Laporan Resmi Praktikum Polimer Phenol Formaldehid

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

            Polimer merupakan ilmu pengetahuan yang berkembang secara  aplikatif. Kertas, plastik, ban, serat-serat alamiah, merupakan produk produk polimer. Polimer ialah molekul raksasa (makromolekul) yang terbentuk dari pengulangan satuan-satuan sederhana monomernya.

            Polimer dapat dikelompokan berdasarkan sumbernya, yaitu  polimer alami dan polimer sintetis. Selain itu polimer dapat juga dikelompokan dari susunan rantai, reaksi polimerisasi, jenis monomer, sifat termal dan aplikasinya. Polimer sintetik merupakan material yang banyak digunakan di keseharian kita dalam berbagai aplikasi. Salah satu jenis polimer sintetik yang banyak digunakan secara komersial baik dalam industri plastik maupun cat (surface coating) adalah fenol formaldehid.

            Fenol formaldehid adalah resin sintetik yang bersifat termosetting, dihasilkan dari reaksi polimerisasi kondensasi antara fenol dengan formaldehida. Salah satu aplikasi dari resin fenol formaldehid adalah untuk vernis.

            Berdasarkan perbandingan mol reaktan dan jenis katalis yang digunakan, resin fenol formaldehid dibagi menjadi 2 jenis yaitu novolak dan resol. Resol merupakan hasil reaksi antara phenol dengan formaldehid ekses oleh adanya katalis basa. Sedangkan Novolak merupakan hasil reaksi antara phenol ekses dengan formaldehid oleh adanya katalis asam.

            Besarnya pH dalam reaksi akan mempengaruhi kecepatan dan waktu reaksi pembentukan polimer. Pada jenis novolak, reaksi berlangsung pada suasana. Pada jenis resol, reaksi berlangsung pada suasana basa.

1.2  Tujuan

Adapun tujuan dari pratikum ini adalah:

a.       Praktikan mengetahui proses pembuatan fenol formaldehid

b.      Praktikan mampu melakukan percobaan polimerisasi kondensasi

c.       Praktikan mampu mengenali ciri-ciri polimerisasi kondensasi

d.      Praktikan mampu mempelajari pembuatan fenol formaldehid dengan menggunakan katalis basa.

1.3  Rumusan Masalah

a.       Apa yang dimaksud dengan polimer

b.      Apa yang dimaksud dengan fenol, formaldehid, NaOH, dan batu didih.

c.       Apa yang dimaksud dengan fenol formaldehid

d.      Apa kegunaan fenol formaldehid

e.       Apa kelebihan dan kekurangan fenol formaldehid

1.4  Manfaat

a.       Mengetahui  pembuatan polimer fenol formaldehid

b.      Mengetahui pembuatan polimer berdasarkan polimerisasi kondensasi

c.       Mengenali ciri-ciri polimerisasi kondensasi

d.      Mengetahui produk yang dihasilkan dari pembuatan fenol formaldehid dengan menngunakan katalis basa

BAB II

TINAJUAN PUSTAKA

2.1 Polimer

            Polimer ialah molekul raksasa (makromolekul) yang terbentuk dari pengulangan satuan-satuan sederhana monomernya.

            Polimer, sebenarnya sudah ada dan digunakan manusia sejak berabad-abad yang lalu. Polimer - polimer yang sudah digunakan itu adalah jenis polimer alam seperti selulosa, pati, protein, wol, dan karet. Istilah polimer pertama kali digunakan oleh kimiawan dari Swedia, Berzelius (1833).

            Polimer merupakan molekul besar yang terbentuk dari unit – unit berulang sederhana. Nama ini diturunkan dari bahasa Yunani Poly, yang berarti “banyak” dan mer, yang berarti “bagian”. Sedangkan industri polimer (polimer sintesis) baru dikembangkan beberapa puluh tahun terakhir ini.

