SINTESIS DAN KARAKTERISASI POLI(BUTILEN ITAKONAT) DENGAN PENAMBAHAN GLISEROL SEBAGAI AGEN PENGIKAT SILANG

SILANG

Disusun oleh : DENY IRAWATI

M0308009

SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Januari, 2013

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul “SINTESIS DAN KARAKTERISASI POLI(BUTILEN ITAKONAT) DENGAN PENAMBAHAN GLISEROL SEBAGAI AGEN PENGIKAT SILANG” ini adalah benar-benar karya saya sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat kerja atau pendapat yang ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Surakarta, Januari 2013

Deny Irawati

SILANG

DENY IRAWATI Jurusan Kimia. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang sintesis dan karakterisasi poli(butilen itakonat) dengan penambahan gliserol sebagai agen pengikat silang. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui poli(butilen itakonat) dapat dibentuk melalui proses polikondensasi suhu tinggi (175 ± 5 o

C) dengan waktu yang relatif singkat serta

untuk mengetahui pengaruh penambahan gliserol terhadap stabilitas termal poli(butilen itakonat) yang diidentifikasi dengan TG-DTA. Poli(butilen itakonat) disintesis dari asam itakonat (AI), 1,4-butandiol (1,4-BDO), agen pengikat silang gliserol dengan katalis Ti (IV) butoksida dalam pelarut toluena. Poli(butilen itakonat) disintesis dengan cara polikondensasi pada suhu 175 ± 5 o

C dengan

variasi waktu 1 jam; 1,5 jam; 2 jam; 2,5 jam; dan 3 jam. Perbandingan gliserol yang ditambahkan terhadap 1,4-butandiol pada poli(butilen itakonat) divariasi 10%, 20%, 30%, 40%, dan 50% (mol Gliserol:1,4-BDO). Gugus-gugus fungsi di dalam poli(butilen itakonat) tanpa dan dengan penambahan gliserol diidentifikasi dengan FTIR.

Karakterisasi poli(butilen itakonat) dengan menggunakan FTIR menunjukkan adanya pergeseran bilangan gelombang dari 1703 cm -1 ke 1728 cm -1 pada gugus karbonil poli(butilen itakonat) yang menunjukkan adanya gugus C=O ester. Hasil uji bilangan asam dan viskositas dari poli(butilen itakonat) menunjukkan bahwa bilangan asam poli(butilen itakonat) menurun dan viskositas cenderung meningkat seiring dengan peningkatan waktu sintesis. Karakterisasi menggunakan TG-DTA menunjukkan ketahanan termal paling tinggi terjadi pada waktu sintesis 3 jam dan pada penambahan gliserol 10%.

Kata kunci: sintesis, poli(butilen itakonat), gliserol.

AGENTS

DENY IRAWATI Department of Chemistry, Faculty of Mathematics and Natural Science Sebelas Maret University ABSTRACT

The research of synthesis and characterization of poly(butylene itaconic) with glycerol addition as crosslinking has been carried out. This research is aimed to determine poly(butylene itaconic) can be formed from high-temperature polycondensation process (175 ± 5 o

C) with a relatively short time and the effect

of glycerol addition toward the poly(butylene itaconic)’s thermal stability as mell. Poly(butylene itaconic) were synthesized from itaconic acid (AI), 1,4-butandiol (1,4-BDO), glycerol as crosslinking agent with Ti (IV) butoxide catalyst in toluene solvent. Poly(butylene itaconic) was synthesized by polycondensation at temperature 175 ± 5 o C with time variation 1 hour; 1,5 hours, 2 hours, 2,5 hours, and 3 hours. Glycerol ratio added to mixture were varied 10%, 20%, 30%, 40%, and 50% (mol Glycerol:1,4-BDO). Functional groups at the poly(butylene itaconic) without and with additional of glycerol were identified by FTIR.

Characterization of poly(butylene itaconic) using FTIR showed a wavenumber shift from 1703 cm -1 to 1728 cm -1 in carbonyl group of poly(butylene itaconic) which marked by the presence of C=O ester group. Acid number and viscositys test of poly(butylene itaconic) showed that the acid number of poly(butylene itaconic) decreases and the viscosity tends to increase along with increase of the synthesis time. Characterization using TG-DTA showed the highest thermal resistance were occured for 3 hours synthesis and addition of 10% glycerol.

Keywords: synthesis, poly(butylene itaconic), glycerol.

Kita harus melihat kesempatan di setiap kesulitan daripada menjadi tak berdaya karena pemikiran adanya kesulitan pada setiap kesempatan (Walter E.Cole, Korean War Hero)

Aku tidak pernah mengalami kegagalan. Hanya pengalaman berharga. (Thomas Alfa Edison)

Anda harus memiliki tujuan jangka panjang agar tidak frustasi terhadap kegagalan jangka pendek (Charles Noble)

Jangan berusaha untuk tidak gagal, tetapi berusahalah tidak pernah berhenti

dalam mencapai keberhasilan (Anonim)

Ketika Anda mengharapkan sesuatu baik,sebetulnya seluruh alam semesta akan

menyatu membantu Anda mewujudkannya

(Paulo Coelho)

Belajarlah dari kesalahan orang lain. Anda tak akan dapat hidup cukup lama untuk melakukan semua kesalahan itu sendiri (Martin)

Alhamdulillah ucap syukur tak terhingga kepada Allah SWT

Karya kecil ini ku persembahkan untuk:

Bapak dan mama tercinta untuk semua yang kalian berikan untukku Sungguh besar cinta dan pengorbanan yang kalian berikan hingga ku tak mampu membalasnya

Fajar Dwi Permana, adikku tercinta Semoga menjadi anak yang membanggakan untuk kita semua

Keluarga besarku yang selalu memberikan semangat dan dukungan yang tak terhingga

My Engineer, Yunis Pratama AP Terima kasih untuk kesabaran dan kesetiaannya

Angkatanku Kimia 2008

Assalamu’alaikum wr. wb. Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah S. W. T. atas limpahan rahmat, hidayah dan segala karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi dengan judul “SINTESIS DAN KARAKTERISASI POLI(BUTILEN ITAKONAT) DENGAN PENAMBAHAN GLISEROL SEBAGAI AGEN PENGIKAT SILANG” untuk memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Sains dari Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret.

