## Urea-Formaldehid Konsentrat Sebagai Bahan Baku Resin Urea-Formaldehid
Dila Athariqa 1 , Selvi Mayangsari Oktapia 1 , Dicky Dermawan 2
Program Studi Teknik Kimia Itenas, Jl. PHH Mustafa 23 Bandung 40124 Email: Dilaathariqa99@gmail.com , selvimayang875@gmail.com
Received January 21, 2022 | Revised March 23, 2022 | Accepted March 24, 2022

## ABSTRAK
Panel kayu merupakan produk yang terbuat dari bahan kayu yang direkatkan dengan menggunakan resin, bahan perekat yang digunakan dalam produksi kayu lapis merupakan resin urea-formaldehid (UF). Resin UF adalah resin thermosetting yang terbuat dari urea dan formaldehid yang akan mengeras jika dipanaskan dan dapat dicetak ulang. Pada penelitian ini, pembuatan resin UF menggunakan bahan baku dari Urea Formaldehyde Concentrate (UFC). Tujuan dari penelitian ini mempelajari pengaruh perubahan sifat dan kinerja resin UF dari UFC, pengaruh rasio molar pada tahap metilolasi dan kondensasi, dan menguji efektivitas resin UF melalui aplikasi pembuatan panel kayu dengan cara menguji Internal Bonding (IB) Strength dan emisi formaldehid. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan maka didapatkan bahwa pembuatan resin UF dengan bahan baku UFC memiliki gel time yang lebih panjang sehingga menurunkan IB Strength, dan free formaldehyde yang rendah sehingga emisi formaldehid akan menurun dibandingkan dengan nilai IB Strength maupun emisi formaldehid dari resin UF dari urea dan formaldehid.
Kata kunci:Resin urea-formaldehid, UFC, plywood,rasio molar awal, rasio molar akhir, internal bonding (IB) strength, emisi formaldehid.

## ABSTRACT
Wood panel are a product made of a wood inggriidients glued together by using resin. The main adhesive used in plywood production is urea-formaldehyde resin (UF). UF resin is a thermosetting resin made from urea and formaldehyde, where this resin to be hardened if heated and reprinted. The purpose of this research is affects changes in  properties and performance from UF resin made from UFC, effects of molar ratio at the metylolation and condentation stage, and tests the effectiveness of UF resin with a wooden paneling application by testing Internal Bonding (IB) Strength, and formaldehyde emission. According to this research it has been obtained that UF resin with UFC material has a lengthly gel time therefor lower IB Strength value, and low free formaldehyde so that formaldehyde emission will decreased when compared with IB Strength value as well as formaldehyde emissions from UF resin with urea and formaldehyde materials.
Keywords:Urea-Formaldehyde resin, UFC, plywood, initial molar ratio, final molar ratio, internal bonding (IB) strength, formaldehyde emissions,

## 1. PENDAHULUAN
Panel kaya adalah lembaran datar yang terbuat dari bahan berbasis kayu yang direkatkan dengan perekat [1].  Panel  kayu  biasanya  digunakan  untuk  komponen  furnitur  maupun  bahan  pendukung  bangunan. Produk panel kayu yang paling umum diproduksi adalah kayu lapis, papan partikel, dan Medium Density Fiberboard  (MDF).  Kualitas  dari  panel  kayu  dapat  ditentukan  oleh  beberapa  parameter,  yaitu  emisi formaldehid dan internal bonding strength. Resin urea-formaldeid (UF) merupakan resin yang biasanya digunakan dalam pembuatan panel kayu, resin UF ini memiliki keuntungan daya rekat yang kuat, dan harga yang relatif lebih murah dibandingkan dengan perekat lainnya. Resin UF memiliki karakteristik yang berbeda-beda selama penyimpanan hingga resin terseparasi, hal ini dapat dipengaruhi oleh pH, specific gravity , maupun viskositasnya. Menurut Giovanni et al [2] reaksi-reaksi pembentukan resin UF ini yaitu dengan reaksi metilolasi dan reaksi kondesasi. Gambar 1 merupakan tahap metilolasi terbentuk senyawa-senyawa metilol.

