## KARET ALAM HIDROGENASI SEBAGAI MATRIKS POLIMER ALTERNATIF PADA KOMPOSIT ELASTOMER BANTALAN JEMBATAN

## Hydrogenated Natural Rubber as Alternative Polymer Matrix for Elastomeric Bridge
Bearing Pads Composite
1* 2
1
Santi PUSPITASARI , Mochamad CHALID , Asron Ferdian FALAAH , dan
1
Adi CIFRIADI
1 Unit Riset Bogor Getas, Pusat Penelitian Karet. Jalan Salak No 1 Bogor 16128 Jawa Barat
2 Departemen Teknik Metalurgi dan Material, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia. Depok 16424 Jawa Barat
* Email : puspitasari.santi@puslitkaret.co.id
Diterima: 10 Februari 2023 / Disetujui: 23 Maret 2023
Jurnal Penelitian Karet, 2023, 41 (2)  : 139 - 152 Indonesian  J.  Nat. Rubb. Res. 2023, 41 (2) : 139 - 152 Doi : https://doi.org/10.22302/ppk.jpk.v41i2.872

## Abstract
Hydrogenated  natural  rubber  (HNR) s y n t h e s i z e d   b y   c a t a l y t i c   t r a n s f e r hydrogenation  of  natural  rubber  latex  is highly potential to be used as an alternative polymer matrix for bridge bearing pads. The research aimed to study the possibility of HNR usage  in  the  production  of  bridge  bearing pads.  HNR  used  in  the  research  was synthesized  at  various  concentrations  of hydrazine  hydrate  (40  and  42.5  phr)  and o hydrogen  peroxide  (30  and  35  phr)  at  40 C o and  50 C.  The  experiment  began  with  the preparation of rubber compound by using an open  mill,  followed,  by  the  manufacture  of vulcanizate  in  a  hydraulic  press  machine. Property  testing  was  referred  to  SNI 3967:2013.  SIR  20  was  used  as  a comparison. The test result showed that HNR prepared from 40 phr hydrazine hydrate and o 35  phr  hydrogen  peroxide  at  40 C  was determined as the most promising alternative polymer matrix for bridge bearing pads since it has physical and mechanical properties in accordance  with  the  requirement  of  SNI 3967:2013.  Furthermore,  the  retention percentage  was  also  higher  compared  to bridge-bearing pads from SIR 20.
K e y w o r d s :   b r i d g e   b e a r i n g   p a d s ; h y d r o g e n a t i o n ;   n a t u r a l rubber; polymer matrix

## Abstrak
Karet alam hidrogenasi yang terbuat melalui modifikasi kimiawi lateks karet alam
secara  transfer  hidrogenasi  katalitik berpotensi  digunakan  sebagai  matriks polimer  alternatif  pada  karet  bantalan jembatan.  Penelitian  ini  dilakukan  untuk mengkaji  peluang  pemanfaatan  karet  alam hidrogenasi pada pembuatan karet bantalan jembatan.  Karet  alam  hidrogenasi  yang digunakan  pada  penelitian  ini  disintesis pada variasi konsentrasi hidrasin hidrat (40 dan 42,5 bsk) terhadap hidrogen peroksida o o (30  dan  35  bsk)  suhu  40 C  dan  50 C. Eksperimen  diawali  dengan  persiapan kompon  karet  menggunakan  mesin  giling terbuka  dilanjutkan  dengan  pembuatan vulkanisat karet pada mesin cetak hidraulik. Vulkanisat  karet  dikarakterisasi  sifat  fisik dan  mekanik  mengikuti  parameter  yang tercantum dalam SNI 3967:2013. Karet SIR 20  digunakan  sebagai  pembanding.  Hasil pengujian menunjukkan bahwa karet alam hidrogenasi yang diolah dari 40 bsk hidrasin hidrat dan 35 bsk hidrogen peroksida pada o suhu  40 C  ditetapkan  sebagai  matriks polimer  alternatif  yang  paling  menjanjikan untuk  produk  karet  bantalan  jembatan. Vulkanisat  karet  bantalan  jembatan  dari karet  alam  hidrogenasi  tersebut  memiliki sifat fisik dan mekanik yang sesuai dengan persyaratan  SNI  3967:2013  dan  persentasi rentensi  yang  lebih  tinggi  daripada vulkanisat karet bantalan jembatan dari SIR 20.
Kata  kunci:  hidrogenasi;  karet  alam;  karet bantalan  jembatan;  matriks polimer

