## PENGARUH ASAM AMINO TERHADAP SIFAT KARET ALAM MENTAH DAN VULKANISATNYA
The Effect of Amino Acids on the Properties of Raw Natural Rubber and Its Vulcanizates

## Mohamad Irfan FATHURROHMAN
Pusat Penelitian Karet, Unit Riset Bogor Getas, Jl. Salak no. 1 Bogor 16151 irfanirri@gmail.com
Diterima : 23 Februari 2021 / Disetujui : 14 Agustus 2021

## Abstract
The preparation of constant viscosity natural rubber usually used hydroxiyl amine sulfate  (HNS)  as  viscosity  stabilizer  which added  into  natural  rubber  latex.  However HNS  is  corrosive  therefore  is  important  to substitute  it  with  other  non-corrosive chemicals  such  as  amino  acid.  In  this research,  the  addition  of  amino  acid  into natural  rubber  latex  was  investigated  to enhance  raw  rubber  properties,  compound and natural rubber vulcanizates properties. In this  study,  the  dose  of  amino  acids  (glycine and arginine) used was adjusted to the HNS dose  commonly  applied  in  practice,  which was 0.15% by weight of dry rubber. High gel content  natural  rubber  latex  from  matured natural  rubber  trees  was  used  in  this research.  Raw  rubber  properties  e.a plasticity,  gel  content,  plasticity  retention index and storage hardening were observed. Meanwhile,  curing  characteristic  and vulcanized  natural  rubber  properties  were observed by rheometer and universal tension machine. The result saw that the addition of amino  acid  enchanced  PRI  and  for  sampel containing  arginin  and  stabilizing  agent decreased the gel content and the raw rubber was  stabil  during  storage  compared  with sample without arginin and stabilizing agent. With  decreasing  gel  content  in  raw  natural rubber increased crosslink density of natural rubber  vulcanizates  resulting  in  enhanced tensile  properties  of  natural  rubber
vulcanizates. Arginin is polar amino acid that suitable for enhancing raw rubber properties and  facilitating  processing  as  well  as increasing tensile properties of natural rubber vulcanizates.
Keywords:  amino  acid;  gel  content;  natural rubber; physical properties

## Abstrak
Pembuatan karet viskositas mantap biasanya  menggunakan  hidroksil  amine sulfate  (HNS)  sebagai  bahan  penstabil viskositas  yang  ditambahkan  ke  dalam lateks karet alam. Akan tetapi HNS bersifat korosif  sehingga  perlu  digantikan  dengan bahan kimia lain yang tidak korosif seperti a s a m   a m i n o .   P a d a   p e n e l i t i a n   i n i , penambahan  asam  amino  (glisin  dan arginin)  ke  dalam  lateks  karet  alam diinvestigasi untuk memperbaiki sifat karet mentah,  kompon,  dan  vulkanisat  karet alamnya.  Pada  penelitian  ini  dosis  asam amino  (glisin  dan  arginin)  yang  digunakan disesuaikan  dengan  dosis  HNS  yang  biasa diterapkan di dalam praktek, yaitu sebanyak 0,15% berat karet kering. Lateks karet alam dengan  kandungan  gel  tinggi  yang  didapat dari  pohon  karet  tua  digunakan  pada penelitian ini. Sifat karet mentah seperti sifat plastisitas,  kandungan  gel, plasticity retention  index (PRI),  dan  kestabilan  pada saat  penyimpanan  diobservasi.  Sementara
Jurnal Penelitian Karet, 2021, 39 (2) : 151 - 164 Indonesian  J.  Nat. Rubb. Res., 2021, 39 (2) : 151 - 164 Doi : 10.22302/ppk.jpk.v39i2.785
itu  karakteristik  pematangan  dan  sifat vulkanisat  karet  alam  dikarakterisasi dengan  menggunakan  rheometer  dan universal  tension  machine .  Hasil  penelitian menunjukkan  bahwa  penambahan  asam amino  dapat  meningkatkan  PRI  dan  untuk sampel  yang  mengandung  arginin  dan penstabil dapat menurunkan kandungan gel dan  karet  mentah  stabil  pada  saat penyimpanan dibandingkan dengan sampel tanpa  penambahan  arginin  dan  penstabil. Dengan  adanya  penurunan  kandungan  gel di dalam karet mentah dapat meningkatkan derajat  ikatan  silang  dari  vulkanisat  karet alam menyebabkan peningkatkan sifat kuat tarik  karet  alam.  Arginin  merupakan  asam amino  polar  yang  cocok  digunakan  untuk meningkatkan  sifat  karet  mentah  dan m e m u d a h k a n   p e m r o s e s a n   s e r t a menghasilkan  peningkatan  sifat  kuat  tarik vulkanisat karet alamnya.
Kata  kunci:  asam  amino;  karet  alam; kandungan gel; sifat fisika

