PEMBUATAN POLIURETAN SEBAGAI MEDIA PENYARING
AIR PAYAU DARI LIGNIN ISOLAT KAYU JATI
DENGAN BAHAN ADITIF PASIR
SKRIPSI
RIANA SARI
110802033
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PEMBUATAN POLIURETAN SEBAGAI MEDIA PENYARING
AIR PAYAU DARI LIGNIN ISOLAT KAYU JATI
DENGAN BAHAN ADITIF PASIR
SKRIPSI
Diajukanuntukmelengkapitugasdanmemenuhisyaratmencapaigelar Sarjana Sains
RIANA SARI
110802033
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERSETUJUAN
Judul : PembuatanPoliuretansebagai Media Penyaring Air Payau dari Lignin IsolatKayuJati denganBahanAditifPasir
Kategori : Skripsi Nama : Riana Sari NomorIndukMahasiswa : 110802033
Program Studi : Sarjana (S1) Kimia Departemen : Kimia
Fakultas :Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Disetujui di Medan, Mei 2015
KomisiPembimbing:
Pembimbing 2 Pembimbing 1
Dr. Darwin YunusNasution, MS Prof.Dr.Tamrin, M.Sc
NIP. 195508101981031006 NIP.196007041989031003
Diketahui/Disetujuioleh :
Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,
PERNYATAAN
PEMBUATAN POLIURETAN SEBAGAI MEDIA PENYARING AIR PAYAU DARI LIGNIN ISOLAT KAYU JATI
DENGAN BAHAN ADITIF PASIR
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Mei 2015
PENGHARGAAN
Bismillahirrahmanirahim
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT saya ucapkan atas rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat untuk mencapai gelar Sarjana Sains di FMIPA USU. Shalawat beriring salam dihadiahkan kepada Nabi junjungan kita, Nabi Besar Muhammad SAW yang telah menjadi suri tauladan bagi umat Islam di dunia.
Penghargaan tertinggi kepada orang tua tercinta atas segala kasih sayang yang tak terukur, Ayahanda Syamsuar Jambak dan Ibunda Rosmina Nasution. Terima kasih yang sebesar-besarnya atas segala do’a dan dukungan yang tak terkira kepada penulis. Kepada seluruh keluarga besar terima kasih atas do’a, bantuan dan motivasinya.
Terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Prof. Dr. Thamrin, M.Sc selaku dosen pembimbing I dan Bapak Dr. Darwin Yunus Nasution, MS selaku dosen pembimbing II yang selalu membantu dan memotivasi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Terima kasih juga kepada Ibu Dr. Rumondang Bulan Nasution, MS dan kepada Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku ketua dan sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU. Kepada Bapak Lamek Marpaung, M.Phill. Ph.D selaku dosen pembimbing akademik yang selalu memberikan saran dan motivasi selama masa perkuliahan. Terima kasih juga kepada seluruh Bapak dan Ibu dosen yang telah memberikan ilmunya selama masa pendidikan penulis.
Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada Bapak Saharman Gea, Ph.D dan Kak Sri Rahayu, S.Si selaku kepala dan laboran Laboratorium Kimia Dasar. Terima kasih atas segala fasilitas yang diberikan selama mengerjakan penelitian. Untuk keluarga besar laboratorium Kimia Dasar, Kak Nami, Kak Zulfa, Kak Meyri, rekan-rekan asisten stambuk 2011-2013, terima kasih atas persaudaraan ini. Terkhusus untuk Suci, Dewi, Martha, Uci, dan Putri terima kasih telah menjadi sahabat terbaik untuk penulis selama ini. Kepada teman-teman seperjuangan stambuk 2011, terima kasih atas semua semangat dan kebersamaan selama ini.
Semoga Allah senantiasa melindungi kita, memberikan rahmat-Nya dan membalas segala kebaikan yang telah diberikan kepada penulis. Aamiin Ya Rabbal ‘Alamiin.
