polimer yang terbentuk dapat dimodifikasi menjadi polimer baru melalui reaksi polimer lainnya atau senyawa aditif berbobot molekul rendah Wirjosentono, dkk,
1995.
2.10. Poliuretan
Poliuretan yang umumnya disingkat dengan PU merupakan senyawa polimer yang penyusun rantai utamanya adalah gugus uretan -NHCOO-. Poliuretan
merupakan jenis polimer yang mudah disesuaikan dengan penggunanya 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 Dombrowm, 1957.
Poliuretan memiliki kekakuan, kekerasan, serta kepadatan yang amat beragam. Beberapa jenis poliuretan yang diperdagangkan dan sangat sesuai dengan
penggunanya diantaranya adalah : 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 yang digunakan untuk bantalan gel untuk penggiling cetakan dan
d Plastik padat yang keras yang 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 dan
gasket roda dan ban karet yang tahan lama, segel dan lem berkinerja tinggi, panel isolator busa yang kaku, segel busa mikroseluler dan gasket roda dan ban karet yang
tahan lama, segel dan lem berkinerja tinggi, serat Spadeks, alat karpet dan bagian plastik yang keras.
Universitas Sumatera Utara
Poliuretan secara umum dibentuk dari reaksi antara dua atau lebih gugus fungsi hidroksil dengan dua atau lebih gugus isosianat dan jenis reaksinya dinamakan juga
reaksi poliaddisi Gambar 2.8 Hepburn,1991; Randal, dan Lee, 2002.
O C
N R
1
N C
O
O
+
C N
R
1
N C
O
+
+
HO R
2
O
HO R
2
OH
C N
R
1
N C
O O
H H
O R
2
O C
N R
1
N C
O H
H O
O R
2
O
Diisosianat Poliol
Poliol Diisosianat
Poliureatan
Gambar 2.8. Reaksi Pembentukan Poliuretan Secara Umum.
Poliuretan terdiri dari banyak uretan NH
2
-COOC
2
H
5
. Uretan dapat juga berfungsii menghasilkan serat, sifat poliuretan tergantung pada jenis poliol. Senyawa
poliol yang digunakan tidak hanya senyawa sintetik murni tetapi juga berbagai bahan alam seperti sakarida glukosa, fruktosa, maltosa, sukrosa, dan amilosa dapat juga
sebagai sumber poliol dalam sintesis poliuretan. Beberapa penelitian yang telah memanfaatkan bahan alam sebagai bahan poliol pembentuk poliuretan diantaranya
menggunakan lignin dari kayu meranti melalui reaksi campuran lignin dengan PEG- 4000 yang direaksikan dengan 4,4difenilmetan diisosianat Supri, 2003.
Umumnya bahan-bahan alam yang dimiliki dua atau lebih gugus hidroksil dapat digunakan sebagai sumber poliol. Baik inisiator yang digunakan sebagai pemuai, serta
berat molekul poliol sangat mempengaruhi keadaan fisik dan sifat fisik polimer poliuretan. Karakteristik poliol yang penting adalahh pola struktur molekulnya, berat
molekul, 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
Universitas Sumatera Utara
nabati sebagai triglisrida dibentuk menjadi turunannya seperti meetil ester asam lemak tidak jenuh dapat diepoksidasi yang dilanjutkan hidrolisis mmenjadi poliol
Goud, 2006. Penggunaan minyak nabati sebagai sumber poliol untuk pembuatan film dalam poliuretan dari minyak jarak
castor oil
yang direaksikan dengan 4,4- difenilmetan diisosianat MDI, dimana dengan komposisi MDI sebanyak 25 vv
diperoleh film yang transparan dan elastis serta homogen dengan menggunakan alat hidrolik press pada tekanan 150 kgcm
3
, temperatur 185
o
C selama pemanasan 15 menit Marlina, 2002.
Sifat-sifat fisik dari poliuretan yang diperoleh dari hasil polimerisasi antara 1,6- heksa metil diisosianat HDI dengan poliol minyak biji-bijian dimana poliol dengan
sumber yang berbeda yakni poliol asal minyak
canona
dan asal minyak kedelai dengan bilangan hidroksi yang berbeda memberikan nilai sifat fisik mekanik yaitu
kekuatan tarik serta kemuluran dari poliuretan yang terbentuk berbeda Narine, 2007.
Poliuretan mempunyai sifat yang sama dengan dengan nilon, tetapi karena sukar diwarnai dan titik lelehnya lebih rendah polimer ini pada awalnya tidak banyak
diperdagangkan, akan tetapi kemudian terjadi kemajuan pesat pada kimia poliuretan yang menghasilkan busa, elastomer, pelapis permukaan serat dan perekat poliuretan.
Busa poliuretan dapat dibentuk bila secara serentak dibuat polimer poliuretan melalui pencampuran poliol, sianat dan suatu gas Randal dan Lee, 2002.
Polimerisasi dari pembentukan poliuretan sangat komplek sehingga untuk memenuhi keperluan dengan sifat tertentu rantai pembentukan polimernya dapat
diperpanjang dengan pemberian senyawa yang memiliki dua gugus fungsi
Chain extending agents
seperti air, alkohol etilen glikol, propilen glikol, dietiilen glikol, 1,4 butanadiol dan amin etanolamin, N-Fenil etanolamin, m-fenil diamin. Demikian
juga dapat dibentuk suatu ikatan silang melalui penambahan senyawa yang memiliki lebih dari dua gugus fungsi yang terikat dengan hidrogen
Crosslinking agents
seperti alkohol gliserol, trimetilol propana, 1,2,4-butanatriol, amina dietanol amina,
trietanol amina. Secara umum ada dua tahap pembentukan dua ikatan lanjut poliuretan yakni :
Universitas Sumatera Utara
1. Mereaksikan diisosianat dengan dua atau lebih monomer yang mempunyai dua atau lebih gugus hidroksil poliol permolekulnya.
2. Poliuretan linier direaksikan dengan gugus hidroksil atau gugus diisosianat yang mempunyai dua gugus fungsi Ranndal dan Lee, 2002.
Secara umum untuk menghasilkan poliuretan bahan dasar poliuretan di dalam mereaksikan senyawa poliol dengan isosianat dilakukan melalui tahapan berikut :
tahap awal adalah pemanasan dan pengadukan dari senyawa poliol atau poliol dengan bahan aditif dalam kondisi inert menggunakan N
2
. Berikutnya adalah pencampuran dengan senyawa diisosianat jumlah pemakaian dihitung berdasarkan rasio OHNCO
diikuti dengan pengadukan dan pemanasan dimana hasil reaksi yang terbentuk dalam keadaan viskos segera dituangkan kedalam cetakan yang umum digunakkan adalah
teflon yang diberi bahan surfaktan seperti silikon. Poliuretan yang terbentuk dikeringkan dalam vakum desikator dan pemanasan pada oven pada suhu 60-100
o
C dilanjutkan penyimpianan hasil pada suhu kamar Narine, 2007.
Hasil polimerisasi dua jenis monomer pada pembentukan poliuretan poliol dengan diisosianat dapat dilanjutkan dengan pemberian bahan-bahan pemerpanjang
rantai polimer atau bahan memperkuat ikatan rantai polimer sesuai dengan kriteria kebutuhan yang diinginkan. Demikiaan juga untuk bahan poliuretan foam, untuk
menghasilkan busa pada saat proses diberikan bahan pembentuk busa
Blowing agent
seperti hidrokloroflorokarbons, hidroflorokarbons, hidrokarbons, dan lain-lain Randal dan Lee, 2002.
Universitas Sumatera Utara
BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Alat-alat