## PENDAHULUAN
Karet  alam Hevea  brasiliensis merupakan spesies polimer alam yang saat ini  masih  digunakan  oleh  industri  sebagai bahan  baku  untuk  ban  pesawat  terbang, ban bis dan truk, bantalan gempa, bantalan jembatan, dan berbagai produk barang jadi karet  lainnya.  Karet  alam  sampai  saat  ini belum  tergantikan  oleh  karet  sintetik poliisoprena karena keunikan yang dimiliki oleh  karet  alam Hevea  brasiliensis yang sebagian  besar  mengandung cis-1,4- polyisoprene dan  memiliki  sekitar  6%  b/b bahan  bukan  karet  seperti  protein  (2%), phospholipid dan  lipid  netral  (3,4%), karbohidrat (0,1%), dan ion logam (0,2%) (Toki et al., 2009). Bahan-bahan tersebut tidak dimiliki oleh karet sintetik poliisoprena (Amnuaypornsri et al., 2008) dan juga karet alam Guayule (McMahan & Lhamo, 2015).
Bahan bukan karet terutama protein dan phospholipid di dalam karet alam dapat meningkatkan  sifat  mekanik  karet  alam karena  dapat  menghasilkan  kristalisasi pada  saat  diregangkan  (Nun-anan  et  al., 2018). Selain itu protein dan asam amino di dalam  lateks  karet  alam  juga  dapat meningkatkan  stabilitas  termal  oksidasi (Tuampoemsab & Sakdapipanich, 2007). Namun pada saat pemrosesan karet mentah bahan-bahan  antioksidan  alami  di  dalam lateks  karet  alam  seperti tocotrieenol , protein,  dan  asam  amino  hilang  pada  saat proses  penggumpalan  karet  alam  dengan menggunakan  asam  dan  saat  perendaman di  dalam  air  sehingga  akan  menurunkan k e t a h a n a n   t e r h a d a p   o k s i d a s i . Tuampoemsab (2013) melakukan penelitian pengaruh penambahan asam amino sebagai bahan  antioksidan  di  dalam  karet  alam Ribbed  Smoked  Sheet (RSS3)  dan  karet s p e s i f i k a s i   t e k n i s   S T R   5 L   u n t u k menggantikan  bahan  antioksidan  sintetik. Asam amino alanin dapat digunakan sebagai antioksidan  alam  dan  juga  sebagai antiozonan untuk vulkanisat karet alam.
N a m u n ,   a d a n y a   p r o t e i n   d a n phospholipid di  dalam  lateks Hevea akan mengakibatkan  terbentuknya  percabangan atau  pembentukan  gel  (Nun-anan  et  al., 2018)  sehingga  viskositas Mooney dan plastisitas Wallace karet alam menjadi naik s e h i n g g a   m e n i n g k a t k a n   e n e r g i pencampuran  pada  pembuatan  kompon karet  (Bonfils  et  al.,  2000).  Pembentukan percabangan atau gel ini dapat diminimalisir dengan menggunakan bahan penstabil yang mengandung  senyawa  amina  seperti hidroksilamin, hydrazine (Sekhar,  1962), merkaptan (Heping et al., 2011), dan bahan kimia  polar  seperti diethylene g l i k o l (Nimpaiboon et al., 2016). Adanya bahan penstabil  viskositas  dapat  berinteraksi dengan  protein  dan phospholipid melalui ikatan  hidrogen    sehingga  menghambat interaksi  antara  protein  dan phospholipid

## Fathurrohman
pada rantai ujung karet alam (Chollakup et al., 2019). Asam amino mengandung gugus amina  yang  sama  seperti  yang  terdapat  di dalam  hidroksilamin  ataupun hydrazine . Sehingga diharapkan gugus amina tersebut akan mencegah terjadinya pembentukan gel pada  karet  alam.  Oleh  karena  itu  pada penelitian  ini,  asam  amino  arginin  atau glisin  akan  dicampur  dengan  lateks  karet a l a m   d a n   d i g u m p a l k a n   d e n g a n menggunakan  asam  format.  Hasil  karet mentah  yang  telah  dikeringkan  kemudian diuji  sifat  karet  mentah  dan  vulkanisat karetnya  serta  dibandingkan  dengan  karet mentah  yang  mengandung  hidroksilamin sulfat  dan  tanpa  penambahan  bahan penstabil  dan  asam  amino.  Tujuan  dari penelitian  ini  untuk  menginvestigasi pengaruh penambahan asam amino arginin dan glisin terhadap sifat karet mentah dan vulkanisat  karetnya,  sehingga  menjadi alternatif  proses  pembuatan  karet  mentah mutu  tinggi  yang  dapat  digunakan  di industri.

## BAHAN DAN METODE

## Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri atas: lateks karet alam yang berasal dari Kebun Percobaan Ciomas, Bogor,  Jawa  Barat  dengan  kadar  karet kering 30%. Bahan penggumpal lateks karet alam menggunakan asam format 90% grade teknis yang didapat dari PT. Sintas Kurama Perdana,  Cikampek,  Jawa  Barat.  Bahan p e n s t a b i l   v i s k o s i t a s   k a r e t   a l a m menggunakan  hidroksilamin  netral  sulfat (HNS)  sebagai  kontrol.  Asam  amino  yang digunakan pada penelitian ini adalah arginin dan  glisin  yang  diproduksi  oleh  CJ  Cheil Jedang  Corporation,  Korea.  Struktur  kimia arginin, glisin, dan HNS dilihat pada Tabel 1. B a h a n   p e n g a w e t   l a t e k s   k e b u n menggunakan  amonia  20%  dengan  grade teknis.  Bahan  kimia  kompon  karet  yang terdiri  atas Zinc  oxide (ZnO),  asam  stearat, Mercaptobenzothiazol  (MBT),  dan  belerang dengan grade teknis seluruhnya didapat dari supplier lokal.
Pengaruh Asam Amino terhadap Sifat Karet Alam Mentah dan Vulkanisatnya
Tabel 1. Struktur kimia HNS, glisin, dan arginine Table 1. Chemical structure of HNS, glisine and arginine