            Berkembangnya industri polimer ini diawali ketika Charles Goodyear dari Amerika Serikat berhasil menemukan vulkanisasi pada tahun 1839. Setelah itu berbagai modifikasi polimer pun mulai berkembang seperti:

Pada tahun 1870         Modifikasi selulosa dengan asam nitrat

Pada tahun 1907         Ditemukan damar fenolik

Pada tahun 1930         Ditemukan Poli fenol etena atau Polistirena

Pada tahun 1933         Ditemukan Polietena atau Polietilena di laboratorium ICI di Winnington, Chesire

            Dengan berkembangnya industri polimer, ternyata membawa dampak positif terhadap jumlah pengangguran. Hal ini disebabkan karena industri polimer menyerap benyak tenaga kerja. Karena sifatnya yang karakteristik maka bahan polimer sangat disukai.

Sifat - sifat polimer yang karakteristik ini antara lain:

- Mudah diolah untuk berbagai macam produk pada suhu rendah dengan biaya murah.

- Ringan; maksudnya rasio bobot/volumnya kecil.

- Tahan korosi dan kerusakan terhadap lingkungan yang agresif.

- Bersifat isolator yang baik terhadap panas dan listrik.

- Berguna untuk bahan komponen khusus karena sifatnya yang elastis dan plastis.

- Berat molekulnya besar sehingga kestabilan dimensinya tinggi.

            Berkembangnya industri polimer turut menentukan perkembangan ekonomi suatu negara. Semakin besar penggunaan polimer, menunjukkan semakin pesat perkembangan ekonomi suatu negara.

Polimer dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1.      Berdasarkan Sumber

            Berdasarkan sumbernya polimer dapat dikelompokkan dalam 3 kelompok, yaitu:

Ø  Polimer Alam, yaitu polimer yang terjadi secara alami.

Contoh: karet alam, karbohidrat, protein, selulosa dan wol.

Ø  Polimer Semi Sintetik, yaitu polimer yang diperoleh dari hasil modifikasi polimer alam dan bahan kimia.

Contoh: selulosa nitrat (yang dikenal lewat misnomer nitro selulosa) yang dipasarkan dibawah nama - nama “Celluloid” dan “guncotton”.

Ø  Polimer sintesis, yakni polimer yang dibuat melalui polimerisasi dari monomer - monomer polimer. Polimer sintesis sesungguhnya yang pertama kali digunakan dalam skala komersial adalah dammar Fenol formaldehida. Dikembangkan pada permulaan tahun 1900-an oleh kimiawan kelahiran Belgia Leo Baekeland (yang telah memperoleh banyak sukses dengan penemuanya mengenai kertas foto sensitif cahaya), dan dikenal secara komersial sebagai bakelit.

2.      Berdasarkan Bentuk Susunan Rantainya

            Dibagi atas 3 kelompok yaitu:

v  Polimer Linier, yaitu polimer yang tersusun dengan unit ulang berikatan satu sama lainnya membentuk rantai polimer yang panjang.

v  Polimer Bercabang, yaitu polimer yang terbentuk jika beberapa unit ulang membentuk cabang pada rantai utama.

v  Polimer Berikatan Silang (Cross – linking), yaitu polimer yang terbentuk karena beberapa rantai polimer saling berikatan satu sama lain pada rantai utamanya. Jika sambungan silang terjadi ke berbagai arah maka akan terbentuk sambung silang tiga dimensi yang sering disebut polimer jaringan.

3.      Berdasarkan Reaksi Polimerisasi

            Dibagi 2 yaitu:

·         Poliadisi, yaitu polimer yang terjadi karena reaksi adisi. Reaksi adisi atau reaksi rantai adalah reaksi penambahan (satu sama lain) molekul-molekul monomer berikatan rangkap atau siklis biasanya dengan adanya suatu pemicu berupa radikal bebas atau ion.

Contohnya dapat dilihat pada reaksi berikut:

Etilena                                                 CH2 = CH2                            [CH2CH2]

Tertrafluoro-Metilena                          CF2 = CF2                             [CF2CF2]

Metilmetakrilat                        CH3                                                     CH3

                                                CH2 = C – CO2CH3                          CH2C-CO2CH2

           

            Butadiena                    CH2 = CH – CH = CH2                     [CH2CH = CHCH2]

·         Polikondensasi, yaitu polimer yang terjadi karena reaksi kondensasi /reaksi bertahap. Mekanisme reaksi polimer kondensasi identik dengan reaksi kondensasi senyawa bobot molekul rendah yaitu: reaksi dua gugus aktif dari 2 molekul monomer yang berbeda berinteraksi dengan melepaskan molekul kecil. Contohnya H2O. Bila hasil polimer dan pereaksi (monomer) berbeda fase, reaksi akan terus berlangsung sampai salah satu pereaksi habis. Contoh terkenal dari polimerisasi kondensasi ini adalah pembentukan protein dari asam amino.

