150822056.pdf

Universitas Sumatera Utara Repositori Institusi USU

http://repositori.usu.ac.id

Departemen Kimia

Skripsi Sarjana

2019

Sintesis Poliuretan Melalui Polimerisasi Difenil Metana 4,4 Diisosianat (MDI) dengan Poliol Hasil Hidroksilasi Minyak Biji Alpukat Nababan, Jonny Afandi Universitas Sumatera Utara http://repositori.usu.ac.id/handle/123456789/12162 Downloaded from Repositori Institusi USU, Univsersitas Sumatera Utara

SINTESIS POLIURETAN MELALUI POLIMERISASI DIFENIL METANA 4,4 DIISOSIANAT (MDI) DENGAN POLIOL HASIL HIDROKSILASI MINYAK BIJI ALPUKAT

SKRIPSI

JONNY AFANDI NABABAN 150822056

PROGRAM STUDI S1 KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2019

1 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

SINTESIS POLIURETAN MELALUI POLIMERISASI DIFENIL METANA 4,4 DIISOSIANAT (MDI) DENGAN POLIOL HASIL HIDROKSILASI MINYAK BIJI ALPUKAT

SKIRPSI

Diajukan untuk melengkapi dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

JONNY AFANDI NABABAN 150822056

PROGRAM STUDI S1 KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2019

2 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

PERNYATAAN

SINTESIS POLIURETAN MELALUI POLIMERISASI DIFENIL METANA 4,4 DIISOSIANAT (MDI) DENGAN POLIOL HASIL HIDROKSILASI MINYAK BIJI ALPUKAT

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Januari 2019

JONNY AFANDI NABABAN 150822056

3 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

i

PENGESAHAN SKRIPSI

Judul

: Sintesis Poliuretan Melalui Polimerisasi Difenil Metana 4,4 Diisosianat (MDI) dengan Poliol Hasil Hidroksilasi Minyak Biji Alpukat

Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Fakultas

: : : : :

Skripsi Jonny Afandi Nababan 150822056 Sarjana (S1) Kimia Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Januari 2019

Ketua Program Studi S1 Kimia FMIPA USU

Pembimbing,

Cut Fatimah Zuhra, S.Si M.Si NIP. 197404051999032001

Dra. Herlince Sihotang, M.Si NIP. 195503251986012002

i UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

ii

SINTESIS POLIURETAN MELALUI POLIMERISASI DIFENIL METANA 4,4 DIISOSIANAT (MDI) DENGAN POLIOL HASIL HIDROKSILASI MINYAK BIJI ALPUKAT ABSTRAK

Sintesis poliuretan memanfaatkan biji alpukat telah dilakukan melalui reaksi polimerisasi Difenil Metana 4,4 Diisosianat (MDI). Tahap pertama yang dilakukan yaitu ekstraksi minyak biji alpukat menggunakan n-heksana dari biji alpukat, hasil yang diperoleh dianalisis dengan GC. Tahap kedua yaitu pembuatan poliol untuk menghasilkan poliuretan dimana minyak biji alpukat terlebih dahulu di epoksidasi dengan asam performiat (HCOOOH) dengan katalis H2SO4 dilakukan pada suhu 4045 ºC yang diikuti reaksi hidrolisis dan hasil yang diperoleh dianalisis FT-IR, dimana senyawa poliol ditunjukkan dengan adanya gugus –OH dengan bilangan gelombang 3340 cm-1. Poliol yang dihasilakan direaksikan dengan Difenil Metana 4,4 Diisosianat (MDI) dengan rasio (Poliol : MDI) 9 :1; 8:2, 7:3; 6:4, 5:5, dimana volume total 10 ml melalui pengadukan pada suhu 40-45 ºC yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan poliol : MDI terhadap nilai kandungan gel dan densitas yang hasilnya dikarakterisasi secara visual dengan menghitung nilai kandungan gel, densitas dan analisa FT-IR. Karakteristik poliuretan menunjukkan dengan adanya gugus N-H pada bilangan gelombang 3402-3371 cm-1 yang didukung vibrasi tekuk oleh N-H pada bilangan gelombang 1535-1519 cm-1 dan gugus C=O pada bilangan gelombang 1712-1705 cm-1 yang merupakan ciri dari gugus fungsi uretan. Hasil nilai kandungan gel poliuretan yang dihasilkan yaitu 11,21% hingga 93,02% dengan nilai densitas sebesar 1,088 g/cm3 hingga 0,206 g/cm3. Kata kunci: Hidroksilasi, MDI, Minyak Biji Alpukat, Poliol, Poliuretan

ii UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

iii

SYNTHESIS POLYURETHANE BY POLIMERIZATION DIPHENYL METHANE 4,4 DIISOCYANATE (MDI) WITH POLYOL FROM HYROXILATED AVOCADO SEED OIL ABSTRACT

Polyurethane synthesis using avocado seeds has been carried out through polymerization of Difenyl Methane 4.4 Diisocyanate (MDI). The first step is extracting avocado seed oil using n-hexane from avocado seeds, the results obtained were analyzed by GC. The second stage is making polyol to produce polyurethane where avocado seed oil is first epoxidated with performic acid (HCOOOH) with H2SO4 catalyst carried out at a temperature of 40-45 ºC followed by hydrolysis reactions and the results obtained are analyzed by FT-IR, where the polyol compound is indicated by the presence of –OH group with wave number 3340 cm-1. The resulting polyol is reacted with Diphenyl Methane 4.4 Diisocyanate (MDI) with a ratio (Polyol: MDI) 9 : 1; 8 : 2, 7 : 3; 6 : 4, 5 : 5, where the total volume of 10 ml through stirring at a temperature of 40-45 ºC aims to determine the effect of adding polyol: MDI to the value of gel content and density whose results are visually characterized by calculating the value of gel content, density and analysis FT-IR. Polyurethane characteristics show that the N-H group at wave number 3402-3371 cm-1 is supported by bending vibrations by N-H at wave number 1535-1519 cm-1 and group C=O at wave number 1712-1705 cm-1 which is characteristic of the group urethane function. The results of the polyurethane gel content produced were 11.21% to 93.02% with a density value of 1.088 g / cm3 to 0.206 g / cm3 Keywords: Avocado seed oil, Hydroxylation, MDI, Polyols, Polyurethane

iii UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

iv

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, yang telah melimpahkan kasih dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan sarjana sains di FMIPA USU dengan judul “Sintesis Poliuretan Melalui Polimerisasi Difenil Metana 4,4 Diisosianat (MDI) Dengan Poliol Hasil Hidroksilasi Minyak Biji Alpukat”. Pada kesempatan kali ini penulis menyampaikan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu dalam penulisan skirpsi ini kepada: 1. Ibu Dra. Herlince Sihotang, M.Si selaku pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu untuk membimbing penulis dalam penelitian dan menyelesaikan skripsi ini hingga selesai. 2. Ibu Dr. Cut Fatimah Zuhra, M.Si dan Ibu Dr. Sovia Lenny, S.Si, M.Si selaku ketua dan sekretaris departemen kimia FMIPA USU, dan kepada semua staff dosen Departemen Kimia FMIPA USU. 3. Bapak Dr. Firman Sebayang, MS selaku Koordinator Kimia Ekstensi 4. Bapak Dr. Mimpin Ginting M.S selaku Kepala Laboratorium beserta seluruh staff pengajar bidang kimia organik di FMIPA USU 5. Seluruh staff asisten kimia organik FMIPA USU, rekan-rekan mahasiswa Ekstensi Kimia stambuk 2015 dan 2016 6. PT. Indowangi Nusajaya yang memberikan kesempatan saya berkuliah walapun dalam masa bekerja 7. Sahabat Ideline, Syuhada, Jefri, Putra, Saras, kak Yana, kak Mai, kak Maria, May, Siska dan Vero yang selalu ada untuk memberikan semangat, solusi saat penelitian mupun saat penulisan skripsi ini. Secara khusus penulis mengucapkan terima kasih kepada orang tua saya, alm. ayah saya S.Nababan, dan alm. ibu saya N.Hutasoit atas jasa-jasa beliau membesarkan dan mendidik penulis dan yang senantiasa memberikan doa hingga akhirnya peulis menyelesaikan studi. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada kak Lina sebagai kakak dan patner kerja yang telah memberikan motivasi dalam menyelesaikan skripsi ini. Begitu juga penulis mengucapkan terimakasih kepada Reinhad yang merupakan sahabat, saudara seperjuangan dikehidupan ini yang selalu memberikan semangat dan dukungan kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu penulis mengharapkan saran dan masukan yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermamfaat bagi penelitian dan kemajuan ilmu pengetahuan .

Medan,

Januari 2019

Jonny Afandi Nababan iv UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

v

DAFTAR ISI Halaman i ii iii iv v vii viii ix x

Pengesahan Abstrak Abstract Penghargaan Daftar isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran Daftar singkatan BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Permasalahan 1.3 Tujuan Penelitian 1.4 Manfaat Penelitian 1.4 Metodologi Penelitian

1 3 3 3 3

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Alpukat 2.2 Biji Alpukat 2.3 Minyak dan Lemak 2.4 Minyak Biji Alpukat 2.5 Ekstraksi 2.6 Epoksidasi 2.7 Poliol 2.8 Isosianat 2.9 Polimer 2.10 Poliuretan

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

BAB 3. METODE PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat 3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat 3.2.2 Bahan 3.3 Prosedur Penelitian 3.3.1 Ekstraksi Minyak Biji Alpukat 3.3.2 Pembuatan Metil Ester Asam Lemak Untuk Uji Komposisi Asam Lemak 3.3.3 Pembuatan Poliol Minyak Biji Alpukat 3.3.4 Pembuatan Poliuretan 3.3.5 Hasil Analisis 3.3.5.1 Penentuan Kadar Air Minyak Biji Alpukat 3.3.5.2 Penentuan Bilangan Iodin

19 19 19 19 19 19 20 20 21 21 21 21

v UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

vi

3.3.5.3 Penentuan Komposisi Asam Lemak Minyak Biji Alpukat Dengan Kromatografi Gas 3.3.5.4 Penentual Kandungan Gel 3.3.5.5 Penentuan Densitas Poliuretan 3.3.5.6 Analisis Dengan Spektrofotometer FT-IR 3.4 Bagan Penelitian 3.4.1 Ekstraksi Minyak Biji Alpukat 3.4.2 Pembuatan Metil Ester Asam Lemak Untuk Uji Komposisi Asam Lemak 3.4.3 Pembuatan Poliol Minyak Biji Alpukat 3.4.3 Pembuatan Poliuretan Melalui Reaksi Polimerisasi Difenil Metana 4,4 Diisosianat (MDI) Dengan Poliol Hasil Hidroksilasi Minyak Biji Alpukat

