SINTESIS DAN KARAKTERISASI PEREKAT POLIURETAN DARI CAMPURAN MINYAK BIJI KARET ALAM, MDI DAN PEG.
i
Judul Skripsi
: Sintesis dan Karakterisasi Perekat Poliuretan dari
Campuran Minyak Biji Karet Alam, MDI dan PEG
Nama Mabasiswa
NI~
: Putri Jumairah
: 4103210028
Program Studi
: Kimia
Jurusan
: Kimia
Menyetujui:
Dosen Pe bimbing Skripsi
Mengetahui:
Jurusan Kimia
Ketua,
J~a,
Drs.
M.Si
NIP. 19641207199103 1 002
Tanggal Lulus: 27 Agustus 2014
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas
segala rahmat dan karunia-Nya yang memberikan kesehatan dan hikmah kepada
penulis sehingga penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik sesuai waktu yang
direncanakan.
Skripsi berjudul “Sintesis dan Karakterisasi Perekat Poliuretan dari
Campuran Minyak Biji Karet Alam, MDI dan PEG” disusun untuk memperoleh
gelar Sarjana Sain Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Unimed.
Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada :
Ibu Dra. Ani Sutiani, M.Si, sebagai dosen pembimbing skripsi yang telah banyak
memberikan bimbingan dan saran-saran kepada penulis sejak awal penelitian
sampai selesainya penelitian dan skripsi ini. Ucapan terima kasih juga penulis
sampaikan kepada Ibu Dra.Murniaty Simorangkir, MS, Bapak Drs.Jamalum
Purba, M.Si dan Ibu Dra.Ratu Evina Dibyantini, M.Si
yang telah banyak
memberikan masukan dan saran-saran mulai dari rencana penelitian sampai
selesainya penyusunan skripsi ini. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada
Bapak Prof.Dr.Ramlan Silaban, M.Si selaku dosen pembimbing akademik, Bapak
Drs. Jamalum purba, M.Si, Bapak Drs. Rahmat Nauli, M.Si, Bapak Dr. Marham
Sitorus, M.Si, Bapak dan Ibu Dosen yang telah mendidik penulis selama
melakukan studi di kampus Unimed dan juga staf Pegawai Jurusan Kimia FMIPA
Unimed. Penghargaan juga diberikan kepada Bang Nizam dan Bang Daniel yang
telah membantu dalam persiapan alat dan bahan yang dibutuhkan selama
penelitian. Juga kepada Kepala Lab. Penelitian dan Lab. Instrumen UNIMED,
Kepala Lab. Penelitian Kimia dan Lab. Terpadu USU Medan dan segenap Instansi
yang telah turut melancarkan keberhasilan penelitian ini.
Secara khusus kepada kedua orang tua yang sangat penulis banggakan
serta penulis sayangi, Ayah (H.Mariadi Mz) dan Ibu (Hj. Rukiah) semoga Rahmat
Allah senantiasa tercurah untuk Ayahanda dan Ibunda tercinta. Serta kedua
Adikku Rahmad Maulana dan Masitah, serta seluruh family semoga urusannya di
v
mudahkan oleh Allah SWT. Penulis ucapkan terimakasih juga kepada Ibu Farida
Hanum, Kak Pevi Riani, Bu Sri, Uwak kawit, Bang M Nur dan Kak Eli yang telah
memberikan motivasi dan semangat mengerjakan skripsi. Salam sukses juga
untuk sahabat-sahabatku Putri Try Wardawi, Nurhidayanti, Sulya Fitri, Siska
Winti Aprila, Pratiwi Brilliyani S, Kiki Agnesia Putri, Desy Fitriani, Wiwit
Winarti, Dedi Setiawan, Dimas Ade Putra, Jihan Purnama, Rahmad Kurnia Lbs
yang telah banyak membantu dalam mengerjakan penelitian ini dan sahabatsahabatku Ary Anggara Wibowo, Siti Hajjah dan Yulia serta seluruh teman-teman
Kimia NK ’10 dan seluruh kakak dan adik-adik stambuk di Jurusan Kimia FMIPA
Unimed yang tidak dapat disebutkan namanya satu persatu. Buat yang tersayang
Hartawan
yang
telah
memberikan
semangat
dan
dukungannya
untuk
menyelesaikan skripsi ini saya sampaikan banyak terima kasih.
Penulis telah berupaya dengan semaksimal mungkin dalam penyelesaian
skripsi ini, namun penulis sadar masih banyak kekurangan dan kelemahan di
dalam skripsi ini, baik dari segi tata bahasa atau penulisan. Untuk itu penulis
mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca. Penulis berharap
isi skripsi ini bermanfaat bagi penulis sendiri dan pembaca seluruhnya.
Medan, Agustus 2014
Penulis,
Putri Jumairah
NIM. 4103210028
iii
SINTESIS DAN KARAKTERISASI PEREKAT POLIURETAN DARI
CAMPURAN MINYAK BIJI KARET ALAM, MDI DAN PEG
Oleh :
PUTRI JUMAIRAH
4103210028
Abstrak
Perekat poliuretan dibuat dengan mencampurkan minyak biji karet dengan PEG
sampai homogen, lalu dicampurkan kembali dengan MDI sambil dialiri gas
nitrogen pada suhu kamar, campuran diaduk selama ±1 menit. Jenis PEG yang
dipakai adalah PEG 1000 dan PEG 600 dan sumber poliolnya adalah Minyak Biji
Karet. Sumber isosianatnya adalah MDI (4,4-Diphenilmethane diisosianat). Poliol
dari minyak biji karet telah dibuat melalui ekstraksi sokletasi kernel biji karet
dengan pelarut n-heksan. Hasil ekstraksi dari 300,12 gram kernel biji karet
didapatkan kadar minyak biji karet 16,31 %. kemudian diuji GC menunjukkan
bahwa minyak biji karet mengandung asam laurat, asam miristat, asam palmitat,
asam stearat, asam oleat, asam linoleat dan asam palmitoleat. Diketahui komposisi
terbesar minyak biji karet mengandung asam linoleat yang cukup tinggi yaitu
38,42%. Hasil karakterisasi poliol dari minyak biji karet melalui spektrofotometer
FT-IR menunjukkan adanya bilangan gelombang pada daerah serapan dari 35003800 yang merupakan serapan ulur gugus OH. Penelitian ini menunjukkan apakah
poliol dari minyak biji karet dapat digunakan untuk membuat perekat poliuretan
dan mengetahui jenis PEG (Polietilen Glikol) yang lebih baik digunakan untuk
mendapat perekat poliuretan yang paling baik juga mengetahui variasi komposisi
yang paling optium. Hasil Karakteristik sifat fisik perekat poliuretan pada PEG
1000 adalah kental, berwarna kuning susu dan cepat mengeras sedangkan
karakteristik sifat perekat poliuretan pada PEG 600 adalah kental, berwarna
kuning susu dan lama mengeras. Karakteristik perekat poliuretan dilakukan
dengan uji FTIR yang masing-masing spektrum poliuretan yang dihasilkan
memberikan spektrum yang sesuai. Hal ini menunjukkan telah terbentuknya
gugus uretan dari poliuretan.