4.      Berdasarkan Jenis Monomer

            Dibagi atas dua kelompok:

·         Homopolimer, yakni polimer yang terbentuk dari penggabungan monomer sejenis dengan unit berulang yang sama.

·          Kopolimer, yakni polimer yang terbentuk dari beberapa jenis monomer yang berbeda.

Kopolimer ini dibagi lagi atas empat kelompok yaitu:

ü  Kopolimer acak.

Dalam kopolimer acak, sejumlah kesatuan berulang yang berbeda tersusun secara acak dalam rantai polimer.

- A - B - B - A - B - A - A - A - B - A –

ü  Kopolimer silang teratur.

Dalam kopolimer silang teratur kesatuan berulang yang berbeda berselang - seling secara teratur dalam rantai polimer.

- A - B - A - B - A - B - A - B - A – B – A –

ü  Kopolimer blok.

Dalam kopolimer blok kelompok suatu kesatuan berulang berselang - seling dengan kelompok kesatuan berulang lainnya dalam rantai polimer.

- A - A - A - B - B - B - A - A - A – B –

ü  Kopolimer cabang/Graft Copolimer.

Yaitu kopolimer dengan rantai utama terdiri dari satuan berulang yang sejenis dan rantai cabang monomer yang sejenis.

                                    B                                                  B

                                    B                                                   B

                        - A – A – A – A – A – A – A – A – A – A

                                                B

                                                B

5.      Berdasarkan Sifat Termal

Dibagi 2 yaitu:

      Termoplastik, yaitu polimer yang bisa mencair dan melunak.

Hal ini disebabkan karena polimer - polimer tersebut tidak berikatan silang (linier atau bercabang) biasanya bisa larut dalam beberapa pelarut.

      Termoset, yaitu polimer yang tidak mau mencair atau meleleh jika dipanaskan. Polimer - polimer termoset tidak bisa dibentuk dan tidak dapat larut karena pengikatan silang, menyebabkan kenaikan berat molekul yang besar. Contohnya dapat dilihat pada Tabel 1.2 berikut:

Tabel 1.2. Contoh polimer termoset

Tipe	Singkatan	Kegunaan Khas
Fenol-formaldehida	PF	Alat listrik dan elektronik, bagian mobil, perekat plywood, utensil handle
Urea-formaldehida	UF	Sama seperti polimer PF, juga bahan pelapis
Poliester tak jenuh	--	Konstruksi, bagian-bagian mobil, lambung kapal, asesoris kapal, saluran anti korosi, pipa, tangki dan lain-lain, peralatan bisnis.
Epoksi	--	Bahan pelapis protektif, perekat, aplikasi - aplikasi listrik dan elektronik, bahan lantai industri, bahan pengaspal jalan raya, bahan paduan (komposit)
Melamin-formaldehida	MF	MF Sama seperti polimer UF, bingkai dekoratif, tutup meja, perkakas makan.

Sumber: Stevens, 2001

            Diantara plastik - plastik ini, hanya beberapa jenis epoksi yang dikualifikasi sebagai plastik - plastik teknik. Polimer – polimer fenol – formaldehida dan urea – formaldehida dan poliester – poliester tak jenuh menduduki sekitar 90% dari seluruh produksi. Perbandingan produksi antar termoplastik dan plastik termoset kira - kira 6 : 1.

2.2 Fenol   

            Fenol dikenal juga sebagai asam karbolat atau benzenol adalah zat kristal tak berwarna yang memiliki bau khas. Fenol merupakan senyawa organik dengan rumus kimianya adalah C₆H₅OH dan strukturnya memiliki gugus hidroksil (-OH) yang berikatan dengan cincin fenil.