22 22 23 23 24 24 25 26 27

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Ekstraksi Minyak Biji Alpukat 4.2 Pembuatan Poliol dari Minyak Biji Alpukat 4.3 Pembuatan Poliuretan 4.3.1 Perubahan Bentuk Fisik Poliuretan 4.3.4 Spektrum Hasil Analisis Spektroskopi FT-IR 4.3.2 Kandungan Gel Poliuretan 4.3.3 Densitas Poliuretan

28 29 32 33 35 38 39

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran

41 41

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

43 47

vi UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

vii

DAFTAR TABEL

Nomor Tabel

Judul

2.1 2.4 2.3 4.1 4.2

Kandungan Senyawa Bioaktif Pada Biji Alpukat Kandungan Proksimat Biji Alpukat Kandungan Asam Lemak Minyak Biji Alpukat Hasil Komposisi Asam Lemak Dari Minyak Biji Alpukat Karakteristik Poliuretan Hasil Polimerisasi Minyak Biji Alpukat Dengan MDI Perbedaan Nilai Bilangan Gelombang Poliuretan Hasil Polimerisasi Poliol : MDI Dalam Berbagai Rasio

4.3

Halaman

6 7 8 28 32 38

vii UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

viii

DAFTAR GAMBAR

Nomor Gambar

Judul

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8

Reaksi Hidrolisis dari Trigliserida Reaksi Epoksidasi Terhadap Senyawa Alkena Reaksi Isosianat dengan Poliol Reaksi Isosianat dengan Air Reaksi Isosianat dangan Amina Struktur Beberapa Senyawa Diisosianat Reaksi Metilen Difenil Diisosianat (MDI) Dengan Air Reaksi Dari Metilen Difenil Diisosianat Dengan Poliol Berbahan Dasar Minyak Sawit Spektrum FT-IR Minyak Biji Alpukat Dan Poliol Minyak Biji Alpukat Reaksi Hidroksilasi Asam Linoleat Reaksi Polimerisasi Poliol Dengan Difenil Metana 4,4 Diisosianat Spektrum FT-IR Poliuretan Hasil Polimerisasi Poliol : MDI = 9 : 1 (v/v) Spektrum FT-IR Poliuretan Hasil Polimerisasi Poliol : MDI = 8 : 2 (v/v) Spektrum FT-IR Poliuretan Hasil Polimerisasi Poliol : MDI = 7 : 3 (v/v) Spektrum FT-IR Poliuretan Hasil Polimerisasi Poliol : MDI = 6 : 4 (v/v) Spektrum FT-IR Poliuretan Hasil Polimerisasi Poliol : MDI = 5 : 5 (v/v) Grafik Nilai Kandungan Gel Poliuretan Hasil Polimerisasi Poliol : MDI Dalam Berbagai Rasio Grafik Densitas Poliuretan Hasil Polimerisasi Poliol : MDI Dalam Berbagai Rasio

4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10

Halaman

7 11 12 12 13 13 16 16 29 31 34 35 35 36 36 37 39 40

viii UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

ix

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Lampiran 1 2 3 4 5 6

Halaman

Perhitungan Kromatogram Komposisi Asam Lemak Dari Minyak Biji Alpukat Gambar Alat dan Proses Pembuatan Poliuretan Spektrum FT-IR Minyak Biji Alpukat Spektrum FT-IR Poliol Minyak Biji Alpukat Foto Poliuretan Dari Berbagai Rasio Pencampuran Poliol : MDI

48 51 53 54 55 56

ix UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

x

DAFTAR SINGKATAN

FT-IR SEM GC MDI

= = = =

Fourier Transform-Infra Red Scanning Electron Microscopy Gas Chromatography Difenil Metana 4,4 Diisosianat

x UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

1

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Poliuretan adalah salah satu produk polimer yang dibuat dengan mereaksikan

poliol dengan isosianat. Contoh produk poliuretan yakni termasuk elastomer, perekat, busa, cat, dan lain-lain (Cowd,dkk, 1991). Konsumsi dunia akan poliuretan mengalami kenaikan setiap tahunnya dengan jumlah rata-rata kenaikan 5,1% hingga tahun 2005. Pasar dunia untuk aplikasi poliuretan yakni pelapis, perekat, elastomer diperkirakan akan mencapai 3,1 juta ton pada tahun 2000 dengan penggunaan bahan baku isosianat sekitar 900 ribu ton dan 1,5 juta ton poliol . Di Indonesia kebutuhan terhadap poliuretan dari tahun 1989 sampai 1995 juga naik kira-kira 37% dari 1660 ton hinnga 6159 ton. Poliuretan digunakan di Indonesia mencapai 17.465 ton/tahun di 2004, dan diprediksi naik mencapai 35000 ton/tahun di tahun 2014. Seluruh kuota poliuretan yang di Indonesia masih dipenuhi melalui impor dari luar negeri (Harjono, dkk, 2012). Produksi alpukat di Indonesia cukup tinggi, hal ini dapat dibuktikan dengan data produksi buah alpukat di Indonesia pada tahun 2013 dari Badan Pusat Statistik (BPS) yaitu mencapai 276.318 ton per tahun dan pada tahun 2014 mengalami peningkatan hingga mencapai 307.326 ton. Seiring dengan meningkatnya produksi alpukat maka biji alpukat yang dihasilkan juga meningkat. Oleh karena itu, perlu penanganan terhadap limbah biji alpukat dengan dilakukan penelitian mengenai biji alpukat. Menurut Prasetyowati (2010), biji alpukat dapat menjadi sumber minyak nabati dan mengandung 15 – 20 % minyak. Minyak biji alpukat dapat diperoleh dengan metode ekstraksi maupun metode pengepresan. Metode ekstraksi menyebabkan kehilangan dalam proses lebih sedikit, sehingga minyak yang dihasilkan lebih banyak. Poliol merupakan salah satu bahan yang digunakan dalam bidang industri poliuretan. Poliol dapat disintesis dari minyak nabati melalui epoksidasi. Pembuatan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2

poliol dari minyak nabati melibatkan pengubahan ikatan rangkap pada gliserida ataupun asam lemak bebas (Rios, 2003). Poliol berbasis minyak nabati memperoleh perhatian dunia yang signifikan karena mereka dianggap menjadi kandidat menjanjikan untuk monomer yang ramah lingkungan, untuk mensisntesis poliuretan yang biasanya dibentuk dari diisosianat dan poliol yang mengandung setidaknya dua gugus hidroksil. Pemikiran bahwa petrokimia sebagai sumber daya poliol memicu kekhawatiran karena persedian minyak yang tidak bekelanjutan dan kenaikan harga minyak bumi, oleh karena itu, adanya peningkatan permintaan untuk poliol yang berbasis minyak nabati yang dapat menggantikan poliol berbasis minyak bumi untuk memproduksi poliuretan dalam waktu dekat (Zhang, 2014). Poliuretan sering juga disebut poliisosianat, gugus isosianat (-NCO), merupakan gugus yang sangat reaktif dan dapat membentuk uretan dengan alkohol. Metilen difenil isosianat (MDI) memiliki tekanan uap yang rendah dibandingkan dengan toluen diisosianat dan kurang toksit dalam penggunaannya. Metilen difenil isosianat paling luas pemakaiannya untuk produk rigit foam (Lase,2009). Pada saat ini, Poliuretan merupakan salah satu material paling serba guna di dunia. Aplikasi poliuretan termoplastik memiliki kegunaan yang luas mulai dari bahan insulasi dinding, atap, pada alat kesehatan, alas kaki, dan pelapis pada interior otomotif. Hal ini disebabkan karena kenyamanan, harga yang terjangkau, hemat energi hingga potensi keselamatan lingkungan (Khalid et al ,2007). Dari beberapa hasil penelitian sebelumnya bahwa reaksi dari epoksidasi yang diikuti hidrolisis terhadap asam lemak tak jenuh dapat menghasilkan senyawa poliol turunan asam lemak. Suhendra, dkk (2013) telah mensintesis senyawa poliuretan dari asam lemak teroksidasi inti buah nyamplung melalui proses polimerisasi menggunakan toluen diisosianat yang menghasilkan senyawa poliuretan yang elastis, homogen, keras dan berbentuk membran. Triwulandari, et al(2007) telah mensintesis poliol yang berasal dari minyak sawit dengan reaksi epoksidasi dan hidrolisis yang kemudian direaksikan lagi dengan metilen difenil diisosianat (MDI), menghasilkan poliuretan yang berbentuk kaku. Nadeak (2017) telah mensintesis poliuretan melalui

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

3

polimerisasi metilen difenil diisosianat (MDI) dengan poliol hasil hidroksilasi minyak buah alpukat yang menghasilkan senyawa poliuretan yang berbentuk kaku. Dalam hubungan ini peneliti tertarik untuk melakukan epoksidasi yang diikuti hidrolisis terhadap minyak biji alpukat yang komposisi utamanya adalah asam lemak tidak jenuh yang mengandung ikatan rangkap untuk diubah menjadi sumber poliol. Selanjutnya senyawa poliol tersebut direaksikan dengan metilen difenil diisosianat (MDI) untuk menghasilkan poliuretan. Poliuretan yang terbentuk dianalisis menggunakan spektroskopi FT-IR, densitas dan kandungan gel secara gravimetri. 1.2

Permasalahan 1. Bagaimana mensitesis poliuretan dari poliol minyak biji alpukat hasil reaksi epoksidasi yang dilanjutkan dengan hidroksilasi yang direaksikan dengan Difenil Metana 4,4 Diisosianat (MDI)? 2. Bagaimana karakteristik poliuretan yang dihasilkan dari perbandingan poliol minyak biji alpukat dengan Difenil Metana 4,4 Diisosianat (MDI)?

1.3

Tujuan Penelitian 1. Untuk mensintesis poliuretan dari poliol minyak biji alpukat hasil reaksi epoksidasi yang dilanjutkan dengan hidroksilasi yang direaksikan dengan Difenil Metana 4,4 Diisosianat (MDI). 2. Untuk mengetahui karakteristik poliuretan yang terbentuk dari reaksi antara poliol minyak biji alpukat dengan Difenil Metana 4,4 Diisosianat (MDI).

