Jurnal Ilmiah Teknik Kimia.
Vol.
10 No.
1 (Januari 2.
E-ISSN 2685 Ae 323X Sintesis PAN-co-PMMA sebagai Compatibilizer pada Pencampuran Natural Rubber dan Nitrile Butadiene Rubber:Aplikasi dalam Pencampuran Karet Perapat Synthesis of PAN-co-PMMA as a Compatibilizer in Blending Natural Rubber and Nitrile Butadiene Rubber: The Application in Blending Rubber Seal Megawati Fratiwi1*.
Viona Aulia Rahmi2.
Sindi Wahyu Pratiwi3.
Maya Revanola Zainida4.
Rofiqoh Nur Rohmah4 Program Studi D4 Teknik Perpipaan.
Jurusan Teknik Permesinan Kapal.
Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.
Jl.
Teknik Kimia Kampus ITS Sukolilo.
Surabaya, 60111 Program Studi Teknik Kimia.
Fakultas Teknik.
Universitas Muhammadiyah Riau.
Jl.
Tuanku Tambusai.
Delima.
Kec.
Tampan.
Kota Pekanbaru.
Riau 28290 Program Studi D4 Teknik Desain Manufaktur.
Jurusan Teknik Permesinan Kapal.
Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.
Jl.
Teknik Kimia Kampus ITS Sukolilo.
Surabaya, 60111 Program Studi D4 Manajemen Bisnis.
Jurusan Teknik Bangunan Kapal.
Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.
Jl.
Teknik Kimia Kampus ITS Sukolilo.
Surabaya, 60111 Corresponding Author: megawatifratiwi@ppns.
Received: 28th November 2025.
Revised: 2nd January 2026.
Accepted: 3rd January 2026
ABSTRAK
Natural Rubber (NR) dan Nitrile Butadiene Rubber (NBR) adalah dua jenis karet yang tidak dapat bercampur karena memiliki parameter kelarutan yang berbeda.
Salah satu cara untuk mencampurkan NR dan NBR dibutuhkan compatibilizer yang diperoleh melalui kopolimerisasi dari monomer akrilonitril (AN) dan metil metakrilat (MMA) menggunakan inisiator kalium persulfat (K2S2O.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh inisiator terhadap proses sintesis dan karakterisasi PAN-co-PMMA, serta mengevaluasi sifat mekanis tensile strength PANco-PMMA terpilih sebagai compatibilizer pada aplikasi rubber seal.
PAN-co-PMMA disintesis menggunakan airetanol pada suhu kopolimerisasi 65oC selama 3 jam dengan pengadukan 400 rpm, variasi inisiator 1, 2, 3, 4% dari massa monomer, serta rasio monomer AN:MMA yaitu 90:10 (% mass.
Karakterisasi menggunakan FTIR, dan evaluasi sifat mekanis tensile strength pada PAN-co-PMMA konsentrasi inisiator 4%.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa spektrum IR memperkuat telah terjadinya kopolimerisasi ditandai adanya ikatan rangkap CON dan C=O.
Penambahan compatibilizer menaikkan nilai tensile strength dari 10,3 MPa menjadi 11,4 MPa.
Kata kunci: Compatibilizer, kopolimerisasi.
PAN-co-PPMA, natural rubber, nitrile butadiene rubber.
ABSTRACT
Natural rubber (NR) and Nitrile Butadiene Rubber (NBR) exhibit poor miscibility due to their differences in their solubility parameters.
To improve compatibility, a PAN-co-PMMA compatibilizer was synthesized by copolymerizing acrylonitrile (AN) and methyl methacrylate (MMA) with potassium persulfate (K2S2O.
as the initiator.
This study investigates the effect of initiator concentration on the synthesis and characterization of PAN-co-PMMA, as well as to evaluate the tensile strength of the selected PAN-co-PMMA as a compatibilizer for rubber seal application.
PANco-PMMA was synthesized using a water-ethanol at 65AC for 3 h with a stirring speed of 400 rpm, various initiator concentrations of 1, 2, 3, and 4% wt and an AN: MMA ratio of 90:10 (%w.
The characterization was using FTIR, and the tensile strength was evaluated for PAN-co-PMMA with an initiator 4%.
IR analysis confirmed successful copolymerization through the appearance of characteristic CON and C=O absorption bands.
The addition of PANco-PMMA enhanced the tensile strength from 10.