Gambar 1. Struktur molekul fenol

Karakteristik sifat fenol :

§  Rumus molekul           : C6H6O

§  Massa Molar                : 94,11 g/mol

§  Penampilan                  : Transparant kristal padat

§  Densitas                      : 1,07 g/cm³

§  Titik lebur                    : 40,5°C,314 K, 105°F

§  Titik didih                   : 181° C, 455 K, 359°F

§  Kelarutan dalam air     : 8,3 g/100 ml (20°C)

§  Bahaya                                    : korosif, beracun dan jika paparan jangka panjang dan berulang substansi memiliki efek yang merugikan pada hati dan ginjal.

Fenol adalah kunci untuk membangun polikarbonat, epoxies, bakelit, nilon, detergent, dan koleksi besar obat, herbisida dan farmasi.

2.3. Formaldehid

            Senyawa kimia formaldehid( disebut juga metanol atau formalin) merupakan aldehida dengan rumus kimia H2CO yang berbetuk gas atau cair yang dikenal sebagai formalin atau padatan yang dikenal sebagai paraformaldehyde atau trioxane.

            Pada umumnya formaldehid terbentuk akibat reaksi oksidasi katalitik pada metanol. Meskipun dalam udara bebas formaldehid berada dalam wujud gas, tetapi bisa larut dalam air (biasanya dijual dalam kadar 37% menggunakan merek dagang formalin/formol). Dalam air formaldehid mengalami polimerisasi dan sedikit sekali yang ada dalam bentuk monomer H2CO. Umumnya larutan ini mengandung beberapa persen metanol untuk membatasi polimerisasi formalin adalah larutan formladehid dengan kadar antara 10%-40%.

 

Gambar . struktur molekul formaldehi

Karakteristik sifat Formaldehid:

Rumus Molekul           : CH2O

Massa Molar                : 30,03gram

Penampilan                  : gas tak berwarna

Densitas                      :1 Kgm-3 dalam gas

Titik leleh                    :- 117 C (154 K)

Titik didih                   :- 19,3 C (253,9 K)

Kelarutan dalam air     :100 gram/100 mL (20 C)

Bahaya utama             : beracun mudah terbakar

            Formaldehid dapat digunakan untuk membasmi sebagian besar bakteri dan sebagai disenfektan, pengawet dan faksinasi.

            Dalam industri, formaldehida kebanyakan dipakai dalam produksi polimer dan rupa-rupa bahan kimia. Jika digabungkan dengan fenol, urea, atau melamina, formaldehida menghasilkan resin termoset yang keras. Resin ini dipakai untuk lem permanen, misalnya yang dipakai untuk kayu lapis /tripleks atau karpet. Juga dalam bentuk busa-nya sebagai insulasi. Lebih dari 50% produksi formaldehida dihabiskan untuk produksi resin formaldehida.

2.4 Natrium hidroksida (NaOH)

            Natrium Hidroksida atau NaOH juga dikenal sebagai soda kaustik atau sodium hidroksida adalah sejenis basa logam kaustik. NaOH terbentuk dari oksida basa natrium oksida dilarutkan dalam air. Dalam air NaOH membetuk larutan alkalin yang kuat. Natrium Hidroksida murni berbetuk putih padat dan tersedia dalam bentuk pelet, serpihan, butiran, ataupun larutan jenuh 50%. Bersifat lembab cair dan secara spontan menyerap CO2 di udara bebas. Sangat larut dalam air dan melepaskan panas ketika dilarutkan. NaOH larut dalam etanol dan metanol, walaupun kelarutan NaOH dalam kedua cairan ini lebih kecil daripada kelarutan KOH. NaOH tidak dapat larut dalam di etil eter dan pelarut non polar lainnya.

Karakteristik sifat NaOH:

·         Rumus Molekul           : NaOH

·         Massa Molar                : 39,997 gram/mol

·         Penampilan                  :  zat padat putih

·         Densitas                      : 2,1 gram cm3

·         Titik didih                   : 1390C (1663K)

·         Titik leleh                    : 318C (591K)

·         Kelarutan dalam air     :111 gram/100mL (20 C)

·         Kebasaan (p/kb)          : -2,43

·         Bahaya                        : korosif

2.5 Batu didih

Batu didih adalah benda yang kecil, bentuknya tidak rata dan berpori yang biasanya dimasukkan ke dalam cairan yang sedang dipanaskan. Biasanya batu didih terbuat dari bahan silika, kalsium karbonat, porselin, maupun karbon. Batu didh sederhana bisa dibuat dari pecahan-pecahan kaca, keramik, maupun batu kapur, selama bahan-bahan itu tidak bisa larut dalam cairan yang dipanaskan.

