## PENGARUH PENCUACAAN ALAMI TERHADAP PRODUK LATEKS KARET ALAM BERPENGISI TEPUNG KULIT PISANG YANG DIPUTIHKAN DENGAN HIDROGEN PEROKSIDA
Emelya Khoesoema, Erick Kamil,  Hamidah Harahap Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara,
Jalan Almamater Kampus USU Medan 20155, Indonesia
Email: emelya_khoesoema@yahoo.com

## Abstrak
Pengaruh tepung kulit pisang yang telah diputihkan sebagai pengisi produk lateks karet alam terhadap sinar matahari  dan  cuaca  dengan  variasi  pembebanan  pengisi  tepung  kulit  pisang  yang  diputihkan.Tepung  kulit pisang  yang  telah  dihasilkan  dikeringkan  kemudian  diputihkan  dengan  hidrogen  peroksida  dan  dibuat menjadi  sistem  dispersi.Lateks  karet  alam  dicampur  dengan  tepung  kulit  pisang  yang  telah  diputihkan dengan  pembebanan  pengisi  0  hingga  20  bsk  (bagian  seratus  karet).Produk  lateks  karet  alam  yang dihasilkan  kemudian  digantung  di  udara  bebas  dan  terpapar  terhadap  sinar  matahari  serta  cuaca.  Hasil degradasi  produk  lateks  karet  alam  berpengisi  tepung  kulit  pisang  yang  telah  diputihkandengan  hidrogen peroksida  dievaluasi  dengan  perhitungan  kehilangan  berat  dan  analisis  Fourier  transform  infrared spectroscopy (FTIR).Produk lateks karet alam mengalami  kehilangan berat setelah terpapar terhadap sinar matahari dan cuaca dari waktu 1 hingga 16 minggu karena proses foto-oksidasi.
Kata kunci : lateks, tepung kulit pisang, biodegradasi, hidrogen peroksida, kehilangan berat

## Abstract
The effect of exposing bleached banana skin powder-filled natural rubber products to sun light and weather with variation of  bleached banana skin powder  filler loading. Banana skin powder was dried and bleached with hydrogen peroxide and made into disperse system. Natural rubber latex was compounded with bleached banana skin powder with filler loading of  0 to 20 phr (per hundred rubber). Natural rubber latex products, which were produced, were hung in air and exposed to sun light and weather. The degradation of bleached banana skin powder-filled natural rubber products were evaluated by calculating weight loss of samples and performing  Fourier  transform  infrared  spectroscopy  (FTIR)  test.  Natural  rubber  latex  lost  weight  after exposure to sun light and weather from 1 to 16 weeks due to photo-oxidation process.
Keywords : latex, banana skin powder, biodegradation, hydrogen peroxide, weight loss

## Pendahuluan
Selama  penggunaan  bahan  polimer,  bahan polimer  akan  terpapar  terhadap  lingkungan  seperti panas,  kelembaban,  oksigen,  ozon  dan  sebagainya. Berbeda dengan polimer lainnya, karet alam sangat tahan  terhadap  degradasi  karena  pada  rantai  utama molekul karet alam terdapat ikatan rangkap.Degradasi  karet  alam  pada  umumnya dipercepat  oleh  panas,  kelembaban,  sinar,  ozon, radiasi dan sebagainya [1].
Pada  produk    karet  alam,  degradasi  pada umumnya  diakibatkan  oleh  molekul  oksigen  dan ozon.  Hal  ini  disebabkan  karena  karet  alam mengandung rantai yang memiliki ikatan tak jenuh yang  mudah  diserang  oleh  molekul  oksigen  dan ozon.Degradasi oleh ozon pada umumnya mengakibatkan  perubahan  warna  dan  keretakan pada  permukaan  produk  karet  alam.    Sementara degradasi  oleh  oksigen  dan  panas  mengakibatkan produk karet alam menjadi lebih lembut [1,2].
Pemberian  pengisi  akan  mempengaruhi  sifat komposit  polimer,  termasuk  sifat  degradasi  dan stabilitas polimer [3]. Pengisi juga digunakan untuk berbagai  tujuan  di  antaranya  sebagai  penguat,  dan pengurangan biaya [4].Beragam  pengisi digunakan
untuk  karet  alam  secara  komersil  pada  umumnya adalah  tanah  liat,  kalsium  karbonat,  dan  titanium dioksida [5]. Akhir-akhir ini penggunaan serat alam sebagai  pengisi  komersil  telah  diteliti  oleh  peneliti karena  serat  alam  dapat  diperbaharui,  banyak tersedia, murah, dan ramah lingkungan [6].
Penelitian mengenai degradasi dengan penggantungan  di  udara  produk  lateks  karet  alam berpengisi tepung kulit pisang juga telah dilakukan oleh Hamidah Harahap et al dan dilaporkan bahwa produk  lateks  karet  alam  berpengisi  tepung  kulit pisang  dapat  didegradasi  [7].Tepung  kulit  pisang merupakan limbah di Indonesia yang pemanfaatannya  belum  begitu  banyak,  sehingga akan  digunakan  sebagai  pengisi  karet  alam.Selain itu,  Anhwange  melaporkan  bahwa  kulit  pisang mengandung serat sebanyak  31,70% [11] sehingga merupakan potensi sumber serat alami untuk diolah menjadi  pengisi  polimer.  Penggunaan  kulit  pisang yang  merupakan  sampah  organik  dari  buah  pisang juga  bisa  mengurangi  volume  sampah  atau  limbah yang akan mencemari lingkungan.
Tepung  kulit  pisang  yang  dikeringkan  akan berwarna  hitam  sehingga  akan  mempengaruhi
warna  dari  produk  lateks  karet  alam.  Tepung  kulit pisang terlebih dahulu diputihkan dengan hidrogen peroksida  dan  kemudian  dicampurkan  dengan lateks  karet  alam.  Degradasi  sampel  dievaluasi berdasarkan pengurangan berat sampel dan analisis Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR).

