POLIMER ASAM AKRILAT TINJAUAN PUSTAKA

laboratorium analisis. Etanol ini juga dikenal sebagai fuel grade ethanol FGE yaitu etanol yang mengandung air dalam konsentrasi minimal. Sebagai suatu bahan kimia, bioetanol memiliki sifat-sifat fisik khas yang disajikan pada Tabel 1. Tabel 1. Sifat fisik bioetanol Sifat Fisik Kuantitas Massa molekul relative 46,07 gmol Titik beku -114,1°C Titik didih normal 78,32°C Densitas pada 20 o C 0,7893 gml Kelarutan dalam air 20 o C sangat larut Viskositas pada 20 o C 1,17 cP Kalor spesifik 20 o C 0,579 kalg°C Kalor pembakaran, 25 o C 7092,1 kalg Kalor penguapan 78,32°C 200,6 kalg Rizani 2000

B. POLIMER ASAM AKRILAT

Dalam Molyneux 1998, asam poliakrilat atau polyacrilic acid merupakan bahan yang memegang peranan penting dalam pembahasan sifat dan kandungan dari polimer sintetis yang larut dalam air karena asam poliakrilat merupakan asam polikarboksilat sintetis dalam bentuk paling sederhana dan telah diketahui secara luas. Asam poliakrilat merupakan bahan kimia yang yang terbentuk karena polimerisasi monomer dengan menggunakan bahan perintis radikal bebas yang biasa digunakan terhadap monomer lain yang telah dilemahkan ikatannya atau dalam suatu enceran dalam air, butanone, ataupun dioxane. Monomer yang telah dilemahkan tersebut atau pada suatu enceran butanone, polimer mengalam perubahan wujud di mana monomer tersimpan dalam bentuk padat dari awalnya yang berupa cairan precipitate out selama reaksi. Enceran yang menyerupai air dapat membentuk komposisi tertentu ke bentuk polimer ikatan silang. Cara lain dalam pembentukan asam poliakrilat adalah melalui proses hidrolisis poli alkil akrilat. Asam poliakrilat telah tersedia secara bebas dan diperdagangkan dengan nama dagang yang berbeda-beda oleh produsennya. Nama dagang yang telah dikenal luas adalah Acrysol RohmHaas, Carbopol B.F Goodrich, dan Carbomer B.P, USNF. Dalam Hosmani 2004, rumus kimia untuk polimer asam akrilat adalah C 3 H 4 O 2 dan penamaan sesuai IUPAC adalah propanoat-2- enoic acid . Struktur molekul polimer asam akrilat dapat dilihat pada Gambar 1. a b Gambar 1. Struktur kimia polimer asam akrilat, a 2 dimensi dan b 3 dimensi Karakteristik kimia molekul polimer asam akrilat disajikan pada Tabel 2. Tabel 2. Karakteristik kimia polimer asam akrilat Sifat Kimia Jumlah Berat Molekul 72,06266 gmol Formula molekul C3H4O2 X-Log-P3 0,3 Donor ikatan -H 1 Penerima ikatan –H 2 Ikatan yang dapat berotasi 1 Massa molekul nisbi 72, 021129 Massa monoisotop 72,021129 Daerah permukaan polar 37,3 Jumlah atom 5 Kompleksitas 55,9 Atom isotop Atom stereocenter terbatas Atom stereocenter tak terbatas www. chemindustry.com 2008 Dalam Malcolm 2001, ikatan silang cross-linking dalam polimer terjadi ketika ikatan valensi primer terbentuk antara molekul-molekul rantai polimer yang terpisah. Selain ikatan di mana monomer membentuk rantai polimer, ikatan polimer yang lain terbentuk di antara polimer tetangganya. Ikatan ini dapat terbentuk secara langsung di antara rantai tetangganya atau dua rantai dapat terikat menjadi rantai yang lain. Walaupun tidak sekuat ikatan pada rantai, ikatan silang mempunyai peran yang sangat penting pada polimer. Ketika polimer diregangkan, ikatan silang cross link mencegah rantai untuk berpisah. Ikatan ini memperkuat, namun ketika tegangan dihilangkan maka struktur akan kembali ke bentuk semula Fresno et al 2002 menyatakan bahwa partikel-partikel mikro polimer asam akrilat mengalami proses pembentukan ikatan silang cross linked dengan polialkenil poliether atau divinyl glikol. Polimer anionik ini akan mengembang selama proses