Fungsi penambahan batu didih ada dua yaitu

1.      Untuk meratakan panas sehingga panas menjadi homogen pada seluruh bagian larutan

2.      Untuk menghindari titik lewat didih

            Pori-pori dalam batu didih akan membantu penangkapan udara pada larutan dan melepaskannya ke permukaan ( ini akanmenyebabkan timbulnya gelmbung-gelumbung kecil pada batu didih). Tanpa batu didih, maka larutan yang dipanaskan akan menjadi superheated pada bagian tertentu lalu tiba-tiba akan mengeluarkan uap panas yang bisa menimbulkan letupan, ledakan (bumping). Batu didih tidak boleh dimasukkan pada saat larutan akan mencapai titik didihnya. Jika batu didih dimasukkan pada saat hampir mendidih, maka akan terbentuk uap panas dalam jumlah besar secara tiba-tiba. Hal ini menyebabkan ledakan ataupun kebakaran, jadi batu didih harus dimasukkan ke dalam cairan itu ketika mulai dipanaskan. Jika pada batu didik pada tengah-tengah pemanasan karena lupa maka suhu cairan harus diturunkan teelebih dahulu, baiknya batu didih tidak digunakan secara berulang-ulang karena pori-pori dalam batu didih bisa tersumbah oleh kotoran pada cairan.

2.6 Fenol formaldehid

            Phenol formaldehid merupakan resin sintetis yang pertama kali digunakan secara komersial baik dalam industri plastik maupun cat (surface coating). Phenol formaldehid dihasilkan dari reaksi polimerisasi antara phenol dan formaldehid. Reaksi terjadi antara phenol pada posisi ortho maupun para dengan formaldehid untuk membentuk rantai yang crosslinking dan pada akhirnya akan membentuk jaringan tiga dimensi (Hesse, 1991).

            Salah satu aplikasi dari resin phenol formaldehid adalah untuk vernis. Vernis adalah bahan pelapis akhir yang tidak berwarna (clear unpigmented coating). Perkembangan phenol formaldehid untuk aplikasi vernis dan lacquer telah mampu menyaingi produk melamin formaldehid karena harganya yang lebih murah. Selain itu, hasil aplikasinya dapat memunculkan jenis vernis dan lacquer yang berwarna sedangkan melamin formaldehid tidak berwarna sehingga bila diinginkan hasil aplikasi yang berwarna tidak perlu penambahan zat warna. Produk phenol formaldehid ada yang memberikan warna jernih kekuning-kuningan tetapi ada juga yang kecoklatan sampai kemerah-merahan.

            Berdasarkan perbandingan mol reaktan dan jenis katalis yang digunakan, resin phenol formaldehid dibagi menjadi 2 jenis yaitu novolak dan resol. Resol merupakan hasil reaksi antara phenol dengan formaldehid ekses oleh adanya katalis basa. Jenis katalis basa yang sering digunakan adalah natrium hidroksida dan ammonium hidroksida pada pH = 8-11.          Produk phenol formaldehid yang dihasilkan dengan katalis natrium hidroksida akan mempunyai sifat larut dalam air dan apabila katalis yang digunakan ammonium hidroksida akan memberikan sifat tidak larut dalam air yang dikarenakan terbentuk bis dan tris hydroksylbenzylamin (Martin, 1956).

            Novolak merupakan hasil reaksi antara phenol ekses dengan formaldehid oleh adanya katalis asam. Jenis katalis asam yang sering digunakan adalah asam sulfat, asam klorida, dan asam oksalat dengan konsentrasi rendah. Hasil reaksi akan membentuk produk yang termoplast dengan berat molekul 500 - 900. Agar novolak menjadi bersifat termoset maka membutuhkan

 pemanasan dan penambahan crosslinking agent (Frisch, 1967).

