## PROSES KONVERSI MINYAK GORENG BEKAS MENJADI POLIOL SEBAGAI BAHAN BAKU BUSA POLIURETAN
[Conversion Process of  Waste Cooking Oil to Polyol as Raw Material in Making Polyurethane Foam]
Estin Nofiyanti 1* dan Gatut Ari Wardani 2
1 Program Studi S1 Teknik Lingkungan, Universitas Muhammadiyah Tasikmalaya 2 Program Studi S1 Farmasi, STIKes Bakti Tunas Husada Tasikmalaya
*)Corresponding Author: estin.nofi@umtas.ac.id, hp. 085223486385
Diterima  11 September 2018, Disetujui 25 September 2018

## ABSTRACT
The  used  frying  oil  made  carcinogenic  disease  and  become  the  waste  contaminating    the environment.  It  has    a  potency  to  be  used  the  material  in  making  polyurethane  that  had  economic values.  This  research    aims  to  convert    waste  cooking  oil  into  polyol    that    used  as  raw  material  in making   polyurethane.  The   waste  cooking oil  is  converted  to   polyol through  hydroxylation  process used formic acid and peroxide. The  polyol is reacted with toluene diisocyanate (TDI) and PEG-400. Polyurethane  was  analyzed  used  FTIR,  determining  of  density  and  swelling  degrees.  The  results showed that polyurethane had density of  0.38 g/mL and swelling degree of 13.21%.
Keywords: waste cooking oil, hidroxylation,  polyol, polyurethane

## ABSTRAK
Minyak  goreng  bekas  bersifat  karsinogenik  dan  selama  ini  menjadi  limbah  yang    mencemari lingkungan  berpotensi  sebagai  bahan  baku  pembuatan  busa  poliuretan  yang  bernilai  ekonomis. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengkonversi  minyak  goreng  bekas  menjadi poliol dan  selanjutnya dijadikan sebagai bahan baku busa poliuretan. Minyak goreng bekas dikonversi menjadi poliol melalui proses  hidroksilasi menggunakan asam  formiat dan asam peroksida.  Proses pembuatan poliuretan ini  direaksikan  dengan  Toluen  diisosianat  (TDI)  dan  PEG-400.  Poliuretan  dikarakterisasi menggunakan  FTIR,  perhitungan  massa  jenis  dan  nilai  derajat  penggembungan.  Poliuretan  yang terbentuk  memeiliki  massa  jenis  sebesar  0,38  g/mL  dan  nilai  derajat  penggembungan  sebesar 13,21%.
Kata Kunci : minyak goreng bekas, hidroksilasi, poliol, poliuretan

