METODOLOGI PENELITIAN
3.3. Prosudur Penelitian.
Pada garis besarnya tahap-tahap penelitian ini meliputi 1) ekstraksi dan pemurnian minyak kemiri, 2) epoksidasi minyak kemiri diikuti hidrolisis maupun alkoksilasi dengan gliserol untuk menghasilkan senyawa poliol turunan minyak kemiri beserta pengujiannya dan 3) pembuatan poliuretan melalui polimerisasi poliol dengan toluen diisosianat (TDI) dalam berbagai rasio perbandingan (v/v) berikut karakterisasi dari poliuretan yang terbentuk.
3.3.1. Ekstraksi Minyak Kemiri dari Biji Kemiri.
Untuk ekstraksi dan pemurnian minyak kemiri dilakukan melalui modifikasi metode ektraksi yang telah umum dilakukan sebelumnya (Daniel, 2007; Ketaren, 2008).
Buah kemiri yang baru dan sudah tua dikeringkan di bawah sinar matahari, kemudian bijinya(inti) dipisahkan dari kulit buah (cangkang). Daging dari biji buah yang diperoleh dikeringkan dan digiling hingga menjadi serbuk halus. Serbuk halus yang diperoleh dimaserasi melalui perendaman menggunakan pelarut n-heksana selama 48 jam dalam botol kaca dimana setiap selang waktu selama 4 – 6 jam dilakukan pengadukan. Hasil maserasi selanjutnya disaring, sekaligus residu yang tertinggal dalam saringan dibilas dengan n-heksana. Filtrat dari hasil saringan setelah dikeringkan dengan Na2SO4 anhidrus selanjutnya diuapkan melalui rotarievaporator
sehingga diperoleh minyak kemiri sebagai residu. Hasil yang diperoleh dilakukan analisis bilangan peroksida, bilangan iodine, komposisi asam lemak, kandungan asam lemak bebas, bilangan penyabunan, indeks bias, berat jenis dan kandungan air.
3.3.2. Pemurnian Minyak Kemiri.
Pemurnian minyak kemiri dilakukan untuk menghilangkan kotoran seperti zat getah//lendir (gum), menurunkan kandungan asam lemak bebas serta penghilangan warna melalui tahapan pemucatan, netralisasi dan deodorasi dimana metode yang digunakan adalah mengikuti modifikasi prosudur yang telah umum digunakan di industri maupun di laboratorium (Ketaren, 2008).
a. Pemucatan (Bleaching)
Sebanyak 100 mL minyak kemiri ditambah 0,05%H3PO4 dan dicampur
dengan 2% bleaching eart di dalam gelas Erlenmeyer bercabang volume 300 ml. Selanjutnya diaduk diatas pengaduk magnet dan dipanaskan pada suhu 105 0C dalam keadaan vakum selama 30 menit. Hasil yang diperoleh kemudian disaring dengan kertas whatman No.4 dalam penyaring Buchner menggunakan bantuan pompa vakum untuk mendapatkan filtrat yang merupakan minyak hasil pemucatan (bleaching.).
b. Netralisasi
Minyak kemiri yang diperoleh dari hasil ekstraksi terlebih dahulu ditentukan kandungan asam lemak bebasnya. Berdasarkan jumlah kandungan asam lemak yang diperoleh ditambah larutan NaOH 10% secara stoikiometri. Campuran kemudian diaduk hingga homogen dan dipanaskan hingga suhu 50 0C di atas pemanas air sambil diaduk dengan pengaduk magnet. Fase air dan minyak dipisahkan melalui corong pisah.
c. Deodorasi
Minyak kemiri yang diperoleh dari hasil bleaching dan netralisasi dipanaskan pada suhu 1050C dalam gelas Erlenmeyer bercabang dan diaduk dengan pengaduk magnet dibawah atmofer gas nitragen selama 15 menit. Minyak selanjutnya divakum dan diperoleh minyak yang berwarna kuning muda. Terhadap minyak yang diperoleh dilakukan analisis: bilangan peroksida, bilangan penyabunan, bilangan asam,
bilangan iodium, indeks bias, berat jenis, kandungan asam lemak bebas, kandungan air, komposisi asam lemak melalui analisis kromatografi gas cair dan dilanjutkan analisis spektroskopi FT – IR.
3.3.3. Pembuatan Poliol Hasil Hidrolisis Epoksida Minyak Kemiri (PHHEM) Pembuatan senyawa PHHEM dilakukan menggunakan modifikasi metode sebelumnya ( Goday, dkk, 2007; Munggroo, dkk, 2008).
Ke dalam labu leher tiga volume 500 mL dimasukkan sebanyak 60 ml asam formiat (HCOOH 90%) dan ditambahkan 30 ml H2O2 30 % secara perlahan-lahan sambil diaduk. Melalui corong penetes ditambahkan 2 ml H2SO4 pekat dan diaduk dengan pengaduk magnet pada suhu 40-45 OC selama satu jam. Selanjutnya melalui corong penetes ditambahkan secara perlahan-lahan minyak kemiri sebanyak 50 ml. Dipertahankan suhu pemanasan pada temperatur 40-45OC sambil diaduk selama 2 jam. Hasil reaksi dibiarkan selama 1 malam kemudian diaduk dengan 10 ml larutan natrium bisulfit 10%, selanjutnya diuapkan melalui rotarievaporator . Residu hasil penguapan dilarutkan dalam 150 ml dietil eter. Lapisan eter dicuci dengan 25 ml NaOH 2M dan dilanjutkan dengan 25 ml aquadest sebanyak 3 kali. Hasil pencucian dikeringkan dengan CaCl2 anhidrus kemudian setelah disaring diikuti pengeringan dengan Na2SO4 anhidrus kemudian disaring kembali. Filtrat hasil penyaringan
diuapkan melalui rotarievaporator untuk mendapatkan senyawa poliol minyak kemiri sebagai residu. Terhadap poliol yang diperoleh dilakukan analisis bilangan iodine, bilangan hidroksil dan dilanjutkan pemeriksaan melalui analisis spektroskopi FT-IR,
1
H-NMR dan 13C-NMR.
3.3.4. Pembuatan Poliol Hasil Alkoksilasi Epoksida Minyak Kemiri (PHAGEM)
Pembuatan senyawa PHAGEM dilakukan menggunakan modifikasi metode sebelumnya ( Singh, 1997; Champanella dan Baltanas, 2005b).
Ke dalam labu leher tiga volume 500 mL dimasukkan sebanyak 60 mL asam formiat (HCOOH 90%) dan ditambahkan 30 ml H2O2 30 % secara perlahan-lahan
sambil diaduk. Melalui corong penetes ditambahkan 2 ml H2SO4 pekat dan diaduk
dengan pengaduk magnet pada suhu 40-45 OC selama satu jam. Selanjutnya melalui corong penetes ditambahkan secara perlahan-lahan minyak kemiri sebanyak 50 ml. Dipertahankan suhu pemanasan pada temperatur 40-45OC sambil diaduk selama 2 jam. Hasil reaksi (epoksida minyak kemiri) dipisahkan dari fasa air. Selanjutnya kedalam labu leher tiga volume 500 ml yang dihubungkan dengan penangas air, pengaduk magnit dan kondensor bola dimasukkan sebanyak 50 ml gliserol kemudian sambil diaduk dalam keadaan dingin melalui corong penetes ditambahkan 2 ml H2SO4 pekat. .Kedalam campuran ini sambil diaduk dalam keadaan dingin secara perlahan-lahan ditambahkan 100 ml propanon dan dilanjutkan melalui corong penetes dimasukkan epoksida minyak kemiri. Campuran kemudian direfluks selama 5 jam. Hasil reaksi kemudian diuapkan, residu dilarutkan dalam 150 ml dietil eter. Lapisan eter dicuci dengan 25 ml larutan NaOH 2M kemudian berturut-turut dengan 25 ml aquadest sebanyak 3 kali. Hasil pencucian dikeringkan dengan CaCl2 anhidrus selanjutnya setelah disaring diikuti pengeringan dengan Na2SO4 anhidrus kemudian disaring kembali. Filtrat hasil penyaringan diuapkan melalui rotarievaporator untuk mendapatkan senyawa poliol hasil alkoksilasi sebagai residu. Terhadap poliol yang diperoleh dilakukan analisis bilangan iodine, bilangan hidroksil dan pemeriksaan melalui analisis spektroskopi FT-IR, 1H-NMR dan 13C-NMR.
3.3.5. Pembuatan Poliuretan
Pembuatan PU dilakukan melalui modifikasi metode sebelumnya (Maznee, dkk, 2001; Xu, dkk, 2008; Yeganch dan Hojati-Talemi, 2007; Narine dkk, 2007b).
Ke dalam labu alas bulat leher tiga volume 500 ml yang dihubungkan dengan pengaduk magnit, kondensor bola dimasukkan 40 ml diklormetana dan masing-masing senyawa poliol ( PHHEM, PHAGEM dan PEG-1000). Ke dalam labu yang
berisi senyawa poliol sambil diaduk dialiri gas nitrogen juga ditambahkan TDI ( masing-masing rasio poliol / TDI = 8/2; 7/3; 6/4; 5/5; 4/6; 3/7 dan 2/8 (v/v), dengan jumlah volume total = 40 ml). Campuran direfluks sambil diaduk selama 20 menit sekaligus dialiri gas nitrogen. Hasil reaksi dituangkan ke dalam mangkok stailess kemudian diklormetan yang digunakan diuapkan. Residu hasil penguapan dalam kadaan viskos segera dituangkan kedalam cetakan yang terbuat dari kaca ukuran 15 cm x15cm x 20 mm yang dilapisi dengan aluminium coil. Selanjutnya ditutup rapat dengan kaca yang juga dilapisi aluminium coil dan dijepit. Selanjutnya dimasukkan ke dalam vakum desikator selama 30 menit, kemudian dipanaskan dalam oven pada suhu 60oC selama 5 jam dan disimpan pada suhu kamar. Hasil yang diperoleh dilakukan karakterisasi secara visual diikuti analisis melalui sepektroskopi FT-IR, pengujian mekanik (kekuatan tarik/ kemuluran) dan pengujian bahan terlarut dengan pelarut toluena diikuti penentuan kandungan gel (Gel Content). Selanjutnya juga dilakukan dengan cara yang sama pembuatan poliuretan masing-masing dengan menggunakan campuran 2 jenis poliol : PHHEM/PEG-1000/TDI dan PHAGEM /PEG-1000/TDI dengan rasio = 4 /1 / 5; 3/2 /5; 2 /3/5 dan 1 / 4 / 5 (v/v/v).