## PENDAHULUAN
Karet alam hidrogenasi merupakan salah  satu  bentuk  karet  alam  keperluan khusus  ( specialty  natural  rubber ).  Karet alam  hidrogenasi  dibuat  melalui  proses modifikasi kimiawi lateks karet alam secara hidrogenasi katalitik maupun non katalitik (Mahittikul  et  al.,  2007;  Mahittikul  et  al., 2009; Arayapranee dan Rempel, 2009). Pada reaksi  hidrogenasi,  bahan  penghidrogenasi akan  mengkonversi  ikatan  rangkap  tak jenuh C=C menjadi ikatan jenuh C-C pada rantai  molekul  karet  alam  (poliisoprena). Dengan  demikian,  struktur  rantai  molekul karet  alam  hidrogenasi  akan  menyerupai struktur  rantai  molekul  karet  sintetik  tipe Ethylene  Propylene  Diene  Monomer (EPDM) (Inoue  dan  Nishio,  2007;  Piya-areetham  et al.,  2013).  Struktur  rantai  lurus  dengan sedikit  kandungan  ikatan  rangkap  C=C memberikan  keunikan  pada  karet  alam hidr ogenasi  yang  dicirikan  dengan ketahanan  karet  tersebut  terhadap  proses oksidasi termal. Oleh karena itu, karet alam hidrogenasi  berpotensi  digunakan  sebagai matriks polimer alternatif pada suatu sistem komposit  untuk  substitusi  karet  sintetik EPDM,  kloroprena  (CR),  dan isobutyl isoprene  rubber (IIR)  (Piya-areetham  et  al., 2013).  Ketiga  karet  sintetik  tersebut umumnya  digunakan  sebagai  matriks polimer  pada  produk  karet  untuk  aplikasi luar ruangan yang sangat mungkin terpapar oleh oksigen dan panas dari sinar matahari sehingga mengalami proses oksidasi termal.
Salah  satu  produk  hilir  karet  pada bidang  teknik  yang  diaplikasikan  di  luar ruangan dan saat ini banyak diproduksi di dalam  negeri  adalah  karet  bantalan jembatan  tipe  berlapis  ( steel laminated elastomeric bridge bearing pads , EBB). EBB berfungsi untuk memfasilitasi pergerakkan horizontal  jembatan  dan  memindahkan beban  dari  bagian  geladak  ke  pondasi jembatan.  Selain  itu  EBB  juga  berperan mengisolasi  getaran  dari  bagian  pondasi menuju  geladak  jembatan  sehingga  dapat menjaga  keutuhan  pilar  jembatan  saat terjadi gempa bumi (Dolati et al., 2021). EBB tersusun  atas  lapisan  komposit  karet  dan piringan  logam  secara  berselang-seling
(Othman,  2001).  Komposit  karet  penting sebagai  penyerap  energi/getaran  dan menahan  deformasi.  Sementara  lapisan piringan  logam  untuk  memfasilitasi kelenturan  lateral  dari  jembatan  (Gu  dan Itoh, 2012; Choun et al., 2014). Jenis karet yang  paling  banyak  digunakan  sebagai polimer  matriks  pada  komposit  material karet  EBB  adalah  karet  alam  dan kloroprena.  Karet  alam  memberikan keunggulan sifat mekanik, sedangkan karet kloroprena  dari  segi  ketahanan  terhadap okidasi  termal.  Proses  oksidasi  termal menjadi  salah  satu  penyebab  utama kerusakan  fungsi  EBB  (Jun  et  al.,  2017). Oleh karena itu penting digunakan polimer yang  memiliki  sifat  mekanik  unggul sekaligus  didukung  dengan  ketahanan oksidasi yang baik.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk mengkaji  potensi  penggunaan  karet  alam hidrogenasi  yang  telah  dibuat  melalui mekanisme  reaksi  transfer  hidrogenasi katalitik pada skala semi pilot berkapasitas 2,5 Kg lateks pekat per batch sebagai matriks polimer  pada  komposit  vulkanisat  karet bantalan  jembatan.  Dari  hasil  kajian  yang telah dilakukan diharapkan dapat diketahui kelayakan  karet  alam  hidrogenasi  sebagai m a t r i k s   p o l i m e r   a l t e r n a t i f   u n t u k menggantikan  karet  alam  dan/atau kloroprena pada matriks polimer EBB.

## BAHAN DAN METODE
Bahan  yang  digunakan  dalam penelitian ini terdiri atas delapan jenis karet alam  hidrogenasi  ( hydrogenated  natural rubber , HNR) yang telah disintesis oleh Unit Riset Bogor Getas (URBG) dengan spesifikasi seperti tercantum dalam Tabel 1. Karet alam hidrogenasi  dibuat  melalui  reaksi  transfer hidrogenasi katalitik menggunakan senyawa diimida  sebagai  donor  hidrogen  pada  fasa lateks  karet  alam  pada  skala  semi  pilot. Senyawa  diimida  dihasilkan  dari  reaksi antara hidrasin hidrat (40 dan 42,5 bagian seratus karet (bsk) dan hidrogen peroksida o o (30  dan  35  bsk)  pada  suhu  40 C  dan  50 C selama  6  jam  dengan  katalis  asam  borat. Lateks  hidrogenasi  yang  diperoleh  diakhir

## Puspitasari, Chalid, Falaah, dan Cifriadi
r e a k s i ,   d i g u m p a l k a n   d e n g a n   Ca C l 2 kemudian  digiling  sehingga  menjadi berbentuk  lembaran.  Lembaran  karet hidrogenasi  lalu  dikeringkan  sehingga diperoleh karet alam hidrogenasi yang siap digunakan dalam pembuatan kompon karet.
Kondisi reaksi hidrogenasi dan dosis bahan pereaksi  yang  ditetapkan  dalam  penelitian ini didasarkan pada penelitian sebelumnya yang  telah  dilaksanakan  pada  skala laboratorium.
Karet Alam Hidrogenasi sebagai Matriks Polimer Alternatif pada Komposit Elastomer Bantalan Jembatan
Tabel 1. Spesifikasi karet alam hidrogenasi hasil sintesis URBG Table 1. Spesification of hydrogenated natural rubber was synthesized by URBG
Sumber ( Source ) : Puspitasari dan Cifriadi (2017)
Karet  alam  mentah  tingkatan  mutu SIR  20  diperoleh  dari  Koperasi  Karyawan INIRO  Bogor,  Jawa  Barat.  Lebih  lanjut, dalam  percobaan  digunakan  juga  bahan kimia  kompon  karet  yang  terdiri  atas  ZnO dan asam stearat sebagai bahan pengaktif, paraffin  wax sebagai  bahan  anti  ozon, polymeric  antioxidant ,  6PPD  ( N-(1,3- d i m e t h y l b u t y l ) - N - p h e n y l - p - phenylenediamine ),  dan  TMQ  ( 2,2,4- trimethyl  1-1,2-dihydroquinoline )  sebagai bahan  anti  oksidasi, carbon  black N220 sebagai  bahan  pengisi  penguat,  minyak parafinik  sebagai  bahan  pelunak,  CBS  ( N- Cyclohexyl-2-benzothiazole  Sulfenamide ), dan TMTD ( Tetra methyl thiuram disulphide ) sebagai bahan pencepat, serta sulfur sebagai bahan  pemvulkanisasi.  Seluruh  bahan kimia kompon karet pada spesifikasi teknis dan diperoleh dari supplier lokal. Formulasi k o m p o n   k a r e t   d i r a n c a n g   s e p e r t i ditunjukkan  pada  Tabel  2.  Kompon  karet yang dibuat dengan karet SIR 20 digunakan sebagai  pembanding.  Seluruh  rangkaian
percobaan  mulai  dari  pembuatan  kompon hingga pengujian dilaksanakan di Unit Riset Bogor Getas, Kota Bogor, Jawa Barat.
Prosedur  pembuatan  kompon  karet bantalan jembatan mengikuti tahapan yang diuraikan  dalam  ASTM  3182,  sementara untuk  tahapan  persiapan  contoh  uji mengacu  pada  ASTM  3183.  Pembuatan k o m p o n   k a r e t   b a n t a l a n   j e m b a t a n menggunakan  mesin  giling  terbuka  ( open mill ) diawali dengan proses mastikasi karet hingga  karet  menjadi  lunak  dan  plastis. Selanjutnya ke dalam karet yang telah lunak ditambahkan  dengan  bahan  pengaktif, bahan antidegradasi, bahan pengisi, bahan pelunak,  bahan  pencepat,  dan  terakhir bahan  pemvulkanisasi.  Setelah  seluruh bahan kimia kompon karet ditambahkan ke dalam  matriks  karet,  kompon  karet  terus digiling hingga diperoleh kompon karet yang homogen. Kompon karet didiamkan selama sekitar  24  jam  sebelum  dilakukan pengujian.