Skripsi ini tidak akan selesai tanpa adanya bantuan dari banyak pihak, oleh karena itu penulis menyampaikan terimakasih kepada:

1. Bapak Prof. Ari Handono Ramelan, M.Sc, Ph.D selaku Dekan Fakultas MIPA UNS

2. Bapak Dr. Eddy Heraldy, M.Si, selaku Ketua Jurusan Kimia Fakultas MIPA UNS

3. Bapak Dr.rer.nat. Atmanto Heru Wibowo, M.Si, selaku Pembimbing Skripsi

4. Bapak Patiha, MS selaku Pembimbing Akademik

5. Bapak Drs. Mudjijono, Ph.D selaku Penguji I

6. Bapak Candra Purnawan, M.Sc selaku Penguji II

7. Bapak dan Ibu tercinta yang senantiasa selalu memberikan dukungan dan semangat.

8. Bapak/Ibu Dosen dan seluruh staf Jurusan Kimia Fakultas MIPA UNS atas semua ilmu yang bermanfaat

9. Seluruh staf dan laboran Laboratorium Kimia Dasar FMIPA UNS dan Sub Laboratorium Kimia, Laboratorium Pusat FMIPA UNS.

10. Teman-teman dan semua pihak yang telah membantu hingga

selesainya penyusunan skripsi ini.

sebagai bahan pertimbangan untuk membuat karya yang lebih baik. Namun penulis berharap semoga karya ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan yang telah ada. Wassalamu’alaikum wr. wb.

Surakarta, Januari 2013

Deny Irawati

Tabel 1. Sifat Fisik Asam Itakonat .............................................................. 11 Tabel 2. Sifat Fisik 1,4-Butandiol ............................................................... 12 Tabel 3. Sifat Fisik Gliserol ........................................................................ 15 Tabel 4. Hasil Poli(butilen itakonat) dengan Variasi Gliserol .................... 44

Halaman

Lampiran 1. Bagan Alir Cara Kerja ............................................................. 54

Lampiran 2. Pembuatan Larutan KOH dan H 2 C 2 O 4 .................................... 58

commit to user 1

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Polimer merupakan makromolekul yang disusun oleh unit-unit molekul sederhana (monomer) yang tersusun secara berulang-ulang. Berdasarkan pembuatannya, polimer terdiri dari dua jenis, yaitu polimer alam dan polimer buatan (sintetik). Yang termasuk polimer alam adalah selulosa, pati, dan protein, sedangkan polimer sintetik adalah poli etilen, poli propilen, poli vinil klorida, poliester, dan lain- lain. Pembuatan polimer sintetik memiliki keuntungan karena dapat membentuk polimer-polimer dengan sifat-sifat fisika dan kimia yang diinginkan.

Dalam beberapa tahun terakhir, polimer biodegradable telah mendapat perhatian yang cukup besar, hal ini dikarenakan sejumlah besar produksi masal dari polimer tersebut digunakan untuk kemasan, pelapis kertas, serat, film, biomedis, implan, dan kontrol sistem pengiriman obat. Polimer biodegradable dapat diuraikan oleh mikroorganisme, khususnya bakteri dan jamur. Bordes (2009) mengelompokkan polimer biodegradable ke dalam dua kelompok yaitu agro-polymer yang terdiri dari polisakarida dan protein; dan biopoliester (biodegradable polyesters) seperti poli asam laktat (PLA), poli hidroksi alkanoat (PHA), aromatik dan kopoliester alifatik.

Poliester alifatik memiliki keuntungan hidrolitik yang terdegradasi enzimatik secara alami dan diubah menjadi zat non-toxic. Poliester alifatik dapat disintesis dari asam dikarboksilat dan diol melalui reaksi polikondensasi. Kim et al. (2001) telah mensintesis poliester seperti poli(etilen adipat) (PEA) dari kopolimerisasi etilen glikol (EG) dan asam adipat (AA), poli(butilen suksinat) (PBS) dari kopolimerisasi 1,4-butandiol (BD) dan asam suksinat (AS). Chajecka et al. (2011) telah mensintesis poliester dari asam adipat, asam suksinat, dan asam maleat dengan butandiol, dietilen glikol, gliserol, dan gliserol propoksilat. Sintesis poliester yang dilakukan pada suhu rendah (120-140 °C) akan menyebabkan reaksi berjalan sangat lambat, sedangkan Poliester alifatik memiliki keuntungan hidrolitik yang terdegradasi enzimatik secara alami dan diubah menjadi zat non-toxic. Poliester alifatik dapat disintesis dari asam dikarboksilat dan diol melalui reaksi polikondensasi. Kim et al. (2001) telah mensintesis poliester seperti poli(etilen adipat) (PEA) dari kopolimerisasi etilen glikol (EG) dan asam adipat (AA), poli(butilen suksinat) (PBS) dari kopolimerisasi 1,4-butandiol (BD) dan asam suksinat (AS). Chajecka et al. (2011) telah mensintesis poliester dari asam adipat, asam suksinat, dan asam maleat dengan butandiol, dietilen glikol, gliserol, dan gliserol propoksilat. Sintesis poliester yang dilakukan pada suhu rendah (120-140 °C) akan menyebabkan reaksi berjalan sangat lambat, sedangkan

C) akan menyebabkan reaksi berjalan cepat (Chajecka, 2011). Asam itakonat (AI) adalah salah satu senyawa alam yang mampu menggantikan asam akrilik yang digunakan dalam pembuatan resin sintetik, pelapis, dan produk industri lainnya. Asam itakonat diperoleh dari hidrolisa pati melalui proses fermentasi karbohidrat oleh bakteri Aspergillus terreus (Wilke et. al., 2001). Asam itakonat memiliki dua gugus asam karboksilat yang memungkinkan untuk bereaksi dengan gugus hidroksil di kedua sisinya, sehingga dapat membentuk ester yang lurus (poliester alifatik).

Poliester alifatik umumnya bersifat termoplastik, sehingga diperlukan tambahan zat pengikat silang (crosslinker) untuk menjadi elastomer atau termoset yang memiliki bentuk padat dan kuat dengan kestabilan panas yang baik (Skrifvars, 2000). Pengikat silang yang dapat digunakan untuk polimer antara lain divinil benzen, 4,4’-divinilazobenzen, N’N metilen bis akrilamid, etilen glikol dimetakrilat, sukrosa, dan gliserol. Penambahan senyawa pengikat silang dapat berpengaruh terhadap karakteristik poliester, salah satunya adalah stabilitas termal.

Lee et al. (2011) dan Yang et al. (2011) telah melakukan ikat silang terhadap poli(asam akrilat) dan poli(asam oleat) menggunakan gliserol. Gliserol merupakan hasil samping dari produksi biodiesel yang terus meningkat produksinya. Senyawa tersebut dalam jumlah besar dapat digunakan dalam pembuatan obat, kosmetik, pasta gigi, busa uretan, resin serta dapat diubah menjadi produk kimia lain (Yuniati dkk., 2010), dan agen pengikat silang polimer (Lee et al., 2011). Gliserol dengan tiga gugus fungsional OH reaktif dapat membentuk sebuah blok oligomer atau polimer bercabang yang dapat meningkatkan densitas poliester. Gugus OH pada gliserol tersebut dapat dengan mudah direaksikan dengan asam dikarboksilat membentuk poliester.