Kata Kunci : Perekat, Poliuretan, Minyak Biji Karet, PEG (Polietilen Glikol),
MDI
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
i
Riwayat Hidup
ii
Abstrak
iii
Kata Pengantar
iv
Daftar Isi
vi
Daftar Gambar
ix
Daftar Tabel
x
Daftar Lampiran
xi
BAB I. PENDAHULUAN
1
1.1. Latar Belakang Masalah
1
1.2. Batasan Masalah
4
1.3. Rumusan Masalah
4
1.4. Tujuan Penelitian
5
1.5. Manfaat Penelitian
5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1. Polimer
6
2.2. Polimerisasi
6
2.3. Klasifikasi Polimer
7
2.4. Poliuretan
9
2.5. Perekat Poliuretan
11
2.6. Perekat (Adhesive)
12
2.7. Isosianat
14
2.8. Makroglikol dan PEG
15
2.9. Senyawa Poli Hidroksi Alkohol (Poliol)
16
2.10. Biji Karet Alam
18
2.11. Minyak Biji Karet
18
vii
2.12. Karakteristik Poliuretan
20
2.12.1. Spektrofotometri Infra Merah
20
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
22
3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian
22
3.2. Alat dan Bahan
22
3.3. Prosedur Penelitian
22
3.3.1. Pengambilan Minyak Biji Karet Alam
22
3.3.1.1. Preparasi Biji Karet Alam
22
3.3.1.2. Ekstraksi Minyak Biji Karet Alam dengan Metode Sokletasi
23
3.3.2. Pembuatan Perekat Poliuretan
23
3.4. Karakteristik Poliuretan
24
3.4.1. Uji Inframerah
24
3.5. Diagram Alir Penelitian
24
3.5.1. Pengambilan Minyak Biji Karet Alam
24
3.5.1.1. Preparasi Biji Karet Alam
24
3.5.1.2. Ekstraksi Minyak Biji Karet Alam dengan Metode Sokletasi
26
3.5.2. Pembuatan Perekat Poliuretan
27
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
28
4.1. Preparasi Sumber Poliol
28
4.2. Minyak Biji Karet Alam
28
4.3. Pembuatan Perekat Poliuretan
30
4.4. Analisis Gugus Fungsi dengan FTIR
33
4.4.1. Analisis Gugus Fungsi pada Minyak Biji Karet alam
33
4.4.2. Analisis Gugus Fungsi pada MDI
34
4.4.3. Analisis Gugus Fungsi PEG 1000
35
4.4.4. Analisis Gugus Fungsi PEG 600
36
4.4.5. Analisis Gugus Fungsi Minyak Biji Karet dan
Poliuretan dari PEG1000
4.4.5.1. Variasi Minyak Biji Karet, MDI dan PEG1000 (1:1:1)
37
37
viii
4.4.5.2. Variasi Minyak Biji Karet, MDI dan PEG (2:1:1)
39
4.4.6. Analisis Gugus Fungsi Minyak Biji Karet dan
Poliuretan dari PEG600
41
4.4.6.1. Variasi Minyak Biji Karet,MDI dan PEG (1:1:1)
41
4.4.6.2. Variasi Minyak Biji Karet, MDI dan PEG (2:1:1)
43
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
46
5.1. Kesimpulan
46
5.2. Saran
46
DAFTAR PUSTAKA
47
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Syarat Mutu Perekat
14
Tabel 2.2. Komposisi Asam Lemak dalam Minyak Biji Karet
19
Tabel 4.1. Komposisi dan Komponen Asam Lemak dalam Biji Karet
29
Tabel 4.2. Komposisi dan Komponen Asam Lemak dalam Biji Karet
29
Tabel 4.3. Sifat Fisik Poliuretan yang dihasilkan dari PEG 1000
dan PEG 600
31
Tabel 4.4. Data gugus fungsi dari MDI, PEG, dan Minyak Biji Karet
38
Tabel 4.5. Data gugus fungsi dari MDI, PEG, dan Minyak Biji Karet
40
Tabel 4.6. Data gugus fungsi dari MDI, PEG, dan Minyak Biji Karet
42
Tabel 4.7. Data gugus fungsi dari MDI, PEG, dan Minyak Biji Karet
44
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Polimer Linear
8
Gambar 2.2. Polimer Bercabang
8
Gambar 2.3. Polimer Jaringan Tiga Dimensi
9
Gambar 2.4. Reaksi Umum Pembentukan Poliuretan
10
Gambar 2.5. Struktur Polietilen Glikol
16
Gambar 2.6. Pohon, Biji dan Getah Karet
19
Gambar 3.1. Diagram Alir Preparasi Biji Karet Alam
25
Gambar 3.2. Diagram Alir Ekstraksi Minyak Biji Karet Alam
dengan Metode Sokletasi
26
Gambar 3.3. Diagram Alir Penelitian Pembuatan Perekat Poliuretan
27
Gambar 4.1. Reaksi Pembentukan Poliuretan
32
Gambar 4.2. Spektrum Gugus Fungsi Minyak Biji Karet Alam
33
Gambar 4.3. Spektrum Gugus Fungsi MDI
34
Gambar 4.4. Spektrum Gugus Fungsi PEG 1000
35
Gambar 4.5. Spektrum Gugus Fungsi PEG 600
36
Gambar 4.6. Minyak Biji Karet, MDI dan PEG 1000
37
Gambar 4.7. Minyak Biji Karet, MDI dan PEG 1000
39
Gambar 4.8. Minyak Biji Karet, MDI dan PEG 600
41
Gambar 4.9. Minyak Biji Karet, MDI dan PEG 600
43
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Hasil Data GC Minyak Biji Karet
50
Lampiran 2. Dokumentasi Penelitian
51
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Indonesia merupakan salah satu negara penghasil karet alam terbesar di
dunia. Indonesia mempunyai total areal perkebunan karet sebesar 3.338.162 ha
(2003) dengan proporsi tanaman karet yang menghasilkan adalah 2.035.058 ha
(61%) (Direktorat Jenderal Perkebunan, 2006). Selain menghasilkan lateks,
perkebunan karet juga menghasilkan biji karet sebanyak 1.500 kg/ha/tahun
(Teterissa dan Marpaung, 1985) yang belum termanfaatkan secara optimum.
Dengan melihat tingginya kandungan minyak di dalam daging biji karet yakni
sebesar 50% (Haris et al., 1995), maka minyak tersebut sangat potensial untuk
dimanfaatkan. Rendemen minyak biji karet adalah sekitar 10% dari biji karet utuh
atau 20% dari daging biji (Suparno et al., 2009).
Biji karet alam merupakan sumber minyak nabati. Biji karet diperoleh
dari pohon karet yang menghasilkan biji. Biji karet mengadung sekitar 40-50%
(b/b) minyak nabati dengan komposisi asam lemak yang dominan adalah asam
oleat dan asam linoleat, sementara sisanya berupa asam palmitat, asam stearat,
asam arachidat dan asam lemak lainnya (Setyawardhani et al., 2010).
Penelitian mengenai pemisahan minyak biji karet dilakukan dengan
metoda pengempaan dan ekstraksi pelarut. Pengempaan dilakukan dengan kempa
hidrolik. Ekstraksi dilaksanakan dengan mencampurkan biji karet dengan pelarut
dalam wadah berpengaduk. Biji karet mengalami perlakuan awal terlebih dulu,
yang meliputi pembuangan kulit dan penyerpihan. Percobaan terdiri dari dua
bagian, yaitu pengempaan dan ekstraksi pelarut, Ekstraksi pelarut / leaching
dengan menggunakan heksana pada berbagai temperatur memberikan yield 66,3%
sampai 70,4%. Sedangkan pengempaan yang dilakukan dengan kempa hidrolik
pada tekanan maksimal 370 bar memberikan yield sebesar 64,3% atau masih
menyisakan minyak sejumlah 35,7%. Dengan demikian, dalam pemisahan minyak
biji karet metoda ekstraksi pelarut lebih efektif dibandingkan dengan metoda
pengempaan (Susanto, 2001).
1
2
Poliuretan merupakan bahan polimer yang mengandung gugus fungsi
uretan (-NHCOO-) dalam rantai molekulnya. Gugus fungsi tersebut terbentuk
sebagai hasil reaksi antara gugus isosianat dengan gugus hidroksi. Poliuretan
struktur linier diperoleh dengan cara mereaksikan diol rantai pendek dengan
diisosianat. Poliuretan bercabang dan berikatan silang diperoleh dengan cara
mereaksikan molekul yang mengandung gugus –OH > 2 dengan diisosianat atau
dengan mereaksikan glikol dengan diisosianat dan dilakukan penambahan
sejumlah kecil poliol. Poliuretan memiliki banyak sekali kegunaan, bisa sebagai
busa bahan elastomer, lem dan pelapis. Sebelumnya poliuretan banyak diproduksi
dengan berbahan-baku minyak bumi, kini poliuretan faktanya bisa pula dibuat dari
minyak nabati (Rohaeti, 2005)
Penggunaan perekat poliuretan di Indonesia sebagai bahan industri masih
tergantung pada impor. Di bidang industri poliuretan digunakan sebagai
furniture, alat-alat olahraga, serta berbagai pembungkus. Di bidang kedokteran
juga digunakan sebagai pelindung muka, kantung darah dan lain-lain. Maka hal
ini menunjukkan bahwa prospek dalam pengolahan poliuretan dimasa depan
sangat menjanjikan (Anonim, 2007).
