Pemanfaatan RBD-Palm Olein dari Hasil Epoksidasi sebagai Sumber Poliol dalam Pembuatan Poliuretan

PERSETUJUAN

Judul : Pemanfaatan RBD-Palm Olein Dari Hasil Epoksidasi Sebagai Sumber Poliol Dalam Pembuatan Poliuretan

Kategori : Tugas Akhir

Nama : Rufina Pramudita

Nim : 112401029

Program Studi : DIPLOMA III Kimia Industri

Departemen : Kimia

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara

Disetujui di : Medan, Juni 2014 Diketahui oleh :

Program studi D-3 Kimia Dosen Pembimbing

Ketua,

Dra. Emma Zaidar Nst, Msi Dr.Mimpin Ginting, MS

NIP. 195512181987012001 NIP. 195510131986011001

Departemen Kimia FMIPA USU Ketua

Dr. Rumondang Bulan, M.S. NIP. 1954080301985032001

PERNYATAAN

PEMANFAATAN

RBD-Palm Olein

DARI HASIL EPOKSIDASI

SEBAGAI SUMBER POLIOL DALAM PEMBUATAN

POLIURETAN

KARYA ILMIAH

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juni 2014

RUFINA PRAMUDITA NIM 112401029

PENGHARGAAN

Bismillaahhirrohmaanirrohiim.

Segala puji bagi Allah SWT, atas rahmat, nikmat, dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Karya Ilmiah dari Universitas Sumatera Utara di Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Medan.

Sholawat beriring salam selalu penulis sampaikan kepada junjungan kita Nabi Besar Muhammad SAW yang telah membawa umatnya dari zaman kebodohan kepada zaman yang berpendidikan seperti sekarang ini.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan dan bimbingan, baik di saat melaksanakan Penelitian maupun dalam menyelesaikan Karya Ilmiah ini, yakni kepada :

1. Bapak Dr. Mimpin Ginting, MS selaku dosen pembimbing yang dengan sabar membimbing dan meluangkan waktunya kepada penulis dalam penyusunan karya ilmiah ini

2. Ibu Dr. Rumondang Bulan, MS selaku Ketua Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam USU

3. Ibu Dra. Emma Zaidar, M.Si selaku Ketua Jurusan Program D3 Kimia Industri

4. Orang tua tercinta, ayahanda Erwin Zasky dan ibunda Rismalinda Husein serta saudara-saudara yang penulis sayangi Liza Pratiwi,SE dan Tiffany Prananinggrum yang telah memberikan dukungan moril, spiritual dan material sehingga penulis dapat melaksanakan Penelitian dan menyelesaikan karya ilmiah ini

5. Bapak Dr. Ir. Witjaksana Darmosarkoro, MS selaku direktur PPKS Medan

6. Bapak Dr. Eka Nuryanto, M.Si selaku pembimbing di Laboratorium Pengolahan Hasil dan Mutu (PAHAM) PPKS Medan

7. Bapak Dr. Ir. Tjahjono Herawan, M.Sc dan Ibu Meta Rivani, ST selaku Peneliti di Laboratorium Pengolahan Hasil dan Mutu (PAHAM)

8. Bapak Mariadi selaku Penanggung jawab laboratorium Oleo Kimia PPKS Medan

9. Sahabat-sahabat penulis Diana, Boby, Ulfah, Reski, Wiwid, Windri, Aisyah, Rahel, Irma, Irvi, Achmad, dan teman-teman seperjuangan

“Kimia Industri 2011” yang tidak bisa disebutkan namanya yang

sama-sama berjuang dan banyak mengeluarkan pikiran untuk membuat karya ilmiah ini dan juga menghibur ke sesama.

Penulis menyadari bahwa karya ilmiah ini masih jauh dari kesempurnaan . Hal ini di sebabkan karena keterbatasan ilmu dan pengetahuan yang dimiliki oleh penulis. Oleh sebab itu, penulis mengharapkan saran dan kritik dari semua pihak, yang bersifat membangun guna kesempurnaan karya ilmiah ini.

Akhir kata, semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan dapat digunakan sebagai panduan bagi mahasiswa/mahasiswi kimia dimasa mendatang.

Medan, Juni 2014

PEMANFAATANRBD-palm oleinDARI HASIL EPOKSIDASI SEBAGAI SUMBER POLIOL DALAM PEMBUATAN POLIURETAN

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang Pemanfaatan RBD-Palm Olein Dari Hasil Epoksidasi Sebagai Sumber Poliol Dalam Pembuatan Poliuretan di Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Medan. Penelitian ini menggunakan metode kuantitatif dan FT-IR dimana hasil yang diperoleh dari kadar iodRBD-Palm Olein adalah 60,26, hasil analisa bilangan oksiran minyak epoksidasi sebesar 1,6227 dan hasil analisa hidroksil poliol sebesar 67,9843. Dari hasil ini menunjukan bahwa RBD-Palm Olein dapat menghasilkan poliuretan dengan melakukan epoksidasi terlebih dahulu dan dengan penambahan pereaksi metanol dan pelarut isopropanol dengan rasio 1 : 8 agar terbentuk poliol, poliol yang terbentuk direaksikan dengan toluen diisosianant dapat menghasilkan poliuretan sebagai sumber utama poliuretan.

UTILIZATION RBD-palmoleinOF EPOXIDATION RESULTS AS THE SOURCE POLYOL IN THE MAKING POLYURETHANE

ABSTRACT

Has conducted research on the utilization of RBD Palm Olein-epoxidation As Source Of Results In Making Polyurethane Polyols in Oil Palm Research Center (PPKS) field. This study uses quantitative methods and FT-IR where the results obtained from the levels of iodine-RBD Palm Olein is 60.26, oil analysis results oxirane number epoxidation of 1.6227 and analysis of polyol hydroxyl at 67.9843. From these results indicate that RBD Palm Olein-can produce polyurethanes by epoxidation prior to the addition of reagents and solvents methanol and

isopropanol at a ratio of 1: 8 in order to form a polyol, polyol reacted with toluene diisosianant formed to produce polyurethane as the main source of polyurethane.

DAFTAR ISI

Halaman PERSETUJUAN i PERNYATAAN ii PENGHARGAAN iii ABSTRAK v ABSTRACT vi

DAFTAR ISI vii

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR x

DAFTAR LAMPIRAN xi

BAB 1 PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Permasalahan 3

1.3 Pembatasan Permasalahan 3

1.4 Tujuan Penelitian 3

1.5 Manfaat penelitian 3

1.6 Lokasi Penelitian 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 5

2.1 Minyak Kelapa Sawit 5

2.2 Komposisi Minyak Kelapa Sawit 5

2.3 Minyak Goreng 6

2.3.1 Proses pengolahanRBD-Palm Olein 7

2.4 Oleo Kimia 8

2.5 Penggunaan Oleo Kimia Dalam Industri Polimer 9

2.6 Polimer 9

2.7 Epoksidasi 13

2.8 Poliol 15

2.9 Isosianat 16

2.10 Poliuretan 20

2.11 FT-IR 22

BAB 3 METODE PENELITIAN 23

3.1 Alat dan Bahan 23

3.1.1. Alat 23

3.1.2. Bahan-Bahan 24

3.2 Prosedur Penelitian 25

3.2.1. Proses Epoksidasi 25

3.2.2. Pembentukan Poliol 25

3.2.3. Pembuatan Poliuretan 26

3.2.4. Uji bilangan iodine 26

4.2 Perhitungan 29

4.2.1 Bilangan Iodine 29

4.2.2 Bilangan Oksiran 29

4.2.3 Bilangan Hidroksil 30

4.3 Reaksi 30

4.4 Pembahasan 32

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 34

5.1 Kesimpulan 34

5.2 Saran 34

DAFTAR PUSTAKA 35

DAFTAR TABEL

Tabel

Halaman

1.

