Sabtu, 26 Maret 2011

BAHAN KIMIA PEMBUATAN KOMPON

APA YG DIKERJAKANKAN DALAM COMPOUNDING?

Mencampurkan bahan kimia karet kedalam karet yang sudah siap menerima ingredients
Meng- adjust kekerasan dan modulus dari produk vulkanisat
Memilih bahan pengisi aktif untuk mencapai kekuatan tertentu
Membuat karet yang lunak dan pengisi yg keras menjadi campuran vulkanisat yang fleksibel bersama campuran lain
Menjadikan produk karet menjadi tahan lama

BAHAN KIMIA YANG DIGUNAKAN
DALAM ‘COMPOUNDING
1.PEPTIZER UNTUK MASTIKASI (proses pelunakan karet)
    Elastomer harus mempunyai viskositas yg sesuai untuk dapat     menerima ingredient dgn
    mudah dan mendispersikannya secara merata.
Pengurangan viskositas sedikit saja (viscosity reduction) dapat diperoleh dgn menambahkan
bahan bantu proses spt:Zn-soap, Ca-soap, tetapi pengurangan viskositas yg besar akan
memerlukan mastikasi, yang akan dipercepat dengan bantuan peptizer
Mastikasi tanpa peptizer.
Ini dapat dilakukan terutama pada temperatur rendah dimana molekul karet akan terputus
dengan pemaksaan (‘force’) diantara roll dan setelah beberapa menit, viskositas akan
berkurang.
    
Bila mastikasi dilakukan pada temp. sekitar 115C, mastikasi tidak efektif
Efisiensi mastikasi
Karet digiling
Dgn 2 roll mill
Mastikasi dgn peptizer
Peptizer akan mempercepat proses oksidasi.
Bahan ini akan membantu terjadinya radikal yg diperlukan untuk oksidasi shg mastikasi dpt
  dimulai pada temperatur lebih rendah.
Pentakhlorotiofenol (PCTP) dan ZnPCTP digunakan untuk melunakkan karet sintetik spt
  SBR dan NBR dan karet alam pada proses mastikasi temp 80-180C
Belerang, antioksidan serta bahan pengisi aktif akan dapat menghentikan proses oksidasi
  lanjutan oleh peptizer.
Bahan pengisi yg non-aktif, bila digunakan, maka peptizer dpt ditambahkan bersamaan dgn
  bahan pengisi.
Pentakhlorotiofenol spt Struktol A95D s.g.1,2 warna biru pastiles, untuk NR dan    SR 
  dosis 0,1-1,0phr
Kompleks Organometal spt Struktol,A 80,A 82 warna biru abu-abu
  digunakan 0,8-2,0phr. Struktol A86 digunakan 0,2-0,5 (sangat aktif) untuk NR dan SR
Aryl amine Hidrocarbon spt Peptizer 9344 untuk khloropren (contoh karet: neopren) dgn
  pemakaian 0,5-2,0phr
Activated Di(o-benzamidofenil)disulfida spt Pepton 44, min. 70C
Activated Pentakhlorotiofenol spt Renacit VII, min. 70C
Bila digunakan, bahan pengisi yg non-aktif, maka peptizer dpt ditambahkan bersamaan
  dgn bahan pengisi.
Pentakhlorotiofenol spt Struktol A95D s.g.1,2 warna biru pastiles, untuk NR dan    SR 
  dosis 0,1-1,0phr
Kompleks Organometal spt Struktol,A 80,A 82 warna biru abu-abu digunakan 
  0,8-2,0phr. 
  Struktol A86 digunakan 0,2-0,5 (sangat aktif) untuk NR dan SR
Aryl amine Hidrocarbon spt Peptizer 9344 untuk khloropren (contoh karet: neopren) dgn
  pemakaian 0,5-2,0phr
Activated Di(o-benzamidofenil) disulfida spt Pepton 44, min. 70C
Activated Pentakhlorotiofenol spt Renacit VII, min. 70C
 