Sintesis poliuretan telah dilakukan (Prasetya, 2008) dengan menggunakan
monomer 4,4’- MDI : PEG 400 : minyak kelapa, dan 4,4’- MDI : 1,4-butanadiol :
minyak kelapa pada perbandingan masing-masingnya adalah 6:3:1 (b/b). Hasil
yang didapat terdapat kecenderungan bahwa poliuretan yang disintesis dari 4,4’MDI : PEG 400 : minyak kelapa memiliki rapatan ikatan silang yang lebih tinggi
dibandingkan poliuretan yang disintesis dari 4,4’- MDI : 1,4-butanadiol : minyak
kelapa pada perbandingan 6:3:1 (b/b).
Penelitian pembuatan poliuretan telah berhasil dilakukan dengan
menggunakan bahan dasar minyak jarak yang direaksikan dengan diisosianat, baik
berupa toluen diisosianat (Sutiani, dkk, 2004) maupun dengan menggunakan 2,4
diphenilmetan diisosianat (Sutiani, dkk, 2005). Dari hasil penelitian diketahui
bahwa poliuretan yang dihasilkan memiliki sifat rapuh sehingga hanya dapat
diaplikasikan sebagai elastomer dan tidak dapat dijadikan sebagai perekat.
3
Penelitian untuk mendapatkan poliuretan sebagai perekat dilakukan oleh
Erlinda (2008) dengan mencampurkan minyak jarak, PEG 400 dan MDI dengan
memvariasikan suhu reaksi polimerisasi. Sutiani, dkk, (2008-2009) dan Putri
(2010) melakukan proses pembuatan perekat poliuretan dengan proses alkoholisis
minyak jarak terlebih dahulu sebelum direaksikan dengan glikol maupun
isosianat. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa poliuretan yang dihasilkan
sudah dapat dijadikan sebagai perekat untuk substrat kayu dan plastik, akan tetapi
memiliki kestabilan termal yang relatif rendah. Sedangkan penelitian berikutnya
(Sutiani, dkk, 2010-2011) tentang pembuatan perekat poliuretan dari sumber
poliol alami yang berasal dari karbohidrat murni yang berupa monosakarida
maupun disakarida dengan PEG dan MDI diperoleh hasil bahwa secara sifat
mekanik, poliuretan ini memenuhi kualitas standar sebagai perekat.
Selain itu perekat Poliuretan telah diperoleh dengan memvariasikan
komposisi sukrosa, PEG1000 dan MDI dengan komposisi maksimal PEG1000 :
Sukrosa : MDI sebesar 1:1:2 (Panggabean, 2011), sedangkan variasi komposisi
gliserol, PEG1000 dan MDI, diperoleh komposisi paling maksimal pada
perbandingan PEG1000 : Gliserol : MDI sebesar 3:1:2 (Sutiani dan Bidza, 2013).
Penelitian lainnya dilakukan oleh Rinaldhy (2012) dengan mereaksikan sari tebu
dengan PEG dan MDI, diperoleh nilai kekuatan tarik paling maksimum
adalah 45,467 x 104 N/m2, persen perpanjangan 49,125 % pada perbandingan
sari tebu : PEG1000 : MDI sebesar 1:1:2. Sedangkan nilai kekuatan lentur paling
maksimum adalah 822,8 x 102 N/m2 pada perbandingan 1:2:3.
Poliuretan disintesis dari minyak kedelai (Soybean Oil / SBO) dan minyak
kedelai teroksidasi (Oxydated Soybean Oil / OSBO) dengan PEG400 dan MDI
pada temperatur kamar diikuti proses curing selama 10 jam pada temperatur 70oC,
dan dilanjutkan pada temperatur 100oC selama 3 jam. Sintesis dilakukan dengan
komposisi perbandingan massa SBO / OSBO : PEG400 : MDI = 1 : 2 : 3. Hasil
oksidasi minyak kedelai meningkatkan intensitas serapan gugus -OH, bilangan
hidroksil, massa jenis, titik leleh dan titik didih, sedangkan indeks bias mengalami
penurunan. Poliuretan hasil sintesis memiliki serapan khas gugus uretan dan
4
ikatan silang. Poliuretan dari OSBO PEG400 - MDI memiliki ikatan silang lebih
banyak (Rohaeti dan Senam, 2008)
Dari latar belakang masalah dan uraian tentang penelitian terdahulu, maka
dalam penelitian ini peneliti tertarik untuk memanfaatkan minyak biji karet alam
sebagai sumber poliol yang akan direaksikan dengan polietilen glikol (PEG) dan
diisosianat berupa 4,4-diphenilmethane diisosianate (MDI) dengan variasi sumber
poliol dan jenis PEG, sehingga diharapkan diperoleh perekat dengan kualitas yang
terbaik.
1.2. Batasan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka dalam penelitian ini diberikan
batasan masalah sebagai berikut :
1. Bahan dasar polimerisasi adalah minyak biji karet alam dan Polietilen Glikol
(PEG) yang direaksikan dengan Metilen-4,4’-Difenildiisosianat (MDI).
2. Jenis PEG yang digunakan adalah PEG600 dan PEG1000.
3. Karakterisasi perekat yang dilakukan adalah dengan uji IR.
1.3. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Apakah minyak dari biji karet alam sebagai sumber poliol dapat dimanfaatkan
untuk menghasilkan perekat poliuretan melalui proses polimerisasi bila
direaksikan dengan PEG dan MDI ?
2. Apakah jenis Polietilen Glikol (PEG) yang digunakan dapat mempengaruhi
sifat perekat poliuretan yang dihasilkan ?
3. Pada komposisi minyak biji karet alam : PEG : MDI manakah dihasilkan
perekat poliuretan dengan sifat perekat yang maksimal ?
5
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah :
1. Mengetahui apakah minyak dari biji karet alam dapat dijadikan sebagai sumber
poliol untuk menghasilkan perekat poliuretan, bila direaksikan dengan PEG
dan MDI.
2. Mengetahui pengaruh jenis Polietilen Glikol (PEG) yang digunakan dalam
pembuatan perekat poliuretan.
3. Mengetahui komposisi manakah yang menghasilkan perekat poliuretan yang
memiliki sifat perekat paling maksimal.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah :
1. Memberikan informasi mengenai pemanfaatan minyak dari biji karet alam
dalam sintesa pembuatan perekat poliuretan.
2. Sebagai salah satu alternatif dalam pembuatan perekat poliuretan yang dapat
diproduksi dengan efektif dengan menggunakan bahan dasar yang dapat
diperoleh dengan mudah.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat ditarik
kesimpulan sebagai berikut :
1. Penggunaan
Minyak
biji
karet
alam
dalam
reaksi
polimerisasi
pembentukan perekat poliuretan dengan PEG dan MDI berhasil dilakukan.
2. Perekat poliuretan dengan sumber poliol alami minyak biji karet alam
menunjukkan penggunaan PEG 1000 lebih baik dari pada PEG 600.
3. Variasi komposisi yang paling maksimal dan memberikan karakteristik
paling baik dalam pembuatan perekat poliuretan adalah pada variasi
komposisi SP:PEG:MDI (2:1:1) pada jenis PEG 1000.
