Lateks

Latar Belakang

Lateks adalah suspensi koloid dari partikel polimer yang sangat kecil dalam air dan digunakan untuk membuat karet.

Alami

Barang-barang yang dicelupkan (barang-barang medis dan bedah, sarung tangan rumah tangga dan industri, sepatu bot, dan balon) menggunakan lebih dari setengah dari semua lateks alami yang dikonsumsi di Amerika Serikat. Industri perekat adalah pengguna lateks alam terbesar kedua dalam produk-produk seperti sepatu, amplop, label, dan pita sensitif tekanan.

Lateks alam dengan kandungan padatan tinggi juga digunakan untuk membuat cetakan untuk pengecoran plester, semen, lilin, logam suhu rendah, dan artikel poliester lari terbatas. Lateks alam memiliki kemampuan untuk mengecilkan sekitar objek yang akan direproduksi, sehingga detail terkecil akan direproduksi dalam gips. Lateks bahkan digunakan untuk membantu menstabilkan tanah gurun agar cocok untuk keperluan pertanian.

Lateks alami dihasilkan dari Hevea brasilienesis pohon karet dan merupakan cairan pelindung yang terkandung di bawah kulit kayu. Ini adalah cairan putih keruh, mirip dengan susu sapi. Ini dikumpulkan dengan memotong strip tipis kulit kayu dari pohon dan membiarkan lateks memancar ke dalam wadah pengumpul selama beberapa jam.

Pohon Hevea matang pada usia lima hingga tujuh tahun dan dapat disadap hingga 30 tahun. Hasil karet berkisar sekitar satu ton per acre (2,5 ton per ha) di perkebunan yang lebih besar, tetapi hasil empat kali lipat secara teoritis mungkin. Pohon sering diistirahatkan selama beberapa waktu setelah penyadapan yang berat.

Lateks alam pernah diproduksi secara komersial di Amazon dalam jumlah besar. Belakangan ini, produksi lateks alam telah berpindah ke Malaysia, Indonesia, dan kawasan Timur Jauh lainnya. Lebih dari 90% dari total produksi karet alam dunia sekarang berasal dari Asia, dengan lebih dari setengahnya berasal dari negara-negara ini. Produsen Asia terkemuka lainnya termasuk Thailand, India, dan Sri Lanka. Cina dan Filipina keduanya telah secara substansial meningkatkan produksi karet mereka juga.

Sintetis

Kebanyakan karet sintetis dibuat dari dua bahan, stirena dan butadiena. Keduanya saat ini diperoleh dari minyak bumi. Lebih dari satu miliar pon (454.000.000 kg) karet jenis ini diproduksi di Amerika Serikat pada tahun 1992. Karet sintetis lainnya dibuat dari bahan khusus untuk aplikasi tahan bahan kimia dan suhu.

Ban menyumbang 60-70% dari semua karet alam dan sintetis yang digunakan. Produk lain yang mengandung karet antara lain alas kaki, ban berjalan industri, sabuk kipas mobil, selang, lantai, dan kabel. Produk seperti sarung tangan atau alat kontrasepsi dibuat langsung dari lateks karet. Cat lateks pada dasarnya adalah larutan pigmen berwarna dan lateks karet. Busa lateks dibuat dengan cara memukulkan udara ke dalam lateks sebelum mengentalkannya.

Sejarah

Orang-orang Indian di Amerika Tengah dan Selatan menggunakan karet sejak abad kesebelas untuk melapisi kain atau membuat bola, tetapi tidak sampai ilmuwan Prancis Charles de la Condamine mengunjungi Amerika Selatan selama tahun 1700-an sampel pertama dikirim kembali ke Eropa. Karet diberi nama Inggris saat ini oleh ahli kimia Inggris Joseph Priestley sekitar tahun 1770. Penggunaan modern pertama untuk karet ditemukan pada tahun 1818 oleh seorang mahasiswa kedokteran Inggris bernama James Syme. Dia menggunakannya untuk kain tahan air untuk membuat jas hujan pertama, sebuah proses yang dipatenkan pada tahun 1823 oleh Charles Macintosh. Thomas Hancock menemukan metode untuk membuat karet secara mekanis sehingga dapat dibentuk, dan dia membangun pabrik karet pertama di Inggris pada tahun 1820. Juga selama periode ini, Michael Faraday menemukan bahwa karet alam terdiri dari unit-unit senyawa kimia yang disebut isoprena.

Selama pertengahan abad kesembilan belas, Charles Goodyear menemukan vulkanisasi, suatu proses yang mempertahankan elastisitas karet di bawah perubahan suhu. Proses ini memanaskan karet dengan belerang, yang menyebabkan ikatan silang, mengurangi kelengketan dan kepekaan karet terhadap panas dan dingin.