## Pembuatan Lembaran Karet Krep
Lateks  kebun  (4  L)  ditambahkan amoniak 20% sebanyak 0,1% dan kemudian digumpalkan  dengan  menggunakan  asam format  1%  sebanyak  37  gr/L  lateks  kebun dengan  dan  tanpa  penambahan  HNS sebanyak 0,15 gram/100 gram karet kering atau  arginin  dan  glisin  sebanyak  0,15 gram/100  gram  karet  kering  sampai  karet menggumpal  dan  memisah  dari  serumnya. Kemudian  koagulum  karet  yang  terbentuk dicuci  dengan  menggunakan  air  mengalir dan  digiling  dengan  menggunakan  mesin kreper  menjadi  lembaran  karet  krep.  Krep basah kemudian ditiriskan dan dikeringkan o dengan menggunakan oven pada suhu 60 C sampai  berat  konstan  dan  diberi  kode  AF (sampel  blanko),  HNS  (sampel  kontrol), Arginin  dan  Glisin  (sampel  dengan menggunakan  penstabil  HNS  dan  asam amino).  Lembaran  sampel  karet  krep  yang telah  kering  (karet  mentah)  kemudian dikarakterisasi.

## Pembuatan Kompon dan Vulkanisat Karet Alam
Kompon  karet  alam  dibuat  dengan cara  mencampur  karet  krep  yang  telah kering  dengan  bahan  kimia  karet  seperti
yang  diperlihatkan  pada  Tabel  2  sesuai dengan ASTM D3184 menggunakan kompon ACS1.  Pencampuran  dilakukan  di  dalam gilingan  terbuka  kapasitas  laboratorium dengan  rasio  friksi  1,25:1.  Sebelum dilakukan  pencampuran,  karet  krep dimastikasi  terlebih  dahulu  untuk menurunkan  viskositas  karet  agar  lebih mudah  bercampur  dengan  bahan  kimia karet.  Kemudian  ditambahkan  ZnO  dan asam stearat dan tahap akhir ditambahkan MBT  dan  belerang.  Kompon  yang  telah dicampur  kemudian  dikondisikan  minimal 16  jam  untuk  menstabilkan  kompon  agar tidak  terjadi  reaksi  lanjut  yang  mungkin terjadi  antar  karet  dengan  bahan  kimia kompon.  Kompon  karet  yang  telah  stabil kemudian di cetak dalam bentuk lembaran di  dalam compression  molding pada  suhu o
2
150 C  dan  tekanan  100  kg/cm   dan  waktu pematangan  (t )  yang  didapat  dari  uji 90 karakteristik  pematangan.  Selanjutnya lembaran  vulkanisat  karet  alam  dengan tebal  2 mm diuji sifat fisiknya.

## Karakterisasi Karet Mentah
Lembaran  karet  krep  yang  telah kering  dihomogenkan  di  dalam  gilingan terbuka  pada  suhu  ruang  dan  kemudian dilembarkan.  Lembaran  karet  krep  hasil

## Tabel  2.  Formulasi  kompon  karet  alam  dengan  dan  tanpa  menggunakan  asam  amino dan HNS
Table  2.  Natural  rubber  compound  formulation  with  and  without  the  addition  of  amino  acid and HNS
homogenisasi  (karet  mentah)  kemudian dikarakterisasi  sifat  kimia  dan  fisikanya. Karakterisasi  karet  mentah  mengacu  pada beberapa parameter diantaranya: plastisitas awal  (P0), Plasticity  Retention  Index (PRI), accelerated  storage  hardening  test (ASHT),
dan  sifat  kuat  tarik  karet  mentah  ( green strength ).
Plastisitas  karet  diukur  dengan menggunakan  plastimeter Wallace sesuai dengan  ISO  2007.  Sampel  yang  telah