5.2. Saran
Dari penelitian yang dilakukan oleh peneliti, maka perlu dilakukan
penelitian lanjutan pada minyak biji karet mengenai komposisi sumber poliol
yang dihasilkan untuk mengetahui adanya terbentuk gugus hidroksil dari minyak
biji karet dan uji pada perekat poliuretan yang dilakukan dengan melakukan uji
mekanik, seperti uji tarik dan uji kekuatan lentur pada spesimen kayu. Dalam
melakukan uji mekanik terhadap perekat tersebut bertujuan untuk mengetahui dan
mendapatkan perekat poliuretan dengan hasil yang lebih baik.
46
47
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, (2007), Poliuretan, http//:www.chem-is-try.org/?sect=artikel&ekt=65,
(Diakses pada 4 Februari 2014)
Billmayer, F.W., (1984), Textbook of polymer Science, John Wiley & Sons., New
York, USA
Direktorat Jenderal Perkebunan, (2006), Luas Areal dan Produksi Perkebunan
Rakyat di Indonesia 1995-2003 [Online], Diperoleh dari www.deptan.go.
id, (Diakses pada 4 Februari 2014)
Erlinda, (2008), Pembuatan Poliuretan Dari Campuran Minyak Jarak, Glikol
Dan Diisosianat Dengan Variasi Suhu Reaksi., Skripsi, FMIPA, Unimed,
Medan
Guo A., Demydov D., Zhang, W., Petrovic, Z.S., (2002), “Polyol and
Polyurethane from hydroformylation of Soybean Oil”, J. Polym Environ
10 : 49-52
Haris, U., Hardjosuwito, B., Hermansyah., dan Bagya., (1995), Pemanfaatan biji
karet secara komersial, suatu analisis potensi dan kelayakan., Warta Pusat
Penelitian Karet 14(1): 1-9
Harris, U., Alfa, A. A., dan Hermansyah, H., (1996), B., Warta Pusat Penelitian
Karet 15: 57-62
Hummel, D.O., (1985), Infrared Spectra Polymer In The Medium And Long
Wavelength Regions, John Willey Dan Sons, London
Narrine, S.S., Kong, X., Bauzidi, L., dan Sporus, P., (2007), Physical Propertias
Of Polyurethanes Produced from Polyol from Seed Oils, Ielastomer,
JAOCS, Vol. 84, 55-63
Panggabean, H., (2011), Sintesis dan Karakterisasi Perekat Poliuretan dari
Campuran
Bahan
Alami
Sukrosa
dan
MDI
(4,4diphenilmethanediisosianate) dengan Variasi Jenis PEG (Polietilen
Glikol)., Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan
Putri, S.A., (2010), Pengaruh Variasi MDI (Metilen-4,4-diphenil diisosianat)
Dalam Pembuatan Perekat Poliuretan Dengan Campuran PEG
(PolietilenGlikol) 1000 Dan Minyak Jarak., Skripsi, FMIPA, Unimed,
Medan
48
Prasetya., (2008), Sintesis dan Karakterisasi Poliuretan dari Metilen -4,4’Difenil Diisosianat (4,4’-MDI) : Polietilen Glikol 400 (PEG400) : Minyak
Kelapa dan Metilen -4,4’-Difenil Diisosianat (4,4’-MDI) : 1,4-Butanadiol
: Minyak Kelapa, Skripsi., FMIPA, UIN Sunan Kalijaga, Yogyakarta
Rahmaniar., dan Prasetya, H.A., (2011), Minyak Biji Karet Epoksi Sebagai Bahan
Pelunak Untuk Pembuatan Seal Radiator Epoxided Rubber Seeds Oil As A
Softener A Gent For Radiator Seal, Jurnal Riset Industri 5(1): 71-78
Randall, O., dan Lee, S., (2002), “The polyurethane Book”, John Wiley & Sons,
LTD, Everberg, Belgium
Rinaldhy, M.A., (2012), Sintesis dan Karakterisasi Perekat Poliuretan dari
Campuran Bahan Alami Sari Tebu dan MDI (4,4-diphenil methane
diisosianate) dengan PEG (Polietilen Glikol)., Skripsi, FMIPA, Unimed,
Medan
Rohaeti, E., (2005), Kajian tentang sintesis poliuretan dan karakterisasinya,
Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA,
FMIPA UNY, Yogyakarta, K1 – K9
Rohaeti, E., dan Senam., (2008), Efek minyak nabati pada biodegradasi
poliuretan hasil sintesis dari PEG400 dan MDI, Laporan Penelitian,
Dikti, Jakarta
Setyawardhani, D.A., Distantina, S., Henfiana, H., dan Dewi, A.S., (2010),
Pembuatan Biodiesel Dari Asam Lemak Jenuh Minyak Biji Karet,
Prosiding Seminar Rekayasa Kimia Dan Proses 2010, Teknik Kimia,
UNDIP, Semarang
Siahaan, S., Setyaningsih, D., dan Hariyadi., (2011), Potensi Pemanfaatan Biji
Karet (Hevea Brasiliansis Muell.Arg) Sebagai Sumber Energi Alternatif
Biokerosin, Jurnal Teknologi Industri Pertanian 19(3): 145-151
Steven, M.P., (2001), Polymer Chemistry, (Diterjemahkan oleh Iis Sopyan), PT
Pradya Paramita, Jakarta
Suparno, O., Kartika, I.A., and Muslich., (2009). Chamois leather tanning using
rubber seed oil. Journal of the Society of Leather Technologists and
Chemists 93(4): 158-161
Supri., (2000), Sintesis dan Karaketrisasi Poliuretan (PU) dari Sistem Lignin
Isolasi Kayu Meranti (Sharcea) dengan Polietilen Glikol, Tesis, Magister
Kimia Program Pascasarjana, ITB, Bandung
49
Susanto, F., (2001), Ekstraksi Biji Karet, Laporan Hasil Penelitian, Fakultas
Teknik Industri, ITB, Bandung
Sutiani, A., Dibyantini, R.E., Nauli, R., (2004), Sintesis dan Karakterisasi Plastik
Poliuretan yang Bersifat Biodegradabel dari Bahan Baku Minyak Jarak,
Laporan Penelitian Dosen Muda, Dirjen Dikti, Depdiknas, Jakarta
Sutiani, A., Dibyantini, R.E., Nauli, R., (2005), Studi Biodegradasi Plastik
Poliuretan dari Minyak Jarak Sebagai Plastik Ramah Lingkungan,
Laporan Penelitian Dosen Muda, Dirjen Dikti, Depdiknas, Jakarta
Sutiani, A., Dibyantini, R.E., dan Sitorus, M., (2008-2009), Pembuatan
Poliuretan dengan Bahan Baku Minyak Jarak Teralkoholisis Sebagai
Alternatif Bahan Perekat, Laporan Penelitian Hibah Bersaing, Dirjen
Dikti, Depdiknas, Jakarta
Sutiani, A., Dibyantini, R.E., dan Sitorus, M., (2010-2011), Pembuatan Perekat
Poliuretan Menggunakan Berbagai Bahan Alami Sebagai Sumber Poliol,
Laporan Penelitian Hibah Bersaing, Dirjen Dikti, Depdiknas, Jakarta
Sutiani, A., dan Bidza, K.R., (2013), Pengaruh Variasi Komposisi Gliserol,
PEG1000 dan MDI Terhadap Sifat Mekanik Perekat Poliuretan, Jurnal
Prosiding Semirata 2013 FMIPA Universitas Lampung, Jurusan Kimia,
FMIPA, Unimed, Medan, Hal : 23-28
Tano, E., (1997), Pedoman Membuat Perekat Sintesis, Cetakan Pertama,
PT.Rineka Cipta, Jakarta
Teterissa, J.J., dan Marpaung, D., (1985), Potensi limbah tanaman karet di
Indonesia, Kantor Menteri Muda Urusan Peningkatan Produksi Pangan,
Jakarta
Wijanarko, A., Alfa, A., dan Budi, S., (2004), Perancangan Awal Pabrik
Polyurethane Berbasis Minyak Jarak di Indonesia, Jurnal Teknologi 2:109119
Wirjosentono, B., (1995), Peningkatan Efektifitas Pemantap Stearat dalam
Matriks Polivinil Klorida, Prosiding Seminar Ilmiah Lustrum ke-4
FMIPA, USU, Intan Dirja, Medan
Judul Skripsi
: Sintesis dan Karakterisasi Perekat Poliuretan dari
Campuran Minyak Biji Karet Alam, MDI dan PEG
Nama Mabasiswa
NI~
: Putri Jumairah
: 4103210028
Program Studi
: Kimia
Jurusan
: Kimia
Menyetujui:
Dosen Pe bimbing Skripsi
Mengetahui:
Jurusan Kimia
Ketua,
J~a,
Drs.