3 MPa to 11.
4 MPa.
Keywords: Compatibilizer, copolymerization.
PAN-co-PMMA, natural rubber, nitrile butadiene rubber.
Copyright A 2026 by Authors.
Published by JITK.
This is an open-access article under the CC BY-SA License .
ttps://creativecommons.
org/licenses/by-sa/4.
How to cite: Megawati Fratiwi.
Viona Aulia Rahmi.
Sindi Wahyu Pratiwi.
Maya Revanola Zainida, & Rofiqoh Nur Rohmah.
Synthesis of PAN-co-PMMA as a Compatibilizer in Blending Natural Rubber and Nitrile Butadiene Rubber:
The Application in Blending Rubber Seal: Sintesis PAN-co-PMMA sebagai Compatibilizer pada Pencampuran Natural Rubber dan Nitrile Butadiene Rubber:Aplikasi dalam Pencampuran Karet Perapat.
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia, 10.
, 61Ae67.
Permalink/DOI: 10.
32493/jitk.
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia Januari 2026, 10 .
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia.
Vol.
10 No.
1 (Januari 2.
E-ISSN 2685 Ae 323X
PENDAHULUAN
Penggunaan teknologi polimer telah berkembang pesat dan aplikasinya terus Industri mengembangkan polimer sintesis melalui proses polimerisasi dari monomer-monomer.
Polimer compatibilizer yang dibutuhkan dalam pencampuran karet alam dan karet sintesis.
Compatibilizer berfungsi untuk menyatukan fase antar polimer menjadi homogen sehingga dapat meningkatkan sifat mekanis, adhesi antar muka dan morfologi campuran yang baik dan mempercepat waktu pemasakan vulkanisat (Olonisakin et al.
Karet alam (NR) dan NBR tidak mudah dicampurkan karena memiliki parameter kelarutan yang berbeda.
Parameter kelarutan NR yaitu 20,8 MPa1/2 sedangkan NBR bervariasi sesuai kadar akrilonitrilnya.
NBR
memiliki parameter kelarutan sebesar 19,8 MPa1/2 (Hansen, 2.
Perbedaan parameter kelarutan lebih dari 1 MPa1/2 menunjukkan bahwa polimer NR dan NBR tidak kompatibel, sehingga untuk mencampurkan kedua jenis karet dibutuhkan compatibilizer yang bertujuan untuk meningkatkan sifat mekanis, ketahanan termal dan ketahanan minyak campuran NR/NBR.
Polimer yang dapat digunakan sebagai compatibilizer adalah polimer yang memiliki kelarutan di antara NR dan NBR (Kinasih & Fathurrohman, 2.
Kandungan akrilonitril
NBR
ketahanannya terhadap pelarut non polar.
Polyacrilonitrile (PAN) merupakan polimer yang terbentuk dari polimerisasi monomer akrilonitril yang memiliki sifat densitas rendah, sifat mekanis yang baik, kekuatan yang tinggi serta elastisitas yang besar dan bersifat polar sehingga memiliki sifat ketahanan yang baik terhadap pelarut nonpolar seperti minyak (Liu et al.
, 2.
PAN tidak dapat berfungsi secara efektif sebagai compatibilizer tunggal karena kelarutannya lebih tinggi dibandingkan NR dan NBR (Liu et al.
, 2.
yaitu 26,2 MPa1/2 (Hansen, 2.
, sehingga PAN harus dipadukan dengan polimer yang mempunyai parameter kelarutan yang lebih rendah atau setara dengan NR dan NBR seperti Polymethyl Methacrylate (PMMA) yang mempunyai parameter kelarutan sebesar 19,0 Mpa1/2 (Hansen, 2.
Beberapa penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa rasio monomer dapat mempengaruhi konversi serta sifat morfologi dari kopolimer akrilonitril (AN) dan metil metakrilat (MMA), pada sintesis Polyacrilonitrile-coPolymethylmethacrylate (PAN-co-PMMA) dengan teknik precipitation polymerization, rasio AN:MMA yaitu 90:10 memberikan hasil konversi monomer yang lebih tinggi dibandingkan rasio lain, dan memperbaiki sifat kompatibilitas dengan matriks polimer lain (Eldin et al.
, 2.
Oleh karena itu, dalam penelitian ini menggunakan rasio AN:MMA adalah 90:10 untuk meningkatkan efektivitas compatibilizer dalam sistem campuran NR/NBR.