## Gambar 1. Reaksi metilolasi
Pada tahap kondensasi senyawa-senyawa metilol akan bereaksi dengan gugus hidroksil yang disertai dengan pelepasan molekul air dengan reaksi yang dapat dilihat pada Gambar 2.

## Gambar 2. Reaksi kondensasi
Kondensasi akan terus berlanjut menghasilkan beragam senyawa pentamer, heksamer, dan seterusnya yang akan mengakibatkan derajat polimerisasi dan berat molekul semakin meningkat sehingga reaksi ini akan diikuti dengan kenaikan viskositas. Resin UF yang terbuat dari urea dan formalin memiliki kelemahan  yaitu  lebih  cepat  mengalami  separasi  selama  penyimpanan,  sehinggal  hal  tersebut  dapat diatasi dengan penggunaan bahan baku lain yaitu Urea Formaldehyde Concentrate (UFC). UFC atau dikenal juga sebagai Tetra Methylol Urea atau TMU yang mengandung urea dan formaldehid engan rasio molar 4,0-6,5. UFC memiliki shelf time yang lebih panjang dikarenakan dalam kondisi cenderung basa yaitu pada pH 8-9, dan kandungan air yang cukup rendah. Menurut Richard M.Rammon et al [3] UFC dihasilkan dari reaksi antara urea dan formaldehid seperti pada Gambar 3.
Gambar 3. Reaksi  pembentukan Tri Methylol Urea
Pembuatan  UFC  menurut  Moore  [4]  dapat  dibuat  dengan  dua  cara  yaitu  di  pabrik  formalin  melalui absorpsi uap formalin yang di spray kan dengan larutan urea, dan dengan cara mencampurkan larutan formalin pekat dengan urea sehingga dicapai rasio molar F/U  yang diinginkan dan disesuaikan pHnya yaitu 8,8-9,5. Setelah itu campuran dipanaskan pada suhu kisaran 50 o C sampai 60 o C.
Sama halnya dengan pembuatan resin UF dari urea dan formaldehid, resin UF dengan bahan baku UFC ini dilakukan dengan penggantian formalin yang digunakan dimana pada pembuatan resin UF dengan UFC ini UFC akan ditambahkan dan kemudian ditambahkan Urea dengan mengurangi massa urea yang akan diumpankan diawal dengan mengurangi jumlah urea yang terkandung didalam UFC. Reaksi yang terlibat sebagai berikut :
Mula-mula UFC atau TMU terbentuk dari senyawa-senyawa metilol yang dapat dilihat pada Gambar 4.

## Gambar 4. Reaksi metilolasi pembentukan UFC
Selanjutnya senyawa TMU yang tebentuk akan direaksikan dengan urea pada saat pembuatan resin UF yang dapat dilihat pada Gambar 5.
+ → + H 2 O
Gambar 5. Reaksi kondensasi
Pembuatan resin UF dengan bahan baku UFC ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh terhadap sifat dan kinerja resin, perubahan terhadap rasio molar awal dan akhir, serta mengetahui efektifitas resin UF terhadap nilai IB Strength dan emisi formaldehid.

## 2. METODOLOGI

## 2.1 Bahan dan Alat
Pada pembuatan resin UF dengan bahan baku Urea dan Formaldehid maupun resin UF dengan bahan baku UFC menggunakan formaldehid yang berasal dari plant formalin di PT. Dover Chemical, dan urea yang digunakan merupakan produk dari PT. Pupuk Sriwidjaja Palembang (Pusri). Pembuatan resin UF maupun  UFC  dibuat  didalam  reaktor  yang  dilengkapi  dengan  agitator,  thermometer, heater, dan waterbath . Resin UF yang telah dibuat akan dilakukan pengujian efektivitas pada panel kayu, dimana sebelumnya  akan  dibuat  terlebih  dahulu glue mix- nya  dengan  cara  mencampurkan  200  gram  resin dengan filler dengan jenis tepung anggrek hingga viskositasnya 18-22 cP dan ditambahkan hardener NH 4 Cl dengan  pH sekitar 5,3. Panel kayu yang akan dibuat menggunakan terbuat dari  kayu sengon dengan ukuran 40 cm x 40 cm  sebanyak 3 ply terdiri dari 1 core dengan tebal 2,23 mm , serta sepasang face dan back dengan tebal 0,33 mm.

