## ANALISIS  TERMOPLASTIK ELASTOMER DENGAN FILLER SERBUK BAN BEKAS
Bunga Fisikanta Bukit* 1) , Eva Marlina Ginting 2) , Nurdin Bukit 2) , Fika
Yulida 2)
1) Universitas Quality Berastagi, Peceren Berasatagi.
2) Universitas Negeri Medan, Jl. Wiliem Iskandar Psr. V, Medan
* Email : bungafisikantabukit@gmail.com

## Abstrak
Penelitian bertujuan untuk mengetahui sifat mekanik (kekuatan tarik, perpanjangan putus, dan modulus elastisitas) serta  morfologi dari campuran polietilena dan karet SIR-20  dengan  menggunakan  dengan  pengisi serbuk  ban  bekas.  Metode  yang dilakukan dengan menambah serbuk ban bekas (80 Mesh) yang digunakan sebagai filler pada campuran karet SIR-20 dan polietilena (PE) hasil daur ulang.  Pembuatan komposit dilakukan dengan mencampurkan (PE) dan karet SIR-20 sebagai matriks , poliethylene malaeic anhidrida (PEMA) sebagai kompatibiliser, dan Sulfur sebagai cross  link  agent dengan  menambahkan filler (0,  10,  20,  30)  phr,dalam  Internal Labopastomil  dengan    suhu  180 0 C  dan  laju    60  rpm  selama  14  menit.  Hasil penelitian  menunjukkan    sifat  mekanik  terjadi    penurunan  dengan  bertambanya serbuk  ban bekas, sedangkan hasil morfologi campuran homogen . Kata Kunci  : serbuk ban bekas, karet alam, polietilen.

## Abstract
This study were to find out the mechanical properties (tensile strength, elongation break, and elastic modulus) and morphology of the polyethylene and SIR-20 blends by using a used tire filler. The method used by adding a used tire powder (80 mesh) as  a  filler  on  a  mixture  of  recycled  SIR-20  and  polyethylene  (PE)  rubber.  The composite  preparation  was  carried  out  by  mixing  (PE)  and  SIR-20  rubber  as  a matrix, polyethylene malaeic anhydride (PEMA) as a compatibilizer, and Sulfur as cross link agent by adding filler (0, 10, 20, 30) phr, in Internal Labopastomil with temperature 180 0 C and rate of 60 rpm for 14 minutes. The results showed that the mechanical  properties  decreased  with  the  rise  of  used  tire  powder,  while  the morphological result of the homogeneous mixture.
Keywords : used tire powder, natural rubber, polyethylene