Pada penelitian ini dilakukan sintesis compatibilizer PAN-coPMMA untuk campuran NR dan NBR yang diproses secara kopolimerisasi menggunakan kalium persulfat sebagai inisiator.
Reaksi dilakukan pada suhu 65oC selama 3 jam dengan menggunakan co-solvent air-etanol.
PAN-co-PMMA yang dihasilkan lalu digunakan dalam campuran NR/NBR pada Karakterisasi yang dilakukan adalah FTIR, serta sifat mekanis dari campuran NR/NBR dan PAN-co-PMMA.
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia
BAHAN DAN METODE
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah akrilonitril p.
a, metil metakrilat, kalium persulfat (K2S2O.
, etanol, aquades.
Tahap Kopolimerisasi PAN-co-PMMA Proses pembuatan PAN-co-PMMA merupakan suatu proses bergabungnya monomer-monomer yang mempunyai ikatan rangkap dengan adanya suatu pemicu berupa radikal bebas yang disebut inisiator.
Inisiator yang digunakan adalah kalium persulfat (K2S2O.
dengan variasi persen inisiator dari berat monomer yaitu .
%, 2%, 3%, 4%) dan variasi komposisi monomer perbandingan AN:MMA .
:0, 90:10, 0:.
yang dipanaskan pada suhu 65oC Januari 2026, 10 .
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia.
Vol.
10 No.
1 (Januari 2.
selama 3 jam dengan kecepatan pengadukan 400 rpm.
Kopolimerisasi ini menggunakan co-solvent berupa campuran air-etanol dengan perbandingan 7:3.
Ilustrasi penelitian ditunjukkan pada Gambar 1.
Larutan PANco-PMMA yang dihasilkan dari proses memisahkan padatan PAN-co-PMMA dari PAN-co-PMMA dikeringkan selama 3 jam pada suhu 100oC hingga diperoleh PAN-co-PMMA serbuk berwarna putih.
E-ISSN 2685 Ae 323X
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kopolimerisasi PAN-co-PMMA diawali dengan memanaskan campuran cosolvent berupa air-etanol dengan rasio 7:3 dan kecepatan pengadukan 400 rpm.
Komposisi monomer AN:MMA adalah 90:10.
Penambahan monomer dilakukan saat suhu mencapai 65oC yaitu suhu optimum dekomposisi termal ketika kalium persulfat membentuk radikal bebas (Sonawane et al.
Inisiator K2S2O8 ditambahkan terusmenerus secara perlahan ke dalam reaktor untuk mengatur konsentrasi inisiator, laju polimerisasi dan laju pembentukan panas (Lovell & Schork, 2.
Mekanisme reaksi kopolimerisasi PAN-co-PMMA ditampilkan pada Gambar 2.
Sumber: (Fratiwi & Juwita, 2.
Gambar 1.
Kopolimerisasi PAN-co-PMMA Pencampuran NR.
NBR dan compatibilizer PAN-co-PMMA untuk pembuatan kompon karet menggunakan two-roll mill .
pen mil.
Proses pencampuran dilakukan pada suhu permukaan roll 60oC untuk mencegah terjadinya pra-vulkanisasi selama proses NR dan NBR digiling hingga PAN-co-PMMA ditambahkan secara bertahap ke dalam Kompon karet yang telah homogen lalu dicetak dan dilakukan proses vulkanisasi menggunakan hot press pada suhu 150oC selama 10-15 menit.
Setelah proses pengepresan, sampel didinginkan pada suhu ruang sebelum dilakukan pengujian sifat mekanis.
Sumber: (Gupta et al.
, 2.
Gambar 2.
Mekanisme kopolimerisasi PAN-coPMMA Karaterisasi PAN-co-PMMA dengan FTIR dilakukan untuk membuktikan terjadinya polimerisasi PAN-co-PMMA dari perubahan bilangan gelombang antara AN dan MMA dengan kopolimernya.
Karakterisasi PAN-co-PMMA Karakterisasi PAN-co-PMMA meliputi FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscop.
, uji sifat mekanis vulkanisat compatibilizer yaitu diaplikasikan pada pembuatan kompon karet perapat .
ubber Jurnal Ilmiah Teknik Kimia Gambar 3.
Spektrum FTIR AN Januari 2026, 10 .
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia.
Vol.
10 No.
1 (Januari 2.