## 2.2 Metode
Dalam  proses  pembuatan  Urea-Formaldehid  Concentrate  (UFC)  secara  singkat  dinyatakan  sebagai proses  menggabungkan  larutan  formaldehida  dengan  urea.  Dimana  larutan  formaldehida  yang digunakan mengandung 30 sampai 50% (%berat). Dalam jumlah formaldehid dan urea tersebut sehingga menghasilkan rasio mol F/U = 4,4 sampai 6,5. Kemudian menyesuaikan pH campuran reaksi dengan
kisaran  pH  8,8  hingga  9,5.  Setelah  itu  memanaskan  campuran  tersebut  pada  suhu  dalam  kisaran  50 sampai 60 o C, selama 30 sampai 60 menit.
Gambar 6. Diagram proses pembuatan UFC
Pembuatan resin UF standar dari urea dan formalin maupun resin UF dari UFC, pembuatan resin UF tersebut dilakukan didalam reaktor yang dilengkapi dengan agitator, termometer, heater , dan waterbath . Pada pembuatan resin UF dari urea dan formalin dimana formalin dengan konsentrasi 35% dimasukan dan ditambahkan larutan kaustik hingga pH menjadu 7,9-8,1, selanjutnya urea pertama ditambahkan sehingga  menghasilkan  rasio  molar  F/U  =  2,30.  Campuran  diaduk  dan  dipanaskan  hingga  80- 90℃.selanjutnya di holding selama 20 menit. Setelah itu, urea kedua ditambahkan dengan rasio F/U = 2.15. Setelah larutan homogen, pH larutan diatur ke 4,0-4,4 dengan penambahan larutan asam format untuk memulai proses kondensasi, yang dilanjutkan sampai titik akhir pertama tercapai, di mana setetes air resin berubah menjadi keruh pada 50 ℃ ( cloudy pada T=50℃). Urea ketiga kemudian ditambahkan hingga mencapai F/U = 1,80. Untuk mengurangi laju kondensasi, pH kemudian sedikit dinaikan menjadi 4,4-4,7 yang dilanjutkan dengan tercapainya titik akhir kedua tercapai dengan viskositas antara 40-45 cPs pada 60 ℃. Langkah kondensasi kedua ini diakhiri dengan menyesuaikan pH menjadi 7,9-8,1. Lalu ditambahkan boraks (0,07% berat total massa) kedalam larutan. Setelah pendinginan hingga 45 ℃, urea tambahan  ditambahkan  untuk  mencapai  rasio  F/U  akhir  1,60.  Pembuatan  resin  UF  diulangi  dengan proses  yang  sama  akan  tetapi  divariasikan  dengan  rasio  mol  awal  2,25;  2,50;  2,75;  dan  3,00.  Hasil pembuatan UFC dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 7. Diagram proses pembuatan Resin UF dari Formalin
Pada  Gambar  7  merupakan  proses  pembuatan  resin  UF  dari  UFC  dimana  mula-mula  dilakukan pengumpanan  larutan  UFC  45%  (%berat)  dan  dilakukan  penambahan  air  hingga  menghasilkan konsentrasi 35%. Kemudian ditambahkan urea pertama (U1) sehingga diperoleh rasio mol F/U1 = 2,30. Campuran  diaduk  dan  dipanaskan  hingga  80-90 o C.  Setelah  itu  larutan  di- holding selama  20  menit. Setelah itu urea kedua (U2) ditambahkan sehingga rasio mol menjadi F/U2 = 2,15. Setelah urea larut pH reaksi kemudian disesuaikan dengan ditambahkan larutan formic acid untuk memulai kondensasi dengan pH 4,0-4,4. Setelah diasamkan, campuran dibiarkan bereaksi sambil dilakukan pengecekan end point pertama (EP1) telah tercapai. Pengecekan EP1 dilakukan sampai di mana setetes air resin berubah menjadi keruh pada 50 ℃ (cloudy pada T=50℃). Setelah EP1 tercapai, dilanjutkan dengan menaikkan pH  hingga  4,4-4,7  menggunakan  NaOH  55%.  Setelah  itu,  urea  ketiga  (U3)  ditambah  ke  campuran hingga  F/U  =  1,8.  Kemudian,  dilakukan  pengecekan end point kedua  (EP2),  EP2  tercapai  hingga viskositas yang didapatkan antara 40-45 cPs pada 60℃. Selanjutnya ditambah NaOH hingga mencapai pH 7,9-8,1 ditambahkan boraks dengan komposisi 0,07% dari berat larutan, serta temperatur reaktor diturunkan. Pada saat suhu 45 o C dilakukan penambahan urea terakhir (U4) hingga diperoleh rasio mol akhir F/U4 sebesar 1,60. Pembuatan resin UF dari UFC diulangi dengan memvariasikan rasio mol awal yaitu 2,25; 2,50; 2,75; dan 3,00.
Gambar 8. Diagram proses pembuatan Resin UF dari UFC dengan variasi rasio molar awal
Setelah melakukan pembuatan resin UF dengan variasi rasio molar awal yang telah ditentukan maka dilakukan pembuatan resin UF dengan rasio molar akhir yaitu 1,5, 1,4, 1,3, 1,2, dan 1,1 Pembuatan resin UF ini dilakukan dengan prosedur yang sama persis seperti variasi rasio molar awal yang dapat dilihat pada Gambar 8 maupun Gambar 9.
Gambar 9. Diagram proses pembuatan Resin UF dari UFC dengan variasi rasio molar akhir