## Fathurrohman
dihomogenkan ditipiskan 3,4 ± 0,4 mm dan dilubangi dengan diameter 10 mm. Tiga set potongan uji disiapkan untuk pengujian P0, PRI,  dan  ASHT,  masing-masing  dilakukan tiga kali ulangan.
Pengujian  ASHT  dilakukan  dengan menempatkan  potongan  uji  di  dalam desikator  yang  terdapat phosphor penta oksida (P O ) pada bagian bawah, berfungsi 2 5 untuk  menyerap  uap  air.  Pengujian o dikondisikan  pada  suhu  60 C  selama  24 jam. Perubahan plastisitas karet (P) dihitung dari persamaan 1.
P = P  – P     (1)
H 0
dimana  P   adalah  plastisitas  setelah
H
dilakukan pengkondisian di dalam desikator dan P  adalah plastisitas awal.
0
Sementara  itu  pengujian  PRI menunjukkan  ketahanan  karet  terhadap oksidasi diukur sesuai dengan ISO 2930. PRI dihitung  dari  perbandingan  plastisitas
o setelah pemanasan pada suhu 140 C selama 30  menit  dan  plastisitas  awal  seperti  yang disajikan pada persamaan 2.
Kandungan  gel  dikarakterisasi dengan cara merendam lembaran karet krep sebanyak  100  mg  ke  dalam  toluene  20  ml ditempatkan  di  gelas  beaker  pada  ruangan gelap  selama  7  hari.  Larutan  kemudian disaring  dan  ditimbang  gel  karet  yang tersaring (Marinho  &  Tanaka,  1999). K a n d u n g a n   g e l   d i h i t u n g   d e n g a n menggunakan  persamaan  3.  Pengujian dilakukan dengan tiga kali pengulangan dari setiap sampel uji.
Sifat kuat tarik karet mentah “ green s t r e n g t h ” d i k a r a k t e r i s a s i   d e n g a n menggunakan Universal  Tension  Machine (MTS,  USA)  pada  kecepatan crosshead 500 mm/menit  sesuai  dengan  ISO  37.  Sampel karet  mentah  terlebih  dahulu  ditekan dengan  menggunakan  mesin  kompresi
2 o dengan tekanan 100 kg/cm  dan suhu 160 C selama  15  menit  (Nun-anan  et  al.,  2018). Tujuan  dari  persiapan  sampel  ini  untuk menghasilkan  permukaan  karet  mentah yang  merata  sehingga  menghasilkan ketebalan  yang  seragam  (  2  mm).  Sampel kemudian  dipotong  dengan  menggunakan pisau  dumbbell  tipe  2  dan  diukur  dengan menerapkan tiga ulangan tiap sampel uji.

## Karakterisasi  Kompon  dan  Vulkanisat Karet Alam
Karakterisasi  kompon  dilakukan dengan menggunakan Moving Die Rheometer (MDR, Alpha, USA) sesuai dengan ISO 6502- 3   u n t u k   m e n g e t a h u i   k a r a k t e r i s t i k pematangan  kompon  karet  yang  diukur o pada suhu 150 C selama 30 menit. Sifat kuat
tarik  vulkanisat  karet  alam  diuji  sesuai dengan  ISO  37  dengan  menggunakan dumbbell tipe 2 dengan kecepatan crosshead 500  mm/menit  dan  diukur  dengan menerapkan tiga ulangan tiap sampel uji.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Sifat Karet Mentah
Plastisitas  awal  (P )  merupakan 0 parameter  yang  sangat  penting  untuk mengukur mikrostruktur dari karet mentah yang biasanya diukur dengan menggunakan Plastimeter Wallace .  Plastisitas  dari  karet alam berkorelasi dengan viskositas Mooney (Yip,1990) mengindikasikan berat molekul karet  alam  dan  gel  yang  terdapat  di  dalam karet alam  (Bonfils et al., 1999). Gambar 1 memperlihatkan  pengaruh  penambahan bahan penstabil dan asam amino (glisin atau arginin) terhadap nilai P . Karet mentah yang 0 digumpalkan dengan asam format memiliki nilai  P   yang  relatif  sama  dengan  karet 0

## Pengaruh Asam Amino terhadap Sifat Karet Alam Mentah dan Vulkanisatnya
Gambar 1.  Pengaruh HNS dan asam amino masing-masing 0,15% terhadap plastisitas awal karet mentah
Figure 1. Effect of HNS and amino acids respectively 0.15% on the initial plasticity of raw rubber
mentah  yang  ditambahkan  aditif  HNS  dan glisin. Namun dengan penambahan arginin nilai P  karet mentah sedikit menurun, hal 0 ini  mengindikasikan  bahwa  penambahan arginin  dapat  mengurangi  kandungan  gel yang terdapat di dalam karet alam.
Kandungan  gel  di  dalam  karet mentah  dengan  dan  tanpa  penambahan asam  amino  dan  HNS  disajikan  pada Gambar  2.  Kandungan  gel  pada  karet mentah  sejalan  dengan  nilai  plastisitas
awalnya  (P ).  Kandungan  gel  pada  karet 0 mentah tanpa penambahan asam amino dan HNS (AF) relatif tinggi, lebih dari 70% dengan nilai  P   lebih  besar  dibandingkan  sampel 0 lainnya.  Hal  ini  disebabkan  karena  lateks karet alam pada penelitian ini diambil dari perkebunan  Ciomas  yang  tidak  dilakukan penyadapan  secara  regular  dan  umur tanaman karet lebih dari 30 tahun. Menurut Marinho & Tanaka (1999), tanaman karet yang usianya lebih dari 30 tahun dan tidak disadap secara regular menghasilkan lateks
dengan  kandungan  gel  lebih  dari  70%  dan m e n g a n d u n g   “ h a r d   g e l ”   y a n g mengindikasikan  adanya  ikatan  silang  di dalam  gel  selain  itu  juga  mengandung  gel yang  terbentuk  dari  interaksi  fisik  seperti ikatan hidrogen dan ikatan van der Waals.
Penambahan  HNS,  glisin,  dan arginin  pada  lateks  karet  alam  dapat menurunkan  kandungan  gel  yang  terdapat di  dalam  karet  mentah.  Penurunan  nilai kandungan gel di dalam karet mentah dapat
menurunkan  nilai  P   seperti  yang  terlihat 0 pada  Gambar  2.  Penurunan  gel  dapat disebabkan karena adanya interaksi antara amina yang terdapat di dalam struktur HNS, glisin,  dan  arginin  dengan  protein  dan phospholipid yang terdapat di bagian ujung rantai  karet  alam.  Adanya  bahan  bukan karet  protein  dan phospholipid dapat menyebabkan  percabangan  dan  gel  akibat dari  ikatan  hidrogen  maupun  ikatan  ionik antara  protein  dan  protein  maupun phospholipid dan phospholipid (Nun-anan et
Fathurrohman