1.4

Manfaat Penelitian Memberikan informasi karakteristik poliuretan yang dihasilkan dari poliol

hasil epoksidasi minyak biji alpukat lalu hidroksilasi dengan Difenil Metana 4,4 Diisosianat (MDI) dengan rasio volume yang bervariasi. 1.5

Metodologi Penelitian Penelitian ini bersifat eksperimen laboratorium dimana pada tahap pertama

dilakukan ekstraksi terhadap biji alpukat kemudian minyak yang diperoleh diepoksidasi dengan menggunakan asam formiat diikuti hidrolisa sehingga diperoleh

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

4

poliol minyak biji alpukat. Tahap selanjutnya poliol minyak biji alpukat direaksikan dengan Difenil Metana 4,4 Diisosianat (MDI) untuk menghasilkan poliuretan pada rasio pencampuran 9:1, 8:2, 7:3, 6:4, dan 5:5 (v/v). Poliuretan yang terbentuk dianalisis menggunakan spektroskopi FT-IR, densitas dan uji kandungan gel secara gravimetri.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

5

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Alpukat Tanaman alpukat merupakan tanaman buah berupa pohon dengan nama

alpuket (Jawa Barat), alpokat (Jawa Timur/Tengah), buah pokat, jamboo pokat (Batak), advokat, jamboo mentega, jamboo pooan, pookat (Lampung) dan lain-lain. Tanaman alpukat berasal dari dataran rendah/tinggi Amerika Tengah, dan diperkirakan masuk ke Indonesia pada abad ke-18. Secara resmi antara tahun 19201930 Indonesia telah mengintroduksi 20 varietas alpukat dari Amerika Tengah dan Amerika Serikat untuk memperoleh varietas-varietas unggul untuk meningkatkan kesehatan dan gizi masyarakat khususnya di daerah dataran tinggi (Kalie, 1997). Klasifikasi lengkap tanaman alpukat sebagai berikut Divisi

: Spermatophyta

Anak divisi

: Angiospermae

Kelas

: Dicotylledoneae

Bangsa

: Ranales

Keluarga

: Lauraceae

Marga

: Persea

Varietas

: Presea americana Mill

(Menegristek,2000) Buah alpukat merupakan salah satu jenis buah yang digemari banyak orang karena selain rasanya yang enak buah alpukat juga kaya antioksidan dan zat gizi,

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

6

sebagian besar masyarat memanfaatkan alpukat pada buahnya saja sedangkan sebagian lain kurang dimanfaatkan (Malangngi,2012). Buah alpukat terdiri dari sebuah biji tunggal berukuran besar yang dikelilingi daging buah lunak. Biji alpukat berbentuk seperti bola berdiameter 6,5-7,5 cm, keping biji berwarna putih kemerahan. Buah alpukat memiliki biji yang besar berukuran 5,5 x 4 cm (Latifa,2016). Biji alpukat juga memliki potensi karena proteinnya tinggi bahkan biji alpukat juga memiliki kandungan minyak yang cukup tinggi sehingga biji alpukat dapat dijadikan sebagai sumber minyak nabati (Prasetyowati,2010). 2.2

Biji Alpukat Biji alpukat memiliki beragam aplikasi dalam etno obat, mulai pengobatan

untuk diare, disentri, sakit gigi, parasite usus, perawatan kulit dan kencantikan (Alhassan et al,2012). Adapun kandungan senyawa bioaktif biji alpukat dalam mg/100 g buah segar adalah sebagai berikut: Tabel 2.1 Kandungan Senyawa Bioaktif Pada Biji Alpukat Senyawa Bioaktif

Biji Alpukat

Total Fenolik

704.0

Flavonoid

47.9

Karotenoid

0.996

Vitamin C

2.6

Vitamin E

4.82

(Sumber: Vinha et al, 2013) Selain kandungan senyawa bioaktif, biji alpukat juga memiliki kandungan proksimat (g/100g sampel kering) sebagai berikut:

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

7

Tabel 2.2 Kandungan Proksimat Biji Alpukat Parameter Moisture

9.92

Lemak

16.54

Protein

17.94

Serat

3.10

Abu

2.40

Karbohidrat

48.11

(Sumber : Arukwe et al,2012) 2.3

Minyak Dan Lemak Lemak dan minyak terdiri dari trigliserida campuran, yang merupakan ester

dari gliserol dan asam lemak rantai panjang. Minyak nabati terdapat dalam buahbuahan, kacang-kacangan, biji-bijian, akar tanaman dan sayur-sayuran. Dalam jaringan hewan lemak terdapat di seluruh badan, tetapi jumlah terbanyaknya terdapat dalam jaringan adipose dan tulang sum-sum. Lemak tersebut jika dihidrolisis menghasilkan tiga molekul asam lemak rantai panjang dan satu molekul gliserol. Adapun proses hidrolisis dari trigliserida tersebut adalah sebagai berikut (Ketaren, 2008):

Gambar 2.1 Reaksi Hidrolisis dari Trigliserida Jika R1 = R2 = R3 maka trigliserida yang terbentuk adalah trigliserida sederhana dan jika berbeda-beda disebut trigliserida campuran . Apabila satu

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

8

molekul gliserol hanya mengikat saru molekul asam lemak, maka hasilnya disebut monogliserida dan bila dua molekul asam lemak disebut digliserida (Perkins,1991) Trigliserida dapat berwujud padat atau cair, dan hal ini tergantung dari komposisi asam lemak yang menyusunnya. Sebagian besar minyak nabati berbentuk cair karena mengandung sejumlah asam lemak tidak jenuh, yaitu asam oleat, linoleat, linolenat dengan titik cair yang rendah. Lemak hewani umumnya berbentuk padat pada suhu kamar karena banyak mengandung asam lemak jenuh, misalnya asam palmitat dan stearate yang mempunyai titik cair yang lebih tinggi. Minyak dan lemak dapat mengalami berbagai perubahan kimia seperti hidrolisis, oksidasi, hidrogenasi dan interesterifikasi (Ketaren, 2008). 2.4

Minyak Biji Alpukat Biji alpukat memiliki kandungan minyak 15 % sampai dengan

25 %

(Prasetyowati dkk, 2010). Minyak biji alpukat memiliki manfaat kesehatan misalnya untuk mengendalikan berat badan manusia (terutama digunakan untuk obesitas atau untuk menurunkan berat badan) dan juga bermanfaat untuk kecantikan (Alhassan et al, 2012). Adapun menurut (Bora et all, 2001) komposisi asam lemak dari biji alpukat adalah sebagai berikut: Tabel 2.3 Kandungan Asam Lemak Minyak Biji Alpukat Asam Lemak

%

Asam Lemak Jenuh

32,495

Hexanoic Acid

C6:0

0,800

Heptanoic acid

C7:0

0,290

Octanoic Acid

C8:0

0,278

Nonanoic Acid

C9:0

0,217

Dodecanoic acid

C12:0

0,278

Tridecanoic Acid

C13:0

0,166

Tetradecanoic Acid

C14:0

0,537

Pentadecanoic Acid

C15:0

2,334

Hexadecanoic Acid

C16:0

20,847

Heptadecanoic Acid

C17:0

1,725

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

9

Octadecanoic Acid

C18:0

1,185

Nonadekanoic Acid

C19:0

0,610

Eicosanoic Acid

C20:0

0,043

Docosanoic Acid

C22:0

1,114

Tetracosanoic Acid

C24:0

1,685

Asam Lemak Tak Jenuh Tunggal

20,712

9-Tetradecenoic Acid

C14:1

0,251

10-Pentadecenoic Acid

C15:1

0,321

9-Hexadecenoic Acid

C16:1

1,786

10-Heptadecenoic Acid

C17:1

0,372

9-Octadecenoic Acid

C18:1

17,410

11-Eicosenoic Acid

C20:1

0,448

13-Docosenoic Acid

C22:1

0,124

Asam Lemak Tak Jenuh Jamak

46,726

9,12-Octadecadienoic Acid

C18:2

38,892

9,12,13-Octadecatrienoic Acid

C18:3

6,577

11,14,17-Eicosatrienoic Acid

C20:3

1,257

(Sumber: Bora et all, 2001) 2.5

Ekstraksi Ekstraksi adalah suatu proses pemisahan komponen yang diinginkan dari

penyusun-penyusun yang lain dalam suatu campuran berdasarkan kelarutannya terhadap pelarut yang digunakan. Metode ekstraksi dipilih tergantung dari tekstur, kandungan air, bahan tumbuhan yang akan diekstraksi dan jenis senyawa yang akan diisolasi. Biasanya ekstraksi menggunakan pelarut organik sesuai dengan kepolaran komponen yang dipisahkan. Metode esktraksi yang digunakan untuk penelitian ini adalah maserasi. Maserasi adalah cara ekstraksi paling sederhana yang dilakukan dengan merendam serbuk kasar simplisia dengan cairan pengekstraksi selama 4-10 hari dan disimpan terlindung dari cahaya langsung (mencegah reaksi yang dikatalisis cahaya atau perubahan warna). Keuntungan maserasi adalah hasil ekstraksi yang diperoleh

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

10

banyak dan dapat menghindarkan perubahan kimia terhadap senyawa-senyawa tertentu karena pemanasan. Sedangkan kerugiannya adalah penyaringan kurang sempurna karena terjadi kejenuhan cairan penyaring dan proses membutuhkan waktu yang lama. Walaupun demikian, maserasi merupakan proses esktraksi yang masih umum digunakan karena cara pengerjaannya dan peralatannya yang sederhana dan mudah (Septyaningsih, 2010). 2.6

Epoksidasi Epoksida terdiri dari tiga lingkar cincin yang mengandung oksigen dan

memiliki tarikan tinggi akibat sudut ikatan yang tajam. Epoksida ini mudah terkena serangan

nukleofilik

karena

elektronegatifitas

oksigen

yang

menyebabkan

terpolarisasinya ikatan C-O (Bresnick,2002). Alkena dapat dioksidasi menjadi beraneka ragam produk, bergantung dengan reagensia yang digunakan. Reaksi yang melibatkan oksidasi ikatan rangkap karbonkarbon dapat dikelompokkan menjadi dua gugus umum : 1. Oksidasi ikatan pi tanpa memutuskan ikatan sigma. 2. oksidasi ikatan pi yang memutuskan ikatan sigma. Produk oksidasi tanpa pemutusan ikatan sigma ialah suatu epoksida atau 1,2diol. Reagensia yang paling popular dipakai untuk mengubah alkena menjadi suatu 1,2-diol adalah larutan permanganat (dalam air) basa dan dingin (meskipun biasanya reagensia ini memberikan rendemen yang rendah). Osmium tetraosida (OsO4) diikuti reduksi dengan reagensia seperti Na2SO3 atau NaHSO3 menghasilkan diol dengan rendemen yang lebih baik, tetapi penggunaan terbatas karena mahal dan bersifat racun (Fessenden,1994). Epoksidasi dari minyak nabati merupakan hal yang paling penting dan sangat berguna terutama dalam hal sebagai stabilisator dan plastisasi bahan polimer. Berdasarkan dalam kereaktifan yang tinggi dari cincin oksiran. Epoksida juga dapat dipakai untuk berbagai bahan kimia yaitu alkohol, alkanolamin, senyawa karbonil, senyawa olefin, dan polimer seperti poliester, poliuretan (Goud, at al, 2006).

