkan peregangan. Contoh elastomer yang banyak digunakan adalah poli (vinil klorida), polimer stirena-butadiena-stirena (SBS) merupakan jenis termoplastik elastomer. Saat perang dunia II, persediaan karet alam berkurang, industri polimer tumbuh dengan cepat karena ahli kimia telah meneliti untuk pengganti karet. Beberapa pengganti yang berhasil dikembangkan adalah neoprena yang kini digunakan untuk membuat selang/pipa air untuk pompa gas, dan karet stirena – buatdiena (SBR /styrene – butadiene rubber), yang digunakan bersama dengan karet alam untuk membuat ban-ban mobil. Meskipun pengganti – pengganti karet sintesis ini mempunyai banyak sifatsifat yang diinginkan, namun tidak ada satu pengganti karet sintesis ini yang
JENIS POLIMER Poliester adalah suatu kategori polimer yang mengandung gugus fungsional ester dalam
rantai utamanya. Meski terdapat banyak sekali poliester, istilah "poliester" merupakan sebagai sebuah bahan yang spesifik lebih sering merujuk pada polietilena tereftalat (PET). Poliester
termasuk zat kimia yang alami, seperti yang kutin dari kulit ari tumbuhan, maupun zat kimia sintetis seperti polikarbonat dan polibutirat. Dapat diproduksi dalam berbagai bentuk seperti lembaran dan bentuk 3 dimensi, poliester sebagai termoplastik bisa berubah bentuk sehabis dipanaskan. Walau mudah terbakar di suhu tinggi, poliester cenderung berkerut menjauhi api dan memadamkan diri sendiri saat terjadi pembakaran. Serat poliester mempunyai kekuatan yang tinggi dan E-modulus serta penyerapan air yang rendah dan pengerutan yang minimal bila dibandingkan dengan serat industri yang lain. Kain poliester tertenun digunakan dalam pakaian konsumen dan perlengkapan rumah seperti seprei ranjang, penutup tempat tidur, tirai dan korden. Poliester industri digunakan dalam pengutan ban, tali, kain buat sabuk mesin pengantar (konveyor), sabuk pengaman, kain berlapis dan penguatan plastik dengan tingkat penyerapan energi yang tinggi. Fiber fill dari poliester digunakan pula untuk mengisi bantal dan selimut penghangat. sebut terasa ―tak alami‖ bila dibandingkan dengan kain Kain dari poliester disebutdisebut-sebut tenunan yang sama dari serat alami (misalnya kapas dalam penggunaan tekstil). Namun kain poliester memiliki beberapa kelebihan seperti peningkatan ketahanan dari pengerutan. Akibatnya, serat poliester terkadang dipintal bersama-sama dengan serat alami untuk menghasilkan baju dengan sifat-sifat gabungan.
Foto baju dari poliester yang diambil dari dekat
Poliester juga digunakan untuk membuat botol, film, tarpaulin, kano, tampilan kristal cair, hologram, penyaring, saput (film) dielektrik untuk kondensator, penyekat saput buat kabel
dan pita penyekat. Poliester kristalin cair merupakan salah satu polimer kristalin cair yang digunakan industri yang pertama dan digunakan karena sifat mekanis dan ketahanan terhadap panasnya. Kelebihan itu penting dalam penggunaannya sebagai segel mampu kikis dalam mesin jet. Poliester keraspanas (thermosetting) digunakan sebagai bahan pengecoran, dan resin poliester chemosetting digunakan sebagai resin pelapis kaca serat dan dempul badan mobil yang non logam. Poliester tak jenuh yang diperkuat kaca serat banyak digunakan dalam bagian badan dari kapal pesiar serta mobil. Poliester digunakan pula secara luas sebagai penghalus (finish) pada produk kayu berkualitas tinggi seperti gitar, piano, dan bagian dalam kendaraan / perahu pesiar. Perusahaan Burns London, Rolls-Royce, dan Sunseeker merupakan segelinter perusahaan yang memakai poliester untuk memperhalus produk-produk mereka. Sifat-sifat tiksotropi dari poliester yang bisa dipakai sebagai semprotan membuatnya ideal untuk digunakan pada kayu gelondongan bijian-terbuka, sebab mampu mengisi biji kayu dengan cepat, dengan ketebalan saput yang terbentuk dengan kuat per lapisan. Poliester yang diawetkan bisa diampelas dan dipoleskan ke produk akhir Untuk menghasilkan poliester leleh