Pembuatan Poliuretan Sebagai Media Penyaring Air Payau Dari Lignin Isolat Kayu Jati Dengan Bahan Aditif Pasir

Gratis

3
64
73
3 years ago
Preview
Full text

PEMBUATAN POLIURETAN SEBAGAI MEDIA PENYARING AIR PAYAU DARI LIGNIN ISOLAT KAYU JATI DENGAN BAHAN ADITIF PASIR SKRIPSI RIANA SARI 110802033 DEPARTEMEN KIMIA

PEMBUATAN POLIURETAN SEBAGAI MEDIA PENYARING AIR PAYAU DARI LIGNIN ISOLAT KAYU JATI DENGAN BAHAN ADITIF PASIR SKRIPSI

RIANA SARI 110802033 DEPARTEMEN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

  Tahap kedua adalah proses pembuatan poliuretan denganmereaksikan lignin isolat, PPG 1000, air, TDI, dan pasir yang kemudian dikarakterisasi dengan uji penyaringan, FTIR, dan SEM lalu analisa TDS dan TSSterhadap air yang telah disaring dengan poliuretan. Tahap kedua adalah proses pembuatan poliuretan denganmereaksikan lignin isolat, PPG 1000, air, TDI, dan pasir yang kemudian dikarakterisasi dengan uji penyaringan, FTIR, dan SEM lalu analisa TDS dan TSSterhadap air yang telah disaring dengan poliuretan.

1.1 Latar Belakang Air bersih adalah kebutuhan yang sangat vital untuk kehidupan masyarakat

  Proses desalinasi yang umum dilakukan adalah dengan evaporasi dan Kristalinitas dari segmen lunak di dalam poliuretan menurun karena penambahanPCC, tetapi daya rekat dari TPU dapat meningkat. Berdasarkan uraian di atas, peneliti tertarik untuk mensintesis poliuretan dengan memanfaatkan ligninisolat kayu sebagai sumber poliol alami yang dikombinasikan dengan polipropilen glikol 1000 sebagai sumber poliol sintetis.

1.3 Pembatasan Masalah

  Lignin yang digunakan diisolasi dari serbuk gergajian kayu jati yang berasal dari toko perabot jati daerah Pasar 3 Medan Tembung. Pasir yang digunakan adalah jenis pasir komersil dari toko bahan bangunan Panglima Denai.

2 SO 4 60%

  Untuk mengetahui analisa gugus fungsi poliuretan yang dihasilkan dengan menggunakan Fourier Transform-Infra Red (FTIR) dan analisamorfologi dengan Scanning Electron Microscope(SEM). Dikarakterisasi analisa gugus fungsi dengan FTIR, analisa morfologi dengan SEM, dan analisa parameter air payau.

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kayu Jati

  Jati mempunyai nama ilmiah Tectona grandis linn F yang secara historis nama Tectona berasal dari bahasa Portugis (tecton) yang berarti tumbuhan yang mempunyai kualitas yang tinggi (Suryana, 2001). Berikut ini taksonomi dan tata nama dari kayu jati : Divisio : Spermatophyta Class : AngiospermaeSub Class : Dicotyledonae Ordo : VerbenalesFamilia : Verbenaceae Genus : TectonaSpecies : Tectona grandis Kayu Jati tergolong jenis kayu berat-sedang dengan permukaan kayu yang halus dan mempunyai karakteristik penampakan yang menarik.

2.2 Lignin

  Lignin merupakankomponen terbesar kedua setelah selulosa di dalam sistem penyusun kayu yang Lignin tergolong makromolekul fenolik alami yang berasal dari dinding sel tanaman yang mengandung tiga penyusun utama unit fenilpropana(monolignols), yaitu coniferyl alcohol (G), sinapyl alcohol (S), dan p-coumaryl alcohol (H). Lignin memiliki gugus metoksil dan inti fenol yang saling berikatan dengan ikatan eter atau ikatan karbon dan mempunyai berat molekul tinggi.

2.3 Poliuretan

  Pembuatan poliuretan dapat dilakukan dengan mereaksikan isosianat dengan senyawa yang memiliki hidrogen aktif,seperti diol, mengandung gugus hidroksil, dengan bantuan katalis (Sivertsen,2007). Berdasarkan jenisnya, poliuretan dapat berupa termoplastik atau termoset yang merupakan produk reaksi isosianat polifungsi dan alkohol polihidroksi ataupoliester tertentu.

2.3.1 Komponen Pembentuk Poliuretan

CH 3katalis basa CH -CH-CH H OCH CH OH 2 32n Polipropilena Glikol Gambar 2.4Reaksi Pembentukan PPG menurut Hepburn (1991)

2.3.1.2 Toluena Diisosianat (TDI)

  Molekul tersebut juga dikaitkan dengan monomer sebab digunakan untuk menghasilkanisosianat polimerik yang mengandung tiga atau lebih gugus fungsional isosianat. Misalnya,pelapis yang stabil ringan dan elastomer hanya dapat diperoleh dengan isosianat alifatik.

CH CH

  3 NCO OCN NCO NCO 2,6 TDI2,4 TDI Gambar 2.5 Isomer Toluena Diisosianat menurut Kricheldorf (2005) Kelompok isosianat dalam posisi para ke grup metil jauh lebih reaktif dari kelompok isosianat pada posisi orto. Artinya gugus NCO pada posisi empat lebih ° ° reaktif 8-10 kali pada temperatur 25 C.

2.3.1.3 Bahan Pengisi

Pada dasarnya, bahan pengisi yang dikelompokkan sebagai zat tambahan yang dapat mengubah gambaran geometri, permukaan, ataupun komposisi kimianya,meningkatkan nilai modulus dari bahan polimer yang dihasilkan, dimana kekuatan lentur maupun tensilnya dapat berubah ataupun menurun. Beberapa alasan utamauntuk penggunaan bahan aditif adalah: − Dapat memodifikasi sifat atau tampilan− Dapat mengurangi biaya keseluruhan− Dapat mengubah atau mengontrol karakteristik proses yang dilakukan 2 , Sb 2 O 3 , Al 2 O 3, ZnO Garam Al(OH) 3 dan Mg(OH) 2 Silikat Mika, Kaolin, Montmorillonit Logam Boron dan bajaOrganik:Carbon, grafit Serat karbon, serat grafit, karbon hitamPolimer alami Serat selulosa, serat kayu, kapas, patiPolimer sintetis Poliamida, poliester, dan serat polivinil alkohol(Xanthos, 2010)

2.3.2 Pembentukan Poliuretan

  Ada dua metode utama untuk pembuatan poliuretan: reaksi biskloroformat dengan diamin dan reaksi diisosianat dengan senyawa-senyawa dihidrasi. Poliuretan yang terbentuk o melebur pada suhu sekitar 180°C, dibandingkan dengan 295 C untuk poliamida yang strukturnya sebanding (Stevens,2001).

4 CNH(CH ) NHCO(CH ) O

  NCO + HO(CH2624 2 6 Gambar 2.7 Reaksi Pembentukan Poliuretan Melalui Senyawa Diisosianatdengan Dihidroksi menurut Stevens (2001) Poliuretan linier biasanya dipreparasi dalam larutan karena polimer ini cenderung berdisosiasi menjadi alkohol dan isosianat atau terdekomposisi menjadiamin, olefin dan karbon dioksida pada suhu tinggi yang diperlukan untuk polimerisasi leburan. Sedangkan menurut Rohaeti (2005), metode yang umum dilakukan untuk mensintesis poliuretan adalah dengan mereaksikan suatu diol dengan diisosianatmelalui metode polimerisasi larutan dan lelehan pada temperatur cukup tinggi.

2.5 Pasir

  Pasir kuarsa (quartz sands) juga dikenal dengan nama pasir putih atau pasir silika(silica sand) merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama, seperti kuarsa. Pasir kuarsa mempunyai komposisi gabungan dari SiO 2 , Fe 2 O3, Kapasitas serap air pada tanah pasir sangat rendah, ini disebabkan karena tanah pasir tersusun atas 70% partikel tanah berukuran besar (0,02-2 mm).

2.6 Air Payau

  Air payau adalah air yang mempunyai salinitas lebih rendah daripada salinitas rata-rata air laut normal (<35 permil) dan lebih tinggi daripada 0,5 permil yangterjadi karena pencampuran antara air laut dengan air tawar baik secara alamiah maupun buatan. Garam yang dimaksud adalah berbagai ion yang terlarut dalam air termasuk garam dapur (NaCl).