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
UFC  dibuat  dengan  sebanyak  27  sampel  dengan  jumlah buffer yang  digunakan  berbeda-beda  yaitu jumlah NaOH, NH 3 , maupun borax. Pada setiap sampel UFC yang dibuat didapati mengalami penurunan pH, hal ini dapat terjadi karena selama waktu penyimpanan reaksi antara monomer yang ada dalam UFC tetap berlangsung walaupun sangat lambat yang menyebabkan penurunan pH. Namun setelah diamati pada beberapa sampel terjadi sedikit penurunan pH atau cenderung stabil. Sampel 26 merupakan salah satu  sampel  yang  pH  nya  cenderung  stabil  dan  mempunyai  kapasitas buffer yang  baik,  hal  ini dikarenakan boraks lebih mudah larut dan juga tidak mudah terpengaruh oleh kondisi sedangkan NH 3 dapat membuat UFC kurang reaktif, dan memiliki fasa cair sehingga dapat mempengaruhi stabilitas dari UFC itu sendiri, sehingga sampel tersebut yang diambil untuk membuat UFC sebagai bahan baku resin UF.  Dimana  sampel  26  menggunakan  kedua buffer yaitu  NH 3 dan  borax  masing-masing  sebanyak 0,04% dari jumlah total larutannya yang dijelaskan pada Tabel 1.

