PEMBUATAN POLYURETHANE FOAM DENGAN MENGGUNAKAN CASTOR OIL

Transkripsi

1 PEMBUATAN POLYURETANE FOAM DENGAN MENGGUNAKAN ASTOR OIL Oleh : 1 Tri Istiqomah Rahmawati ( ) 2 I Wayan Lingga Wardana ( ) Dosen Pembimbing : 1 Dr Ir Sumarno, MEng 2 Eva Oktavianingrum, ST Msc

2 ON R' NO O R O Diisocyanate Polyol Raw Materials : 1 Polyol 2 Polyisocyanate 3 Katalis 4 Blowing Agent 5 Surfaktan

3 LATAR BELAKANG Booming Pemanfaatan Polyurethane di Dunia 70% berupa Polyurethane Foam Bahan Baku : petroleum based polyol Alternative polyol from natural resource Trigliseride oil astor Oil Biji Jarak Kepyar Adanya gugus hidroksil

4 PERUMUSAN MASALA O O O O O O O O O astor Oil Polyol rosslinking ollapse hain Extender Polyurethane Foam

5 TUJUAN PENELITIAN Mempelajari pengaruh castor oil terhadap struktur foam yang dihasilkan Mempelajari pengaruh chain extender terhadap struktur foam yang dihasilkan MANFAAT PENELITIAN 1 Mengetahui pengaruh castor oil terhadap struktur foam yang dihasilkan 2 Mengetahui pengaruh chain extender terhadap struktur foam yang dihasilkan

6 LANDASAN PENELITIAN Polyol Polyol dapat dibagi menjadi 2 yaitu : a Polyol sintetis polyester polyol polyether polyol : polypropylene glycol n(o 3 6 )O (O 3 6 )no (O 3 6 )no Diol, triol Poly propylene glycol triol b Polyol alami : castor oil (minyak jarak kepyar)

7 Surfaktan Reaksi Definisi : Merupakan surface active agent dengan dua bagian pengkutuban polar/hidrofil dan non polar/hidrofob Jenis : Silicone Glycol Fungsi : - Menurunkan Tegangan Permukaan - Mengemulsikan komposisi formulasi yang tidak saling larut - Mendukung timbulnya bubble - Menstabilkan dinding sel 1 Gelation: isocyanate polyol R NO + O R 1 R NOO R 1 Isocyanate alkohol urethane 2 Blow : isocyanate air R NO + 2 O R N 2 + O 2 Isocyanate air amine Karbondioksida R N 2 + R NO R N O N R Amine Isocyanate Urea

8 Struktur Kopolimer Kopolimer merupakan campuran dua atau lebih monomer yang tersusun menjadi bentuk dasar polimerisasi Dimana : m : ard segment dengan derajat polimerisasi m S : Polyol Soft segment n : derajat polimerisasi kopolimer balok Formasi kopolimer Polyurethane Foam : ( m S) n (a) Soft segment (b) ard Segment

9 hain Extender Proses Foaming iri khas : - Molekul pendek, berberat molekul rendah - Memiliki gugus difungsional - Membentuk rantai linear yang diperpanjang Jenis Jenis Glycol Diamine idroxy amine Pencampuran & Inisial reaksi, Pelarutan gas Pembentukan prepolimer, Kondisi gas super saturasi Bubble packing, Pembentukan matrix Volume akhir, Pembukaan sel

10 METODOLOGI PEROBAAN VARIABEL PEROBAAN : 1 Komposisi castor oil terhadap polyol campuran : 0%, 20%, 40%, 60%, 80%, 100% 2 Komposisi chain extender Ethylene glycol : 0, 05, 1, 15 dan 2 pphp * Pphp = part per hundred polyol

11 ALAT YANG DIGUNAKAN : Tangki pencampur air, surfaktan, dan polyol 2 : Mixer low speed 3 : Ethylene Glycol dan TEDA 4 : Methylene hloride 5 : ampuran Polyol dan Stannous Octoate 6 : TDI 7 : Reaktor batch berpengaduk 8 : etakan