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

11

Adapun contoh reaksi epoksidasi terhadap senyawa alkena menghasilkan senyawa diol, sebagai berikut (Sastrohamidjojo, 2005):

Gambar 2.2 Reaksi Epoksidasi Terhadap Senyawa Alkena 2.7

Poliol Poliol merupakan senyawa organik yang memiliki gugus hidroksil lebih dari

satu dan dalam industri material sangat luas digunakan baik sebagai bahan pereaksi maupun bahan aditif. Senyawa poliol dapat diperoleh langsung dari alam seperti amilum, selulosa, sukrosa, dan lignin ataupun hasil olahan industri kimia. Poliol dari minyak nabati telah banyak dikembangkan untuk menggantikan petroleum berbasis poliol dalam pembuatan poliuretan dan poliester, juga telah banyak digunakan sebagai bahan pemelastis dalam matrik polimer untuk menghasilkan suatu material, demikian juga sebagai pelunak maupun pemantap yang bertujuan agar diperoleh kekerasan dan kelunakan tertentu sehingga material tersebut mudah dibentuk keberbagai jenis barang sesuai kebutuhan (Maharani, 2014). Gugus hidroksil pada senyawa organik dapat meningkatkan sifat hidrofil karena disamping gugus fungsi ini dapat bereaksi dengan berbagai pereaksi untuk menghasilkan senyawa baru, juga dapat berinteraksi melalui dipol-dipol yang terbentuk maupun melalui ikatan hidrogen dengan gugus hidrofil dari senyawa yang lain untuk menghasilkan campuran yang homogen. Gugus hidroksil yang tidak terikat memberikan sifat hidrofil sedangkan gugus hidroksil yang terikat baik sebagai

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

12

ester/eter yang dapat mengubah senyawa tersebut menjadi sifat lifofil. Adanya sifat hidrofil dan lifofil menyebabkan senyawa poliol banyak digunakan sebagai surfaktan dalam makan, kosmetik maupun keperluan farmasi seperti obat-obatan (Jung, 1998) Poliol sintesis dibagi menjadi dua jenis yaitu poliol poliester dan poliol polieter (Sparrow, 1990). Poliol yang digunakan dalam pembentukan busa keras poliuretan mempunyai bilangan hidroksil yang tinggi (berat KOH dalam miligram yang akan menetralkan asam dari 1 gram poliol) antara 300 dan 800 mg KOH/g (Ionescu, 2005). Poliol untuk busa uretan adalah senyawa polimer dengan sedikitnya dua gugus hidroksil (Ashida, 2007). 2.8

Isosianat Isosianat merupakan komponen dasar utama dari polimer poliuretan.

Isosianat merupakan sumber gugus N=C=O (NCO) yang bisa bereaksi dengan gugus hidroksil dari poliol, air, dan pengcrosslink dalam pembentukan busa (Li, 2012). Adapun reaksi secara umum isosianat yaitu: 1. Reaksi Isosianat dengan poliol

Gambar 2.3 Reaksi Isosianat dengan Poliol 2. Reaksi isosianat dengan air

Gambar 2.4 Reaksi Isosianat dengan Air 3. Reaksi isosianat dengan amina lebih jauh melalui perbandingan reaksi senyawa kandungan hidrogen aktif (Doyle, 1971).

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

13

Gambar 2.5 Reaksi Isosianat dengan Amina Banyak peneliti telah memakai berbagai isosianat untuk mendapatkan hasil akhir poliuretan yang diinginkan tetapi isosianat yang umum digunakan dan telah dipasarkan untuk komersial adalah toluene diisosianat (TDI), difenilmetan diisosianat (MDI), naftalena 1,5-diisosianat, dan lain-lain. Struktur senyawa isosianat tersebut dapat dilihat pada gambar berikut (Randal dan Lee, 2002)

Gambar 2.6 Struktur Beberapa Senyawa Diisosianat. 2.9

Polimer Polimer merupakan makromolekul yang terbentuk dari perulangan satuan-

satuan sederhana monomernya. Monomer-monomer digabungkan membentuk rantai polimer dengan suatu proses yang disebut reaksi polimerisasi. Panjang rantai polimer dinyatakan dalam jumlah satuan unit ulang dalam suatu rantai polimer dikenal dengan Derajat Polimerisasi (DP), maka massa rumus molekul dari senyawa polimer adalah perkalian antara DP dengan massa rumus monomer satuan ulangannya. Polimer merupakan objek kajian yang amat rumit, oleh karena itu dibuat pengelompokan-pengelompokan polimer menurut struktur, keadaan fisik, reaksi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

14

terhadap lingkungan, sumber jenis monomer penyusun serta penggunaan produk akhirnya. Secara struktural pembagian polimer adalah polimer yang merupakan molekul individual, polimer linier, polimer bercabang, polimer jaringan raksasa makroskopik (jaringan tiga dimensi). Secara tradisional polimerisasi telah diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama yaitu polimer adisi dan polimerisasi kondensasi (Zaihmawati, 2015). Polimer terbentuk melalui suatu proses polimerisasi. Polimerisasi adisi dapat terjadi pada molekul sejenis untuk membentuk molekul yang besar tanpa terjadi pembentukan molekul samping. Beberapa contoh polimer yang termasuk polimer poliadisi adalah pembentukan polietilen, polipropilen, polivinil klorida, poliakrilat, dan lain-lain. Polimerisasi kondensasi umumnya untuk menghasilkan molekul besar atau molekul kecil lainnya seperti pembentukan poliester, polieter, poliamida, poliuretan dan lain-lain (Wirjosentono, 1995). 2.10

Poliuretan Poliuretan merupakan bahan polimer yang memiliki ciri khas adanya gugus

fungsi uretan (-NHCOO-) dalam rantai utama polimer. Gugus fungsi uretan dihasilkan dari reaksi antara senyawa yang mengandung gugus hidroksil (-OH) dengan senyawa yang mengandung gugus isosianat (-NCO) (Hartomo, 1992). Poliuretan ditemukan oleh Otto Bayer dari Jerman pada tahun 1937. Perkembangan penyelidikan dalam bidang poliuretan meningkat karena bahan itu merupakan bahan yang penting dalam berbagai industri bangunan dan obat-obatan dan keperluan lainnya terutama yang menghubungkan dengan kehidupan manusia. Poliuretan merupakan jenis polimer yang mudah disesuaikan dengan penggunaannya serta sukar disamai dengan polimer lain seperti kekuatan regangan, kekerasan, ketahanan gesekan dan ketahanan pelarut. Sifat-sifat yang dimiliki oleh poliuretan menjadikan bahan ini sangat berpotensi dalam berbagai industri. Walaupun teknologi proses pembuatan poliuretan cenderung berasal dari teknologi masa kini, tetapi sebetulnya secara kimiawi sudah berlangsung sejak 1849, ketika Wurtz pertama sekali melakukan tes isosianat dengan mereaksikan sulfat dengan sianat pada persamaan (Wagener , 2001).

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

15

Poliuretan memiliki kekakuan, kekerasan serta kepadatan yang amat beragam. Beberapa jenis poliuretan yang diperdagangkan dan sangat sesuai dengan penggunaannya diantaranya: a. Busa fleksibel (fleksible foam) berdensitas (kepadatan) rendah yang digunakan dalam bantalan menahan lenturan. b. Busa kaku (rigid foam), berdensitas rendah yang digunakan untuk isolasi termal dasboar pada mobil. c. Elastomer, bahan padatan yang empuk yang digunakan untuk bantalan gel untuk penggilingan cetakan d. Plastik padat yang keras yang digunakan sebagai bagian struktural dan bahan instrumen elektronik. Poliuretan digunakan secara meluas dalam sandaran busa fleksibel berdaya lenting (daya pegas) tinggi, panel isolator busa yang kaku, segel busa mikro seluler dan ban karet yang tahan lama, segel dan lem yang berkinerja tinggi, serat spadeks, alat karpet dan bagian plastik yang keras. Poliuretan secara umum dibentuk dari reaksi antara dua atau lebih gugus fungsi hidroksil dengan dua atau lebih gugus isosianat dan jenis reaksinya dinamakan juga reaksi poliadisi (Zaimahwati, 2015). Poliol yang berasal dari minyak sawit memiliki kecenderungan menghasilkan busa kaku poliuretan, karena rantai yang lebih pendek dari pada poliol yang berasal dari petrokimia. Poliuretan merupakan pomimer sintetik yang memiliki struktur molekul blok kopolimer dari segmen keras dan segmen lunak. Segmen keras dan segmen lunak dihasilakan dari reaksi blow dan gelatin dari isosianat. Didalam reaksi blow, gugus isosianat berekasi dengan air untuk mengahasilkan asam karbamat yang tidak stabil yang terurai menjadi gugus amina dan melepaskan CO2 (sebagai senyawa blowing agent). Dan kemudian diperoleh amina yang bereaksi dengan isosianat, untuk mengahasilakan urea linkage sebagai segmen keras, seperti reaksi pada gambar 2.2.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

16

Gambar 2.7 Reaksi Metilen difenil diisosianat (MDI) dengan air. Dalam reaksi gelatin, gugus isosianat bereaksi dengan poliol untuk membentuk uretan sebagai yang menghubungkan antara segmen keras dan segmen lunak poliol seperti reaksi pada gambar 2.3 (Triwulandari, 2007).