Pada tahun 1882, John Boyd Dunlop dari Irlandia diberikan paten untuk ban pneumatiknya. Karena permintaan ban mulai menipiskan pasokan karet alam, Inggris membudidayakan perkebunan karet besar di Singapura, Malaysia, dan Ceylon (Sri Lanka). Benih diambil dari Brasil dan pertama kali berkecambah di Inggris dan kemudian dikirim ke negara-negara tersebut. Saat ini, semua karet alam yang diproduksi di Asia berasal dari pohon yang merupakan keturunan benih Brasil.

Pada awal 1900-an, berbagai negara mencari cara untuk meningkatkan senyawa karet dan mengembangkan bahan sintetis. Pada tahun 1910, natrium ditemukan untuk mengkatalisis polimerisasi. Ketika Jerman terputus dari pasokan karet alam selama Perang Dunia I, mereka menggunakan penemuan ini untuk membuat sekitar 2.500 ton (2.540 metrik ton) karet yang terbuat dari dimetilbutadiena.

Selama Perang Dunia II, Jepang menguasai sumber utama karet alam di Asia. Sebagai tanggapan, industri karet sintetis Amerika Serikat meningkatkan produksinya dengan menakjubkan 10.000%, dari 7.967 ton (8.130 metrik ton) pada tahun 1941 menjadi lebih dari 984.000 ton (1 juta metrik ton) pada tahun 1944. Setelah perang, negara-negara lain berkembang pabrik karet sintetis mereka sendiri untuk menghindari ketergantungan pada pasokan karet luar negeri.

Perbaikan karet sintetis terus berlanjut, dan di samping itu, pohon hibrida dengan hasil lebih tinggi telah dikembangkan yang menghasilkan lateks alam dua kali lebih banyak daripada yang konvensional. Pada tahun 1971, stimulan pohon dikembangkan yang menghasilkan peningkatan rata-rata 30% dalam produksi lateks tanpa membahayakan pohon.

Bahan Baku

Komposisi getah lateks terdiri dari 30-40% partikel karet, 55-65% air, dan sejumlah kecil protein, glikosida sterol, resin, abu, dan gula. Karet memiliki elastisitas tinggi dan struktur molekul polimer. Struktur ini terdiri dari rantai panjang yang terdiri dari puluhan ribu unit yang lebih kecil, yang disebut monomer, dirangkai. Setiap unit monomer memiliki ukuran molekul yang sebanding dengan zat sederhana seperti gula. Bahan kimia khusus lainnya digunakan sebagai pengawet atau perangsang selama proses pemanenan.

Baik produksi karet sintetis maupun alami memerlukan penggunaan bahan kimia vulkanisir, terutama belerang. Pengisi seperti karbon hitam juga ditambahkan untuk memberikan kekuatan dan kekakuan ekstra. Minyak sering digunakan untuk membantu pemrosesan dan mengurangi biaya.

Manufaktur
Proses

Penanaman dan pengolahan karet alam merupakan salah satu industri pertanian yang paling kompleks dan membutuhkan waktu beberapa tahun. Ini menggabungkan botani, kimia, dan mesin canggih dengan keterampilan terampil orang-orang yang memanen pohon. Bandingkan ini dengan produksi karet sintetis, yang melibatkan reaksi kimia dan mesin pemrosesan kimia canggih yang secara otomatis dikendalikan oleh komputer. Produksi lateks alam dijelaskan di bawah ini.

Menanam

• 1 Benih dari pohon bermutu tinggi ditanam dan dibiarkan tumbuh selama sekitar 12 sampai 18 bulan di persemaian sebelum tunas baru dicangkokkan ke semai. Setelah okulasi tunas, pohon bibit berumur satu tahun ditebang dan siap untuk dipindahkan. Tunas bertunas segera setelah tanam, menghasilkan pohon baru dengan sifat yang lebih baik. Sekitar 150 pohon ditanam per acre (375 per ha), yang dibudidayakan dan dirawat sampai siap untuk disadap dalam waktu sekitar enam sampai tujuh tahun.

Mengetuk

• 2 Untuk memanen lateks, seorang pekerja mencukur potongan kulit kayu yang miring di tengah-tengah pohon dan sekitar sepertiga dalam (0,84 cm). Keterampilan yang tepat diperlukan karena jika pohon ditebang terlalu dalam, pohon itu akan rusak tidak dapat diperbaiki lagi. Jika potongan terlalu dangkal, jumlah maksimum lateks tidak akan mengalir. Lateks kemudian mengalir keluar dari pembuluh yang terputus, mengalir ke bawah sepanjang potongan hingga mencapai cerat, dan akhirnya jatuh ke dalam wadah penampung yang nantinya akan dikeringkan.
• 3 Penyadapan diulang setiap hari dengan membuat serutan tipis tepat di bawah potongan sebelumnya. Ketika bekas luka terakhir yang dibuat oleh pemotongan berada sekitar 1 kaki (0,3 m) di atas tanah, sisi lain pohon disadap dengan cara yang sama, sedangkan sisi pertama memperbarui dirinya sendiri. Setiap penyadapan memakan waktu sekitar tiga jam dan menghasilkan kurang dari satu cangkir lateks.
• 4 Seorang penyadap pertama-tama mengumpulkan potongan potongan, yang merupakan lateks yang terkoagulasi di dalam cangkir, dan renda pohon, yang digumpalkan lateks di sepanjang potongan lama. Selanjutnya, penyadap membuat potongan baru. Lateks pertama mengalir dengan cepat, kemudian menurun ke tingkat yang stabil selama beberapa jam, setelah itu melambat lagi. Pada hari berikutnya, aliran hampir berhenti karena bejana yang terputus tersumbat oleh lateks yang terkoagulasi.