## Tabel 1. Analisa UFC
Variasi Formalin gram Air gram Urea gram NaOH pH NH3 gram Borax gram hari ke- 3 hari ke- 7 Viskositas hari ke- 18 Viskositas NaOH (ml) H2SO4 (ml) Total (ml) 1 60 48 25 7,4 0,0000 0,0000 7,1 6,1 (-A) 5,5 (-A) 1,1 0,8 1,9 2 60 48 25 7,4 0,0000 0,0296 7,1 6,8 (-A) 5,8 (-A) 0,8 0,9 1,7 3 60 48 25 7,4 0,0296 0,0000 7,1 6,8 (-A) 6,5 (-A) 0,75 0,95 1,7 4 60 48 25 7,4 0,0296 0,0296 7,4 6,8 (-A) 6,5 (-A) 0,75 0,95 1,7 5 60 48 25 7,4 0,0296 0,0593 7,4 7,4 (-A) 6,5 (-A) 0,75 0,9 1,65 6 60 48 25 7,4 0,0000 0,0593 7,4 6,8 (-A) 6,5 (-A) 0,75 0,85 1,6 7 60 48 25 7,4 0,0593 0,0000 7,1 6,5 (-A) 5,8 (-A) 0,9 0,85 1,75 8 60 48 25 7,4 0,0593 0,0593 7,4 6,8 (-A) 6,8 (-A) 0,65 0,9 1,55 9 60 48 25 7,4 0,0593 0,0296 7,4 6,8 (-A) 6,5 (-A) 0,75 0,95 1,7 10 60 48 25 7,7 0,0000 0,0000 7,4 7,4 (-A) 6,5 (-A) 0,75 0,9 1,65 11 60 48 25 7,7 0,0000 0,0266 7,4 7,1 (-A) 7,1 (-A) 0,7 0,95 1,65 12 60 48 25 7,7 0,0266 0,0000 7,4 6,8 (-A) 6,5 (-A) 0,75 0,9 1,65 13 60 48 25 7,7 0,0266 0,0266 7,4 6,8 (-A) 6,8 (-A) 0,8 0,85 1,65 14 60 48 25 7,7 0,0266 0,0532 7,7 7,4 (-A) 7,1 (-A) 0,7 1 1,7 15 60 48 25 7,7 0,0000 0,0532 7,4 6,8 (-A) 6,8 (-A) 0,65 0,9 1,55
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 ,00 ,500 1,00 1,500 2,00 2,500 3,00 3,500 4,00 pH Temp erat ur ( °C) Waktu (Jam) UFC = 1109,36 gram + Air = 454,03 gram + larutan NaOH = 48% Larutan CH 2 O 2 35% NaOH Larutan NaOH 48% +Boraks 0,07% Urea 1 182,95 gram
Urea 2 62,16 gram Urea 3 86,33 gram Urea 4 106,06 gram F/U=2,5 F/U=2,15 F/U=1,8 F/U=1,5
EP1 Cloudy (T=50  C)
EP2 42,02 cPs
(T=60  C)

## Urea Formaldeid Konsentrat Sebagai Bahan Baku Resin Urea-Formaldehid
Variasi Formalin gram Air gram Urea gram NaOH pH NH3 gram Borax gram hari ke- 3 hari ke- 7 Viskositas hari ke- 18 Viskositas NaOH (ml) H2SO4 (ml) Total (ml) 16 60 48 25 7,7 0,0532 0,0000 7,4 7,1 (-A) 6,5 (-A) 0,75 0,9 1,65 17 60 48 25 7,7 0,0532 0,0532 7,4 6,8 (-A) 6,8 (-A) 0,75 0,9 1,65 18 60 48 25 7,7 0,0532 0,0266 7,7 7,7 (-A) 7,4 (-A) 0,55 1,1 1,65 19 60 48 25 8 0,0000 0,0000 7,7 7,1 (-A) 6,5 (-A) 0,75 0,85 1,6 20 60 48 25 8 0,0000 0,0266 7,7 7,4 (-A) 7,4 (-A) 0,55 1,1 1,65 21 60 48 25 8 0,0266 0,0000 8 7,7 (-A) 7,4 (-A) 0,55 1 1,55 22 60 48 25 8 0,0266 0,0266 8 7,7 (-A) 7,4 (-A) 0,55 1,1 1,65 23 60 48 25 8 0,0266 0,0532 8 7,7 (-A) 7,4 (-A) 0,55 1,25 1,8 24 60 48 25 8 0,0000 0,0532 8 7,7 (-A) 7,7 (-A) 0,45 1,2 1,65 25 60 48 25 8 0,0532 0,0000 8 7,9 (-A) 7,4 (-A) 0,55 1,1 1,65 26 60 48 25 8 0,0532 0,0532 8 7,9 (-A) 7,9 (-A) 0,25 1,2 1,45 27 60 48 25 8 0,0532 0,0266 8 8 (-A) 7,9 (-A) 0,3 1,3 1,6
Selama penyimpanan resin UF dari formalin maupun UFC perlu diperhatikan sifat-sifat dari resin itu sendiri  sebagai  parameter  kualitas  resin,  karena  selama  penyimpanan  resin  tersebut  memungkinkan terjadinya penuruan pH sehingga reaksi polimerisasi akan terjadi dengan laju reaksi yang lebih rendah, selain  itu  viskositas  dari  resin  juga  dapat  meningkat  selama  penyimpanan  sehingga  perubahan- perubahan dari sifat kimia-fisik resin perlu diperhatikan yang telah ditampilkan pada Tabel 2. Resin tersebut dapat membentuk endapan sehingga resin tersebut tidak layak digunakan. Resin apabila sudah melebihi  umur  simpannya  contohnya  seperti  pada  saat  pengecekan  stabilitas  didapatkan  nilai viskositasnya berubah drastis atau mengalami separasi berupa endapan resin dan masih tetap digunakan akan menghasilkan produk panel kayu yang kurang baik. Sehingga lebih disukai apabila resin memiliki shelf-life yang cukup lama. Selama waktu penyimpanan, viskositas resin mengalami perubahan. Hal-hal tersebut perlu diperhatikan jika jarak antara produsen dengan customer relatif jauh sehingga resin akan disimpan selama beberapa waktu untuk mencegah terbentuknya endapan dan resin akan membentuk gel.

