Dalam industri karet, kekuatan tarik utama merupakan sifat mekanik yang mendasar. Parameter eksperimental ini mengukur kekuatan ultimat kompon karet yang divulkanisasi. Sekalipun suatu produk karet tidak pernah mendekati kekuatan tarik utamanya, banyak pengguna produk karet masih menganggapnya sebagai indikator penting dari kualitas kompon secara keseluruhan. Oleh karena itu, kekuatan tarik merupakan spesifikasi yang sangat umum, dan meskipun penggunaan akhir suatu produk tertentu tidak ada hubungannya dengan hal tersebut, para pembuat produk sering kali harus berusaha keras untuk memenuhinya.
1. Prinsip umum
Untuk mendapatkan kekuatan tarik tertinggi, biasanya kita harus memulai dengan elastomer dimana kristalisasi yang disebabkan oleh regangan dapat terjadi, misalnya NR, CR, IR, HNBR.
2. Karet alam NR
Perekat berbahan dasar karet alam biasanya memiliki kekuatan tarik yang lebih tinggi dibandingkan perekat neoprena. Dari berbagai kualitas karet alam, fume film No. 1 memiliki kekuatan tarik tertinggi. Telah dilaporkan bahwa, setidaknya dalam kasus senyawa berisi karbon hitam, lapisan asap No. 3 memberikan kekuatan tarik yang lebih baik daripada lapisan asap No. 1. Untuk kompon karet alam, bahan pemlastis kimia (plastisol) seperti bifenil midothiophenol atau pentachlorothiophenol (PCTP) harus dihindari, karena dapat mengurangi kekuatan tarik kompon.
3. Kloroprena CR
Kloroprena (CR) adalah karet kristalin yang diinduksi regangan yang memberikan kekuatan tarik tinggi tanpa adanya bahan pengisi. Faktanya, kekuatan tarik terkadang dapat ditingkatkan dengan mengurangi jumlah bahan pengisi. Berat molekul CR yang lebih tinggi memberikan kekuatan tarik yang lebih tinggi.
4. Karet nitril NBR
NBR dengan kandungan akrilonitril (ACN) yang tinggi memberikan kekuatan tarik yang lebih tinggi. NBR dengan distribusi berat molekul yang sempit memberikan kekuatan tarik yang lebih tinggi.
5. Pengaruh berat molekul
Secara optimasi, penggunaan NBR dengan viskositas meniskus tinggi dan berat molekul tinggi memberikan kekuatan tarik yang lebih tinggi.
6. Elastomer karboksilat
Pertimbangkan untuk mengganti NBR tak karboksilasi dengan XNBR karboksilasi dan HNBR tak karboksilasi dengan XHNBR karboksilasi untuk meningkatkan kekuatan tarik senyawa.
NBR karboksilat dengan jumlah seng oksida yang sesuai memberikan kekuatan tarik yang lebih tinggi dibandingkan NBR konvensional.
7. EPDM
Penggunaan EPDM semi kristal (kandungan etilen tinggi) memberikan kekuatan tarik yang lebih tinggi.
8. EPDM Reaktif
Mengganti EPDM yang tidak dimodifikasi dengan 2% (fraksi massa) EPDM termodifikasi maleat anhidrida dalam campuran dengan NR meningkatkan kekuatan tarik senyawa NR/EPDM.
9. Gel
Gel sintetis seperti SBR umumnya mengandung zat penstabil. Namun, ketika mencampurkan senyawa SBR pada suhu di atas 163°C, baik gel lepas (yang dapat tercampur) maupun gel padat (yang tidak dapat tercampur dan tidak larut dalam pelarut tertentu) dapat dihasilkan. Kedua jenis gel tersebut mengurangi kekuatan tarik senyawa. Oleh karena itu, suhu pencampuran SBR harus ditangani dengan hati-hati.
10. Vulkanisasi
Cara penting untuk mendapatkan kekuatan tarik yang tinggi adalah dengan mengoptimalkan kepadatan ikatan silang, menghindari kekurangan sulfurisasi, pasca-vulkanisasi dan menghindari melepuhnya karet selama vulkanisasi karena tekanan yang tidak mencukupi atau penggunaan komponen yang mudah menguap.
11. Vulkanisasi penurunan tekanan
Untuk produk yang divulkanisasi dalam autoklaf, pembentukan lepuh dan penurunan kekuatan tarik dapat dihindari dengan mengurangi tekanan secara bertahap hingga akhir vulkanisasi, hal ini dikenal sebagai 'vulkanisasi penurunan tekanan'.
12. Waktu dan suhu vulkanisasi
Waktu vulkanisasi yang lebih lama pada suhu yang lebih rendah menghasilkan pembentukan jaringan ikatan multi-sulfur, kepadatan ikatan silang sulfur yang lebih tinggi, dan akibatnya kekuatan tarik yang lebih tinggi.
13. Kekuatan tarik dapat ditingkatkan dengan teknik pencampuran yang lebih baik untuk meningkatkan dispersi bahan pengisi penguat seperti karbon hitam, sekaligus menghindari pencampuran pengotor atau komponen besar yang tidak tersebar.
14. Pengisi
Untuk bahan pengisi seperti karbon hitam atau silika, pemilihan ukuran partikel kecil dengan luas permukaan spesifik yang besar dapat efektif dalam meningkatkan kekuatan tarik. Bahan pengisi yang tidak memperkuat atau mengisi seperti tanah liat, kalsium karbonat, bedak, pasir kuarsa, dll. harus dihindari.
15. Karbon hitam
Untuk memastikan karbon hitam tersebar dengan baik, pengisiannya harus ditingkatkan ke tingkat optimal untuk meningkatkan kekuatan tarik. Karbon hitam dengan ukuran partikel yang kecil akan mempunyai jumlah pengisian optimal yang rendah. Meningkatkan luas permukaan spesifik karbon hitam dan meningkatkan dispersi karbon hitam dengan memperpanjang siklus pencampuran dapat meningkatkan kekuatan tarik karet.
16. Karbon hitam putih
Penggunaan silika yang diendapkan dengan luas permukaan spesifik yang tinggi dapat secara efektif meningkatkan kekuatan tarik senyawa.
17. Pemlastis
Pemlastis harus dihindari jika diinginkan kekuatan tarik yang tinggi.
18. Saat memvulkanisasi senyawa NBR, vulkanisasi konvensional lebih sulit untuk didispersikan secara merata, oleh karena itu, belerang yang diolah dengan magnesium karbonat akan terdispersi lebih baik pada senyawa polar seperti NBR. Jika bahan vulkanisir tidak terdispersi dengan baik, kekuatan tarik dapat sangat terpengaruh.
19. Jaringan ikatan silang berikatan multi-sulfur
Dengan sistem vulkanisasi konvensional, jaringan ikatan silang didominasi oleh ikatan polisulfida; dengan EV, jaringan ikatan silang didominasi oleh ikatan sulfida tunggal dan ganda, sehingga menghasilkan kekuatan tarik yang lebih tinggi.
20. Jaringan ikatan silang ionik
Senyawa ikatan silang ionik mempunyai kekuatan tarik yang lebih tinggi karena titik-titik ikatan silang dapat tergelincir sehingga dapat bergerak tanpa robek.
21. Kristalisasi stres
Kombinasi karet alam dan neoprena yang mengandung kristal tegangan pada perekat akan membantu meningkatkan kekuatan tarik.