 Bahan pemvulkanisasi
EBONIT:      DOSIS BELERANG 25-40PHR, IKATAN SILANG BANYAK   lihat  (S yg HITAM 
dan +S yg MERAH)
KARET YG ELASTIS :  DOSIS BELERANG 0,2-5PHR  (YG UMUM 1,5-2,5PHR) 
umpamanya,lihat S yg HITAM saja
Dalam teknologi karet, dikenal 2 macam belerang yaitu: bentuk soluble
(bentuk rhombic)   dan  bentuk insoluble (polymeric sulfur)

                                                                 NR          NBR
Kelarutan ‘soluble sulfur’ pada 25C=  0,7%       0,3%

                                          50C=  4,8%       2,2 %  
 
Bahan pemvulkanisasi ini berfungsi menggabungkan rantai polimer melalui ikatan yg disebut
 crosslink dan memberikan daya keuletan pada karet.
Banyak polimer yg bisa di vulkanisasi dengan bahan yang berbeda, dan tiap jenis memberikan
karakteristik yang berbeda pula.
Contoh: Karet nitril dapat divulkanisasi dengan belerang atau peroksida. Peroksida
memberikan compression yang lebih baik, kurang lentur, dan juga mahal.

 
      SULFUR DONOR
Senyawa atau bahan pencepat juga dapat menyumbangkan belerangnya untuk membuat ikata
silang, contoh: TMTD dpat menyumbangkan 2 elemen belerang.
              CH3                                 CH3      DPTT Dapat MEMBERI 4 ELEMEN S
                   N – C – S – S –C – N             DTDM dan MBSS masing-masing 2S
              CH3     S                S     CH3

 
VULKANISASI DGN PEROKSIDA ORGANIK, CONTOH: DICUMYL PEROXIDE 
SEMUA KARET YG TIDAK PUNYA IKATAN RANGKAP    Dapat DIVULKANISASI DGN CARA
INI. Radikal, MENARIK ATOM H DARI POLIMER SHG POLIMER TERIKAT  via BACKBONE
atom C ke C.
DICUMYL PEROXIDE
Vulkanisasi juga dpt dilakukan dgn logam oksida ZnO/MgO untuk  polychloroprene .
Vulkanisasi dgn radiasi bisa untuk karet PE, EPDM Silicone dll.
Vulkanisasi dgn Resin bisa untuk karet butil
 
 BAHAN PENCEPAT (accelerator)
 
Belerang atau sulfur bila digunakan sendiri dapat memvulkanisasi karet, tetapi dalam
  tempo yg sangat lambat dan memerlukan sulfur yg banyak, temperatur yg tinggi dan
  waktu yg sangat lama, karena itu diperlukan bahan pencepat.
Hampir semua bahan pencepat memerlukan Oksida metal(terutama ZnO) dan asam
 stearat untuk aktifitas penuh dan kelarutan dalam karet
Klasifikasi accelerator berdasarkan struktur kimia karena terlalu banyak; disini diberikan
 beberapa contoh yang populer:
  BAHAN PENCEPAT THIAZOLES (Cepat-sedang)
 Populer untuk mech. rubber good, ban sepeda, ban dalam, sepatu
  contoh:
  2-Mercptobenzothiazole (MBT)
  Dibenzothiazyl disulfida (MBTS), dismping itu, sbg retarder  untuk karet CR
 
  Bahan pencepat SULFENAMIDA (cepat-ditunda) Populer untuk barang yg akan
  mengalami ‘heavy dynamic stresses’ spt ban, conveyor belts dll.
  Contoh:
  N-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide (CBS)
  Benzothiazyl-2-sulfen morpholide (MBS)
  Benzothiazyl-2-dicyclohexyl sulfenamide (DCBS)
 
  Bahan pencepat THIURAM (cepat) Populer untuk Steam joints, stem hose, hot water 
  bottles,food contactdll,& booster untuk thiazol dan sulfenamida
  Contoh:
  Tetrmetiltiuram disulfida (TMTD)
  Tetrametiltiuram monosulfida (TMTM)   
  Tetraetiltiuram disulfida (TETD)