Gambar 2.8 Reaksi dari Methilen difenil diisosianat (MDI) dengan poliol berbahan dasar minyak sawit.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

17

Polimerisasi dari pembentukan poliuretan sangat kompleks sehingga untuk memenuhi keperluan dengan sifat tertentu rantai pembentukan polimernya dapat diperpanjang dengan pemberian senyawa yang memiliki dua gugus fungsi (Chains extending agents) seperti air, alkohol (etilen glikol, propilen glikol) dan amin (etanolamin, N-fenil etanolamin). Demikian juga dapat dibentuk suatu ikatan silang melalui penambahan senyawa yang memiliki lebih dari dua gugus fungsi yang terikat dengan hidrogen (Crosslinking agents) seperti alkohol (gliserol, trimetiol propane, 1,2,4-butanatriol), amina (dietanol amina, trietanol amina). Secara umum ada dua tahap pembentukan dua ikatan lanjut poliuretan yakni: 1.Mereaksikan diisosianat dengan dua atau lebih monomer yang mempunyai dua atau lebih gugus hidroksil (poliol) permolekulnya 2. Poliuretan liner direaksikan dengan gugus hidroksil atau gugus diisosianat yang mempunyai 2 gugus fungsi (Randal et al, 2002) Beberapa karakteristik poliuretan sangat ditentukan oleh struktur molekul. Secara umum, struktur dan sifat poliuretan dipengaruhi oleh: 1. Berat molekul Bertambahnya berat molekul, sifat-sifat seperti kuat tarik, titik leleh, elongasi, elastisitas dan temperature transisi gelas akan meningkat hingga titik tertentu. 2. Gaya antar molekul Termasuk dalam hal ini ikatan hidrogen, momen dipol dan ikatan Van Der Walls. 3. Kekakuan rantai Adanya struktur aromatik dalam struktur poliuretan akan meningkatkan titik leleh, kekerasan dan menurunkan elastisitas 4. Kristalinitas Linearitas dalam rantai polimer akan meningkatkan kristalinitas yang selanjutnya juga akan menurunkan solubilitas, elastisitas, elongasi,dan fleksibilitas namun serta meningkatkan kuat tarik, titik leleh dan kekerasan.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

18

5. Ikat silang Semakin tinggi derajat ikat silang, maka poliuretan akan semakin kaku yang selanjutnya akan meningkatkan modulus elastisitasnya serta mengurangi elongasi (Manik, 2014).

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

19

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1

Waktu dan Tempat Proses penelitian ini dilakukan mulai dari bulan Desember 2017 hingga bulan

Agustus 2018 di Laboratorium Kimia Organik FMIPA USU dan perusahaan swasta yang ada di kota Medan. Analisis bilangan iodin, komposisi asam lemak dilakukan disalah satu perusahaan swasta di kota Medan dan analisa FT-IR dilakukan di laboratorium Kimia Organik FMIPA UGM.

3. 2

Alat dan Bahan Adapun alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Gelas

Erlenmeyer, Beaker Gelas, Gelas Ukur, Neraca Analistis, Magnetik Bar, Hotplate Stirer, Corong Pisah, Spatula, Oven, Desikator, Tabung CaCl2, Corong Penetes, Botol Aquades, Labu Leher Tiga, Termometer, Kondensor Bola, Rotarievaporator, Labu Alas, Wadah Kaleng Aluminium, Statif dan Klem, Kertas Saring Biasa , Corong, Spektroskopi FT-IR dan Gas Kromatografi. Adapun bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Biji Buah Alpukat, n-Heksana, Natrium Hidroksida, Asam Formiat, Hidrogen Peroksida 30%, Asam Sulfat 98%, Dietil Eter, Kalsium Klorida Anhidrous, Natrium Sulfat Anhidrous, Metilen Difenil Diisosianat, Toluen, Diklorometan, Metanol, Benzen, Natrium Tiosulfat, Sikloheksana, Kalium Iodida, Larutan Wijs, Indikator Pati.

3.3

Prosedur Percobaan

3.3.1

Ekstraksi Minyak Biji Alpukat Untuk ekstraksi minyak biji alpukat dilakukan melalui modifikasi metode

ekstraksi yang telah umum dilakukan sebelumnya (Daniel, 2007; Ketaren 2008).

Empat kg Biji alpukat yang diperoleh dikeringkan dan digiling hingga menjadi serbuk halus. Serbuk halus yang diperoleh dimaserasi melalui perendaman menggunakan 1,5 L pelarut n-heksana selama 48 jam dalam botol kaca dimana setiap selang waktu selama 4 – 6 jam dilakukan pengadukan. Hasil maserasi selanjutnya

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

20

disaring, sekaligus residu yang tertinggal dalam saringan dibilas dengan n-heksana. Filtrat dari hasil saringan setelah dikeringkan dengan Na2SO4 anhydrous selanjutnya diuapkan melalui rotarievaporator, sehingga diperoleh minyak biji alpukat sebagai residu. Minyak yang diperoleh dianalisis Bilangan Iodin, Komposisi Asam Lemak dan Kandungan Air.

3.3.2

Pembuatan Metil Ester Asam Lemak Untuk Uji Komposisi Asam Lemak Pembuatan metil ester asam lemak dilakukan terhadap minyak biji alpukat.

Kedalam labu leher tiga 250 ml yang telah dilengkapi kondensor bola dan tabung CaCl2 serta pengaduk magnet dimasukkan 20 g sampel lemak/minyak, 40 ml metanol, dan 80 ml benzena. Campuran tersebut diaduk dan didinginkan, kemudian diteteskan H2SO4(p) sebanyak 2 ml secara perlahan. Campuran tersebut kemudian direfluks selama 3 jam pada suhu 70 - 80ºC. Pelarut benzena dan metanol yang berlebih diuapkan dengan rotarievaporator. Residu yang diperoleh kemudian diekstraksi dengan 100 ml n-heksana dan dicuci dengan akuades sebanyak 3 kali, lapisan atas diambil, kemudian dikeringkan dengan Na2SO4 anhydrous lalu disaring. Filtrat yang diperoleh lalu diuapkan dengan rotarievaporator sehingga diperoleh metil ester asam lemak sebagai hasil. Hasil yang diperoleh dianalisis dengan Kromatografi Gas untuk diuji komposisi asam lemaknya. 3.3.3

Pembuatan Poliol Minyak Biji Alpukat Kedalam labu leher tiga 500 ml dimasukkan sebanyak 100 ml asam formiat

(HCOOH 90%) dan ditambahkan 50 ml H2O2(p) 30% secara perlahan-lahan sambil diaduk. Melalui corong penetes ditambahkan 3 ml H2SO4(p) dan diaduk dengan pengaduk magnet pada suhu 40 - 45ºC selama 1 jam. Selanjutnya melalui corong penetes ditambahkan secara perlahan-lahan minyak biji alpukat hasil pemurnian sebanyak 60 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 NaOH 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 akuades sebanyak 3 kali. Hasil pencucian dikeringkan dengan Na2SO4 anhydrous kemudian disaring. Filtrat hasil penyaringan diuapkan melalui rotarievaporator untuk mendapatkan senyawa poliol

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

21

minyak biji alpukat hasil pemurnian sebagai residu terhadap poliol yang diperoleh dan diuji dengan spektrofotometer FT-IR dan analisis bilangan iodin.

3.3.4

Pembuatan Poliuretan Dimasukkan 20 ml diklorometana kedalam wadah kaleng aluminium volume

80 ml, kemudian ditambahkan poliol minyak biji alpukat, ditambahkan Difenil Metana 4,4 Diisosianat (MDI) dengan rasio poliol : MDI masing-masing 9:1, 8:2, 7:3, 6:4, 5:5 (v/v) dengan total volume 10 ml, diaduk dengan spatula sambil dipanaskan pada suhu 45ºC, diamati perubahan yang terjadi dan hasil yang diperoleh ditentukan kandungan gel secara gravimetri, densitas dan diikuti dengan analisis dengan spektrofotometer FT-IR.

3.3.5

Hasil Analisis

3.3.5.1 Penentuan Kadar Air Minyak Biji Alpukat Minyak biji alpukat yang diperoleh ditimbang dan dipanaskan dalam oven pada suhu 110ºC selama 90 menit, kemudian dimasukkan kedalam desikator dan ditimbang berat hingga konstan. % 𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐴𝑖𝑟 = Dimana :

W0 -W1 × 100% W1

W0 = Berat Awal W2 = Berat Akhir

3.3.5.2 Penentuan Bilangan Iodin Untuk penentuan bilangan iodin dilakukan terhadap biji minyak alpukat dan senyawa poliol turunan minyak biji alpukat ( mengikuti metode Wijs, AOAC, 1995 ).

Ditimbang dengan teliti sebanyak 0,3 gram minyak biji alpukat dalam gelas erlenmeyer. Ditambahkan 15 ml pelarut sikloheksan-asam asetat kedalam sample dan kocok sampai sampel melarut seluruhnya. Dimasukkan 25 ml larutan Wijs kedalam erlenmeyer yang berisi sampel, kemudian ditutup dan dikocok agar tercampur sempurna. Kemudian disimpan kedalam tempat yang gelap pada suhu kamar selama 30 menit. Kemudian ditambahkan 20 ml larutan KI 15% dan dikocok.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

22

Ditambahkan 100 ml akuades dan dititrasi dengan larutan Na2S2O3 0,1 N hingga warna kuning yang terjadi hampir hilang. Selanjutnya ditambahkan 1-2 ml larutan indikator pati kedalam erlenmeyer dan titrasi dilanjutkan dengan sampai warna biru tepat hilang, catat volume Na2S2O3 yang terpakai. Dilakukan titrasi terhadap blanko dengan prosedur yang sama. Bilangan iodin dapat ditentukan dengan rumus : 𝐵𝑖𝑙𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐼𝑜𝑑𝑖𝑛 =

(B − S) × N × 12,69 Berat Sampel (gram)

Dimana : B

= Volume Titrasi Blanko ( ml )

S

= Volume Titrasi Sample ( ml )

N

= Normalitas Na2S2O3 ( 0,1 N )

3.3.5.3 Penentuan Komposisi Asam Lemak Minyak Biji Alpukat Dengan Kromatografi Gas Sampel yang akan diuji komposisi asam lemaknya adalah minyak biji alpukat hasil interesterifikasi. Pada analisis komposisi asam lemak, diatur kondisi alat kromatografi gas . Temperatur oven diatur dengan kenaikan suhunya mulai 140ºC selama 0,5 menit dengan kenaikan suhu rata-rata 20ºC, sampai dicapai suhu maksimum 220ºC. kondisi kolom kromatografi diatur pemisahan dengan kecepatan rata-rata 1,2 menit, dimana dalam sekali penginjekan sampel yang dibutuhkan waktu 17 menit. Kemudian sampel yang sudah dalam bentuk metil ester asam lemak diinjeksikan kedalam septum kromatografi gas . Diperoleh komposisi asam lemak berdasarkan puncak yang terbentuk pada kromatogram.