Pemanfaatan asam itakonat untuk polimer di indonesia masih sangat sedikit, sehingga perlu adanya penelitian yang berkaitan dengan poliester dari asam itakonat

dan 1,4-butandiol dengan Ti(OBu) 4 sebagai katalisnya. Demikian juga pengaruh dan 1,4-butandiol dengan Ti(OBu) 4 sebagai katalisnya. Demikian juga pengaruh

B. Perumusan Masalah

1. Identifikasi Masalah

Beberapa permasalahan yang perlu dibahas dan dijadikan sebagai bahan pertimbangan dalam penelitian ini adalah:

1. Reaksi polikondensasi pada pembuatan poliester tergantung dari pada suhu pemanasan dan waktu polimerisasinya. Pada suhu rendah, reaksi polikondensasi berjalan sangat lambat sedangkan pada suhu tinggi, reaksi dapat berjalan sangat cepat. Namun, penggunaan suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan kerusakan pada poliester yang terbentuk. Pada proses polimerisasi, semakin lama waktu polimerisasi maka dapat meningkatnya berat molekul dari poliester yang terbentuk.

2. Perbedaan perbandingan molar yang digunakan pada reaksi polikondensasi akan memperoleh polimer dengan sifat yang berbeda pula. Kelebihan konsentrasi dari salah satu monomer akan membuat proses polimerisasi tidak berjalan secara maksimal. Penggunaan jenis katalis yang berbeda pada reaksi polikondensasi juga akan mempengaruhi proses polimerisasi, misalnya suhu menjadi lebih rendah dan waktu menjadi lebih singkat. Katalis yang dapat digunakan untuk mensintesis poliester antara lain timah (II) oktoat, titanium (IV) butoksida, dibutiltimah (II) oksida, dibutiltimah dilaurat, p-toluene sulfonic acid, novozym.

3. Poliester alifatik yang bersifat termoplastik dapat dibentuk menjadi bersifat termoset atau elastomer dengan penambahan agen pengikat silang. Beberapa jenis agen pengikat silang yang dapat digunakan pada pembuatan poliester adalah divinil benzen, 4,4’-divinilazobenzen, N’N metilen bis akrilamid, etilen glikol dimetrakilat, sukrosa, dan gliserol. Tingkat ketermosetan poliester dipengaruhi oleh jumlah agen pengikat silang yang ditambahkan. Pengaruh agen 3. Poliester alifatik yang bersifat termoplastik dapat dibentuk menjadi bersifat termoset atau elastomer dengan penambahan agen pengikat silang. Beberapa jenis agen pengikat silang yang dapat digunakan pada pembuatan poliester adalah divinil benzen, 4,4’-divinilazobenzen, N’N metilen bis akrilamid, etilen glikol dimetrakilat, sukrosa, dan gliserol. Tingkat ketermosetan poliester dipengaruhi oleh jumlah agen pengikat silang yang ditambahkan. Pengaruh agen

4. Karakterisasi poliester yang terbentuk dapat dilakukan dengan analisis bilangan asam, bilangan basa, viskositas intrinsik, berat molekul, dan uji biodegradable serta karakterisasi menggunakan FTIR, TG-DTA. Data yang diperoleh dapat memberikan gambaran proses selama reaksi berlangsung, serta dapat memberikan gambaran mengenai gugus-gugus fungsi, penentuan struktur, dan ketahanan termal dari poliester yang terbentuk. Analisis bilangan basa sebanding dengan bilangan asam, dan untuk analisis berat molekul sebanding dengan viskositas intrinsik. Akan tetapi, uji biodegradable menggunakan enzim sulit untuk dilakukan karena kesulitan melakukan preparasi sampel dan biaya yang harus dikeluarkan cukup besar.

2. Batasan Masalah

Berdasarkan identifikasi masalah diatas, maka penelitian ini dibatasi pada:

1. Reaksi polikondensasi pada suhu tinggi (150-220 o

C) akan berlangsung lebih cepat (Chajecka, 2011) sehingga suhu yang digunakan dalam sintesis poli(butilen itakonat) adalah 175 ± 5 o

C (Mohammadnia et al., 2012) dengan variasi waktu

sintesis 1 jam, 1,5 jam, 2 jam, 2,5 jam, dan 3 jam (Kim et al., 2001).

2. Perbandingan konsentrasi yang digunakan pada sintesis poli(butilen itakonat) yaitu 1:1, sehingga proses polimerisasi berjalan maksimal (Chajecka, 2011) dengan katalis yang digunakan yaitu titanium (IV) butoksida.

3. Pengikat silang yang digunakan adalah gliserol karena gliserol banyak digunakan sebagai pengikat silang untuk polimer jaringan (Yang et al., 2011). Variasi penambahan pengikat silang yang digunakan adalah 90%:10%, 80%:20%, 70%:30%, 60%:40% dan 50%:50% (1,4-butandiol:gliserol) mol.

4. Poli(butilen itakonat) yang diperoleh akan ditentukan bilangan asam dan viskositas intrinsik, serta akan dikarakterisasi menggunakan FT-IR dan TG/DTA

3. Rumusan Masalah

Berdasarkan batasan masalah yang telah diuraikan diatas, maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :

1. Bagaimana pengaruh dari penggunaan variasi waktu dalam pembuatan poli(butilen itakonat) dari asam itakonat dan 1,4-butandiol melalui proses polikondensasi pada suhu tinggi (175 ± 5 o C)?

2. Bagaimana pengaruh dari variasi penambahan pengikat silang gliserol terhadap stabilitas termal poli(butilen itakonat)?

C. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk:

1. Mengetahui pengaruh dari penggunaan variasi waktu dalam pembuatan poli(butilen itakonat) dari asam itakonat dan 1,4-butandiol melalui proses polikondensasi pada suhu tinggi (175 ± 5 o C).

2. Mengetahui pengaruh dari variasi penambahan pengikat silang gliserol terhadap stabilitas termal poli(butilen itakonat).

D. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah:

1. Secara praktis, penelitian ini dapat memberikan informasi mengenai pembuatan poliester yang berbahan dasar asam itakonat.

2. Secara teoritis, penelitian ini dapat meningkatkan ilmu pengetahuan mengenai polimer serta pemanfaatan asam itakonat dalam bidang polimer.

commit to user 6

BAB II LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

1. Polimer

Kata polimer berasal dari bahasa yunani, yaitu poly yang berarti banyak dan mer yang berarti bagian. Jadi, polimer adalah molekul besar yang terbentuk secara berulang dari unit-unit sederhana (monomer) (Stevens, 2001). Polimer mengandung

ribuan sampai jutaan atom dalam molekul yang besar, sehingga disebut juga makromolekul (Chanda, 2000).

