## DEPOLIMERISASI KARET ALAM SECARA MEKANIS UNTUK BAHAN ADITIF ASPAL
Mechanically Depolimerization of Natural Rubber for Asphalt Additive Material
Henry PRASTANTO
Pusat Penelitian Karet, Jalan Salak No 1 Bogor 16151 Email : hprastanto@yahoo.com
Diterima : 10 Februari 2014 / Direvisi : 25 Maret 2014 / Disetujui :12 April 2014
Jurnal Penelitian Karet, 2014, 32 (1)  : 81 - 87 Indonesian  J.  Nat. Rubb. Res. 2014, 32 (1) : 81 - 87

## Abstract
Natural  rubber  is  a  potential  natural polymer for asphalt additive material to subtitute imported sinthetics polymer, but in high viscosity at dry  form  is  difficult  to  mix  with  asphalt.This research was to study the effect of depolimerization of  natural  rubber  to  the  mixing  process,  melting point  and  penetration  rate  of  asphalt.  The depolimerization process was carried out by using laboratory  two  roll-mill  with  diameter  14  cm  and length  35  cm.  Depolimerized  natural  rubber  was added in to asphalt of 3%, 5% and 7% by weight of
0 asphalt  at  160 C  then  compared  with  unload asphalt  as  control,  followed  by  testing  of  melting point and penetration rate of samples.The results showed  that  depolimerization  for  24  minutes decreased  molecular  weight  indicated  by decreasing of Mooney viscosity, from 58,7 became 0 6,7  ML(1+4)100 C.  Mechanically  depolimerized natural  rubber  for  24  minutes  with  3% concentration  in  asphalt  decreased  mixing  time form 660 minutes to 50 minutes and melting point
0 0
increased  from  51 C  became  56,5 C,  while  the penetration rate decreased from 55 dmm became 40 dmm.
Keywords:  Mechanically  depolimerization,  dry rubber,  asphalt,  melting  point, penetration

## Abstrak
Karet  alam  yang  merupakan  polimer alami berpotensi digunakan sebagai bahan aditif aspal  pengganti  polimer  sintetis  impor,  namun viskositas  yang  tinggi  pada  karet  alam  fasa padatan  tergolong  sulit  untuk  dicampurkan  ke dalam  aspal.  Penelitian  bertujuan  untuk mengetahui pengaruh depolimerisasi karet alam terhadap proses pencampuran, titik lembek dan penetrasi aspal. Proses depolimerisasi dilakukan d e n g a n   m e n g g u n a k a n o p e n   m i l l s k a l a laboratorium dengan diameter 14 cm dan panjang 35 cm. Karet terdepolimerisasi yang ditambahkan ke dalam aspal sebanyak 3%, 5%, dan 7% dengan sampel kontrol adalah aspal murni, dilanjutkan
dengan  pengujian  titik  lembek  dan  penetrasi sampel.  Hasil  penelitian  menunjukkan  proses depolimerisasi  secara  mekanis  selama  24  menit dapat  menurunkan  berat  molekul  karet  alam yang  ditandai  dengan  penurunan  viskositas M o o n e y   k a r e t   d a r i   5 8 , 7   m e n j a d i   6 , 7
0 ML(1+4)100 C).  Karet  alam  terdepolimerisasi secara  mekanis  selama  24  menit  dengan konsentrasi  karet  dalam  aspal  3%  dapat menurunkan waktu pencampuran dari 660 menit menjadi  50  menit  dan  titik  lembek  aspal
0 modifikasi yang dihasilkan bertambah dari 51 C o menjadi  56,5 C,  sedangkan  penetrasi  aspal polimer  yang  dihasilkan  turun  dari  55  dmm menjadi 40 dmm.
