Degradasi Polivinil Klorida (Pvc)Dalam Larutan Asam Sulfat
Degradasi Polivinil Klorida (PVC) (Darwin Yunus Nasution)
DEGRADASI POLIVINIL KLORIDA (PVC) DALAM LARUTAN ASAM SULFAT
Darwin Yunus Nasution Jurusan Kimia FMIPA
Universitas Sumatera Utara Jl. Bioteknologi No. 1 Kampus USU Medan
Abstrak
Polivinilklorida dapat mengalami degradasi dalam larutan asam sulfat sejumlah tertentu PVC direndam dalam larutan asam sulfat dengan waktu perendaman dan konsentrasi yang bervariasi. Untuk mengetahui terjadinya degradasi PVC dilakukan pengukuran dan pengamatan terhadap viskositas intrinsik, dan daya serap terhadap sinar ultra violet dan sinar infra merah. Hasil menunjukkan bahwa semakin lama waktu perendaman dan semakin tinggi konsentrasi asam sulfat, maka derajat degradasi semakin besar.
Kata kunci : Polivinilklorida, viskositas intrinsik
PENDAHULUAN
Dewasa in itelah umum digunakan PVC sebagai pipa saluran air seperti pipa saluran air seperti pipa saluran air minum, pipa buangan air limbah industri, saluran air buangan air limbah indusrtri, saluran air buangan rumah tangga dan lain-lain (Hill, C. A., J. Appl, 1987). Pada kondisi pemakaian seperti ini dimungkinkan adanya zat-zat elektrolit seperti senyawa – senyawa asam yang dapat mempercepat degradasi bahwa PVC tersebut. Hal ini mengakibatkan nilai ekonomisnya menurun. PVC pada dasarnya sangat stabil terhadap pengaruh asam (Chevassus, F. and R. Brouttelles, 1983). Akan tetapi bila ditinjau waktu proses polimerisasinya dimungkinkan pada PVC terbentuknya struktur allilik yang reaktif.
Akibatnya pembentukan struktur allilik inilah kestabilan PVC terhadap asam berkurang. Untuk melihat pengaruh asam sulfat terhadap PVC dilakukan pengukuran terhadap perubahan viskositas intrinsik, pengukuran terhadap serapan spesifik dalam daerah UV pada panjang gelombang 255 nm
untuk memperoleh informasi tentang kandungan rantai poliena dan pengukuran kerapatan optik dalam deerah infra merah pada bilangan gelombang 1720 cm4 untuk mengetahui jumlah kandungan gugus karbonil (Henniker, 1967).
BAHAN DAN METODA
Bahan
Bahan-bahan yang digunakan adalah resin PVC “Ryuron “ produk PT. Statomer, Merek Jawa Barat. Asam sulfat (Merck) dan THF (Merck).
Metoda
Perlakuan PVC
Resin PVC direndam dalam larutan asam sulfat pada berbagai waktu dan konsentrasi. Suhu perendaman 30o C. Konsentrasi larutan asam sulfat adalah 0; 2,0040; 3,9990; 5,9986; 7,9970 dan 10, 0040. Lamanya perendaman adalah 0, 12, 24, 36 dan 48 hari.
23
Jurnal Sains Kimia Vol. 7, No.1, 2003: 23-25
Analisa Spektroskopi Infra Merah
Pengukuran Viskositas Intrinsik
Dari setiap sampel perlakuan PVC, ditimbang sebanyak 0,5 gr. Dan larutkan dengan 10 ml THF. Kemudian uapkan dalam oven pada suhu 40o C selama 24 jam sehingga terbentuk film. Selanjutnya diukur spektrum infra merah dengan alat spektrofotometer. Hasil pengukuran dicantumkan dalam tabel I.
Analisa Spektroskopi Ultraviolet
Sejumlah larutan resin PVC dilarutkan dalam larutan 10 ml THF. Kemudian diukur serapan dengan spektroskopi UV. Hasil pengukuran tertera di tabel I.
Viskositas instrinsik diukur dengan viskosimeter Oswald – Fenske grade 150. Sejumlah larutan PVC dilarutkan dalam 25 ml THF. Kemudian diukur waktu alirnya pada suhu 30 o C. Percobaan ini dilakukan pada lima macam konsentrasi yang berbeda. Hasil pengukuran dicantumkan pada tabel I.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari spektrum inframerah diamati serapan gugus karbonil pada bilangan gelombang 1720 cm-1. Besarnya harga kerapatan optik, D 1720 dihitung dengan garis dasar tangen, hasil perhitungannya dicantumkan dalam tabel I.
