hidroksida 8 : 5. Larutan ini kemudian diekstraksi dengan heksana untuk memperoleh kardanol. Kardanol yang dihasilkan dari proses ini sekitar 65,
dan memerlukan perlakuan arang aktif untuk menghilangkan warna pengotor. Senyawa kardanol Gambar 3 merupakan campuran dari bentuk jenuh
dan tidak jenuh pada rantai karbon sampingnya. Ketidakjenuhan pada rantai karbon samping kardanol merupakan campuran dari satu monoena,
dua diena, dan tiga ikatan rangkap triena dengan komposisinya berturut- turut 31,97, 16,12, dan 47,97, sedangkan ikatan jenuh 3,94 Tyman
France 1979.
Struktur kimia kardanol yang memiliki ikatan tidak jenuh pada rantai karbon sampingnya mengakibatkan senyawa kardanol dapat dengan mudah
mengalami polimerisasi. Bentuk struktur itu juga memberikan sifat baking dan pengeringan bertahap gradual drying yang cukup baik sehingga banyak
digunakan dalam produk pelapis permukaan. Selain itu, lapisan film memiliki sifat insulasi, daya lentur serta ketahanan terhadap air dan bahan kimia yang
baik Sanoor Cashew Adarsh Industry 2003. Rantai karbon samping kardanol juga dapat meningkatkan kelarutan produk kondensasi kardanol
aldehida di dalam minyak pengering seperti linseed oil, tung oil, dan dehydrated castor oil
minyak jarak dehidrasi.
C. Resin Fenolik
Resin fenolik merupakan produk polimer yang dibentuk dari reaksi resinifikasi polimerisasi kondensasi antara senyawa fenol dengan aldehida.
Dalam hal ini fenol bereaksi dengan aldehida menghasilkan produk polimer n = 0
n = 4
C
15
H
31-n
n = 2
n = 6
OH
Gambar 3 Struktur kardanol dan rantai karbon sampingnya C
15
H
31-n
dengan membebaskan air atau senyawa lain yang lebih sederhana. Formaldehida merupakan aldehida yang banyak digunakan karena memiliki
kereaktifan yang tinggi dan harganya relatif murah. Reaksi resinifikasi antara fenol dengan formaldehida dikatalis
oleh asam atau basa, dan hasil yang terbentuk tergantung pada jenis katalis dan nisbah mol formaldehida terhadap fenol Cowd 1991. Menurut
Tobiason 1990, keragaman resin fenolik yang dihasilkan tergantung pada : 1 pemilihan senyawa fenol, 2 nisbah mol formaldehida terhadap fenol, 3 pH
jenis dan konsentrasi katalis, serta 4 suhu dan waktu reaksi. Produk resin fenolik yang dihasilkan dari berbagai nisbah mol formaldehida terhadap fenol
ditunjukkan pada Tabel 3. Tabel 3 Produk resin fenolik yang dihasilkan dari berbagai nisbah mol
formaldehida dengan fenol Nisbah mol formaldehida
dengan fenol Produk resin fenolik
0,5 : 1 Dimer
1 : 1 Polimer dengan ikatan silang pendek
2 : 1 Polimer dengan ikatan silang
3 : 1 Polimer dengan ikatan silang yang sangat
banyak terlalu reaktif untuk digunakan sebagai pelapis permukaan
OCCA 1983
Menurut Cowd 1991, katalis basa digunakan pada nisbah mol formaldehida dengan fenol lebih dari 1 : 1 formaldehida berlebih. Metilol
fenol saling berkondensasi membentuk senyawa rantai pendek yang disebut resin resol. Resin ini sangat reaktif terhadap panas sehingga mudah mengeras
bila dipanaskan dan akhirnya berubah menjadi insoluble gel. Katalis asam digunakan pada nisbah mol formaldehida dengan fenol kurang dari 1 : 1 fenol
berlebih. Hasilnya diperoleh resin novolak yang bersifat dapat larut dan fleksibel. Novolak kurang reaktif terhadap panas sehingga resin ini tidak
mengeras oleh panas. Perbedaan antara proses yang menggunakan katalis basa dan asam
menurut Pizzi 1983 terletak pada : 1 perbedaan derajat penyerangan aldehida pada fenol, 2 polimerisasi kondensasi metilol fenol lebih lanjut, dan
3 pada reaksi polimerisasi kondensasi alami, katalis asam akan membentuk metilol fenol secara perlahan. Menurut Steven 1989, perbedaan antara resin
novolak dan resol adalah bahwa resin novolak tidak mengandung gugus reaktif metilol bebas sehingga tidak bisa dikonversi menjadi polimer terikat
silang hanya dengan pemanasan. Proses ikat silang pada resin novolak dilakukan dengan menambahkan formaldehida tambahan.
Resin fenolik banyak digunakan dalam produk pelapis permukaan seperti vernis, cat dan enamel. Resin novolak digunakan dalam pelapis
permukaan tipe air drying proses pengeringan film melalui mekanisme polimerisasi oksidatif, sedangkan resol digunakan dalam pelapis permukaan
tipe baking proses pengeringan dengan pemanasan Swern 1979. Menurut OCCA 1983, nisbah mol formaldehida terhadap fenol untuk produk pelapis
permukaan berkisar antara 0,75–2,0 : 1. Resin fenolik diperoleh melalui dua tahapan, yaitu reaksi metilolasi
dan reaksi polimerisasi kondensasi. Mekanisme reaksi metilolasi dalam pembentukan metilol fenol dengan katalis asam disajikan pada Gambar 4.
