BAB I
P E N D A H U L U A N
1.1. Latar Belakang
Penggunaan senyawa polihidroksi alkohol (poliol) untuk berbagai jenis keperluan banyak dibutuhkan seperti halnya ester poliol dari turunan sakarida dengan asam lemak telah umum digunakan sebagai bahan surfaktan dalam formulasi bahan makanan, kosmetik maupun bahan keperluan farmasi seperti obat-obatan ( Seino dan Uchobari, 1984; Joung, dkk, 1998). Demikian juga dalam industri polimer senyawa poliol digunakan untuk pembuatan berbagai bahan material seperti polivinil klorida (PVC), polietilen/polipropilen, poliamida, poliéster dan poliéter baik dimanfaatkan sebagai bahan monomer pembentuk polimer, pemantap, pemelastis, maupun sebagai bahan aditif lainnya (Piazza, dkk, 2001: Goud, dkk, 2006). Senyawa poliol ini dapat diperoleh dari hasil olahan industri petrokimia maupun langsung dari hasil alam seperti selulosa, amilum, sukrosa, lignin dan juga hasil trasformasi lipida atau turunannya seperti asam lemak pada gliserida dalam olahan industri oleokimia. Senyawa poliol hasil olahan industri oleokimia yang berasal dari minyak nabati memiliki keunggulan dibandingkan dengan bahan yang telah lama digunakan yakni hasil olahan industri petrokimia, karena disamping sumbernya dapat diperbaharui dan mudah untuk diperoleh juga lebih akrab dengan lingkungan demikian juga biaya energi pengolahannya jauh lebih murah (Narine, dkk, 2007c).
Dalam industri polimer untuk pembuatan poliuretan pada tahun 2000 tercatat penggunaan poliol dunia sebanyak 4,85 million ton dan pemakaiannya tetap meningkat hinggá sekarang dimana bahan bakunya 95 % masih mengandalkan hasil olahan petrokimia (Randall dan Lee, 2002). Konsumsi poliuretan dunia mengalami peningkatan dari tahun ke tahun dengan kenaikan rata-rata 5,1% sampai tahun 2005.
Pasar poliuretan dunia untuk aplikasi coatings, adhesives, sealents dan elastomers mencapai 3,1 juta ton pada tahun 2000 dengan total isosianat sekitar 900 ribu ton dan poliol 1,5 juta ton dimana pemakaiannya tertinggi adalah untuk aplikasi cat (coating) 44% ( IAL Consultant, 2002; Harjono,2008). Sementara di Indonesia tercatat dari tahun 1989 sampai dengan tahun 1995 mengalami kenaikan kurang lebih 37% dari 1.160 ton menjadi 6.159 ton, dan kebutuhan poliuretan Indonesia pada tahun 2004 lebih mencapai 17.465 ton/ tahun serta diprediksi mencapai 35 ribu ton pertahun pada tahun 2014, di mana seluruh kebutuhan poliuretan tersebut termasuk senyawa poliol masih dipenuhi melalui impor dari luar negeri (Wijanarkoto dkk, 2004 ; Harjono, 2008).
Dalam pengembangan sintesis pada kimia organik salah satu upaya untuk menghasilkan senyawa poliol dapat dilakukan melalui transformasi ikatan π terhadap senyawa hidrokarbon tidak jenuh melalui proses oksidasi adalah merupakan metoda yang telah umum digunakan maupun diterapkan dalam industri dan terus diteliti dari berbagai sumber untuk dikembangkan dalam pengadaan senyawa poliol termasuk reaksi epoksidasi terhadap ikatan π yang dilanjutkan hidrólisis (Gua, dkk 2002; Goud dkk, 2006). Dalam industri oleokimia pada minyak nabati dengan adanya ikatan π dalam trigliserida ataupun turunannya yang dijumpai pada asam lemak tidak jenuh seperti oleat (C18:1), linoleat(C18:2) dan linolenat(C18:3) telah
dikembangkan sebagai sumber poliol seperti halnya dilakukan pembentukan senyawa epoksida untuk pembuatan poliol dari minyak kedelei ( Parriene. dkk, 2002; Lin dkk, 2008), poliol dari minyak jarak ( deLuca, 2006; Ogunleye dkk, 2008), demikian juga terhadap metil linoleat yang diperoleh dari minyak kedelai yang memiliki dua ikatan π untuk menghasilkan poliol turunan asam lemak yang memiliki empat buah gugus hidroksi atau bentuk tetraol ( Godung dkk, 2004). Untuk meningkatkan jumlah gugus hidroksi maupun ikatan alkoksi (eter) dengan bahan olahan yang sama telah dilakukan alkoksilasi senyawa epoksida dalam
senyawa epoksida dari gliseril trioleat (Lin, 2008), alkoksilasi dengan etilenglikol eter dari senyawa epoksida minyak biji Vernonia anthelmintica ( Singh, 1997) serta alkoksilasi dengan metanol, etilen glikol, 1,3-propanadiol dan eritritol terhadap senyawa epoksida dari minyak kedelai untuk pembuatan poliol eter yang dimanfaatkan sebagai bahan film pelapis ( Brasil, dkk, 2007; Dsi, dkk, 2009)..
Pemakaian poliol ini dalam industri polimer untuk pembuatan poliuretan dimanfaatkan sebagai bahan busa (foam), elastomer , sebagai lem, pelapis dan sebagai kaos kaki. Pembentukan poliuretan tersebut ádalah merupakan reaksi antara gugus isosianat ( -N=C=O) dengan gugus hidroksil dan telah dikembangkan dari bahan hasil olahan oleokimia seperti polimerisasi poliol dengan diisosianat dimana poliol yang digunakan beberapa diantaranya diperoleh dari asam risinoleat yang dijumpai pada minyak jarak ( Marlina, 2002), poliol hasil tarnsformasi asal minyak yang memiliki kandungan asam lemak tidak jenuh seperti minyak biji-bijian dari beberapa tanaman (Singh, 1997; Piazza dkk, 2001), poliol asal minyak dari sayuran ( Ferrer dkk, 2008), poliol asal minyak canona dan minyak kedelai ( Narine dkk, 2007c; Gua dkk, 2002; Dsi dkk, 2009).