Kata  kunci:  Depolimerisasi  mekanis,  karet mentah padat, aspal, titik lembek, penetrasi

## PENDAHULUAN
Indonesia  adalah  negara  penghasil karet alam terbesar ke dua di dunia setelah Thailand dengan produksi pada tahun 2012 mencapai  3,04  juta  ton  per  tahun (Ditjenbun,  2013).  Secara  Internasional pada tahun 2012 terjadi surplus karet alam sebesar 296.000 ton (IRSG, 2013). Mayoritas dari produksi karet alam Indonesia diekspor dalam  bentuk  karet  mentah  utamanya sebagai SIR 20. Konsumsi karet alam saat ini didominasi  untuk  pemenuhan  kebutuhan p e m b u a t a n   b a n   k e n d a r a a n .   U n t u k meningkatkan  konsumsi  karet  alam domestik  perlu  upaya  diversifikasi  produk antara lain untuk aditif aspal.
Aspal  polimer  adalah  aspal  keras yang  dimodifikasi  dengan  polimer.  Aspal polimer  terdiri  atas  aspal  plastomer  dan elastomer. Contoh plastomer (plastik) antara lain polypropylene dan polyethylene , sedangkan elastomer antara lain aspal karet
alam  dan styrene  butadiene  styrene (SBS) (SNI  6749:2008).  Penggunaan  polimer s i n t e t i s   t e l a h   d i l a k u k a n   u n t u k meningkatkan  mutu  aspal.  Namun  bahan tersebut  perlu  diimpor,  sehingga  tidak memberi  nilai  tambah  bagi  produk  dalam negeri dan sangat tergantung dari produsen di luar negeri.
Modifikasi  aspal  dengan  karet merupakan  sistem  dua  campuran  yang mengandung karet dan aspal yang berfungsi untuk  meningkatkan  kinerja  aspal  antara lain mengurangi deformasi pada perkerasan, meningkatkan  ketahanan  terhadap  retak dan meningkatkan kelekatan aspal terhadap aggregat (Suroso, 2007). Karet alam sebagai polimer alami berpotensi digunakan sebagai aditif aspal pengganti polimer sintetis impor. Penelitian  tentang  aspal  karet  telah dilakukan  dengan  menggunakan  beberapa jenis karet. Misalnya seperti yang dilakukan oleh  Suroso  (2007)  yang  menggunakan lateks  karet  alam  pekat  dan  karet  sintetis. Departemen Pekerjaan Umum (1999) sudah m e n e r b i t k a n   p e t u n j u k   p e m b u a t a n c a m p u r a n   a s p a l   d a n   l a t e k s   p e k a t berdasarkan hasil penelitian terdahulu.
Masalah  yang  dihadapi  dalam pembuatan aspal karet dengan bahan aditif berupa lateks pekat adalah adanya buih dan pelepasan  gas  amoniak.  Berdasarkan pengalaman operator di lapangan kondisi ini dapat  membahayakan  bagi  pekerja.  Di samping  itu  apabila  karet  alam  yang digunakan  berupa  lateks  pekat  maka pemakaiannya  tidak  dapat  mengatasi masalah  harga  karet  apabila  terjadi kelebihan pasokan karet remah.
Pemakaian    karet  mentah  yang berupa  padatan  baik  itu  karet  remah Standard  Indonesian  Rubber  (SIR) , Ribbed Smoked  Sheet (RSS)  dan  krep  apabila langsung  digunakan  sebagai  aditif  aspal m a k a   a k a n   m e m b u t u h k a n   w a k t u pencampuran  yang  sangat  lama  dan  suhu yang  lebih  tinggi  sehingga  kurang  diminati karena  pada  karet  tersebut  rantai  molekul karet  masih  sangat  panjang.  Masalah  ini dapat  diatasi  dengan  memperlakukan teknik  depolimerisasi  terhadap  karet  alam. Depolimerisasi  adalah  proses  pemutusan rantai  panjang  molekul  polimer  menjadi rantai  molekul  yang  lebih  pendek.  Dalam proses  pembuatan  kompon  karet  dikenal tahap  mastikasi,  yaitu  proses  penggilingan
karet alam dalam open mill yang bertujuan untuk  memutuskan  rantai  molekul  karet alam sehingga menjadi lebih lunak. Menurut Staudinger dalam Bateman (1963) mastikasi dapat  menurunkan  berat  molekul  karet hingga  sepersepuluh  dari  berat  molekul
6 karet  semula  sekitar  10 .  Penurunan  berat molekul  ini  secara  bersamaan  disertai dengan penurunan viskositas Mooney karet. Dengan  penurunan  viskositas  Mooney diharapkan  karet  menjadi  lebih  mudah dicampurkan dengan aspal.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk mempelajari  pengaruh  depolimerisasi terhadap  penurunan  viskositas  Mooney karet, kemudahan pencampuran serta titik lembek  dan  penetrasi  aspal  karet  yang dihasilkan.

