Urea Formaldehid

  • View
    691

  • Download
    11

Embed Size (px)

Transcript

BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang Resin urea formaldehidrasin merupakan resin hasil kondensasi urea (CO(NH2)2) dan formaldehid (CH2O). Reaksi ini disebut reaksi polimerisasi kondensasi karena terjadi reaksi antara dua buah molekul/ gugus fungsi dari molekul (antara gugus amida & aldehid) yang membentuk molekul yang lebih besar dan melepaskan molekul-molekul kecil seperti air &alkohol. Resin ini termasuk kedalam resin thermosetting yang tahan terhadap asam, basa, tidak larut, & tidak mudah meleleh jika dipanaskan. Oleh karena resin jenis ini banyak digunakan dalam industri kertas dan tekstil. Mengingat banyaknya penggunaan resin ini, maka kiranya perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk memperoleh resin urea formaldehid yang lebih banyak & lebih bagus kualitasnya dengan cara memvariasikan variabel yang mempengaruhi jalannya reaksi pembentuk resin.

1.2

Tujuan Tujuan dari dilakukannya percobaan ini adalah sebagai berikut :

1. Mempelajari pengaruh perubahan kondisi reaksi pada kecepatan reaksi dan hasil reaksi, pada tahap intermediete.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Urea Urea adalah suatu senyawa organik yang terdiri dari unsur karbon,

hidrogen, oksigen, dan nitrogen dengan rumus CON2H4 atau (NH2)2CO Urea juga dikenal dengan nama carbamide yang terutama digunakan di kawasan Eropa. Nama lain yang juga sering dipakai adalah carbamide resin, isourea, carbonyl diamide dan carbonyldiamine. Senyawa ini adalah senyawa organik sintesis pertama yang berhasil dibuat dari senyawa anorganik, yang akhirnya meruntuhkan konsep vitalisme.

Gambar 2.1 Struktur Urea

Bahan dasar pembuatan urea adalah amoniak (NH3) dan karbondioksida (CO2) yang dibuat pada suhu dan tekanan yang tinggi. Beberapa kegunaan dari urea adalah sebagai berikut : a) Pupuk tanaman

b) Bahan dasar melamine c) Resin urea formaldehid

d) Nutrisi untuk binatang mamalia

Sifat-sifat dan kenampakan urea (NH2CONH2) yakni urea berupa kristal berwarna putih, tidak mudah terbakar, menghantarkan listrik dan sifat fisis sebagai berikut :

No 1 2 3 4 5

Sifat Fisika Berat Molekul Densitas ( padat pada 20 oC) Titik lebur Spesific heat (lebur) Panas peleburan (titik lebur)

Keterangan 60,056 gr/mol 1,335 gr/ ml 132,6oC 126 J/mol oC 136 kJ/mol

Tabel 2.1 Sifat fisika Urea

2.2

Formaldehid Formaldehid adalah suatu bahan kimia dengan rumus umum HCHO atau

CH2O. formaldehida yang juga disebut metanal yang merupakan aldehida yang berbentuk gas. Pada suhu normal dan tekanan atmosfer formaldehide berada dalam bentuk gas yang tidak berwarna yang berbau sangat merangsang, beracun, mudah larut dalam air dengan berat molekul 30,03. Formaldehid dalam bentuk padat disebut trioksan (CH2O)3 yaitu bentuk polimer ada formaldehid, dengan formaldehid 8 -100 unit., tetapi pada suhu 150oC formaldehid akan terkomposisi menjadi metanol dan karbon monoksida. Formaldehid dapat dihasilkan dari membakar bahan yang mengandung karbon, misalnya: asap knalpot kendaraan, kebakaran hutan, asap tembakau, dan lain-lain. Formaldehid dalam kadar kecil sekali juga dihasilkan seperti metabolit kebanyakan organisme, termasuk manusia. Formaldehida awalnya disintesa (dibuat) oleh kimiawan asal Rusia Aleksander Butlerov tahun 1859, tapi diidentifikasi oleh Hoffman tahun 1867. Formaldehid memiliki banyak nama, seperti : formalin, formol, meil aldehid, metilen oksida, paraforin, tri oxane, formoform. Berikut sifat fisika dan kimia formaldehid :