Berdasarkan jenis monomer pembentuk suatu polimer, polimer dapat digolongkan menjadi dua, yaitu homopolimer dan kopolimer. Homopolimer adalah suatu polimer yang tersusun dari satu jenis monomer. Sedangkan kopolimer adalah suatu polimer yang tersusun dari lebih dari satu jenis monomer (Odian, 2004). Kopolimer juga digolongkan menjadi empat, yaitu kopolimer alternasi, kopolimer acak, kopolimer blok, dan kopolimer cangkok. Kopolimer alternasi adalah kopolimer yang susunannya berselang-seling secara linear. Kopolimer acak adalah kopolimer yang terdistribusi secara acak. Kopolimer blok adalah kopolimer dimana monomer A dan B membentuk blok-blok tersendiri. Sedangkan kopolimer cangkok adalah kopolimer blok non linear yang mana polimer dari satu jenis monomer berperan sebagai polimer utama dan polimer dari monomer yang lain sebagai cabangnya.

Gambar 1. Skema kopoliester alternasi, acak, blok, dan cangkok

Beberapa kombinasi dari monomer mempunyai kecenderungan untuk berselang- seling selama berlangsungnya kopolimerisasi, sedangkan kontrol pembentukan kopolimer-kopolimer blok dan cangkok memerlukan teknik-teknik khusus. Poliester dari dua monomer asam dibasa dan glikol juga dianggap sebagai kopolimer (Stevens, 2001).

Polimer juga bisa digolongkan sebagai polimer linier, bercabang, dan jaringan. Polimer linier tidak mempunyai cabang selain gugus-gugus yang digolongkan sebagai monomernya. Polimer bercabang adalah polimer yang mempunyai cabang selain gugus-gugus yang digolongkan sebagai monomernya. Polimer yang bercabang tidak selalu merupakan kopolimer, tetapi dapat juga sebuah homopolimer bercabang, dimana percabangan rantai timbul sebagai akibat dari reaksi-reaksi sampingan selama proses polimerisasi. Polimer jaringan terjadi ketika rantai-rantai polimer terikat bersama atau ketika digunakan monomer-monomer polifungsional sebagai ganti dari monomer difungsional. Polimer jaringan secara umum disebut juga sebagai polimer ikatan sambung silang karena terjadi pengikatan secara sambung silang, sehingga akan diperoleh material polimer yang mempunyai derajat stabilitas dimensi yang baik, yang bersifat termoset (Odian, 2004).

Berdasarkan perilaku mekanik dan struktur rantai atau molekulnya, polimer digolongkan menjadi dua, yaitu polimer termoplastik dan termoset. Polimer termoplastik adalah polimer yang bersifat lunak dan viskos (viscous) pada saat dipanaskan dan menjadi keras dan kaku (rigid) pada saat didinginkan secara berulang-ulang. Sedangkan polimer termoset (thermosetting) adalah polimer yang bersifat hanya melebur pada saat pertama kali dipanaskan dan selanjutnya tetap mengeras secara permanen pada saat didinginkan. Polimer jenis termoset bersifat lebih keras dan kaku (rigid) karena struktur molekulnya yang membentuk jejaring tiga dimensi yang saling berhubungan (network). Polimer jenis elastomer, misalnya karet alam, memiliki daerah elastis non linear yang sangat besar yang disebabkan oleh adanya sambungan-sambungan antar rantai (cross links) yang berfungsi sebagai pengingat bentuk (shape memory) sehingga karet dapat kembali ke bentuk semula.

Reaksi pembentukan polimer disebut dengan reaksi polimerisasi (Stevens, 2001). Reaksi polimerisasi dibagi menjadi dua macam, yaitu polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi. Polimerisasi adisi adalah reaksi pembentukan polimer yang disertai pemutusan ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal dan berlangsung secara cepat tanpa produk samping (by-product) sehingga sering disebut pula sebagai pertumbuhan rantai (chain growth). Sedangkan polimerisasi kondensasi adalah reaksi pembentukan polimer yang berlangsung tahap demi tahap (step growth) dan disertai dengan adanya pelepasan molekul kecil, yaitu molekul air. Contoh polimerisasi dengan reaksi adisi adalah proses pembentukan poli etilen (PE). Proses polimerisasi adisi berlangsung dalam 3 tahap, yaitu inisiasi, adisi atau pertumbuhan rantai, dan terminasi. Untuk memulai proses polimerisasi etilen, ditambahkan inisiator peroksida sehingga terjadi pemutusan ikatan kovalen antar oksigen dalam molekul hidrogen peroksida dan ikatan kovalen antar karbon dalam molekul etilen. Polimerisasi dimulai dengan terbentuknya dua kelompok inisiator (OH) dan monomer. Satu dari dua kelompok OH selanjutnya akan bergabung dengan etilen yang mengawali terbentuknya rantai molekul polimer. Selanjutnya akan terjadi pertumbuhan rantai yang berlangsung sangat cepat membentuk rantai molekul raksasa linear. Terminasi dari pertumbuhan rantai dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan bergabungnya OH ke ujung rantai molekul, dan bergabungnya dua rantai molekul. Panjang dari rantai polimer dapat dikendalikan dengan cara mengendalikan jumlah inisiator. Secara umum, jika jumlah inisiator yang diberikan sedikit, maka jumlah OH yang tersedia untuk menghentikan reaksi semakin sedikit pula. Contoh polimerisasi kondensasi adalah proses pembentukan bakelit. Bakelit terbentuk dari dua jenis monomer, yaitu fenol dan formaldehid. Reaksi polimerisasi kondensasi berlangsung lebih lambat dan bertahap daripada polimerisasi adisi. Rantai molekul yang terbentuk dalam proses polimerisasi bakelit ini lebih rigid, karena membentuk jejaring tiga dimensi (three dimensional network) yang kompleks.

2. Poliester

Poliester merupakan salah satu jenis polimer sintetik dimana pada rantai utamanya terdapat gugus ester (-COOR) yang mudah terhidrolisis sehingga dapat terbiodegradasi (Hasan dkk., 2005). Poliester mempunyai aplikasi komersial yang luas sebagai serat, plastik, dan bahan pelapis. Metode-metode umum yang digunakan untuk mensintesis poliester adalah dengan esterifikasi langsung (1), transesterifikasi (2), dan reaksi alkohol dengan asil klorida (3) atau anhidrida (4).

RCO 2 H + R’OH ↔ RCO 2 R’ + H 2 O

RCO 2 R” + R’OH ↔ RCO 2 R’ + R”OH

RCOCl + R’OH → RCO 2 R’ + HCl

(3) (RCO) 2 O + R’OH → RCO 2 R’ + RCO 2 H (4)

Masing-masing reaksi tersebut melibatkan reaksi adisi nukleofilik terhadap gugus karbonil, dimana adisi tersebut akan dipercepat oleh sifat polar dari ikatan rangkap dua karbon-oksigen (Stevens, 2001).