## BAHAN DAN METODE
Penelitian  telah  dlaksanakan  di Pusat  Penelitian  Karet  pada  periode  bulan April  hingga  Juli  2010.  Bahan  utama  yang digunakan dalam penelitian ini adalah karet alam berupa karet remah SIR 20 dan aspal penetrasi    60.  Bahan  pembantu  lainnya adalah peptizer karet  dan  hidroksilamin netral sulfat (HNS). Peralatan utama untuk depolimerisasi  mekanis  adalah open  mill dengan kapasitas 1 kg. Proses pencampuran aspal dan karet digunakan pemanas listrik, thermostat dan mixer .
Penelitian  dilakukan  dalam  tiga tahapan  yaitu  depolimerisasi  karet  alam secara  mekanis,  pencampuran  karet  alam terdepolimerisasi  dengan  aspal  dan pengujian  aspal  karet  hasil  pencampuran. Sebelum  depolimerisasi,  karet  alam dikarakterisasi  sifat  kimianya  meliputi viskositas Mooney, plastisitas awal (Po) dan plasticity retention index (PRI).
Depolimerisasi  karet  alam  secara 0 mekanis pada suhu sekitar 60 C, dilakukan dengan  penggilingan  karet  dalam open  mill bersamaan  dengan peptizer 2%  b/b terhadap  berat  karet  untuk  mempercepat pemutusan  rantai  molekul  karet.  Lama penggilingan divariasikan selama  8, 16 dan 24  menit  dan  dan  pada  akhir  penggilingan ditambahkan  HNS  sebanyak  1%  untuk mencegah  adanya  kenaikan  viskositas Mooney karet alam terdepolimerisasi selama penyimpanan.

## Prastanto
Karet  hasil  penggilingan  kemudian diukur viskositas Mooneynya. Setiap sampel k a r e t   h a s i l   p e n g g i l i n g a n   k e m u d i a n dicampurkan  ke  dalam  aspal  panas  pada
0 suhu 160 C. Konsentrasi karet dalam aspal divariasikan  sebesar  3%,  5%  dan  7%  b/b t e r h a d a p   b e r a t   a s p a l   d a n   s e b a g a i pembanding digunakan aspal murni. Sampel didinginkan  dan  diuji  sifat  yang  terpenting yaitu  titik  lembek  dan  penetrasinya  sesuai dengan SNI 06-2434-1991.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Viskositas Mooney karet, Po dan PRI memiliki  pengaruh  yang  besar  terhadap kecepatan  pencampuran  dan  sifat  fisik aspal.  Hasil  uji  karakteristik  karet  dengan menggunakan alat Mooney Viscosmeter dan Plastimeter dapat dilihat pada Tabel 1.
Sifat  karet  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  yaitu  Po  dan  PRI  ternyata memenuhi  spesifikasi  SIR  20  bahkan memenuhi kriteria SIR 10. Sedangkan untuk viskositas Mooney tidak menjadi persyaratan dalam  SIR  20  maupun  SIR  10.  Meskipun demikian  karena  viskositas  Mooney  karet sebanding dengan berat molekul karet alam maka  dalam  penelitian  ini  menjadi  penting dan  digunakan  sebagai  patokan  dalam menentukan sifat karet.