Menurut Swaraj 1985, reaksi metilolasi fenol dengan formaldehida diawali dengan protonasi gugus karbonil pada formaldehida oleh kehadiran ion
hidrogen H
+
. Formaldehida berproton aktif bertindak sebagai elektrofil, yang kemudian akan menyerang posisi orto atau para dalam fenol melalui
reaksi substitusi aromatik elektrofilik untuk membentuk kompleks teraktifkan
C H
H O
H
+
+ C
H H
+
OH C
+
H H
OH
Gambar 4 Mekanisme reaksi pembentukan metilol fenol Swaraj 1985
CH
2
OH OH
C
+
H H
OH +
H
+
OH
metilol fenol +
OH H
+
Kompleks teraktifkan
CH
2
OH
hidroksimetilen karbonium. Kompleks teraktifkan kemudian terpecah dengan membebaskan ion H
+
membentuk metilol fenol atau fenol alkohol. Pembentukan resin fenolik jenis novolak disajikan pada Gambar 5.
Selama reaksi metilolasi secara bersamaan terjadi pula reaksi polimerisasi kondensasi antara metilol fenol dengan fenol atau dengan metilol fenol lainnya
membentuk dimer di–fenil metana Gambar 5a. Resin dimer merupakan produk intermediet dalam resin novolak Pizzi 1983. Reaksi metilolasi dalam
pembentukan resin novolak umumnya dilakukan dengan pemanasan pada suhu 90–100 °C Tobiason 1990.
Polimerisasi antara metilol fenol dengan fenol atau dengan metilol fenol lainnya selama reaksi metilolasi terbatas hanya sampai bentuk dimer
OCCA 1983. Peningkatan bobot molekul resin Gambar 5b dilakukan
metilol fenol
CH
2
OH OH
OH CH
2
OH OH
+
CH
2
O
atau
resin fenolik jenis novolak
OH OH
OH OH
CH
2
CH
2
CH
2
..........….. b
Gambar 5 Jalur reaksi pembentukan resin fenolik jenis novolak Pizzi 1983
OH OH
CH
2
OH CH
2
dimer
+
OH CH
2
OH
dimer
CH
2
OH OH
OH +
OH CH
2
OH
................ a
+ H
2
O
+ H
2
O
dengan reaksi polimerisasi kondensasi melalui penghilangan air baik yang berasal dari formaldehida maupun yang terbentuk dari hasil reaksi.
Penghilangan air penting artinya agar dapat terbentuk massa polimer yang lebih tinggi Oldring et al. 1987; Cowd 1991. Penghilangan air dapat
dilakukan dengan pemanasan pada tekanan atmosfir atau vakum. Resin novolak rata-rata memiliki 2–10 cincin aromatik yang dihubungkan dengan
ikatan metilen para-para, orto-orto, dan orto-para yang acak. Berbagai jenis katalis asam dapat digunakan untuk pembentukan resin
novolak baik asam mineral seperti asam sulfat, asam klorida, dan asam fosfat maupun asam organik seperti asam oksalat, asam para toluensulfonat, dan
asam susinat Pizzi 1983. Konsentrasi katalis yang biasa digunakan berkisar 1–6. Menurut Steven 1989, pada kondisi asam yang kuat pH 3 posisi
para dalam cincin aromatik lebih reaktif sehingga reaksi polimerisasi kondensasi yang menghasilkan ikatan orto-orto jarang terjadi, sedangkan pada
pH yang lebih tinggi polimerisasi kondensasi antara posisi orto lebih dominan. Resin fenolik dari distilat CNSL merupakan resin fenolik yang
dihasilkan dari reaksi distilat CNSL kardanol dengan formaldehida. Reaksi kardanol dengan formaldehida menyerupai reaksi fenol dengan formaldehida
yang menghasilkan resin termoset resol dan termoplastik novolak tergantung jenis katalis dan nisbah mol formaldehida terhadap distilat CNSL
Rishabh Group 2001. Menurut Mahanwar dan Kale 1996, kardanol merupakan sumber
fenol alami yang memiliki rantai karbon samping tidak jenuh, sehingga memungkinkan reaksi tidak hanya terjadi pada cincin aromatiknya tetapi juga
pada rantai karbon samping. Kardanol dapat bereaksi dengan metilen aktif seperti formaldehida dan heksametilen tetramin melalui gugus hidroksil
dan dapat mengalami polimerisasi adisi melalui rantai karbon samping tidak jenuhnya. Dengan demikian, penggunaan kardanol memungkinkan
terbentuknya resin fenolik dengan struktur yang lebih kompleks. Resin fenolik dari kardanol memiliki kelarutan yang baik di dalam minyak pengering,
pelarut alifatik dan aromatik. Lapisan film resin ini memiliki kelenturan serta ketahanan yang baik terhadap air, asam, dan alkali Rishabh Group 2001.
D. Vernis