Poliester merupakan jenis polimer sintetik pertama yang disintesis secara kondensasi oleh Carothers pada tahun 1930an (Edlund et al., 2003). Preparasi poliester melalui reaksi polikondensasi terjadi apabila asam dibasa berkondensasi dengan sembarang glikol atau suatu asam hidroksi membentuk poliester-poliester linier (Stevens, 2001). Reaksi polikondensasi atau poliesterifikasi asam hidroksikarboksilat, atau campuran glikol dengan asam dikarboksilat dapat dilakukan pada kisaran suhu 150-250 ºC, dimana pada kisaran suhu tersebut menghasilkan poliester dan air (Chajecka, 2011).

Gambar 2. Reaksi Poliester Poliol

Reaksi polikondensasi dengan suhu tinggi (150-220 o

C) akan berjalan lebih cepat dan

produk yang dihasilkan memiliki berat molekul tinggi. Sedangkan reaksi dengan suhu rendah (120-140 o

C) akan berjalan sangat lambat (Chajecka, 2011). Reaksi

polikondensasi atau esterifikasi secara termodinamik merupakan reaksi reversible. Oleh karena itu, secara teori semua poliester memiliki potensi untuk bersifat biodegradable yang ditandai oleh adanya hasil samping air yang merupakan perpecahan dari rantai utama ikatan ester (Edlund et al., 2003).

Poliester dibedakan menjadi poliester linear dan poliester ikat silang atau jaringan. Menurut Nicholas (1989) dalam Elango et al. (2010) poliester linear dari asam dikarboksilat dan diol dapat dikategorikan menjadi empat, yaitu poliester alifatik, poliester aromatik alifatik, poliakrilat alifatik, dan poliakrilat aromatik. Sedangkan poliester ikat silang atau jaringan terdapat dua jenis, yaitu:

1. Poliester yang dipreparasi dari monomer-monomer fungsional sedemikian sehingga terjadi proses ikat silang selama reaksi poliesterifikasi (untuk selanjutnya dinyatakan sebagai poliester ikat silang jenuh).

2. Poliester yang diikat silang oleh reaksi polimerisasi adisi terpisah melalui ikatan- ikatan rangkap dua reaktif yang diinkorporasi ke dalam kerangka poliester (Stevens, 2001).

3. Asam Itakonat

Asam itakonat (itaconic acid, IA) termasuk salah satu jenis asam organik berbentuk kristal putih yang merupakan asam dikarboksilat tak jenuh yang mana memiliki satu ikatan rangkap dan dua buah gugus karboksil pada kedua ujungnya. Struktur asam itakonat ditunjukkan oleh Gambar 3.

HOOC

C C COOH

CH 2

Gambar 3. Struktur Asam Itakonat

Asam Itakonat memiliki nama lain asam metilen butandioat, asam metilen suksinat, asam 3-karboksi-3-butanoat, dan asam propilendikarboksilat. Rao et al. (2007) menyebutkan bahwa asam itakonat ditemukan oleh Baup (1837) sebagai produk dekomposisi termal asam sitrat. Biosintesis oleh fungi dari karbohidrat pertama kali dilaporkan oleh Kinoshita (1932), dimana asam itakonat diisolasi dengan bantuan Aspergillus itaconicus . Kemudian ditemukan fungi spesies lain yang lebih cocok untuk menghasilkan asam itakonat, yaitu Aspergillus terreus. Tate (1981) dalam Willke et al. (2001) menyebutkan bahwa asam itakonat stabil pada keadaan asam, netral maupun setengah basa pada suhu moderat. Sifat-sifat dari asam itakonat disajikan dalam Tabel 1.

Tabel 1. Sifat Fisik Asam Itakonat Parameter

Nilai

Rumus molekul

Berat molekul

130,1 g/mol

Titik leleh

167-168 o C

Titik didih

268 o C

Kelarutan dalam air

83,103 g/L

Densitas

1,632 g/L (20 °C)

pH

2 (pada larutan air 80 mg/L) pKa

3,84 dan 5,55

( Willke et. al., 2001 )

Menurut Kin et al. (1998) dalam Okabe et al. (2009) asam Itakonat digunakan di seluruh dunia dalam industri sintesis resin seperti poliester, plastik, kaca buatan dan dalam persiapan senyawa bioaktif dalam bidang pertanian, farmasi, dan sektor obat- obatan.

4. 1,4-Butandiol

1,4-Butandiol adalah senyawa organik dengan rumus HOCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 OH

yang berbentuk cairan kental tidak berwarna dan diturunkan dari butana dengan penempatan gugus alkohol pada setiap ujung rantai. 1,4-Butandiol merupakan salah satu dari empat isomer yang stabil dari butandiol.

Gambar 4. Struktur 1,4-Butandiol Tabel 2. Sifat Fisik 1,4-Butandiol

Sifat Fisik

Berat molekul

Bentuk fisik

Cairan bening @ 25 °C

Titik didih

228 °C

Titik nyala

> 121 °C

Titik beku

20.1 °C

Tekanan uap

<0,1 mm Hg @ 20 °C

Viskositas

71,5 cp @ 25 °C

Specific Gravity

1,017 @ 25 °C

1,4-Butandiol (BDO) adalah prekursor diol serbaguna untuk berbagai turunannya seperti ester, karbamat, poliester dan uretan. BDO digunakan terutama sebagai co-monomer pada reaksi kondensasi diol secara klasik dengan asam tereftalat untuk menghasilkan poli butilen tereftalat (PBT), dengan diisosianat untuk menghasilkan poli uretan dan dengan diasam untuk menghasilkan poliester dengan karakteristik biodegradable.

Ferre et al. (2003) telah memanfaatkan 1,4-butandiol dengan asam adipat dan 6-aminoheksanoat untuk membuat poli(ester amida). Sedangkan Kim et al. (2001) Ferre et al. (2003) telah memanfaatkan 1,4-butandiol dengan asam adipat dan 6-aminoheksanoat untuk membuat poli(ester amida). Sedangkan Kim et al. (2001)

5. Crosslink

Polimerisasi dari sistem A-B ditambah A f (dengan f> 2) dengan adanya B-B

akan menyebabkan struktur yang tidak hanya bercabang tetapi juga terikat silang. Cabang dari satu molekul polimer akan mampu bereaksi dengan molekul polimer yang lain karena adanya reaktan B-B. Ikat silang dapat digambarkan seperti struktur pada Gambar 5, di mana dua rantai polimer bergabung bersama-sama terikat silang.

Sebuah crosslink dapat terbentuk bila ada dua cabang (misalnya, yang ditunjukkan oleh anak panah) yang memiliki gugus fungsional yang berbeda di ujungnya, yaitu, satu memiliki gugus A dan gugus B lainnya. Ikat silang juga akan terjadi pada polimerisasi lain yang melibatkan reaktan dengan fungsionalitas yang lebih besar dari dua.

