Pemanfaatan Hasil Hidrolisis dan Alkoksilasi dengan Gliserol dari Epoksida Minyak Kemiri sebagai Sumber Poliol untuk Pembuatan Poliuretan

Abstract

Polyurethane can be produced by polymerisation of diisocyanate with polyol. Polyol can be produced by oxidation of unsaturated fatty acid with peracid followed by hydrolysis or alkoxylation of cyclic epoxyde..The purpose of this research was to synthesize polyurethane using unsaturated fatty acid from candlenut oil as the raw material to produce polyol. Materials and reagents used were candlenut oil’s, performic acid obtained from reaction of formic acid and hydrogen peroxide, toluene diisocyanate (TDI), glycerol and dichloromethane as a solvent. This research was conducted through epoxidation of unsaturated fatty acid followed by hydrolysis (PHHEM) and alkoxylation with glycerol (PHAGEM) in propanone to obtain two kinds of polyol derivatives from candlenut oil. Synthesis of polyurethane was carried out by reacting toluene diisosyanate with various ratio of polyol. Reaction was carried out by reflux with dichloromethane as a solvent. The product was characterized with saveral parameters such as morphology characterization, gel content, tensile strength, elasticity and also functional group characterization with FT-IR spectroscopy. The result of FT-IR spectroscopy analysis towards the yield of the polymerization produced spectrum which could indicate that the yield of the reaction is polyurethane with the accurance of vibration peak on the wave numbers of 3400- 3300 cm-1, 1730- 1710, 1640-1600 and 1590- 1540 cm-1, proved that there was a urethane group (- NHCOO-) present. The highest value of tensile strength (σt) on obtained polyurethane was on the polyol/TDI ratio = 7/3 (v/v) using PHHEM = 6.0 MPa ( elasticity,ε = 47.54%, gel content, Q = 81.77%, adhesive), PHAGEM = 7.95 MPa (ε = 36.33%, Q = 80.63%, adhesive) and PEG – 1000 = 9.15 MPa (ε = 28.79%, Q = 98.31%. foam). The highest Q could be found with the use of PHHEM on the 5/5 (v/v) ratio = 97.72% (σt = 0.35, ε = 9.57. hard), PHAGEM on 4/6 (v/v) ratio = 97.52% (σt = 0.18, ε = 9.52%, hard) and PEG – 1000 on 6/4 (v/v) ratio = 98,68% (σt = 5.57 MPa, ε = 41.06%, foam). Furthermore, the result of this research could give information that by using the mixture of PHHEM or PHAGEM polyol with PEG 1000 could increase, both the value of tensile strength or percentage of gel content of formed polyurethane.

Poliuretan dapat diperoleh melalui polimerisasi dari diisosianat dengan poliol. Poliol dapat dihasilkan melalui oksidasi asam lemak tidak jenuh menggunakan oksidator peracid diikuti hidrolisis atau alkoksilasi dari cincin epoksida. Tujuan penelitian ini adalah untuk mensintesis poliuretan dengan memanfaatkan asam lemak tidak jenuh dari minyak kemiri sebagai bahan dasar pembuatan poliol. Bahan-bahan pereaksi yang digunakan adalah minyak kemiri, asam ferformat hasil reaksi asam formiat dengan hidrogen peroksida, toluen diisosianat, gliserol serta pelarut diklormetan Penelitian ini dilakukan melalui epoksidasi asam lemak tidak jenuh diikuti hidrolisis (PHHEM) atau alkoksilasi dengan gliserol (PHAGEM) dalam pelarut propanon untuk memperoleh dua jenis poliol turunan minyak kemiri. Sintesis poliuretan dikerjakan dengan mereaksikan toluen diisosianat dengan poliol dengan berbagai perbandingan. Reaksi dikerjakan pada kondisi refluks dalam pelarut diklormetan. Hasil sintesis dikarakterisasi dengan berbagai parameter yakni bentuk fisik, kandungan gel, daya tarik dan kemuluran serta karakterisasi gugus fungsi melalui analisis spektroskopi FT-IR. Hasil analisis spektroskopi FT-IR menghasilkan spektrum bahwa hasil reaksi adalah poliuretan yang ditandai dengan munculnya puncak vibrasi pada daerah bilangan gelombang 3400-3300 cm-1 , 1730-1710, 1640-1600 dan 1590-1540 cm-1, merupakan karakteristik gugus fungsi uretan. Dari berbagai rasio pencampuran yang digunakan diperoleh nilai kekuatan tarik (σt ) poliuretan yang tertinggi pada rasio (v/v) Poliol/TDI=7/3 dengan menggunakan PHHEM= 6,0 Mpa (ε = 47,54%, Q=81,77%, adesive), PHAGEM = 7,95 Mpa (ε=36,33%, Q=80,63%, adesive) dan PEG-1000 =9,15 Mpa( ε=28,79%, Q=98,31%, foam). Selanjutnya nilai kandungan gel tetinggi dijumpai dengan menggunakan PHHEM pada rasio (v/v) 5/5= 97,72% (σt=0,35 Mpa, ε = 9,57%, keras), PHAGEM pada rasio 4/6 = 97,52% (σt=0,18 Mpa, ε = 9,52%, keras) dan PEG-1000 pada rasio 6/4 = 8,68%(σt=5,57 Mpa, ε = 41,06%, foam). Selanjutnya juga dari hasil penelitian memberikan hasil bahwa dengan menggunakan campuran PHHEM maupun PHAGEM dengan PEG-1000 dapat meningkatkan baik nilai kekuatan tarik maupun % kandungan gel dari PU yang terbentuk.