Komposisi asam lemak minyak kelapa sawit 6 dan minyak inti kelapa sawit

4.1 Data Analisa Bilangan iodine 28

4.2 Data Analisa Bilangan Oksiran 28

4.3 Data Analisa Bilangan Hidroksil 28

4.4 Bilangan gelombang spektrum FT-IR Epoksidasi

RBD-Palm oleindan PoliolRBD-Palm olein 29 4.5 Bilangan gelombang spektrum FT-IR Poliuretan 29

DAFTAR GAMBAR

Gambar

Halaman

2.6.1 Polimerisasi adisi 11

2.6.2 Sintesis polimer 12

2.7 Reaksi epoksidasi 13

2.9 Reaksi pembentukan uretan

dari isosianat dan alkohol 17

2.9.2 Reaksi pembentukan monomer poliuretan 18

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran

Halaman

1

Pembuatan Reagent 39

2 Spektrum FT-IR Poliol 42

PEMANFAATANRBD-palm oleinDARI HASIL EPOKSIDASI SEBAGAI SUMBER POLIOL DALAM PEMBUATAN POLIURETAN

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang Pemanfaatan RBD-Palm Olein Dari Hasil Epoksidasi Sebagai Sumber Poliol Dalam Pembuatan Poliuretan di Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Medan. Penelitian ini menggunakan metode kuantitatif dan FT-IR dimana hasil yang diperoleh dari kadar iodRBD-Palm Olein adalah 60,26, hasil analisa bilangan oksiran minyak epoksidasi sebesar 1,6227 dan hasil analisa hidroksil poliol sebesar 67,9843. Dari hasil ini menunjukan bahwa RBD-Palm Olein dapat menghasilkan poliuretan dengan melakukan epoksidasi terlebih dahulu dan dengan penambahan pereaksi metanol dan pelarut isopropanol dengan rasio 1 : 8 agar terbentuk poliol, poliol yang terbentuk direaksikan dengan toluen diisosianant dapat menghasilkan poliuretan sebagai sumber utama poliuretan.

UTILIZATION RBD-palmoleinOF EPOXIDATION RESULTS AS THE SOURCE POLYOL IN THE MAKING POLYURETHANE

ABSTRACT

Has conducted research on the utilization of RBD Palm Olein-epoxidation As Source Of Results In Making Polyurethane Polyols in Oil Palm Research Center (PPKS) field. This study uses quantitative methods and FT-IR where the results obtained from the levels of iodine-RBD Palm Olein is 60.26, oil analysis results oxirane number epoxidation of 1.6227 and analysis of polyol hydroxyl at 67.9843. From these results indicate that RBD Palm Olein-can produce polyurethanes by epoxidation prior to the addition of reagents and solvents methanol and

isopropanol at a ratio of 1: 8 in order to form a polyol, polyol reacted with toluene diisosianant formed to produce polyurethane as the main source of polyurethane.

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Minyak goreng merupakan salah satu kebutuhan pokok manusia sebagai alat pengolahan bahan-bahan makanan. Minyak goreng berfungsi sebagai media penggorengan yang sangat penting dan kebutuhannya semakin meningkat. Minyak dapat bersumber dari tanaman, misalnya minyak zaitun, minyak kelapa, minyak kedelai, minyak jagung,dan minyak dari biji bunga matahari. Minyak juga dapat bersumber dari hewan, misalnya ikan sarden dan ikan paus (Ketaren,1986). Minyak goreng berwujud cair karena rendahnya kandungan asam lemak jenuh dan tingginya kandungan asam lemak tidak jenuh (Winarno,1997). Kandungan asam lemak tidak jenuh umunya terdiri dari palmitoleat, oleat, linoleat (Ketaren,1986).

Asam oleat, CH3 (CH2)7 CH═CH (CH2)7 CO2H, adalah senyawa kimia yang merupakan komponen penyusun umum RBD-Palm Olein. Gugus -OH dari

karboksilat pada asam oleat dapat direaksikan dengan senyawa yang mengandung gugus isosianat, misalnya metilen-4,4’-difenildiisosianat membentuk gugus fungsi uretan (-NHCOO-). Oleh karena itu, asam oleat dapat dipergunakan sebagai monomer dalam sintesis poliuretan (Rohaeti,2005).

Poliuretan di pasaran dijumpai dalam berbagai bentuk yakni busa fleksibel, busa kaku, elastomer serta plastik padat dan keras (Hepburn,1991, Randal dan Lee, 2002). Dalam menghasilkan berbagai bentuk poliuretan dipengaruhi oleh jenis poliol, isosianat yang digunakan sebagai poliol rasio gugus

2

hidroksil (OH) sangat mempengaruhi jenis poliol yang digunakan (Hepburn,1991).

Epoksidasi terhadap ikatan rangkap asam lemak tidak jenuh dari beberapa minyak nabati telah dilakukan dan juga telah diterapkan dalam skala industri. Saat ini epoksidasi minyak yang paling banyak dikembangkan adalah epoksidasi terhadap minyak nabati yang memiliki kandungan asam lemak tidak jenuh tinggi seperti minyak kedelai (Goud, dkk, 2006).

Salah satu produk epoksida yang dapat dihasilkan menggunakan minyak nabati sebagai bahan bakunya adalah senyawa polihidroksi trigliserida. Polihidroksi trigliserida merupakan senyawa turunan dari minyak atau lemak yang memiliki gugus hidroksil lebih dari 2. Senyawa polihidroksi trigliserida ini banyak digunakan sebagai bahan untuk pembuatan poliuretan, bahan aditif untuk plastik, pelumas, surfaktan dan lain-lain sehingga kebutuhan akan senyawa ini menjadi sangat tinggi (Gan, dkk, 1992).

Epoksida minyak dapat digunakan secara langsung sebagai pemlastis dalam matriks polimer untuk menghasilkan suatu material yang sesuai untuk polivinil klorida (PVC), hal ini sangat penting sekali untuk mengendalikan kekentalan PVC selama proses pembuatannya dan sebagai penstabil resin PVC untuk meningkatkan fleksibilitas, elastisitas, kekuatan dan untuk mempertahankan stabilitas polimer terhadap perpindahan panas dan radiasi UV. Reaktifitas cincin oksiran yang tinggi menyebabkan epoksi juga dapat digunakan sebagai bahan baku untuk beberapa bahan kimia, seperti alkohol, glikol, alkanolamin, senyawa

3

karbonil, senyawa olefin, dan polimer seperti poliester, poliuretan, dan resin epoksi (Gan, dkk, 1992).

Dari yang diuraikan diatas dalam tugas akhir ini, peneliti tertarik memanfaatkan trigliserida yang kaya asam lemak tidak jenuh oleat dan linoleat yaitu, RBD-Palm Olein melalui epoksidasi terhadap ikatan rangkap tersebut

sebagai sumber poliol yang selanjutnya pengujiannya dilakukan untuk pembuatan poliuretan melalui reaksi epoksidasi yang diikuti polimerisasi dengan toluen diisosianat.

1.2 Permasalahan

Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan diatas, maka sebagai permasalahan dalam penelitian ini adalah bagaimana memanfaatkan RBD-palm

oleindari hasil epoksidasi sebagai sumber poliol dalam pembuatan poliuretan

1.3 Pembatas masalah

Penelitian ini dibatasi dengan hanya sampai terbentuknya poliuretan dari RBD-palm oleinhasil epoksidasi yang direaksikan dengan toluen diisosianat.

1.4 Tujuan

Untuk memanfaatkan RBD-palm olein dapat dijadikan sumber poliol

dalam pembuatan poliuretan.

1.5 Manfaat

Melalui hasil penelitian ini diharapkan RBD-palm olein hasil epoksidasi

4

1.6 Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di laboratorim Oleo Kimia Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Medan.

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Minyak Kelapa Sawit

Minyak kelapa sawit merupakan salah satu bahan baku utama minyak goreng. Minyak sawit terutama dikenal sebagai bahan mentah minyak dan lemak pangan yang digunakan untuk menghasilkan minyak goreng, shortening, margarine, dan minyak makan lainnya. Minyak sawit mengandung asam lemak jenuh dan asam lemak tidak jenuh yang ikatan molekulnya mudah dipisahkan dengan alkali, sehingga mudah dibentuk menjadi produk untuk berbagai

keperluan, seperti untuk pelumas “cold rollet” dalam berbagai proses industri dan

“flexing agent” dalam berbagai tekstil. Dengan kandungan kadar karoten yang

tinggi, minyak sawit merupakan sumber provitamin A yang murah dibanding dengan bahan baku lainnya ( Awang,B.,1996 ).

Minyak termasuk golongan lipid (netral) berupa lemak yang berwujud cair pada suhu kamar 25oC. Minyak merupakan trigliserida (triasil gliserol) dari gliserol dan berbagai asam lemak (Winarno,1997).

2.2 Komposisi kimia minyak kelapa sawit

Komponen utama minyak dan lemak adalah trigliserida sedangkan komponen non-trigliserida adalah berupa asam lemak bebas, air, kotoran dan komponen lain yang tidak diharapkan. Adapun komposisi dari asam lemak dalam minyak sawit dapat dilihat pada Tabel dibawah ini (Ketaren, 1986).