Tabel 1 . Hasil perhitungan kerapatan optik gugus karbonil, O 1720, serapan spesifik dan viskositas ( µ ) PVC.
waktu, t(waktu)
Konsentrasi H2SO4
D1720
A255
η
0
2.004
0.0835
0.6676
0.8303
12
2.004
0.2265
0.756
0.6432
24
2.004
0.2794
0.8632
0.644
36
2.004
0.325
0.9808
0.6553
48
2.004
0.3508
1.1165
0.6553
0
3.999
0.0835
0.6676
0.6303
12
3.999
0.2332
0.7707
0.6439
24
3.999
0.296
0.9015
0.6499
36
3.999
0.3524
1.0264
0.654
48
3.999
0.3986
1.2165
0.6577
0
5.997
0.3986
0.6676
0.6303
12
5.997
0.2244
0.7972
0.644
24
5.997
0.275
0.9563
0.6503
36
5.997
0.337
1.1171
0.6549
48
5.997
0.3692
1.3701
0.6587
0
7.997
0.0835
0.6676
0.6303
12
7.997
0.2296
0.8149
0.645
24
7.997
0.29
1.0065
0.6508
36
7.997
0.3384
1.1801
0.6542
48
7.997
0,3787
1.4797
0.6596
0
10.004
0.0835
0.6676
0.6303
12
10.004
0.2332
0.8299
0.6454
24
10.004
0.3
1.039
0.6513
24
Degradasi Polivinil Klorida (PVC) (Darwin Yunus Nasution)
Untuk melihat perubahan kandungan gugus karbonil terhadap perubahan waktu digambarkan kurva. Kerapatan optik terhadap perubahan waktu seperti di gambarkan dalam gambar 1.
Gambar 2. Pengaruh waktu perendaman PVC dalam larutan asam sulfat pada berbagai konsentrasi terhadap serapan spesifik.
KESIMPULAN
Gambar 1. Perubahan kerapatan optik terhadap waktu
Spektrum inframerah diperoleh informasi kenaikan kerapatan optik gugus karbonil pada 1720 cm-1. Kenyataan ini memberikan indikasi pembentukan gugus karbonil yang semakin meningkat. Dari spektrum inframerah lebih terlihat puncak serapan pada daerah 320 cm-1 dan ini menunjukkan kadar terberntuknya gugus karbonil selama degradasi. PVC membentuk puncak serapan dalam daerah UV pada panjang gelombang 255 nm. Kemudian dihitung serapan spesifik, yaitu membagika serapan dengan konsentrasi, A 255/l hasil perhitungan dicantumkan dalam tabel I. Untuk melihat perubahan serapan spesifik terhadap waktu pada berbagai konsentrasi seperti ditunjukkan pada gambar 2. Dari kurva terlihat kenaikan perendaman semakin lama.
Pembentukan rantai poliena dalam PVC menandakan bahwa PVC mengalami dehidrokloronisasi. Adanya gugus karbonil pada rantai adalah akibat oksidasi rantai polimer.
Berdasarkan hasil percobaan dan uraian-uraian diatas, maka disimpulkan :
1. Kenaikan viskositas intrinsik PVC menunjukkan terjadinya pembentukan ikatan silang molekul, peningkatan berat molekul, pembuatan produk-produk yang sukar larut. Peningkatan viskositas intrinsik ini sejalan dengan bertambahnya derajat degradasi PVC.
2. Pada perendaman larutan dengan asam sulfat, derajat degradasi PVC meningkat bilamana waktu perendaman semakin lama dan konsentrasi asam sulfat meningkat.
DAFTAR PUSTAKA
Chevassus, F. and R. Brouttelles, 1983, The Stabilizion of Polyvinylchloride, London, Edward Arnold Ltd.
Chouy Eng Pi, 1975, Polymers Enggineering and Sciences, 15, No. 8, 612-614.
Hill, C. A., J. Appl, 1987, Polym Sci., 27, 3313 – 3327.
Henniker. 1967, Infra Red Spectroscopy of industry Polymer, Academic Press, London and New York
Hyertberg, T., E. M. Sorvik., 1967, J. Appl Polym Sci., 22, 2415 – 2425
Owen, E. D. 1980, J. Appl. Polym Sci., 22, 2331 – 2338.
25
DEGRADASI POLIVINIL KLORIDA (PVC) DALAM LARUTAN ASAM SULFAT
Darwin Yunus Nasution Jurusan Kimia FMIPA
Universitas Sumatera Utara Jl. Bioteknologi No. 1 Kampus USU Medan
Abstrak
Polivinilklorida dapat mengalami degradasi dalam larutan asam sulfat sejumlah tertentu PVC direndam dalam larutan asam sulfat dengan waktu perendaman dan konsentrasi yang bervariasi. Untuk mengetahui terjadinya degradasi PVC dilakukan pengukuran dan pengamatan terhadap viskositas intrinsik, dan daya serap terhadap sinar ultra violet dan sinar infra merah. Hasil menunjukkan bahwa semakin lama waktu perendaman dan semakin tinggi konsentrasi asam sulfat, maka derajat degradasi semakin besar.
Kata kunci : Polivinilklorida, viskositas intrinsik
PENDAHULUAN
Dewasa in itelah umum digunakan PVC sebagai pipa saluran air seperti pipa saluran air seperti pipa saluran air minum, pipa buangan air limbah industri, saluran air buangan air limbah indusrtri, saluran air buangan rumah tangga dan lain-lain (Hill, C. A., J. Appl, 1987). Pada kondisi pemakaian seperti ini dimungkinkan adanya zat-zat elektrolit seperti senyawa – senyawa asam yang dapat mempercepat degradasi bahwa PVC tersebut. Hal ini mengakibatkan nilai ekonomisnya menurun. PVC pada dasarnya sangat stabil terhadap pengaruh asam (Chevassus, F. and R. Brouttelles, 1983). Akan tetapi bila ditinjau waktu proses polimerisasinya dimungkinkan pada PVC terbentuknya struktur allilik yang reaktif.
Akibatnya pembentukan struktur allilik inilah kestabilan PVC terhadap asam berkurang. Untuk melihat pengaruh asam sulfat terhadap PVC dilakukan pengukuran terhadap perubahan viskositas intrinsik, pengukuran terhadap serapan spesifik dalam daerah UV pada panjang gelombang 255 nm
untuk memperoleh informasi tentang kandungan rantai poliena dan pengukuran kerapatan optik dalam deerah infra merah pada bilangan gelombang 1720 cm4 untuk mengetahui jumlah kandungan gugus karbonil (Henniker, 1967).
BAHAN DAN METODA
Bahan
Bahan-bahan yang digunakan adalah resin PVC “Ryuron “ produk PT. Statomer, Merek Jawa Barat. Asam sulfat (Merck) dan THF (Merck).
Metoda
Perlakuan PVC
Resin PVC direndam dalam larutan asam sulfat pada berbagai waktu dan konsentrasi. Suhu perendaman 30o C. Konsentrasi larutan asam sulfat adalah 0; 2,0040; 3,9990; 5,9986; 7,9970 dan 10, 0040. Lamanya perendaman adalah 0, 12, 24, 36 dan 48 hari.
23
Jurnal Sains Kimia Vol. 7, No.1, 2003: 23-25
Analisa Spektroskopi Infra Merah
Pengukuran Viskositas Intrinsik
Dari setiap sampel perlakuan PVC, ditimbang sebanyak 0,5 gr. Dan larutkan dengan 10 ml THF. Kemudian uapkan dalam oven pada suhu 40o C selama 24 jam sehingga terbentuk film. Selanjutnya diukur spektrum infra merah dengan alat spektrofotometer. Hasil pengukuran dicantumkan dalam tabel I.
Analisa Spektroskopi Ultraviolet
Sejumlah larutan resin PVC dilarutkan dalam larutan 10 ml THF. Kemudian diukur serapan dengan spektroskopi UV. Hasil pengukuran tertera di tabel I.
Viskositas instrinsik diukur dengan viskosimeter Oswald – Fenske grade 150. Sejumlah larutan PVC dilarutkan dalam 25 ml THF. Kemudian diukur waktu alirnya pada suhu 30 o C. Percobaan ini dilakukan pada lima macam konsentrasi yang berbeda. Hasil pengukuran dicantumkan pada tabel I.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari spektrum inframerah diamati serapan gugus karbonil pada bilangan gelombang 1720 cm-1. Besarnya harga kerapatan optik, D 1720 dihitung dengan garis dasar tangen, hasil perhitungannya dicantumkan dalam tabel I.
Tabel 1 . Hasil perhitungan kerapatan optik gugus karbonil, O 1720, serapan spesifik dan viskositas ( µ ) PVC.
waktu, t(waktu)
Konsentrasi H2SO4
D1720
A255
η
0
2.004
0.0835
0.6676
0.8303
12
2.004
0.2265
0.756
0.6432
24
2.004
0.2794
0.8632
0.644
36
2.004
0.325
0.9808
0.6553
48
2.004
0.3508
1.1165
0.6553
0
3.999
0.0835
0.6676
0.6303
12
3.999
0.2332
0.7707
0.6439
24
3.999
0.296
0.9015
0.6499
36
3.999
0.3524
1.0264
0.654
48
3.999
0.3986
1.2165
0.6577
0
5.997
0.3986
0.6676
0.6303
12
5.997
0.2244
0.7972
0.644
24
5.997
0.275
0.9563
0.6503
36
5.997
0.337
1.1171
0.6549
48
5.997
0.3692
1.3701
0.6587
0
7.997
0.0835
0.6676
0.6303
12
7.997
0.2296
0.8149
0.645
24
7.997
0.29
1.0065
0.6508
36
7.997
0.3384
1.1801
0.6542
48
7.997
0,3787
1.4797
0.6596
0
10.004
0.0835
0.6676
0.6303
12
10.004
0.2332
0.8299
0.6454
24
10.004
0.3
1.039
0.6513
24
Degradasi Polivinil Klorida (PVC) (Darwin Yunus Nasution)
Untuk melihat perubahan kandungan gugus karbonil terhadap perubahan waktu digambarkan kurva. Kerapatan optik terhadap perubahan waktu seperti di gambarkan dalam gambar 1.
Gambar 2. Pengaruh waktu perendaman PVC dalam larutan asam sulfat pada berbagai konsentrasi terhadap serapan spesifik.
KESIMPULAN
Gambar 1. Perubahan kerapatan optik terhadap waktu
Spektrum inframerah diperoleh informasi kenaikan kerapatan optik gugus karbonil pada 1720 cm-1. Kenyataan ini memberikan indikasi pembentukan gugus karbonil yang semakin meningkat. Dari spektrum inframerah lebih terlihat puncak serapan pada daerah 320 cm-1 dan ini menunjukkan kadar terberntuknya gugus karbonil selama degradasi. PVC membentuk puncak serapan dalam daerah UV pada panjang gelombang 255 nm. Kemudian dihitung serapan spesifik, yaitu membagika serapan dengan konsentrasi, A 255/l hasil perhitungan dicantumkan dalam tabel I. Untuk melihat perubahan serapan spesifik terhadap waktu pada berbagai konsentrasi seperti ditunjukkan pada gambar 2. Dari kurva terlihat kenaikan perendaman semakin lama.
Pembentukan rantai poliena dalam PVC menandakan bahwa PVC mengalami dehidrokloronisasi. Adanya gugus karbonil pada rantai adalah akibat oksidasi rantai polimer.
Berdasarkan hasil percobaan dan uraian-uraian diatas, maka disimpulkan :
1. Kenaikan viskositas intrinsik PVC menunjukkan terjadinya pembentukan ikatan silang molekul, peningkatan berat molekul, pembuatan produk-produk yang sukar larut. Peningkatan viskositas intrinsik ini sejalan dengan bertambahnya derajat degradasi PVC.
2. Pada perendaman larutan dengan asam sulfat, derajat degradasi PVC meningkat bilamana waktu perendaman semakin lama dan konsentrasi asam sulfat meningkat.
DAFTAR PUSTAKA
Chevassus, F. and R. Brouttelles, 1983, The Stabilizion of Polyvinylchloride, London, Edward Arnold Ltd.
Chouy Eng Pi, 1975, Polymers Enggineering and Sciences, 15, No. 8, 612-614.
Hill, C. A., J. Appl, 1987, Polym Sci., 27, 3313 – 3327.
Henniker. 1967, Infra Red Spectroscopy of industry Polymer, Academic Press, London and New York
Hyertberg, T., E. M. Sorvik., 1967, J. Appl Polym Sci., 22, 2415 – 2425
Owen, E. D. 1980, J. Appl. Polym Sci., 22, 2331 – 2338.
25