2.7.1 Fourier Transform-Infra Red (FTIR)

  Konsep radiasi inframerah diajukan pertama kali oleh Sir William Herschel pada 1800 melalui percobaannya mendispersikan radiasi matahari dengan prisma, yangmana pada daerah setelah sinar merah menunjukkan adanya kenaikan temperatur tertinggi yang berarti pada daerah panjang gelombang radiasi tersebut banyakkalor (Mulja, 1995). Aplikasi-aplikasi yang khas mencakup penelitian dispersi- dispersi pigmen dalam cat, pelepuhan atau peretakan koting, batas-batas fasadalam polipaduan yang tak dapat campur, struktur sel busa-busa polimer, dan kerusakan pada bahan perekat (Stevens, 2001).

2.8.1 Total PadatanTersuspensi (TSS)

  Padatan tersuspensi total (Total Suspended Solid atau TSS) adalah bahan-bahan tersuspensi (diameter >1 µm) yang tertahan pada saringan millipore dengandiameter pori 0,45 µm. TSS terdiri atas lumpur dan pasir halus serta jasad-jasad renik, yang terutama disebabkan oleh kikisan tanah atau erosi tanah yang terbawa Total PadatanTerlarut (TDS) Padatan terlarut total (Total Dissolved Solidatau TDS) adalah bahan-bahan terlarut (diameter < 10 mm) dan koloid (diameter 10 6 mm-10 mm) yang berupa senyawa-senyawa kimia dan bahan-bahanlain, yang tidak tersaring pada kertassaring berdiameter 0,45 µm (Effendi, 2003).

2.8.3 Derajat Keasaman (pH)

  Asiditas melibatkan dua komponen, yaitu jumlah asam dan konsentrasi ion hidrogen. Klasifikasi nilai pH adalah sebagai berikut:pH=7 : netral 7 <pH<14 : alkalis (basa) <pH<7 : asamNilai pH sangat mempengaruhi proses biokimiawi perairan dan toksisitas suatu senyawa kimia, misalnya proses nitrifikasi akan berakhir jika pH rendah (Effendi,2003).

METODE PENELITIAN

3.1 Alat

  Alat-alat yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut: Carbolite Philips Miyako E. merck 2 SO 4 97% E.

3.3 Prosedur Kerja

3.3.1 Pembuatan Pereaksi

3.3.1.12 SO 4 60% Pembuatan Larutan H Sebanyak 156,25 mL H

2 SO 4 97%diencerkan dengan aquadest dalam labu takar 50 mL hingga garis batas, dihomogenkan

3.3.2 Preparasi Serbuk Kayu Jati

  Serbuk gergajian kayu jati diblender hingga halus kemudian disaring dengan ayakan hingga membentuk serbuk dengan ukuran <177 mikron. Rendemen lignin dihitung berdasarkan perbedaan berat antara lignin yang diperoleh setelah dikeringkan dengan berat kayu kering yang digunakan.

3.3.4 Kadar Kemurnian Lignin (Metode Klason)

  Sebanyak 0,5 gram lignin yang telah dikeringkan dilarutkan dengan 15 mL H 2 SO 4 60% kedalam gelas beaker secara perlahan-lahan sambil diaduk dengan batang pengaduk selama 3-5 menit, lalu tutup dengan kaca arloji selama 120 menit. Endapan lignin yang terbentuk disaring Analisa Gugus Fungsi Lignin dengan Fourier Transform InfraredSpectroscopy (FT-IR) Sebanyak 2 gram lignin isolat diletakkan pada kaca transparan, diusahakan menutupi seluruh permukaan kaca.

3.3.9.1 Analisa Derajat Keasaman (pH)

  Dikalibrasi alat pH meter menggunakan larutan Sebanyak 100 mL sampel air dipipet, kemudian dimasukkan ke dalam beaker glass 250 mL. Kertas saring beserta endapan dipanaskan dalam oven selama 1 jam pada temperatur 105°C, kemudian didinginkan dalamdesikator dan ditimbang hingga diperoleh berat konstan.

3.3.9.3 Analisa Total Zat Padat Terlarut (TDS) Uapkan filtrat yang telah ditampung dalam beaker glass hingga habis menguap

  Kemudian masukkan ke dalam desikator selama 15 menit dan ditimbang massa dengan cepat sampai berat konstan. Kandungan TDS ditentukan denganpersamaan berikut : a − bTDS = x 1000 mg/L (3.4) c Keterangan : a = berat beaker glass dan residu setelah diuapkan (g) Analisa Gugus Fungsi dengan Fourier Transform InfraredSpectroscopy (FT-IR) Sebanyak 3 gram poliuretan diletakkan pada kaca transparan, diusahakan menutupi seluruh permukaan kaca.

3.3.11 Analisa Sifat Morfologi dengan Uji Scanning Electron

  Microscope(SEM) Dalam melakukan analisa permukaan sampel dengan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM) diawali dengan melapisi sampel dengan emas bercampur palladium dalam suatu ruang vakum yang bertekanan 0.2 Torr. Kemudian sampel disinari dengan pancaran elektron sebesar 1,2 kV sehingga menyebabkan sampel mengeluarkan elektron sekunder dan elektron terpentalyang dapat dideteksi oleh detektor dan kemudian diperkuat oleh rangkaian listrik sehingga akan menghasilkan gambar Chatode Ray Tube.

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

4.1.1 Hasil Isolasi Lignin dari Kayu Jati

  Setelah dilakukan ekstraksi dan hidrolisis maka diperoleh lignin yang berwarna coklat. Dari 12 gram serbuk kayu jati yang digunakan diperoleh sebanyak 2,98gram lignin isolat, yaitu sebanyak 24,84% dari massa awal serbuk kayu jati (Lampiran 7).

4.2 Pembahasan

4.2.1 Isolasi Lignin dari Kayu Jati

  Lalu dihidrolisis kembali dengan H SO 3% untuk 2 4 menyempurnakan penghilangan polisakarida dan komponen non-lignin yang masih bercampur. Perbedaan rendemen lignin disebabkan oleh penambahan asam sulfat dengan konsentrasi tinggi sehingga suhu pada saat proses pengendapan ligninmeningkat yang menyebabkan lignin mengalami perubahan struktur menjadi senyawa lain yang larut dalam asam, adanya lignin yang tidak terendapkan saatpengasaman, selain itu juga karena tingkat pengasaman yang tidak merata akibat konsentrasi asam yang tinggi (Ibrahim, 2003).

4.2.2 Karakterisasi Lignin Isolat Kayu Jati dengan Spektroskopi FTIR

  Lignin isolat yang diperoleh memiliki vibrasi khas pada daerah serapan 1325,97 cm untuk unit daerah 3448,72 cm (rentangan O-H), serapan 2959,52 cm (rentangan OH pada gugus metil dan metilen), daerah 1620,81cm (rentangan OH pada gugus metil dan metilen), 1488,18 cm (vibrasi cincin aromatik). Spektrum standar yang diperoleh oleh Heradewi (2007) dari lignin dengan merek dagang Indulin AT menunjukkan serapan pada bilangan gelombang 3411,36 cm (rentangan OH), daerah 2936,36 cm (rentangan OH pada gugus metil dan metilen), daerah 1661,36 cm (rentangan C=O terkonjugasi dengan cincin aromatik), daerah 1602,27cm dan 1426,14cm (vibrasi cincin aromatik), 1327,27 cm (vibrasi cincin siringil), daerah 1272,73 cm (vibrasi cincin guaiasil).

4.2.3 Pembuatan Poliuretan/Pasir

  Poliuretan yang dihasilkan dibuat dengan 3 NH CO O CH Asam Karbamat NH 2 R NH 2 Isosianat Air AminGas Karbondioksida 2 O R CPoliuretan Toluena DiisosianatNH COO 3 O CO NHmonomer Lignin Polipropilen Glikol 2 CH CH 3 O NHCO CH 2 O H CH CH CH 3y 3 OHm 2 CH CH 3n 2 OH CH CH OH OCH CH 2 Ada dua reaksi penting yang terjadi penelitian ini. Reaksi kedua adalah reaksi antara air dan isosianat yang menghasilkan amin dan gas CO 2 yang berperan sebagai bahan pengembang, lalu isosianat sisa akan bereaksi dengan amin membentuk urea sebagai segmen keras (Wang, 1998).

4.2.4 Analisa Waktu Alir Poliuretan

  Hasil identifikasi kedua variasi poliuretan menunjukkan adanya serapan gugus N-H terikat pada daerah 3425,58 cm dan 3421,72 cm , serapan pada 1411,89 cm dan 1411,89 cm merupakan vibrasi cincin aromatik, daerah 1315,45 cm dan 1315,45 cm adalah vibrasi C-N, 1018,41 cm dan 1014,58 cm adalah daerah serapan untuk C-O, serta serapan pada daerah 2881,65 cm untuk gugus metil dan metilen (Silverstein, 2005). Hasil yang tidak jauh berbeda diperoleh oleh Pradhan (2012), dimana hasilanalisa FT-IR terhadap nanokomposit poliuretan yang disintesis dari minyak jarak dan heksametilen diamin menunjukkan adanya serapan pada daerah 3306 cm (uluran N-H), 1731 cm (uluran karbonil uretan), 1223 cm (pasangan uluran C- Berdasarkan perbandingan data yang ada diketahui bahwa poliuretan telah berhasil disintesis.

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

  Analisa gugus fungsi poliuretan dengan atau tanpa penambahan pasir dengan FTIR menunjukkan puncak serapan gugus N-H pada 3421,72- 3425,58 cm dan tidak terdapat perubahan gugus. Analisa menggunakanSEM menunjukkan poliuretan/pasir perbandingan 3:7 memiliki permukaan yang homogen dan pori-pori yang lebih kecil 5.

Dokumen baru

Dokumen yang terkait

Pembuatan Poliuretan Sebagai Media Penyaring Air Payau Dari Lignin Isolat Kayu Jati Dengan Bahan Aditif Pasir
3
64
73
Pembuatan Busa Poliuretan Alam Dari Isolasi Lignin Dengan Aditif Tawas Untuk Penjernihan Air
12
73
84
Pembuatan Senyawa Poliol Dari Minyak Goreng Sebagai Bahan Baku Poliuretan Di Pusat Penelitian Kelapa Sawit Medan
7
99
58
Pemanfaatan Poliuretan Dari Lignin Isolat Serbuk Kayu Hasil Industri Pengolahan Kayu Di Medan Tembung Sebagai Perekat Dalam Pembuatan Plafon Gipsum Dengan Pengisi Jerami Padi
6
71
127
Pembuatan Komposit Busa Poliuretan Dengan Mikrobentonit Dan Arang Aktif Cangkang Kelapa Sawit Sebagai Bahan Penyaring Dalam Pengolahan Air Bersih DAS Belawan
15
131
110
Pemanfaatan Lignin Kayu Kelapa Sawit Untuk Pembuatan Poliuretan Termoplastik Alam
4
42
74
Pemanfaatan Lignin Dari Lindi Hitam Sebagai Bahan Baku Perekat Lignin Resorsinol Formaldehida (LRF)
2
61
53
Pembuatan Keramik Berpori Dari Limbah Padat Pulp Dengan Aditif Kaolin Sebagai Filter Gas Buang
1
34
82
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kayu Jati - Pembuatan Poliuretan Sebagai Media Penyaring Air Payau Dari Lignin Isolat Kayu Jati Dengan Bahan Aditif Pasir
0
0
15
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang - Pembuatan Poliuretan Sebagai Media Penyaring Air Payau Dari Lignin Isolat Kayu Jati Dengan Bahan Aditif Pasir
0
0
6
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kayu Jati - Pembuatan Busa Poliuretan Alam Dari Isolasi Lignin Dengan Aditif Tawas Untuk Penjernihan Air
0
0
18
Pemanfaatan Poliuretan Dari Lignin Isolat Serbuk Kayu Hasil Industri Pengolahan Kayu Di Medan Tembung Sebagai Perekat Dalam Pembuatan Plafon Gipsum Dengan Pengisi Jerami Padi
0
1
6
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang - Pemanfaatan Poliuretan Dari Lignin Isolat Serbuk Kayu Hasil Industri Pengolahan Kayu Di Medan Tembung Sebagai Perekat Dalam Pembuatan Plafon Gipsum Dengan Pengisi Jerami Padi
0
0
7
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kelapa Sawit - Pemanfaatan Lignin Kayu Kelapa Sawit Untuk Pembuatan Poliuretan Termoplastik Alam
0
0
20
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar - Pembuatan Komposit Busa Poliuretan Dengan Mikrobentonit Dan Arang Aktif Cangkang Kelapa Sawit Sebagai Bahan Penyaring Dalam Pengolahan Air Bersih DAS Belawan
0
0
6
Show more