6

Tabel 1. Komposisi asam lemak minyak kelapa sawit dan minyak inti kelapa sawit

Asam Lemak Minyak kelapa sawit (%) Minyak inti sawit (%)

Asam Kaprilat - 3-4

Asam Kaproat - 3-7

Asam Laurat - 46-52

Asam Miristat 1,1-2,5 14-17

Asam Palmitat 40-46 6,5-9

Asam Stearat 3,6-4,7 1-2,5

Asam Oleat 39-45 13-19

Asam linoleat 7-11 0,5-2

Sumber: (Ketaren, 1986)

2.3 Minyak goreng

Minyak goreng berfungsi sebagai pengantar panas, penambah rasa gurih, dan penambah nilai kalori bahan pangan. Mutu minyak goreng ditentukan oleh titik asapnya, yaitu suhu pemanasan minyak sampai terbentuk akrolein yang tidak diinginkan dan dapat menimbulkan rasa gatal pada tenggorokan. Hidrasi gliserol akan membentuk aldehida tidak jenuh atau akrolein tersebut. Makin tinggi titik asap makin baik minyak goreng itu. Titik asap suatu minyak goreng tergantung dari kadar gliserol bebas. Minyak yang telah digunakan untuk menggoreng titik aspnya akan turun, karena telah terjadi hidrolisis molekul lemak. Karena itu untuk menekan terjadinya hidrolisis, pemanasan minyak sebaiknya dilakukan

7

pada suhu yang tidak terlalu tinggi ( suhu penggorengan 177oC - 221oC ) (F.G Winarno, 2004).

2.3.1 Prose PengolahanRBD-Palm Olein

Refined, Bleached and Deodorized Palm Oil (RBDPO) adalah minyak

sawit yang telah mengalami proses penyulingan pada tahap deodorizing untuk

menghilangkan asam lemak bebas serta penjernihan untuk menghilangkan warna dan penghilangan bau. Proses pengolahan kelapa sawit menjadi minyak goreng sawit dimulai dari proses pengolahan tandan buah segar menjadi crude palm oil

(CPO).

Setelah kelapa sawit berubah menjadi CPO, maka proses selanjutnya adalah mengolah CPO menjadi minyak goreng sawit. Secara garis besar proses pengolahan CPO menjadi minyak goreng sawit, terdiri dari dua tahap yaitu tahap pemurnian (refinery) dan pemisahan (fractionation). Tahap pemurnian terdiri dari penghilangan gum (degumming). Pemucatan (bleaching) dan penghilangan bau (deodorization). Tahap pemisahan terdiri dari proses pengkristalan (crystalization) dan pemisahan fraksi. Pada proses ini terjadi pemanasan CPO untuk mempermudah pemompaan CPO ke tangki berikutnya.. Hasil dari proses ini disebut DPO (Degummed Palm Oil).

DPO yang dihasilkan dari proses degumming dipompa menuju dryer dengan kondisi vakum. Setelah dari dryer, DPO dipompakan ke reaktor yang terlebih dahulu melewati static mixer kemudian turun ke slurry tank. Di dalam

slurry tank, terjadi pemanasan lagi sampai temperatur 90-120°Cdan penambahan

H3PO4dan CaCO3.Slurry Oildarislurry tankakan mengalir turunbleacher. Dari bleacher minyak dialirkan dan dipompakan ke niagara filter untuk filtrasi. Hasil

8

dari filtrasi ini adalah DBPO (Degummed Bleached Palm Oil) yang selanjutnya dialirkan keintermediate tank(tangki siwang) untuk tahapdeodorizing.

DBPO yang berasal dari tangki siwang dialirkan menuju ke deaerator. Dari deaerator, DBPO dipompakan ke Spiral Heat Exchanger (SHE). Dalam

proses ini terjadi penambahan panas dengan temperatur 185-200°C. Dari SHE minyak dialirkan ke flash vessel turun ke packed column. Setelah dari packed

column, minyak dialirkan menuju deodorize. Dalam proses ini terjadi

penghilangan zat-zat yang dapat menimbulkan bau seperti keton dan aldehid dengan pemanasan pada temperatur 240-265°C. DBPO yang sudah hilang baunya dipompakan kembali ke SHE untuk mengalami pertukaran panas. Dalam hal ini minyak sudah dalam bentuk RBDPO (Refined Bleached Palm Oil). RBDPO kemudian mengalami pertukaran panas lagi dengan CPO pada PHE. Dari PHE, RBDPO dialirkan ke Plate Cooler Water (PCW) selanjutnya RBDPO difiltrasi.

Kemudian di analisa di laboratorium, jika sesuai dengan spesifikasi maka RBDPO bisa dialirkan langsung ke tangki penampungan atau ke tangki kristalisasi sesuai dengan kualitasnya untuk diproses pada tahap fraksinasi (Iyung, 2008).

2.4 Oleokimia

Oleokimia pada dasarnya merupakan cabang ilmu kimia yang mempelajari trigliserida yang berasal dari minyak dan lemak menjadi asam lemak dan gliserin serta turunan asam lemak baik dalam bentuk ester, amida, sulfat, sulfonat, alkohol, alkoksi, maupun sabun.

Pada saat ini industri oleokimia masih berbasis kepada minyak/trigliserida sebagai bahan bakunya. Asam lemak bersama-sama dengan

9

bahan baku untuk semua lipida pada makhluk hidup. Asam lemak ini mudah dijumpai dalam minyak masak (minyak goreng), margarin, atau lemak hewan dan menentukan nilai gizinya.

Secara alami, asam lemak bisa berbentuk bebas (karena lemak yang terhidrolisis) maupun yang terikat dengan gliserida (Tambun, 2006).

2.5 Penggunaan Oleokimia Dalam Industri Polimer

Turunan lemak dan minyak dalam industri polimer dapat dimanfaatkan sebagai monomer pembentuk bahan polimer maupun sebagai bahan tambahan untuk memperbaiki sifat polimer tersebut, termasuk memperbaiki permukaan maupun memperkuat ketahanan polimer. Asam lemak tidak jenuh seperti oleat (C18:1), linoleat (C18:2), maupun risinoleat (C18:1-OH) telah dikembangkan untuk dioksidasi menjadi asam azelat (Reck,1984; Brahmana,1994).

Demikian juga dari asam lemak tidak jenuh melalui oksidasi dapat dihasilkan senyawa poliol yang banyak digunakan sebagai monomer pembentuk polimer seperti poliester, polieter, dan poliuretan. Sebagai bahan tambahan penggunaan oleokimia dapat digunakan sebagai : slip agent, pelumas, plastisizer dan stabilizer, anti static agent, katalis dan emulsifier (Reck,1984).

2.6 Polimer

Polimer yang memiliki kestabilan termal dan oksidasi istimewa, dipakai dalam aplikasi-aplikasi ruang angkasa berkinerja tinggi. Polimer juga digunakan untuk aplikasi medis yang penggunaanya sangat luas, seperti benang jahitan bedah yang dapat terurai dengan mudah dan dalam pembuatan organ-organ

10

buatan. Polimer konduktif merupakan polimer-polimer yang memperlihatkan konduktivitas listrik yang sebanding dengan konduktivitas logam-logam (Steven, 2001).

Reaksi kimia yang terjadi diantara dua molekul merupakan proses pembentukan atau pemecahan satu atau lebih ikatan kimia yang terdapat pada suatu senyawa kimia. Reaksi polimerisasi berbeda dengan reaksi sintesis pada umumnya, karena pada polimerisasi molekul-molekul yang bereaksi harus mempunyai dua atau lebih gugus fungsi. Pada dasarnya reaksi polimerisasi dapat dikelompokkan menjadi dua golongan besar, yaitu reaksi polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi.

Polimerisasi adisi yang paling dikenal adalah reaksi pada senyawa yang mengandung ikatan karbon rangkap dua (umunya dikenal dengan polimerisasi vinil) polimerisasi adisi dapat dibagi menjadi tiga tahap :

a. Inisasi (pemicuan)

Inisiasi

BF3+ H2O BF3.H2O

BF3.H2O + H3C C

CH3

CH_{2 H}

3C C+

CH₃

CH3 + (BF3OH)

-11

b. Propagasi (perambatan)

c. Terminasi (pengakhiran)

Gambar 2.6.1 Reaksi polimerisasi adisi

Karena polimerisasi ini menggunakan bahan baku senyawa ikatan rangkap dua, maka polimerisasi adisi selanjutnya dapat melalui radikal bebas atau melalui ion (kation dan anion).