3.3.5.4 Penentuan Kandungan Gel Untuk analisis kandungan gel dilakukan terhadap poliuretan dari hasil polimerisasi poliol dengan MDI. Poliuretan yang diperoleh dihaluskan kemudian ditimbang selanjutnya disokletasi selama 3 jam menggunakan pelarut toluen. Bahan yang terlarut diuapkan. Residu hasil penguapan dipanaskan kedalam oven pada suhu 110ºC selama 1 jam, kemudian disimpan kedalam desikator dan ditimbang hingga berat konstan. Persentasi kandungan gel adalah bahan yang tidak larut dalam toluen ( Ginting, 2010 ) % Bahan Hilang =

𝑊1 × 100 % 𝑊2

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

23

𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐺𝑒𝑙 (𝑄) = (1 −

𝑊1 ) × 100% 𝑊2

Atau kandungan Gel ( Q) = 100% - % Bahan terlarut

Dimana :

W1

= Berat Poliuretan yang diekstraksi ( gram )

Wo

= Berat awal dari poliuretanUntuk analisis kandungan

3.3.5.5 Pentuan Densitas Poliuretan Poliuretan yang diperoleh diuji rapat massanya dengan cara menghitung volume sample yaitu panjang × lebar × tinggi, serta mengukur berat dengan penimbangan ( Vishu Shah, 2007 ). 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 (p) = Dimana : m v

𝑚 𝑣

= Berat Poliuretan ( gram ) = Volume Poliuretan ( cm3 atau ml )

3.3.5.5 Analisis Dengan Spektrofotometer FT-IR Masing-masing cuplikan yaitu minyak biji alpukat dan poliol minyak biji alpukat dioleskan pada plat KBr hingga terbentuk lapisan tipis yang transparan. Untuk sampel poliuretan yang berbentuk padatan dihaluskan dengan alu dan lumpang kemudian dibuat menjadi pellet dengan KBr dan diukur spektrumnya dengan alat spektrofotometer FT-IR.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

24

3.4

Bagan Penelitian

3.4.1

Ekstraksi Minyak Biji Alpukat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

25

3.4.2

Pembuatan Metil Ester Asam Lemak Untuk Uji Komposisi Asam Lemak

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

26

3.4.3

Pembuatan Poliol Minyak Biji Alpukat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

27

3.4.4

Pembuatan Poliuretan Melalui Reaksi Polimerisasi Difenil Metana 4,4 Diisosianat (MDI) Dengan Poliol Hasil Hidroksilasi Minyak Biji Alpukat

NB: Dilakukan perlakuan yang sama untuk masing-masing rasio poliol : MDI = 8:2 ; 7:3 ; 6:4 ; 5:5 (v/v).

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

28

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1

Hasil Ekstraksi Minyak Biji Alpukat Hasil ekstraksi minyak biji alpukat dari biji buah alpukat dengan

menggunakan pelarut n-heksana diperoleh kadar minyak sebesar 12,1378% . Hasil analisa minyak biji alpukat diperoleh antara lain: kadar air 0,09%, bilangan iodin 69,74, dan hasil analisa kromatografi gas menunjukkan kromatogram komposisi asam-asam lemak utama dalam minyak biji alpukat yang digunakan dalam penelitian ini. Komposisi asam lemak dari minyak biji alpukat beserta persentasenya dapat dilihat pada tabel 4.1 Tabel 4.1 Hasil Komposisi Asam Lemak Dari Minyak Biji Alpukat Asam Lemak

Jumlah (%)

Asam laurat (C12:0)

0,4873

Asam Miristat (C14:0)

0,5193

Asam Palmitat (C16:0)

15,1430

Asam Palmitoleat (C16:1)

1,2105

Asam Stearat (C18:0)

1,7176

Asam Oleat (C18:1)

7,5313

Asam Linoleat (C18:2)

21,8308

Asam Linolenat (C18:3)

5,2146

Asam Arakidat (C20:0)

2,7332

Unknown

43,6124

Dari tabel 4.1 dapat dilihat bahwa minyak biji alpukat memiliki komposisi asam lemak yang tidak jenuh, dimana asam lemak tidak jenuh yang dominan adalah asam linoleat (21,83%), diikuti oleh asam oleat (7,53%) dan asam linolenat (5,21%). Besarnya unknown pada hasil komposisi asam lemak dikarenakan tempat pengujian hanya memiliki standart asam lemak jenuh yakni dari C8:0 – C20:0 dimana atom C berjumlag genap dan untuk asam lemak tidak jenuhnya yakni C16:1, C18:1, C18:2, dan C18:3. Pada hasil FT-IR menunjukkan adanya puncak serapan pada daerah bilangan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

29

gelombang 3001 cm-1 yang merupakan vibrasi gugus C=CH, pada daerah bilangan gelombang 2924 – 2854 cm-1 merupakan vibrasi ulur (stretching) C-H sp3, bilangan gelombang 1720 cm-1 merupakan C=O dan Bilangan gelombang 725 cm-1 merupakan ikatan pada karbon (-CH2)n dimana n ≥ 4 dari rantai minyak biji alpukat yang dapat dilihat pada gambar 4.1. Hal ini menunjukkan bahwa kandungan asam lemak tidak jenuh yang diperoleh dapat digunakan sebagai bahan pembutan poliol.

4.2

Pembuatan Poliol dari Minyak Biji Alpukat Hidroksilasi terhadap minyak biji alpukat yang mana memiliki kandungan

asam lemak tidak jenuh melalui reaksi epoksidasi yang diikuti hidrolisis dengan cara mereaksikan minyak biji alpukat dengan asam performiat dengan menggunakan bantuan katalis H2SO4(p) pada suhu 40-45 oC kemudian di hidrolisis mendapatkan senyawa poliol. Hasil spektroskopi FT-IR dari poliol yang terbentuk memberikan spektrum dengan puncak - puncak serapan pada daerah bilangan gelombang 3340 cm-1, 2924 cm-1, 2854 cm-1, 1720 cm-1, 1180 cm-1, 725 cm-1 seperti pada gambar 4.1.

Gambar 4.1 Spektrum FT-IR. Minyak Biji Alpukat dan Poliol Minyak Biji Alpukat.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

30

Dalam pembentukan senyawa poliol jika proses epoksidasi dan hidrolisis berjalan sempurna maka secara hipotesis asam lemak tidak jenuh yang terikat pada gliserida yakni asam oleat (C18:1) menghasilkan diol asam linoleat (C18:2) menghasilkan tetraol dan asam linolenat (C18:3) akan mengahasilkan heksaol. Salah satu contoh reaksi yang terjadi dapat dilihat pada gambar 4.2.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

31

Gambar 4.2 Reaksi Hidroksilasi Asam Linoleat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

32

Hasil analisis penentuan bilangan iodin dari poliol adalah 8,24 sedangkan minyak biji alpukat sebesar 69,74 yang menunjukkan telah terjadinya pemutusan ikatan π pada asam lemak tidak jenuh pada minyak biji alpukat. Hasil pemeriksaan melalui spektroskopi FT-IR memberikan spectrum dengan puncak-puncak vibrasi (Gambar 4.2). Pita serapan pada daerah bilangan gelombang 3340 cm-1 menunjukkan vibrasi stretching –OH, puncak pada daerah bilangan gelombang 1180 cm-1 menunjukkan vibrasi –OH sekunder dan hilangya puncak pada daerah bilangan gelombang 3001cm-1 pada poliol membuktikan terjadinya pemutusan ikatan π (C-H sp2 dari -CH=CH-) pada asam lemak tidak jenuh. Pita serapan pada bilangan gelombang 1720 cm-1 merupakan vibrasi gugus C=O, dan bilangan gelombang 725 cm-1 merupakan ikatan pada karbon (-CH2)n dimana n ≥ 4 dari rantai poliol minyak biji alpukat.

4.3

Pembuatan Poliuretan Pembuatan Poliuretan dari hasil polimerisasi meggunakan monomer (poliol

minyak biji alpukat) dengan Difenil Metana 4,4 Diisosianat menggunakan berbagai rasio pencampuran antara poliol minyak biji alpukat dengan MDI sehinnga diperoleh poliuretan. Hasil analisis keadaan fisik dan nilai kandungan gel ada pada tabel 4.2. Gambar masing-masing poliuretan dapat dilihat pada lampiran 4.

Tabel 4.2 Karakteristik Poliuretan Hasil Polimerisasi Minyak Biji Alpukat dengan MDI Rasio Poliol

Kandungan

Keadaan Fisik

: MDI (v/v)

Gel (%)

Poliuretan

9:1

11,21

Lunak

8:2

26,78

Lunak

7:3

69,59

Keras

6:4

78, 74

Keras

5:5

93,02

Keras

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

33

4.3.1

Perubahan Bentuk Fisik dari Poliuretan Hasil pengamatan analisis secara visual menunjukkan bahwa poliuretan yang

dihasilkan dari polimerisasi antara poliol minyak biji alpukat dengan MDI menghasilkan poliuretan yang berbentuk fisik padat keras dan dalam perbandingan masing-masing dari rasio poliol : MDI = 9 : 1 hingga 5 : 5 (v/v) meunjukkan perubahan bentuk dimana semakin banyak MDI yang digunakan maka volumenya mengembang dan beratnya menjadi ringan. Selanjutnya dari poliuretan yang terbentuk banyak dipengaruhi oleh tipe / jumlah serta banyaknya variasi jenis senyawa poliol yang digunakan seperti jumlah gugus hidroksil dari senyawa poliol, jenis / panjang rantai karbon yang mengikat gugus hidroksil maupun jenis senyawa isosianat yang digunakan baik yang bereaksi maupun yang masih bebas disamping adanya penggunaan zat aditif, sehingga rasio antara gugus hidroksil dari senyawa poliol dengan gugus sianat dari senyawa diisosianat yang digunakan merupakan salah satu faktor penentu yang mempengaruhi sifat-sifat poliuretan yang terbentuk (Ginting, 2010). Secara hipotesa menggambarkan bahwa poliol minyak biji alpukat polimerisasinya hanya dapat terjadi pada gugus hidroksil dari asam lemak tidak jenuh yang terikat sebagai trigliserida. Reaksi yang terjadi terhadap poliol minyak biji alpukat dengan MDI secara hipotesa dapat digambarkan seperti pada gambar 4.3.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

34

Gambar 4.3 Reaksi Polimerisasi Poliol dengan Difenil Metana 4,4 Diisosianat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

35

4.3.2

Spektrum Hasil Analisis Spektroskopi FT-IR

Gambar 4.4 Spektrum FT-IR Poliuretan Hasil Polimerisasi Poliol : MDI= 9 : 1 (v/v)

Gambar 4.5 Spektrum FT-IR Poliuretan Hasil Polimerisasi Poliol : MDI= 8 : 2 (v/v)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

36

Gambar 4.6 Spektrum FT-IR Poliuretan Hasil Polimerisasi Poliol : MDI= 7 : 3 (v/v)

Gambar 4.7 Spektrum FT-IR Poliuretan Hasil Polimerisasi Poliol : MDI= 6 : 4 (v/v)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

37

Gambar 4.8 Spektrum FT-IR Poliuretan Hasil Polimerisasi Poliol : MDI= 5 : 5 (v/v) Hasil spektrum FT-IR poliuretan dari seriap rasio perbandingan dari gambar 4.4 hingga 4.8 ditemukan vibrasi stretching pada bilangan gelombang 3042 – 3371 cm-1 yang menunjukkan adanya gugus N-H yang tumpang tindih dengan vibrasi gugus –OH dan didukung vibrasi bending oleh N-H pada bilangan gelombang 15351519 cm-1 dan vibrasi stretching gugus C=O pada bilangan glombang 1712 – 1705 cm-1. Puncak serapan –OH yang tampak menunjukkan masih ada poliol yang belum habis bereaksi dengan dengan MDI dan dapat dibuktikan dengan tidak ada vibrasi bilangan gelombang 2300-2270 cm-1 yang merupakan gugus –N=C=O dapat dilihat pada perbandingan rasio 9 : 1 hingga 6 : 4, sedangkan pada perbandingan rasio 5 : 5 adanya vibrasi pada bilangan gelombang 2276 cm-1 yang merupakan gugus –N=C=O yang menunjukkan adanya isosianat yang tidak bereaksi dengan gugus –OH dari poliol. Untuk rasio pencampuran poliol : MDI dari perbandingan 4 : 6 hingga 1 : 9 tidak dilakukan karena apabila MDI yang digunakan berlebih, megakibatkan terbentuknya rantai uretan semakin banyak yang mengakibatkan poliuretan yang dihasilkan semakin kaku dan rapuh (Lazuardi, 2017). Adapun perbedaan bilangan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

38

gelombang antara poliuretan hasil polimerisasi poliol : MDI dalam berbagai rasio dapat dilihat pada tabel 4.3.

