DAFTAR LAMPIRAN
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.4. Analisis Spektrofotometer FTIR dan Kerapatan Ikatan Silang (crosslink density) (crosslink density)
Pembuatan faktis gelap dari minyak jarak merupakan reaksi vulkanisasi sulfur minyak jarak. Keberhasilan proses ini dapat dilihat dengan pengamatan sifat fisik produk yang dihasilkan dan melakukan pencirian gugus fungsi melalui spektrum FTIR. Secara fisik produk yang dihasilkan dari penelitian ini diyakini sebagai faktis gelap karena mempunyai bentuk padat, berwarna coklat dan berbau sulfur. Identifikasi spektrum FTIR menjadi bukti penguat terbentuknya faktis gelap dari reaksi minyak jarak dengan sulfur.
Struktur molekul trigliserida yang tepat untuk pembuatan faktis gelap diperoleh dengan memutar cabang terbawah (R3) ke posisi perpanjangan cabang yang kedua (R2
Menurut Harrison (1952), pada proses vulkanisasi, dua molekul trigliserida dalam bentuk “garpu tala” saling berikatan melalui ikatan sulfur dari ekor ke ekor (ikatan intermolekuler). Selain itu, ikatan sulfur juga terbentuk melewati cabang “garpu tala” dari masing- masing trigliserida dan membentuk ikatan intramolekuler (Gambar 10). Dengan demikian, dalam reaksi vulkanisasi minyak jarak dengan sulfur, ikatan rangkap asam lemak tidak jenuh dalam minyak jarak bereaksi dengan sulfur membentuk dua ikatan, yaitu ikatan sulfida (C – S) dan ikatan disulfida (S – S), baik sebagai ikatan intramolekuler maupun ikatan intermolekuler. Dengan adanya dua ikatan tersebut, maka makromolekul faktis gelap terbentuk.
). Hasil akhir perputaran cabang ketiga ini membentuk struktur trigliserida seperti “garpu tala”. Perputaran ini terjadi karena asam lemak pada cabang ketiga trigliserida tidak sama dengan asam lemak pada cabang kesatu dan kedua (Flint, 1955). Pembentukan faktis gelap merupakan reaksi adisi sulfur terhadap sepasang ikatan rangkap dari dua rantai asam lemak tak jenuh yang berada dalam pos isi sejajar. Dalam hal ini diperlukan empat atom sulfur untuk sepasang ikatan rangkap asam lemak dan dihasilkan ikatan monosulfida atau ikatan disulfida.
Terbentuknya ikatan intramolekuler dan intermolekuler dapat dilihat dari spektrum FTIR faktis gelap. Menurut Kemp (1979), spektrum inframerah terjadi karena adanya penyerapan cahaya inframerah pada frekuensi tertentu setelah
melewati senyawa organik. Pita serapan (absorption band) yang terbentuk karena adanya energi transisi dalam molekul senyawa organik yang berasosiasi dengan perubahan vibrasi dalam molekul. Dalam hal ini, dikenal dua macam vibrasi, yaitu stretching vibration da n bending vibration/deformation.
Gambar 10 Reaksi pembentukan ikatan intramolekuler dan intermolekuler pada pembuatan faktis gelap
Spektrum FTIR minyak jarak, sebagai bahan baku faktis gelap, disajikan da lam Gambar 11, sedangkan spektrum faktis gelap yang diperoleh dari berbagai perlakuan disajikan da lam Gambar 12 – 17. Menurut Kemp (1979), puncak serapan ikatan rangkap asam lemak dalam minyak jarak (C = C) muncul pada bilangan gelombang 1650 cm-1. Pada spektrum FTIR minyak jarak (Gambar 11), puncak serapan ikatan rangkap asam lemak muncul pada bilangan gelombang 1654.92 cm-1
Dugaan terbe ntuknya ikatan sulfida (C – S) selama pembentukan faktis gelap dapat diamati dari spektrum FTIR faktis gelap. Menurut Kemp (1979), ikatan sulfida tampak pada bilangan gelombang 650 – 700 cm
, sedangkan pada spektrum faktis gelap, puncak serapan tersebut tidak tampak. Hal ini diduga telah terjadi reaksi antara sulfur dengan ikatan rangkap asam lemak minyak jarak selama pembentukan faktis gelap dan menghasilkan ikatan sulfida.
-1 . Dari Gambar C = C C = C C = C C = C +8S
Ikatan inter molekuler Ikatan intramolekuler
C C C C S S S C C C C S S S S S
45
12 – 17 dapat dilihat adanya puncak serapan pada kisaran bilangan gelombang 600 – 700 cm-1 yaitu, pada bilangan gelombang 671.23 cm-1 dan 651.94 cm-1. Puncak serapan ini tidak tampak pada spektrum FTIR minyak jarak. Oleh karena itu, diduga puncak serapan ini adalah ikatan sulfida yang terbentuk selama pembuatan faktis gelap. Berbeda dengan ikatan sulfida yang puncak serapannya nampak jelas, adanya ikatan disulfida (S - S) dalam pembentukan faktis gelap diduga sangat lemah sehingga tidak tampak sebagai puncak serapan. Ikatan sulfida seharusnya nampak pada panjang gelombang sekitar 500 cm-1.
Gambar 12 Spektrum FTIR faktis gelap yang dihasilkan dari perlakuan konsentrasi sulfur 24 bsm dan suhu 165oC
Gambar 13 Spektrum FTIR faktis gelap yang dihasilkan dari perlakuan konsentrasi sulfur 30 bsm dan suhu 170oC
47
Gambar 14 Spektrum FTIR faktis gelap yang dihasilkan dari perlakuan konsentrasi sulfur 27.5 bsm dan suhu 165oC
Gambar 15 Spektrum FTIR faktis gelap yang dihasilkan dari perlakuan konsentrasi sulfur 25 bsm dan suhu 160oC
Gambar 16 Spektrum FTIR faktis gelap yang dihasilkan dari perlakuan konsentrasi sulfur 27.5 bsm dan suhu 172oC
Gambar 17 Spektrum FTIR faktis gelap yang dihasilkan dari perlakuan konsentrasi sulfur 31 bsm dan suhu 165oC
Selain analisis spektrum FTIR, dalam penelitian ini juga dilakukan pengukuran kerapatan ikatan silang (crosslink density) dengan persamaan Flory-Rehner. Persamaan ini sangat lazim digunakan untuk mengukur kerapatan ikatan silang pada vulkanisat karet baik yang mengembang (swollen vulcanisate)
49
maupun yang tidak mengemba ng (unswollen/dry vulcanisate). Kajian pengembangan vulkanisat setelah direndam dalam pelarut tertentu sangat umum digunakan untuk menentukan jaringan karet yang dihasilkan dari proses vulkanisasi. Kerapatan ikatan silang dihitung berdasarkan data kesetimbangan setelah pengembangan vulkanisat dan melalui persamaan Flory-Rehner sifat pengembangan vulkanisat tersebut dihubungkan dengan parameter interaksi pelarut dengan polimer (Sombatsompop, 1998).
Hasil pengukuran kerapatan ikatan silang sampel faktis gelap yang dihasilkan dari penelitian ini disajikan pada Tabel 7. Tidak ada data pembanding yang dapat digunakan untuk menilai hasil pengukuran kerapatan ikatan silang faktis gelap yang dihasilkan dari penelitian ini. Terukurnya kerapatan ikatan silang faktis gelap yang dihasilkan dari berbagai perlakuan menunj ukka n bahwa faktis gelap mampu mengembang dengan menyerap pelarut p-xyl ene da n da n hal ini dimungkinkan karena adanya ikatan silang yang diduga terbentuk pada proses vulkanisasi minyak jarak.
Tabe l 7 Hasil pengukuran kerapatan ikatan silang faktis gelap
No
Kombinasi Perlakuan Kerapatan ikatan silang (mol/cm3) Konsentrasi sulfur (bsm) Suhu (oC) 1 24 165 5.48 x 10-6 2 30 170 7.05 x 10-6 3 27.5 165 6.29 x 10-6 4 25 160 5.59 x 10-6 5 27.5 172 5.87 x 10-6 6 31 165 5.13 x 10-6
4.5. Pendugaa n Laju Pembentukan Fak tis Gelap Dengan Indikator Tidak