## Gambar 2.  Pengaruh HNS dan asam amino masing-masing 0,15% terhadap kandungan gel karet mentah
Figure 2. Effect of HNS and amino acids respectively 0.15% on the gel content of raw rubber
al.,  2018).  Dengan  adanya  amina  yang bersifat polar pada struktur HNS dan asam amino,  dapat  menghambat  terjadinya
percabangan  dari phospholipid pada  ujung rantai karet alam (Nimpaiboon et al., 2016).
Sementara itu pengujian accelerated storage hardening (ASHT) dilakukan dengan tujuan  untuk  mempercepat  mekanisme peningkatan plastisitas pada kondisi kering menggunakan P O  sebagai bahan penyerap 2 5 o air pada suhu 60 C selama 24 jam. Gambar 3 memperlihatkan  nilai  ASHT  dari  sampel k a r e t   m e n t a h   d e n g a n   d a n   t a n p a penambahan asam amino dan HNS. Sampel karet  mentah  tanpa  menggunakan  bahan p e n s t a b i l   ( s a m p e l   A F ) ,   m e n g a l a m i peningkatan  nilai  plastisitas  setelah dilakukan  pengujian  ASHT.  Hal  ini mengindikasikan  terjadinya  percabangan atau  pembentukan  gel  yang  diakibatkan i k a t a n   p a d a   g r u p   t e r m i n a l     d a n monophospate dan diphospate yang berikatan  dengan phospholipid pada  rantai lain melalui ikatan hidrogen dan ikatan ionik (Nun-anan et al., 2018).
Dengan  penambahan  HNS,  nilai ASHT  lebih  kecil  dari  sampel  lainnya. H i d r o k s i l a m i n   n e t r a l   s u l f a t   ( H N S ) merupakan bahan kimia polar yang mudah larut  dalam  air  sehingga  dapat  mudah b e r e a k s i   d e n g a n p h o s p h o l i p i d d a n menghambat  terjadinya  peningkatan
plastisitas.  Disamping itu, menurut Sekhar (1962),  HNS  dapat  menghambat  reaksi ikatan  silang  yang  diakibatkan  karena adanya grup aldehid di dalam molekul karet alam  bereaksi  melalui  reaksi  kondensasi aldol.
Berbeda  dengan  karet  mentah  yang ditambahkan  glisin,  menghasilkan  nilai ASHT yang lebih tinggi dari sampel kontrol (AF).  Hal  ini  disebabkan  karena  glisin merupakan jenis asam amino yang memiliki indeks  hidropobisitas  yang  lebih  tinggi dibandingkan  dengan  arginin  sehingga bersifat  non  polar  (McMahan  &  Lhamo, 2015).  Penambahan  glisin  di  dalam  karet a l a m   d a p a t   m e n d o r o n g   t e r j a d i n y a peningkatan nilai ASHT karena glisin dapat menjadi  katalis  pada  reaksi  ikatan  silang aldehid di dalam karet alam (Burfield, 1986). Sementara  itu  arginin  merupakan  asam amino  yang  mudah  larut  dalam  air  dan b e r s i f a t   p o l a r   s e h i n g g a   a r g i n i n dimungkinkan  dapat  bereaksi  dengan phospholipid di bagian ujung struktur karet alam dan mencegah terjadinya percabangan sehingga  dapat  menurunkan  nilai  ASHT. Polaritas  bahan  kimia  yang  digunakan

## Pengaruh Asam Amino terhadap Sifat Karet Alam Mentah dan Vulkanisatnya
Gambar 3.  Pengaruh  HNS  dan  asam  amino  masing-masing  0,15%  terhadap  ASHT  karet mentah
Figure 3. Effect of HNS and amino acids respectively 0.15% on the ASHT of raw rubber
untuk  penstabil  viskositas  karet  mentah sangat  penting  untuk  mencegah  terjadinya ikatan antara phospholipid di dalam struktur karet alam (Nimpaiboon et al., 2016).
Parameter  karet  mentah  lain  yang p e n t i n g   u n t u k   d i u j i   a d a l a h   P R I mengindikasikan  ketahanan  karet  alam terhadap  oksidasi.  Nilai  PRI  karet  mentah
dengan dan tanpa penambahan asam amino dan HNS disajikan pada Gambar 4. Dengan penambahan  asam  amino  (glisin  dan arginin), dapat meningkatkan nilai PRI jika dibandingkan  dengan  kontrol  (AF)  dan dengan penambahan HNS sebagai penstabil. Asam  amino  mengandung  senyawa  amina yang berfungsi sebagai antioksidan sehingga dapat  mencegah  terjadinya  oksidasi  pada
molekul karet alam dan meningkatkan PRI (Nun-anan et al., 2018). Selain itu asam amino  juga  dapat  berfungsi  sebagai antioksidan alami pada kompon karet alam (Tuampoemsab, 2013).
Berbeda  dengan  penambahan  asam amino  pada  karet  alam,  penambahan  HNS menurunkan  PRI.  Meskipun  HNS  memiliki
gugus amina, namun HNS juga memiliki ion sulfat  di  dalam  strukturnya  seperti  yang terlihat  pada  Tabel  1  yang  dapat mengakibatkan  oksidasi  pada  karet  alam. Fenomena  yang  sama  terjadi  pada  karet alam  dengan  penambahan  tawas  sebagai bahan  penggumpal  lateks  karet  alam (Purbaya et al., 2011).