Tabel 4.3 Perbedaan Nilai Bilangan Gelombang Poliuretan Hasil Polimerisasi Poliol : MDI Dalam Berbagai Rasio Rasio Poliol :

Bilangan Gelombang

Bilangan Gelombang

Bilangan Gelombang

MDI

cm-1 (vibrasi

cm-1 (vibrasi bending

cm-1 (vibrasi

stretching N-H)

N-H)

stretching C=O)

9:1

3348

1527

1705

8:2

3340

1535

1712

7:3

3317

1527

1705

6:4

3332

1527

1705

5:5

3402

1519

1705

4.3.3

Kandungan Gel Poliuretan Poliuretan hasil polimerisasi senyawa poliol dari minyak biji alpukat dengan

MDI selain mempunyai bentuk fisik yang berbeda juga memberikan juga memiliki kandungan gel yang berbeda yang menunjukkan adanya ikat silang, jaringan tiga dimensi yang berbeda yang sukar larut dalam pelarut-pelarut organik. Dari rasio poliol : MDI yakni 9 : 1 hingga 5 : 5 menunjukkan kenaikan kandungan gel dari masing-masing poliuretan yang dihasilkan dapat dilihat pada gambar 4.4 yakni dari 11,21% hingga 93.02 %. Hal ini disebabkan karena pada reaksi polimerisasi poliol dan MDI secara stokiometri dihasilkan poliuretan dengan derajat polimerisasi (Dp) yang rendah karena banyaknya gugus –OH dari poliol yang tidak ikut bereaksi dengan MDI, yang disebabkan oleh MDI yang digunakan masih terbatas. Naiknya rasio MDI yang digunakan pada polimerisasi poliol : MDI menunjukkan kandungan gel dari poliuretan yang terbentuk semakin tinggi, hal tersebut disebabkan oleh gugus –OH dari poliol semakin sempurna untuk membentuk jaringan poliuretan. Adapun tujuan dilakukannya analisi kandungan gel unrtuk mengetahui derajat ikat silang. Gel merupakan suatu padatan yang terdiri dari paling sedikit dua komponen yang telah membentuk ikat silang yang sukar larut (insoluble). Dapat ditarik sesimpulan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

39

semakin tinggi kandungan gel, maka poliuretan yang terbentuk semakin sukar larut dalam pelarut organik seperti benzena, toluena, aseton dan pelarut organik lainnya dan juga ketahanannya semakin tinggi. 100,00 80,00

93,02 78,74

60,00 %

69,60

40,00 20,00

26,78 11,21

0,00 9 : 1

8 : 2 7 : 3 6 : 4 Rasio Poliol : MDI (v/v)

5 : 5

Gambar 4.9 Grafik Nilai Kandungan Gel Poliuretan Hasil Polimerisasi Poliol : MDI Dalam Berbagai Rasio. 4.3.2

Densitas Poliuretan

Poliuretan hasil sintesis dari hidroksilasi minyak biji alpukat dengan MDI disamping memiliki bentuk poliuretan yang berbeda juga memberikan nilai densitas yang berbeda yang menunjukkan bahwa rasio poliol : MDI 9 : 1 hingga 5 : 5 menunjukkan penurunan densitas masing – masing poliuretan yang dihasilkan seperti gambar 4.5 yakni antara 1,088 g/cm3 hingga 0.206 g/cm3. Terjadinya penurunan densitas dengan bertambahnya MDI yang digunakan menyebabkan poliuretan yang terbentuk volumenya semkin mengembang dan beratnya semakin ringan. Analisa untuk penentuan nilai densitas dilakukan untuk mengetahui volume poliuretan semakin besar maka semakin ringan poliuretan yang dihasilkan.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

40

1,200 1,000

1,057 0,852

1,0…

g/cm3

0,800 0,600 0,331

0,400

0,206

0,200 0,000 9:1

8:2

7:3

6:4

5:5

Rasio Poliol : MDI (v/v)

Gambar 4.5 Grafik Densitas Poliuretan Hasil Polimerisasi Poliol : MDI Dalam Berbagai Rasio.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

41

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1

Kesimpulan 1. Minyak biji alpukat yang bersumber dari biji buah alpukat yang diperoleh dapat diepoksidasi dengan asam performiat dengan menggunakan katalis asam sulfat yang diikuti reaksi hidrolisis untuk menghasilkan senyawa poliol yang selanjutnya direaksikan dengan Difenil Metana 4,4 Diisosianat (MDI) dapat menghasilkan senyawa poliuretan. 2. Hasil polimerisasi poliol minyak biji alpukat dengan Difenil Metana 4,4 Diisosianat (MDI)menghasilkan senyawa poliuretan , dimana poliuretan yang terbentuk merupakan hasil pada rasio pencampuran poliol : MDI (v/v) = 9 : 1, 8 : 2, 7 : 3, 6 : 4 dan 5 : 5 diperoleh hasil analisa dengan menggunakan spektrofotometer FT-IR dimana pada pita serapan pada daerah bilangan gelombang 3402-3317 cm-1 yang merupakan virasi ulur (stretching) N-H yang didukung oleh pita serapan pada daerah bilangan gelombang 1535-1519 cm-1 yang merupakan vibrasi tekuk (bending) oleh N-H dan puncak pada daerah bilangan gelombang 1712-1705 cm-1 merupakan vibrasi ulur (strecthing) untuk C=O. Untuk kandungan gel dan densitas, nilai kandungan gel terbesar dijumpai pada rasio poliol : MDI = 5 : 5 (v/v) sebesar 93.02% dan nilai densitas terbesar dijumpai pada rasio poliol : MDI = 9 : 1 (v/v) sebesar 1,088 g/cm3.

5.2

Saran 1. Diharapkan untuk peneliti selanjutnya dapat mengembangkan lebih lanjut penelitian ini dalam bentuk material poliuretan dengan menggunakan campuran poliol minyak biji alpukat dengan senyawa poliol lainnya seperti polietilen gliokol (PEG). Demikian juga selanjutnya perlu dilakukan analisa SEM, kekuatan tarik maupun bentuk analisa lainnya terhadap poliuretan tersebut.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

42

2. Diharapkan untuk peneliti selanjutnya memisahkan asam lemak tidak jenuh dan asam lemak jenuh dari minyak biji alpukat, dimana asam lemak tidak jenuhnya digunakan sebagai material pembuatan poliuretan.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

43

DAFTAR PUSTAKA

Alhassan, A. J, M. S. Sule, M. K. Afika, A. M. Wudil, H. Abubakaar, S. A.Mohammed.2012. Effect of Agneous Avocado Pear (Porsea Americana) Seed Extract On Alloxan Induced Diabbetes Rats. Green Journal of Medical Scienes. Vol : 2 AOAC. 1995. Official Methanols of Analysis Of The Association of Analytical Chemist. Washington D. C. Arukwe, U., Amadi B. A., Dusm, M. K. C., Agomus, E. N., Adindu, E. A Odika, P. C., Lele, K. C., Egejum. L., and Anudike, J. 2012. Chemical Composition of Perka American Leaf, Fruit and Seed. IJRRAS. Vol. II Ashida, K. 2007. Polyurethane and Related Foam: Chemistry and Technology. Taylor and Franas Group. New York Badan Pusat Statistik. 2014. Survey Pertanian Produksi Buah-Buahan di Indonesia. Biro Pusat Statistik. Jakarta Bresnick, S. 2002. Kimia Organik. Jakarta. Hiporates Bora, P. S., Narendra, N., Rosalynd, V. M, Rocha and Marcal, Q. P. 2001. Characterization of The Oil From The Pulp and Seed of Avocado (Cultivar Fuerte) Fruits. Grasas Y Acettes. Vol 52. Cowd, M.A., H. Firman, J. G Stark. 1991. Kimia Polimer. Penerbit ITB. Bandung Doyle, E. 1971. The Development and Use of Polyurethane Product. Chapter 1. McGraw Hill Book Company. New York Fessenden, R. J and Fessenden, J. 1994. Kimia Organik. Jilid 2. Edisi Ketiga. Erlangga. Jakarta Ginting, M. 2010. Pemaanfaatan Hasil Hidrolisa dan Alkoksi Dengan Gliserol Dari Epoksida Minyak Kemiri SebaPoliol Untuk Pembuatan Poliuretan. USU Press. Medan Goud, V. V., Pradhan, N. C. and Patwardan, A. V. 2006. Epoxydation of Karanja Oil by Hydrogen Perokside. Vol 83. J. Am. Oil. Chem. Soc. USA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