Gambar 5. Struktur Polimer Ikat Silang

Ikat silang ditandai oleh terjadinya gelasi di beberapa titik dalam polimerisasi yang disebut titik gel. Yang pertama diamati adalah pembentukan visual dari gel atau fraksi polimer terlarut yaitu gel tidak larut dalam semua pelarut. Gel memperlihatkan pembentukan jaringan tak terbatas, dimana molekul polimer telah terikat silang satu sama lain untuk membentuk molekul makroskopik. Adanya cabang pada polimer jaringan akan menurunkan kestabilan termal (Kim et al., 2001 dan Umare et al., 2007). Bagian non gel dari polimer yang akan tetap larut dalam pelarut disebut sebagai sol. Pada proses gelasi, jumlah gel meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah sol yang terikat silang membentuk gel. Ada perubahan fisik yang signifikan yang terjadi selama proses gelasi. Campuran pada reaksi akan berubah sampai pada viskositas polimer tertentu (Odian, 2004). Sambung silang dapat mempengaruhi sifat fisik dari polimer yang disambung silangkan. Umumnya, sambung silang ini meningkatkan sifat fisik dari polimer tersebut, diantaranya ekspansi panas dan kapasitas panas menurun, suhu distrosi panas, kekuatan tarik, dan indeks bias meningkat. Suhu transisi gelas meningkat seiring dengan bertambahnya densitas dan pengikat silang (Auad et al., 2000). Polimer yang tersambung silang dan rigid seharusnya meningkatkan stabilitas panas (Worzakowska, 2012; Worzakowska, 2009).

6. Gliserol

Gliserol adalah senyawa kimia murni 1,2,3-propanatriol yang berbentuk cairan kental, jernih, dan bersifat higroskopis pada temperatur ruang. Gliserol mengandung tiga gugus hidroksi yang terdiri dari dua gugus alkohol primer dan satu gugus alkohol skunder. Atom karbon yang terdapat dalam gliserol dapat ditunjukkan sebagai atom karbon α, β dan γ (Nouriedden et al., 1992). Struktur dari gliserol yang mengandung tiga gugus hidroksi disajikan pada Gambar 6.

Gambar 6. Struktur Gliserol Gliserol dapat larut dalam air dan alkohol; sedikit terlarut dalam dietil eter, etil asetat,

dan dioksan; serta tidak terlarut dalam hidrokarbon (Knothe et al., 2005). Beberapa sifat fisik gliserol terdapat pada Tabel 3.

Tabel 3. Sifat Fisik Gliserol (Knothe et al., 2005)

Sifat

Nilai

Titik lebur ( o C)

Titik didih ( o C), 101,3 kPa

Spesific gravity 25/25 o C 1,3

Tegangan permukaan (20 o

C, mN/m)

Konduktivitas termal (W/(mK))

∆H pembentukan (kJ/mol)

Titik nyala ( o C)

Titik api ( o C)

Produksi gliserol telah berkembang akhir-akhir ini, terutama sebagai produk sampingan dari produksi biodiesel. Gliserol telah banyak digunakan sebagai emulsifier (Piao and Adachi, 2006), stabilizer, plasticizer (Lavorgna et al., 2010), dan sebagai humectant dalam formulasi kosmetik (Pedersen and Jemec, 1999). Gliserol juga digunakan untuk generasi struktur hyperbranched (Zhou et al., 2011), sebagai pelarut reaksi, dan sebagai crosslinker untuk polimer jaringan (Lee et al., 2011). Agach et al. (2012) memanfaatkan gliserol dengan asam suksinat untuk membentuk cabang oligoester yang biodegradable.

7. Katalis Titanium (IV) Butoksida

Gambar 7. Struktur Katalis Titanium (IV) Butoksida Titanium (IV) Butoksida merupakan katalis eksternal yang digunakan untuk mempertahankan suatu laju reaksi. Larutan titanium (IV) butoksida berwarna kuning dengan titik didih 206 o

C. Kim et al. (2001) telah menggunakan katalis titanium (IV)

butoksida untuk membuat poliester biodegradable dari asam akrilat dengan etilen glikol dan 1,4-butandiol dengan asam suksinat dengan metode bulk polymerization.

8. Karakterisasi Poliester

a) Bilangan Asam Bilangan asam adalah jumlah miligram kalium hidroksida (KOH) yang dibutuhkan untuk menetralisir asam dalam 1 g sampel. Analisa bilangan asam dilakukan untuk mengetahui sisa asam karboksilat yang terkandung setelah proses reaksi terjadi. Bilangan asam dapat digunakan sebagai kontrol suatu proses polimerisasi. Metode yang digunakan pada bilangan asam adalah metode titrimetrik. (Marengo et al., 2004).

b) Viskometri Viskometri merupakan metode yang digunakan untuk menentukan ketahanan suatu cairan terhadap aliran (deformasi). Viskositas diukur dengan cara menetapkan lamanya aliran sejumlah volume larutan melalui kapiler yang panjangnya tetap. Waktu alir dengan satuan detik dicatat sebagai waktu untuk meniskus lewat antara dua tanda batas pada viskometer (Steven, 2001). Pengukuran viskositas pada larutan encer memberikan teknik yang paling sederhana dan paling banyak dipakai untuk b) Viskometri Viskometri merupakan metode yang digunakan untuk menentukan ketahanan suatu cairan terhadap aliran (deformasi). Viskositas diukur dengan cara menetapkan lamanya aliran sejumlah volume larutan melalui kapiler yang panjangnya tetap. Waktu alir dengan satuan detik dicatat sebagai waktu untuk meniskus lewat antara dua tanda batas pada viskometer (Steven, 2001). Pengukuran viskositas pada larutan encer memberikan teknik yang paling sederhana dan paling banyak dipakai untuk

Bobot molekul merupakan salah satu variabel penting, sebab berhubungan langsung dengan sifat-sifat fisis polimer. Polimer dengan bobot molekul yang lebih tinggi pada umumnya bersifat lebih kuat, tetapi bobot molekul yang terlalu tinggi bisa menyebabkan kesukaran-kesukaran dalam pemrosesannya. Penentuan bobot molekul polimer dalam penelitian ini menggunakan metode viskometri dengan viskometer Ostwald.

c) Spektroskopi Inframerah Spektrofotometer Infra Merah (FTIR) merupakan suatu alat yang digunakan untuk menentukan gugus fungsi berdasarkan serapan tertentu yang dihasilkan oleh interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik. Spektrum dihasilkan dari molekul yang menyerap energy (E = h υ) sehingga terjadi vibrasi dan vibrasi-rotasi (Billmeyer, 1984). Vibrasi dipengaruhi oleh faktor primer dan sekunder. Faktor primer antara lain kekuatan ikatan, massa tereduksi serta efek massa sekunder. Sedangkan faktor sekunder antara lain vibrasi kopling, ikatan hidrogen, efek elektronik, sudut ikatan dan efek medan (Kemp, 1987).