dengan sangat efisien, beberapa langkah pengolahan beroutput tinggi seperti serat stapel (50 – (50 – 300 300 t/d per lini pemintalan) atau POY /FDY (sampai 600 t/d yang dipisahkan menjadi sekitar 10 mesin pemintalan) merupakan proses yang semakin horizontal, terintegrasi, dan langsung. Ini berarti polimer leleh langsung diubah menjadi filamen atau serat tekstil tanpa melalui tahap pembutiran. Kita sedang membahas integrasi horizontal sepenuhnya saat poliester diproduksi mulai dari minyak mentah atau berbagai produk penyulingan dalam chain oil -> benzena -> PX -> PTA -> PET leleh -> serat / filamen atau bottle-grade resin. Eastman Chemicals adalah yang pertama kali memperkenalkan ide menutup rantai dari PX ke resin PET resin dengan apa yang mereka sebut dengan proses INTEGREX®. Kapasitas tempat produksi yang terintegrasi dan horizontal seperti itu >1000 t/d dan bisa dengan mudah mencapai 2500 t/d. Di samping unit pengolahan besar untuk memproduksi benang atau serat stapel yang tadi sudah disebutkan, terdapat sepuluh ribu pabrik pengolahan yang kecil dan sangat kecil, jadi bisa diperkirakan bahwa poliester diolah dan didaur-ulang di lebih dari 10.000 pabrik di seluruh dunia. Ini tanpa
menghitung semua perusahaan yang terlibat dalam industri supply chain, dimulai dari perekayasaan dan mesin pengolahan serta diakhiri dengan stabilisator, warna, dan aditif tambahan.
Pengolahan poliester
Sesudah tahap pertama produksi polimer dalam fase leleh, arus produk terbagi menjadi dua bidang aplikasi yang berbeda yakni aplikasi tekstil dan aplikasi pengepakan. Dalam tabel 2, terdapat daftar berbagai penerapan (aplikasi) utama poliester pengepakan dan tekstil. Tabel 2: Daftar penerapan poliester pengepakan dan tekstil.
POLIMER BERBASIS-POLIESTER
Tekstil
Pengepakan
Serat stapel (PSF)
Botol untuk CSD, Air, Bir, Jus, Deterjen
Filamen POY, DTY, FDY
A-PET Film
Benang teknis dan kawat ban
Thermoforming
Tak tertenun dan spunbond
BO-PET
Mono-filamen
Pembalutan
Singkatan: PSF = Polyester Staple Fiber (Serat Stapel Poliester); POY = Partially Oriented Yarn (Benang Berorientasi Parsial); DTY = Draw Textured Yarn (Benang Tekstur); FDY = Fully Drawn Yarn; CSD = Carbonated Soft Drink (minuman ringan yang diisi dengan gas karbon); A-PET = Amorphous Polyester Film (saput poliester tak berbentuk); BO-PET =
Biaxial Oriented Polyester Film (saput poliester berorientasi dwisumbu); Pangsa pasar kecilnya poliester (<< 1 Million t/a) digunakan untuk memproduksi plastik teknis dan pembetsan induk. Untuk menghasilkan poliester leleh dengan sangat efisien, beberapa langkah pengolahan beroutput tinggi seperti serat stapel (50 – (50 – 300 300 t/d per lini pemintalan) atau POY /FDY (sampai 600 t/d yang dipisahkan menjadi sekitar 10 mesin pemintalan) merupakan proses yang semakin horizontal, terintegrasi, dan langsung. Ini berarti polimer leleh langsung diubah menjadi filamen atau serat tekstil tanpa melalui tahap pembutiran. Kita sedang membahas integrasi horizontal sepenuhnya saat poliester diproduksi mulai dari minyak mentah atau berbagai produk penyulingan dalam chain oil -> benzena -> PX -> PTA -> PET leleh -> serat / filamen atau bottle-grade resin. Eastman Chemicals adalah yang pertama kali memperkenalkan ide menutup rantai dari PX ke resin PET resin dengan apa yang mereka sebut dengan proses INTEGREX®. Kapasitas tempat produksi yang terintegrasi dan horizontal seperti itu >1000 t/d dan bisa dengan mudah mencapai 2500 t/d. Di samping unit pengolahan besar untuk memproduksi benang atau serat stapel yang tadi sudah disebutkan, terdapat sepuluh ribu pabrik pengolahan yang kecil dan sangat kecil, jadi bisa diperkirakan bahwa poliester diolah dan didaur-ulang di lebih dari 10.000 pabrik di seluruh dunia. Ini tanpa menghitung semua perusahaan yang terlibat dalam industri supply chain, dimulai dari perekayasaan dan mesin pengolahan serta diakhiri dengan stabilisator, warna, dan aditif tambahan.