## Fathurrohman
Gambar 4.  Pengaruh HNS dan asam amino masing-masing 0,15% terhadap PRI karet mentah Figure 4. Effect of HNS and amino acids respectively 0.15% on the PRI of raw rubber

## Gambar 5.  Kurva  tegangan-regangan  karet  mentah  dengan  dan  tanpa  penambahan  asam amino dan HNS
Figure 5. Stress-strain curve of raw rubber with and without the addition of amino acid and HNS
Kurva  kuat  tarik  karet  mentah dengan dan tanpa penambahan asam amino dan HNS disajikan pada Gambar 5. Terlihat jelas  bahwa  semua  sampel  memiliki karakteristik kurva tegangan-regangan yang relatif  sama.  Pada  regangan  rendah  terjadi peningkatan  tegangan  yang  sangat  cepat ditandai  dengan  kemiringan  ( slope ) mengindikasikan  modulus young atau modulus  elastis.  Setelah  melewati  batas elastis  ( yield  point) ,  terjadi  sedikit penurunan  tegangan  yang  diakibatkan karena terjadinya kerusakan interaksi fisik
seperti entanglement ,  ikatan  hidrogen,  dan atau ikatan van der Walls. Kemudian setelah melewati  regangan  500%,  terjadi  kenaikan tegangan. Pada regangan tinggi, karet alam akan mengalami kristalisasi mengakibatkan terjadinya kenaikan tegangan  (Kawahara et al., 2000), hal ini dikarenakan sampel karet alam  yang  digunakan  pada  penelitian  ini mengandung  gel  yang  cukup  tinggi  seperti yang  terlihat  pada  Gambar  5,  biasanya untuk lateks alam yang disadap dari pohon karet secara regular mengandung gel kurang dari 5% (Tangpakdee & Tanaka, 1997).

## Pengaruh Asam Amino terhadap Sifat Karet Alam Mentah dan Vulkanisatnya

## Tabel 3. Karakteristik pematangan kompon karet alam dengan dan tanpa penambahan asam amino dan HNS
Table 3. Curing characteristics of natural rubber compound with and without the addition of amino acid and HNS

## Sifat Kompon dan Vulkanisat Karet Alam
Karakteristik  pematangan  kompon karet alam dengan dan tanpa penambahan asam amino dan HNS disajikan pada Tabel 3,  yang  terdiri  atas  torsi  maksimum  (S' ), max torsi  minimum  (S' ),  perbedaan  torsi  (S'= min S' - S' ), waktu pematangan dini ( scorch max min
time , t ), dan waktu pematangan (t ). Waktu
s2 90
pematangan dini atau waktu scorch (t ) dari s2 sampel  kompon  karet  yang  mengandung asam  amino  glisin  dan  arginin  lebih  cepat dibandingkan  dengan  kontrol  (AF)  dan kompon  karet  yang  mengandung  bahan penstabil HNS. Dengan adanya asam amino yang memiliki gugus amina dapat berperan sebagai  ligan  untuk  membentuk  senyawa 2+ kompleks  dengan  ion  Zn   sehingga  akan mempercepat  reaksi  vulkanisasi  (Ismail  et al.,  1997).  Meskipun  HNS  juga  memiliki senyawa  amina,  namun  waktu    t   dan  t s2 90 sampel  vulkanisat  karet  alam  yang mengandung  HNS  lebih  lama,  hal  ini dikarenakan  HNS  mengandung  ion  sulfat yang  bersifat  asam  sehingga  dapat menghambat reaksi vulkanisasi  (Kim et al.,
2006).
Torsi  minimum  mengindikasikan viskositas  kompon  yang  berhubungan dengan  kemudahan  pemrosesan  karet menjadi  produk  barang  jadi  karet.  Pada Tabel  3  terlihat  bahwa  kompon  karet  alam yang  mengandung  arginin  memiliki  nilai torsi  minimum  yang  paling  rendah dibandingkan dengan kompon lainnya. Hal ini  sejalan  dengan  hasil  plastisititas  awal dan  kandungan  gel  yang  terendah dibandingkan  dengan  sampel  lainnya. Namun, nilai S' dari kompon karet alam yang mengandung arginin terbesar dibandingkan dengan  sampel  lainnya.  Perubahan  torsi berkaitan erat dengan derajat ikatan silang belerang  di  dalam  karet  alam  yang d i h a s i l k a n   d a r i   r e a k s i   v u l k a n i s a s i (Lopez Manchado et al., 2003). Oleh karena itu  dapat  disimpulkan  bahwa  dengan penambahan  arginin  dapat  memudahkan pemrosesan  kompon  karet  menjadi  produk barang  jadi  karet  dan  menghasilkan vulkanisat  karet  yang  memiliki  derajat ikatan silang yang lebih tinggi.
Derajat  ikatan silang dari karet yang tidak  mengandung  bahan  pengisi  dapat dikarakterisasi  dengan  menggunakan persamaan Mooney-Rivlin (Rivlin,  1997)  di bawah ini:
dimana   adalah tegangan dan 2C  dan 2C
1 2
adalah konstanta independen dari regangan
(    Intersep  (C )  dari  kurva  Mooney-Rivlin 1 dapat digunakan untuk menghitung derajat ikatan  silang  (  )  dengan  menggunakan persamaan 5.
dimana R merupakan konstanta gas (8,314 J/mol.K) dan T adalah suhu absolut (Kelvin).