No 1 2 3 4 5 6 7 8

Sifat Fisika Berat Molekul Densitas ( gas) Titik lebur Titik didih (gas) Titik didih (cair) Konstanta Henry Tekanan Uap (-19oC) & (-33oC) Kekuatan dalam air

Keterangan 30,03 gr/mol 1,10 gr/ ml -118oC -19oC 96oC 0,02 Pa m3/mol 101,3 Kpa & 52,6 KPa > 100 g/100 ml (20oC)

Tabel 2.2 Sifat fisika formaldehid

Sifat kimia: a.Reaksi dengan air Formaldehid dengan adanya air dapat membentuk methylenglikol b.Reaksi dengan asetaldehid Formaldehid dengan asetaldehid dalam larutah NaOH dapat

membentuk pantaerythritol dan sodium format. CH2=O+CH3-CHO+ NaOHC(CH2OH)2+ HCOONa c.Reaksi dengan asetilen Dengan asetilen akan membentuk 2-butene-1,4 diol yang dapat dihidrogenasi membentuk 1,4 butendiol CHO + C2H2HOCH2C=CCH2OH HOCH2C=CCH2OH + 2 H2HO(CH2)4OH Formaldehid larut dalam eter, benzen, pelarut organik, dan tidak larut dalam kloroform. Walaupun formaldehida menampilkan sifat kimiawi seperti pada umumnya aldehida, senyawa ini lebih reaktif daripada aldehida lainnya. Formaldehida merupakan elektrofil, dapat dipakai dalam reaksi subtitusi aromatik elektrofilik dan senyawa aromatik serta bisa mengalami reaksi adisi elektrofilik dan alkena karena keadaannya katalis basa, formaldehida bisa mengalami reaksi Cannizaro yang menghasilkan asam format (HCOOH) dan metanol. Formaldehida

bisa membentuk trimer siklik, 1, 3, 5-trioksan atau polimer linier polioksimetilen. Formasi zat ini menjadikan tingkah laku gas formaldehida berbeda dari hukum gas ideal, terutama dalam tekanan tinggi atau udara dingin. Formaldehida bisa dioksidasi oleh oksigen atmosfir menjadi asam format, karena itu larutan formaldehida harus ditutup serta diisolasi supaya tidak kemasukan udara. Meskipun dalam udara bebas formaldehida berada dalam wujud gas, tetapi dapat larut dalam air (biasanya dijual dalam kadar larutan 37% menggunakan merk dagang formalin atau formal). Untuk digunakan sebagai pengawet perlu ditambahkan 15% metanol sebagai katalisator agar formalin tidak berubah menjadi zat yang lebih beracun yaitu: paraformaldehid. Dalam air, formaldehida mengalami polimerisasi, sedikit sekali yang ada dalam bentuk monomer H2CO. Umumnya, larutan ini mengandung beberapa persen metanol untuk membatasi polimerisasinya. Formalin adalah larutan formaldehida dalam air, dengan kadar antara 10%-40%. Cara menyimpan formalin adalah dengan cara : tidak disimpan pada suhu dibawah 15oC, tempatnya harus dalam baja tahan karat, tidak boleh dalam baja biasa, harus di alumunium murni, polietilen, poliester yang dilapisi fiberglass, bila menggunakan alumunium tidak boleh diatas 60oC.

2.3

Polimerisasi Polimer adalah suatu senyawa yang terbentuk dari dua molekul atau lebih

dengan rantai yang panjang. Molekul dan berat molekulnya besar. Unit-unit molekulnya dikenal sebagai monomer-monomer yang berikatan secara berangkairangkai . Monomer ini bisa berulang berkali-kali . Berdasarkan jenis ikatannya , polimer dibedakan menjadi 2 yaitu: Homopolimer yaitu polimer yang terbentuk dari monomer-monomer yang sejenis . Kopolimer yaitu polimer yang terbentuk dari monomer-monomer tak sejenis.

