Synthesis of Polyurethane From Hydroxylated Fatty Acid With Methylene-4,4’- Diphenyldiisocyanate (MDI)

SYnthesis of Polyurethane from hydroxylated fatty acid withMetHYlenE-4,4’- diPHenYldiisoCYanatE (MDI)

By

Singgang Edy Priyanto

NIM : 013314752

                                Supervisor            : Dr. Eli Rohaeti

                                Co-supervisor      : Sri Handayani, M.Si

====================================================

ABSTRACT

===========================================================

The aims of this research are to synthesize polyurethane from hydroxylated fatty acid with methylene-4,4’-diphenyldiisocyanate (MDI) and to observe the product’s properties. The fatty acid, used as basic substance to synthesize polyurethane, is fatty acid which come from crude palm oil (CPO).

The subjects of this research are the synthesized polyurethanes from hydroxylated fatty acid with MDI and the objects of this research are the thermal and mechanical properties of the polyurethane. The separation of fatty acid from ester glycerol was done by extraction with base liquid. The obtained fatty acid was modificated through hydroxylation by oxidation and hydration, then it was characterisized including function groups using FTIR spectrophotometry, fatty acid composition with GC - MS, determination of iodine number, and hydroxyl number. The reaction of polymerization polyurethane from modificated fatty acid with MDI was done at room temperature, with various mass ratio, which were 40%, 60%, and 80% respectively. Polyurethane characterization included functions group identification using FTIR spectrophotometry, thermal properties by DTA, mechanical properties by tensile testing machine, and crosslink test through swelling degree.

The result of this research shows that modificated fatty acid by hydroxylation has more hydroxyl functional group than fatty acid. Polyurethane from hydroxylated fatty acid has a higher Tg than polyurethane from oxidated fatty acid. The optimum Tg happen in the result of synthesized polyurethane from 40% hydroxylated fatty acid and MDI. In fact, the less fatty concentration causes the polyurethane easy to be cured. The more hydroxyl functions in fatty acid makes strenghth at break is increasing, elongation at break is decreassing, and modulus Young of polyurethane is increasing. The swelling degree test show that polyurethane has crosslink structure.

--------------------------------------------------------

Sintesis Poliuretan dari Asam Lemak Terhidroksilasi

dengan Metilen-4,4’- difenildiisosianat (MDI)

Oleh

Singgang Edy Priyanto

NIM : 013314752

                                Pembimbing I       : Dr. Eli Rohaeti

                                Pembimbing II      : Sri Handayani, M.Si

====================================================

ABSTRACT

===========================================================

Tujuan penelitian ini adalah untuk mensintesis poliuretan dari monomer asam lemak terhidroksilasi dengan metilen-4,4’-difenildiisosianat (MDI) serta mempelajari sifat – sifat poliuretan. Asam lemak yang digunakan sebagai bahan dasar untuk mensintesisis poliuretan adalah asam lemak yang berasal dari minyak sawit kasar (CPO).

Subjek penelitian ini adalah poliuretan yang disintesis dari asam lemak terhidroksilasi dengan MDI dan objek penelitiannya adalah sifat termal dan mekanik poliuretan hasil sintesis. Pemisahan asam lemak dari ester gliserol dilakukan dengan cara ekstraksi dengan menggunakan basa encer. Asam lemak yang diperoleh dimodifikasi dengan proses hidroksilasi secara oksidasi dan hidrasi, kemudian dikarakterisasi meliputi identifikasi gugus fungsi menggunakan spektroskopi inframerah, komposisi menggunakan GC−MS, penentuan bilangan iodin dan bilangan hidroksil. Reaksi polimerisasi sintesis poliuretan dari asam lemak hasil modifikasi dengan MDI dilakukan pada temperatur kamar dengan perbandingan massa yang bervariasi yaitu 40%, 60% dan 80%. Karakterisasi poliuretan meliputi identifikasi gugus fungsi menggunakan spektroskopi inframerah, sifat termal menggunakan DTA, sifat mekanik melalui uji tarik, dan uji ikatan silang melalui penentuan derajat penggembungan (swelling).

Berdasarkan hasil penelitian ditunjukkan bahwa asam lemak hasil modifikasi dengan proses hidroksilasi memiliki gugus fungsi hidroksil lebih banyak, dibandingkan dengan asam lemak sebelum modifikasi. Poliuretan yang berasal dari asam lemak terhidrasi memiliki temperatur transisi gelas (Tg) yang lebih tinggi dibandingkan dengan poliuretan yang berasal dari asam lemak teroksidasi. Tg optimum terjadi pada poliuretan hasil sintesis dari 40% asam lemak terhidrasi dan MDI. Semakin kecil konsentrasi asam lemak, ternyata poliuretan yang dihasilkan semakin cepat mengeras. Dengan bertambahnya gugus hidroksil yang ada dalam asam lemak, maka kuat putus poliuretan semakin meningkat, perpanjangan saat putus poliuretan semakin menurun, dan modulus Young poliuretan semakin meningkat. Berdasarkan uji derajat penggembungan menunjukkan bahwa poliuretan memiliki struktur ikatan silang.

 

--------------------------------------------------------