## Fathurrohman
Curing characteristic

## Tabel 4. Derajat ikatan silang dan sifat kuat tarik dari vulkanisat karet alam dengan dan tanpa penambahan asam amino dan HNS
Table  4.  Crosslink  densilty  and  tensile  properties  of  natural  rubber  vulcanizates  with  and without the addition of amino acid and HNS
Gambar  6  memperlihatkan  kurva Mooney-Rivlin vulkanisat karet alam dengan dan  tanpa  penambahan  asam  amino  dan HNS.  Pada  regangan  tinggi,  nilai    *  dari vulkanisat karet alam dengan penambahan H N S   d a n   a s a m   a m i n o   m e n i n g k a t . Peningkatan  ini  disebabkan  karena
meningkatnya  derajat  ikatan  silang  seperti disajikan  pada  Tabel  4  yang  berkorelasi dengan  S'.  Fenomena  yang  terjadi  sejalan dengan  hasil  kandungan  gel  dalam  karet mentah.  Penurunan  kandungan  gel  dapat meningkatkan  modulus  100%  (M100) seperti  yang  diperlihatkan  pada  Tabel  4.
Gambar 6. Kurva Mooney-Rivlin vulkanisat karet alam dengan dan tanpa penambahan asam amino dan HNS
Figure 6. Mooney-Rivlin Curve of natural rubber vulcanizates with and without the addition of amino acid and HNS

## Pengaruh Asam Amino terhadap Sifat Karet Alam Mentah dan Vulkanisatnya
Sifat kuat tarik vulkanisat karet alam dengan dan tanpa penambahan asam amino dan  HNS  disajikan  pada  Tabel  4.  Terlihat jelas  bahwa  penambahan  HNS  dan  asam amino  dapat  meningkatkan  modulus  pada regangan  100%  (M100),  regangan  300% (M300),  dan  kuat  tarik.  Namun  kuat  tarik dari glisin lebih rendah dari sampel kontrol (AF)  hal  ini  disebabkan  karena  glisin mendorong  terjadinya  reaksi storage hardening (Burfield, 1986) .

## KESIMPULAN DAN SARAN
Penambahan  asam  amino  dan  HNS ke  dalam  lateks  karet  alam  memengaruhi s i f a t   k a r e t   m e n t a h ,   k o m p o n ,   d a n vulkanisatnya.  Penambahan  asam  amino ( g l i s i n   d a n   a r g i n i n )   m e n i n g k a t k a n k e t a h a n a n   o k s i d a s i   k a r e t   m e n t a h disebabkan  karena  adanya  gugus  amina yang  berperan  sebagai  antioksidan. Kandungan gel dan ASHT dari karet mentah menurun  dengan  penambahan  HNS  dan arginin  sehingga  karet  mentah  lebih  stabil pada  saat  penyimpanan.  Pada  saat pemrosesan menjadi barang jadi karet, karet alam  dengan  penambahan  asam  amino dapat  mempercepat  reaksi  vulkanisasi  dan dengan penambahan arginin dan HNS dapat mempermudah pemrosesan menjadi produk karet karena menghasilkan S'min yang lebih rendah dibandingkan sampel lainnya. Sifat kuat  tarik  dari  vulkanisat  karet  alam meningkat  sejalan  dengan  peningkatan derajat ikatan silang dari sampel karet alam yang  mengandung  asam  amino  dan  HNS. Berdasarkan  hasil  uji,  arginin  cocok digunakan untuk meningkatkan sifat karet mentah,  memudahkan  pemrosesan  dan menghasilkan  peningkatan  sifat  kuat  tarik vulkanisat karet alamnya.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih diucapkan kepada Sdri. Woro  Andriani  dan  Luthfiah  yang  selama penelitian  telah  membantu  menyiapkan sampel uji lateks kebun.

