IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Rendemen dan Karakteristik Distilat CNSL
Produksi distilat CNSL pada suhu 280 °C dan tekanan vakum 2–4 mmHg menghasilkan rendemen distilat CNSL sebesar 62,88. Sisa
distilasi berupa cairan yang sangat kental dan hampir padat yang dikenal dengan nama residol. Residol masih memiliki nilai ekonomis karena banyak
mengandung senyawa kardol Sanoor Cashew Adarsh Industry 2003. Karakteristik distilat CNSL yang dihasilkan memenuhi spesifikasi
kardanol komersial produksi Golden Product–India, kecuali kadar airnya Tabel 5. Kadar air distilat CNSL sebesar 2,55 lebih tinggi dibandingkan
dengan spesifikasi kardanol komersial. Kadar air distilat CNSL yang tinggi disebabkan oleh peralatan dekarboksilasi CNSL yang kurang baik. Peralatan
dekarboksilasi tersebut tidak menggunakan isolator panas dan terbuka sehingga uap air yang terbentuk sebagian terkondensasi kembali menjadi air
karena terjadi penurunan suhu. Dengan demikian ketika proses distilasi CNSL, air tersebut ikut terdistilasi dan bercampur dengan distilat CNSL. Kadar air
yang tinggi kurang baik bagi distilat CNSL karena dapat mempercepat kerusakan akibat proses hidrolisis yang akan memperpendek daya simpannya.
Distilat CNSL memiliki nilai pH yang lebih tinggi dibandingkan dengan CNSL Tabel 5. Hal tersebut menunjukkan bahwa senyawa asam
anakardat yang merupakan komponen terbesar dalam CNSL telah terkonversi Tabel 5 Sifat fisiko-kimia CNSL dan distilat CNSL
Karakteristik CNSL
Distilat CNSL kardanol
Kadanol komersial
‡
Kadar air 4,52
2,55 maks. 0,3
pH 4,02
9,04 –
Bilangan asam 38,57
0,60 maks. 5
Bobot jenis 20 °C 0,9765
0,9328 0,927–0,933
Indeks bias 20 °C –
1,5054 1,5050–1,5080
Viskositas 30 °C, mPa.s 350,84
46,60 35–50
Bilangan hidroksil 195,44
183,81 180–200
Bilangan iod 199,31
255,05 min. 220
‡
Golden Product 2001
menjadi kardanol yang bersifat basa. Menurut Paramashivappa et al. 2001, terkonversinya senyawa asam anakardat menjadi kardanol selama proses
dekarboksilasi diakibatkan oleh sifat termolabil gugus karboksil dari asam anakardat. Konversi asam anakardat menjadi kardanol pada proses
dekarboksilasi CNSL disajikan pada Gambar 9.
Terkonversinya senyawa asam anakardat menjadi kardanol juga dapat diindikasikan oleh menurunnya bilangan asam. Tabel 5 menunjukkan
bilangan asam distilat CNSL 0,6 yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan bilangan asam CNSL 38,57. Nilai bilangan asam yang rendah dalam
distilat CNSL sangat baik untuk menghasilkan resin. Menurut Mahanwar dan Kale 1996, distilat CNSL dengan bilangan asam lebih dari 10 kurang sesuai
untuk pembuatan resin, karena akan menghasilkan cairan kental dengan kandungan resin yang sangat rendah.
Bobot jenis distilat CNSL lebih rendah dibandingkan dengan CNSL Tabel 5. Hal tersebut juga berkaitan dengan terkonversinya senyawa asam
anakardat menjadi kardanol yang memiliki bobot jenis lebih rendah. Selain itu, penurunan bobot jenis distilat CNSL dapat disebabkan oleh berkurangnya
senyawa kardol dan metil kardol dalam distilat CNSL. Bobot jenis asam anakardat dan kardol masing-masing 1,007 dan 0,980 Aggarwal 1972,
diacu dalam Mulyohardjo 1990, sedangkan bobot jenis kardanol komersial 0,927–0,933 Golden Product 2001.
Indeks bias distilat CNSL 1,5054 relatif sama dengan spesifikasi kardanol komersial 1,5050–1,5080, sehingga diperkirakan komponen
Gambar 9 Mekanisme konversi asam anakardat menjadi kardanol pada proses dekarboksilasi CNSL Risfaheri 2005
Kardanol
COOH
R OH
Asam anakardat
R OH
CO
2
+
Panas
terbesar di dalam distilat CNSL adalah kardanol. Menurut Ketaren 1986, nilai indeks bias sangat berguna dalam menentukan tingkat kemurnian,
panjang rantai karbon, dan ikatan rangkap suatu senyawa. Nilai indeks bias semakin meningkat dengan semakin panjangnya rantai karbon dan semakin
banyaknya ikatan rangkap dan pengotor. Viskositas distilat CNSL 46,6 mPa.s lebih rendah dibandingkan
dengan CNSL 350,84 mPa.s. Tingginya viskositas CNSL dipengaruhi oleh keberadaan senyawa asam anakardat yang dapat membentuk ikatan
hidrogen pada gugus karboksilnya Gambar 10. Menurut Fessenden RJ dan Fessenden JS 1984, molekul asam karboksilat yang saling berikatan
hidrogen dapat membentuk dimer asam karboksilat yang akan meningkatkan viskositasnya. Berdasarkan hal tersebut, terlihat bahwa penurunan nilai
viskositas distilat CNSL disebabkan oleh terkonversinya senyawa asam anakardat menjadi kardanol.