Berdasarkan mekanisme reaksinya , proses polimerisasi dibagi menjadi dua yaitu : Polimerisasi adisi, terjadi jika monomer-monomer mengalami reaksi adisi tanpa terbentuk zat lain. Jadi yang terbentuk hanya polimer yang merupakan penggabungan monomer-monomernya . Polimerisasi kondensasi , yaitu reaksi dari dua buah molekul atau gugus fungsi dari molekul (biasanya senyawa organik) yang membentuk molekul yang lebih besar dan melepaskan molekul yang lebih kecil yaitu air .

2.4

Resin Urea Formaldehid Resin urea formaldehid adalah suatu polimer yang dihasilkan dari

polimerisasi-kondensasi antara urea dengan formaldehid, dimana resin ini termasuk dalam kelas thermosetting resin yang mempunyai sifat tahan terhadap asam, tahan terhadap basa, dan tidak meleleh. Resin urea-formaldehid atau biasa disebut resin urea adalah resin termoset yang didapat lewat reaksi urea dan formalin, dimana urea dan formaldehid (37% formalin) bereaksi dalam alkali netral dan lunak. Untuk resin cetakan, ditambah 97-160 gram formalin 37% (1,22,0 mol sebagai formaldehid pada 60 gram (1 mol) urea), dan pH diatur sampai 78,5 dengan air ammonia, larutan natrium hidroksida dalam air, trietanolamin, dan sebagainya, dan biarkan reaksi berturut-turut untuk 2-3 jam pada suhu 40oC atau 1,0-1,5 jam pada 70oC. Larutkan kondensat awal yang didapat dalam heksametilentetramin 1-8% (heksamin), dan tambahkan 29-48 gram bubur selulosa (-selulosa) dan campurkan secukupnya untuk kira-kira 1 jam. Makin sedikit bubur selulosa yang terdapat sebagai pengisi, semakin transparan produk yang didapat, tetapi berkurang kekuatannya, menyusut lebih banyak dan lebih mudah retak. Resin campuran ini dikeringkan untuk 2-3 jam mulai 60oC sampai 90-95oC, didehidrasi dan dikondensasi. Bahan yang kering kemudian dibubukkan untuk 20-48 jam, lalu ditambahkan bahan pewarna, pemplastis, pengeras (asam oksalat, asam ftalat, amonium ftalat dan garam-garam lain). Di samping itu, bahan digunakan sebagai perekat, cat, pengubah kertas dan serat (formalin sisa dilarang menurut hukum). Resin urea sendiri lebih jelek dari pada resin fenol, resin

melamin, dan sebagainya,dalam hal ketahanan air , kestabilan dimensi dan ketahanan terhadap penuaan, karena itu, beberapa bahan lain ditambahkan, atau diproses menjadi kopolimer dengan fenol, melamin dan sebagainya, untuk memperbaiki sifat-sifat tersebut diatas dilakukan : a.Pencetakan Proses yang dipakai yaitu pencetakan tekan, pengalihan dan injeksi. Dalam pencetakan tekan, bahan diproses pada temperature cetakan 130-150oC, tekanan 150-300 kg/cm2, selama 30-40 detik per 1 mm ketebalan dari benda cetakan. b. Penggunaan Bila benda cetakan kaku, tahan terhadap pelarut dan busur listrik, jernih dan dapat diwarnai secara bebas, maka bahan ini banyak digunakan untuk barangbarang kecil yang diperlukan sehari-hari seperti perlindungan cahaya, soket, alatalat listrik, kancing, tutup wadah, kotak, baki dan mangkuk. Beberapa permasalahan yang masih ada yaitu ketahanan terhadap penuaan dan ketahanan terhadap air. Permintaan terhadap urea-formaldehid dewasa ini belum meningkat. Reaksi pembentukan resin urea formaldehid secara umum berlangsung dalam 3 tahap yakni inisiasi, propagasi (kondensasi), dan proses curing. 1. Tahap m