Propagasi

H₃C C+

CH3

CH3 + H3C C

CH3

CH2 _H

3C C

H2

C C+

CH3

CH3

CH3

CH3

H₃C C H2

C C+

CH3

CH3

CH3

CH3

+ _H

3C C

CH3

CH2

H₃C C H2 C C CH3 CH3 CH3 CH3 H2

C C+

CH3

CH3

H₃C C HC2 C CH₃

CH₃

CH₃

CH₃ H₂ C C+

CH₃

CH₃

+ _(BF

3OH)

-C H₂ C C CH₃ CH₃ CH₃ CH₃ H₂ C C CH₃ CH₃ C CH₂ CH₃

12

Polimerisasi kondensasi adalah reaksi yang terjadi antara dua molekul bergugus fungsi dua atau lebih dan menghasilkan satu molekul besar serta molekul kecil seperti air. Sebagai contoh reaksi pembuatan poliester Dacron, reaksi berasal dari polimerisasi antara etilena glikol dan metil terefalat (Riswiyanto, 2009).

nHO CH2CH2 OH + nH3CO C

O

C O

OCH3

H O CH2CH2 O C

O

C O

O CH3

n

+ n CH3OH

Gambar 2.6.2 Reaksi sintesis polimer

Sintesis polimer melalui polimerisasi bertujuan menciptakan polimer baru dengan struktur rantai tertentu sehingga menghasilkan bahan polimer dengan karakteristik dan sifat mekanis yang diinginkan. Penerapan bahan polimer kesegala kehidupan manusia untuk memenuhi kebutuhan sandang, pangan, dan papan memerlukan berbagai standart mutu bahan polimer dari polimer komoditas, sampai bahan polimer teknik, dan polimer khusus. Penyediaan berbagai mutu bahan polimer ini tidak dapat dipenuhi bila hanya digunakan cara polimerisasi,

13

baru melalui reaksi polimer lainnya atau senyawa aditif berbobot molekul rendah (Wirjosentono,dkk,1995).

2.7 Epoksidasi

Epoksidasi asam lemak adalah reaksi antara ikatan rangkap karbon-karbon yang terdapat di dalam asam lemak tidak jenuh dengan oksigen aktif. Proses ini menghasilkan penambahan atom oksigen sehingga merubah ikatan rangkap tersebut menjadi cincin epoksi (oksiran).

Pada umumnya, epoksidasi minyak menggunakan hidrogen peroksida sebagai pereaksi. Sifat hidrogen peroksida sebagai oksidator tidak cukup kuat sehingga ditransformasi ke bentuk yang lebih aktif (asam peroksi) (Guenther et al.,2003).

R C OH

O

+ H2O2 R C O OH

O

+ H₂O

Asam karboksilat peroksida asam ferformat air

R C O OH

O

asam ferformat

+ C C

H H

C C

O

+

R C OH

O

Asam karboksilat

Olefin epoksida

14

Metoda epoksidasi bervariasi tergantung pada keadaan reaktan dan katalis yang digunakan. Untuk memproduksi epoksida dari tipe molekul yang memiliki ikatan rangkap, metoda yang dapat digunakan diantaranya:

a. Epoksidasi dengan asam perkarboksilat (Guenther et al.,2003) yang dapat memakai katalis asam atau enzim (Klass dan Warwel,1999; Rios et al.,2005).

b. Epoksidasi dengan peroksid organik dan anorganik yang menggunakan katalis logam transisi (Sharpless et al., 1983).

c. Epoksidasi dengan halohidrin dikatalis oleh asam hipohalous (HOX) dan garamnya.

d. Epoksidasi dengan oksigen molekuler (Guenther et al., 2003). Dari empat metoda diatas, epoksidasi dengan asam perkarboksilat banyak dikembangkan untuk dihasilkan proses yang bersih dan efisien (Dinda et al., 2007).

Epoksidasi minyak nabati merupakan hal yang penting dan sangat berguna terutama dalam hal sebagai stabilisator dan plastisasi bahan polimer. Berdasarkan pada kereaktifan yang tinggi dari cincin oksiran epoksida juga dapat dimanfaatkan sebagai zat antara untuk berbagai jenis bahan kimia yaitu alkohol, glikol, alkanolamin, senyawa karbonil, senyawa olefin, dan polimer seperti poliester, dan poliuretan (goud, dkk, 2002).

Ester terepoksidasi mempunyai densitas yang lebih tinggi dan volatilitas yang lebih rendah serta lebih tahan terhadap oksidasi. Epoksidasi meningkatkan stabilitas oksidatif termal dan mengurangi laju peningkatan angka

15

Suhu reaksi epoksidasi lebih sering diatur pada 30 dan 140oC. Reaksi epoksidasi dapat dilakukan secara batch, semi-kontinyu, atau kontinyu (Escrig, Pilar De Frutos et. al, 1998).

2.8 Poliol

Poliol merupakan senyawa organik yang memiliki gugus hidroksil lebih dari satu dan dalam industri material sangat luas digunakan baik sebagai bahan pereaksi maupun addtive. Senyawa poliol dapat diperoleh langsung di alam

seperti amilum, selulosa, sukrosa, lignin, ataupun olahan industri kimia. Poliol dari minyak nabati telah banyak dikembangkan untuk dapat menggantikan petroleum berbasis poliol dalam pembuatan poliuretan dan poliester, juga telah banyak digunakan sebagai bahan pemelastis dalam matriks polimer untuk menghasilkan suatu material, demikian juga sebagai pelunak maupun pemantap yang bertujuan agar diperoleh kekerasan dan kelunakan tertentu sehingga material tersebut mudah dibentuk ke berbagai jenis barang sesuai kebutuhan (Andreas,dkk.,1990; Narrine,dkk.,2007).

Sebagai bahan poliol tersebut dari sumber minyak nabati dikembangkan

melalui transformasi terhadap ikatan π pada asam lemak tidak jenuh, baik sebagai

trigliserida maupun bentuk asam lemak dan juga bentuk alkil asam lemak melalui berbagai proses kimia seperti ozonolisis, epoksidasi, hidroformulasi, dan metatesis (Gua, dkk, 2002).

Beberapa minyak nabati diupayakan dalam pembuatan poliol dengan memanfaatkan asam lemak tidak jenuh terutama oleat (C18:1), linoleat (C18:2), linolenat (C18:3). Seperti halnya pembuatan poliol dari minyak kacang kedelai yang kaya kandungan oleat, linoleat, dan linolenat melalui proses ozonolisis

16

katalitik dan dihasilkan komposisi gliserida yang baru, yang mana komponen utamanya adalah 2-hidroksi nonanoat dari gugus hidroksil yang baru. Senyawa yang terbentuk dalam trigliserida berupa campuran mono, di dan tri trigliserida yang memiliki gugus hidroksi (Trans,dkk,2005).

Epoksidasi asam lemak tidak jenuh baik sebagai trigliserida, asam lemak bebas maupun dalam bentuk alkil ester asam lemak yang dilanjutkan hidrolisis juga telah banyak dilakukan untuk menghasilkan senyawa poliol, seperti halnya epoksidasi asam oleat dengan asam ferformat yang dilanjutkan hidrolisis menghasilkan asam 9,10-dihidroksi stearat (Swern,dkk,1982).

Epoksidasi terhadap minyak kacang kedelai degan asam ferformat yang komposisi utamanya sebagai trigliserida asam oleat, linoleat, dan linolenat dimana epoksida yang terbentuk diikuti hidrolisis untuk membentuk poliol turunan minyak kedelai (Godoy,dkk,2007).

2.9 Isosianat

Isosianat merupakan monomer yang utama dalam pembentukan poliuretan. Isosianat memiliki reaktifitas yang sangat tinggi, khususnya dengan reaktan nukleofilik. Reaktifitas gugus sianat (-N=C=O) ditentukan oleh sifat positif dari atom karbon dalam ikatan rangkap komulatif yang terdiri dari N, C, dan O.

Pada dasarnya kumpulan R-N=C=O mempunyai kemampuan untuk bereaksi dengan berbagai senyawa khususnya yang mengandung gugus nukleofil seperti air, amina, alkohol, dan asam lemak. Isosianat memiliki dua sisireaktif

17

dengan senyawa yang mengandung gugus hidroksil baik yang bersifat alifatis, siklik, maupun gugus aromatik.

Dalam pembentukan poliuretan sangat penting untuk memilih isosianat yang sesuai untuk bereaksi dengan poliol karena akan dapat menentukan hasil akhir seperti biuret, urea, uretan, dan alopat. Isosianat dapat bereaksi dengan alkohol membentuk karbamat, dengan air membentuk urea dan gas CO2, dengan amina membentuk urea, dengan urean membentuk uretan dengan isosianat sendiri (Hepburn,1991;Randal dan Lee,2002).