Bahan pencepat DITIOKARBAMAT(ultra cepat)
Bisa untuk low temp cured(115-125C)
shg (ZDC) bisa untuk warna organik, putih,
transparan, adesif,& untuk barang lateks.
 Contoh:
  Zinc diethyldithiocarbamate  (ZDC)
  Zinc dimethyldithiocarbamate  (ZDMC)
  Zinc dibutyldithiocarbamate  (ZDBC)
Bahan pencepat GUANIDINE (sedang)
shg diperlukan untuk barang karet yg tebal. Sulit divulkanisasi dgn udara panas. Sbg
penambahan sebagai secondary accelerator  sangat bagus, terutama dgn MBT atau
MBTS krn dapat memberikan dynamic properties yg bagus.
Contoh:
  Diphenylguanidine (DPG)
  Di-o-tolylguanidine (DOTG)
Formula punya banyak kemungkinan, termasuk kombinasinya yg bersifat sinergis. Yang
berikut hanya sbg gambaran kalau bahan pencepat akan digunakan tunggal:
                                              phr        Sulfur       curing temp.C
  DPG, DOTG                  1,2-2,0    5,0-3,0        140-180
  MBT,MBTS                    0,7-1,0    3,5-2,5        130-160
  CBS, MBS                     0,5-1,5    2,5-1,0        130-160
  TMTD,TETD, TMTM      0,5-2,0    2,0-0,5       110-130
  ZDEC, ZDMC                 0,3-0,5    1,5-0,5         70-110

 BAHAN PENGGIAT
Bahan pencepat memerlukan aktivator atau bahan penggiat untuk semua jenis karet, 8
 dan yg terpenting adalah ZnO Digunakan antara 3-5 phr, dan tidak mengandung logam
  berat Pb
Karet neoprene (CR) dapat divulkanisasi dgn logam MgO
Kompon yg tidak mempunyai Asam Stearat ternyata vulkanisasinya lambat, ini diperoleh
  dari pengalaman dgn karet alam yg punya asam lemak (fatty acid) alami dimana tanpa
  penambahan asam stearat,vulkanisasi masih bisa terjadi.
Sekarang sudah jadi standar bahwa accelerator harus diaktifkan dgn ZnO dan Asam
  stearat (1-2phr), untuk karet alam, SBR dan banyak karet sintetis lainnya
Bahan-bahan lain yang mempunyai pH tinggi memberi effek dapatmengaktifkan
  kecepatan vulkanisasi.
Antidegradasi (antioksidan dan antiozonan)




Ikatan rangkap walaupun vital dalam vulkanisasi dgn belerang, tetapi merupakan titik
lemah yg dapat menyebabkan oksidasi oleh oksigen dan ozon.
Karet alam, SBR,BR yg punya banyak ikatan rangkap lebih mudah teroksidasi
dibanding karet yg jenuh spt butil dan EPDM. Karet karena itu harus diprotek dengan
bahan antidegradasi yg secara garis besar dapat dibagi dua:
 
  1. Turunan amina. Antioksidan ini tergolong STAINING,    biasanya anilin dan
      difenilamin karena dapat   memudarkanwarna bukan hitam bila diekspos   didalam
      cahaya. Contoh: Phenyl-(alfa,beta)-  naphthylamine spt PAN dan PBN,  Keton-amin 
      kondensat spt Flectol H, Permanax TQ,
      Substitusi p-phenilenediamines spt IPPD,
      Santoflex 13, Permanax 6PPD
2.Turunan fenol. Antioksidan ini tergolong NON-STAINING yang tidak banyak
    mempengaruhi warna vulkanisat.
    Contoh: Substitusi phenol spt Vulkanox DS, IonolPermanax SP, Montaclere
    Fenil alkana spt: Vulkanox NKF, Naugawhite, Santowhite 
       ANTIOZONAN: Ozon dapat menyerang karet dalam keadaan teregang, karena itu
       permukaan karet perlu dilindungi. Biasanya parrafin wax yang ditambahkan
       kedalam kompon karet akan keluar kepermukaan vulkanisat shg melindungi dari
       serangan ozon. Karet yg dinamis tidak dapat dilindungi dgn par. Wax karena
       ikatannya dgn permukaan karet tidak kuat
       Untuk karet yg dinamis spt ban, perlu dilindungi dgn microcrystalline wax

BAHAN PENGISI


 
Dua golongan besar bahan pengisi:
 
-Bahan pengisi aktif (memperkuat/’reinforcing filler’)
  Akan meningkatkan: kekerasan,ketahanan sobek, ketahanan kikis tegangan putus dari
  vulkanisat.
  Penguatan sangat ditentukan oleh UKURAN, BENTUK PERMUKAAN dan BENTUK 
  BUTIR/PARTIKEL
  Contoh: Carbon black, silika, Al silikat, Mg silikat dll.
 
-Bahan pengisi non aktif
  (tidak memperkuat non-Reinforcing   filler)
  Hanya Akan menambah kekerasan, kekakuan, tetapi sifat-sifat  lain akan berkurang.
  Harganya   relatif lebih murah dibanding yang bahan pengisi   aktif.
  contoh: Kaolin Clay, Kalsium karbonat,, Mg karbonat, Barium   Sulfat dll

RUBBER PROCESS OIL
 
Ada 3 tipe utama RPO yg berasal dari minyak bumi:
Parafinik, MOLEKUL YG DOMiNAN ADALAH PARAFINIK, yg sangat stabil
  gunakan untuk vulkanisat bewarna atau putih, senyawa bersifat non polar shg
  lebih cocok untuk karet yg non polar spt EPDM
Naftenik, MOLEKUL DOMINAN NAFTENIK, Hidrokarbon siklik, tetapi flash 
  point lebih rendah dibanding parafinik
Aromatik, tidak begitu stabil, warnanya gelap, low flash point, dan tidak cocok
  digunakan untuk mixing pada temperatur yang tinggi, dan digunakan untuk
  campuran karet yg bewarna gelap. Senyawa bersifat polar, shg lebih cocok
  untuk karet yg polar
 
PLASTISIZER UNTUK KARET POLAR & KEGUNAAN 
      KHUSUS
 
PLASTISiZER ESTER DIGUNAKAN UNTUK KARET spt NITRIL,
  POLYCHLOROPRENE, CHLOROSULFONATED POLYETHYLENE.
KONSENTRASI RENDAH DPT DIGUNAKAN UNTUK KARET CHLORINATED POLY 
  ETHYLENE, EPICHLOROHYDRINE, POLIAKRILAT & FLUOROCARBON
JENIS ESTER :
PHTHALATES: spt DI-N-BUTILFTALAT(DBP), DIOKTILFTALAT (DOP),
LOW TEMP PLAST spt :DI-N-BUTYL SEBACATE (DBS),
DIDIOKTILSEBAKAT (DOS)
HIGH TEMP. PLASTISIZER: spt  DTDP, DUP, TOT
ANTI API: spt TRITOLILFOSFAT (TTP), 
                         TRIXYLYLFOSFAT  (TXP)
BLOWING AGENT
NN’DINITROSOPENTAMETILENTETRAMIN (DNPT) contoh   vulkacelBN94 memberikan
  gas 230ml/g
AZODIKARBONAMIDA (ADC), contoh: porofor ADC, Genitron AC , 230ml/g
Benzen sulfonil hidrazida (BSH), contoh: Genitron BSH, Porofor BSH, gas 130ml/g




RETARDER (PENAHAN SCORCH)
SENYAWA YG BERSIFAT ASAM DAPAT MENGAKIBATKAN TERTUNDANYA PROSES 
VULKANISASI.contoh:  PVI,
LAIN-LAIN:
NBR DAPAT DIPERKERAS DGN PVC, RESIN BIASA DIGUNAKAN dapat MENINGKATKAN 
KEKERASAN SBR dan KARET ALAM
ODORANT juga kadang2  ditambahkan
ANTI SERANGGA:kadang-kadang perlu   DITAMBAHKAN  AGAR KABEL DLL   TIDAK 
DIGIGIT SERANGGA
ANTIMIKROBA: juga dapat ditambahkan terutama   untuk karet di ruangan hospital
PENGUAT IKATAN KARET FILLER SPT SILIKA :   dpt ditambah coupling agent, spt 
viniltrietoksisilane


Tidak ada komentar:

Poskan Komentar