Gambar 10 Ikatan hidrogen gugus karboksilat pada asam anakardat Bilangan hidroksil mengindikasikan jumlah gugus hidroksil yang
terdapat di dalam distilat CNSL. Bilangan hidroksil distilat CNSL lebih rendah dibandingkan dengan CNSL Tabel 5. Penurunan bilangan hidroksil di
dalam distilat CNSL juga berkaitan dengan berkurangnya komponen dihidroksi fenol seperti kardol, dan metil kardol. Kardol dan metil kardol
memiliki dua gugus hidroksil pada cincin aromatiknya, sedangkan kardanol hanya memiliki satu gugus hidroksil.
Bilangan iod merupakan ukuran untuk mengetahui tingkat ketidakjenuhan suatu senyawa. Bilangan iod distilat CNSL lebih tinggi
Asam anakardat
H C
O O
C O
O H
---- Ikatan hidrogen
R OH
R OH
Asam anakardat
dibandingkan dengan CNSL Tabel 5. Menurut Risfaheri 2005, peningkatan bilangan iod tersebut diduga disebabkan oleh meningkatnya konsentrasi akibat
berkurangnya massa CNSL dengan pelepasan gugus karboksil COOH dan air selama proses dekarboksilasi. Selain itu, peningkatan konsentrasi tersebut
juga dapat disebabkan oleh berkurangnya bahan terpolimerisasi dalam distilat CNSL. Diketahui bahwa CNSL mengandung bahan terpolimerisasi
sekitar 10 Kumar et al. 2002. Berdasarkan hasil identifikasi dengan HPLC, terlihat profil
kromatogram distilat CNSL Gambar 11b memiliki kemiripan dengan kromatogram kardanol standar Gambar 11a, sehingga dapat dipastikan
bahwa distilat CNSL memiliki komponen serupa dengan kardanol standar Profil kromatogram tersebut menunjukkan bahwa distilat CNSL kardanol
merupakan campuran tiga komponen yang ditunjukkan dengan munculnya tiga peak pada profil kromatogram HPLC–nya. Menurut Tyman dan France
Gambar 11 Profil kromatogram HPLC : a Kardanol standar produk Sigma; dan b Distilat CNSL
2
3 4 2
3 4
a b
5
Peak No. 1. Pelarut
2. 3–[8Z,11Z,14–pentadecatrienyl] phenol triena
3. 3–[8Z,11Z–pentadecadienyl] phenol diena 4. 3–[8Z–pentadecenyl] phenol monoena
5. tidak diketahui
1 1
1979, senyawa kardanol merupakan campuran dari bentuk jenuh dan tidak jenuh pada rantai karbon sampingnya pada posisi meta. Ketidakjenuhan
pada rantai karbon samping tersebut merupakan campuran dari satu monoena, dua diena, dan tiga ikatan rangkap triena.
Merujuk hasil identifikasi senyawa kardanol dengan HPLC oleh Kumar et al. 2002 dan Risfaheri 2005, dapat diketahui komponen yang
muncul pada setiap peak dari distilat CNSL Tabel 6. Konsentrasi komponen dengan ikatan rangkap triena 42,61 lebih tinggi dibandingkan
dengan ikatan rangkap diena 26,93 dan monoena 30,46. Hal tersebut memberikan keuntungan karena kardanol akan lebih mudah diproses dan
terpolimerisasi. Ikatan rangkap pada rantai karbon samping tersebut juga menyebabkan kardanol dapat berfungsi sebagai minyak pengering yang sangat
diperlukan dalam formulasi vernis. Tabel 6 Identifikasi komponen kimia distilat CNSL dengan HPLC High
Performance Liquid Chromatography Komponen kimia
Konsentrasi
Kardanol standar 98 3–[8Z,11Z,14–pentadecatrienyl] phenol triena
3–[8Z,11Z–pentadecadienyl] phenol diena 3–[8Z–pentadecenyl] phenol monoena
Tidak diketahui 45,54
24,68 27,96
1,82
Distilat CNSL 3–[8Z,11Z,14–pentadecatrienyl] phenol triena
3–[8Z,11Z–pentadecadienyl] phenol diena 3–[8Z–pentadecenyl] phenol monoena
42,61 26,93
30,46
Berdasarkan perbandingan total luas area ketiga peak yang muncul pada distilat CNSL dan kardanol standar, maka dapat ditentukan kandungan
kardanol dalam distilat CNSL yaitu sebesar 90,24 Lampiran 4. Distilat CNSL yang dihasilkan masih mengandung komponen lain selain kardanol.
Komponen tersebut diduga terdiri atas air, kardol, dan komponen fenolik lainnya. Menurut Kumar et al. 2002, distilasi vakum merupakan metode
pemisahan kardanol yang efisien. Kelemahannya yaitu kardanol yang diperoleh dari metode ini masih mengandung senyawa kardol ± 6.
B. Waktu Reaksi Polimerisasi Kondensasi
Kategori