PEMBUATAN POLIURETAN SEBAGAI MEDIA PENYARING AIR PAYAU DARI LIGNIN ISOLAT KAYU JATI
DENGAN BAHAN ADITIF PASIR
ABSTRAK
Pembuatan poliuretan sebagai media penyaring air payau dari lignin isolat kayu jati dengan bahan aditif pasir dilakukan melalui dua tahap. Tahap pertama adalah proses isolasi lignin dari serbuk kayu jati dengan menggunakan H2SO4 60% yang
dianalisis menggunakan analisis FTIR dan menunjukkan bahwa senyawa tersebut adalah lignin. Tahap kedua adalah proses pembuatan poliuretan dengan mereaksikan lignin isolat, PPG 1000, air, TDI, dan pasir yang kemudian dikarakterisasi dengan uji penyaringan, FTIR, dan SEM lalu analisa TDS dan TSS terhadap air yang telah disaring dengan poliuretan. Berdasarkan uji penyaringan, poliuretan-pasir dengan perbandingan 3:7 menunjukkan hasil paling optimum dengan waktu alir sebesar 365 detik. Analisa FTIR menunjukkan adanya serapan khas poliuretan. Analisa SEM menunjukkan ukuran pori-pori yang lebih kecil dan permukaan yang homogen. Analisa TDS setelah penyaringan menunjukkan penyerapan sebesar 47,28% dan analisa TSS menunjukkan 85,71% padatan tersuspensi berhasil tersaring.
PREPARATION OF POLYURETHANE AS BRACKISH WATER FILTER FROM ISOLATED LIGNIN OF TEAK
WITH SAND AS ADDITIVE
ABSTRACT
Preparation of polyurethane as a media of brackish water filter from isolated lignin of teak with sand as additive is done with two main steps. The first step is isolation lignin processing with teak powder use H2SO4 60% and analyzed with
FTIR instrument and show that is real lignin. The second steps is preparation of polyurethane which use isolate lignin, PPG 1000, water, TDI, sand and then its characterisized with filtering test, FTIR, SEM, and then analyzed with range of pH, TDS, and TSS. Based on filtering test, polyurethane-sand with ratio 3:7 showed the optimum result which the flowtime is 365 seconds. FTIR analysis show there is a specific adsorption of polyurethane. SEM analysis show the small size of pore and homogeneous surface. TDS analysis after filtration show the value of adsorption is 47.28% and TSS analysis show that there is 85.71% of suspension solid is filtered successfully.
DAFTAR ISI
Daftar Singkatan x
Daftar Lampiran xi
BAB 1. Pendahuluan
1.1.Latar Belakang 1 1.2.Permasalahan 4
1.3.Pembatasan Masalah 4 1.4.Tujuan Penelitian 5 1.5.Manfaat Penelitian 5 1.6.Lokasi Penelitian 5 1.7.Metodologi Penelitian 6
BAB 2. Tinjauan Pustaka
2.1.Kayu Jati 7
2.2.Lignin 8
2.3.Poliuretan 11
2.3.1. Komponen Pembentuk Poliuretan 12 2.3.1.1. Polipropilen Glikol (PPG 12 2.8. Analisa Parameter Air Payau
2.8.1. Total PadatanTersuspensi (TSS) 20 2.8.2. Total Padatan Terlarut (TDS) 21 2.8.3. Derajat Keasaman (pH) 21
BAB 3. Metode Penelitian
3.1.Alat 22
3.2.Bahan 23
3.3.1. Pembuatan Pereaksi 23 3.3.1.1. Pembuatan Larutan H2SO460% 23
3.3.2. Preparasi Serbuk Kayu Jati 23
3.3.3. Isolasi Lignin dari Serbuk Kayu Jati (Metoda Klason) 23