## Tabel 2. Data sifat kimia-fisik Resin UF
Jenis Resin UF dari- Formalin UFC Rasio Awal 2,25 2,5 2,75 3,0 2,25 2,5 2,75 3,0 μ (cPs) 96,8 91,2 90,4 83,6 98,2 104,7 83,4 97,8 pH 8,3 8,3 8,3 8,1
8,1 8,3 8,3 8,3 Gelation Time (s) 41 43 48 49 58,07 58,09 58 59,06
Viskositas pada glue mix yang telah dibuat akan dilakukan pengujian terhadap pot life . Pengujian pot life bertujuan  untuk  mengetahui  berapa  lama  waktu  yang  dibutuhkan  sejak glue mix dibuat  hingga mengeras. Penggunaan UFC sebagai bahan baku membuat resin UF mengalami pot life yang semakin lama yaitu sekitar 260 menit, 150 menit, 160 menit dan 180 menit sedangkan pada resin UF dengan bahan baku formalin sekitar 150 menit sampai dengan  170 menit. Hal ini dapat dikarenakan karena pengaruh  penggunaan  NH 3 yang  dapat  menghambat  laju  penurunan  pH  sehingga  reaksi  antara  resin dengan hardener akan berlambat lambat, hal ini menjadi keuntungan tersendiri dimana glue mix resin dapat digunakan dalam jangka waktu yang panjang.

## (a)
(b)
Gambar 10. (a) Hubungan viskositas Glue Mix terhadap waktu pada Resin UF berbahan Baku UFC, (b)

## Hubungan viskositas Glue Mix terhadap waktu pada Resin UF berbahan baku formalin
Penggunaan  UFC  sebagai  bahan  baku  resin  UF  dapat  mempengaruhi  nilai IB strength dimana  nilai internal bonding strength resin  UF  dari  formalin  memiliki  nilai  yang  jauh  lebih  baik  dibandingkan dengan resin UF dari UFC yaitu untuk resin UF memiliki nilai intenal bonding strength untuk variasi rasio molar awal 2,25, 2,5, 2,75, dan 3,0 berturut-turut sebesar 1,299 Mpa, 1,143 Mpa, 1,104 Mpa, dan 1,402 Mpa, sedangkan untuk nilai internal bonding strength resin UF dari UFC untuk variasi rasio molar awal 2,25, 2,5, 2,75, dan 3,0 berturut-turut sebesar 0,778 Mpa, 0,860 Mpa, 0,826 Mpa, dan 0,813 Mpa seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10. Hal ini dapat dipengaruhi oleh gel time, dimana gel time dari resin UF berbahan baku UFC lebih lambat dibandingkan resin UF dari formalin, selain itu terjadi karena pada  proses  pembuatan  UFC  menggunakan  NH 3 ,  dimana  ammonia  tersebut  berperan  sebagai buffer sehingga pada saat mereaksikan resin dengan hardener bereaksi lebih lambat, yang menyebabkan laju curing lama sehingga waktu yang dibutuhkan resin untuk mengeras semakin panjang, sehingga nilai IB Strength yang dihasilkan lebih rendah dibanding resin UF dengan formalin seperti pada Gambar 11.
Gambar 11. Pengaruh variasi mol awal dan bahan baku terhadap nilai Internal Bonding Strength
Selain mempengaruhi nilai internal bonding strength penggunaan UFC sebagai bahan baku resin UF dapat mempengaruhi emisi formaldehid yang dihasilkan. Dimana ditampilkan dalam Gambar 12.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 100 200 300 Visk ositas ( cP s) Waktu (Menit) 2,25 2,5 2,75 3 0 20 40 60 80 100 ‐50 50 150 250 Viskosit as (c P s) Waktu (menit) 2,25 2,5 2,75 3