## Pendahuluan
Karet merupakan salah satu jenis polimer yang memiliki perilaku khas yaitu memiliki daerah elastis (mudah berubah bentuknya dan mudah kembali  ke  bentuk  asal)  non-linear yang  sangat  besar.  Karet  alam mempunyai sifat keliatan atau
kelekatan  yang  tinggi  dan  sifat  fisik
seperti  elastisitas,  kuat  tarik  ( tensile strength )  dan  kepegasan  ( resilience ) yang  tinggi.  Namun  sifat  yang  tidak polar dan kandungan ikatan tak jenuh yang  tinggi  dalam  molekul,  karet alam  tidak  tahan  oksidasi,  ozonisasi, panas dan mengembang di dalam oli. Karet  yang  paling  banyak  diserap pasar internasional adalah karet SIR-
20,  oleh  sebab  itu  sangat  menarik untuk diteliti lebih mendalam tentang mutu  dan  kemampuan  proses  dari karet  tersebut.  Karet  jenis  SIR-20 adalah  karet  alam  yang  diproduksi Indonesia  yang  dijual  dalam  bentuk bongkahan dan mutunya telah dinilai secara spesifikasi teknis. Daur ulang ban bekas membutuhkan  teknik  khusus  karena ban  bekas  adalah  bahan  termoset, yang  tidak  dapat  diolah  kembali seperti  termoplastik. Pengolahan ban bekas  menjadi  serbuk  ban  bekas adalah  salah  satu  teknik  menarik untuk pemanfaatan ban-ban bekas. Salah satu cara yang menjanjikan  dalam  'mendaur  ulang' serbuk  ban  bekas  adalah  dengan mencampurkan  ke  dalam  bahan termoplastik untuk mendapatkan bahan  termoplastik  elastomer (TPE) dan pilihan sempurna untuk termoplastik  adalah    polipropilena (PP). Namun, pendekatan ini mempunyai keterbata-san karena sifat yang  tidak  memadai  dari  campuran yang  dihasilkan,  bahkan  pada  kadar karet  rendah. Alasan  utama  adalah kesulitan  dalam  kompatibilisasi  dari dua  bahan  yang  berbeda,  khususnya jika  salah  satu  komponen      terjadi ikatan silang. Kualitas campuran tergantung  pada  tingkat  pemisahan fasa  dan  ukuran  partikel  dari  fasa terdispersi. Ketidaksesuaian yang besar dari kedua bahan menghasilkan sifat mekanik rendah. Teknik kompatibilisasi sering digunakan untuk meningkatkan kualitas campuran  dan  meningkatkan  sifat mekanik.
Limbah  ban  banyak  digunakan sebagai tikar karet, penjaga jalan rel, bumper  pelindung,  dan  untuk  bahan bangunan  dan  konstruksi.  Limbah
ban  juga  dapat  digunakan  sebagai bahan  kapal  pemecah  gelombang, bumper  dermaga  /  pelindung,  atau bahkan  untuk  membangun  terumbu buatan  dalam industri  pertanian  laut. Ada  juga  yang  digunakan  sebagai penahan  erosi  .kursi  ,tali,  ayunan, tempat  pot  bunga  dan  lain-lain. Limbah  ban  dapat  digunakan  dalam banyak alternatif daur ulang. Namun, pasar tampaknya lebih kecil dibandingkan  dengan  jumlah  ban yang  dihasilkan  setiap  tahun.  Oleh karena  itu  sangatlah    penting  untuk mengeksplorasi  aplikasi  baru  ban bekas, dan dapat diaplikasikan sebagai  pengolahan  energi,material untuk  teknik  sipil  ,roofing,lapangan olahraga  ( Turf )  ,tempat  bermain anak-anak.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk mengetahui sifat mekanis dan
morfologi termoplastik elstomer dengan  campuran  karet alam  SIR-20
,polietilene  hasil  daur  ulang  dan serbuk  ban  bekas  ,hasil  ini  dapat dimanfaat  kan  sebagai  salah  satu bahan teknik

## Kajian Pustaka
Secara  luas  penelitian  tentang bahan  TPE  antara  serbuk  ban  bekas dan  polipropilena  serta    beberapa aplikasi-nya  dapat  dirujuk  dari  hasil riset  terbaru  seperti,  yang  meneliti sifat  mekanik  dari  serbuk  ban  bekas dengan  Polipropilena,  sebagai  bahan kompatibiliser  digunakan  SEBS-g- MA dicampur dengan bitumen .Kekuatan  tarik  menurun  dengan peningkatan  jumlah  SEBS-g-MA, perpanjangan putus meningkat dengan peningkatan SEBS-g-MA. Hasil penelitian membuat campuran  serbuk  ban  bekas/PP/ Bitumen dengan bahan
kompatibiliser styrene- ethylene-
butylene-  styrene  grafting  maleic anhydride (SEBS-g-MA) dan Maleic anhydride-grafting ethylene- propylene-diene monomer (EPDM-g- MA). Diperoleh ada pengaruh bitumen  dan  kompatibiliser  terhadap sifat-sifat  mekanik  ,Sifat –sifat mekanik ,termal dan reologi tergantung  pada  jumlah  bitumen  dan kompatibiliser yang digunakan.
Demikian  juga  halnya  telah meneliti  serbuk  ban  bekas  dan menyatakan  bahwa    dengan  ukuran serbuk ban bekas ¼ ” -20 mesh adalah baik digunakan untuk aplikasi dalam bidang  olah  raga  ,keset  kaki  ,tanah berumput ,bahan untuk tempat bermain.  Serbuk  ban  bekas  dengan ukuran 40-80 mesh sangat berpotensial untuk menghasilkan komposit  yang  baik  dengan  proses pencetakan.

