## PENGARUH ORGANOBENTONIT DAN ASAM STEARAT TERHADAP KARAKTERISTIK PEMATANGAN DAN SIFAT MEKANIK VULKANISAT KARET ALAM
Effect of Organobentonite and Stearic Acid on Curing Characteristic and Mechanical Properties of Natural Rubber Vulcanizates
1,2 2 1,2 Arief RAMADHAN , Bambang SOEGIJONO , dan M. Irfan FATHURROHMAN
1 Pusat Penelitian Karet, Jalan Salak No. 1 Bogor 16151 Email : arif@bptkbgr.com
2 Ilmu Material, Universitas Indonesia Gedung Fakultas Ilmu Keperawatan Lantai 3, Jalan Salemba Raya No. 4 Jakarta
Diterima : 20 November 2013 / Direvisi : 5 Desember 2013 / Disetujui : 23 Januari 2014
Jurnal Penelitian Karet, 2014, 32 (1)  : 45 - 55 Indonesian  J.  Nat. Rubb. Res. 2014, 32 (1) : 45 - 55

## Abstract
Organobentonite  has  been  successfully synthesized  from  natural  bentonite  with  the addition of surfactant. Organobentonite is used as an  alternative  filler  material  in  natural  rubber compound. All compounds were made by using the method of melting compound in the open mill. The results  showed  that  the  maximum  torque  (S ), max minimum  torque  (S ),  and  torque  difference min (S –S )  of  natural  rubber  filled  with m a x m i n organobentonite  (NR/OB)  compound  was  higher than  unfilled  natural  rubber  (NR)  and  bentonite filled  natural  rubber  (NR/B)  compound,  which indicated  that  the  crosslink  density  between  the molecules of rubber and sulfur was more created on NR/OB. The use of organobentonite and stearic acid on natural rubber compound accelerated the optimum  cure  time  (t )  and  scorch  time  (ts )  also 90 2 mechanical  properties  on  NR/OB  vulcanizates were  increased  compared  with  the  mechanical properties  of  NR  and  NR/B  vulcanizates. Stearic acid  use  on  organobentonite  with  exsitu  method (NR/S-OB) improved the mechanical properties of natural rubber vulcanizates compared with insitu method (NR/OB) and had some better mechanical properties  compared  with  carbon  black  filled natural rubber (NR/CB) vulcanizates.
K e y w o r d s :   N a t u r a l   r u b b e r ,   b e n t o n i t e , organobentonite,  stearic  acid, mechanical properties,  filler

## Abstrak
Organobentonit  telah  berhasil  disintesis dari  bentonit  alam  dengan  penambahan surfaktan. Organobentonit ini digunakan sebagai alternatif bahan pengisi pada kompon karet alam. Seluruh  kompon  dibuat  dengan  menggunakan metode  pelelehan  kompon  di  dalam  gilingan
terbuka.  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa torsi maksimum (S ), torsi minimum (S ), dan max min perbedaan  torsi  (S -S )  pada  kompon  karet max min alam  dengan  bahan  pengisi  organobentonit (NR/OB) lebih tinggi daripada kompon karet alam tanpa bahan pengisi (NR) dan kompon karet alam dengan  bahan  pengisi  bentonit  (NR/B),  yang menunjukkan bahwa derajat ikatan silang antara molekul  karet  dengan  bahan  pemvulkanisasi (belerang)  semakin  banyak  terbentuk  pada NR/OB.  Pemakaian  organobentonit  dan  asam stearat  pada  kompon  karet  alam  mempercepat waktu  kematangan  optimum  (t )  dan  waktu 90 pematangan  dini  (ts ).  Sifat  mekanik  pada 2 vulkanisat NR/OB juga mengalami peningkatan jika  dibandingkan  dengan  sifat  mekanik  pada vulkanisat  NR  dan  NR/B.  Pemakaian  asam stearat pada organobentonit secara eksitu (NR/S- OB) lebih meningkatkan sifat mekanik vulkanisat karet alam dibandingkan  secara insitu (NR/OB) dan  memiliki  beberapa  karakteristik  sifat mekanik  vulkanisat  karet  alam  yang  lebih  baik daripada  vulkanisat  karet  alam  yang  berbahan pengisi carbon black (NR/CB).
Kata kunci: Karet alam, bentonit, organobentonit, asam  stearat,  sifat  mekanik,  bahan pengisi

## PENDAHULUAN
Pada  pembuatan  suatu  produk karet,  pembuat  kompon  sering  kali menambahkan bahan pengisi yang bersifat m e n g u a t k a n ,   b e r t u j u a n   u n t u k meningkatkan  modulus,  kuat  tarik, ketahanan  sobek  dan  ketahanan  kikis  dari vulkanisat karet (Arroyo et al ., 2003). Bahan pengisi menguatkan yang umum digunakan dalam pembuatan barang jadi karet adalah
carbon  black ,  namun  penggunaannya terbatas pada produk karet yang berwarna hitam,  dikarenakan  produk  barang  jadi karet  yang  dihasilkannya  menjadi  hitam. Carbon black terbuat dari minyak bumi yang sumbernya  mulai  terbatas  serta  dapat m e n y e b a b k a n   p o l u s i   d a n   i n d i k a s i karsinogenik  bagi  pembuat  kompon (International  Carbon  Black  Association, 2004). Di Indonesia, saat ini pasokan carbon black masih  kurang  sebanyak  90.000 ton/tahun.  Hal  ini  karena  didorong  oleh permintaan yang cukup tinggi dari industri ban.  Pembuatan carbon  black di  Indonesia masih mengandalkan bahan baku impor.
Para  peneliti  sekarang  ini  sedang memfokuskan  untuk  mengembangkan bahan  pengisi  yang  bersifat  menguatkan untuk  mengganti carbon  black dalam kompon karet. Kaolin dan silika merupakan bahan  pengisi  yang  bersifat  menguatkan dan  tidak  berwarna  hitam.  Tetapi,  sifat penguatan  dari  kedua  bahan  pengisi  ini lebih  rendah  bila  dibandingkan  dengan carbon  black (Arroyo et  al .,  2003).  Hal  ini dikarenakan  bahan  pengisi  tersebut  tidak memiliki  kompatibilitas  dengan  matrik polimer  karena  bersifat  polar  dan higroskopis.  Alternatif  bahan  pengisi  lain adalah  dengan  menggunakan  lempung silikat,  seperti  monmorilonit,  hektorit  dan lain  sebagainya  yang  telah  digunakan sebagai bahan pengisi penguat pada polimer karena  memiliki  aspek  rasio  yang  tinggi (Lopez-Manchado et  al .,  2003).  Mineral lempung  tersusun  dari  lembaran  silikat dengan ketebalan 1 nm dan panjang lateral 200 – 300 nm bergantung dari jenis mineral silikat (Alexandre dan Dubois., 2000).
Monmorilonit merupakan salah satu mineral  silikat  yang  memiliki  kisi  kristal yang  berupa  lapisan  dua  dimensi  yang terdiri  atas  lembaran  oktahedral  di  bagian tengah (Al atau Mg) diapit oleh dua lembaran tetrahedral  silika  (Lopez-Manchado et  al. , 2003).  Lapisan  dipisahkan  oleh  spasi  yang biasanya  disebut  galeri  atau interlayer . Lapisan    monmorilonit  bermuatan  negatif 2+ 2+ dan selalu diseimbangkan dengan Ca , Mg ,
+ + Na , atau  K   yang  secara  alami  terdapat  di dalam  lapisan  monmorilonit  (Juwono  dan Edward., 2006).
Monmorilonit  bersifat  hidrofilik  dan tidak  kompatibel  dengan  beberapa  jenis polimer  yang  bersifat  hidrofobik,  seperti
Ramadhan , Soegijono, dan Fathurrohman
karet  alam.  Namun  kation  logam  yang terdapat  di  dalam interlayer dapat  ditukar dengan ion onium seperti garam kuartenari a m o n i u m   m e n g h a s i l k a n   l e m p u n g organofilik  yang  dinamakan organoclay . Modifikasi permukaan dari platelet tersebut bertujuan  untuk  merubah  sifat  lempung yang hidroflik menjadi hidrofobik, sehingga meningkatkan  eksfoliasi  dalam  matrik polimer (Pluart et al ., 2002).
Bentonit  merupakan  istilah  untuk lempung yang kandungan utamanya terdiri dari  mineral  monmorilonit.  Kandungan monmorilonit pada bentonit lebih dari 50% (Bergaya et al. ,  2011).  Endapan  bentonit Indonesia  tersebar  di  Jawa,  Sumatera, sebagian Kalimantan dan Sulawesi, dengan cadangan  diperkirakan  lebih  dari  380  juta ton.  Bentonit  terdiri  dari  2  jenis,  yaitu  Na- bentonit  dan  Ca-bentonit.  Selama  ini  Na- bentonit  digunakan  untuk  bahan  perekat, pengisi, lumpur bor, sesuai sifatnya mampu membentuk  suspensi  kental  setelah bercampur  dengan  air,  sedangkan  Ca- bentonit  banyak  dipakai  sebagai  bahan penyerap.  Bentonit  dengan  kandungan monmorilonit yang besar dapat dimodifikasi menjadi  bahan  yang  kompatibel  dengan karet. Organobentonit adalah bentonit alam yang  telah  dimodifikasi  dengan  surfaktan organik  menjadi  bahan  yang  bersifat hidrofobik.
Sejak para peneliti dari grup Toyota b e r h a s i l   m e m b u a t   n a n o k o m p o s i t poliamida/ organoclay ,  para  peneliti memfokuskan untuk melakukan penelitian dengan  menggunakan  polimer  yang berbeda,  salah  satunya  karet  alam.  Sifat- sifat yang diamati oleh para peneliti sebagian besar  adalah  sifat  mekanik  seperti  yang dilakukan  oleh  Arroyo et al (2003)  yang membuat  nanokomposit  NR/ organoclay sebanyak 10 phr dengan sifat mekanik yang setara dengan 40 phr karbon hitam.
Penelitian mengenai pembuatan dan k a r a k t e r i s t i k   s i f a t   n a n o k o m p o s i t NR/ organoclay masih  terus  berlanjut dengan  mengamati  pengaruh organoclay terhadap  sifat-sifat  nanokompositnya. Namun  penelitian  lebih  banyak  dilakukan dengan organoclay yang  sudah  banyak dijual  dengan  nama  dagang  Cloisite (Cervantes-Uc et  al .,  2007;  Mohan et  al .,
2011), Nanomer (Teh et al ., 2004; Yong Ma et al ., 2008) dan Dellite (Ramorino et al ., 2009).
Penelitian  ini  bertujuan  untuk membuat organobentonit dari bentonit alam yang ada di Indonesia dengan menggunakan surfaktan  organik  yang  bersifat  kationik, s e r t a   u n t u k   m e n g a m a t i   p e n g a r u h penambahan  organobentonit  tersebut terhadap karakteristik pematangan dan sifat m e k a n i k   v u l k a n i s a t   k a r e t   y a n g dibandingkan  dengan  kontrol  vulkanisat karet tanpa bahan pengisi, vulkanisat karet berbahan pengisi bentonit alam, vulkanisat karet  berbahan  pengisi carbon  black dan v u l k a n i s a t   k a r e t   b e r b a h a n   p e n g i s i organobentonit  yang  diekspansi  dengan menggunakan asam stearat.

## BAHAN DAN METODE
Penelitian  ini  dilakukan  di  Pabrik Percobaan  Pusat  Penelitian  Karet  selama periode  Februari  hingga  Agustus  2013. Bahan  utama  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  adalah  bentonit  alam  dari Bogor.  Untuk  membuat  organobentonit digunakan  surfaktan  berbahan  organik, yaitu Dihydrogenated  Tallowoylethyl Hydroxyethylmonium  Methosulfate .  Pada proses sintesis organobentonit ini digunakan pula  Na CO   15%  dan  HCl  1M.  Untuk 2 3 membuat  nanokomposit  digunakan  karet alam jenis SIR 20 dan bahan kimia kompon karet  seperti  asam  stearat,  ZnO, N- cyclohexylbenzhothiazole-2-sulfenamide (CBS), dan belerang dengan grade komersial.

## Sintesis Organobentonit
P e m b u a t a n   o r g a n o b e n t o n i t dilakukan  dengan  menggunakan  proses pertukaran  kation  sesuai  dengan  metode yang  dilakukan  oleh  Chakraborty et  al (2010).  Bentonit  sebanyak  250  gram didispersikan  di  dalam  7  liter  akuades. Dispersi  dilakukan  di  dalam  reaktor  mini yang  dilengkapi  dengan  pengaduk  dan pengendali  suhu.  Bentonit  didispersikan dengan cara diaduk pada 150 rpm pada suhu 80 ⁰ C  selama  1  jam.  Na CO   (15%  w/w) 2 3 ditambahkan  ke  dalam  dispersi  bentonit panas  dan  diaduk  kembali  pada  suhu  dan kecepatan  putar  pengaduk  yang  sama selama 4 jam. pH dari larutan diatur sekitar 5 dengan cara menambahkan asam klorida 1 M.  Surfaktan  kationik  dengan  dosis  4  KTK ditambahkan  ke  dalam  dispersi  bentonit pada  suhu  dan  kecepatan  putar  pengaduk yang sama selama 2 jam.
Pengaruh Organobentonit dan Asam Stearat Terhadap Karakteristik Pematangan dan Sifat Mekanik Vulkanisat Karet Alam
O r g a n o b e n t o n i t   h a s i l   r e a k s i pertukaran  kation  disaring  dan  dicuci dengan  menggunakan  air  panas  untuk menghilangkan ion klorida yang terdapat di dalam  larutan.  Pengecekan  ion  klorida  di d a l a m   l a r u t a n   d i l a k u k a n   d e n g a n meneteskan larutan perak nitrat 0,5 % b/v sampai  tidak  terbentuk  endapan  putih. Organobentonit  dikeringkan  di  dalam  oven pada  suhu  110 ⁰ C  dan  kemudian  digerus dengan  menggunakan  mortar  sampai berukuran 200 mesh .

## Karakterisasi Organobentonit
O r g a n o b e n t o n i t   y a n g   t e l a h dihasilkan  dikarakterisasi  menggunakan Difraktometer  sinar-X,  dengan  CuK   ( =   0,1542 nm = 1,542 Å ) sebagai target radiasi pada tegangan 40 kV dan arus 30 mA. Data difraksi sinar-X dari organobentonit ditinjau
0 0 pada sudut 2θ dari 2  – 10  dengan kecepatan pembacaan  1/menit  dan  cuplikan  sampel
0 diambil setiap 0,02  . Perhitungan nilai basal s p a s i   ( d - s p a c i n g )   o r g a n o b e n t o n i t menggunakan  Hukum  Bragg  (persamaan  1 yang  dibandingkan  dengan  bentonit  alam untuk  melihat  perubahan  nilai  basal  spasi akibat penambahan surfaktan.
 = 2d sin θ .….Persamaan 1
Karakterisasi  organobentonit  juga dilakukan dengan metode spektroskopi infra merah,  menggunakan  alat Attenuated  Total Reflectance  Infra  Red (ATR-IR)  untuk mengetahui masuknya surfaktan Tetranyl ke dalam  bentonit  dengan  melihat  spektrum khas  surfaktan  yang  terdapat  pada organobentonit  hasil  sintesis.  Spektrum ATR-IR  diukur  pada  rentang  bilangan
-1 -1
gelombang 4000 cm  sampai  800cm .

## Pembuatan Kompon dan Vulkanisasi Kompon Karet
Proses pencampuran organobentonit atau  bahan  pengisi  pembanding  ke  dalam karet alam dilakukan dengan menggunakan gilingan  terbuka  ( open  mill )  dengan perbandingan  kecepatan  rol  1:1,4.  Suhu gilingan  dijaga  pada  suhu  60  ±  5 ⁰ C.  Karet alam  dimastikasi  terlebih  dahulu  selama  2 menit,  kemudian  ditambahkan  ZnO  dan asam  stearat.  Organobentonit  atau  bahan pengisi  pembanding  dicampur  ke  dalam kompon  selama  10  menit.  Terakhir
d i t a m b a h k a n   b a h a n   p e n c e p a t N - cyclohexylbenzhothiazole-2-sulfenamide (CBS),  dan  belerang.  Kompon  karet  di simpan pada suhu ruang selama minimal 16 jam. Formulasi kompon disajikan pada Tabel 1.
Pembuatan  bahan  pengisi  S-OB dilakukan dengan cara pencampuran diikuti p e n g g e r u s a n   a s a m   s t e a r a t   d a n organobentonit  (S:OB  =  2:10  %w)  dengan mortar  dalam  cawan  porselin  sampai tercampur  merata  selama  30  menit.  Hasil campuran  dioven  selama  satu  jam  pada
0 suhu 100 C (Ma et al ., 2008). Hasil campuran asam stearat-organobentonit setelah dioven
kemudian  diangkat  dan  didinginkan, selanjutnya digerus kembali dengan mortar sampai  halus  dan  disaring  menggunakan saringan 200 mesh.
Waktu  vulkanisasi  ditentukan dengan menggunakan Moving Die Rheometer (MDR  2000)  pada  suhu  150 ⁰ C  sesuai  ISO 6 5 0 2 .   K o m p o n   k e m u d i a n   d i c e t a k menggunakan alat dengan ketebalan 2 mm menggunakan compression moulding dengan 2 tekanan  9,8  kg/cm ,  pada  suhu  150 ⁰ C dengan  waktu  pematangan  yang  didapat dari hasil pengukuran rheometer.

## Tabel 1. Formulasi kompon karet yang dipelajari
Table 1.  Formulation of the studied rubber compound
Bahan Material Kompon karet (bsk) Rubber compound (phr) NR NR/B NR/OB NR/S-OB NR/CB SIR 20 100 100 100 100 100 Seng oksida 5 5 5 5 5 Asam stearat 2 2 2 - 2 Bentonite - 10 - - - Organobentonite - - 10 - - Organobentonite- Stearic Acid (S-OB) - - - 12 - Carbon Black - - - - 10 CBS 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 Sulfur 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5

## Karakteristik Pematangan Kompon
Karakterisasi  pematangan  kompon yang  terdiri  atas  waktu  pemasakan  dini ( scorch ,  ts ),  waktu  matang  optimum  (t ),
2
90
torsi maksimum (S ), torsi minimum (S ), max min dan perbedaan torsi (S = S - S ) diukur max min dengan menggunakan alat rheometer MDR 2000,  sesuai  dengan  ISO  6502  pada  suhu 150 ⁰ C.  Kompon  kemudian  dicetak  dengan menggunakan  cetakan  bertekanan  dengan 2 tekanan  9,8  kg/cm ,  pada  suhu  150 ⁰ C dengan  waktu  pematangan  yang  didapat dari hasil pengukuran rheometer. Contoh uji dicetak dengan ketebalan 2 mm.

## Pengujian Sifat Mekanik Vulkanisat
Sifat  mekanik  yang  diuji  pada penelitian  ini  terdiri  atas  kuat  tarik, perpanjangan  putus,  modulus  100%, modulus  300%,  kekerasan,  dan  kekuatan
sobek.  Sifat  kuat  tarik,  modulus  100%, modulus  300%  dan  perpanjangan  putus komposit  diukur  dengan universal  testing machine Lloyd  sesuai  dengan  ISO  37 menggunakan dumbbell tipe 2.
Kekerasan  komposit  diukur  dengan menggunakan  Shore  A  durometer  sesuai dengan  ISO 7619.  Uji kekuatan  sobek  dari vulkanisat  contoh  uji  berbentuk trouser dengan  panjang  60  mm,  lebar  30  mm  dan ketebalan  2  mm  sesuai  dengan  metode  uji ISO  34-2.  Pengujian  dilakukan  dengan menggunakan Instron Universal  Testing Machine dengan kecepatan 50 mm/menit.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Karakteristik Organobentonit
Gambar  1  memperlihatkan  pola difraksi sinar-X (XRD) dari bentonit (a) dan

## Ramadhan , Soegijono, dan Fathurrohman
organobentonit  (b).  Contoh  uji  bentonit memperlihatkan  adanya  puncak  difraksi pada 2θ = 5,96° dengan basal spasi sebesar 1,48  nm  sesuai  dengan  Hukum  Bragg. Setelah  penambahan  surfaktan,  pada organobentonit  terjadi  pergeseran  puncak difraksi pada sudut yang lebih rendah (2θ =
4,38°),  artinya  terjadi  peningkatan  basal spasi menjadi 2,02 nm.
S e l a n j u t n y a   p a d a   G a m b a r   2 diperlihatkan  spektrum  ATR-IR  dari bentonit  dan  organobentonit  yang  telah dimodifikasi dengan surfaktan organik.
Gambar 1. Pola difraksi sinar-X dari bentonit (a) dan organobentonit (b) Figure 1. X-ray diffraction patterns of bentonite (a) and organobentonite (b)
ﯾ 9 3 .1 2 1 0 0 2 .9 0 1 6 3 2 .6 6 3 3 8 2 .3 6 ( a) 40 60 80 % T 7 2 0 .8 7 7 9 3 .3 6 1 0 0 3 .0 0 1 4 6 6 .7 1 1 7 3 3 .4 7 2 8 5 0 .0 1 2 9 1 7 .7 4 3 6 2 6 .7 3 ( b) 20 40 60 80 % T 6 1 1 .1 3 7 2 1 .8 0 7 5 3 .4 6 8 1 6 .9 7 9 5 2 .2 3 1 0 0 6 .7 7 1 0 5 8 .9 5 1 1 6 4 .0 0 1 2 1 3 .7 3 1 3 7 8 .2 5 1 4 6 5 .6 0 1 6 4 8 .5 7 1 7 3 9 .0 5 2 8 5 2 .2 4 2 9 2 1 .3 6 3 4 1 4 .5 7 ( c) 40 60 80 % T 500 1000 150 0 2000 250 0 300 0 3500 4000 Wav enu mber s ( cm- 1) Bilangan gelombang - Wave number (cm ¹) Transmisi Transmittance (%)
Gambar 2. Spektra ATR-IR dari bentonit (a), organobentonit (b), dan surfaktan (c) Figure 2. ATR-IR spectra of bentonite (a), organobentonite (b), and surfactant (c)
Pengaruh Organobentonit dan Asam Stearat Terhadap Karakteristik Pematangan dan Sifat Mekanik Vulkanisat Karet Alam d = 1,48 nm d = 2,02 nm (b) (a) Intensitas Intensity (CPS)
S p e k t r u m   i n f r a   m e r a h   d a r i organobentonit  (Tabel  2)  memperlihatkan empat pita serapan baru yang tidak terdapat pada  bentonit,  yaitu  pada  bilangan gelombang  2917,74  cmˉ¹,  2850,01  cmˉ¹, 1733,47  cmˉ¹,  dan  1466,71  cmˉ¹.  Keempat pita  serapan  tersebut  adalah  pita  serapan khas  yang  ada  pada  surfaktan Tetranyl , yaitu  pada  bilangan  gelombang  2921,36 cmˉ¹ dan 2852,24 cmˉ¹ yang merupakan pita serapan  vibrasi  uluran  antisimetri  dan
simetri  CH (Arroyo et  al .,  2003),  bilangan 2 gelombang 1739,05 cmˉ¹ yang menandakan gugus fungsi ester, dan bilangan gelombang 1465,50 cmˉ¹ yang merupakan pita serapan vibrasi gunting CH  (Hongping et al ., 2004). 2 Sementara  itu,  pita  serapan  pada  bilangan gelombang  1632,66  cmˉ¹  yang  merupakan pita  serapan  vibrasi  tekuk  H O  di  bentonit 2 m e n j a d i   h i l a n g   a t a u   b e r k u r a n g i n t e n s i t a s n y a   p a d a   o r g a n o b e n t o n i t mengindikasikan  berkurangnya  jumlah

## Tabel 2. Interpretasi Spektra ATR-IR
Table 2. Interpretation of ATR-IR spectra
Contoh Samples Bilangan gelombang Wavenumbers (cm¯¹) Gugus fungsi dan vibrasi Functional group and vibration Bentonit 3382,36 Vibrasi ulur O-H dalam H 2 O 1632,66 Vibrasi tekuk H-O-H dalam H 2 O 1002,90 Vibrasi ulur Si-O Organobentonit 3626,73 Vibrasi ulur O-H dalam H 2 O 2917,74 Vibrasi ulur antisimetri C-H dalam metilene (-CH 2 -) 2850,01 Vibrasi ulur simetri C-H dalam metilene (-CH 2 -) 1733,47 Gugus fungsional ester (C=O dalam COOR) 1466,71 Vibrasi gunting CH 2 1003,00 Vibrasi ulur Si-O Surfaktan 2921,36 Vibrasi ulur antisimetri C-H dalam metilene (-CH 2 -) 2852,24 Vibrasi ulur simetri C-H dalam metilene (-CH 2 -) 1739,05 Gugus fungsional ester (C=O dalam COOR) 1465,50 Vibrasi gunting CH 2
molekul air akibat pertukaran kation dengan ion amonium kwartener dari surfaktan.
Adanya  kenaikan  nilai  basal  spasi pada  karakterisasi  difraksi  sinar-X  dan masuknya pita serapan khas surfaktan pada organobentonit  mengindikasikan  bahwa surfaktan  telah  berhasil  masuk  ke  dalam i n t e r l a y e r   b e n t o n i t   m e m b e n t u k organobentonit.

## Tabel 3. Karakteristik pematangan kompon karet
Table 3. Curing characteristics of rubber compound
Karakteristik pematangan Curing characteristics NR NR/B NR/OB NR/S-OB NR/CB S max (kg-cm) 7,22 6,74 7,92 7,56 8,63 S min (kg-cm) 0,1 0,15 0,26 0,33 0,15  S (kg-cm) 7,12 6,59 7,66 7,23 8,48 t 90 (min) 7,32 6,55 4,39 3,41 6,56 ts 2 (min) 4,25 3,34 2,02 1,3 3,21

## Karakteristik Pematangan Kompon Karet Alam dengan Variasi Bahan Pengisi
Karakterisasi  pematangan  kompon karet  alam  dengan  variasi  bahan  pengisi, yaitu    bentonit  (NR/B),  organobentonit (NR/OB),  campuran  organobentonit/asam stearat  (NR/S-OB), carbon  black (NR/CB) dan  tanpa  bahan  pengisi  (NR),  disajikan pada Tabel 3.

## Ramadhan , Soegijono, dan Fathurrohman
Penggunaan bentonit alam ke dalam kompon  karet  alam  sebagai  bahan  pengisi (NR/B)  menurunkan  torsi  maksimum  (S ) max dari kompon karet alam tanpa bahan pengisi (NR). Hal ini disebabkan oleh kompatibilitas yang  rendah  antara  bentonit  alam  yang bersifat hidrofilik dengan polimer karet alam yang  bersifat  hidrofobik  (Arroyo,  2003). Sedangkan  pada  kompon  karet  alam  yang menggunakan  organobentonit  (NR/OB  dan NR/S-OB)  didapatkan  peningkatan  nilai torsi maksimum dari NR dan NR/B. Hal ini membuktikan  bahwa  surfaktan  yang ditambahkan  pada  bentonit  mampu m e n i n g k a t k a n   h i d r o f o b i s i t a s   d a r i organobentonit  yang  dihasilkan,  sehingga terdapat  kompatibilitas  yang  baik  antara karet  alam  dan  organobentonit.  Torsi maksimum juga terkait dengan nilai storage modulus dan  peningkatan  nilainya  dapat disebabkan  adanya  interaksi  karet/ clay termasuk interkalasi dan atau eksfoliasi dari clay di dalam matriks karet alam (Teh et al ., 2004).
Perbedaan torsi dari kompon NR/OB dan  NR/S-OB  memiliki  tren  yang  sama dengan torsi maksimum, yaitu nilainya lebih besar  daripada  NR  dan  NR/B.  Perbedaan dari torsi maksimum dan torsi minimum (S max –  S )  atau  perbedaan  torsi  terkait  dengan min derajat  ikatan  silang  dari  vulkanisat  karet (Teh et al ., 2004) dan berpengaruh langsung terhadap  kekerasan  dari  vulkanisat komponnya. Semakin besar nilai perbedaan torsi,  maka  semakin  banyak  ikatan  silang yang terbentuk antara molekul karet dengan bahan  pemvulkanisasi  belerang  dan dihasilkan  ciri-cirinya  berupa  nilai kekerasan yang lebih besar.
Torsi minimum dari kompon NR/OB dan  NR/S-OB  juga  lebih  besar  bila dibandingkan  dengan  NR  dan  NR/B.  Torsi minimum terkait dengan viskositas kompon sebelum  vulkanisasi  (Teh et  al .,  2004). Viskositas yang lebih tinggi merupakan bukti adanya  kompatibilitas  yang  baik  antara k a r e t   a l a m   y a n g   h i d r o f o b i k   d a n o r g a n o b e n t o n i t   y a n g   t e l a h   b e r s i f a t hidrofobik.
Waktu  matang  optimum  (t )  dan 90 waktu scorch (ts )  dari  kompon  yang 2 mengandung  organobentonit  lebih  singkat bila  dibandingkan  dengan  kompon  karet alam  tanpa  pengisi.  Hal  ini  menunjukkan
bahwa organoclay juga  dapat  digunakan sebagai  bahan  pencepat  pada  proses v u l k a n i s a s i   k a r e t   a l a m   d e n g a n menggunakan belerang. Adanya grup amina dari  surfaktan  dalam  struktur  silikat organobentonit  dapat  bereaksi  dengan  Zn dan  sulfur  membentuk  komplek  Zn-sulfur- ammonium yang berfungsi sebagai pencepat dalam proses vulkanisasi karet alam (Kim et al ., 2006).