## Urea Formaldeid Konsentrat Sebagai Bahan Baku Resin Urea-Formaldehid

## Gambar 12. Pengaruh variasi mol awal dan bahan baku terhadap emisi Formaldehid
Dapat  dilihat  pada  Gambar  12,  bahwa  nilai  emisi  formaldehid  cenderung  sama.  Namun  jika dibandingkan antara nilai emisi resin dari formalin dan dari UFC, didapatkan hasil bahwa emisi untuk resin  UF  dari  formalin  lebih  besar  dibanding  resin  UF  dari  UFC.  Karena  apabila  dilihat  dari  hasil pengujian free formaldehyde menunjukan  bahwa  formaldehid  bebas  pada  resin  UF  dari  formalin cenderung lebih banyak dibandingkan dari UFC. Selain itu dapat pula diakibatkan formaldehid yang dirilis dari dekomposisi ikatan dimethylene-ether selama proses curing pada saat hot press . R R N CH O CH NRR → RR N CH RR CH O
Setalah melakukan percobaan pembuatan resin UF dari UFC dengan memvariasikan rasio molar awal, selanjutnya melakukan percobaan pembuatan resin UF dari UFC dengan memvariasikan rasio molar akhir dimana rasio molar awal (F/U1) yang digunakan sebesar 2,50 dikarenakan pada pembuatan resin UF dari UF memiliki daya rekat atau  nilai internal bonding strength yang lebih besar dibandingkan dengan variasi molar awal yang lain. Hal yang sama dilakukan pula pada resin UF dari UFC dengan variasi rasio molar akhir ini dengan melakukan pengujian terhadap resin melalui analisa sifat kimia-fisik dan uji aplikasi terhadap plywood. Kemudian dilakukan selama penyimpanan resin UF dari UFC dengan variasi rasio molar akhir perlu diperhatiakan sifat-sifat dari resin itu sendiri sebagai parameter kualitas resin. Hal ini dilakukan untuk pencegahan resin mengalami pembentukan endapan atau pengerasaan selama  penyimpanan,  hal  tersebut  dapat  terjadi  karena  adanya  penuruan  pH  sehingga  dapat mempengaruhi stabilitas dari resin itu sendiri.
Tabel 3. Data sifat kimia-fisik Resin UF Rasio Awal 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 μ (cPs) 107,9 91 90,1 116,6 110,6 pH 8,3 8,3 8,3 8,3 8,3 Gelation Time (s) 57 58,1 58,5 59 60
Viskositas pada glue mix pada resin UF yang telah dibuat dilakukan pengujian terhadap pot life . Pada Tabel 3 dijelakan penggunaan variasi rasio molar akhir 1,5, 1,4, 1,3, 1,2, dan 1,1 membuat resin UF mengalami pot life yang semakin lama yaitu berturut-turut sekitar 180 menit, 190 menit, 220 menit, 245 menit dan 250 menit, dikarenakan semakin kecil rasio mol akhir maka akan semakin banyak urea yang
ditambahkan  sehingga  urea  akhir  ini  berperan  sebagai scavenger yang  bereaksi  dengan  formaldehid bebas  yang  belum  bereaksi,  sehingga  semakin  kecil  rasio  molar  nya  maka  formaldehid  bebas  yang terkandung  semakin  sedikit  sehingga  resin  menjadi  kurang  reaktif  dan  reaksi  polimerisasi  semakin lambat sehingga resin akan lebih lambat untuk mengeras.
Gambar 13. Hubungan viskositas Glue Mix terhadap waktu
Pada Gambar 13 menunjukkan hasil dari perubahan rasio mol akhir pada pembuatan resin UF dari UFC dapat mempengaruhi nilai IB strength dimana nilai internal bonding dengan variasi molar akhir 1,5, 1,4, 1,3,  1,2,  1,1  berturut-turut  sebesar  0,932  Mpa,  0,913  Mpa,  0,729  Mpa,  0,852  Mpa  dan  0,780  Mpa, sedangkan emisi yang didapatkan semakin besar rasio molar akhir nya maka level emisi formaldehid semakin besar, dan begitu sebagiknya semakin kecil rasio molar akhir maka level emis formaldehidnya semakin kecil yaitu berturut-turut sebesar 18,32 mg/L, 17,89 mg/L, 10,65 mg/L, 5,00 mg/L, dan 1,65 mg/L. Hal ini dapat dipengaruhi oleh kandungan formaldehid bebas yang rendah hal tersebut terjadi karena formaldehid bebas bereaksi dengan urea akhir yang dtambahkan, sehingga menyebabkan resin kurang reaktif dan waktu yang dibutuhkan resin untuk mengeras semakin lama atau biasa dikenal gel time yang  semakin  panjang , gel time yang  semakin  panjang  menyebabkan  nilai internal bonding strength akan semakin rendah dikarenakan laju reaksi pada proses curing yang terjadi akan semakin lambat  seperti  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  14.  Karena  kandungan  formaldehid  yang  rendah  ini menyebabkan pula penuruan level emisi formaldehid pada resin UF dari UFC.
0 10 20 30 40 50 60 70 0 50 100 150 200 250 300 Vi sk os it as gl ue m ix (cP ) Waktu (Menit) 1.5 1.4 1.3
1.2 1.1
Gambar 14. Pengaruh variasi mol akhir terhadap nilai Internal Bonding Strength dan emisi Formaldehid

## 4. KESIMPULAN
Resin urea-formaldehid yang dibuat dengan variasi rasio molar awal 2,25, 2,50, 2,75, dan 3,00 dengan bahan baku yang urea dan formalin memiliki nilai internal bonding strength yang lebih besar yaitu 1,299 Mpa,  1,143 Mpa,  1,104 Mpa,  dan  1,402  Mpa.  Dibandingkan dengan  resin  urea-formaldehid  dengan bahan baku UFC memiliki nilai internal bonding strength yang berturut-turut sebesar 0,778 Mpa, 0,860 Mpa, 0,826 Mpa, dan 0,813 Mpa, serta resin urea-formaldehid dengan bahan baku urea dan formalin menghasilkan  emisi  yang  lebih  besar  pula  dbandingkan  dengan  bahan  baku  UFC.  Resin  urea- formaldehid dari UFC yang telah dilakukan pembuatan, pengujian reaktivitas maupun stabilitas resin kemudian dibuat resin urea-formaldehid dengan memilih salah satu variasi molar awal yaitu 2,50 dan dilakukan variasi rasio molar akhir atau pada tahap kondensasi yaitu 1,5, 1,4, 1,3, 1,2, dan 1,1. Dimana dhasilkan resin dengan nilai internal bonding strength 0,9315 Mpa, 0,9133 Mpa, 0,7294 Mpa, 0,7345 Mpa dan 0,7775 Mpa, sedangkan emisi yang didapatkan yaitu berturut-turut sebesar 18,32 mg/L, 17,89 mg/L, 10,65 mg/L, 5,00 mg/L, dan 1,65 mg/L

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian yang dilakukan atas dasar dukungan dan kerja sama dari Program Studi Teknik Kimia Itenas dengan PT. Dover Chemical yang telah memfasilitasi penelitian tentang resin urea-formaldehid dengan proses standar dengan bahan baku urea dan formalin mapun dengan menggunakan bahan baku UFC.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Zhiyong, C., & Ross, R, J., (2010). Wood Handbok, Wood As An Engineering Material . Department of Agricult U.S. Department of Agriculture, Forest Servis, Forest Products Laboratory.
[2] Giovanni, S., Mazzoleni, G., Nistri, U. & Vargiu S., (1974). Process for the preparation of resins from urea, formaldehyde, methanol and formic acid using three stages , US Patent No. 3,830,783.
[3] Rammon, M, and Richard., (1985). The Chemical Structur of UF Resin . Chembond Corporation. P. 0. Box 270, Springfield. OR 97477, U.S.A.
[4] Moore., (1976). Production Of Urea Formaldehyde Cocentrates . United States.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 Rasio Molar Emisi Formaldehid Bondng Strength