Sintesis
Sintesis poliester pada umumnya dicapai dengan reaksi polikondensasi. Rumus umum untuk reaksi dari sebuah diol dengan sebuah asam dikarboksilat adalah: (n+1) R(OH) 2 + n R´(COOH) 2 ---> HO[ROOCR´COO] nROH + 2n H2O
Esterifikasi azeotrop
Dalam metode klasik ini, satu alkohol dan satu asam alkanoat bereaksi membentuk ester karboksilat. Untuk menghimpun sebuah polimer, air yang terbentuk dari reaksi harus terusmenerus dihilangkan dengan penyulingan azeotrop.
Transesterifikasi beralkohol O
O
\\
\\
C - OCH3 + OH[Oligomer2]
C - O[Oligomer2] + CH3OH
/
/
[Oligomer1]
[Oligomer1]
(ester-terminated oligomer + alcohol-terminated
(oligomer yang lebih besar +
oligomer)
metanol)
Isoprena Isoprena adalah nama umum (nama trivial) dari 2-metilbuta-1,3-diena. Senyawa ini
biasa digunakan dalam industri, penyusun berbagai senyawa biologi penting, serta dapat berbahaya bagi lingkungan dan beracun bagi manusia bila terpapar secara berlebihan. Dalam suhu ruang isoprena berwujud cairan bening yang sangat mudah terbakar dan terpantik. Bila tercampur dengan udara sangat mudah meledak dan sangat reaktif bila dipanaskan. Pengangkutan isoprena memerlukan penanganan khusus. Secara industri senyawa ini dihasilkan dari hasil sampingan peluruhan nafta atau minyak. Saat ini sekitar 95% produksi isoprena dunia digunakan untuk membuat karet sintetik cis-1,4poliisoprena. Karet sendiri juga merupakan polimer isoprena — paling sering cis-1,4poliisoprena - dengan bobot molekul 100.000 hingga 1.000.000. Biasanya ada campuran beberapa persen bahan lain, seperti protein, asam lemak, resin, dan bahan organik lainnya, pada karet alam berkualitas tinggi. Getah perca, suatu karet alam lain, merupakan trans-1,4poliisoprena, isomer struktural yang memiliki karakteristik mirip namun tidak persis sama. Isoprena dihasilkan secara alamiah oleh tumbuhan dan hewan. Biasanya dapat dikatakan bahwa senyawa ini adalah hidrokarbon yang paling umum ditemukan pada tubuh manusia. Isoprena biasa juga dikandung pada kadar rendah pada banyak bahan pangan. Hal ini tidak mengherankan karena isoprena merupakan kerangka dasar dari banyak metabolit sekunder pada tumbuhan. Terpena, terpenoid, dan koenzim Q tersusun dari isoprena. Golongan senyawa lain yang dapat dianggap tersusun dari kerangka isoprena adalah fitol, retinol, tokoferol, dolikol, dan skualena. Heme A memiliki ekor isoprenoid. Lanosterol, prekursor sterol pada hewan,
diturunkan dari skualena. Satuan isoprena fungsional dalam organisme adalah dimetilalil pirofosfat (DMAPP) dan isomernya isopentenil pirofosfat (IPP). Pada tumbuhan, isoprena dihasilkan pada kloroplas daun melalui jalur DMAPP, dengan enzim isoprena sintase bertanggung jawab sebagai pembuka proses. Praktis pada semua organisme penurunan isoprena disintesis melalui jalur HMG-CoA reduktase. Karena turunan isoprena banyak yang merupakan minyak atsiri, banyak isoprena dilepaskan ke udara. Isoprena diketahui mempengaruhi status oksidasi massa udara, dan merupakan pemicu terbentuknya ozon, gas polutan pada lapisan bawh atmosfer. Efek senyawa ini pada atmosfer banyak dipelajari.Isoprena diduga dapat menyebabkan kanker E. GAMBAR MESIN PEMBUAT BAN