Menurut Brioude et al. (2007) gugus –OH pada alkohol dan asam karboksilat ditunjukkan pada bilangan gelombang 3300-2500 cm -1 , gugus C-H alifatik ditunjukkan pada bilangan gelombang 2950-2855 cm -1 , dan gugus C=O asam karboksilat ditunjukkan pada bilangan gelombang 1711 cm -1 . Menurut Prabha et al. (2012) pita serapan karakteristik poliester terletak pada uluran karbonil, uluran C-O-C dan gugus metilen. Gugus C=O ditunjukkan pada bilangan gelombang 1732 cm -1 , uluran C-O ditunjukkan pada bilangan gelombang 1243-1159 cm -1 , uluran C-H ditunjukkan pada bilangan gelombang 2966-2932 cm -1 dan uluran C-C ditunjukkan pada 1464 cm -1 .

d) Thermogravimetric Analysis (TGA) Analisis termogravimetri merupakan metode untuk mengukur berat yang hilang dari sampel karena akibat dari kenaikan suhu. Dekomposisi biasanya menghasilkan pembentukan molekul kecil yang mudah menguap, maka terjadinya dekomposisi terdeteksi oleh adanya penurunan berat. TGA pada umumnya digunakan untuk mengukur stabilitas termal polimer dan jalannya reaksi yang mengubah bahan prakeramik menjadi keramik nonoxide (Allcock, 2008).

B. Kerangka Pemikiran

Poliester dapat dibuat dari reaksi poliesterifikasi antara asam dikarboksilat dan diol, yaitu asam itakonat dan 1,4-butandiol. Reaksi poliesterifikasi dapat disebut reaksi polikondensasi karena dapat menghasilkan air (H 2 O). RCO 2 H + R’OH ↔ RCO 2 R’ + H 2 O

Reaksi polikondensasi dengan suhu tinggi (150-220 o

C) akan berjalan lebih cepat dan

produk yang dihasilkan memiliki berat molekul tinggi. Sedangkan reaksi dengan suhu rendah (120-140 o

C) akan berjalan sangat lambat (Chajecka, 2011). Umare et al. (2007) mensistesis poliester pada suhu 170 o

C selama 5 jam, sehingga poli(butilen itakonat) diharapkan dapat disintesis pada suhu tinggi (175 ± 5 0 C) selama 3 jam. Asam itakonat merupakan asam dikarboksilat berantai karbon 4 yang memiliki dua gugus karboksilat di kedua ujungnya dan sebuah cabang alkena pada karbon nomor dua. Asam itakonat memungkinkan terjadinya reaksi kondensasi pada gugus karboksilatnya, dan reaksi adisi pada cabang alkena.

HO

OH

Gugus Karboksilat

Gambar 8. Gugus Karboksilat pada Asam Itakonat

1,4-Butandiol merupakan senyawa hidrokarbon dengan rantai utama empat karbon yang memiliki dua gugus hidroksi di kedua ujungnya. Gugus hidroksi tersebut merupakan sisi reaktif yang dapat bereaksi dengan gugus karboksilat pada asam itakonat membentuk suatu poliester.

HO OH

Gugus Hidroksi

Gambar 9. Gugus Hidroksi pada 1,4-Butandiol

Reaksi polikondensasi antara asam itakonat dan 1,4-butandiol melibatkan reaksi adisi nukleofilik terhadap gugus karbonil yang dipercepat oleh sifat polar dari ikatan rangkap dua karbon-oksigen (Stevens, 2001). Proses jalannya reaksi polikondensasi tersebut dapat diketahui dari nilai bilangan asamnya. Bilangan asam dapat menunjukkan sisa asam karboksilat (asam itakonat) yang ada setelah proses reaksi terjadi (Marengo et al., 2004).

Gambar 10. Mekanisme Reaksi Pembentukan Poliester dari Asam Dikarboksilat dan Diol

Poliester yang terbentuk dari polikondensasi asam dikarboksilat dengan diol yaitu berupa poliester linier. Poliester linier masih dapat larut dalam beberapa pelarut karena stabilitas dimensinya kurang baik. Poliester linier juga termasuk polimer yang Poliester yang terbentuk dari polikondensasi asam dikarboksilat dengan diol yaitu berupa poliester linier. Poliester linier masih dapat larut dalam beberapa pelarut karena stabilitas dimensinya kurang baik. Poliester linier juga termasuk polimer yang

Gliserol merupakan senyawa polifungsional yang dapat digunakan sebagai zat pengikat silang pada poliester. Gliserol dapat membentuk jejaring tiga dimensi yang saling berhubungan (network) karena gliserol memiliki tiga gugus hidroksi yang dapat membentuk cabang pada gugus hidroksi sekundernya. Adanya cabang pada polimer akan mempengaruhi stabilitas termal (Kim et al., 2001 dan Umare et al., 2007). Gliserol merupakan zat pengikat silang pembentuk polimer jenis elastomer yang dapat kembali ke bentuk semula. Kemungkinan susunan poliester yang terjadi setelah ditambah gliserol adalah sebagai berikut:

Keterangan : AI = Asam Itakonat BDO = 1,4-Butandiol Gli

= Gliserol

Gambar 11. Poliester Diikat Silang dengan Gliserol

C. Hipotesis

Berdasarkan uraian kerangka pemikiran diatas, maka hipotesis dari penelitian ini dapat disusun sebagai berikut:

1. Variasi waktu sintesis poli(butilen itakonat) melalui reaksi polikondensasi pada suhu tinggi (175 ± 5 o

C) berpengaruh pada nilai bilangan asam yang semakin menurun, viskositas intrinsik semakin meningkat, dan kestabilan termal semakin meningkat.

2. Penambahan gliserol mempengaruhi stabilitas termal poli(butilen itakonat) yang terbentuk. Semakin banyak gliserol yang ditambahkan maka stabilitas panas dari poli(butilen itakonat) semakin tinggi.

A. Metode Penelitian

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimen dalam laboratorium. Tahap pertama adalah sintesis poli(butilen itakonat) dengan distilasi asam itakonat dan 1,4-butandiol dalam beberapa variasi waktu. Tahap kedua adalah penentuan pengaruh penambahan agen pengikat silang dengan penambahkan gliserol dalam sintesis poli(butilen itakonat) dengan variasi mol 1,4-butandiol dibanding gliserol. Selanjutnya dilakukan pengujian poli(butilen itakonat) antara lain uji bilangan asam, viskositas intrinsik, karakterisasi dengan FT-IR dan TG-DTA.

B. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Pusat Sub Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta pada bulan Juni-November 2012.