## Tabel 2. Desain formulasi kompon karet untuk bantalan jembatan
Table 2. Design of rubber compound formulation for elastomeric bridge bearing pads
Kompon  karet  dicuplik  sebanyak  5 gram  untuk  uji  karakteristik  vulkanisasi o pada  suhu  150 C  selama  30  menit menggunakan  instrument Moving  Die Rheometer (MDR)  Alpha  2000  dari  Alpha Technologies.  Sisa  kompon  kemudian dicetak  menjadi  pelat  vulkanisat  dan  akan digunakan sebagai spesimen pengujian sifat fisika dan mekanik yang meliputi parameter s e p e r t i   d i p e r s y a r a t k a n   d a l a m   S N I 3967:2013.  Parameter  tersebut  sebagai berikut  kekerasan  (ASTM  D  2240-05) menggunakan Frank Durometer, kuat tarik dan  perpanjangan  putus  (ASTM  D  412) menggunakan  instrument  UTM  Llyod, pampatan  tetap  (ASTM  D  395-03)  pada
o penekanan 25% suhu 70 C selama 22 jam, dan ketahanan ozon (ASTM D 1149-07) pada paparan  konsentrasi  ozon  25  pphm  dan regangan 20% selama 48 jam pada suhu ± o 37,7 C.  Pola  retakan  pada  permukaan vulkanisat  karet  diamati  menggunakan miskroskop stereo pada perbesaran 100 kali. Untuk pengujian kekerasan, kuat tarik, dan perpanjangan putus dilakukan pada kondisi sebelum  dan  setelah  pengusangan  pada o suhu 70 C selama 168 jam. Perbedaan hasil p e n g u j i a n   s e b e l u m   d a n   s e t e l a h pengusangan  menunjukkan  retensi  yang d i h i t u n g   b e r d a s a r k a n   r u m u s   y a n g dikembangkan  oleh  Noriman  dan  Ismail (2012) berikut :

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Karakteristik Vulkanisasi
K a r a k t e r i s t i k   v u l k a n i s a s i memberikan  gambaran  terjadinya  reaksi vulkanisasi  antar  rantai  molekul  karet (poliisoprena) yang dijembatani oleh sulfur. Seperti pada reaksi kimia umumnya, reaksi vulkanisasi  karet  oleh  sulfur  dipengaruhi oleh  struktur  molekul  karet  (kandungan ikatan  rangkap  C=C)  pada  rantai  molekul karet,  rasio  antara  bahan  pemvulkanisasi, dan bahan pencepat, serta waktu dan suhu reaksi.  Pada  riset  ini  dipilih  menggunakan sistem  vulkanisasi  effisien  dengan  rasio bahan pencepat (CBS dan TMTD) terhadap
bahan  pemvulkanisasi  (Sulfur)  sebesar  7,5 dengan  tujuan  diperoleh  vulkanisat  karet yang memiliki ketahanan terhadap oksidasi termal  yang  baik  (Larpkasemsuk  et  al., 2019).  Rasio  bahan  pencepat/bahan pemvulkanisasi dan suhu ditetapkan sama untuk seluruh kondisi percobaan, sehingga reaksi  vulkanisasi  hanya  dipengaruhi  oleh konsentrasi ikatan rangkap C=C pada rantai molekul  karet  alam  hidrogenasi  yang diindikasikan  oleh  besarnya  nilai  derajat h i d r o g e n a s i .   R e a k s i   v u l k a n i s a s i menyebabkan  putusnya  ikatan  rangkap C=C pada rantai molekul karet yang diikuti dengan  terbentuknya  ikatan  monosulfida, disulfida,  dan  polisulfida.  Pada  sistem vulkanisasi efisien, ikatan monosulfida yang