Minyak kemiri sebagai trigliserida mengandung asam lemak rantai panjang atau Long Chain Fatty Acid (LCFA) dan kaya akan kandungan asam lemak tidak jenuh yakni oleat (C18 : 1), linoleat ( C18 :2) dan linolenat (C18:3) serta berdasarkan
hasil penelitian sebelumnya minyak kemiri asal Sumatera Utara kandungan dari asam lemak tidak jenuhnya mencapai 90% ( Ginting dkk, 2002; Marbun, 2004). Senyawa ini cukup potensial untuk diepoksidasi seperti yang dilakukan oleh peneliti sebelumnya untuk menghasilkan surfaktan alkanolamida yang merupakan turunan dari di, tetra dan heksahidroksi oktadekanoat yang diperoleh melalui amidasi metil ester asam lemak minyak kemiri dengan etanolamina untuk menghasilkan senyawa amida dilanjutkan epoksidasi dengan tert-butil hidroperoksida dan diikuti hidrólisis ( Daniel, 2007).
Dari uraian-uraian tentang hasil penelitian terdahulu yang telah dikemukan diatas mengingat ikatan π dari asam lemak tidak jenuh dalam minyak kemiri yang cukup tinggi seperti pada oleat, linoleat dan linolenat dan potensial untuk diepoksidasi menjadi senyawa epoksida sebagai zat antara pembentukan poliol maka dalam penelitian ini dilakukan epoksidasi langsung terhadap ikatan π dari asam lemak minyak kemiri tersebut sebagai trigliserida dengan menggunakan oksidator peroksida (asam performat) untuk menghasikan senyawa epoksida. Selanjutnya senyawa epoksida yang diperoleh dihidrolisis dan juga dialkoksilasi dengan hasil olahan oleokimia yakni gliserol menghasilkan senyawa poliol. Dari hasil hidolisis maupun juga alkoksilasi dengan menggunakan bahan dasar minyak kemiri tersebut dapat dihasilkan dua jenis bentuk senyawa poliol yang memiliki jumlah gugus hidroksil serta posisi gugus hidroksil maupun bilangan hidroksil yang berbeda.. Untuk mencapai tujuan selanjutnya masing-masing senyawa poliol yang diperoleh dimanfaatkan untuk direaksikan dengan senyawa disisosianat yaitu toluen diisosianat (TDI) dalam pembuatan bahan polimer poliuretan dan selanjutnya ingin diteliti untuk dikarakterisasi sejauh mana perbedaan sifat dari poliuretan yang dihasilkan dengan menggunakan kedua jenis poliol tersebut yang juga hasil karakteriasi tersebut dibandingkan dengan menggunakan bahan poliol komersial yang banyak beredar dipasar produk industri petrokimia yakni polietilen glikol (PEG-1000).
1.2 Pemasalahan
Yang menjadi permasalahan pada penelitian ini adalah :
1. Apakah senyawa epoksida hasil epoksidasi dari minyak kemiri bila dihidrólisis maupun dialkoksilasi dengan gliserol dapat menghasilkan dua jenis senyawa poliol yang memiliki bentuk perbedaan pola struktur?
hidrólisis (PHHEM) dibandingkan dengan hasil alkoksilasi dengan gliserol (PHAGEM) .
3. Sejauh mana perbedaan hasil karakterisasi dari poliuretan yang dihasilkan menggunakan sumber poliol hasil hidrólisis (PHHEM) dan alkoksilasi senyawa epoksida minyak kemiri (PHAGEM) dibandingkan dengan senyawa poliol komersial hasil olahan industri petrokimia dalam hal ini adalah polietilen glikol (PEG-1000).bila masing-masing poliol tersebut dalam berbagai rasio (v/v) direaksikan dengan toluen diisosianat (TDI)
1.3. Tujuan Penelitian.
1. Melakukan sintesis senyawa poliol melalui epoksidasi minyak kemiri yang dilanjutkan hidrolisis maupun alkoksilasi dengan gliserol sebagai bahan dasar untuk pembuatan poliuretan
2. Membedakan senyawa poliuretan yang terbentuk antara hasil polimerisasi toluen diisosianat (TDI) dalam berbagai rasio (v/v) dengan PHHEM maupun PHAGEM..
3. Melakukan karakterisasi sejauh mana perbedaan poliuretan yang diperoleh melalui polimerisasi TDI dengan kedua poliol turunan minyak kemiri (PHHEM dan PHAGEM) dibandingkan dengan poliol komersial yang beredar dipasaran hasil olahan industri petro kimia yaitu polietilen glikol (PEG-1000).
1.4. Manfaat Penelitian
1. Memberikan sumbangan baru pada industri oleokimia bahwa minyak kemiri maupun gliserol yang keduanya produk oleokimia dapat digunakan sebagai sumber senyawa poliol.
2. Memberikan informasi baru bahwa poliol yang dihasilkan dari minyak kemiri salah satu penggunaannya adalah bahan baku pembuatan poliuretan dan dapat menghasilkan senyawa poliuretan yang bervariasi.
3. Memberi informasi perbedaan antara poliuretan yang dihasilkan dengan menggunakan sumber poliol dari minyak kemiri dibandingkan poliol komersial (PEG-1000).