C. Alat dan Bahan

1. Alat

a. Peralatan gelas Pyrex

b. Satu set alat distilasi

c. Neraca analitik Sartorius

d. Viskometer Ostwald

e. Peralatan titrasi

f. Water bath

g. Stopwatch

h. Seperangkat alat FT-IR Shimadzu FTIR-8201 PC

i. Seperangkat alat TG-DTA Shimadzu DTG 60H i. Seperangkat alat TG-DTA Shimadzu DTG 60H

c. Gliserol

d. Katalis Ti (IV) butoksida

e. p-Metoksifenol

f. Etanol p.a

g. Toluen

h. KOH

i. Asam Oksalat j. Indikator PP (fenolftalein) 1%

(E. Merck) (Brataco) (E. Merck) (E. Merck) (E. Merck) (E. Merck) (E. Merck) (E. Merck)

D. Prosedur Penelitian

1. Pembuatan Poli(butilen itakonat)

Pembuatan poli(butilen itakonat) secara umum dilakukan dengan mengikuti metode Kim et al. (2001) dengan mengganti beberapa komponen dan kondisi.

Dimasukkan 13,01 g asam itakonat, 9 g 1,4-butandiol sesuai dengan prosedur Chajecka (2011) yang menggunakan perbandingan 1:1. Kemudian ditambah 0,22 g p-metoksifenol sebagai inhibitor, dan 0,24 mL katalis titanium (IV) butoksida dalam 2 mL toluen kedalam labu leher tiga yang dilengkapi dengan termometer 300 o

C, gas N 2 , dan magnetic stirrer. Penambahan katalis

sesuai dengan prosedur Tsai et al. (2008) yang menggunakan katalis sebanyak 0,1 % mol dari asam dikarboksilat. Campuran didistilasi pada suhu 175 ± 5 o C (Mohammadnia et al., 2012) selama 1 jam sehingga terbentuk polimer, kemudian produk didiamkan pada suhu kamar sampai 24 jam. Pembuatan poli(butilen itakonat) juga dilakukan pada variasi waktu yaitu 1,5 jam; 2 jam; 2,5 jam; dan 3 jam (Kim et al., 2001). Polimer yang dihasilkan kemudian dilakukan pengujian bilangan asam, viskositas intrinsik, serta karakterisasi FT-IR dan TG-DTA.

dilakukan seperti Prosedur Penelitian poin 1 dengan penambahan gliserol seperti yang dilakukan Yang et al., 2011 dan disesuaikan dengan variasi penambahan gliserol yang diinginkan.

Dimasukkan 13,01 g asam itakonat, 7,72 g 1,4-butandiol/0,87 g gliserol (90% BDO:10% gliserol) mol, 1% massa p-metoksifenol, dan 0,24 mL katalis titanium (IV) butoksida dalam 2 mL toluen kedalam labu leher tiga yang dilengkapi dengan termometer 300 o

C, gas N 2 , dan magnetic stirrer. Campuran didistilasi pada suhu 175 ± 5 o

C selama 3 jam sehingga terbentuk polimer,

kemudian produk didiamkan pada suhu kamar sampai 24 jam. Pembuatan poli(butilen itakonat) terikat silang gliserol juga dilakukan pada variasi diol : gliserol yaitu 80% : 20%, 70% : 30%, 60% : 40%, dan 50% : 50%. Polimer yang dihasilkan kemudian dilakukan karakterisasi FT-IR, dan TG/DTA.

3. Penentuan bilangan asam

Penentuan bilangan asam ditentukan dengan langkah-langkah mengikuti metode ASTM D 1639 dan mengganti pelarut dari prosedur Marengo et al. (2004) yaitu n-butanol/toluen menjadi etanol/toluen dengan perbandingan yang sama.

a. Standarisasi Larutan KOH 0,1 N dengan Larutan Asam Oksalat (H 2 C 2 O 4 ) Standarisasi KOH 0,1 N dilakukan dengan cara memasukkan 5 mL asam oksalat 0,1 N kedalam erlenmeyer dan ditambahkan 2-3 tetes indikator PP 1%, kemudian dititrasi dengan KOH 0,1 N yang akan distandarisasi. Dicatat volume KOH yang dibutuhkan setelah terjadi perubahan warna larutan dari bening menjadi merah muda. Titrasi dilakukan sebanyak 3 kali kemudian dihitung nilai normalitas KOH yang sesungguhnya dengan rumus :

(N.V) oks = (N.V) KOH Keterangan : N oks = Normalitas asam oksalat yang digunakan untuk titrasi (N)

V oks = Volume asam oksalat yang digunakan untuk titrasi (mL) N KOH

= Normalitas KOH sebenarnya (N) = Normalitas KOH sebenarnya (N)

Keterangan : AV = Acid value (bilangan asam) (mg KOH/g sampel)

V = Volume KOH yang digunakan (mL) N = Normalitas KOH yang digunakan (N) W = Berat sampel yang digunakan (g)

4. Penentuan viskositas intrinsik

Penentuan viskositas intrinsik dilakukan dengan mengikuti prosedur Hidayanto et al. (2010) menggunakan viskometer Ostwald. Untuk preparasi sampelnya menggunakan prosedur yang dilakukan Umare et al. (2007).

Sebanyak 0,4 g sampel poliester dilarutkan dan diencerkan dengan pelarut kloroform menggunakan labu ukur 10 mL dan dihasilkan larutan dengan konsentrasi 0,04 g/mL atau 4 g/dL. Selanjutnya dibuat larutan konsentrasi 2; 1; 0,5; dan 0,25 g/dL dari larutan induk 4 g/dL dengan menggunakan rumus

pengenceran M 1 xV 1 =M 2 xV 2 . Pelarut kloroform dan sampel dengan masing-

masing konsentrasi larutan tersebut dimasukkan 2 ml larutan ke dalam viskometer ostwald dan diukur waktu alir larutan dari batas atas sampai batas bawah pada suhu 30 o

C. Kemudian dihitung nilai viskositas intrinsik sampel pada pelarut kloroform dengan persamaan :

η rel = =

=[ η] i + k’[ η] i 2 C

Keterangan : η = Viskositas polimer terlarut (Nsm -2 )

η o = Viskositas pelarut murni (Nsm -2 ) t = Waktu alir polimer terlarut (s)

t o = Waktu alir pelarut murni (s) η rel = Viskositas relatif η sp = Viskositas spesifik [η] i = Viskositas intrinsik

C = Konsentrasi

5. Karakterisasi FTIR

Sampel yang telah dilarutkan pada kloroform kemudian dicampur dengan KBr, dibentuk pelet, ditempatkan pada wadah sampel kemudian dianalisis dengan Fourier Transform Infra Red (FTIR). Pembacaan dilakukan dari 4000 – 400 cm -1 dengan resolusi setiap 2 cm -1 .

6. Karakterisasi TG-DTA

Sampel ditimbang dan dimasukkan ke dalam pan aluminum kemudian dianalisis dengan Thermogravimetric-Differential Thermal Analyzer (TG-DTA).

Kondisi alat yang digunakan yaitu atmosfer N 2 , heating rate 10 °C/menit, gas flow 50 mL/menit, dan pembacaan dilakukan dari 30-600 o C.

E. Teknik Pengumpulan Data

Poliester yang dihasilkan mendapatkan beberapa data dari pengujian, diantaranya: