5
surfaktan kationik, surfaktan nonionik dan surfaktan amfoterik. Surfaktan anionik adalah
molekul yang bermuatan negatif pada bagian hidrofilik atau aktif permukaan surface-active. Sifat hidrofilik disebabkan karena keberadaan gugus ionik yang sangat besar, seperti gugus
sulfat atau sulfonat. Aplikasi surfaktan pada industri sangat luas, contohnya yaitu sebagai bahan utama pada
industri deterjen dan pembersih lainnya, bahan pembusaan dan emulsifier pada industri kosmetik dan farmasi, bahan emulsifier pada industri cat, serta bahan emulsifier dan sanitasi
pada industri pangan Hui 1996. Menurut Swern 1979, kemampuan surfaktan untuk meningkatkan kestabilan emulsi
tergantung dari kontribusi gugus polar hidrofilik dan gugus non polar lipofilik. Menurut Matheson 1996, kelompok surfaktan terbesar yang diproduksi dan digunakan oleh berbagai
industri dalam jumlah adalah surfaktan anionik. Surfaktan anionik adalah bahan aktif permukaan yang bagian hidrofobiknya berhubungan dengan gugus anion ion negatif.
Molekul surfaktan dapat divisualisasikan seperti berudu ataupun bola raket mini yang terdiri atas bagian kepala dan ekor Gambar 1. Bagian kepala bersifat hidrofilik
suka air, merupakan bagian yang polar, sedangkan bagian ekor bersifat hidrofobik benci airsuka minyak, merupakan bagian nonpolar. Kepala dapat berupa anion, kation
atau nonion. Sedangkan ekor dapat berupa rantai linier atau cabang hidrokarbon Hui 1996; Hasenhuettl 1997.
Gambar 1. Tampilan orientasi surfaktan pada air Zen, 2009 Dalam media cair, molekul surfaktan anionik terpecah menjadi gugus kation yang
bermuatan positif dan gugus anion yang bermuatan negatif. Gugus anion merupakan pembawa sifat aktif permukaan pada surfaktan anionik. Contoh khas surfaktan anionik adalah alkohol
sulfat dan ester sulfonat. Beberapa contoh surfaktan anionik yaitu Alkilbenzen Sulfonat Linear LAS, Alkohol Sulfat AS, Alkohol Eter Sulfat AES, Alfa Olefin Sulfonat AOS, parafin
secondary alkane sulfonate, SAS, dan Metil Ester Sulfonat MES.
2.3 METIL ESTER SULFONAT MES
Surfaktan Metil Ester Sulfonat MES termasuk golongan surfaktan anionik, yaitu surfaktan yang bermuatan negatif pada gugus hidrofiliknya atau bagian aktif permukaan
surface-active. MES merupakan golongan baru dalam kelompok surfaktan anionik telah mulai dimanfaatkan sebagai bahan aktif pada produk-produk pencuci dan pembersih washing
and cleaning products Hui 1996; Matheson 1996.
Ekor nonpolar Kepala Polar
Larutan air
6
Proses produksi surfaktan MES dilakukan dengan mereaksikan metil ester dengan agen sulfonasi. Menurut Bernardini 1983 dan Pore 1976, pereaksi yang dapat dipakai pada
proses sulfonasi antara lain asam sulfat H
2
SO
4
, oleum larutan SO
3
di dalam H
2
SO
4
, sulfur trioksida SO
3
, NH
2
SO
3
H, dan ClSO
3
H. Untuk menghasilkan kualitas produk terbaik, beberapa perlakuan penting yang harus dipertimbangkan adalah rasio mol, suhu reaksi,
konsentrasi grup sulfat yang ditambahkan, lama proses netralisasi, jenis dan konsentrasi katalis, pH dan suhu netralisasi Foster 1996. Struktur kimia Metil Ester sulfonat MES pada
Gambar 2 sebagai berikut :
R CH
C O
SO
3
Na OCH
3
Gambar 2. Struktur MES Watkins, 2001
Surfaktan pada umumnya dapat disintesis dari minyak nabati melalui senyawa antara metil ester dan alkohol lemak fatty alcohol. Proses-proses yang dapat diterapkan untuk
menghasilkan surfaktan diantaranya yaitu asetilasi, etoksilasi, esterifikasi, sulfonasi, amidasi, sukrolisis, dan saponifikasi. Produksi surfaktan dengan bahan baku metil ester dapat berasal
dari minyak kelapa, stearin sawit, kernel sawit PKO, dan lemak hewan Mac Arthur dan Sheats 2002.
Menurut Matheson 1996, Metil Ester Sulfonat MES memperlihatkan karakteristik dispersi yang baik, sifat detergensi yang baik terutama pada air dengan tingkat kesadahan yang
tinggi hard water dan tidak adanya fosfat, ester asam lemak C
14
, C
16
dan C
18
memberikan tingkat detergensi terbaik, serta bersifat mudah didegradasi good biodegradability.
Dibandingkan petroleum sulfonat, surfaktan MES menunjukkan beberapa kelebihan diantaranya yaitu pada konsentrasi MES yang lebih rendah daya deterjensinya sama dengan
petroleum sulfonat, dapat mempertahankan aktivitas enzim yang lebih baik, toleransi yang lebih baik terhadap keberadaan kalsium.
Hasil pengujian di laboratorium memperlihatkan bahwa laju biodegradasi MES serupa dengan LAS dan sabun, namun lebih cepat dibandingkan LAS. Hal tersebut menyebabkan
Metil Ester Sulfonat pada masa mendatang diindikasikan akan menjadi surfaktan anionik yang paling penting Watkins 2001.
Mekanisme pembuatan Metil Ester Sulfonat adalah dengan mereaksikan Metil Ester biodiesel dengan agen pensolfunasi gas SO
3
menghasilkan Metil Ester Sulfonat Acid MESA. Dengan penambahan basa kuat NaOH terhadap MESA dihasilkan MES. Reaksi
produksi MES seperti disajikan pada Gambar 3
7
Gambar 3. Reaksi kimia produksi metil ester sulfonat Susi, 2010 Menurut Watkins 2001 jenis minyak yang dapat digunakan sebagai bahan baku
`pembuatan Metil Ester Sulfonat MES adalah kelompok minyak nabati seperti minyak kelapa, minyak sawit, minyak inti sawit, stearin sawit, minyak kedelai, atau tallow lemak
sapi. Menurut Swern 1979, panjang molekul sangat kritis untuk keseimbangan kebutuhan gugus hidrofilik dan lipofilik. Apabila rantai hidrofobik terlalu panjang, akan terjadi
ketidakseimbangan, terlalu besarnya afinitas untuk gugus minyak atau lemak atau terlalu kecilnya afinitas untuk gugus air. Hal ini akan ditunjukkan oleh keterbatasan kelarutan di
dalam air. Demikian juga sebaliknya, apabila rantai hidrofobiknya terlalu pendek, komponen tidak akan terlalu bersifat aktif permukaan surface active karena ketidakcukupan gugus
hidrofobik dan akan memiliki keterbatasan kelarutan dalam minyak.
2.4 TEGANGAN ANTAR MUKA Interacial TensionIFT