M.Si
NIP. 19641207199103 1 002
Tanggal Lulus: 27 Agustus 2014
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas
segala rahmat dan karunia-Nya yang memberikan kesehatan dan hikmah kepada
penulis sehingga penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik sesuai waktu yang
direncanakan.
Skripsi berjudul “Sintesis dan Karakterisasi Perekat Poliuretan dari
Campuran Minyak Biji Karet Alam, MDI dan PEG” disusun untuk memperoleh
gelar Sarjana Sain Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Unimed.
Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada :
Ibu Dra. Ani Sutiani, M.Si, sebagai dosen pembimbing skripsi yang telah banyak
memberikan bimbingan dan saran-saran kepada penulis sejak awal penelitian
sampai selesainya penelitian dan skripsi ini. Ucapan terima kasih juga penulis
sampaikan kepada Ibu Dra.Murniaty Simorangkir, MS, Bapak Drs.Jamalum
Purba, M.Si dan Ibu Dra.Ratu Evina Dibyantini, M.Si
yang telah banyak
memberikan masukan dan saran-saran mulai dari rencana penelitian sampai
selesainya penyusunan skripsi ini. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada
Bapak Prof.Dr.Ramlan Silaban, M.Si selaku dosen pembimbing akademik, Bapak
Drs. Jamalum purba, M.Si, Bapak Drs. Rahmat Nauli, M.Si, Bapak Dr. Marham
Sitorus, M.Si, Bapak dan Ibu Dosen yang telah mendidik penulis selama
melakukan studi di kampus Unimed dan juga staf Pegawai Jurusan Kimia FMIPA
Unimed. Penghargaan juga diberikan kepada Bang Nizam dan Bang Daniel yang
telah membantu dalam persiapan alat dan bahan yang dibutuhkan selama
penelitian. Juga kepada Kepala Lab. Penelitian dan Lab. Instrumen UNIMED,
Kepala Lab. Penelitian Kimia dan Lab. Terpadu USU Medan dan segenap Instansi
yang telah turut melancarkan keberhasilan penelitian ini.
Secara khusus kepada kedua orang tua yang sangat penulis banggakan
serta penulis sayangi, Ayah (H.Mariadi Mz) dan Ibu (Hj. Rukiah) semoga Rahmat
Allah senantiasa tercurah untuk Ayahanda dan Ibunda tercinta. Serta kedua
Adikku Rahmad Maulana dan Masitah, serta seluruh family semoga urusannya di
v
mudahkan oleh Allah SWT. Penulis ucapkan terimakasih juga kepada Ibu Farida
Hanum, Kak Pevi Riani, Bu Sri, Uwak kawit, Bang M Nur dan Kak Eli yang telah
memberikan motivasi dan semangat mengerjakan skripsi. Salam sukses juga
untuk sahabat-sahabatku Putri Try Wardawi, Nurhidayanti, Sulya Fitri, Siska
Winti Aprila, Pratiwi Brilliyani S, Kiki Agnesia Putri, Desy Fitriani, Wiwit
Winarti, Dedi Setiawan, Dimas Ade Putra, Jihan Purnama, Rahmad Kurnia Lbs
yang telah banyak membantu dalam mengerjakan penelitian ini dan sahabatsahabatku Ary Anggara Wibowo, Siti Hajjah dan Yulia serta seluruh teman-teman
Kimia NK ’10 dan seluruh kakak dan adik-adik stambuk di Jurusan Kimia FMIPA
Unimed yang tidak dapat disebutkan namanya satu persatu. Buat yang tersayang
Hartawan
yang
telah
memberikan
semangat
dan
dukungannya
untuk
menyelesaikan skripsi ini saya sampaikan banyak terima kasih.
Penulis telah berupaya dengan semaksimal mungkin dalam penyelesaian
skripsi ini, namun penulis sadar masih banyak kekurangan dan kelemahan di
dalam skripsi ini, baik dari segi tata bahasa atau penulisan. Untuk itu penulis
mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca. Penulis berharap
isi skripsi ini bermanfaat bagi penulis sendiri dan pembaca seluruhnya.
Medan, Agustus 2014
Penulis,
Putri Jumairah
NIM. 4103210028
iii
SINTESIS DAN KARAKTERISASI PEREKAT POLIURETAN DARI
CAMPURAN MINYAK BIJI KARET ALAM, MDI DAN PEG
Oleh :
PUTRI JUMAIRAH
4103210028
Abstrak
Perekat poliuretan dibuat dengan mencampurkan minyak biji karet dengan PEG
sampai homogen, lalu dicampurkan kembali dengan MDI sambil dialiri gas
nitrogen pada suhu kamar, campuran diaduk selama ±1 menit. Jenis PEG yang
dipakai adalah PEG 1000 dan PEG 600 dan sumber poliolnya adalah Minyak Biji
Karet. Sumber isosianatnya adalah MDI (4,4-Diphenilmethane diisosianat). Poliol
dari minyak biji karet telah dibuat melalui ekstraksi sokletasi kernel biji karet
dengan pelarut n-heksan. Hasil ekstraksi dari 300,12 gram kernel biji karet
didapatkan kadar minyak biji karet 16,31 %. kemudian diuji GC menunjukkan
bahwa minyak biji karet mengandung asam laurat, asam miristat, asam palmitat,
asam stearat, asam oleat, asam linoleat dan asam palmitoleat. Diketahui komposisi
terbesar minyak biji karet mengandung asam linoleat yang cukup tinggi yaitu
38,42%. Hasil karakterisasi poliol dari minyak biji karet melalui spektrofotometer
FT-IR menunjukkan adanya bilangan gelombang pada daerah serapan dari 35003800 yang merupakan serapan ulur gugus OH. Penelitian ini menunjukkan apakah
poliol dari minyak biji karet dapat digunakan untuk membuat perekat poliuretan
dan mengetahui jenis PEG (Polietilen Glikol) yang lebih baik digunakan untuk
mendapat perekat poliuretan yang paling baik juga mengetahui variasi komposisi
yang paling optium. Hasil Karakteristik sifat fisik perekat poliuretan pada PEG
1000 adalah kental, berwarna kuning susu dan cepat mengeras sedangkan
karakteristik sifat perekat poliuretan pada PEG 600 adalah kental, berwarna
kuning susu dan lama mengeras. Karakteristik perekat poliuretan dilakukan
dengan uji FTIR yang masing-masing spektrum poliuretan yang dihasilkan
memberikan spektrum yang sesuai. Hal ini menunjukkan telah terbentuknya
gugus uretan dari poliuretan.