## DAFTAR PUSTAKA
Amnuaypornsri, S., Sakdapipanich, J., Toki, S.,  Hsiao,  B.S.,  Ichikawa,  N.,  & Tanaka,  Y.  (2008).  Strain-Induced Crystallization  of  Natural  Rubber: Effect  of  Proteins  and  Phospolipids. Rubber  Chemistry  and  Technology,
81 (5), 753-766.
Bonfils, F., Char, C., Garnier, Y., Sanago, A.,
&  Sainte  Beuve,  J.  (2000).  Inherent molar mass distribution of clones and properties  of  crumb  natural  rubber. Journal  of  Rubber  Research,  3 (3), 164-168.
Bonfils,  F.,  Flori,  A.,  &  Sainte  Beuve,  J.
(1999).  Relations  between  Wallace plasticity and Mw for natural rubber. Journal  of  applied  polymer  science,
74 (13), 3078-3087.
Burfield, D. R. (1986). Storage hardening of natural  rubber:  an  examination  of current  mechanistic  proposals. Journal  of  Natural  Rubber  Research,
1 (3), 202-208.
C h o l l a k u p ,   R . ,   S u w a n r u j i ,   P . , Tantatherdtam,  R.,  &  Smitthipong, W.  (2019).  New  approach  on structure-property  relationships  of stabilized natural rubbers. Journal of Polymer Research, 26 (2), 1-11.
Fathurrohman
Heping,  Y.,  Zongqiang,  Z.,  Qifang,  W., Yongyue,  L.,  Xia,  Z.,  &  Linxue,  K. (2011).  Preparation  of  constant viscosity  natural  rubber  with mercaptan. KGK online , 31-34.
Ismail, H., Ishiaku, U. S., Ishak, Z. A. M., & Freakley, P. K. (1997). The effects of a cationic  surfactant  (fatty  diamine) and  a  commercial  silane  coupling agent  on  the  properties  of  a  silica filled  natural  rubber  compound. European Polymer Journal, 33 (1), 1-6.
Kawahara, S., Isono, Y., Kakubo, T., Tanaka, Y . ,   &   A i k - H w e e ,   E .   ( 2 0 0 0 ) . Crystallization behavior and strength of  natural  rubber  isolated  from different Hevea clone. Rubber Chemistry and Technology, 73 (1), 39- 46.
Kim, C., Bonfils, F., Collet, A., & Sainte, J. (2006). Hydroxylamine  sulphate retards  the  vulcanization  of  natural r u b b e r   b u t   n o t   o f   s y n t h e t i c polyisoprene . Paper presented at the International  Rubber  Conference, Lyon.
Lopez Manchado,  M.  A.,  Herrero,  B.,  & Arroyo,  M.  (2003).  Preparation  and characterization  of  organoclay nanocomposites  based  on  natural rubber. Polymer  International,  52 (7), 1070-1077.
Marinho,  J.  R.  D.,  &  Tanaka,  Y.  (1999).
Structural  characterisation  of  wild rubber:  gel  content. Journal  of Natural  Rubber  Research,  2 (4),  231-
238.
McMahan, C., & Lhamo, D. (2015). Study of amino  acid  modifiers  in  guayule natural  rubber. Rubber  Chemistry and Technology, 88 (2), 310-323.
Nimpaiboon,  A.,  Amnuaypornsri,  S.,  & Sakdapipanich,  J.  T.  (2016). Obstruction  of  storage  hardening  in NR by using polar chemicals. Rubber Chemistry  and  Technology,  89 (2),
358-368.
Nun-anan, P., Wisunthorn, S., Pichaiyut, S., Vennemann,  N.,  &  Nakason,  C. (2018). Novel approach to determine non-rubber  content  in  Hevea brasiliensis:  Influence  of  clone variation  on  properties  of  un- vulcanized natural rubber. Industrial Crops and Products, 118 , 38-47.
Purbaya,  M.,  Sari,  T.  I.,  Saputri,  C.  A.,  & Fajriaty,  M.  T.  (2011). Pengaruh beberapa  jenis  bahan  penggumpal lateks  dan  hubungannya  dengan susut  bobot,  kadar  karet  kering  dan plastisitas .  Paper  presented  at  the Seminar  Nasional  AVoER  ke-3, Palembang.
Rivlin,  R.  S.  (1997).  Large  elastic deformations. In G. I. Barenblatt & D. D. Joseph (Eds.), Collected Papers of R.S. Rivlin: Volume I and II (pp. 318- 351).  New  York,  NY:  Springer  New York.
Sekhar, B. C. (1962). Inhibition of hardening in natural rubber. Rubber Chemistry and Technology, 35 (4), 889-895.

## Pengaruh Asam Amino terhadap Sifat Karet Alam Mentah dan Vulkanisatnya
Tangpakdee,  J.,  &  Tanaka,  Y.  (1997). Purification  of  natural  rubber. Journal  of  Natural  Rubber  Research,
12 (2), 112-119.
Toki, S., Hsiao, B. S., Amnuaypornsri, S., & Sakdapipanich,  J.  (2009).  New insights  into  the  relationship between  network  structure  and strain-induced crystallization in un- vulcanized  and  vulcanized  natural rubber  by  synchrotron  X-ray diffraction. Polymer,  50 (9),  2142- 2148.
Tuampoemsab, S. (2013). Influence of amino acids  on  anti-oxidative  properties  of green  natural  rubber  and  natural r u b b e r   c o m p o u n d . A d v a n c e d
Materials Research, 747 , 664-667.
Tuampoemsab,  S.,  &  Sakdapipanich,  J. (2007).  Role  of  naturally  occuring lipids and proteins on thermal aging behaviour of purified natural rubber. K G K . K a u t s c h u k ,   G u m m i , Kunststoffe, 60 (12), 678-684.
Yip,  E.  (1990).  Clonal  characterization  of latex and rubber properties. Journal of Natural Rubber Research, 5 (1), 52- 80.

## Fathurrohman