44

Harjono, Purwaatiningsih Sugita, Zainal Alim Mas’ud. 2012. Synthesis and Application of Jutropha Oil Based Polyurethane As Paint Cotaning Material. Makara Journal of Science Hartomo, A. J. 1992. Memahami Polimer dan Perekat. Penerbit Andi Offset. Yogyakarta Ionescu, M. 2005. Chemistry and Technology of Polyols For Polyurethane. Smithers rappa Technology. Jung, S. 1998. Structure and Surface Active Properties Determination of Fructose Monooleatesof Surfactans and Detergents. Kalie, M. B. 1997. Alpukat Budidayanya dan Pemanfaatannya. Kanisius. Yogyakarta Ketaren. 2008. Pengantar Teknologi Lemak Dan Minyak Pangan. UI Press. Jakarta Khalid, M. Z, Haq, N. B., Ijaz, A. B. 2007. Method For Polyurethanne Composite Recovery, A Review Journal of Reactive And Fungtional Polymers. Vol 67 Lase, E. 2009. Sintesis Poliuretan Melalui Polimerisasi 4,4-Difenilmetana Diisosianat Dengan Senyawa Poliol Yang Diturunkan Dari Minyak Jarak Pagar (Jatropa curcas Linn). Tesis Magister FMIPA USU. Medan Latifa,M. 2016. Toksisitas Campuran Ekstraksi Biji Alpukat (Presea Americana Mill) dan Biji Sirsak (Annona Muricata L.) Terhadap Mortalitas Larva Nyamuk Aedes aegypty L.dan Pemanfaatan Sebagai Leaflet. Skripsi Sarjana FMIPA Universitas Jember. Jember Lazuardi,I.N. 2017. Pemanfaatan Limbah Minyak Goreng Bekas Sebagai Campuran Sumber Poliol Dan Toluen Diisosianat Sebagai Bahan Dasar Prepolimer Pada Komposit Poliuretan Berpengisi Serat Ampas Tebu. Skripsi Sarjana Fakultas Teknik USU. Medan Li, Y. 2012. Aplication Of Cellulose Nanowhisher and Lignin in Preparation of Rigid Polyurethane Nanocomposite Foams. Georgia Institute of Technology. Georgia Maharani, I. Y. 2014. Pembuatan Senyawa Poliol Dari Minyak Goreng Sebagai Bahan Baku Poliurethan Di Pusat Penelitian Kelapa Sawit Medan. Tugas Akhir Ahli Madya FMIPA USU.Medan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

45

Malangngi, L. P., Sangi, M. S. & Paendung. 2012. Penentuan Kandungan Tanin dan Uji Antioksidan dari Ekstrak Biji Buah Alpukat. Persea Americana Mill. Jurnal FMIPA UNSRAT Manik, D. R. 2014. Pembuatan Komposit Busa Poliuretan Dengan Mikrobentonit dan Arang Aktif Cangkang Kelapa Sawit Sebagai Bahan Penyaring Cangkang Dalam Pengolahan Air Bersih DAS Belawan. USU Press. Medan Menegristek. 2000. Alpukat/Avocado (Persea Americana Mill / Persea Gratissima Gaerth. Menegristek Bidang Pendayagunaan dan Permasyarakatan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi. Jakarta Nadeak, M. E. A. 2017. Sintesis Poliuretan Melalui Polimerisasi Difenilmetana 4,4 Diisosianat (MDI) Dengan Poliol Hasil Hidrolisa Minyak Buah Alpukat. Skripsi Sarjana FMIPA USU. Medan Perkins, E. G. 1991. Analysis of Fat and Derivatives. AOCS Press, Lilivas Prasetyowati, Retno Pratiwi. Fera, Tris O. 2010. Pengambilan Minyak Biji Alpukat(Persea Americana Mill) Dengan Metode Ekstraksi. Jurnal Teknik Kimia No.2 Vol 17. Randal, O., and Lee, S. 2002. The Polyurethane Book. Jhon Wiley and Sons, Ltd. Belgium Rios,L.A.2003.Heterogeneously Catalysed Reaction With Vegetable Oil: Epoksidation and Nucleophilic Epoxide Ring Opening With Alcohol.The Instution of Chemical Technologi and Heterogeneus Catalysis.University RWTH. Germany Sastrohamidjojo, H. 2005. Kimia Organik. UGM Press. Yogyakarta Septyaningsih, D. 2010. Isolasi dan Identifikasi Komponen Utama Ekstrak Biji Buah Merah (Pandanaus Conoideus Lamk). Skripsi Program Sarjana FMIPA Universitas Sebelas Maret. Surakarta Sparrow, D. 1990. The ICI Polyurethanes Book. ICI. Belgium Suhendra, D. Anggi, Solehah, Diana Asnawati, Erin Ryanti Gunawan. 2013. Sintesa Poliuretan Dari Asam Lemak Teroksidasi Minyak Inti Buah Nyamplung

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

46

Melalui Proses Polimerisasi Menggunakan Toluen Diisosianat. Clum Prog. Universitas Mataram Triwulandari, E,m Hesti, P., Agus, H., and Edi, S. 2007. Synthesis and Structure Properties of Rigid Polyurethane Foam From Palm Oil Based Polyol. Jurnal Sains Materi Indonesia. Vinha, A.F., Joana M., Sérgio V., P.Barriera.2013.Physicochemical Parameters, Pythochemical Composition and Antioxidant Activity of The Algarvian Avocado (Presea Americana Mill). Jurnal of Argicultural Science. Vol 5. No.12 Wagener, G., Brand, M., Duda, L., Hotmann, J., Klesczewclei, B., Kock, D., Kumpt, R. J., Orzesel, H., Pirkl, H.G., Six,C., Steinlein, C and Weisbeck, M. 2001. Trend in Industrial Catalysis in The polyurethane Industry. Wirjosentono, B. 1995. Analisis dan Karakteristik Polimer. USU Press. Medan Zaihmawati. 2015. Pembuatan Nanokomposit Poliuretan Berbasis Minyak Kelapa Sawit Dengan Nanopartikel Montmorillonit Organik Sebagai Bahan Cat. Disertasi Program Doktor Ilmu Kimia. USU Press. Medan Zhang, Chaqun, Rin Ding, Michael R. Kesler. 2014. Reduction of Epoxidized Vegetable Oi : A Novel Method to Prepare Bio-Based Polyols for Polyurethanes. Iowa State University. USA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

47

LAMPIRAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

48

Lampiran 1. Perhitungan

Penentuan Bilangan Iodin 𝐵𝑖𝑙𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐼𝑜𝑑𝑖𝑛 = Keterangan:

(B − S) × N × 12,69 Berat Sampel (gram)

B = Volume Titrasi Blanko ( ml ) S = Volume Titrasi Sample ( ml ) N = Normalitas Na2S2O3 ( 0,1 N )

 Minyak Biji Alpukat 𝐵𝑖𝑙𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐼𝑜𝑑𝑖𝑛 =

(48,378 − 26,497) × 0,1007N × 12,69 0,4009

𝐵𝑖𝑙𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐼𝑜𝑑𝑖𝑛 = 69,74  Poliol Minyak Biji Alpukat 𝐵𝑖𝑙𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐼𝑜𝑑𝑖𝑛 =

(48,378 − 45,800) × 0,1007N × 12,69 0,3996

𝐵𝑖𝑙𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐼𝑜𝑑𝑖𝑛 = 8,24

Penentuan Kadar Air Minyak Biji Alpukat

% 𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐴𝑖𝑟 = Keterangan:

W0 -W1 × 100% W1

W0 = Berat Awal W2 = Berat Akhir

% 𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐴𝑖𝑟 =

52,6439-52,5939 × 100% 52,5939

% 𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐴𝑖𝑟 = 0,095%

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

49

Penentuan Kandungan Gel % Bahan Hilang =

𝑊1 × 100 % 𝑊2

𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐺𝑒𝑙 (𝑄) = (1 −

𝑊1 ) × 100% 𝑊2

Atau kandungan Gel ( Q) = 100% - % Bahan terlarut

Keterangan:

W1

= Berat Poliuretan yang diekstraksi ( gram )

Wo

= Berat awal dari poliuretan

 Rasio Poliol : MDI = 9 : 1 (v/v) 𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐺𝑒𝑙 (𝑄) = (1 −

0,3041 ) × 100% 0,3425

𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐺𝑒𝑙 (𝑄) = 11,21%  Rasio Poliol : MDI = 8 : 2 (v/v) 𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐺𝑒𝑙 (𝑄) = (1 −

0,2318 ) × 100% 0,3116

𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐺𝑒𝑙 (𝑄) = 26,78%  Rasio Poliol : MDI = 7 : 3 (v/v) 𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐺𝑒𝑙 (𝑄) = (1 −

0,6125 ) × 100% 2,0147

𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐺𝑒𝑙 (𝑄) = 69,60%  Rasio Poliol : MDI = 6 : 4 (v/v) 𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐺𝑒𝑙 (𝑄) = (1 −

0,4383 ) × 100% 2,0618

𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐺𝑒𝑙 (𝑄) = 78,74%  Rasio Poliol : MDI = 5 : 5 (v/v) 𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐺𝑒𝑙 (𝑄) = (1 −

0,1421 ) × 100% 2,0372

𝐾𝑎𝑛𝑑𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐺𝑒𝑙 (𝑄) = 93,02%

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

50

Penentuan Densitas 𝑚 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 (ρ) = 𝑣 Dimana : m v

= Berat Poliuretan ( gram ) = Volume Poliuretan ( cm3 atau ml )

 Rasio Poliol : MDI = 9 : 1 (v/v) 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 (ρ) =

5,4370 5

𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 (ρ) = 1,088 g/𝑐𝑚3  Rasio Poliol : MDI = 8 : 2 (v/v) 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 (ρ) =

5,8815 5

𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 (ρ) = 1,057 g/𝑐𝑚3  Rasio Poliol : MDI = 7 : 3 (v/v) 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 (ρ) =

0,496 0,582

𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 (ρ) = 1,057 g/𝑐𝑚3  Rasio Poliol : MDI = 6 : 4 (v/v) 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 (ρ) =

0,555 1,674

𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 (ρ) = 0,331 g/𝑐𝑚3  Rasio Poliol : MDI = 5 : 5 (v/v) 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 (ρ) =

1,525 7,317

𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 (ρ) = 0,206 g/𝑐𝑚3

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

51

Lampiran 2. Kromatogram Komposisi Asam Lemak Dari Minyak Biji Alpukat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

52

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

53

Lampiran 3. Gambar Minyak Biji Alpukat dan Proses Pembuatan Poliol

A. Minyak Biji Alpukat

B. Proses Hidroksilasi Minyak Biji Alpukat

C. Poliol Minyak Biji Alpukat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

54

Lampiran 4. Spektrum FT-IR Minyak Biji Alpukat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

55

Lampiran 5 Spektrum FT-IR Poliol Minyak Biji Alpukat

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

56

Lampiran 6. Poliuretan dari Poliol : Metilen Difenil Diisosianat (MDI) dari Berbagai Rasio Pencampuran (v/v)

A. Poliol : MDI = 9 : 1 (v/v)

B. Poliol : MDI = 8 : 2 (v/v)

C. Poliol : MDI = 7 : 3 (v/v)

D. Poliol : MDI = 6 : 4 (v/v)

E. Poliol : MDI = 5: 5(v/v)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

48

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA