Perbandingan Sifat Mekanik Bladder Berbahan Dasar Lateks dengan Filler Cabon Black dan Silika

Steven Candra Susanto, Prof. Dr. Gesang Nugroho, S.T., M.T., Ph.D.

2025 | Skripsi | TEKNIK MESIN

Perkembangan teknologi dan pemanfaatan karet terus meningkat, termasuk dalam aplikasi di bidang manufaktur seperti metode bladder compression moulding (BCM) yang memerlukan bladder tahan panas, tekanan, dan tarikan. Natural Rubber Latex (NRL) memiliki elastisitas dan kekuatan tarik yang baik, namun kurang efektif untuk digunakan pada suhu tinggi dan tekanan besar. Penelitian ini bertujuan memodifikasi NRL dengan penambahan filler berupa carbon black untuk meningkatkan ketahanan panas dan kekuatan tarik bladder. Carbon black (CB) merupakan material karbon dengan titik uap tinggi dan ukuran partikel nanometer, yang berfungsi sebagai penguat dalam campuran NRL. Diharapkan penggunaan CB dapat meningkatkan sifat mekanik bladder sehingga memenuhi kebutuhan proses BCM.

Metode yang digunakan untuk memproduksi lembar bladder adalah metode latex dipping dengan pencampuran filler CB ke dalam campuran lateks. Sebelum dipping, dilakukan dispersi bahan-bahan pencampur lateks ke dalam medium pencair. Dalam penelitian ini disajikan perhitungan, proses dispersi, proses pencampuran, proses pembuatan lembar uji, proses pengujian, dan hasil pengujian spesimen filler CB serta perbandingan antara filler silika. Proses pengujian dilakukan sesuai standar uji lateks untuk mengukur kekuatan tarik dan ketahanan terhadap pengusangan sesuai standar ISO 37 dan ISO 188.

Hasil dari pembuatan lembar lateks dengan filler CB memuaskan, dimana spesimen berhasil dibuat dan memiliki permukaan yang mulus. Pengujian sesuai ISO 37 dan ISO 188 dari lembar spesimen filler CB juga berhasil dengan variasi phr 2, 6, dan 10. Pada phr 2, menunjukan tensile strength sebelum dan sesudah pengusangan sebesar 22,334 MPa dan 0,8408 MPa. Sedangkan pada phr 6 sebesar 21,4 MPa dan 6.272 MPa, serta pada phr 10 sebesar 16,357 MPa dan 2,842 MPa. Untuk hasil perpanjangan putus sebelum dan sesudah pengusangan pada phr 2 sebesar 946 ?n 635 %. Untuk phr 6 sebesar 934 ?n 763 %, dan untuk phr 10 sebesar 750 ?n 595 %. Perbandingan antara filler silika dan CB juga dilakukan dengan kesimpulan lembar lateks CB cenderung lebih unggul dibanding filler silika, terutama pada sebelum proses pengusangan.

The development of technology and the utilization of natural rubber latex (NRL) have expanded to various manufacturing applications, including bladder compression moulding (BCM), which requires bladders resistant to heat and pressure. Although NRL exhibits excellent elasticity and tensile strength, its performance under high temperatures is limited. This research aims to modify NRL by incorporating CB filler to enhance its thermal resistance. Carbon black (CB), a carbon-based material with a high sublimation point and nanometer-scale particle size, serves as a reinforcing agent in NRL blends. The addition of CB is expected to improve the mechanical properties of latex-based bladders, enabling their application in BCM processes.

The method used to produce bladder sheets was the latex dipping technique with the incorporation of carbon black filler into the latex compound. Prior to the dipping process, a dispersion procedure was carried out for each additive, converting them into a liquid. This study presents calculations, the dispersion process, the mixing process, the preparation of test sheets, the testing procedures, and the results for specimens containing CB filler, along with a comparison against silica filler. The testing process followed standard latex testing methods to evaluate tensile strength and aging resistance, referring to ISO 37 and ISO 188 standards.

The fabrication of latex sheets with carbon black filler yielded satisfactory results, as the specimens were successfully produced with a smooth surface finish. Mechanical testing in accordance with ISO 37 and ISO 188 on carbon black-filled specimens was successfully conducted with phr variations of 2, 6, and 10. At 2 phr, the tensile strength before and after aging was recorded at 22.334 MPa and 0.8408 MPa, respectively. For 6 phr, the values were 21.4 MPa and 6.272 MPa, while at 10 phr, the tensile strength was 16.357 MPa and 2.842 MPa. The elongation at break before and after aging for 2 phr was 946 % and 635 %, respectively. For 6 phr, the values were 934 % and 763 %, and for 10 phr, the values were 750 % and 595 %. A comparative analysis between silica and CB fillers indicated that latex sheets with CB filler generally outperformed those with silica filler, particularly prior to the aging process.

Kata Kunci : Bladder, Bladder Compression Moulding, Lateks, Natural Rubber Latex, Dipping, Carbon Black