## Metode Penelitian/Eksperimen Bahan
Serbuk  Ban  bekas  ukuran  80 mesh, polietilen (daur    ulang) , karet SIR -20, Polyethylene Maleic Anhydride (PEMA) ,sulfur. Proses  Pembuatan  Serbuk  Ban Bekas Proses pembuatan serbuk dilakukan dengan cara penggerindaan ban  bekas,  gerinda  yang  di  pakai adalah gerinda tangan sampai dengan ukuran serbuk cukup kecil atau halus kemudian  di  ayak  dengan  ayakan ukuran 80 mesh . seperti pada gambar 1.
Gambar 1. Serbuk Ban Bekas
Pembuatan Komposit Termoplastik Elastomer dalam Internal Mixer Proses campuran komposit termoplastik  elastomer  seperti  pada Tabel 1 . Setelah itu, bahan-bahan tersebut dicampur  didalam  Internal  Mixer jenis Labo Plastomill volume chamber  60cm 3 dengan  persentase pengisian 60% atau setara dengan 50 gr.  Suhu blending 180 0 C  dan kecepatan  rotor  60  rpm  selama  15 menit    Masing-  masing  sampel berbentuk glanular, kemudian sampel dimasukkan  ke  dalam  alat  cetakan yang  berbentuk  segi  empat  dengan panjang  21  cm  dengan  massa  1 cetakan 20 mg. kemudian, pembuatan lembaran dilakukan dengan alat tekan panas  dan  tekan  dingin.  Bahan  hasil pencampuran  dipress  diantara  2 potongan glanzing  plate pada  suhu 180 0 C  selama  15  menit  ,Gambar  2 menunjukan contoh spesimen.
Tabel 1 Komposisi Campuran
Bahan S 1 (phr) S 2 (phr) S 3 (phr) S 4 (phr) Serbuk Ban Bekas 0 10 20 30 PEMA 2,5 2,5 2,5 2,5 PE 27,6 21,6 15,6 9,6 SIR-20 18,4 14,4 10,4 6,4 Sulfur 1,5 1,5 1,5 1,5

## S1              S2                S3         S4
Gambar 2. Spesimen Komposit
Plastik Campuran Polietilena dan
Karet SIR-20 dengan filler serbuk
ban bekas Hasil Penelitian Dan Pembahasan Analisis Mekanis Gambar 3.  Hubungan Kekuatan Tarik Terhadap Filler
Gambar 4. Hubungan Modulus
Elastisitas Terhadap Filler
Gambar 5.  Hubungan Break
Strain Terhadap Filler
Pada  Gambar  3,  menunjukkan semakin  besar  komposisi  serbuk  ban bekas  menghasilkan  sifat  mekanik yang semakin menurun karena komposisi plastiknya juga di turunkan sehingga  komposit  plastiknya  tidak lebih  padat  lagi.  Peningkatan  jumlah ikatan antar serbuk plastik pada setiap spesimen  meningkatkan  kekuatan tariknya. Misalkan pada filler serbuk ban  bekas  yang  komposisinya  lebih sedikit  dibanding  dengan  polietilena menunjukkan  hasil  sifat  mekanik yang  jauh  lebih  baik  dibanding dengan  komposisi filler yang  lebih banyak  di  bandingkan  komposisi polietilenanya  ,  Campuran  polimer yang tidak dapat menyatu ( immiscible )  disebabkan  oleh  karena lemahnya  kekuatan  tarik  pada    batas fasa, yang bisa menimbulkan pemisahan fasa. Tanpa bahan pengisi serbuk ban bekas mengalami peningkatan perpanjangan putus sampel komposit plastik  sedangkan  pada filler serbuk ban bekas dengan berbagai komposisi perpanjangan putusnya menurun yang memperlihatkan kurang kompatibilizernya  Karet  SIR-20  dan PE  sehingga  dapat  melemahkan kemampuan  bahan  dalam  menahan
0 5 10 15 20 0 phr 10 phr 20 phr 30 phr Ke ku atan Tari k [M Pa ] Filler  (Serbuk Ban Bekas) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 phr 10 phr 20 phr 30 phr M od ul us E las tis itas [M Pa ] Filler  (Serbuk Ban Bekas) 0 200 400 600 800 1000 0 phr 10 phr 20 phr 30 phr Bre ak St rai n (% ) Filler (Serbuk Ban Bekas)
beban tarikan dari luar atau plastisitas menjadi berkurang. Penambahan kompatibilizer  PEMA  menyebabkan terjadinya peningkatan interaksi kimia  matriks  hal  ini  sesuai  dengan. Interaksi tersebut menurunkan tegangan  muka  dan  menghasilkan adhesi  yang  lebih  baik,  sehingga dapat membantu meningkatkan dispersi dan mempertahankan reflokulasi  partikel  karet  alam  yang terdispersi. Oleh karena itu, penggunaan  kompatibilizer  tersebut dapat  menghasilkan  peningkatkan sifat  kekuatan  tarik,  perpanjangan putus, dan modulus.

