MODIFIKASI CNR (CYCLIC NATURAL RUBBER) SEBAGAI BAHAN VERNIS DAN PELAPIS
PADA KAYU
Oleh :
Ikhmam Peristiawan NIM 082244710003 Program Studi Kimia
Skripsi
Diajukan untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sain
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah menitipkan ilmu serta melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya yang memberikan kesehatan dan keselamatan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik sesuai dengan waktu yang direncanakan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Juni - September 2012 adalah “Modifikasi CNR (Cyclyc Natural Rubber) sebagai Bahan Vernis dan Pelapis pada Kayu.” diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Sarjan Sain Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada berbagai pihak yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini, mulai dari penyusunan proposal penelitian, pelaksanaan, sampai penyusunan skripsi. Ucapan terimakasih disampaikan kepada : Bapak Drs. Eddyanto, Ph.D selaku dosen pembimbing skripsi. Bapak Prof. Dr. Albinus Silalasi, M.S, Bapak Dr. Mahmud, M.Sc, dan Bapak Agus Kembaren, S.Si, M.Si yang telah banyak memberikan saran, kritik demi kelancaran penulisan skripsi ini.
Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Drs. Jamalum Purba, M.Si. selaku Ketua Jurusan Kimia, Ibu Dra. Ani Sutiani, M.Si selaku dosen pembimbing akademik, Bapak Drs. Marudut Sinaga, M.Si. selaku Kepala Laboratorium Kimia FMIPA Unimed, Bapak Prof. Drs. Motlan, M.Sc, Ph.D. selaku Dekan FMIPA Unimed, Bapak dan Ibu dosen jurusan Kimia serta seluruh staff pegawai Laboratorium Kimia FMIPA Unimed yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
memberikan masukkan kepada penulis, sampai terselasainya skripsi ini, serta terima kasih juga keluarga Dian Pratiwi yang selalu memberikan semangat dan dukungan kepada penulis, serta tak lupa pula buat Ilham Al-Fahri yang setia mengerti, mendukung dan berdoa selama ini, terimakasih juga disampaikan buat seluruh keluarga, terimakasih atas doa, bantuan dan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan studi di Unimed.
Ucapan terimakasih juga disampaikan kepada sahabat seperjuangan Sahabat-sahabatku di kampus hijau tercinta : Ali, Alsya, Aulia, Eriska, Ficka, Reza, Lia, Zainiati, Maya serta teman-teman NK’08 yang telah mengukir kenangan indah bersama selama studi. Bu Sri dan Bu Eri kantin terimasih atas doa dan dukungannya.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini jauh dari kesempurnaan, karena itu untuk kesempurnaan penulisan skripsi ini maka penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca demi sempurnanya skripsi ini. Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi serta menambah wawasan bagi yang membacanya.
Medan, Januari 2013 Penulis
Modifikasi CNR (Cyclic Natural Rubber) Sebagai Bahan Vernis dan Pelapis
Pada Kayu
Ikhmam Peristiawan (082244710003) ABSTRAK
Kemampuan interaksi antar muka ataupun kompatibilitas suatu polimer dapat ditingkatkan dengan mencangkokan suatu monomer fungsional kepada rantai polimer tersebut. Karet siklo mempunyai interaksi yang rendah bila dicampur dengan polimer lain. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan spectra FTIR dari CNR, ECNR, dan ACNR dan mengetahui keberhasilan dari pencangkokan Asam Akrilat. Proses dilakukan dengan refluks dalam oil bath pada suhu 800C. Keberhasilan pencangkokan Asam Akrilat ditentukan dengan melihat hadirnya puncak baru gugus karbonil C=O khas dari Asam Akrilat pada spketra CNR yang tergarfting asam akrilat, yaitu terjadi pada daerah serapan 1690-1760 cm-1, khas untuk C=O dari Asam Akrilat yang tergraft pada penelitian terjadi pada serapan 1730,38 cm-1.