Spektrum monomer akrilonitril pada Gambar 3 menunjukkan adanya peak di daerah bilangan gelombang 2242,07 Ae 2242,41 cm-1 yang menyatakan adanya ikatan rangkap CON sedangkan ikatan rangkap C=C terdapat pada daerah bilangan gelombang 1633,00 Ae 1633,74 cm-1.
Berdasarkan Gambar 4 dapat diamati bahwa spektrum monomer MMA terdapat peak yang menunjukkan adanya ikatan rangkap C=O pada bilangan gelombang 1724,63 Ae 1727,48 cm-1 sedangkan ikatan rangkap C=C di daerah bilangan gelombang 1639,60-1644,70 cm-1.
Pada perbandingan AN:MMA dengan komposisi 0: 100 saat konsentrasi inisiator 4% menunjukkan adanya ikatan rangkap C=C yang hilang.
Hal polimerisasi telah berlangsung pada gugus ikatan rangkap C=C yang terdapat pada monomer MMA.
E-ISSN 2685 Ae 323X Hal ini dapat diamati pada Gambar 3, monomer akrilonitril saat konsentrasi inisiator 4% memiliki panjang gelombang CON adalah 2242,41 cm-1 sedangkan pada PAN-co-PMMA yang ditampilkan pada Gambar 5 memiliki panjang gelombang CON sebesar 2242,34 cm-1.
Pergeseran panjang berlangsungnya reaksi polimerisasi pada ikatan rangkap C=C dalam akrilonitril, yang mengakibatkan hilangnya sistem ikatan meningkatkan energi yang diperlukan untuk terjadinya vibrasi peregangan .
pada gugus CON (Kuswatiningsih, 2.
Tabel 1.
Data Inisiator terhadap Transmitan PAN-coPMMA
Komposisi
AN:MMA
90:10
Gambar 4.
Spektrum FTIR MMA Pada Gambar 5 menunjukkan telah terjadi kopolimerisasi dari monomer akrilonitril dan metil metakrilat pada PANco-PMMA dengan komposisi AN:MMA yaitu 90:10.
Selain ditinjau dari hilangnya peak yang menunjukkan ikatan rangkap C=C, dapat diamati pula bahwa terdapat pergeseran panjang gelombang dari ikatan CON ke arah bilangan gelombang yang lebih Gambar 5.
Spektrum FTIR PAN-co-PMMA
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia
Transmitan (%) PAN
PMMA
(CON)
(C=O)
98,86
97,15
98,03
95,35
97,06
94,55
92,25
Inisiator (%) 87,13 Dari Tabel 1 dapat diamati bahwa inisiator berpengaruh terhadap transmitan.
Pada perbandingan AN:MMA dengan komposisi 90:10 menunjukkan bahwa transmitan cenderung menurun dengan bertambahnya konsentrasi inisiator.
Transmitan PAN lebih besar dibandingkan PMMA, hal ini dapat dilihat pada komposisi 90:10 dengan inisiator 2%.
PAN memiliki transmitan sebesar 98,03% sedangkan PMMA sebesar 95,35%.
Hal ini menunjukkan bahwa frekuensi yang diserap oleh PAN sebesar 1,97% sedangkan PMMA 4,65%.
Nilai menunjukkan kepekatan dari sampel (Jundullah, 2.
Hal ini terbukti bahwa PAN-co-PMMA yang dihasilkan saat inisiator 4% lebih mengental dan terbentuk endapan .
utiran halu.
dibandingkan saat 2% sehingga rendahnya nilai transmitan menunjukkan semakin kentalnya PAN-coPMMA yang dihasilkan.
Berdasarkan spektrum IR menunjukkan bahwa telah terjadi kopolimerisasi PAN-co-PMMA, hal ini ditandai dengan adanya ikatan rangkap Januari 2026, 10 .
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia.
Vol.
10 No.
1 (Januari 2.
CON dan C=O yang menunjukkan bahwa PAN dan PMMA telah bergabung membentuk kopolimerisasi.
Tabel 2.
Hasil Uji Vulkanisat sesuai SNI 7655:2010 Hasil
NR/
NBR
NR/NBR
PAN-coPMMA Tensile Strength.
MPa Min.
Elongation at break, % Min.
Compression set, at 27oC, 72 hrs, % Maks.
8,29
8,00
Sifat Fisik Syarat Mutu Hardness.
Shore A Pembuatan rubber seal dengan cara mencampurkan NR.
NBR, dan PAN-coPMMA konsentrasi inisiator 4%.
Hal ini dilakukan saat inisiator 4% menghasilkan rendemen PAN-co-PMMA yang lebih besar.
Meningkatnya nilai rendemen dapat disebabkan saat kadar K2S2O8 yang digunakan semakin besar sehingga lebih cepat terjadi radikal bebas.
Semakin besar konsentrasi inisiator maka semakin banyak pula radikal bebas yang terbentuk, sehingga ketidakstabilan ikatan rangkap C=C pada monomer menyebabkan mudah bereaksi dengan elektron yang tidak berpasangan pada radikal bebas (Husni, 2.
Pengujian sifat mekanis vulkanisat karet perapat pada tabung gas LPG berdasarkan SNI 7655:2010 tentang rubber Karakterisasi sifat mekanis vulkanisat meliputi kekerasan .
, kuat tarik .
ensile strengt.
, perpanjangan putus .
longation at brea.
, dan pampatan tetap .
ompression se.
Evaluasi sifat mekanis dilakukan untuk mengetahui interaksi antar muka antara fase NR dan NBR.
Hasil uji vulkanisat dari kompon karet perapat ditampilkan pada Tabel 2.
Berdasarkan Tabel 2 menunjukkan bahwa seluruh parameter pengujian rubber seal telah memenuhi ketentuan dalam SNI 7655:2010, dengan pengecualian pada Jurnal Ilmiah Teknik Kimia E-ISSN 2685 Ae 323X parameter hardness yang menunjukkan nilai lebih rendah dibandingkan standar mutu yang dipersyaratkan.
Pada Tabel 2 dapat diamati bahwa hardness dan elongation at break tidak mengalami perubahan nilai signifikan ketika adanya penambahan compatibilizer, hal ini disebabkan oleh interaksi yang terjadi antara campuran NR dan NBR yang bersifat fisik, serta adanya perbedaan karakteristik antarmuka gugus compatibilizer (Waryat et al.
, 2.
Selain itu juga disebabkan tidak menggunakan filler dalam vulkanisasi rubber seal sehingga nilai hardness tidak mengalami kenaikan yang Peningkatan nilai kekerasan yang dihasilkan dari penambahan compatibilizer cenderung relatif kecil atau tidak signifikan dibandingkan dengan penguatan yang diberikan oleh filler seperti carbon black dan silika (Rattanasom et al.
, 2.
Oleh karena itu penggunaan compatibilizer PAN-coPMMA saja tidak dapat meningkatkan hardness sehingga diperlukan filler untuk meningkatkan sifat mekanis karet.
Dari Tabel 2 menunjukkan bahwa adanya penambahan compatibilizer pada campuran NR dan NBR dapat menaikkan nilai tensile strength dari 10,3 MPa menjadi 11,4 Mpa.
Peningkatan ini mengindikasikan adanya perbaikan interaksi antar muka antara fase NR dan NBR, yang memungkinkan transfer tegangan yang lebih efektif selama pembebanan tarik.
Namun demikian, keberhasilan kompatibilitas PAN-co-PMMA hanya ditinjau dari sifat mekanis tensile Studi lanjutan dengan karakterisasi morfologi menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM) diperlukan untuk mengetahui secara langsung pengaruh PANco-PMMA terhadap ukuran dan distribusi domain NBR dalam matriks NR.
KESIMPULAN
Sintesis PAN-co-PMMA sebagai compatibilizer dalam campuran NR dan NBR bertambahnya konsentrasi inisiator maka akan meningkatkan padatan PAN-co65 Januari 2026, 10 .
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia.
Vol.
10 No.
1 (Januari 2.
PMMA.
Transmitan FTIR PAN dan PMMA menurun dengan bertambahnya konsentrasi inisiator, sehingga menunjukkan telah terjadi kopolimerisasi PAN-co-PMMA karena terdapat ikatan rangkap CON dan C=O yang menunjukkan bahwa PAN dan PMMA telah bergabung membentuk kopolimerisasi.
Penambahan compatibilizer PAN-co-PMMA dapat menaikkan nilai tensile strength dari 10,3 MPa menjadi 11,4 Mpa, namun demikian perlu dilakukan studi lebih lanjut tentang analisis morfologi menggunakan SEM untuk mengetahui ukuran dan distribusi domain NBR dalam matriks NR.
E-ISSN 2685 Ae 323X
DAFTAR PUSTAKA