## Gambar 6. Morfologi TPE tanpa Filler Serbuk Ban Bekas

## Gambar 7. Morfologi TPE dengan
Filler Serbuk Ban Bekas 10 phr
Gambar 8. Morfologi TPE dengan Filler Serbuk Ban Bekas 20 phr

## Gambar 9. Morfologi TPE dengan
Filler Serbuk Ban Bekas 30 phr
Hasil foto SEM pada Gambar 6 - 9    dengan  persebaran  1000  kali, dimana  sampel  dilapisi  dengan  Au (emas  murni)  setebal  300  Å  dengan menggunakan tegangan sebesar 15.000  Kv  berupa  micrograf.  Pada gambar  SEM  sebelum  dilakukan pengujian  mekanis    pada  tanpa filler serbuk  ban  bekas  terlihat  jelas persebaran filler homogen terdistribusi merata di seluruh permukaan sampel dan  telihat padat dan  memiliki  porositas  yang  sedikit hal  ini  yang  sama  ditunjukan  hasil penelitian.

## Kesimpulan
Sifat  mekanis  dari  termoplastik elestomer diperoleh terjadi penurunan dengan bertambahnya komposisi serbuk  ban  bekas  ,  dan  dari  hasil produk dapat digunakan sebagai salah satu bahan teknis. Hasil morfologi permukaan komposit plastik campuran Polietilena  dan  karet  SIR-20  tanpa serbuk  ban  bekas  serta  masing- masing  komposisi filler serbuk  ban bekas  (10,  20,  30)  phr  sebelum ditarik,  campuran  homogen  yang menunjukkan adanya persebaran yang  terdistribusi  merata  di  seluruh permukaan sampel.

## Ucapan Terimakasih
Penulis  mengucapkan  terima- kasih  kepada  laboratorium  Fisika Polimer  LIPI  Bandung  atas  fasilitas yang diberikan dalam penelitian ini

## Daftar Pustaka
Shu  Ling  Zhang,  Zhen  Xiu  Zhang, “Prediction of mechanical properties  of    polypropylene  / waste ground rubber tire powder  treated  by  bitumen composites  via uniform design and  artiﬁcial  neural  networks, Contents  lists  available  at ScienceDirect Materials  and Design 2010 journal: www.elsevier.com/locate/matd es H. S. Liu, J.L. Mead, and R. G. Stacer, March  .  “Development  of Novel        Application    of Crosslinked Elastomer Scrap in Thermoplastic” Process Development  of  ScrapRubber/ Thermoplastic Blends, . Department of Plastics Engineering, University of Massachusetts Lowell.,2001 Chitsan  Lin,Chun-Lan  Huang,Chien- Chuan  Shern,,Recycling  waste tire powder For the recovery of oil spills,Science Direct ,Resource,Conservation and Recycling  vol  52,2008  ,pp 1162-1166)di  en.wikipedia.org. . Polypropylene Chitsan  Lin,Chun-Lan  Huang,Chien- Chuan  Shern,,Recycling  waste tire powder For the recovery of oil spills,Science Direct ,Resource,Conservation and Recycling vol 52 ,2008,pp1162- 1166.
Rachel Simon , Review of the Impacts of  Crumb  Rubber  in  Artificial
Turf  Applications”  University of California, Berkeley Laboratory  For  Manufacturing And Sustainability,2010 Shu  Ling  Zhang  Characterization  of the  properties  of  thermoplastic
Elastomers  containing  waste rubber  tire  powder”  Contents lists available at ScienceDirect, WasteManagement journal homepage: ‘2009 www.elsevier.com/locate/wasm an
Nongnard  Sunthonpagasit,  Michael R.  Duffey,Scrap  tires  to  crumb rubber:  feasibility  analysis  for processing facilities” 2003 .
C.Nakason, A. Kaesaman, Z.
SAMoh, S. Homsin, S. Kiatkamjornwong,  Rheological properties  of  maleated  natural rubber  and  natural  rubber blends,  Polymer  Testing  21 (2002) 449–455 Pracella,M.,Chionna,D.,Anguillesi,I.,
Kulinski,S.,dan   Piorkowska ,E. FungtionalizationCompatibiliza tion and Properties of Polypropylene Composite  with emp  Fibers.Composite  Science Technilogy  ,vol  13:  2006,  pp 2218-2230, T.Laosee, Morphology and Mechanical Properties of Compatibilised  Polypropylene /Vulcanised  Rubber  Blands, J.Sci.Soc.Thailand,vol 24, 1998
,pp 251-264.