12 Diagram Alir Percobaan Polypropilene Glycol, astor Oil Air, Surfaktan Ethylene Glycol, Triethylene diamine Reaktor Diaduk selama 50 detik Methylene chloride campuran stannous octoate + sebagian polyol Diaduk selama 50 detik ampuran A Toluene diisocyanate Diaduk selama beberapa detik ampuran B etakan uring

13 1 Rasio ekspansi volume KARAKTERISASI VE = Vfo Vi Vi 2 Penentuan Bulk density foam ρ = m p x l x t 3 Diameter dan densitas sel Scanning Electron Microscope Densitas sel area = nc A Densitas sel Volume = Nf = nc 3/2 A 4 Penentuan keberadaan gugus molekul dan ikatan polyurethane Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) Jenis Ikatan Gugus Molekul

14 Pengaruh komposisi castor oil pada foam dengan konsentrasi ethylene glycol 0 pphp 30 ASIL PEROBAAN Rasio Ekspansi Volume (kali) % astor Oil Bulk density (gr/cm 3 ) 0,03 0,025 0,02 0,015 0,01 0, % astor Oil

15 Pengaruh konsentrasi ethylene glycol dengan komposisi 40% castor oil Rasio Ekspansi Volume (kali) ,5 1 1,5 2 Konsentrasi Ethylene Glycol (pphp) 0,03 Bulk density (gr/cm 3 ) 0,025 0,02 0,015 0,01 0, ,5 1 1,5 2 Konsentrasi Ethylene glycol (pphp)

16 Pengaruh komposisi castor oil dan ethylene glycol terhadap diameter sel Polyurethane foam 10 Diameter sel (mm) % astor Oil 40% astor Oil 100% astor Oil 0 0,5 1 1,5 2 Konsentrasi Ethylene Glycol (pphp)

17 Pengaruh komposisi castor oil dan ethylene glycol terhadap densitas sel Polyurethane foam 0,04 Densitas sel (gr/cm 2 ) 0,035 0,03 0,025 0,02 0,015 0,01 0, % castor oil 40% castor oil 100% castor oil 0 0,5 1 1,5 2 Konsentrasi Ethylene Glycol (pphp)

18 Analisa FTIR %T % Transmitran 3819, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,531108, , , ,52 815,36 817,59 816,59 769, ,21 814, ,21 662,60 661,26 660,58 : 0 pphp : 0,5 pphp : 1 pphp : 15 pphp : 2 pphp cm-1 Panjang gelombang (cm -1 ) semakin banyak ethylene glycol yang ditambahkan maka ikatan hidrogen semakin banyak sehingga menyebabkan terhambatnya foam untuk berekspansi al ini ditunjukkan dari peningkatan peak yaitu ,52 Selain itu juga adanya gugus O dan N yang mengindikasikan adanya urethane dan urea yaitu pada peak 1101, ,53 Dengan demikian disimpulkan bahwa castor oil dapat digunakan dalam pembuatan polyurethane foam

19 KESIMPULAN 1 Penggunaan castor oil tanpa adanya ethylene glycol sebagai chain extender, rasio ekspansi volumenya cenderung menurun seiring dengan bertambahnya jumlah castor oil yaitu dari 29,62 menurun menjadi 18,79 2 Penambahan ethylene glycol untuk sistem polyol (castor oil PPG) meningkatkan rasio ekspansi volume dengan titik maksimum pada konsentrasi 1 pphp 3 Pemakaian castor oil menurunkan bulk density sampai komposisi 40% dan meningkat lagi pada komposisi diatas 40% 4 Untuk sistem polyol (castor oil PPG), bulk density meningkat dengan penambahan konsentrasi ethylene glycol dengan titik optimum 0,5 pphp dan mulai menurun pada konsentrasi diatas 0,5 pphp 5 Untuk sistem polyol (castor oil PPG) diameter sel mengalami kenaikan optimum pada penambahan ethylene glycol 1 pphp 6 Untuk sistem polyol (castor oil PPG) densitas sel mengalami penurunan dengan nilai minimum pada penambahan ethylene glycol 1 pphp 7 asil FTIR juga menunjukkan bahwa pada panjang gelombang 1736,28 cm -1 mengindikasikan adanya urethane linkage yang dapat menghubungkan oligomer oligomer sehingga terbentuk polyurethane