DAFTAR ISI
1.1. Latar Belakang Masalah 1
1.2. Identifikasi Masalah 3
1.3. Rumusan Masalah 3
1.4. Batasan Masalah 3
1.5. Tujuan Penelitian 4
1.6. Manfaat Penelitian 4
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1. Karet Siklis (Cyclisized Natural Rubber) 5
2.2. Aktivasi permukaan 8
2.3. Asam Akrilat 10
2.4. Klasifikasi dan Modifikasi Polimer 11
2.5. Modifikasi Polimer 16
2.6. Metode Grafting 17
2.7. Reaksi Radikal Bebas Pada Graft Kopolimerisasi 19
2.8. Inisiator 24
2.9. Toluenee 26
2.10. Vernis 27
BAB III. METODE PENELITIAN 31
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian 31
3.2. Alat dan Bahan 31
3.3. Penyediaan Sampel 32
3.4. Prosedur Kerja 33
3.5. Diagram Alir 34
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 37
4.1. Hasil Penelitian 37
4.2. Reaksi Penelitian 38
4.3. Pembahasan 38
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 42
5.1. Kesimpulan 42
5.2. Saran 42
DAFTAR PUSTAKA 43
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Sifat-Sifat Asam Akrilat 10
Table 2.2. Beberapa Contoh Senyawa Peroksida 25
Tabel 2.3. Spesifikasi Senyawa Toluene 26
Tabel 2.4. Puncak Serapan Inframerah dari Monomer Cangkok 28 Table 2.5. Daerah Serapan Nilai Gelombang, Gugus Fungsi
dan Namanya 28
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Reaksi Siklisai Karet Alam 5
Gambar 2.2. Perubahan Fisik dari Karet Alam menjadi Karet Siklik 6 Gambar 2.3.Reaksi siklisai karet alam: strutur mono- (a),
bi-(b),polisiklik (c) 7
Gambar 2.4. Contoh Reaksi antara Gugus Fungsi Polimer
Dalam Blending Bahan 9
Gambar 2.5. Struktur Asam Akrilat 10
Gambar 2.6. Struktur Polimer Linier 12
Gambar 2.7. Struktur Polimer Bercabang 12
Gambar 2.8. Struktur Polimer Berikatan Silang 12 Gambar 2.9. Skema dari metode modifikasi polimer 17 Gambar 2.10. Spektra FTIR dari Karet Siklo: (a) 0% Siklisasi
(b) 76% Siklisasi dan (c) 86% Derajat Siklisasi 30 Gambar 2.11. Spektra FTIR dari Karet Siklo: (a) 0% Siklisasi
(b) 76% Siklisasi dan (c) 86% Derajat Siklisasi 30 Gambar 4.1. Spektra FTIR dari karet siklo: (a) tanpa perlakuan,
(b) setelah proses epoksidasi dan (c) setelah proses Akrilasi 38 Gambar 4.2. Perbedaan spectra CNR dengan ECNR 39 Gambar 4.3. Perbedaan spectra antara ECNR dengan ACNR 40 Skema 2.1. Reaksi dekomposisi peroksida Trigonox-101
menghasilkan beberapa jenis radikal bebas 22 Skema 2.2. Gambaran reaksi yang terjadi pada graft
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Perhitungan Berat CNR yang digunakan 45
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Karet siklo merupakan salah satu produk modifikasi karet alam yang memiliki sifat rekat (adhesif) yang baik, terhadap logam dan permukaan licin lainnya. Hal ini membuka peluang untuk memanfaatkan karet siklo sebagai tackifier perekat karet. Siklisasi karet merupakan salah satu upaya untuk memperbaiki kelemahan karet dan produknya disebut karet siklo (Purwandari,2003).
Karet siklo adalah turunan dari karet alam yang telah berubah menjadi bahan termoplastik yang keras tapi rapu, yang dihasilkan dari pemanasan karet alam dengan adanya katalis asam. Bahan baku pembuata karet siklo dapat dilakukan dengan menggunakan lateks DPNR (deproteinized natural rubber), yaitu lateks kebun berprotein rendah (Nuyah,2009).
Karet siklo diahasilkan melalui perlakuan karet alam dengan asam-asam kuat (seperti asam sulfat dan asam p-toluensulpfonat) atau katalis fredrl-crafts (seperti FeCl3, SnCl4, dan TiCl4). Dalam reaksi tersebut, karet kehilangan sifat elastistasnya dan berubah menjadi material yang keras dan rapuh. Namun proses siklisasi yang terjadi hanya berjalan sebagian atau tidak sempurna. Artinya ada ikatan rangkap yang tersisa dari poliisoprene sebagai tulang punggung polimer karet alam. Studi tentang karet siklo yang dihasilkan dapat berupa mono-, bi-, maupun polisiklik. Hal ini tergantung pada proses reaksi dan pelarut yang digunakan.(Golub, dan Heller, 1963; Mirzatheri, 2000; Rijayan dan Sakdapipanich., 2006; Saunders, 1998).
Karet siklo merupakan polimer nonpolar dengan energi permukaan yang rendah sehingga menyebabkan interaksi antar-muka dan sifat adhesive yang rendah terutama bila dicampurkan dengan polimer polar. Karet siklo tidak kompetibel terhadap polimer polar seperti serat alam. Untuk mengatasi permasalahan ini, modifikasi dari struktur kimia karet siklo menjadi penting untuk dilakukan.
dimanfaatkan sebagai bahan perekat dan bahan pelapis, dengan digrftkannya akrilat diharapkan hasilnya mampu meningkatkan daya rekat dan daya pelapis.
