2.3 Poliuretan
Poliuretan disebut juga polikarbamat dari asam kaarbamat, R
2
NHCO
2
H, adalah turunan ester-amida dari asam karbonat. Poliuretan dipakai dalam berbagai macam
aplikasi, termasuk serat teristimewa jenis elastis, bahan pereka, pelapis, elastromer, dan busa-busa yang fleksibel dan kuat Stevens, M.P., 2001.
Poliuretan memiliki sifat yang sama dengan nilon, tetapi dengan sukar diwarnai dan titik lelehnya yang lebih rendah, polimer ini pada awalnya tidak banyak
diperdagangkan. Akan tetapi, kemudian terjadi kemajuan pesat pada kimia poliuretan yang menghasilkan busa, elastromer, pelapis permukaan, serat, dan perekat poliuretan.
Poliuretan juga digunakan dalam pembuatan elastromer. Sifat mekanisnya baik, yakni tahan kikisan dan tahan sobek. Akan tetapi, harganya tinggi sehingga
penggunaannya terbatas. Dalam bidang pelapisan, keberhasilan cat dan pernis poliuretan bertahan di pasaran karena ketahanannya terhadap cuaca dan kikisan
Cowd, A., 1991.
Hari-hari ini poliuretan merupakan satu dari material yang paling serbaguna. Dengan pengaplikasian di bidang yang cukup berbeda dari penggunaan busa lunak
dalam melapisi perabotan hingga penggunaan busa keras sebagai penyekat dinding, atap, dan untuk poliuretan termoplastik dalam penggunaanya di bidang medis dan alas
kaki, untuk pakaian, perekat, penguat, dan bahan elastromer yang digunakan di lantai dan interior otomotif.
Poliuretan menghadirkan kembali suatu kelas yang penting dari termoplastik dan termoset dari segi mekanik, suhu dan struktur kimianya dapat digabungkan dari
reaksi dari variasi poliol dan isosianat, yang biasanya menggunakan katalis turunan dari timah seperti dibutil timah dilaurat.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4 Reaksi poliol dan isosianat membentuk poliuretan
Pada umumnya, poliuretan mengandung gugus spesifik yaitu ikatan urea -NH-COO- tanpa mengkaitkannya dengan makromolekul lain di alam. Dalam pembuatan material
termoset, poliuretan merupakan preparasi dari poliol yang diperbaharukan, sementara bahan kedua adalah isosianat yang pada dasarnya dibuat dari sumber petroleum
Raquez, J. M., 2010.
2.3.1 Pembuatan Poliuretan
Suatu elastromer poliuretan dapat dipreparasi dengan polimerisasi bulk atau larutan. Dan preparasi ini dapat selesai dalam waktu 3 jam. Prisip dalam pembuatan poliuretan
adalah suatu polieter gliko polimeg 1000 direaksikan dengan suatu diisosianat untuk menghasilkan suatu zat antara polimer prepolimer dengan kelompok isosianat
NCO. Ini adalah pencangkokan rantai atau ‘crosslink’ melalui reaksi berlanjut dengan poliol atau poliamida. Struktur dari polimer acak atau blok dapat
divariasikan melalui pengubahan polimer alam dengan memperanjang rantai dan mereaksikan pembentukannya Collins, E.A., 1973.
Ada dua metode utama untuk pembuatan poliuretan : reaksi biskloroformat dengan diamin dan lebih penting dari perspektif industri., reaksi diisosianat dengan
senyawa-senyawa dihidrasi. Biskloroformat, yang dipreparasi lewat reaksi diol atau bisfenol dengan fosgena berlebih, kurang reaktif dari pada klorida-klorida asam;
meskipun demikian, ia bereaksi dengan diamin pada suhu rendah dibawwah kondisi- kondisi polimerisasi antar permukaan. Poliuretan yang terbentuk dalam reaksi melebur
pada suhu sekitar 180
o
C, dibandingkan dengan 295
o
C untuk poliamida yang strukturnya sebanding.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.5 Reaksi pembentukan Biskloroformat
Gambar 2.6 Reaksi pembentukan Poliuretan dari Biskloroformat dan Diamin
Adisi senyawa dihidroksi ke diisosianat untuk membentuk poliuretana pada prinsipnya serupa dengan sintesis poliurea. Diantara produk komersial yang paling
awal adalah poliuretan yang dipreparasi dari 1,6-heksadiisosianat dan 1,4-butana-diol. Rekasi tersebut dikatalisis oleh amin dan beberapa garam logam Stevensons, M.P.,
2001.
Dalam polimerisasi bulk, mode pencampuran dari bahan-bahan dapat mengganti struktur dari polimer secara drastis. Malahan pencampuran antara poliol
dan rantai penyambung kemudian ditambahkan diisosianat memiliki berbagai variasi yang mana akan menghasilkan poliuretan dengan komposisi yang sama namun akan
memiliki bagian yang berbeda. Eksperimen yang lebih menantang akan menghasilkan karakteristik dari material tersebut Collins, E.A., 1973.
2.3.2 Busa Poliuretan
Busa-busa polimer dibuat dalam berbagai cara yang bergantung pada jenis polimer yang digunakan dan aplikasinya. Poliuretana yang berbeda sesuai dengan
produk sampingan karbon dioksida merupakan kunci dalam proses pembusaan.
Universitas Sumatera Utara
Pada salah satu metode, prapolimer yang berujung pada isosianat berat molekul rendah dipreparasi sebagaimana yang digambarkan di atas dari diisosianat
dan polyester atau polieter dibusakan lewat penambahan air, yang menimbulkan kenaikan berat molekul lewat pembentukan gugus-gugus urea dengan melepaskan
karbon dioksida secara simultan. Ketika gas yang berkembang tersebut menyebabkan polimer membusa, reaksi polimerisasinya menaikkan viskositas dan membentuk busa
sebelum pecah. Suatu bahan peniup kimiawi, yang mendidih oleh eksoterm reaksi, biasanya ditambahkan untuk memperbesar aksi pembusaan dari karbon dioksida.
Busa-busa yang fleksibel biasanya dipreparasi dari polyester atau polieter dihidroksi, busa yang kuat dari prapolimer polihidroksi. Busa yang kuat kadang-
kadang dipreparasi tanpa air dengan mereaksikan prapolimer berujung hidroksil dengan diisosianat dalam hadirnya suatu bahan peniup. Dalam hal ini berat molekul
naik lewat ikatan-ikatan uretana. Busa-busa demikian merupakan isolator-isolator yang teristimewa efektif karena bahan peniup, yang tertangkap dalam sel-sel busa,
memiliki konduktivitas panas yang rendah.
Reaksi diisosianat dengan polyester-poliester berujung karboksil juga dipakai untuk membuat busa-busa yang fleksibel, dalam hal ini lewat pembentukan amida.
Bukan merupakan hal aneh untuk memandang reaksi-reaksi demikian tercakup di bawah busa-busa uretana bahkan meskipun tidak ada kimia uretana yang terlibat.
Dengan perkataan lain, semua fabrikasi busa yang memakai diisosianat cenderung dikelompokkan dibawah poliuretana.
Diisosianat yang paling umum digunakan adalah TDI Toluen Diisosianat atau MDI Metilen Difenildiisosianat, teristimewa yang pertama. Garam-garam
logam seperti
timah 2-etilheksanoat
dan amin-amin
tersier, terutama
diazabisiklo[2,2,2]-oktana DABCO,
biasanya dipakai
untuk mengkatalis
pembentukan uretana. DABCO merupakan katalis yang lebih efektif daripada kebanyakan amin-amin tersier lainnya, mungkin karena system siklisnya yang kokoh
meminimumkan gangguan sterik.
Universitas Sumatera Utara
Busa-busa yang fleksibel dipakai sebagai isolator, termasuk laminat-laminat tekstil untuk pakaian musim dingin; panel pelindung mobil; kain pelapis; tempat tidur;
karpet dasar; spon sintesis; dan berbagai pemakaian lainnya. Busa-busa yang keras umumnya dipakai dalam panel-panel kontruksi terisolasi, unutk pengemasan barang-
barang yang lunak, untuk furnitureringan, dan unutk perlengkapan flotasi kapal laut. Penggunaan bahan-bahan ini dalam bidang konstruksi telah mendorong usaha-usaha
pembuatan poliuretan yang tidak bisa terbakar. Sebagai contoh, poliuretan yang mengandung fosfor P yang bisa memadamkan diri Stevensons, M.P., 2001.
Dalam proses pembuatan busa poliuretan dapat diketahui kelakuan atau sifat busa padat poliuretan selama reaksi polimerisasi berlangsung. Pemakaian busa
poliuretan sebagai bahan isolator sudah lama digunakan dunia industri. Di Indonesia beberapa perusahaan telah memakai busa poliuretan yang kaku sebagai isolator panas.
Walaupun demikian prosedur pembuatan busa kaku poliuretan untuk isolator panas belum banyak dipubiikasikan. Dengan kelangkaan informasi tersebut, bentuk produk
yang dihasilkan seringkali tidak sesuai dengan yang diharapkan. Menurut informasi yang diperoleh, kerugian ekonomi akibat proses pembuatan busa padat poliuretan
cukup besar. Hal tersebut disebabkan kurangnya pengetahuan mengenai sifat busa kaku poliuretan selama reaksi pembentukannya Rohaeti, E., Suyanta, 2011.
2.4 Karet Alam
Kategori