netralisasi dalam media cair dan membentuk gel. Penambahan amina organik sebagai penetral memungkinkan untuk mengubah polimer asam akrilat menjadi bentuk jelly dalam berbagai pelarut semipolar atau dalam campuran antara pelarut dengan air. Kesesuaian dari polimer dengan pelarut tergantung dari formasi pasangan ion dengan gugus amina. Dalam Technical Data Sheet Noveon 2008 mengenai proses netralisasi polimer asam akrilat dalam sistem akueus dan hidroalkohol, polimer asam akrilat harus dinetralisasi dengan tujuan memperoleh tingkat viskositas yang maksimum. Dispersi yang belum ternetralisasi memiliki pH dengan rentang 2,5 - 3,5 tergantung pada konsentrasi polimer yang digunakan. Viskositas akan meningkat setelah penambahan basa dan pH mencapai 9 dan terus mengalami peningkatan bila pH menurun. Mekanisme proses pengentalan thickening mechanism dalam penggunaan polimer asam akrilat adalah pada saat didispersikan di air, molekulnya mulai terhidrasi dan secara bertahap mengalami pelepasan struktur melingkar uncoil. Perubahan struktur melingkar molekul polimer asam akrilat dapat dilihat pada Gambar 2. Gambar 2. Perubahan struktur molekul polimer asam akrilat saat pengentalan Dalam Technical Data Sheet Noveon 2008 mengenai proses netralisasi polimer asam akrilat dalam sistem akueus dan hidroalkohol, bioetanol dan isopropanol dapat dikentalkan dengan menggunakan polimer asam akrilat. Faktor yang penting adalah pemilihan bahan penetral yang tepat berdasarkan jumlah bioetanol yang digunakan sehingga gel dapat terbentuk. Jika basa penetral yang digunakan kurang sesuai maka garam dari polimer akan terpecah karena garam polimer tersebut tidak larut dalam waktu lama pada campuran bioetanol dan air hidroalkohol. Basa penetral yang direkomendasikan untuk sistem hidroalkohol dapat dilihat di Tabel 3. Tabel 3. Basa penetral yang direkomendasikan Persentase Alkohol Penetral Neutralizer 20 Sodium hidroksida 30 Potassium hidroksida 60 Trietanolamina 60 Tris Amino 80 AMP-95® 90 Triisopropanolamina 90 Ethomeen C-25 Technical Data Sheet Noveon 2008 Cara yang paling umum untuk mencapai tingkat kekentalan maksimum adalah dengan mengubah polimer asam akrilat menjadi garam. Hal ini dapat dengan mudah dilakukan dengan menetralkan polimer dengan basa yang umum diperoleh seperti Natrium Hidroksida NaOH atau Triethanolamina TEA. Macam- macam basa yang dapat digunakan disajikan pada Tabel 4. Tabel 4. Rasio netralisasi basa terhadap konsentrasi polimer Nama Dagang Nama CTFA Produsen Rasio netralisasi NaOH 18 Sodium hidroksida - 2,31,0 Amonia 28 Ammonium hidroksida - 0,71,0 KOH 18 Potassium hidroksida - 2,71,0 AMP-95® Aminometil Propanol Angus 0,91,0 Neutrol® TE Tetrahidroksipropil Etilendiamina BASF 2,31,0 TEA 99 Trietanolamina - 1,51,0 Trisamino® 40 Trometamina Angus 3,31,0 Ethomeen® C- 25 PEG-15 Cocamina Akzo 6,21,0 Diisopropanol- amina Diisopropanol-amina Dow 1,21,0 Triisopropanol- amina Triisopropanol-amina Dow 1,51,0 Technical Data Sheet Noveon 2008 Dalam Islam et al 2004, dispersi antara polimer dengan air digunakan secara umum sebagai bahan pengental dalam produk kosmetika dan farmasi untuk meningkatkan karakteristik rheologinya. Beberapa keuntungan dalam penggunaan polimer asam akrilat sebagai pengental adalah : 1. Tingkat kekentalan tinggi pada konsentrasi penggunaan yang rendah. 2. Interval viskositas yang luas dan karakteristik aliran yang baik 3. Kesesuaian dengan banyak bahan aktif lainnya. 4. Sifat bioadesive yang baik 5. Stabilitas termal yang baik 6. Karakteristik organoleptik yang sangat baik sekali dan penerimaan yang baik.

C. GEL BIOETANOL