3.3.10. Analisa Gugus Fungsi Poliuretan dengan FT-IR 28
3.3.11. Analisa Sifat Morfologi Poliuretan dengan SEM 28
3.4.Bagan Penelitian 29
BAB 4. Hasil dan Pembahasan 4.1. Hasil 33
BAB 5. Kesimpulan dan Saran 5.1. Kesimpulan 47
5.2. Saran 47
Daftar Pustaka 48
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
Tabel
2.1 2.2 3.1
Komposisi Kayu Jati
Pembagian Bahan Pengisi Kimia Perbandingan Berat PU/Pasir
8 15 31 4.1 Pita Serapan FT-IR Lignin Isolat Kayu Jati 34 4.2 Waktu Alir Air Payau Terhadap Poliuretan 36 4.3 Hasil Identifikasi Serapan FT-IR Poliuretan 37 4.4 Analisa Air Payau dengan Poliuretan Murni 39 4.5 Analisa Air Payau dengan Poliuretan-Pasir dengan
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
Gambar
2.1 Unit Penyusun Lignin 9
2.2 Struktur Lignin 10
2.3 Reaksi Umum Pembentukan Poliuretan 12 2.4
2.5 2.6
2.7
Reaksi Pembentukan Polipropilen Glikol Isomer Toluena Diisosianat
Reaksi Pembentukan Poliuretan Melalui Biskloroformat dengan Diamin
Reaksi Pembentukan Poliuretan Melalui Senyawa Diisosianat dengan Dihidroksi
13 14
15
16
3.1 Sistem Penyaringan Air dengan Poliuretan 26 4.1 Lignin Isolat Kayu Jati 33 4.2 Spektrum FTIR Lignin Isolat Kayu Jati 34
4.3 Poliuretan-Pasir 35
4.4 Kurva Waktu Alir Air Payau vs PU dengan Variasi
Pasir 36
4.5 Spektrum FTIR Poliuretan- Pasir dengan Rasio 3:7
Dan 10:0 37
4.6
4.7
Hasil Analisa SEM Poliuretan dengan Perbesaran 100 kali
Hasil Analisa SEM Poliuretan dengan Perbesaran 1000 kali
38
DAFTAR SINGKATAN
ATR-IR = Attenuated Total Reflectance-Infra Red DMSO = Dimetil Sulfoksida
FTIR = Fourier Transform Infrared MDI = Diphenylmethane diisocyanate NR/PS = Natural Rubber/Precipitated Silica NR/SMK = Natural Rubber/Silane Modified Kaolin PAPI = Polymethilena Polyphenylisocyanate PCC = Precipitated Calcium Carbonate PPG = Polipropilena glikol
PPHP = Part Per Hundred Polyol PU = Polyurethane
SEM = Scanning Electron Microscope SMK = Silane Modified Kaolin
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Halaman
Lampiran
1 Sampel Serbuk Kayu Jati (Tectona grandis) yang Digunakan dalam Penelitian
53
2 Proses Isolasi Lignin 53
3 Spektrum FTIR Lignin Isolat Kayu Jati 54 4 Spektrum FTIR Lignin Indulin AT 54 5 Spektrum FTIR Poliuretan Tanpa Penambahan
Pasir
55
6 Spektrum FTIR Poliuretan-Pasir dengan Perbandingan 3:7
55
7 Penentuan Rendemen Lignin Isolat Kayu Jati 56 8 Penentuan Kadar Kemurnian Lignin Isolat Kayu
Jati
56
9 Jumlah Padatan Terlarut (TDS) Dalam Air Payau 56 10 Jumlah Padatan Tersuspensi(TSS) Dalam Air
Payau
57
11 Jumlah Padatan Terlarut (TDS) Dalam Air Payau Setelah Penyaringan dengan PU/Pasir 3:7
57
12 Jumlah Padatan Tersuspensi(TSS) Dalam Air Payau Setelah Penyaringan dengan PU/Pasir 3:7
57
13 Persentase Penyerapan Poliuretan Berdasarkan Nilai TDS dan TSS
58
14 Peraturan Kementerian Kesehatan Republik Indonesia Nomor 492/Menkes/Per/IV/2010