## Teori
Lateks  karet  alam  merupakan  dispersi  koloid yang stabil dari cis–1,4–poliisoprena dengan massa molekul  yang  tinggi  pada  media  cair  [8].Sebelum lateks digunakan untuk menghasilkan produk perlu dilakukan  sambung-silang  terlebih  dahulu.  Tujuan penyambung-silangan lateks adalah untuk menentukan  kekuatan  film  lateks  yang  dihasilkan agar  mencapai  spesifikasi  yang  diinginkan.  Proses penyambung–silangan bagi lateks dilakukan dengan  mencampurkan  bahan  tambahan  tertentu kedalam lateks. Bahan tambahan didalam campuran  lateks  pada  mulanya  memiliki  ukuran butiran yang lebih besar dari ukuran partikel lateks itu  sendiri.  Jadi  bahan  tambahan  ini  perlu disediakan  dalam  bentuk  dispersi  supaya  dapat disebarkan  dengan  baik  dalam  partikel  lateks  [9]. Bahan  tambahan  (bahan  kuratif)  yang  biasa digunakan didalam pencampuran lateks mempunyai  fungsi  tertentu  yang  dinyatakan sebagai berikut: bahan vulkanisasi, bahan pencepat, bahan pengaktif, bahan penstabil, bahan antioksidan dan pengisi [10].

## Metodologi Penelitian
Penyediaan Pengisi
Kulit pisang dipotong hingga panjang 1 cm dan dikeringkan  pada  suhu  100 o C  selama  24  jam.Kulit pisang  dihancurkan  dan  diayak  hingga  diperoleh tepung kulit pisang dengan ukuran 100 mesh.Tepung  kulit  pisang  diputihkan  dengan larutan hidrogen peroksida 6%.Larutan pemutih ini terdiri  dari  larutan  6%  hidrogen  peroksida, ditambah  larutan  natrium  hidroksida  10%  untuk menaikan  pH  hingga  11.Tepung  kulit  pisang diputihkan  dalam  larutan  pemutih  sambil  diaduk pada  suhu  80 o C  selama  1  jam.Tepung  kulit  pisang yang telah diputihkan dicuci dengan air hingga  pH netral  dan  dibuat  ke  dalam  sistem  dispersi.  Sistem dispersi  terdiri  dari  tepung  kulit  pisang  yang  telah diputihkan,  air  dan  polivinil  pirolidon  dengan perbandingan  berat  15:83:2  dan  dicampur  selama 24 jam.
Pra-vulkanisasi dan vulkanisasi Lateks  dengan  kadar  amoniak  tinggi  dicampur dengan bahan kuratif dan di-pra-vulkanisasi selama 15 menit pada suhu 70 o C. Karet yang telah di-pra- vulkanisasi  dicampur  dengan  dispersi  tepung  kulit pisang dengan kadar pengisi  5 bsk, 10 bsk, 15 bsk dan 20 bsk. Film lateks karet alam dibentuk dengan teknik  pencelupan  yang  mana  terlelebih  dahulu dengan membersihkan pembentuk sebelum mencelupkannya  ke  dalam  senyawaan  latex  karet alam.  Film  latex  karet  alam  yang  telah  dicelup divulkanisasi pada suhu 100 ºC.
Tabel 1. Bahan-bahan senyawaan latex pravulkanisasi Bahan Berat basah (gr) High Ammonia Lateks 166,67 Larutan Sulfur  50 % 3 Larutan ZDEC † 50 % 3 Larutan ZnO  30 % 0,83 Larutan Antioksidan  50 % 2 Larutan KOH  10 % 3 Pengisi (tepung kulit pisang) 0, 5, 10, 15, 20, 25
†ZDEC: Zinc Diethylditiocarbamate
Untuk  proses  degradasi,  produk  lateks  karet alam  berpengisi  tepung  kulit  pisang  yang  telah diputihkan  dengan  hidrogen  peroksida  ditimbang dan  dicatat  massa  dari  setiap  sampel  yang  akan diuji.  Kemudian  sampel  tersebut  digantung  pada tempat  yang  terpapar  sinar  matahari  dan  cuaca. Proses  menggantung  sampel,    dilakukan  selama 1minggu,  hingga  16  minggu.  Sampel  yang  telah terdegradasi dianalisa.

## Hasil
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kehilangan  berat  produk  film  lateks  karet  alam akibat  biodegradasi  sebanding  dengan  lama penggantungan.  Produk  lateks  karet  alam  0  bsk menunjukan  kehilangan  berat  yang  paling  besar yaitu  27,4678%.  Semakin  banyak  pembebanan pengisi, maka semakin kecil persentase kehilangan berat. Persentase kehilangan berat yang paling kecil pada  adalah  produk  lateks  karet  alam  20  bsk sebesar 9,3750 %. Sedangkan persentase kehilangan  berat  produk  karet  lateks  karet  alam dengan pembebanan pengisi  15 bsk; 10 bsk; dan 5 bsk  adalah  9,7046%;  13,1780%  dan  19,3277% secara berurutan.
Gambar  1.  Pengaruh  pembebanan  pengisi  terhadap biodegradasi  produk  lateks  karet  alam  dengan metode penggantungan
Kehilangan  berat  yang  paling  besar  adalah produk  lateks  karet  alam  yang  tanpa  pembebanan pengisi (0 bsk).Semakin ditambahnya pembebanan pengisi,  maka  kemampuan  terdegradasi  semakin kecil.Hal  ini  terlihat  dari  kehilangan  berat  yang semakin  kecil  seiring  dengan  bertambahnya pembebanan pengisi.Produk lateks karet alam 0 bsk setelah  digantung  dari  1  hingga  16  minggu menunjukan  sifat  yang  lengket  dan  lembut  serta perubahan  warna  menjadi  semakin  gelap.  Karet alam  apabila  teroksidasi  oleh  oksigen  yang mengakibatkan  pemutusan  ikatan  rangkap,  maka akan menjadi lengket dan telah menjadi sifat alami karet  alam  [13].  Sifat  yang  lengket  dan  lembut  ini karena  perusakan  sambung  silang  oleh  oksidasi oksigen  dan  ultraviolet  sinar  matahari  [1,  12]. Pembebanan  5  bsk  juga  menunjukan  sifat  yang hampir  sama  seperti  sifat  produk  lateks  karet  alam yang  tidak  diberikan  pengisi  (0  bsk),  sementara pembebanan  yang  semakin  banyak  mengakibatkan produk lateks karet alam yang digantung selama 16 minggu  menjadi  rapuh,  tetapi  tidak  lengket  dan warna  tidak  berubah.Hal  ini  disebabkan  pengisi juga  dapat  menyebabkan  sinar  ultraviolet  matahari tidak dapat menembus matriks karet alam, sehingga degradasi  hanya  terjadi  pada  permukaan  karet  dan timbul keretakan pada permukaan karet [12].
Pemaparan sampel terhadap cuaca mengakibatkan  berbagai  reaksi  terjadi  di  dalam
produk  lateks  karet  alam,  yang  mengakibatkan perubahan  hasil  spektrum  FTIR  jika  dibandingkan sampel  setelah  penggantungan  dan  sebelum penggantungan.  Dapat  dilihat  pada  Gambar  2 bahwa  ada  kemunculan  dan  kehilangan  dari beberapa  puncak  pada  spektrum  FTIR.  Gugus karbonil  (C=O)  pada  daerah  1724,36  cm -1 (a)  dan 1743,65  cm -1 (b)  dan  gugus  hidroksil  (O-H) 3282,84  cm -1 (a)  dan  3566,38  cm -1 (b)  terdapat pada  sampel  yang  belum  dan  sudah  digantung. Sebelum  penggantungan  terdapat  puncak  pada 2908,65  cm -1 (a)  dan  setelah  penggantungan muncul  puncak  2939,52  cm -1 dan  2868,15  cm -1 yang merupakan puncak untuk gugus alkane (CH 3 ). Sebelum penggantungan, gugus alkane menunjukan puncak yang tajam, sementara sesudah penggantungan, puncak menjadi datar dan kehilangan  intensitas.  Gugus  polisakarida  pada puncak 1031,92cm -1 dan 1002,98 cm -1 pada sampel sebelum  penggantungan  juga  hilang.  Hal  ini mengindikasikan  terjadi  perubahan  senyawa  pada sampel.  Setelah  penggantungan,  muncul  puncak yang lebar 3213,41 cm -1 (b) yang merupakan gugus asam  karboksilat,  demikian  pula  muncul  puncak pada  daerah  1743,65  cm -1 (b)    yang  merupakan gugus  karbonil  dari  ikatan  ester.  Serangan  ozon mengakibatkan  terbentuknya  ozonida  yang  tidak stabil yang akan membentuk produk yang beragam berupa asam, ester, keton, dan aldehida [12].

## Kesimpulan
Penggunaan  tepung  kulit  pisang  yang  telah diputihkan sebagai pengisi produk film lateks karet alam  mengakibatkan  proses  degradasi  menjadi lebih  lambat.  Hasil  FTIR  menunjukan  bahwa produk  lateks  karet  alam  berpengisi  tepung  kulit pisang  yang diputihkan juga  mengalami degradasi. Setelah  penggantungan,  produk  lateks  karet  alam yang  tidak  berpengisi  menjadi  lebih  lembut  dan lengket karena oksidasi oksigen dan degradasi oleh sinar ultraviolet  sementara  produk  karet  berpengisi  tepung kulit  pisang  yang  diputihkan  tidak  begitu  lembut  karena sinar  ultraviolet  tidak  dapat  menembus  matriks  karet karena  adanya  pengisi,  sehingga  lebih  tahan  untuk produk yang terpapar sinar matahari dan cuaca.
(a)

## (b)
Gambar 2. Spektrum FTIR dari Produk Lateks Karet Alam Berpengisi Tepung Kulit Pisang yang Diputihkan dengan Hidrogen Peroksida 20 bsk Sebelum (a) dan Sesudah Penggantungan (b)
Daftar Pustaka
[1] V.S.  Vinod,  S.  Varghese,  dan  B.  Kuriakose. Polym. Deg.and Stab. 75, pp.405-412, 2002.
[2] Datta  R.N.  dan    Huntink. Degradation  and Protection:  Current  Topics  in  Elastomer Research .  Penerbit  Taylor  &  Francis,  pp.61, 2008.
[3] M.T.  Bryk. Degradation  of  Filled  Polymers . Penerbit  Ellis  Horwood,  London,  pp.101, 1991.
[4] N.  Rattanasom,  T.  Saowapark,  dan  C. Deeprasertkul.  Polym.  Test.  26  pp.  369-377, 2006.
[5] J.  A.  Kent. Kent  and  Riegel’s  Handbook  of Industrial  Chemistry  and  Biotechnology .
Penerbit Springer, New York. pp. 695, 2007.
[6] M.  J.  John,  R.  D.  Anandjiwala,  dan  S. Thomas.  Penerbit  Old  City  Publishing,
Philadelphia. pp. 201-202, 2008.
[7] H.  Harahap,  A.  Boy  dan  N.  Sitorus . J.  Ilmu Pengetahuan  dan  Terapan  Reintek  6(1), pp.23-30, 2011.
[8] D.  C.  Blackley. Polymer  Latices  Science  and Technology .  Penerbit  Chapman  &  Hall,
London.  pp.1-2, 1997.
[9] Indra  Surya. Bahan  Ajar  Teknologi  Karet ,
Universitas Sumatera Utara, 2006.
[10] J. E. Mark, E. Burman, dan F. R. Eirich. The Science and Technology of Rubber . Edisi ke– 3. Penerbit Elsevier, Inc., New York. pp. 130- 131, 2005.
[11] B.  A.  Anhwange,  T.  J.  Ugye  dan  T.  D. Nyiaatagher. E.  J.  of  Env.,  Agri.,  and  Food Chem. 8(6), pp.437-442, 2008.
[12] K.  Muniandy,  H.Ismail,  dan  N.  Othman. BioRes. 7 pp. 3999-4011, 2012.
[13] G.  R.  Hamed,  A.  N.  Gant,  dan  K.  Baranwal. Elastomer  Technology .  Penerbit  The  Rubber Division ACS, Ohio. pp.16, 2003.