            Pada novolak, reaksi polikondensasi dapat berlangsung sempurna sampai membentuk rantai dengan struktur methylene link dan phenol terminate tanpa adanya gugus fungsional dan tidak dapat cure dengan sendirinya. Pada suasana asam, raeksi kondensasi (pembentukan jembatan methylene) berjalan cepat dibanding pembentukan gugus methylol (Hesse, 1991).

Tahap reaksi dalam pembentukan novolak, meliputi :

a. Reaksi Adisi (Methylolasi)

Pada tahap pertama, phenol dan formaldehid akan bereaksi membentuk monomethylol phenol.

                       

Gambar 1. Reaksi Methylolasi

b. Reaksi Kondensasi Polimerisasi (Methylenasi)

            Pada tahap ini, gugus methylol akan bereaksi dengan phenol membentuk jembatan methylene dan air.

 Gambar 2. Reaksi Methylenasi

Tahap reaksi pembentukan resol, meliputi :

a. Reaksi Adisi (Methylolasi)

Pada tahap pertama, phenol dan formaldehid akan bereaksi secara adisi membentuk monomethylol phenol.

            Pada monomethylol phenol ini masih ada 2 gugus reaktif yang dapat bereaksi lagi dengan formaldehid menjadi dimethylol phenol.

dan pada akhirnya membentuk trimethylol phenol.

Gambar 3. Reaksi Methylolasi

b. Reaksi Kondensasi Polimerisasi

 Gambar 1. Reaksi kondensasi polimerisasi

            Monomer dan dimer tersebut akan terus bereaksi dan berat molekul dari resin akan meningkat. Resol terbentuk pada suasana basa (Frisch, 1967)

BAB III

METODELOGI

1.1              Alat  dan Bahan

a.      Peralatan yang digunakan dalam percobaan adalah :

1.      Neraca analitik                                          6. Pipet tetes  

2.      Tabung reaksi                                            7. Lampu  bunsen

3.      Pengaduk                                                  8. Penjepit

4.      Pipet volume                                             9. Cetakan (cawan porselen)

5.      Pro pipet

b.      Bahan- bahan yang digunakan dalam percobaan adalah:

Ø  Larutan fenol

Ø  Larutan formaldehid 37 %

Ø  Larutan NaOH 2,5 N

Ø  Batu didh

Ø  Aluminium foil

1.2              Langkah kerja

·          Disiapkan alat dan bahan yang akan digunakan.

·         Dipipet 1 cc larutan phenol kemudian dimasukkan dalam tabung reaksi.

·         Ditambahkan 2mL larutan formaldehid 37%, kemudian digoyang-goyang tabung reaksi tersebut agar larutan homogen.

·         Ditambahkan 2 tetes larutan NaOH 2,5N dan dimasukkan batu didih secukupnya ke dalam tabung reaksi, kemudian tabung reaksi dijepit lalu dipanaskan sampai larutan bewarna putih susu

·         Dihentikan pemanasan, dibiarkan campuran terpisah menjadi dua fase. Lapisan atas diambil dengan pipet tetes (lapisan atas berupa sebagian besar air, dan lapisan bawah berupa cairan kental berwarna kuning)

·         Kemudian lapisan bawah dipanaskan kembali sampai terbentuk menjadi coklat kemudian mengembang dan akhirnya akan berubah menjadi padatan seperti kaca yang berwarna coklat kemerahan, setelah di tuang ke dalam cetakan yang telah dilapisi aluminium foil.

1.3              Anali sis Data

Tabel 1. Perbandingan hasil pembuatan polimer dari semua kelompok

No	Kelompok	B.Cetakan kosong	B. Cetakan + polimer	Berat polimer	Waktu Polimerisasi
1.	I	129,369 gram	131,282 gram	1,913 gram
2.	II	34,081 gram	35,705 gram	1.624 gram
3.	III	143,811 gram	146,681 gram	2,870 gram	15 menit
4.	IV	132,553 gram	135,156 gram	2,002 gram
5.	V	125,320 gram	128,210 gram	2,890 gram	3,50 menit
6.	VI	41, 125 gram	42,752 gram	1,627 gram	9 menit
7.	VII	134, 709 gram	135,270 gram	0,561 gram	13 Menit

Ket :

ü  Volume fenol : 1 ml

ü  Volume formaldehid 37% : 2 ml

ü  V NaOH : 22 tetes

Perubahan Warna saat Polimerisasi

1.      Phenol +  Formaldehid = coklat

2.      Phenol + formaldehid + NaOH 2,5 N = Coklat Tua

3.      Phenol + Formaldehid + NaOH 2,5 N setelah dipanaskan = Coklat muda   endapan putih                         lalu dipanaskan kembali untuk menghilangkan air      larutan berwarna coklat kemerahan               dituang pada cetakan yang dilapisi aluminium foil dan biarkan mengeras dan membeku.

3.4 Perhitungan

Diketahui :

·         ρ Fenol = 1,07 gram /mL                                BM fenol = 94, 11 gram / mol

·         ρ Formaldehid 37% = 1,08 gr/mL                  BM formaldehid = 30,03 gram/mol

Ditanya :

Ø  Massa fenol    = V. Fenol x ρ Fenol

                        = 1mL x 1,07 gram/mL = 1, 07gram

Ø  Massa formaldehid   = V. Formaldehid x ρ Formaldehid

                                     = 2 mL x 1, 08 gram/mL = 2,16 gram

Sehingga:

Mol Fenol       =

                        = =0,011 mol

Mol Formaldehid      = 37%

                                    =(2,16 gram) / (30,03gram/mol) 0,37 = 0,026 mol

Perbandingan mol P/F          =

                                                = (0,011mol)  / (0,026mol) = 0,423                 P/F < 1

Derajat polimerisasi (DP)

Diketahui : Massa polimer : 0,561 gram

Mr Fenol formaldehid          = (massa fenol formaldehid) / (mol formaldehid)

                                                =0,561 gram / 0,011 mol = 51 gram/mol

Mr monomer (fenol+formaldehid) = 94,11 gram/mol+30,03 gram/mol = 124,14 gram/mol

Maka derajat polimerisasi polimer fenol formaldehid adalah :

DP       = Mr polimer/Mr monomer

            = 51 gram/mol / 124,14 gram/mol= 0,41

BAB IV

PEMBAHASAN

            Pada pratikum teknik pembuatan polimer fenol formaldehid bertujuan agar kami sebagai praktikan dapat mengetahui proses pembuatannya dan mampu melakukan percobaan pembuatan fenol formaldehid dengan menggunakan katalis basa (NaOH)  serta mampu mengenali ciri-ciri polimerisasi kondensasi dalam pembuatan polimer ini.

            Phenol formaldehid merupakan resin sintetis yang pertama kali digunakan secara komersial baik dalam industri plastik maupun cat (surface coating). Phenol formaldehid dihasilkan dari reaksi polimerisasi kondensasi antara phenol dan formaldehid. Reaksi terjadi antara phenol pada posisi ortho maupun para dengan formaldehid untuk membentuk rantai yang crosslinking dan pada akhirnya akan membentuk jaringan tiga dimensi (Hesse, 1991).

            Secara teoritis pembuatan fenol formaldehid dengan menggunakan katalis basa dengan perbandingan mol reaktan P/F > 1, produk yang dihasilkan adalah jenis resol yang bersifat termoset. Resol merupakan hasil reaksi antara phenol dengan formaldehid ekses oleh adanya katalis basa. Jenis katalis basa yang sering digunakan adalah natrium hidroksida (NaOH) dan ammonium hidroksida (NH₄OH ) pada pH = 8-11. Produk phenol formaldehid yang dihasilkan dengan katalis natrium hidroksida akan mempunyai sifat larut dalam air dan apabila katalis yang digunakan ammonium hidroksida akan memberikan sifat tidak larut dalam air yang dikarenakan terbentuk bis dan tris hydroksylbenzylamin (Martin, 1956).

            Pembuatan resin fenol formaldehid jenis resol ini adalah dengan mereaksikan 1 cc larutan fenol dengan 2 cc larutan formaldehid 37% dalam tabung reaksi, kemudian tabung digoyang- goyang agar larutan homogen. Fenol dan formaldehid adalah sebagai monomer – monomer  dari polimer fenol formaldehid. Adapun fungsi penambahan fenol adalah sebagai bahan dasar pembutan resin sedangkan formaldehid merupakan sebagai  bahan larutan chemical intermediate.

            Dalam keberadaan katalis basa, formaldehid bisa mengalami reaksi carnizzaro, menghasilkan asam format dan metanol,

            Aldehid yang digunakan dalam industri fenoplas adalah metanal (formaldehid). Rekasi katalis oleh asam dan basa, dan hasil yang terbentuk tergantung pada macam katalis yang dipakai dan perbandingan molar fenol formaldehid. Reaksi fenol dan metanal menghasilkan pemasukkan gugus CH₂OH ke dudukan 2 dan 4 dalam fenol. Nyata sekali bernagai fenol alkohol dapat terbentuk .

            Untuk mempercepat reaksi pembentukan polimer dibutuhkan penambahan katalis. Katalis yang dugunakan adalah NaOH 2,5N sebanyak 22 tetes. Penambahan NaOH dan pemanasan bertujuan untuk mencapaui pH optimum yaitu pH 10 untuk produk jenis resol yang akan dibuat.

            NaOH (soda kaustik) adalah sejenis basa logam kaustik yang tersedia dalam bentuk serpihan, pelet, butiran, ataupun, larutan jenuh. 50% . bersifat higroskopis dan sangat larut dalam air, etanol, metanol, tetapi tidak larut dalam dietil eter dan pelarut non polar lainnya.

Pemanasan larutan di lakukan diatas nyala api bunsen sebelum pemansan dilakukan, ke dalam tabung reaksi ditambahkan batu didih dari pecahan porselin. Batu didih berfungsi untuk meratakan panas sehingga panas menjadi homogen pada seluruh bagian larutan dan untuk menghindari titih lewat didih dan menghindari super heated pada larutan.

Batu didih tidak boleh dimasukkan pada saat larutan akan mencapai titik didihnya, karena jika batu didih dimasukkan pada saat larutan akan mencapai titik didihnya, maka akan terbentuk uap panas secara besar-besaran secara tiba-tiba. Hal ini bisa menyebabkan ledakan, atau kebakaran.

Pada  pembentukan resol, ada 2 tahap  reaksi pembentukannya yaitu :

a. Reaksi Adisi (Methylolasi)

Pada tahap pertama, phenol dan formaldehid akan bereaksi secara adisi membentuk monomethylol phenol.

            Pada monomethylol phenol ini masih ada 2 gugus reaktif yang dapat bereaksi lagi dengan formaldehid menjadi dimethylol phenol.

dan pada akhirnya membentuk trimethylol phenol.

Gambar 3. Reaksi Methylolasi

b. Reaksi Kondensasi Polimerisasi

 Gambar 1. Reaksi kondensasi polimerisasi

            Monomer dan dimer tersebut akan terus bereaksi dan berat molekul dari resin akan meningkat. Resol terbentuk pada suasana basa (Frisch, 1967).

            Pada jenis resol, reaksi berlangsung pada suasana basa. Pada suasana basa reaksi addisi berjalan dengan cepat sedangkan reaksi kondensasi (pembentukan jembatan methylen) berjalan lambat sehingga produk yang terbentuk bersifat termoset.

Beberapa kegunaan fenol formaldehid:

1. Peralatan Listrik
2. Furniture
3. Lem yang tahan air untuk Plywood
4. Pengikat antar bahan misal untuk isolasi terhadap panas

KESIMPULAN

Dari hasil pembahasan di atas dapat disimpulkan sebagai berikut:

1.      Fenol formaldehid adalah polimer sintetik yang dibuat melalui proses kodensasi dengan produk sampingnya air.

2.      Resin fenol formaldehid yang terbentuk adalah jenis resol dengan katalis basa (NaOH) dan perbandingan mol reaktan kurang dari 1.

3.       

DAFTAR PUSTAKA

Frisch, K.C., (1967), “Phenolic Resin and Plastics dalam Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology”, Vol. 15 Edisi 2, Mei Ya Publication Inc

Hesse, W., (1991), “Phenolic Resin” dalam Ulmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. 19 Edisi 5, VCH Publishers, New York

;