## Sifat  Mekanik  Vulkanisat  Karet  Alam dengan Variasi Bahan Pengisi
Modulus  100%  dan  300%  dari vulkanisat karet alam dengan variasi bahan pengisi  disajikan  pada  Gambar  3.  Pada gambar  tersebut  terlihat  bahwa  nilai modulus  100%  dan  300%  dari  vulkanisat NR/B  lebih  kecil  daripada  vulkanisat  NR. Kompatibilitas yang rendah antara bentonit yang  hidrofilik  dengan  karet  alam  yang hidrofobik mengakibatkan dispersi bentonit yang kurang baik dalam matriks karet alam. Sedangkan  modulus  100%  dan  300%  dari vulkanisat NR/OB dan NR/S-OB lebih tinggi daripada  vulkanisat  NR  dan  vulkanisat NR/B. Hal ini dikarenakan tingginya aspek rasio  dan  luas  permukaan  yang  besar  dari o r g a n o b e n t o n i t   y a n g   m e n i n g k a t k a n interaksi  intermuka  antara  organobentonit dan NR. Peningkatan modulus adalah akibat dari  dispersi  yang  baik  dan  kompatibilitas yang  baik  dari  organobentonit  di  dalam matriks  karet  alam  (Zhang  dan  Loo,  2008). Penambahan  asam  stearat  pada  kompon s e c a r a   e k s i t u   ( N R / S - O B )   d a p a t meningkatkan  modulus  100%  dan  300% lebih  baik  daripada  NR/OB,  dikarenakan asam  stearat  dapat  terinterkalasi  ke  dalam galeri  organobentonit,  meningkatkan  basal s p a s i   o r g a n o b e n t o n i t ,   s e h i n g g a memudahkan  molekul  karet  masuk  ke dalam  galeri  organobentonit  menghasilkan pembentukan  nanostruktur  dari  komposit (Das et al ., 2010).
Pada  Gambar  4  (a)  diperlihatkan bahwa  kuat  tarik  dari  vulkanisat  NR/OB lebih tinggi daripada vulkanisat NR. Hal ini mengindikasikan  bahwa  organobentonit bertindak  sebagai  bahan  pengisi  penguat ( reinforcing  filler )  pada  matriks  karet  alam seperti  halnya carbon  black .  Sebagai perbandingan,  pada  jumlah  bahan  pengisi yang sama, vulkanisat NR/OB juga memiliki kuat  tarik  yang  lebih  tinggi  daripada
Pengaruh Organobentonit dan Asam Stearat Terhadap Karakteristik Pematangan dan Sifat Mekanik Vulkanisat Karet Alam
vulkanisat NR/B. Hasil ini mengindikasikan bahwa organobentonit lebih kompatibel dan memiliki  dispersi  yang  lebih  baik  dalam matriks  karet  alam  dibandingkan  dengan bentonit  yang  belum  dimodifikasi  dengan s u r f a k t a n .   V u l k a n i s a t   N R / S - O B memberikan  nilai  kuat  tarik  yang  lebih besar,  dikarenakan  interkalasi  yang  lebih b a i k   d a r i   o r g a n o b e n t o n i t   d e n g a n penambahan asam stearat, sedangkan pada
Gambar  4  (b),  diperlihatkan  bahwa  nilai perpanjangan putus dari vulkanisat NR/OB lebih tinggi daripada pada NR/CB. Ini berarti efek  penguatan  yang  diberikan  oleh o r g a n o b e n t o n i t   m a s i h   d a p a t mempertahankan sifat elastisitas dari karet alam  dibandingkan  dengan carbon  black. Hasil ini sejalan dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Arroyo et al . (2003).
Gambar 3. Modulus 100% dan 300% vulkanisat karet alam dengan variasi bahan pengisi Figure 3. Modulus 100% and 300%  of natural rubber vulcanizate with variation of filler
(a) (b)
Gambar 4. Kuat tarik (a) dan perpanjangan putus (b) vulkanisat karet alam dengan variasi bahan pengisi
Figure 4. Tensile strength (a) and elongation at breaks (b) of natural rubber vulcanizate with various filler
Ramadhan , Soegijono, dan Fathurrohman
Modulus (N/mm²) Perpanjangan Putus Elongation at Break (%) Kuat Tarik Tensile Strenght (N/mm ² )
S e s u a i   d e n g a n   h a s i l   p a d a karakteristik  pematangan  kompon,  pada Gambar 5 (a) diperlihatkan nilai kekerasan dari vulkanisat NR/OB dan NR/S-OB yang lebih  besar  daripada  vulkanisat  NR  dan vulkanisat  NR/B.  Hal  ini  disebabkan  oleh peran organobentonit sebagai bahan pengisi penguat  di  dalam  matriks  karet  alam  yang diakibatkan  oleh  interkalasi  dan  ekspansi galeri  organobentonit  oleh  surfaktan  dan asam  stearat  di  dalam  matriks  karet  alam, namun  organobentonit  dan  organobentonit
yang  terekspansi  asam  stearat  tidak berpengaruh terhadap ketahanan sobek dari vulkanisat karet alam seperti yang disajikan pada Gambar 5 (b). Pengaruh hanya terlihat pada rendahnya nilai ketahanan sobek pada vulkanisat  berbahan  pengisi  bentonit  yang disebabkan  tidak  kompatibelnya  bentonit yang  bersifat  hidrofilik  dengan  karet  alam yang  bersifat  hidrofobik,  sehingga  dispersi bentonit  dalam  matriks  karet  alam  tidak merata.
(a) (b)
Gambar 5. Kekerasan (a) dan ketahanan sobek (b) vulkanisat karet alam dengan variasi bahan pengisi
Figure 5. Hardness (a) and tear resistance (b) of natural rubber vulcanizate with various fillers

## KESIMPULAN DAN SARAN
Organobentonit  telah  berhasil disintesis  dari  bentonit  dengan  ciri peningkatan  pada  basal  spasi  dan masuknya pita serapan khas surfaktan pada o r g a n o b e n t o n i t .   P e n g g u n a a n organobentonit  dalam  matriks  karet  alam d i m u n g k i n k a n   d i h a s i l k a n   s t r u k t u r interkalasi  di  dalam  matrik  karet  alam sehingga karakteristik pematangan dan sifat mekanik menjadi lebih baik daripada karet alam  tanpa  bahan  pengisi  dan  karet  alam berbahan  pengisi  bentonit.  Penggunaan asam  stearat  pada  organobentonit  lebih meningkatkan  karakteristik  pematangan dan  sifat  mekanik  vulkanisat  karet  alam, dikarenakan  efek  ekspansi  organobentonit oleh asam stearat, sehingga organobentonit terinterkalasi dan memudahkan karet alam masuk  ke  dalam  galeri  organobentonit.
Organobentonit yang telah terekspansi asam stearat  (S-OB)  memiliki  waktu  matang optimum  dan  waktu  pamasakan  dini  yang paling  cepat,  selain  itu  juga  memiliki  nilai modulus  100%,  perpanjangan  putus,  dan kekerasan  yang  lebih  tinggi  dibandingkan carbon black , pada dosis bahan pengisi yang sama  sehingga  bahan  pengisi  jenis  ini memiliki  prospek  untuk  dikembangkan sebagai  bahan  pengisi  substitusi  atau komplementer  dengan carbon  black pada berbagai aplikasi.
G u n a   m e n a m b a h   t i n g k a t optimalisasi  penelitian  tentang  pembuatan o r g a n o b e n t o n i t   d a r i   b e n t o n i t   a l a m hendaklah  terlebih  dahulu  disusun informasi  mengenai  kapasitas  tukar  kation (KTK) untuk seluruh sumber bentonit alam yang ada di Indonesia.
Pengaruh Organobentonit dan Asam Stearat Terhadap Karakteristik Pematangan dan Sifat Mekanik Vulkanisat Karet Alam
Kekerasan Hardness (Shore A)
Ketahanan Sobek Tear Resistance (N/mm)

## DAFTAR PUSTAKA
Alexandre, M and Dubois, P. 2000. Polymer- Layered  Silicate  Nanocomposites: Preparation,  Properties  and  Uses  of  a New  Class  of  Materials. Materials Science and Engineering 28: 1 – 63.
Arroyo,  M.,  Lopez-Manchado,  M.  A.,  and H e r r e r o ,   B .   2 0 0 3 .   O r g a n o - Montmorillonite  as  Substitute  of Carbon  Black  in  Natural  Rubber Compounds. Polymer 44: 2447 – 2453.
Bergaya,  F.,  Jaber,  M.,  and  Lamber,  J-F. 2011. Clays and Clay Mineral. Rubber- C l a y   N a n o c o m p o s i t e s ;   S c i e n c e , Technology  and  Applications,  First Edition .  John  Wiley  &  Sons.  Inc,  New Jersey.
Cervantes-Uc,  J.M.,  Cauich-Rodr´ıguez, J.V.,  V´azquez-Torres,  H.,  Garfias- Mes´ıas,  L.F.,  and  Paul,  D.R.  2007. Thermal Degradation of Commercially Available  Organoclays  Studied  by TGA–FTIR. Thermochimica  Acta 457: 92 – 102.
Chakraborty,  S.,  Kar,  S.,  Dasgupta,  S., Mukhopadhyay,  R.,  Bandyopadhyay, S.,  Joshi,  M.,  and  Ameta,  S.C.  2010. Study  of  the  Properties  of  In-Situ Sodium Activated and Organomodified
B e n t o n i t   C l a y – S B R   R u b b e r N a n o c o m p o s i t e s   –   P a r t   1 : Characterization  and  Rheometric Properties. Polymer  Testing 29:  181  – 187.
Das,  Amit.,  Stockelhuber,  Klaus  Werner., Wang,  D.Y.,  Heinrich,  Gert.,  and Dresden.  2010.  Synergistic  Effects  of Expanded Nanoclay and Carbon Black on  Natural  Rubber  Compounds. Raw Material and Application : 296 – 302.
Hongping,  H.,    Rayb , F.L,  and  Jianxi,  Z. 2004.  Infrared  Study  of  HDTMA+ I n t e r c a l a t e d   M o n t m o r i l l o n i t e . Spectrochimica Acta A 60: 2853 – 2859.
International  Carbon  Black  Association. 2004. Carbon  Black  User's  Guide. Safety,  Health  and  Environmental Information .  International  Carbon Black Association, USA
Juwono, A.L and Edward, G. 2006. A Study of C l a y - E p o x y   N a n o c o m p o s i t e s Consisting  of  Unmodified  Clay  and Organo  Clay. Makara  Sains 10(1):  6  – 12.
Kim, M-S., Kim, D-W., Chowdhury, S. R., and Kim,  G-H.  2006.  Melt-Compounded Butadiene  Rubber  Nanocomposites With  Improved  Mechanical  Properties and  Abrasion  Resistance. J.  Appl. Polym. Sci . 102: 2062 – 2066.
Lopez-Manchado.  M.A,  Herrero.  B,  and Arroyo,  M.  2003.  Preparation  and Characterization  of  Organoclay Nanocomposites  Based  on  Natural Rubber. Polymer International 52: 1070
– 1077.
Mohan,  T.P.,  Kuriakose,  J.,  and  Kanny,  K. 2011. Effect of Nanoclay Reinforcement on Structure, Thermal and Mechanical Properties  of  Natural  Rubber–Styrene Butadine Rubber (NR–SBR). Journal of Industrial  and  Engineering  Chemistry 17: 264 – 270.
Pluart,  Le.L.,  Duchet,  J.,  Sautereau.,  and G e r a r d ,   J . F .   2 0 0 2 .   S u r f a c e Modifications  of  Montmorillonite  for Tailored Interfaces in Nanocomposites. The Journal of Adhesion 78: 645 – 662.
Ramorino,  G.,  Bignotti, F.,  Pandini,  S.,  and R i c c ò ,   T .   2 0 0 9 .   M e c h a n i c a l R e i n f o r c e m e n t   i n   N a t u r a l Rubber/Organoclay  Nanocomposites. Composites Science and Technology 69: 1206 – 1211.
Teh,  P.L.,  Mohd  Ishak,  Z.A.,  Hashim,  A.S., Karger-Kocsis,  J.  and  Ishiaku,  U.S. 2004.  Effects  of  Epoxidized  Natural Rubber  as  a  Compatibilizer  in  Melt C o m p o u n d e d   N a t u r a l   R u b b e r - Organoclay Nanocomposites. European Polymer Journal 40: 2513 – 2521.
Yong Ma, You-Ping Wu, Li-Qun Zhang, and Qi-Fang  Li.  2008.  The  Role  of  Rubber C h a r a c t e r i s t i c s   i n   P r e p a r i n g Rubber/Clay Nanocomposites by Melt Compounding. Journal  of  Applied Polymer Science 109: 1925 – 1934.

## Ramadhan , Soegijono, dan Fathurrohman
Zhang, X., and Loo, L. S. 2008. Morphology and  Mechanical  Properties  of  a  Novel Amorphous  Polyamide/Nanoclay Nanocomposite. J.  Polym.  Sci.  Part  B: Polym. Phys . 46: 2605 –2617.
Pengaruh Organobentonit dan Asam Stearat Terhadap Karakteristik Pematangan dan Sifat Mekanik Vulkanisat Karet Alam