Kata Kunci : Perekat, Poliuretan, Minyak Biji Karet, PEG (Polietilen Glikol),
MDI
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
i
Riwayat Hidup
ii
Abstrak
iii
Kata Pengantar
iv
Daftar Isi
vi
Daftar Gambar
ix
Daftar Tabel
x
Daftar Lampiran
xi
BAB I. PENDAHULUAN
1
1.1. Latar Belakang Masalah
1
1.2. Batasan Masalah
4
1.3. Rumusan Masalah
4
1.4. Tujuan Penelitian
5
1.5. Manfaat Penelitian
5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1. Polimer
6
2.2. Polimerisasi
6
2.3. Klasifikasi Polimer
7
2.4. Poliuretan
9
2.5. Perekat Poliuretan
11
2.6. Perekat (Adhesive)
12
2.7. Isosianat
14
2.8. Makroglikol dan PEG
15
2.9. Senyawa Poli Hidroksi Alkohol (Poliol)
16
2.10. Biji Karet Alam
18
2.11. Minyak Biji Karet
18
vii
2.12. Karakteristik Poliuretan
20
2.12.1. Spektrofotometri Infra Merah
20
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
22
3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian
22
3.2. Alat dan Bahan
22
3.3. Prosedur Penelitian
22
3.3.1. Pengambilan Minyak Biji Karet Alam
22
3.3.1.1. Preparasi Biji Karet Alam
22
3.3.1.2. Ekstraksi Minyak Biji Karet Alam dengan Metode Sokletasi
23
3.3.2. Pembuatan Perekat Poliuretan
23
3.4. Karakteristik Poliuretan
24
3.4.1. Uji Inframerah
24
3.5. Diagram Alir Penelitian
24
3.5.1. Pengambilan Minyak Biji Karet Alam
24
3.5.1.1. Preparasi Biji Karet Alam
24
3.5.1.2. Ekstraksi Minyak Biji Karet Alam dengan Metode Sokletasi
26
3.5.2. Pembuatan Perekat Poliuretan
27
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
28
4.1. Preparasi Sumber Poliol
28
4.2. Minyak Biji Karet Alam
28
4.3. Pembuatan Perekat Poliuretan
30
4.4. Analisis Gugus Fungsi dengan FTIR
33
4.4.1. Analisis Gugus Fungsi pada Minyak Biji Karet alam
33
4.4.2. Analisis Gugus Fungsi pada MDI
34
4.4.3. Analisis Gugus Fungsi PEG 1000
35
4.4.4. Analisis Gugus Fungsi PEG 600
36
4.4.5. Analisis Gugus Fungsi Minyak Biji Karet dan
Poliuretan dari PEG1000
4.4.5.1. Variasi Minyak Biji Karet, MDI dan PEG1000 (1:1:1)
37
37
viii
4.4.5.2. Variasi Minyak Biji Karet, MDI dan PEG (2:1:1)
39
4.4.6. Analisis Gugus Fungsi Minyak Biji Karet dan
Poliuretan dari PEG600
41
4.4.6.1. Variasi Minyak Biji Karet,MDI dan PEG (1:1:1)
41
4.4.6.2. Variasi Minyak Biji Karet, MDI dan PEG (2:1:1)
43
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
46
5.1. Kesimpulan
46
5.2. Saran
46
DAFTAR PUSTAKA
47
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Syarat Mutu Perekat
14
Tabel 2.2. Komposisi Asam Lemak dalam Minyak Biji Karet
19
Tabel 4.1. Komposisi dan Komponen Asam Lemak dalam Biji Karet
29
Tabel 4.2. Komposisi dan Komponen Asam Lemak dalam Biji Karet
29
Tabel 4.3. Sifat Fisik Poliuretan yang dihasilkan dari PEG 1000
dan PEG 600
31
Tabel 4.4. Data gugus fungsi dari MDI, PEG, dan Minyak Biji Karet
38
Tabel 4.5. Data gugus fungsi dari MDI, PEG, dan Minyak Biji Karet
40
Tabel 4.6. Data gugus fungsi dari MDI, PEG, dan Minyak Biji Karet
42
Tabel 4.7. Data gugus fungsi dari MDI, PEG, dan Minyak Biji Karet
44
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Polimer Linear
8
Gambar 2.2. Polimer Bercabang
8
Gambar 2.3. Polimer Jaringan Tiga Dimensi
9
Gambar 2.4. Reaksi Umum Pembentukan Poliuretan
10
Gambar 2.5. Struktur Polietilen Glikol
16
Gambar 2.6. Pohon, Biji dan Getah Karet
19
Gambar 3.1. Diagram Alir Preparasi Biji Karet Alam
25
Gambar 3.2. Diagram Alir Ekstraksi Minyak Biji Karet Alam
dengan Metode Sokletasi
26
Gambar 3.3. Diagram Alir Penelitian Pembuatan Perekat Poliuretan
27
Gambar 4.1. Reaksi Pembentukan Poliuretan
32
Gambar 4.2. Spektrum Gugus Fungsi Minyak Biji Karet Alam
33
Gambar 4.3. Spektrum Gugus Fungsi MDI
34
Gambar 4.4. Spektrum Gugus Fungsi PEG 1000
35
Gambar 4.5. Spektrum Gugus Fungsi PEG 600
36
Gambar 4.6. Minyak Biji Karet, MDI dan PEG 1000
37
Gambar 4.7. Minyak Biji Karet, MDI dan PEG 1000
39
Gambar 4.8. Minyak Biji Karet, MDI dan PEG 600
41
Gambar 4.9. Minyak Biji Karet, MDI dan PEG 600
43
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Hasil Data GC Minyak Biji Karet
50
Lampiran 2. Dokumentasi Penelitian
51
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Indonesia merupakan salah satu negara penghasil karet alam terbesar di
dunia. Indonesia mempunyai total areal perkebunan karet sebesar 3.338.162 ha
(2003) dengan proporsi tanaman karet yang menghasilkan adalah 2.035.058 ha
(61%) (Direktorat Jenderal Perkebunan, 2006). Selain menghasilkan lateks,
perkebunan karet juga menghasilkan biji karet sebanyak 1.500 kg/ha/tahun
(Teterissa dan Marpaung, 1985) yang belum termanfaatkan secara optimum.
Dengan melihat tingginya kandungan minyak di dalam daging biji karet yakni
sebesar 50% (Haris et al., 1995), maka minyak tersebut sangat potensial untuk
dimanfaatkan. Rendemen minyak biji karet adalah sekitar 10% dari biji karet utuh
atau 20% dari daging biji (Suparno et al., 2009).
Biji karet alam merupakan sumber minyak nabati. Biji karet diperoleh
dari pohon karet yang menghasilkan biji. Biji karet mengadung sekitar 40-50%
(b/b) minyak nabati dengan komposisi asam lemak yang dominan adalah asam
oleat dan asam linoleat, sementara sisanya berupa asam palmitat, asam stearat,
asam arachidat dan asam lemak lainnya (Setyawardhani et al., 2010).
Penelitian mengenai pemisahan minyak biji karet dilakukan dengan
metoda pengempaan dan ekstraksi pelarut. Pengempaan dilakukan dengan kempa
hidrolik. Ekstraksi dilaksanakan dengan mencampurkan biji karet dengan pelarut
dalam wadah berpengaduk. Biji karet mengalami perlakuan awal terlebih dulu,
yang meliputi pembuangan kulit dan penyerpihan. Percobaan terdiri dari dua
bagian, yaitu pengempaan dan ekstraksi pelarut, Ekstraksi pelarut / leaching
dengan menggunakan heksana pada berbagai temperatur memberikan yield 66,3%
sampai 70,4%. Sedangkan pengempaan yang dilakukan dengan kempa hidrolik
pada tekanan maksimal 370 bar memberikan yield sebesar 64,3% atau masih
menyisakan minyak sejumlah 35,7%. Dengan demikian, dalam pemisahan minyak
biji karet metoda ekstraksi pelarut lebih efektif dibandingkan dengan metoda
pengempaan (Susanto, 2001).
1
2
Poliuretan merupakan bahan polimer yang mengandung gugus fungsi
uretan (-NHCOO-) dalam rantai molekulnya. Gugus fungsi tersebut terbentuk
sebagai hasil reaksi antara gugus isosianat dengan gugus hidroksi. Poliuretan
struktur linier diperoleh dengan cara mereaksikan diol rantai pendek dengan
diisosianat. Poliuretan bercabang dan berikatan silang diperoleh dengan cara
mereaksikan molekul yang mengandung gugus –OH > 2 dengan diisosianat atau
dengan mereaksikan glikol dengan diisosianat dan dilakukan penambahan
sejumlah kecil poliol. Poliuretan memiliki banyak sekali kegunaan, bisa sebagai
busa bahan elastomer, lem dan pelapis. Sebelumnya poliuretan banyak diproduksi
dengan berbahan-baku minyak bumi, kini poliuretan faktanya bisa pula dibuat dari
minyak nabati (Rohaeti, 2005)
Penggunaan perekat poliuretan di Indonesia sebagai bahan industri masih
tergantung pada impor. Di bidang industri poliuretan digunakan sebagai
furniture, alat-alat olahraga, serta berbagai pembungkus. Di bidang kedokteran
juga digunakan sebagai pelindung muka, kantung darah dan lain-lain. Maka hal
ini menunjukkan bahwa prospek dalam pengolahan poliuretan dimasa depan
sangat menjanjikan (Anonim, 2007).
Sintesis poliuretan telah dilakukan (Prasetya, 2008) dengan menggunakan
monomer 4,4’- MDI : PEG 400 : minyak kelapa, dan 4,4’- MDI : 1,4-butanadiol :
minyak kelapa pada perbandingan masing-masingnya adalah 6:3:1 (b/b). Hasil
yang didapat terdapat kecenderungan bahwa poliuretan yang disintesis dari 4,4’MDI : PEG 400 : minyak kelapa memiliki rapatan ikatan silang yang lebih tinggi
dibandingkan poliuretan yang disintesis dari 4,4’- MDI : 1,4-butanadiol : minyak
kelapa pada perbandingan 6:3:1 (b/b).
Penelitian pembuatan poliuretan telah berhasil dilakukan dengan
menggunakan bahan dasar minyak jarak yang direaksikan dengan diisosianat, baik
berupa toluen diisosianat (Sutiani, dkk, 2004) maupun dengan menggunakan 2,4
diphenilmetan diisosianat (Sutiani, dkk, 2005). Dari hasil penelitian diketahui
bahwa poliuretan yang dihasilkan memiliki sifat rapuh sehingga hanya dapat
diaplikasikan sebagai elastomer dan tidak dapat dijadikan sebagai perekat.
3
Penelitian untuk mendapatkan poliuretan sebagai perekat dilakukan oleh
Erlinda (2008) dengan mencampurkan minyak jarak, PEG 400 dan MDI dengan
memvariasikan suhu reaksi polimerisasi. Sutiani, dkk, (2008-2009) dan Putri
(2010) melakukan proses pembuatan perekat poliuretan dengan proses alkoholisis
minyak jarak terlebih dahulu sebelum direaksikan dengan glikol maupun
isosianat. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa poliuretan yang dihasilkan
sudah dapat dijadikan sebagai perekat untuk substrat kayu dan plastik, akan tetapi
memiliki kestabilan termal yang relatif rendah. Sedangkan penelitian berikutnya
(Sutiani, dkk, 2010-2011) tentang pembuatan perekat poliuretan dari sumber
poliol alami yang berasal dari karbohidrat murni yang berupa monosakarida
maupun disakarida dengan PEG dan MDI diperoleh hasil bahwa secara sifat
mekanik, poliuretan ini memenuhi kualitas standar sebagai perekat.
Selain itu perekat Poliuretan telah diperoleh dengan memvariasikan
komposisi sukrosa, PEG1000 dan MDI dengan komposisi maksimal PEG1000 :
Sukrosa : MDI sebesar 1:1:2 (Panggabean, 2011), sedangkan variasi komposisi
gliserol, PEG1000 dan MDI, diperoleh komposisi paling maksimal pada
perbandingan PEG1000 : Gliserol : MDI sebesar 3:1:2 (Sutiani dan Bidza, 2013).
Penelitian lainnya dilakukan oleh Rinaldhy (2012) dengan mereaksikan sari tebu
dengan PEG dan MDI, diperoleh nilai kekuatan tarik paling maksimum
adalah 45,467 x 104 N/m2, persen perpanjangan 49,125 % pada perbandingan
sari tebu : PEG1000 : MDI sebesar 1:1:2. Sedangkan nilai kekuatan lentur paling
maksimum adalah 822,8 x 102 N/m2 pada perbandingan 1:2:3.
Poliuretan disintesis dari minyak kedelai (Soybean Oil / SBO) dan minyak
kedelai teroksidasi (Oxydated Soybean Oil / OSBO) dengan PEG400 dan MDI
pada temperatur kamar diikuti proses curing selama 10 jam pada temperatur 70oC,
dan dilanjutkan pada temperatur 100oC selama 3 jam. Sintesis dilakukan dengan
komposisi perbandingan massa SBO / OSBO : PEG400 : MDI = 1 : 2 : 3. Hasil
oksidasi minyak kedelai meningkatkan intensitas serapan gugus -OH, bilangan
hidroksil, massa jenis, titik leleh dan titik didih, sedangkan indeks bias mengalami
penurunan. Poliuretan hasil sintesis memiliki serapan khas gugus uretan dan
4
ikatan silang. Poliuretan dari OSBO PEG400 - MDI memiliki ikatan silang lebih
banyak (Rohaeti dan Senam, 2008)
Dari latar belakang masalah dan uraian tentang penelitian terdahulu, maka
dalam penelitian ini peneliti tertarik untuk memanfaatkan minyak biji karet alam
sebagai sumber poliol yang akan direaksikan dengan polietilen glikol (PEG) dan
diisosianat berupa 4,4-diphenilmethane diisosianate (MDI) dengan variasi sumber
poliol dan jenis PEG, sehingga diharapkan diperoleh perekat dengan kualitas yang
terbaik.
1.2. Batasan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka dalam penelitian ini diberikan
batasan masalah sebagai berikut :
1. Bahan dasar polimerisasi adalah minyak biji karet alam dan Polietilen Glikol
(PEG) yang direaksikan dengan Metilen-4,4’-Difenildiisosianat (MDI).
2. Jenis PEG yang digunakan adalah PEG600 dan PEG1000.
3. Karakterisasi perekat yang dilakukan adalah dengan uji IR.
1.3. Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Apakah minyak dari biji karet alam sebagai sumber poliol dapat dimanfaatkan
untuk menghasilkan perekat poliuretan melalui proses polimerisasi bila
direaksikan dengan PEG dan MDI ?
2. Apakah jenis Polietilen Glikol (PEG) yang digunakan dapat mempengaruhi
sifat perekat poliuretan yang dihasilkan ?
3. Pada komposisi minyak biji karet alam : PEG : MDI manakah dihasilkan
perekat poliuretan dengan sifat perekat yang maksimal ?
5
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah :
1. Mengetahui apakah minyak dari biji karet alam dapat dijadikan sebagai sumber
poliol untuk menghasilkan perekat poliuretan, bila direaksikan dengan PEG
dan MDI.
2. Mengetahui pengaruh jenis Polietilen Glikol (PEG) yang digunakan dalam
pembuatan perekat poliuretan.
3. Mengetahui komposisi manakah yang menghasilkan perekat poliuretan yang
memiliki sifat perekat paling maksimal.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini adalah :
1. Memberikan informasi mengenai pemanfaatan minyak dari biji karet alam
dalam sintesa pembuatan perekat poliuretan.
2. Sebagai salah satu alternatif dalam pembuatan perekat poliuretan yang dapat
diproduksi dengan efektif dengan menggunakan bahan dasar yang dapat
diperoleh dengan mudah.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat ditarik
kesimpulan sebagai berikut :
1. Penggunaan
Minyak
biji
karet
alam
dalam
reaksi
polimerisasi
pembentukan perekat poliuretan dengan PEG dan MDI berhasil dilakukan.
2. Perekat poliuretan dengan sumber poliol alami minyak biji karet alam
menunjukkan penggunaan PEG 1000 lebih baik dari pada PEG 600.
3. Variasi komposisi yang paling maksimal dan memberikan karakteristik
paling baik dalam pembuatan perekat poliuretan adalah pada variasi
komposisi SP:PEG:MDI (2:1:1) pada jenis PEG 1000.
5.2. Saran
Dari penelitian yang dilakukan oleh peneliti, maka perlu dilakukan
penelitian lanjutan pada minyak biji karet mengenai komposisi sumber poliol
yang dihasilkan untuk mengetahui adanya terbentuk gugus hidroksil dari minyak
biji karet dan uji pada perekat poliuretan yang dilakukan dengan melakukan uji
mekanik, seperti uji tarik dan uji kekuatan lentur pada spesimen kayu. Dalam
melakukan uji mekanik terhadap perekat tersebut bertujuan untuk mengetahui dan
mendapatkan perekat poliuretan dengan hasil yang lebih baik.