## Puspitasari, Chalid, Falaah, dan Cifriadi
tahan  terhadap  oksidasi  termal  lebih dominan daripada ikatan disulfida maupun polisulfida  (Gonzalez  et  al.,  2005; Pimolsiriphol et al., 2007).
Modulus  torsi  yang  dihasilkan  dari pengujian  karakteristik  vulkanisasi merupakan  fungsi  dari  waktu  vulkanisasi. Terdapat tiga nilai modulus torsi yaitu torsi maksimal  (MH)  yang  berkorelasi  dengan kekakuan  dan  modulus  geser  vulkanisat karet,  torsi  minimal  (ML)  yang  berkaitan dengan  kemampuan  pemrosesan  kompon karet,  dan  selisih  torsi  (MH-ML)  yang berkaitan dengan nilai derajat ikatan silang pada vulkanisat karet (Formela et al., 2015). Ketiga  kategori  nilai  modulus  torsi  hasil pengujian karakteristik vulkanisasi kompon karet bantalan jembatan ditunjukkan pada Gambar  1.  Berdasarkan  Gambar  1  dapat diketahui bahwa karet SIR 20 menghasilkan nilai modulus torsi yang relatif lebih rendah d i b a n d i n g k a n   d e n g a n   k a r e t   a l a m hidrogenasi meskipun karet SIR 20 memiliki kandungan  C=C  yang  lebih  banyak. Modulus  torsi  yang  tinggi  pada  kompon karet  yang  dibuat  dari  karet  alam hidrogenasi  diperkirakan  akibat  dari terbentuknya ikatan silang yang dipicu oleh
terjadinya  reaksi  vulkanisasi  peroksida. Dengan demikian pada kompon karet alam hidrogenasi  terjadi  reaksi  vulkanisasi kombinasi antara sulfur dan peroksida.
Peroksida sebagai bahan pembentuk ikatan  silang  pada  reaksi  vulkanisasi peroksida tersebut diduga berasal dari sisa hidrogen peroksida yang tidak bereaksi dan t i d a k   d i p i s a h k a n   d a r i   k a r e t   a l a m hidrogenasi.  Selain  vulkanisasi  sulfur, vulkanisasi  peroksida  cukup  umum dijumpai  pada  reaksi  vulkanisasi  karet. Vulkanisasi  peroksida  yang  berlangsung dengan mekanisme radikal bebas dan terjadi pada  ikatan  rangkap  C=C  maupun  ikatan tunggal C-C dapat menghasilkan ikatan C-C yang  kaku  sehingga  menyebabkan  nilai modulus  torsi  yang  tinggi  saat  pengujian karakteristik vulkanisasi (Zhao et al., 2001; Kruzelak  et  al.,  2015;  Thitithammawong  et al.,  2012).  Soebianto  dan  Sundardi  (1989) dalam Saputra  (2021)  telah  mempelajari vulkanisasi lateks karet alam menggunakan hidrogen  peroksida  secara  radiasi.  Hasil penelitian  tersebut  menemukan  bahwa keberadaan  hidrogen  peroksida  dapat menurunkan  dosis  radiasi  sinar  gama menjadi  sebesr  10  kGy.  Seperti  pada  nilai
Gambar 1. Modulus torsi kompon karet bantalan jembatan Figure 1. Torque modulus of elastomeric bridge bearing pads compound
Karet Alam Hidrogenasi sebagai Matriks Polimer Alternatif pada Komposit Elastomer Bantalan Jembatan
modulus  torsi,  derajat  ikatan  silang  yang dicerminkan  dari  nilai  MH-ML  yang  tinggi pada  kompon  karet  bantalan  yang  diolah dari karet alam hidrogenasi juga terbentuk akibat reaksi vulkanisasi sulfur/peroksida.
Waktu  pra  masak  ( scorch  time ) mengindikasikan  waktu  yang  diperlukan oleh  kompon  karet  masih  dapat  diproses pada  suhu  tertentu  sebelum  terjadinya vulkanisasi. Pada percobaan ini, waktu pra masak  (ts2)  ditetapkan  pada  waktu  yang ditunjukkan oleh dua unit modulus torsi di atas  torsi  minimal  (ML).  Sementara  waktu vulkanisasi  optimal  (tc90)  adalah  waktu yang  diperlukan  oleh  kompon  karet mencapai  90%  vulkanisasi.  tc90    sangat bergantung  pada  jenis  kompon  karet  dan ketebalan  dari  produk  (Ngamsurat  et  al., 2011).  Hasil  pengukuran  ts2  dan  tc90 kompon karet bantalan jembatan dari SIR 20 dan  karet  alam  hidrogenasi  disajikan  pada Gambar  2.  Dari  Gambar  2  terlihat  bahwa m e k a n i s m e   r e a k s i   v u l k a n i s a s i sulfur/peroksida  turut  berpengaruh terhadap  waktu  reaksi  vulkanisasi  karet alam  hidrogenasi  yang  cenderung  lebih singkat daripada karet SIR 20. Radikal bebas yang  berasal  dari  dekomposisi  peroksida sangat  mudah  bereaksi  dengan  ikatan
rangkap  C=C  dari  rantai  molekul  karet membentuk  ikatan  silang  antar  molekul karet  tersebut.  Selain  itu,  jumlah  ikatan rangkap C=C pada rantai molekul karet alam hidrogenasi  yang  lebih  sedikit  daripada karet SIR 20 karena sebagian telah bereaksi dengan senyawa diimida turut berpengaruh terhadap waktu reaksi vulkanisasi.
Lebih  lanjut,  formula  kompon  pada riset  ini  dirancang  menggunakan  bahan pencepat yang merupakan campuran antara tipe thiuram (TMTD) dan sulfeamida (CBS). Kombinasi  bahan  pencepat  TMTD/CBS banyak digunakan pada sistem vulkanisasi effisien  pada  polimer  karet  alam  dan  karet sintetik  (salah  satunya  tipe  EPDM)  karena antara  polimer  dengan  bahan  pencepat memiliki  kompatibilitas  yang  baik. Kompatibilitas  antar  polimer  dan  bahan pencepat  berpengaruh  signifikan  terhadap meningkatnya  laju  reaksi  vulkanisasi (Poschl  et  al.,  2022).  Karet  EPDM  memiliki kemiripan  struktur  dengan  karet  alam hidrogenasi.  Dengan  demikian,  dianggap karet  alam  hidrogenasi  juga  memiliki kompatibilitas yang baik dengan TMTD/CBS sehingga laju reaksi vulkanisasinya menjadi cepat  dan  waktu  vulkanisasi  menjadi  lebih singkat.
Gambar 2. Waktu vulkanisasi kompon karet bantalan jembatan Figure 2. Curing time of elastomeric bridge bearing pads compound