Poliuretan sering disebut poliisosianat, gugus isosianat, -NCO, merupakan gugus yang sangat reaktif dan dapat membentuk uretan dengan alkohol (Gambar 2.9.1):

R HN C

OR' O

R N C O + R' OH

Isosianat _{Alkohol Uretan}

Gambar 2.9.1 Reaksi pembentukan uretan dari isosianat dan alkohol

Reaksi yang melibatkan monomer-monomer pada pembentukan poliuretan yaitu gugus sianat N=C=O dan gugus–OH (Gambar 2.2):

C N

O

R H

N C

O

O R' OH

Poliuretan

C N

O

R H

N C

O

O R' OH

Monomer poliuretan

Reaksi dengan mononomer-monomer berikutnya

18

R NH C

OR O

R N C O _{+ R'} OH

Isosianat _{Poliol Uretan}

Gambar 2.9.2. Reaksi pembentukan monomer poliuretan

Seperti poliamida, poliuretan, dapat mengalami ikatan hidrogen. Poliuretan mempunyai sifat yang sama dengan nilon, tetapi karena sukar diwarnai dan titik lelehnya lebih rendah, polimer ini pada awalnya tidak banyak diperdagangkan akan tetapi, terjadi kemajuan pesat pada kimia poliuretan yang menghasilkan busa, elastomer, pelapis permukaan, serat, dan perekat poliuretan.

Poliuretan yang terbentuk juga dapat berupa foam (busa), walaupun berasal dari berbagai sampel poliol yang berbeda. Poliuretan jenis ini lebih keras dibandingkan dengan poliuretan yang lain. Dengan direaksikan melalui isosianat akan terbentuk banyak uretan, yang kemudian akan diperiksa sifatnya. Salah satu kegunaan poliuretan foam dapat digunakan sebagai busa (Ulrich, 1982).

Mekanisme reaksi isosianat dengan kumpulan hidroksil ditentukan menurut reaktivitas kumpulan hidroksil itu sendiri. Adapun reaksi secara umum isosianat, yaitu :

1. Reaksi isosianat dengan poliol

2. Reaksi isosianat dengan air

R N C O

Isosianat

+ H2O R

H

N C

OH

O

RNH_{2 + CO2}

19

3. Reaksi isosianat dengan amina lebih jauh melalui perbandingan reaksi senyawa kandungan hidrogen aktif (Doyle, 1971).

4. Dengan adanya kelebihan isosianat, atom hidrogen dari uretan akan bereaksi dengan isosianat untuk membentuk suatu rantai alopanat

(Hepburn,1991) Gambar 2.9.3 Reaksi umum isosianat

R N C O

Isosianat

+ RNH₂ + Amina

R HN C

O

Uretan

H

N R' + R N C O

R N C

O H N R C _O NH R' Biuret

R HN C

O H

N R' + R N C O

Uretan Isosianat

R N C

O H N R HC O NH R' Biuret

20

2.10 Poliuretan

Poliuretan umumnya di singkat dengan PU merupakan senyawa polimer yang penyusun rantai utamanya adalah gugus uretan (-NHCOO-). Poliuretan merupakan jenis polimer yang mudah disesuaikan dengan penggunaanya serta sukar disamai polimer lain seperti kekuatan regangan, kekerasan, ketahanan gesekan, dan ketahanan pelarut. Sifat-sifat yang dimiliki oleh poliuretan menjadikan bahan ini sangat berpotensi dalam berbagai industri (Dombrown,1957).

Poliuretan memiliki kekakuan, kekerasan, serta kepadatan yang amat beragam. Beberapa jenis poliuretan yang diperdagangkan dan sangat sesuai dengan penggunaanya, diantaranya :

a. Busa fleksibel (fleksible foam), berdensitas (kepadatan) rendah

yang digunakan dalam bantalan menahan lenturan.

b. Busa kaku (rigid foam), berdensitas rendah yang digunakan untuk

isolasi termal dan dasboard pada mobil

c. Elastomer, bahan padat yang empuk sering digunakan untuk bantalan gel dan penggiling cetakan

d. Plastik padat, sering digunakan sebagai bagian struktural dan bahan instrumen elektronik.

Poliuretan digunakan secara meluas dalam sandaran busa fleksibel berdaya lenting (daya pegas) tinggi, panel isolator busa yang kaku, segel busa mikroseluler, gasket roda, ban yang tahan lama, segel dan lem berkinerja tinggi (Hepburn,1991;Randal dan Lee,2002).

21

Umumnya bahan-bahan alam yang dimiliki dua atau lebih gugus hidroksil dapat digunakan sebagai sumber poliol. Baik sebagai inisator yang digunakan sebagai pemuai, serta berat molekulpoliol sangat mempengaruhi keaadan fisik dan sifat fisik polimer poliuretan. Karakteristik poliol yang sangat penting adalah pola struktur molekulnya, berat molekul, persen gugus hidroksi utama, fungsionalitas dan viskositas. Sebagai sumber poliol belakangan ini banyak digunakan dari hasil transformasi minyak nabati dengan memanfaatkan masing-masing asam lemak tidak jenuh yang dikandungnya. Minyak nabati sebagai trigliserida dibentuk menjadi turunannya seperti metil ester asam lemak tidak jenuh dapat diepoksidasi yang dilanjutkan hidrolisis menjadi poliol (Goud, dkk, 2006).

Secara umum untuk menghasilkan poliuretan dengan isosianat dilakukan melalui tahapan berikut : tahap awal adalah pemanasan dan pengadukan dari senyawa poliol atau poliol dengan bahan aditif dalam kondisi inert (menggunakan N2). Berikutnya adalah pencampuran dengan senyawa diisosianat (jumlah pemakaian dihitung berdasarkan rasio OH/NCO) diikuti dengan pengadukan dan pemanasan dimana hasil reaksi yang terbentuk dalam keadaan viskos segera dituangkan kedalam cetakan, yang umum digunakan adalah teflon yang diberi bahan surfaktan seperti silikon. Poliuretan yang terbentuk dikeringkan dalam vakum desikator dan pemanasan pada oven dengan suhu 60 – 100oC dilanjutkan penyimpanan hasil pada suhu kamar (Narine,2007).

Hasil polimerisasi dua jenis monomer pada pembentukan poliuretan (poliol dengan isosianat) dapat dilanjutkan dengan pemberian bahan-bahan pemanjang rantai polimer atau bahan memperkuat ikatan rantai polimer sesuai

22

foam, untuk menghasilkan busa pada saat proses diberikan bahan pembentuk busa (blowing agent) seperti hidrokloroflorokarbons, hidroflorokarbons, hidrokarbons,

dan lain-lain (Randal dan Lee,2002).

2.11 Spektrofotometri Inframerah

Spektrofotometri infra-merah adalah sangat penting dalam kimia modern, terutama dalam bidang kimia organik. Ia merupakan alat rutin dalam penemuan gugus fungsional, pengenalan senyawa, dan analisa campuran. Kebanyakan gugus, seperti CH, O-H, C=N, dan C=N, menyebabkan pita absorpsi infra-merah, yang berbeda hanya sedikit dari satu molekul ke yang lain tergantung pada substituen yang lain (Day dan Underwood,1990).

Pancaran infra-merah pada umumnya mengacu pada bagian spektrum elektromagnet yang terletak di antara daerah tampak dan daerah gelombang mikro. Bagi kimiawan organik, sebagian besar kegunaannya terbatas di antara 4000 cm-1 dan 666 cm-1 (2,5 –15,0 µm). Akhir-akhir ini muncul perhatian pada daerah infra-merah dekat, 14.290 – 4000 cm-1 (0,7 – 2,5 µm) dan daerah infra-merah jauh, 700–200 cm-1 (14,3–50 µm) (Silverstein, dkk., 1986).

Spektrofotometri infra-merah juga digunakan untuk penentuan struktur, khususnya senyawa organik dan juga untuk analisis kuantitatif, seperti analisa kuantitatif pencemaran udara, misalnya karbon monoksida dalam udara dengan teknik non-dispersive (Khopkar, 2003).

23

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan 3.1.1 Alat

- Neraca analitik

- Gelas ukur 10,25,50,100 mL Pyrex,Duran

- Labu leher tiga 500 mL Pyrex

- Pipet tetes

- Corong pemisah 250 mL Pyrex

- Termometer 250oC

- Hot plate - Magnetic stirer

- Beaker glass 150,250,500 mL Pyrex,Duran

- Rotarievaporator Buchi

- FT-IR - pH meter - Kondensor

- Labu destilat Buchi

- Penangas minyak - Penyangga corong

- GelasErlenmeyer Pyrex,Duran

- Alat Vakum - Botol akuadest

24

- Pipet volume

3.1.2 Bahan

- RBD Palm Olein 100 gram

- Asam formiat 50 mL

- Hidrogen peroksida (H2O2) 30% 100 mL - Air dingin

- Air panas

- RBD Palm Oleinhasil epoksidasi 20 gram

- Metanol 10 mL

- Isopropanol 80 mL

- H2SO4(p) 1 gram

- Na2CO3 - n-Heksana - Larutan buffer - Larutan Wijs - Na2S2O3.5H2O - HBr 0,1 N - Piridin

- Kalium hidrogen penthalat (KHP) - Asam asetat glassial

- Indikator fenolftalein - Indikator genta violet - Indikator amilum

25

3.2 Prosedur

3.2.1 Proses epoksidasi

Kedalam labu leher tiga volume 500 mL dimasukkan sebanyak 50 mL asam formiat dan ditambahkan hidrogen peroksida 30% sebanyak 100 mL, kemudian diaduk menggunakan magnetic stirer selama satu jam dengan suhu

50oC. Selanjutnya ditambahkan 100 gram RBD Palm olein secara perlahan-lahan dengan suhu yang dipertahankan 50oC. Dilanjutkan pemanasan selama tiga jam, kemudian di panaskan pada suhu 80oC dan diperiksa pH menggunakan pH meter. Selanjutnya minyak dicuci dengan air panas sampai pH netral dan dipisahkan menggunakan corong pisah kembali. Setelah diperoleh minyak, dilakukan analisa bilangan iod, bilangan oksiran dan analisis dengan spektrofotometer inframerah.