Vernis merupakan salah satu produk pelapis permukaan yang dapat berfungsi baik sebagai pelindung maupun dekoratif. Vernis merupakan campuran homogen satu jenis resin atau lebih (resin sintetik atau alami) dengan minyak pengering, bahan pengering dan pelarut. Vernis tidak mengandung pigmen sehingga merupakan produk pelapis permukaan yang transparan. Berdasarkan penggunaannya, terdapat dua jenis vernis yaitu vernis interior (pemakaian di dalam ruangan) serta vernis interior dan eksterior (pemakaian di dalam dan di luar ruangan). Lapisan film vernis interior umumnya memerlukan kekerasan dan ketahanan terhadap bahan kimia (terutama asam), sedangkan vernis eksterior memerlukan lapisan film yang keras namun lebih lentur agar memiliki daya tahan yang baik terhadap cuaca. Unsur-unsur dalam vernis eksterior harus memiliki ketahanan terhadap kerusakan karena pengelupasan, retak, timbulnya noda (bintik-bintik), penguningan dan kehilangan kilap (Marino, 2003).
Asam akrilat merupakan zat kimia yang sebagian besar digunakan sebagai bahan intermediate untuk pembuatan ester akrilat dan sebagai monomer pembuatan poliakrilat. Kegunaan akrilik berbasis air terutama dalam industri dekoratif, batu dan coating serta kegunaan lainnya seperti perekat, pelapis kertas dan kulit, pemoles, dan coating tablet. Penggunaan asam akrilat yang utama lainnya yaitu dalam pembuatan polyakrilat yang digunakan sebagai pengental, dispersan dan pengontrol reologi. Asam akrilat juga digunakan sebagai komonomer dengan akrilamida dalam poliakrilamida anionik dan menghasilkan hidroksiakrilat yang digunakan dalam formulasi industri coating (Anonim, 2012).
al., 2003, 2004, 2006), MA tercangkok paraffin oleh Krump et al.,(2005), HDPE-g-MA (Sitepu, 2009) dan (Harahap, 2009), LLDPE-g-AA (Yohan et al., 2006), PB-g-MA (Ferrero, 2005), NR-g-MMA (George et al. , 2003), dan Formulasi Vernis Berbasis Resin Fenolik dari Destilat Cairan Kulit Biji Mete (Hidayat, 2009).
Dari beberapa penelitian yang telah dilakukan dan membaca saran-saran yang ditujukan, maka peneliti mendapat ide untuk melakukan penelitian tentang “Modifikasi Karet Siklo Alam Sebagai Bahan Vernis dan Pelapis pada Kayu”. Dalam penelitian ini diharapkan monomer yang digunakan dapat menempel pada karet siklo yang sudah di epoksidasi, sehingga dapat menyebabkan perubahan sifat dan struktur polimer tersebut, sehingga dapat berinteraksi dengan zat polar maupun non-polar.
1.2. Identifikasi Masalah
1. Mengetahui perbedaan spektra FTIR dari CNR, ECNR dan ACNR yang didapat dari hasil penelitian.
2. Mengetahui keberhasilan pembuatan ECNR dan pencangkokan Asam Akrilat pada CNR.
1.3. Rumusan Masalah
Dari uraian tersebut, yang menjadi rumusan masalah pada penelitian ini adalah: 1. Seperti apa perbedaan spektra FTIR dari CNR, ECNR dan ACNR .
1.4. Batasan Masalah
Adapun yang menjadi batasan masalah pada penelitian ini adalah:
1. Dalam penelitian ini, modifikasi karet siklo yang dilakukan adalah pembuatan ECNR dan pembuatan ACNR.
2. Waktu yang digunakan pada pembuatan ECNR adalah 2 jam pada suhu 500C. 3. Waktu yang digunakan pada pembuatan ACNR adalah 6 jam, pada suhu 800C. 4. Analisis produk penelitian dilakukan dengan uji FTIR.
1.5. Tujuan Penelitian
1. Untuk mengetahui perbedaan spektra FTIR dari CNR, ECNR dan ACNR yang didapat dari hasil penelitian..
2. Untuk mengetahui keberhasilan pembuatan ECNR dan pencangkokan Asam Akrilat pada CNR.
1.6. Manfaat Penelitian
Adapun hasil penelitia ini diharapkan memberikan manfaat, antara lain:
1. Memberikan informasi kepada peneliti lanjutan tentang modifikasi karet alam siklo.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan
1. Secara fisik, ada terjadi perubahan warna pada setiap proses, pada hasil pembuatan ECNR, warna endapan coklat terang. Dan pada hasil pembuatan ACNR warna endapan coklat gelap.
2. Kerberhasilan pembuatan ACNR ditandai dengan munculnya puncak serapan bilangan gelombang gugus karbonil pada daerah serapan 1690-1760 cm-1 khas dari asam akrilat.
3. Karakter dari hasil grafting yang terjadi yaitu poliadisi denagn bentuk susunan rantai berupa ikat silang (cross-linking).
5.2. Saran
DAFTAR PUSTAKA
Al-Malaika, S., Golovoy, A., and Wilkie, C.A, (2001), Editors. Specialty Polymer Additives: Principles and Application, Oxford, Blackwell Science
Anonim, 2012. http://www.pom.go.id/katker/doc/ASAM_AKRILAT.htm (diakses 10 Maret 2012).
Direktorat Jenderal Industri Agro dan Kimia, (2009),Roadmap Industri Pengolahan Karet Dan Barang Karet, Departemen Perindustrian, Jakarta
Eddyanto, (2007), Functionalitation Of Polymers: Reactive Processing, Structure and Peformance Characteristics, Thesis, Aston University
Eddiyanto, (2011),The Functionalisation of Natural Rubber by Reactive Processing in The Presence of Various Peroxides: Structure and Radical Mechanism
Reaction, Proceeding Seminar Nasional Kimia 2011, 231-248, USU Press. Ferrero, F., (2005), Solvent effect in grafting of liquid polybutadienes with maleic
anhydrate,Progress in Organic Coatings53: 50-55
Fessenden, R.J and J.S. Fessenden, (1986), Organic Chemistry, Third edition, Worth Publisher. Inc, Belmont, USA.
George, Valsa., I. Jhon Britto., M.Sunny Sebastian., (2003), Studies on radiation grafting of methyl methacrylate onto natural rubber for improving modulus latex film,Radiation physics and chemistry,66: 367-372
Golub, A.M., & Heller, J.,(1963), The Reaction Of Polyisoprene With Titanium Tetrachloride,Canadian Journal Of Chemistry,41 : 937
Harahap, H., (2009), Pengaruh Waktu Terhadap Derajat Grafting Maleat Anhidrat Dalam High Density Polyethylen (HDPE) Dengan Inisiator Benzoil Peroksida, Skripsi, FMIPA, USU, Medan
Hidayat, T., Sailah, I., Suryani, A., Sunarti, T. C., Risfaheri., (2009), Formulasi Vernis Berbasis Resin Fenolik dari Destilat Cairan Kulit Biji Mete,Buletin Teknologi Pascapanen Pertanian, Bogor
Marino, S., (2003). All about oil based varnish. 9 Maret 2005.
Mirzatheri, M., (2000), The Cyclization of Natural Rubber,19, No.2
Nakason, C., Kaesaman, A., Supasanthitikul, P., (2004), The grafting of maleic anhydride onto natural rubber,Polymer Testing23; 35-41
Nakason, C., Kaesaman, A., Supasanthitikul, P., (2003), Rheological properties of maleated natural rubber and natural rubber blends, Polymer Testing21: 449-455 Nakason, C., Saiwaree, S., S Tatun., Kaesaman, A., (2006), Rheological, thermal and
morphological properties of maleated natural rubber and its reactive blending with poly (methyl methacrylate),Polymer Testing25: 656-667
Nuyah., (2009), Penentuan Formulasi Pegangan Setang (Grip Handle) dengan Menggunakan Karet Alam dan Karet Sintiesis Berdasarakan SNI
06-7031-2009, Tesis, Baristan, Palembang
Purwandari, Nuning, Retno., (2003),Mempelajari Pengaruh Perbandingan Karet Siklo dari Lateks dan Karet alam dalam Pembuatan Perekat Elastis, Skripsi, Fakultas Pertanian, IPB, Bogor
Riyajan, S., Sakdapipanich, J.T., (2006), Cationic Cyclization Of Deproteinized Natural Rubber Latex Using Sulfuric Acid, Mahidol University
Saunders, K.J.,(1988), Organic Polymer Chemistry, Second Edition, Blackie Academic & Professional, Glasgow
Sitepu, I, P., (2009), Pengaruh Konsentrasi Maleat Anhidrat Terhadap Derajat Grafting Maleat Anhidrat Pada High Density Polyethylen (HDPE) Dengan
Inisiator Benzoil Peroksida, Skripsi, FMIPA, USU, Medan
Widjaya, P., (2009), Karakterisasi Gugus Fungsi dengan Spektrometer Infra Merah, Laporan Penelitian, FMIPA, ITB Bogor