## Kekerasan
H a s i l   p e n g u j i a n   k e k e r a s a n vulkanisat  karet  bantalan  jembatan  pada kondisi  sebelum  dan  setelah  pengusangan diperlihatkan pada Gambar 3. Pada Gambar 3  dapat  diketahui  bahwa  kekerasan vulkanisat karet bantalan jembatan sebelum kondisi  pengusangan  berada  pada  rentang 55 – 58 Shore A, dan meningkat menjadi 60 – 6 3   S h o r e   A   p a d a   k o n d i s i   s e t e l a h pengusangan.  Kondisi  pengusangan  yang menyebabkan  vulkanisat  karet  terpapar oleh  oksigen  berakibat  pada  naiknya kekerasan  vulkanisat  karet.  Oksigen menyerang  permukaan  vulkanisat  karet, kemudian  secara  bertahap  menembus  ke bagian dalam vulkanisat karet tersebut dan bereaksi  dengan  C=C  pada  rantai  molekul karet  (poliisoprena)  (Hamaguchi  et  al.,
2009). Selain itu, pada kondisi pengusangan o y a n g   d i j a l a n k a n   p a d a   s u h u   7 0 C diperkirakan  terjadi  reaksi  vulkanisasi lanjut yang berakibat bertambahnya jumlah ikatan  silang  antar  molekul  karet. Peningkatan  jumlah  ikatan  jenuh  C-C mengakibatkan  berkurangnya  fleksibilitas (semakin  kaku)  pergerakan  rantai  molekul karet  sehingga  meningkatkan  kekerasan dan  berkurangnya  perpanjangan  putus (Arayapranee  dan  Rempel,  2009).  Secara u m u m ,   k a r e t   a l a m   h i d r o g e n a s i menghasilkan  kekerasan  vulkanisat  karet bantalan  jembatan  yang  lebih  tinggi daripada  karet  SIR  20.  Susunan  struktur rantai molekul karet alam hidrogenasi yang lebih rapat sebagai akibat dari terbentuknya ikatan  silang  hasil  dari  reaksi  vulkanisasi sulfur/peroksida.
Gambar 3. Kekerasan vulkanisat karet bantalan jembatan Figure 3. Hardness of elastomeric bridge bearing pad vulcanizate

## Kuat Tarik dan Perpanjangan Putus
Gambar  4  dan  5  secara  berurutan menyajikan data hasil pengujian kuat tarik dan  perpanjangan  putus  vulkanisat  karet bantalan  jembatan  pada  kondisi  sebelum dan setelah pengusangan. Vulkanisat karet bantalan  jembatan  dari  karet  SIR  20 memiliki  kuat  tarik  tertinggi  daripada vulkanisat dari karet alam hidrogenasi. Pada saat  direnggangkan,  rantai  molekul  karet SIR  20  akan  mengalami  kristalisasi  yang d i k e n a l   d e n g a n   “ s t r a i n   i n d u c e d
crystallization ”.  Kristalisasi  rantai  molekul karet  SIR  20  tersebut  menyebabkan  rantai molekul karet SIR 20 tidak mudah terputus saat  ditarik  atau  direnggangkan  sehingga menghasilkan  kuat  tarik  yang  tinggi. Fenomena strain  induced  crystallization pada karet SIR 20 ini tidak ditemukan pada karet  alam  hidrogenasi.  Dengan  demikian nilai  kuat  tarik  vulkanisat  karet  bantalan jembatan  yang  dibuat  dari  karet  alam h i d r o g e n a s i   m e n j a d i   l e b i h   r e n d a h (Arayapranee dan Rempel, 2009; Ikeda et al., 2008).
Pada  kondisi  setelah  pengusangan seperti  terlihat  pada  Gambar  4,  nilai  kuat tarik  vulkanisat  karet  bantalan  jembatan mengalami  penurunan  kecuali  vulkanisat karet  yang  terbuat  dari  karet  alam hidrogenasi  40  bsk  hidrasin  hidrat/35  bsk hidrogen  peroksida.  Penurunan  kuat  tarik disebabkan  karena  vulkanisat  karet  yang terpapar  oleh  oksigen  dan  panas  ( thermal oxidative  aging )  menjadi  bersifat  semakin keras namun rapuh ( brittle ) (Sanchez et al., 2021).  Pengaruh  pengusangan  pada  sifat vulkanisat  karet  ditentukan  oleh  dua mekanisme,  yaitu  pembentukan  ikatan silang karena reaksi vulkanisasi lanjut dan pemutusan  ikatan  silang  akibat  diserang oleh oksigen. Pemutusan ikatan silang inilah yang mengindikasikan terjadinya degradasi termal  pada  vulkanisat  karet  (Yahya  et  al., 2011). Peluang terjadinya pemutusan ikatan silang  pada  karet  alam  terhidrogenasi semakin  besar  karena  dalam  karet  alam hidrogenasi  mengandung  sisa  hidrogen
peroksida yang dapat menghasilkan radikal hidroksil.  Radikal  hidroksil  ini  bersifat oksidator kuat.
Seperti  pada  sifat  kuat  tarik, kecenderungan yang sama juga terlihat pada sifat  perpanjangan  putus  vulkanisat  karet bantalan  jembatan.  Perpanjangan  putus vulkanisat  karet  bantalan  jembatan  dari karet  alam  hidrogenasi  relatif  lebih  rendah dibandingkan  dengan  vulkanisat  karet bantalan jembatan dari karet SIR 20. Ikatan silang  kompleks  yang  terdapat  pada struktur  vulkanisat  karet  bantalan jembatan  yang  terbuat  dari  karet  alam hidrogenasi yang dihasilkan dari vulkanisasi sulfur/peroksida  yaitu  –Sx-  dan  C-C menjadi  salah  satu  faktor  penyebab rendahnya  perpanjangan  putus  vulkanisat karet  alam  terhidrogenasi  selain  tidak terjadinya strain  induced  crystallization (Kruzelak et al., 2020).
Gambar 4. Kuat tarik vulkanisat karet bantalan jembatan Figure 4. Tensile strength of elastomeric bridge bearing pad vulcanizate

## Puspitasari, Chalid, Falaah, dan Cifriadi

## Pampatan Tetap
Pampatan  tetap  menjadi  salah  satu parameter  penting  dalam  mengevaluasi kinerja  produk  karet  bantalan  jembatan. Mengacu  pada  definisi  pampatan  tetap seperti  yang  diutarakan  oleh  Rajan  et  al. (2012)  yaitu  kemampuan  vulkanisat  karet kembali  ke  bentuk  atau  dimensi  semula setelah terkena beban atau penekanan pada suhu  dan  defleksi  tertentu.  Maka,  melalui pengujian  pampatan  tetap  dapat  diketahui kemampuan  produk  karet  bantalan jembatan  dalam  memulihkan  dimensinya setelah  menerima  beban  statis  dari  yang berasal dari struktur bagian atas jembatan. Pada  Gambar  6  tampak  bahwa  vulkanisat karet  bantalan  jembatan  dari  karet  alam
hidrogenasi  menghasilkan  nilai  pampatan tetap yang lebih rendah daripada karet SIR 20. Data tersebut berarti bahwa vulkanisat karet  alam  hidrogenasi  yang  bersifat  lebih kaku memiliki kemampuan lebih baik dalam menahan  beban  statis  atau  kompresi (Jovanovic et al., 2019; Sanchez et al., 2021). Zhao  et  al  (2001)  menyatakan  bahwa  pada pengujian pampatan tetap vulkanisat karet maka  stress  relaksasi  fisik  dan  kimiawi terjadi  secara  simultan.  Pada  suhu  ruang, relaksasi  fisik  mendominasi  daripada relaksasi kimiawi. Pada struktur yang kaku seperti  karet  alam  hidrogenasi,  relaksasi fisik berjalan lambat sehingga kemampuan menahan  penekatan  menjadi  lebih  besar akibatnya  menghasilkan  nilai  pampatan tetap yang rendah.
Gambar 5. Perpanjangan putus vulkanisat karet bantalan jembatan Figure 5. Elongations at breaks of elastomeric bridge bearing pad vulcanizate
Karet Alam Hidrogenasi sebagai Matriks Polimer Alternatif pada Komposit Elastomer Bantalan Jembatan

## Ketahanan Ozon
Pengujian ketahanan ozon dianalisis secara  kualitatif  dengan  memeriksa timbulnya  retakan  pada  permukaan vulkanisat  karet.  Pola  retakan  pada permukaan  vulkanisat  karet  bantalan jembatan  disajikan  pada  Gambar  7.  Ozon yang  menyerang  permukaan  vulkanisat karet  akan  membentuk  senyawa  ozonida dan pada akhirnya menyebabkan terjadinya k e r a p u h a n   d a n   t i m b u l n y a   r e t a k makroskopik  pada  permukaan  vulkanisat karet  tersebut  (Hinchiranan  et  al.,  2009). Sebagaimana terlihat pada Gambar 7, pola dan  intensitas  retakan  pada  permukaan vulkanisat  karet  bantalan  jembatan  dari
karet  SIR  20  berbeda  dengan  karet  alam hidrogenasi.  Keretakan  akibat  ozonolisis lebih  sedikit  timbul  pada  permukaan v u l k a n i s a t   k a r e t   d a r i   k a r e t   a l a m hidrogenasi.  Hidrogenasi  dan  vulkanisasi s u l f u r / p e r o k s i d a   m e n y e b a b k a n berkurangnya  ikatan  rangkap  C=C  pada rantai  molekul  karet  (poliisoprena).  Kedua mekanisme  reaksi  yang  mereduksi  C=C t e r s e b u t   b e r p e r a n   p e n t i n g   d a l a m meningkatkan  ketahanan  ozon  vulkanisat karet  bantalan  jembatan  yang  terbuat  dari karet alam hidrogenasi. Fenomena tersebut juga dikonfirmasi oleh hasil penelitian yang dilakukan  oleh  Arayapranee  dan  Rempel (2009).
Gambar 7. Pola retakan pada permukaan vulkanisat karet bantalan jembatan karet alam SIR 20 (kiri) dan karet alam hidrogenasi (kanan)
Figure 7. Stretch cracking surface pattern on elastomeric bridge bearing pad vulcanizate SIR 20 (left) and HNR (right)

## Gambar 6. Pampatan tetap vulkanisat karet bantalan jembatan
Figure 6. Compression set of elastomeric bridge bearing pad vulcanizate

## Puspitasari, Chalid, Falaah, dan Cifriadi

## Retensi
Persentasi  retensi  mengindikasikan ketahanan vulkanisat karet terhadap proses oksidasi termal dan menjadi salah satu tolak ukur  dalam  mengevaluasi  mutu  produk karet  bantalan  jembatan.  Semakin  tinggi nilai persentasi retensi maka semakin baik ketahanan vulkanisat karet terhadap proses oksidasi  termal.  Perhitungan  persentasi retensi  dilakukan  pada  parameter  kuat tarik,  perpanjangan  putus,  dan  kekerasan. Hasil  dari  perhitungan  persentasi  retensi disajikan  pada  Gambar  8.  Secara  umum berdasarkan  Gambar  8  terlihat  bahwa persentasi retensi vulkanisat karet bantalan jembatan dari karet alam hidrogenasi tidak berbeda  signifikan  dengan  vulkanisat  dari
karet  SIR  20.  Vulkanisat  karet  bantalan jembatan  yang  terbuat  dari  karet  alam hidrogenasi  40  bsk  hidrasin  hidrat  dan  35 bsk hidrogen peroksida memiliki persentasi retensi  pada  ketiga  parameter  yang  lebih tinggi  dari  vulkanisat  karet  bantalan jembatan  dari  karet  SIR  20.  Karet  alam hidrogenasi  tersebut  memiliki  ketahanan oksidasi  yang  baik  dicirikan  dengan  nilai kuat  tarik  yang  lebih  tinggi,  dan  nilai kekerasan  serta  perpanjangan  putus  yang relatif  tidak  berubah  setelah  kondisi pengusangan  atau  proses  oksidasi  termal. A r a y a p r a n e e   d a n   R e m p e l   ( 2 0 0 9 ) m e n g a t a k a n   b a h w a   k e t a h a n a n pengusangan  merupakan  kemampuan vulkanisat  karet  dalam  mempertahankan karakteristiknya di bawah suhu tinggi.
Gambar 8. Retensi vulkanisat karet bantalan jembatan Figure 8. Retention of elastomeric bridge bearing pads vulcanizate

## KESIMPULAN
Kesimpulan  yang  dapat  dirangkum berdasarkan  uraian  di  atas  adalah  bahwa modifikasi kimiawi lateks karet alam secara hidrogenasi dapat mengubah karakter karet alam  menjadi  lebih  tahan  terhadap  proses oksidasi  termal.  Keunggulan  tersebut menyebabkan  potensi  penggunaan  karet alam  hidrogenasi  sebagai  matriks  polimer alternatif  pada  produk  karet  bantalan jembatan  menjadi  lebih  besar.  Karet  alam hidrogenasi yang dibuat dari 40 bsk hidrasin hidrat dan 35 bsk hidrogen peroksida pada
o suhu  40 C  ditetapkan  sebagai  karet  alam hidrogenasi yang paling menjanjikan karena memiliki  karakteristik  vulkanisat  karet bantalan  jembatan  yang  memenuhi persyaratan  SNI  3967:2013,  diantaranya kekerasan  56  Shore  A,  kuat  tarik  17,7
2 N/mm ,  perpanjangan  putus  560%, pampatan tetap 18,3% dan tidak mengalami keretakan ( crack ) pada pengujian ketahanan o z o n .   S e m e n t a r a   k o n d i s i   s e t e l a h pengusangan  menunjukkan  perubahan kekerasan sebesar +4, perubahan kuat tarik s e b e s a r   1 1 , 3 %   d a n   p e r u b a h a n perpanjangan putus sebesar -1,8%.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  memberikan  penghargaan tinggi  dan  mengucapkan  terima  kasih kepada  Kementerian  Riset,  Teknologi,  dan Pendidikan  Tinggi  Republik  Indonesia  atas dukungan  pendanaan  riset  melalui mekanisme Insentif Sistem Inovasi Nasional (INSINAS) Gelombang 2 Tahun 2017 sesuai K o n t r a k   R i s e t   N o m o r   1 0 / I N S - 2 / P P K / E / E 4 / 2 0 1 7 .   P e n u l i s   t u r u t mengapresiasi  keterlibatan  Roy  Krisna Perdana  selaku  Mahasiswa  dari  Institut Teknologi Kalimantan atas konstribusi yang telah  diberikan  selama  pelaksanaan kegiatan riset.

## DAFTAR PUSTAKA
Arayapranee,  W.,  &  Rempel,  G.  L.  (2009). Synthesis and mechanical properties of  diimide  hydrogenated  natural rubber  vulcanizates. Journal  of Applied  Polymer  Science,  114 (6) 4 0 6 6 - 4 0 7 5 . d o i : 10.1002/app.31132.
Choun, Y. S., Park, J., & Choi, I. K. (2014). Effect  of  mechanical  property variability in lead rubber bearings on the  response  of  seismic  isolation system for different ground motions. Nuclear Engineering and Technology, 4 6 ( 5 ) :   6 0 5 - 6 1 8 . d o i : 10.5516/NET.09.2014.718.
Dolati, S. S. K., Mehrabi, A., & Dolati, S. S. K.
(2021).  Application  of  viscous damper  and  laminated  rubber bearing  pads  for  bridges  in  seismic regions. Metals,  11 (11):  1666.  doi: 10.3390/met11111666
Formela,  K.,  Wasowiccz,  D.,  Formela,  M., Hejna,  A.,  &  Haponiuk,  J.  (2015). Curing  characteristics,  mechanical and thermal properties of reclaimed ground  tire  rubber  cured  with various vulcanizing systems. Iranian Polymer  Journal,  24 :  289-297.  doi: 10.1007/s13726-015-0320-9
Gonzalez,  L.,  Rodriguez,  A.,  Valentin,  J.  L., Marcos-Fernandez, A., & Posadas, P. (2005).  Conventional  and  efficient crosslinking  of  natural  rubber. KGK Rubberpoint, 58 : 638-646.
Gu,  H.  S.,  &  Itoh,  Y.  (2012).  Aging  inside natural  rubber  bearings  and prediction method. Journal of Beijing University of Technology, 38 (2): 186- 193.
Hamaguchi,  H.,  Samejima,  Y.,  &  Kani,  N.
(2009).  A  study  of  aging  effect  on rubber  bearings  after  about  twenty years  in  used. Proceedings  of  11th W o r l d   C o n f e r e n c e   o n   S e i s m i c Isolation,  Energy  Dissipation  and Active Vibration Control of Structures , Guangzhou, China, November 17-21 2009.
Hinchiranan,  N.,  Lertweerasirikun,  W., Poonsawad,  W.,  Rempel,  G.  L.,  & P r a s a s s a r a k i c h ,   P .   ( 2 0 0 9 ) . Hydrogenated natural rubber blends: aspect  on  thermal  stability  and oxidative  behaviour. Journal  of Applied  Polymer  Science,  113 (3): 1556-1575. doi: 10.1002/app.30034
Ikeda,  Y.,  Phinyocheep,  P.,  Kittipoom,  S.,
Ruancharoen, J., Kokubo, Y., Morita, Y., Hijikata, K., & Kohjiya, S. (2008). M e c h a n i c a l   c h a r a c t e r i s t i c   o f h y d r o g e n a t e d   n a t u r a l   r u b b e r vulcanizates. Polymer  for  Advanced Technologies,  19 :  1608-1615.  doi:
10.1002/pat.1176
Inoue, S., & Nishio, T. (2007). Synthesis and properties  of  hydrogenated  natural rubber. Journal  of  Applied  Polymer Science,  103 (6):  3957-3963.  doi: 10.1002/app.25158

## Puspitasari, Chalid, Falaah, dan Cifriadi
Jovanovic,  V.,  Budinski-Simendic,  J., Koruguc-Karasz, L., Aroguz, A., Milic, J., Vukic, N., Markovic, G., & Dugic, P.  (2019).  Compression  set  and damping  properties  of  oil-extended elastomer  for  sealant  production.
Natural  Science,  9 (1):  1-6.  doi:
10.5937/UNIVTHO9-18802
Jun,  X.,  Zhang,  Y.,  &  Shan,  C.  (2017). Compressive behaviour of laminated neoprene bridge bearing pads under ther mal  aging  condition. AIP Conference  Proceedings,  1890 , 040018. doi: 10.1063/1.5005220
Kruzelak, J., Sykora, R., & Hudec, I. (2015). Influence  of  mixed  sulfur/peroxide curing system and thermo-oxidative ageing  on  the  properties  of  rubber magnetic  composite. Journal  of Polymer Research, 22 : 636-645. doi: 10.1007/s10965-014-0636-8
Kruzelak, J., Kvasnicakova, A., & Hudec, I.
(2020).  Peroxide  curing  system applied  for  cross-linking  of  rubber compounds based on SBR. Advanced Industrial  and  Engineering  Polymer R e s e a r c h ,   3 :   1 2 0 - 1 2 8 .   d o i :
10.1016/j.aiepr.2020.05.001
L a r p k a s e m s u k ,   A . ,   R a k s a k s r i ,   L . , Chuayjuljit, S., Chaiwutthinan, P., & Boonmahitthisud,  A.  (2019).  Effects of  sulfur  vulcanization  system  on c u r e   c h a r a c t e r i s t i c ,   p h y s i c a l properties  and  thermal  aging  of epoxidized natural rubber. Journal of Metals,  Materials,  and  Minerals,
29 (1): 49-57.
Mahittikul, A., Prasassarakich, P., & Rempel, G .   L .   ( 2 0 0 7 ) .   N o n c a t a l y t i c hydrogenation  of  natural  rubber latex. Journal  of  Applied  Polymer Science,  103 (5):  2885-2895.  doi: 10.1002/app.25449
Mahittikul, A., Prasassarakich, P., & Rempel, G.  L.  (2009).  Hydrogenation  of natural rubber latex in the presence of  [Ir)cod)(Pcy3)(py)]PF6. Journal  of Molecular  Catalysis  A:  Chemical,
2 9 7 ( 2 ) :   1 3 5 - 1 4 1 .   d o i : 10.1016/j.molcata.2008.09.006
Ngamsurat, S., Boonkerd, K., Leela-adisorn, U.,  &  Potiyaraj,  P.  (2011).  Curing characteristic of natural rubber filled with  gypsum. Energy  Procedia,  9 : 4 5 2 - 4 5 8 . d o i : 10.1016/j.egypro.2011.09.051
Noriman, N. Z., & Ismail, H. (2012). Effect of epoxidized natural rubber on thermal properties,  fatique  life,  and  natural weathering test of styrene butadiene r u b b e r / r e c y c l e d   a c r y l o n i t r i l e - butadiene  rubber  (SBR/NBRr) blends. Journal  of  Applied  Polymer Science,  123 (2):  779-787.  doi: 10.1002/app.34501
Othman,  A.  (2001).  Property  profile  of  a laminated  rubber  bearing. Polymer Testing,  20 (2):  159-166.  doi: 10.1016/S0142-9418(00)00017-9
Pimolsiriphol, V., Saeoui, P., & Sirisinha, C.
(2007).  Relationship  among  thermal a g e i n g   d e g r a d a t i o n ,   d y n a m i c p r o p e r t i e s ,   c u r e   s y s t e m   a n d antioxidants  in  natural  rubber vulcanizates. Polymer  –  Plastic Technology and Engineering, 46 : 113- 1 2 1 . d o i :
10.1080/03602550601152861
Piya-areetham,  P.,  Prasassarakich,  P.,  & Rempel,  G.  L.  (2013).  Organic solvent-free hydrogenation of natural r u b b e r   l a t e x   a n d   s y n t e t i c polyisoprene  emulsion  catalysed  by water  soluble  rhodium  complexes. Journal  of  Molecular  Catalysis  A: Chemical,  372 :  151-159.  doi: 10.1016/j.molcata.2013.02.025
Poschl, M., Sathi, S. G., & Stocek, R. (2022). Tuning  the  curing  efficiency  of conventional  accelerated  sulfur system for tailoring the properties of natural  rubber/bromobutyl  rubber blends. Materials,  15 :  8466.  doi: 10.3390/ma15238466
Puspitasari,  S.,  &  Cifriadi,  A.  (2017). Katalitik  hidrogenasi  lateks  karet alam  dengan  senyawa  diimida  pada skala semi pilot. Majalah Kulit, Karet, dan  Plastik,  33 (2):  85-92.  doi: 10.20543/mkkp.v33i2.3327
Rajan,  R.,  Varghese,  S.,  &  George,  K.  E. ( 2 0 1 2 ) .   K i n e t i c s   o f   p e r o x i d e vulcanization  of  natural  rubber. Progress  in  Rubber,  Plastic  and Recycling  Technology,  28 (4):  201- 2 2
0 . d o i
: 10.1177/147776061202800405
Sanchez, M. A. G., Giraldo-Vasquez, D. H., & Sanchez,  R.  M.  (2021).  The  effect  of thermal  aging  on  the  mechanical properties  of  natural  rubber  based c o m p o u n d s   u s e d   f o r   r u b b e r bearings. Journal of Engineering and
T e c h n o l o g i c a l   S c i e n c e ,   5 3 ( 3 ) : 2 1 0 3 1 0 . d o i : 10.5614/j.eng.technol.sci.2021.53.3 .10
Saputra,  A.  (2021).  Review:  Application  of irradioation  technology  in  natural rubber vulcanization process. Jurnal Forum Nuklir, 15 (1): 1-11.
Thitithammawong,  A.,  Utaipan,  N.,  & Rungvichaniwat, A. (2012). The effect of  the  ratios  of  sulfur  to  peroxide mixes  vulcanization  system  on  the properties  of  dynamic  vulcanized natural  rubber  and  polypropylene blends. Songklanarin  Journal  of Science  and  Technology,  34 (6):  653- 662.
Yahya,  Y.  S.  R.,  Azura,  A.  R.,  &  Ahmad,  Z.
(2011).  Effect  of  curing  system  on thermal  degradation  behaviour  of natural rubber (SMR CV 60). Journal of Physical Science, 22 (2): 1-14. doi: 10.13140/RG.2.1.1419.5683
Zhao,  J.,  Ghebremeskel,  G.,  &  Peasely,  J.
(2001).  Properties  of  EPDM/SBR blends  cured  with  peroxide  and sulfur  coagent. Elastomer  and Plastics, 5 : 223-228.
Puspitasari, Chalid, Falaah, dan Cifriadi