3.2.2 Pembentukan poliol

Kedalam labu leher tiga volume 500 mL dimasukkan campuran metanol dan isopropanol dengan perbandingan 1:8, lalu ditambahkan sebanyak 20 gram RBD Palm Oleinhasil epoksidasi secara perlahan-lahan. Selanjutnya ditambahkan

1 gram H2SO4 (p) dan dipertahankan suhu pada 50oC-55oC selama dua jam, lalu dinginkan sampai suhu kamar. Kemudian ditambahkan n-Heksana sebanyak volume campuran tersebut dan Na2CO3 sampai pH netral. Campuran kemudian dituangkan kedalam corong pisah untuk dipisahkan lapisan atas dan lapisan bawah. Lapisan atas adalah hasil poliol yang berwarna kuning dan lapisan bawah adalah sisa reaktan yang jernih. Keringkan lapisan atas untuk menghilangkan sisa n-Heksana. Poliol dianalisis melalui penentuan bilangan hidroksil dan diikuti analisis spektrofotometer inframerah.

26

3.2.3 Pembuatan poliuretan

Kedalam Beaker glass dimasukkan 5 mL poliol RBD-Palm olein lalu

ditambahkan 20 mL toluen diisosianat,diaduk menggunakan magnetic stirer.

Kemudian dinginkan sampai suhu kamar dan diamati hasil yang terbentuk.

3.2.4 Uji bilangan iodine

Sebanyak ± 0,25 gram sampel dengan tepat dalam gelas Erlenmeyer

bertutup volume 250 mL. Selanjutnya ditambahkan dengan 20 mL sikloheksana kemudian ditambahkan sebanyak 25 mL larutan Wijs, ditutup rapat dan dikocok hingga homogen lalu disimpan dalam ruang gelap selama ± 30 menit. Kedalam campuran tersebut ditambahkan 20 mL larutan KI 15% dan 150 mL aquadest. Dititrasi dengan larutan Na2S2O3 0,1 N sampai berwarna kuning pucat, ditambahkan sebanyak 2 mL indikator amilum. Dilanjutkan kembali titrasi sampai berwarna bening dan dicatat volume Na2S2O3 0,1 N yang digunakan. Dilakukan hal yang sama terhadap blanko.

Bilangan iodine =(Blanko–sampel) x N Na2S2O3x 12,69

( )

3.2.5 Uji bilangan oksiran

Sebanyak ± 0,5 gram sampel dengan tepat dalam gelas Erlenmeyer

bertutup volume 50 mL. Selanjutnya ditambahkan dengan 10 mL asam asetat glasial sikloheksana kemudian ditambahkan 3 tetes indikator gentaviolet. Dititrasi dengan larutan HBr 0,1 N sampai terjadi perubahan warna dari biru menjadi hijau

27

dan dicatat volume HBr 0,1 N yang digunakan. Dilakukan hal yang sama terhadap blanko.

Bilangan oksiran =mL titrasi x N HBr x 1,60 Berat sampel(gram)

3.2.6 Uji bilangan hidroksil

Sebanyak ± 1 gram sampel dengan tepat dalam gelas Erlenmeyerbertutup

volume 250 mL. Selanjutnya ditambahkan dengan 5 mL reagen asetilasi kemudian direfluks selama 1 jam pada suhu sekitar 90-95oC. Kedalam campuran tersebut ditambahkan 10 mL aquadest dan direfluks kembali selama 10 menit. Didinginkan pada suhu kamar (dibiarkan diatas hotplate) lalu dibilas kondensor dengan 10 mL butanol netral dan ditampung kedalam gelas Erlenmeyer. Dibilas

kembali gelasErlenmeyerdengan butanol netral 10 mL lalu diaduk. Ditambahkan

3 tetes indikator fenolftalein. Dititrasi dengan larutan KOH-Alkohol 0,5 N sampai terbentuk warna merah lembayung dan dicatat volume KOH-Alkohol 0,5 N yang digunakan. Dilakukan hal yang sama terhadap blanko.

Bilangan hidroksil = + 56,1

Keterangan

A : Berat sampel 1 (gram) B : Volume titrasi 1 (mL) C : Berat sampel 2 (gram) D : Volume titrasi 2 (mL) E : Volume titrasi blanko (mL) N : Normalitas KOH-Alkohol 0,5 N

28

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Data Hasil Pengamatan

Proses pembentukan poliuretan dilakukan dengan perbandingan polyol : TDI =5:20 (v/v). Setelah itu dilakukan analisa untuk seluruh bahan sebelum dan sesudah dilakukan reaksi polimerisasi. Analisa yang digunakan ialah analisa bilangan iod (IV), analisa bilangan oksiran oksigen, dan analisa bilangan hidroksil. Hasil analisa tersebut dapat dilihat pada tabel sebagai berikut :

Tabel 4.1 Bilangan Iodine

Sampel Berat rata-rata sampel

(M)

Volume rata-rata sampel (V)

Bilangan Iodine

Blanko - 46,84

-RBD-Palm olein 0,3944 28,11 60,26

Minyak hasil

epoksidasi 0,3898 30,25 54,00

Tabel 4.2 Bilangan Oksiran

Sampel Berat rata-rata sampel

(M)

Volume rata-rata sampel (V)

Bilangan Oksiran

RBD-Palm olein 0,5078 0 0

Minyak hasil

epoksidasi 0,5432 0,4725 1,6227

Tabel 4.3 Bilangan Hidroksil

Sampel A B C D E Bilangan

Hidroksil Poliol

29

Tabel 4.4. Nilai bilangan gelombang spektrum FT-IR Epoksidasi RBD-Palm oleindan PoliolRBD-Palm olein

Bilangan Gelombang (cm-1)

Jenis gugus fungsi/ikatan ERBD-Palm olein PRBD-Palm olein

- - Bengkokan Keluar Dari =CH

721,50 724,10 Bengkokan Keluar Dari =CH

1159,43 1088,48 C-O Ester

1176,17 C-O Ester

1463,68 1377,55 Rentangan Metilen

-CH2-1416,84-1464,04 Rentangan Metilen

-CH2-1743,20 1727,53 C=O Ester

2852,30 2855,36 Metilen

-CH2-2921,34 2927,19 Rentangan CH3 Alkana

- 3443,61 Gugus OH

Tabel 4.5 Nilai bilangan gelombang spektrum FT-IR Poliuretan

Bilangan Gelombang (cm-1) Jenis gugus Fungsi

1015,80-1172,36 Serapan C - O Uretan

1381,90 Amida Sekunder

1447,64 Allofanat Poliuretan

1720,78 Uretan

3406,51 Amina

4.2 Perhitungan 4.2.1. Bilangan Iodine

Bilangan iodine =(Blanko–sampel) x N Na2S2O4.5H2Ox 12,69

=(46,84-30,25) x0,1000 x12,69 0,3898

=54,00

4.2.2. Bilangan Oksiran

Bilangan oksiran =mL titrasi x N HBr x 1,60 Berat sampel =0,4725 x 0,1166 x 1,60

30

= 1,6227

4.2.3. Bilangan Hidroksil

Bilangan hidroksil = + 56,1

Keterangan

A : Berat sampel 1 (gram) B : Volume titrasi 1 (mL) C : Berat sampel 2 (gram) D : Volume titrasi 2 (mL) E : Volume titrasi blanko (mL) N : Normalitas KOH-Alkohol 0,5 N

Bilangan hidroksil = + 56,1

= 53,6+ 1,0019 x 0,1

1,0005 - 51,275 x 0,4997 x 56,1 = 53,6+(0,1001)- 51,275 x 0,4997 x 56,1

= 67,9843

4.3 Reaksi percobaan

RBD-Palm Oleinkaya kandungan asam lemak tidak jenuh yakni, oleat dan

linoleat dalam bentuk trigliserida. Secara acak untuk 1 (Satu) molekul sebagai contoh molekul yang utamandalam penelitian ini digambarkan dalam bentuk α

-palmitat, β-oleat, γ-linoleat, sehingga reaksi epoksidasi terhadapRBD-Palm Olein

untuk menghasilkan poliol sebagai berikut :

31

H₂C O C O

CH₂ (CH₂)₁₄CH₂ CH₃

HC

H₂C O C

O

CH₂ (CH₂)₇ CH CH CH₂ (CH₂)₇ CH₃

O C O

(CH₂)₇ CH CH CH₂ CH CH (CH₂)₄ CH₃ RBD-Palm Olein

+ _R C

O O Asam formiat

OH

H₂C O C O

CH₂ (CH₂)₁₄CH₂ CH₃

HC

H₂C O C

O

CH₂ (CH₂)₇CH CH CH₂ (CH₂)₇CH₃

O C O

(CH₂)₇CH CH CH₂ CH CH (CH₂)₄CH₃ EpoksiRBD-Palm Olein

O _O

CH3OH / H+

isopropanol

O

+ _R C O H

O

Asam ferformat

H2C O C O

CH2 (CH2)14CH2 CH3

HC

H2C O C

O

CH₂ (CH₂)₇ CH C

H CH2 (CH2)7 CH3

O C O

(CH2)7CH C

H CH2 CH CH (CH2)4 CH3 OCH₃ OCH₃ OH OCH₃ OH OH Poliol CH₃ N N C O C O

2,6 Toluen Diisosianat +

32

C H

H

C (CH2)14CH2 CH3

O OCH3 C O HN CH3 HN C O O n

Poliuretan asam oleat

CH CH CH₂ HC CH (CH₂)₄ CH₃

OCH₃ O C O HN CH₃ HN C O O n OCH₃ CH₃ N

N C O

C O

O

Poliuretan linolenat

4.4 Pembahasan

Dari (Tabel 4.1) dapat di simpulkan bahwa bilangan iodine RBD-Palm

olein sebesar 60,26 dan bilangan iodine minyak hasil epoksidasi sebesar 54,00

dan diikuti dengan hasil analisa bilangan oksiran RBD-Palm olein (tabel 4.2)

sebesar 0 dan bilangan oksiran hasil epoksidasi sebesar 1,6227. Reaksi epoksidasi RBD-Palm olein juga dapat dilihat dengan menggunakan spektofotometri FT-IR.

33

ester pada 1159,43 cm-1, serapan C=O ester pada 1743,20 cm-1 dan serapan pada 2852,30 cm-1 menunjukkan rentangan -CH2- (metilen) yang diperkuat dengan serapan pada 1453,66 cm-1, menunjukkan adanya trigliserida yang mengikat asam lemak terepoksidasi (lampiran 2). Serapan pada daerah ~3000 cm-1 yaitu pada 2921,34 cm-1menunjukkan rentangan CH3 alkana yang berada pada bagian ujung dari struktur trigliserida. Pada bilangan spektrum FTIR poliol (lampiran 3) menunjukkan masih terdapatnya bengkokan Keluar Dari =CH pada 724,10. Ini menunjukkan epoksida tidak sepenuhnya menjadi poliol. Tetapi kemunculan puncak pada daerah bilangan gelombang 3443,6 cm-1 yang merupakan serapan khas pada gugus–OH mengidentifikasikan terbentuknya poliol.

Poliol direaksikan dengan Toluen Diisosianat maka didapat hasil larutan Putih kental dan dibiarkan pada suhu kamar terbentuk padatan lunak berwarna putih. Ini menunjukkan terbentuknya poliuretan. Poliuretan yang didapat selanjutnya diuji dengan spektrofotometri FTIR dan hasilnya (tabel 4.5) menunjukkan bahwa bilangan gelombang 1447,64 ialah serapan allofanat poliuretan dan pada bilangan gelombang 1015,80-1172,36 terjadi Serapan C - O Uretan. Pada proses perubahan poliol menjadi poliuretan, masih terdapat gugus OH pada bilangan gelombang 3405.51. Hal ini disebabkan epoksidasi yang dilakukan belum sempurna.

34

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

RBD-Palm Olein dapat direaksikan dengan asam ferformat membentuk

gugus oksiran yang selanjutnya dengan menggunakan pereaksi metanol dalam pelarut isopropanol dapat memebentuk poliol turunan minyak kelapa sawit. Poliol yang terbentuk direaksikan dengan toluen diisosianat dengan rasio 10 : 5 dapat menghasilkan poliuretan. Hasil poliuretan yag didapat berupa poliuretan berjenis elastomer

5.2 Saran

Diharapkan untuk penelitian agar dapat mengembangkan lebih lanjut hasil penelitian ini kebentuk material poliuretan.

35

DAFTAR PUSTAKA

Andreas, H. In. Gachter, R. and Muller, H. 1990.PVC Stabilizer and Plastics

Aditives Handbook 3rd. Hanser Publisher. Munich. Germany

Awang, B. 1996.Minyak Kelapa Sawit. Bank Bumi Daya. Jakarta.

Brahmana, H.R. Ginting, A. dan Ginting, M. 1994.Sintesa Alkil Ester dan Ester

Selulosa Turunan Asam Lemak Kelapa Sawit (CPO) dan Inti Kelapa Sawit

(CPKO) dengan Natrium Selulosa Pinus Meerkusi. Laporan Penelitian

Hibah Bersaing 1/3 Perguruan Tinggi 1993-1994. LP-USU Medan.

Day, R.A, dan Underwood A.L. 1986.Analisis Kimia Kuantitatif. Edisi Kelima.

Penerbit Erlangga. Jakarta.

Dinda,S,.Patwardhan AV. Goud VV. and Pradhan N.C. 2008.Epoxidation of

Cotton Seed Oil by Aqueous Hydrogen Peroxide Catalysed by Liquid

Inorganic Acids. Bioresour. Technol.

Dombrown, 1957.Polyurethanes. Reinhold Publishing. Corporation. New York.

Doyle, E. 1971.The Development abd Use Of Polyurethane Product. Chapt J.

New York : Mc-Graw Hill Book Company

Escrig, Pilar De Frutos. and Martin, Jase Miguel Compos. 2000.Proscess For

36

Gan, L.H. Goh, S.H. and Ooi, K. S. 1992.Kinetic Studies Of Epoxidation and

Oxirane Cleavage Of Palm Olein Methyl Ester: JAOCS. Vol 69.

Gan, L.H. Goh, S.H. and Ooi, K. S. 1995.Effect Of Epoxidation On The Thermal

Oxidative Stabilieties Of Fatty Acid Esteis Derived From Palm Olein.

JAOCS. Vol 72.

Godoy, S. C. Ferrilo, M. F. and Gerbase. A. E. 2007.Determination Of The

hydroxyl Value Of Soybean Polyol by Attenuated Total

Reflectance/Fourier Transform Infrared Spectroscopy, J. Am. Oil. Chem.

Soc. Vol 84.

Goud VV, Patwardhan AV. and Pradhan NC. 2006,Studies On The Epoxidation

Of Mahua Oil (Madhuanica Indica) by Hydrogen Peroxide. Bioresource

Technology.

Gua, A. Demydov, D. Zhang, W, Petrovic, ZS. 2002.Polyol and Polyurethane

From Hydroformylation of Soybean Oil.J Polym Environ.

Guenthere, S. Rieth, R. and Rowbottom, K.T. 2003. Sixth edition.Ullmann’s

Encyclopedia Of Industrial Chemistry. Vol 12. Wiley-VCH.

Hepburn,C. 1991.Polyurethane Elastomer. Second Edition. New York . Elsevier

Applied Science.

Iyung Pahan, 2008.Kelapa Sawit. Penebar Swadaya. Jakarta

37

Klass, M. R. and Warwel, S. 1999.Complete and Partial Epoxidation Of Plant

Oils by Lipase-Catalysed Perhydrolysis. Ind Crops Prod.

Narrine, S. S, Kong, X, Bauzidi, L. and Sporus, P. 2007.Physical Propertias Of

Polyurethanes Produced From Polyol From Seed Oils. 1-Elastomer.

JAOCS. Vol 84.

Randall, O. dan Lee,S. 2002.The Polyurethane Book. Jhon Wiley and Sons, Ltd.

Everberg. Belgium

Reck, R. A. 1984.Marketing and Economics Of Oleochemicals To The Plastics

Industry.J. Am. Oil Chem. Soc.

Rios, L.A, Weckes, P. Schuster, N. and Hoelderich, W. F. 2005.Mesoporous and

amorphous TI-Silicas On The Epoxidation Of Vegetables Oil. J. Catal.

Riswiyanto,S. 2009.Kimia Organik. Erlangga. Jakarta

Rohaeti, E. 2005.Kajian Tentang Sintesis Poliuretan dan Karakterisasi.

Prosiding Seminar Nasional Penelitian. Pendidikan dan Penerapan MIPA. FMIPA UNY.

Sharpless, K. B. Woodard, S. S. and Finn, M. G. 1983.On The Mechanism Of

Titanium-Tartrate Catalyzed Asymmetric Epoxidation. Pure Appl. Chem.

Silverstain,dkk. 1986. Penyidikan spektrometrik senyawa organik. Edisi keempat. Penerbit Erlangga. Jakarta.

38

Swern, D and Bailey. 1982.Balay’s industrial Oil and Fat Product. Vol 2. Fourth Edition. John Willley and Sons. New York.

Tambun, R. 2006.Buku Ajar Teknologi oleokimia (TKK 322). Fakultas Teknik

Universitas.

Trans, P. Daniel, G. and Ramani, n. 2005.Ozon Mediated Polyol Synthesis From

Soyben Oil. J. Am. Oil. Chem.Soc.

Ulrich, H. 1982.Introduction To Industrial Polimers. Hanser Publisher.

Winarno, F. G. 1997.Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama.

Winarno,F.G. 2004.Keamanan Pangan.Jilid Satu. Bogor : M-Brio Press.

Wirjosentono, B, Sitompul, A. N, Sumarno, Siregar, T. A dan Lubis, S. B. 1985. Analisis dan Karakterisasi Polimer. Medan : Usu Press

38

39

Lampiran 1

Pembuatan Reagent

Pembuatan dan standarisasi larutan Na2S2O3

Sebanyak ± 25 gram kristal Na2S2O3.5H2O dilarutkan dengan 1 liter air didalam labu ukur 1000 mL sampai garis tanda, selanjutnya ditimbang 0,1 gram K2Cr2O7 kemudian dimasukkan kedalam gelasErlenmeyer. Ditambahkan 15 mL KI 15% dan

75 mL aquadest kedalam gelasErlenmeyer tersebut, lalu dikocok hingga homogen.

Dititrasi dengan Na2S2O3 sampai kuning gelap (coklat) lalu ditambahkan 1 mL indikator amilum dan dititrasi kembali sampai menjadi biru kehijauan. Dicatat volume Na2S2O3yang terpakai.

Pembuatan larutan Na2S2O3

N = r

×1000

V

Standarisasi larutan Na2S2O3.5H2O

N Na2S2O3.5H2O =

20,3975 x m K2Cr2O7

.

Pembuatan dan standarisasi larutan HBr 0,1 N

Sebanyak 12,5 mL HBr (p) dilarutkan dengan asam asetat glasial. Dimasukkan sebanyak 0,1 gram kalium hidrogen phalat kedalam gelas Erlenmeyer bertutup berukuran 50 mL, kemudian ditambahkan 10 mL asam asetat glasial 100%. Selanjutnya ditambahkan tiga tetes indikator gentaviolet dan dititrasi HBr sampai terjadi perubahan warna dari biru menjadi hijau. Dicatat volume HBr yang terpakai

Standarisasi larutan HBr 0,1 N

40

Pembuatan dan standarisasi KOH-Alkohol 0,5 N

Sebanyak 7,0125 gram KOH dilarutkan dengan alkohol dalam labu takar bervolume 250 mL sampai garis tanda. Masukkan H2C2O4 sebanyak 0,5 gram kedalam gelas Erlenmeyer dilarutkan dengan 50 mL aquadest. Tambahkan tiga tetes indikator fenolftalein lalu titrasi dengan KOH yang telah dibuat. Dicatat volume KOH yang terpakai.

Pembuatan KOH 0,5 N N = r

×1000

V

Standarisasi larutan KOH-Alkohol 0,5 N N KOH-Alkohol = gram x valensi

41

C:\OPUS_7.0.129\PPKS\Cellulosa\M BIMOLI.0 M BIMOLI Instrument type and / or accessory 09/05/2014

2 9 2 1 .3 4 2 8 5 2 .2 9 1 7 4 3 .4 6 1 4 6 3 .7 1 1 1 5 9 .4 4 7 2 1 .4 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Wavenumber cm-1 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 T ra n s m it ta n c e [ % ] Page 1/1

4 C :\O P U S _7 .0 .1 29 \P P K S \M ah as is w a\P oly ur et an e\ .2 3 In st ru m en t t yp e an d / o r a cc es so ry 13 /0 5/ 20 14 3748.93 3406.51 2925.10 2855.31 2357.78 2241.48 1720.78 1675.47 1614.50 1577.23 1520.73 1447.64 1381.90 1277.02 1233.22 1204.60 1172.36 1134.56 1072.42 1015.80 995.51 942.54 888.58 868.51 812.84 783.53 754.76 701.95 668.26 623.47 595.78 560.46 508.05 50 0 10 00 15 00 20 00 25 00 30 00 35 00 W av en um be r c m -1

20 40 60 80 100

Transmittance [%] P ag e 1/ 1 Universitas Sumatera Utara

39

Lampiran 1

Pembuatan Reagent

Pembuatan dan standarisasi larutan Na2S2O3

Sebanyak ± 25 gram kristal Na2S2O3.5H2O dilarutkan dengan 1 liter air didalam labu ukur 1000 mL sampai garis tanda, selanjutnya ditimbang 0,1 gram K2Cr2O7 kemudian dimasukkan kedalam gelasErlenmeyer. Ditambahkan 15 mL KI 15% dan 75 mL aquadest kedalam gelasErlenmeyer tersebut, lalu dikocok hingga homogen. Dititrasi dengan Na2S2O3 sampai kuning gelap (coklat) lalu ditambahkan 1 mL indikator amilum dan dititrasi kembali sampai menjadi biru kehijauan. Dicatat volume Na2S2O3yang terpakai.

Pembuatan larutan Na2S2O3

N = r

×1000

V

Standarisasi larutan Na2S2O3.5H2O N Na2S2O3.5H2O =

20,3975 x m K2Cr2O7

.

Pembuatan dan standarisasi larutan HBr 0,1 N

Sebanyak 12,5 mL HBr (p) dilarutkan dengan asam asetat glasial. Dimasukkan sebanyak 0,1 gram kalium hidrogen phalat kedalam gelas Erlenmeyer bertutup berukuran 50 mL, kemudian ditambahkan 10 mL asam asetat glasial 100%. Selanjutnya ditambahkan tiga tetes indikator gentaviolet dan dititrasi HBr sampai terjadi perubahan warna dari biru menjadi hijau. Dicatat volume HBr yang terpakai

Standarisasi larutan HBr 0,1 N

N HBr = gram KHP

0,2642 x mL titrasi

Pembuatan dan standarisasi KOH-Alkohol 0,5 N

Sebanyak 7,0125 gram KOH dilarutkan dengan alkohol dalam labu takar bervolume 250 mL sampai garis tanda. Masukkan H2C2O4 sebanyak 0,5 gram kedalam gelas Erlenmeyer dilarutkan dengan 50 mL aquadest. Tambahkan tiga tetes indikator fenolftalein lalu titrasi dengan KOH yang telah dibuat. Dicatat volume KOH yang terpakai.

Pembuatan KOH 0,5 N

N = r

×1000

V

Standarisasi larutan KOH-Alkohol 0,5 N

N KOH-Alkohol = gram x valensi

41

C:\OPUS_7.0.129\PPKS\Cellulosa\M BIMOLI.0 M BIMOLI Instrument type and / or accessory 09/05/2014

2 9 2 1 .3 4 2 8 5 2 .2 9 1 7 4 3 .4 6 1 4 6 3 .7 1 1 1 5 9 .4 4 7 2 1 .4 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Wavenumber cm-1 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 T ra n s m it ta n c e [ % ] Page 1/1

4 as is w a\P oly ur et an e\ .2 3 In st ru m en t t yp e an d / o r a cc es so ry 13 /0 5/ 20 14 3406.51 2925.10 2855.31 2357.78 2241.48 1720.78 1675.47 1614.50 1577.23 1520.73 1447.64 1381.90 1277.02 1233.22 1204.60 1172.36 1134.56 1072.42 1015.80 995.51 942.54 888.58 868.51 812.84 783.53 754.76 701.95 668.26 623.47 595.78 560.46 508.05 50 0 10 00 15 00 20 00 25 00 30 00 00 W av en um be r c m -1 P ag e 1/ 1 Universitas Sumatera Utara

43