• 5 Untuk mencegah sebagian besar lateks cair menggumpal sebelum dapat dikumpulkan dan diangkut dengan mudah, penyadap menambahkan pengawet seperti amonia atau formaldehida ke dalam wadah pengumpul. Baik lateks cair dan koagulasi dikirim ke pabrik untuk diproses.

  

• 6 Untuk meningkatkan hasil pohon dan mengurangi waktu penyadapan, digunakan stimulan kimia. Puncture tapping, di mana kulit kayu dengan cepat ditusuk dengan jarum tajam, adalah metode lain yang dapat meningkatkan produktivitas, karena memungkinkan pekerja yang sama untuk menyadap lebih banyak pohon per hari.

Memproduksi konsentrat cair

• 7 Sekitar 10% lateks diproses menjadi konsentrat cair dengan menghilangkan sebagian air dan meningkatkan kadar karet hingga 60%. Ini dicapai baik dengan memutar air keluar dari lateks melalui gaya sentrifugal, dengan penguapan, atau dengan metode yang dikenal sebagai creaming. Dalam metode ini, bahan kimia ditambahkan ke lateks yang menyebabkan partikel karet membengkak dan naik ke permukaan cairan. Konsentrat dikirim dalam bentuk cair ke pabrik, di mana digunakan untuk pelapis, perekat, dan aplikasi lainnya.

Memproduksi stok kering

• 8 Karet lainnya dan lateks lapangan digumpalkan dengan asam. Pengering ekstrusi raksasa yang dapat menghasilkan hingga 4.000 lbs (1.816 kg) per jam menghilangkan air, menciptakan bahan seperti remah. Karet kering kemudian dipadatkan menjadi bal dan dikemas untuk pengiriman.

Membentuk lembaran

• 9 Lembaran asap bergaris dibuat dengan terlebih dahulu mengencerkan lateks dan menambahkan asam. Asam membuat partikel karet berkumpul bersama di atas serum berair di mana mereka tersuspensi. Setelah beberapa jam, kira-kira satu pon (0,45 kg) karet lunak agar-agar menggumpal untuk setiap tiga pon (1,35 kg) lateks.
• 10 Karet didiamkan selama satu hingga 18 jam, kemudian lempengan-lempengan tersebut ditekan menjadi lembaran tipis melalui sistem penggulung yang memeras kelebihan cairan. Kumpulan rol terakhir meninggalkan pola bergaris pada lembaran yang meningkatkan luas permukaan dan mempercepat pengeringan. Seprai dikeringkan hingga seminggu di rumah asap sebelum dikemas dan dikirim.

Memproduksi produk lain

• 11 Untuk membuat produk karet, campuran dibentuk dengan menempatkannya dalam cetakan yang dipanaskan, yang membantu membentuk dan memvulkanisir material. Untuk produk yang lebih kompleks, seperti ban, sejumlah komponen dibuat, beberapa dengan tulangan serat atau kabel baja, yang kemudian disatukan. Sarung tangan bedah dibuat dengan mencelupkan cetakan keramik ke dalam lateks, menarik cetakannya, kemudian mengeringkan bentuk lateksnya.

Kontrol Kualitas

Sejumlah pemeriksaan kualitas dilakukan setelah lateks dipanen. Setelah penyadapan, lateks diperiksa kemurnian dan sifat lainnya. Setelah setiap langkah proses produksi, teknisi memeriksa sifat fisik dan komposisi kimia, menggunakan berbagai peralatan analitik.

Masa Depan

Produksi karet alam gagal memenuhi permintaan karet yang terus meningkat, dan karenanya, saat ini dua pertiga karet dunia adalah karet sintetis. Namun, perkembangan, seperti penemuan karet alam terepoksidasi yang diproduksi dengan pengolahan karet alam secara kimia, dapat membalikkan kecenderungan ini. Industri karet sintetis juga terus membuat proses lebih efisien, lebih murah, dan mengurangi polusi, serta mengembangkan aditif, senyawa, dan aplikasi baru.

Meski ada sebanyak 2.500 tanaman lain yang menghasilkan karet, hal itu tidak dilakukan dengan cepat agar bisa menguntungkan. Peneliti Departemen Pertanian Amerika Serikat sedang mencari cara untuk mempercepat proses dengan merekayasa genetika tanaman untuk membuat molekul inisiator yang lebih besar. Molekul-molekul ini memulai proses pembuatan karet, dan jika molekul tersebut lebih besar, karet dapat diproduksi hingga enam kali lebih cepat.