46
47
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, (2007), Poliuretan, http//:www.chem-is-try.org/?sect=artikel&ekt=65,
(Diakses pada 4 Februari 2014)
Billmayer, F.W., (1984), Textbook of polymer Science, John Wiley & Sons., New
York, USA
Direktorat Jenderal Perkebunan, (2006), Luas Areal dan Produksi Perkebunan
Rakyat di Indonesia 1995-2003 [Online], Diperoleh dari www.deptan.go.
id, (Diakses pada 4 Februari 2014)
Erlinda, (2008), Pembuatan Poliuretan Dari Campuran Minyak Jarak, Glikol
Dan Diisosianat Dengan Variasi Suhu Reaksi., Skripsi, FMIPA, Unimed,
Medan
Guo A., Demydov D., Zhang, W., Petrovic, Z.S., (2002), “Polyol and
Polyurethane from hydroformylation of Soybean Oil”, J. Polym Environ
10 : 49-52
Haris, U., Hardjosuwito, B., Hermansyah., dan Bagya., (1995), Pemanfaatan biji
karet secara komersial, suatu analisis potensi dan kelayakan., Warta Pusat
Penelitian Karet 14(1): 1-9
Harris, U., Alfa, A. A., dan Hermansyah, H., (1996), B., Warta Pusat Penelitian
Karet 15: 57-62
Hummel, D.O., (1985), Infrared Spectra Polymer In The Medium And Long
Wavelength Regions, John Willey Dan Sons, London
Narrine, S.S., Kong, X., Bauzidi, L., dan Sporus, P., (2007), Physical Propertias
Of Polyurethanes Produced from Polyol from Seed Oils, Ielastomer,
JAOCS, Vol. 84, 55-63
Panggabean, H., (2011), Sintesis dan Karakterisasi Perekat Poliuretan dari
Campuran
Bahan
Alami
Sukrosa
dan
MDI
(4,4diphenilmethanediisosianate) dengan Variasi Jenis PEG (Polietilen
Glikol)., Skripsi, FMIPA, Unimed, Medan
Putri, S.A., (2010), Pengaruh Variasi MDI (Metilen-4,4-diphenil diisosianat)
Dalam Pembuatan Perekat Poliuretan Dengan Campuran PEG
(PolietilenGlikol) 1000 Dan Minyak Jarak., Skripsi, FMIPA, Unimed,
Medan
48
Prasetya., (2008), Sintesis dan Karakterisasi Poliuretan dari Metilen -4,4’Difenil Diisosianat (4,4’-MDI) : Polietilen Glikol 400 (PEG400) : Minyak
Kelapa dan Metilen -4,4’-Difenil Diisosianat (4,4’-MDI) : 1,4-Butanadiol
: Minyak Kelapa, Skripsi., FMIPA, UIN Sunan Kalijaga, Yogyakarta
Rahmaniar., dan Prasetya, H.A., (2011), Minyak Biji Karet Epoksi Sebagai Bahan
Pelunak Untuk Pembuatan Seal Radiator Epoxided Rubber Seeds Oil As A
Softener A Gent For Radiator Seal, Jurnal Riset Industri 5(1): 71-78
Randall, O., dan Lee, S., (2002), “The polyurethane Book”, John Wiley & Sons,
LTD, Everberg, Belgium
Rinaldhy, M.A., (2012), Sintesis dan Karakterisasi Perekat Poliuretan dari
Campuran Bahan Alami Sari Tebu dan MDI (4,4-diphenil methane
diisosianate) dengan PEG (Polietilen Glikol)., Skripsi, FMIPA, Unimed,
Medan
Rohaeti, E., (2005), Kajian tentang sintesis poliuretan dan karakterisasinya,
Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA,
FMIPA UNY, Yogyakarta, K1 – K9
Rohaeti, E., dan Senam., (2008), Efek minyak nabati pada biodegradasi
poliuretan hasil sintesis dari PEG400 dan MDI, Laporan Penelitian,
Dikti, Jakarta
Setyawardhani, D.A., Distantina, S., Henfiana, H., dan Dewi, A.S., (2010),
Pembuatan Biodiesel Dari Asam Lemak Jenuh Minyak Biji Karet,
Prosiding Seminar Rekayasa Kimia Dan Proses 2010, Teknik Kimia,
UNDIP, Semarang
Siahaan, S., Setyaningsih, D., dan Hariyadi., (2011), Potensi Pemanfaatan Biji
Karet (Hevea Brasiliansis Muell.Arg) Sebagai Sumber Energi Alternatif
Biokerosin, Jurnal Teknologi Industri Pertanian 19(3): 145-151
Steven, M.P., (2001), Polymer Chemistry, (Diterjemahkan oleh Iis Sopyan), PT
Pradya Paramita, Jakarta
Suparno, O., Kartika, I.A., and Muslich., (2009). Chamois leather tanning using
rubber seed oil. Journal of the Society of Leather Technologists and
Chemists 93(4): 158-161
Supri., (2000), Sintesis dan Karaketrisasi Poliuretan (PU) dari Sistem Lignin
Isolasi Kayu Meranti (Sharcea) dengan Polietilen Glikol, Tesis, Magister
Kimia Program Pascasarjana, ITB, Bandung
49
Susanto, F., (2001), Ekstraksi Biji Karet, Laporan Hasil Penelitian, Fakultas
Teknik Industri, ITB, Bandung
Sutiani, A., Dibyantini, R.E., Nauli, R., (2004), Sintesis dan Karakterisasi Plastik
Poliuretan yang Bersifat Biodegradabel dari Bahan Baku Minyak Jarak,
Laporan Penelitian Dosen Muda, Dirjen Dikti, Depdiknas, Jakarta
Sutiani, A., Dibyantini, R.E., Nauli, R., (2005), Studi Biodegradasi Plastik
Poliuretan dari Minyak Jarak Sebagai Plastik Ramah Lingkungan,
Laporan Penelitian Dosen Muda, Dirjen Dikti, Depdiknas, Jakarta
Sutiani, A., Dibyantini, R.E., dan Sitorus, M., (2008-2009), Pembuatan
Poliuretan dengan Bahan Baku Minyak Jarak Teralkoholisis Sebagai
Alternatif Bahan Perekat, Laporan Penelitian Hibah Bersaing, Dirjen
Dikti, Depdiknas, Jakarta
Sutiani, A., Dibyantini, R.E., dan Sitorus, M., (2010-2011), Pembuatan Perekat
Poliuretan Menggunakan Berbagai Bahan Alami Sebagai Sumber Poliol,
Laporan Penelitian Hibah Bersaing, Dirjen Dikti, Depdiknas, Jakarta
Sutiani, A., dan Bidza, K.R., (2013), Pengaruh Variasi Komposisi Gliserol,
PEG1000 dan MDI Terhadap Sifat Mekanik Perekat Poliuretan, Jurnal
Prosiding Semirata 2013 FMIPA Universitas Lampung, Jurusan Kimia,
FMIPA, Unimed, Medan, Hal : 23-28
Tano, E., (1997), Pedoman Membuat Perekat Sintesis, Cetakan Pertama,
PT.Rineka Cipta, Jakarta
Teterissa, J.J., dan Marpaung, D., (1985), Potensi limbah tanaman karet di
Indonesia, Kantor Menteri Muda Urusan Peningkatan Produksi Pangan,
Jakarta
Wijanarko, A., Alfa, A., dan Budi, S., (2004), Perancangan Awal Pabrik
Polyurethane Berbasis Minyak Jarak di Indonesia, Jurnal Teknologi 2:109119
Wirjosentono, B., (1995), Peningkatan Efektifitas Pemantap Stearat dalam
Matriks Polivinil Klorida, Prosiding Seminar Ilmiah Lustrum ke-4
FMIPA, USU, Intan Dirja, Medan