Depolimerisasi karet secara mekanis dapat menurunkan berat molekul karet alam yang ditandai dengan penurunan viskositas Mooney  karet.  Depolimerisasi  secara m e k a n i s   d i l a k u k a n   d e n g a n   p r o s e s penggilingan dengan open mill yang dikenal juga  dengan  proses  mastikasi.  Pada penelitian  ini  mastikasi  dilakukan  dalam
waktu yang lebih lama dibandingkan dengan proses  mastikasi  yang  umum  dilakukan p a d a   p e m b u a t a n   k o m p o n   k a r e t . D e p o l i m e r i s a s i   a t a u   m a s t i k a s i mengakibatkan  karet  menjadi  lebih  plastis dibandingkan  dengan  sebelum  mastikasi. Semakin  lama  karet  digiling  atau  diberi perlakuan  mastikasi,  maka  karet  akan menjadi semakin plastis dan  nilai viskositas Mooney karet semakin menurun. Mastikasi dapat  dilakukan  tanpa  ataupun  dengan peptizer , namun penambahan peptizer dapat membantu mempercepat pemutusan rantai molekul karet. Penurunan viskositas Mooney karet  ini  tidak  berbeda  dengan  penelitian Prastanto  dan  Alfa  (2005)  tentang pembuatan sealer pendingin dari karet alam. Nilai  viskositas Mooney karet  dalam penelitian ini dapat disajikan pada Gambar 1 berikut.
Konsentrasi  karet  dalam  aspal m e m p e n g a r u h i   l a m a n y a   w a k t u pencampuran.  Semakin  tinggi  konsentrasi karet dalam aspal, maka akan semakin lama waktu  yang  dibutuhkan  aspal  dan  karet untuk  bercampur  hingga  homogen.  Begitu juga  dengan  berat  molekul  yang  dapat digambarkan  dengan  besarnya  nilai viskositas  Mooney  karet.  Semakin  tinggi v i s k o s i t a s   M o o n e y   m a k a   w a k t u pencampuran  juga  semakin  lama.  Berat molekul  dan  viskositas  Mooney  yang  tinggi menyebabkan karet menjadi keras sehingga susah  terlarut  dalam  aspal.  Grafik hubungan waktu pencampuran dengan jenis karet yang dicampurkan berdasarkan waktu giling dapat dilihat pada Gambar 2 berikut.
Berdasarkan hasil penelitian terlihat bahwa  kecepatan  pencampuran  karet  alam yang  memiliki  viskositas  Mooney  6,7  ML
Depolimerisasi Karet Alam Secara Mekanis Untuk Bahan Aditif Aspal
Tabel 1. Karakteristik sampel karet alam Table 1. Characteristics of natural rubber sample
Parameter uji Testing parameter Hasil uji Test result SNI 06-1903-2011 untuk SIR 20 for SIR 20 Viskositas Mooney Mooney Viscosity 58,7 - Plastisitas awal (Po) Plasticity before ageing (Po) 31,0 Min. 30 Plastisitas akhir (Pa) Plasticity after ageing (Pa) 17 - Indeks Ketahanan Plastisitas Plasticity Retention Index (PRI) 54,8 Min.40

## Gambar 1. Viskositas Mooney karet alam terdepolimerisasi
Figure 1. Mooney viscosity of depolimerized natural rubber

## Gambar 2. Proses pencampuran karet alam terdepolimerisasi di dalam aspal
Figure    2. Mixing process of depolimerized natural rubber in asphalt
Prastanto Viskositas Mooney Mooney viscosity (ML(1+4)100ºC W aktu pencampuran karet dalam aspal (menit) Mixing time rubber in asphalt (minutes) Waktu (menit) Time (minutes)
0 (1+4)  100 C,  13  kali  lebih  cepat  tercampur dibandingkan  dengan  karet  alam  yang memiliki  viskositas  Mooney  58,7  ML  (1+4)
0 100 C,  sehingga  depolimerisasi  karet  alam secara  mekanis  ini  efektif  mempercepat kelarutan karet dalam aspal.
Pengujian  aspal  karet  dilakukan terhadap 2 parameter utama pengujian aspal polimer,  yaitu  titik  lembek  dan  penetrasi. Pengujian titik lembek aspal karet dilakukan untuk  menentukan  ketahanan  aspal terhadap deformasi permanen. Titik lembek merupakan  pendekatan  utama  selain penetrasi  aspal  untuk  mengklasifikasikan kelas  dan  kualitas  aspal  untuk  perkerasan jalan.
Proses  modifikasi  aspal  dengan penambahan  bahan  aditif  berupa  karet remah terdepolimerisasi dinyatakan berhasil apabila  nilai  titik  lembek  aspal  modifikasi lebih  tinggi  daripada  nilai  titik  lembek 0 kontrol (aspal penetrasi 60), yaitu 51 C dan memenuhi  persyaratan  SNI  6749:2008
0 untuk  aspal  polimer,  yaitu  54 C.  Nilai  titik lembek aspal beraditif karet dan aspal tanpa aditif  karet  dapat  dilihat  dan  dibandingkan pada Gambar 3.
Dari  Gambar  3  dapat  dilihat  bahwa nilai titik lembek aspal modifikasi meningkat seiring  dengan  meningkatnya  konsentrasi karet  yang  ditambahkan  ke  dalam  aspal.
Pada  konsentrasi  karet  terhadap  aspal  0% (kontrol)  yang  berupa  aspal  penetrasi  60, nilai  titik  lembek  yang  didapatkan  adalah
O sebesar 51 C. Titik lembek aspal modifikasi O berada  pada  kisaran  nilai  53 C  sampai O dengan  57 C.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa penambahan karet remah terdepolimerisasi ke dalam aspal telah berhasil membuat titik lembek  aspal  menjadi  lebih  tinggi  dari  titik lembek  kontrol.  Dari  data  tersebut  terlihat bahwa  tidak  semua  sampel  memenuhi persyaratan nilai titik lembek aspal polimer.
Uji  penetrasi  juga  merupakan  uji standar  yang  biasa  dilakukan  untuk mengklasifikasikan kelas dan kualitas aspal untuk perkerasan jalan. Proses penambahan karet  alam  ke  dalam  aspal  dinyatakan berhasil  apabila  nilai  penetrasi  aspal modifikasi  lebih  rendah  dari  nilai  penetrasi kontrol  yaitu  aspal  penetrasi    60/70  serta memenuhi  standar  aspal  polimer  jenis elastomer yaitu 50-75 dmm (SNI 6749:2008). Nilai penetrasi sampel pada tiap konsentrasi yang berbeda dapat dilihat pada Gambar 4.
Dari  Gambar  4  dapat  dilihat  bahwa penetrasi  aspal  yang  dihasilkan  berkisar antara  41  sampai  55  dmm.  Penambahan karet  alam  yang  telah  didepolimerisasi  ke dalam  aspal  telah  berhasil  meningkatkan kekerasan  aspal  dilihat  dari  semakin menurunnya  nilai  penetrasi.  Pada  sampel yang telah ditambahkan karet alam dengan
Depolimerisasi Karet Alam Secara Mekanis Untuk Bahan Aditif Aspal
Gambar 3. Titik lembek sampel pada berbagai perlakuan
Figure 3. Melting point of samples at various treatments
Titik lembek Melting point (ºC)
viskositas  Mooney  terrendah  secara  umum memiliki  tingkat  kekerasan  yang  lebih rendah yang diperlihatkan dengan tingginya nilai  penetrasi.  Hal  ini  dikarenakan  karet yang  memiliki  viskositas  Mooney  rendah memiliki  sifat  yang  lebih  lunak  daripada karet dengan viskositas Mooney lebih tinggi. dibandingkan  dengan  persyaratan  nilai penetrasi aspal polimer maka karet dengan viskositas  Mooney  terrendah  yaitu  yang dihasilkan  dari  penggilingan  selama  24 menit memenuhi persyaratan nilai penetrasi aspal polimer.
Berdasarkan  data  nilai  titik  lembek dan penetrasi terlihat bahwa hanya ada dua jenis  sampel  yang  memenuhi  persyaratan yaitu  aspal  yang  telah  ditambahkan  karet
0 dengan viskositas Mooney 6,7 ML(1+4)100 C yang diperoleh melalui penggilingan selama 24 menit   dengan konsentrasi 5% dan 7%. Apabila  dikaitkan  dengan  nilai  ekonomis tentu  akan  lebih  ekonomis  apabila  berat karet yang ditambahkan adalah 5%.

## KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  penelitian  ini  maka  dapat disimpulkan bahwa :
1.  Depolimerisasi  karet  alam  secara m e k a n i s   d a p a t   m e n u r u n k a n
viskositas  Mooney  karet  alam  dan mempercepat  kelarutan  karet  alam yang berupa padatan ke dalam aspal.
2.  Depolimerisasi  mekanis  dalam open mill selama  24  menit  menurunkan viskositas  Mooney  karet  alam  dari
0
58,7 menjadi 6,7 ML (1+4) 100 C dan k e c e p a t a n   p e n c a m p u r a n mempersingkat  dari  660  menit menjadi hanya 50 menit.
3.  Konsentrasi  karet  terdepolimerisasi (24  menit)  dalam  aspal  yang memenuhi  syarat  titik  lembek  dan penetrasi  aspal  polimer  adalah  5% dan 7% namun secara ekonomis 5% lebih menghemat biaya.
Untuk  dapat  diaplikasikan  secara  luas perlu  dilakukan  penelitian  lebih  lanjut tentang  pengujian  aspal  karet  ini  secara lebih  menyeluruh  serta  perhitungan  tekno- ekonominya.

## DAFTAR PUSTAKA
Badan  Standarisasi  Nasional.  2008.  SNI 6 7 4 9 : 2 0 0 8 ,   S t a n d a r   N a s i o n a l Indonesia Spesifikasi Spesifikasi Lapis Tipis  Aspal  Pasir  (Latasir).  Badan Standarisasi Nasional, Jakarta.
Gambar 4. Laju penetrasi sampel pada berbagai perlakuan Figure 4. Penetration rate of samples at various treatment
Prastanto Penetrasi Penetration (dmm)
Badan Standarisasi Nasional. 1991. SNI 06-
2 4 3 4 - 1 9 9 1 ,   S t a n d a r   N a s i o n a l Indonesia,  Metode  Pengujian  Titik Lembek  Aspal  dan  Ter.  Badan
Standarisasi Nasional, Jakarta
Badan Standarisasi Nasional. 1990. SNI.06- 1 9 0 3 - 1 9 9 0 ,   S t a n d a r   N a s i o n a l Indonesia, Standar Indonesian Rubber (SIR).  Badan  Standarisasi  Nasional, Jakarta
Bateman,  L.  1963. The  Chemistry  and Physics  of  Rubber-Like  Substances, Studies  of  The  Natural  Rubber Producer's  Research  Association .  Mac Laren & Sons LTD, London.
Departemen  Pekerjaan  Umum.  1999. Pedoman  Penggunaan  Aspal  Karet Dalam  Campuran  Beraspal  Secara Panas  no  010/T/BM/1999 .  Yayasan Penerbit Pekerjaan Umum.
Direktorat  Jendral  Perkebunan.  2013.
Produksi  Karet.  www.deptan.go.id diakses tanggal 7 Maret 2014.
International  Rubber  Study  Group.  2013. Statitical  Summary  of  World  Rubber Situation. www.rubberstudy.com diakses tanggal 7 Maret 2014.
Prastanto,  H  dan  A.  A.  Alfa.  2005. Pemanfaatan  Karet  Alam  untuk Pembuatan Sealer/ Dempul  Pada Peralatan  Pendingin.  Prosiding seminar  Nasional  VIII,  Jaringan Kerjasama  Kimia  26  -  27  April  :  480- 486
Suroso,  T.W.  2007.  Peningkatan  Kinerja Campuran  Beraspal  dengan  Karet Alam dan Karet Sintetis, Jurnal Jalan- Jembatan 24(1) : 14-25