## LATAR BELAKANG
Minyak  goreng  apabila  digunakan berulang  kali  maka  akan  mengalami kerusakan  yang  disebabkan  proses oksidasi  dan  panas.  Minyak  goreng  yang digunakan berulang-ulang (minyak goreng bekas)  bisa  menjadi  limbah  yang berpotensi  sebagai  bahan  pencemar (Naomi et  al. ,  2013,  Ningrum  &  Kusuma,
2013,  Putra et  al .,  2012).  Minyak  goreng yang  digunakan  berulang-ulang  akan mempengaruhi  kadar  dari  asam  lemak bebas. Suhu penggorengan dapat mengakibatkan  perubahan  ikatan  kimia dari  minyak  tersebut  seperti  terjadinya perubahan  struktur  asam  lemak  (Priani  & Lukmayani, 2010).
Proses  pemanasan  yang  terjadi dapat  mengubah  sifat  fisika-kimia  dari minyak.  Pemanasan  dapat  meningkatkan kadar asam lemak bebas di dalam minyak karena  dapat  mengakibatkan  proses hidrolisis  trigliserida  minyak  berjalan  lebih
cepat (Mahreni, 2010). Proses
pemanasan  minyak  goreng  pada  saat digunakan  mencapai  suhu  160-250 o C dalam  waktu  cukup  lama,  sehingga menyebabkan  terjadinya  proses  oksidasi, hidrolisis,  dan  polimerisasi  yang  dapat menghasilkan  senyawa-senyawa  hasil degradasi  minyak.  Senyawa-senyawa tersebut  dapat  merugikan  kesehatan manusia  seperti  keton,  aldehid,  dan polimer.  Kandungan  senyawa-senyawa karsinogenik  dalam  minyak  nabati  yang telah  digunakan  lebih  dari  empat  kali
sangat membahayakan kesehatan
manusia. (Pakpahan et al ., 2013). Salah satu upaya untuk meningkatkan  nilai  ekonomi  minyak goreng  bekas menjadi  suatu  produk  yang memiliki  nilai  jual  tinggi  adalah  dengan menggunakannya  sebagai  bahan  baku pembuatan  busa  poliuretan.  Keuntungan dari  proses  pembuatan  busa  poliuretan yang berasal minyak goreng bekas antara lain biaya produksi yang murah dan dapat mengatasi permasalahan lingkungan
karena menggunakan bahan baku minyak goreng bekas. Poliuretan pada
umumnya dimanfaatkan  sebagai  busa,  elastomer, lem dan pelapis (Szycher, 2013). Di dunia industri,  poliuretan  dibuat  sebagai  bahan isolator panas karena mempunyai konduktivitas  rendah  (Stevens,  2007). Dalam  bidang  kedokteran,  poliuretan umumnya  digunakan  sebagai  bahan pelindung  muka,  kantung  darah,  bahan pelapis dan pembungkus.
Kualitas  poliuretan  ditentukan  dari sumber poliol dari alam dan perbandingan komposisi  poliol  dengan  PEG  yang digunakan  (Sutiani,  2013).  Sifat  mekanik poliuretan dapat diperoleh dengan mengubah  perbandingan  komposisi  (- OH/NCO)  dan  jenis  gugus  hidroksi  dari poliol yang digunakan. Arniza et al ., 2015 melakukan  sintesis  poliuretan  dari  poliol hasil  trans-esterifikasi  minyak  kelapa sawit.
Pada  penelitian  ini  menggunakan monomer  diisosianat  berupa  toluen
diisosianat  (TDI),    sumber  poliol  berupa minyak goreng bekas yang terhidroksilasi, dan  monomer  polieter  berupa  PEG-400 (Polietilen  glikol-400).  Sintesis  poliuretan dilakukan  dengan  cara  memvariasikan komposisi  PEG-400  terhadap  konsentrasi total  reaktan.  Penentuan  gugus  fungsi poliuretan  hasil  sintesis  menggunakan spektrofotometer  FTIR,  penentuan  massa jenis  menggunakan  piknometer,  dan penentuan derajat ikatan silang menggunakan derajat penggembungan

## METODE PENELITIAN
Rancangan  penelitian  ini  adalah penelitian  eksperimental,  menggunakan minyak  goreng  bekas  dari  pedagang gorengan  di  Kota  Tasikmalaya.  Penelitian dilakukan  dalam  3  (tiga)  tahap,  yaitu proses  hidroksilasi  minyak  goreng  bekas, pembentukan poliuretan, dan karakterisasi poliuretan hasil sintesis.

## Bahan dan Peralatan
Bahan-bahan yang digunakan dalam  penelitian  ini  antara  lain  Minyak goreng  bekas,  Asam  formiat,  asam peroksida,  Toluene  diisocyanate  (TDI), PEG-400.  Sedangkan  peralatan  yang diperlukan  antara  lain  rangkaian  alat hidroksilasi minyak goreng bekas,
rangkaian  alat  polimerisasi  poliuretan  dan alat cetak poliuretan.

## Prosedur Penelitian
Proses  hidroksilasi  minyak  goreng bekas (Tsaniyah dan Baruji, 2008)
Sebagai  langkah  awal,  ukur  volume minyak  goreng  bekas  300  mL,  masukkan
ke  dalam  labu  leher  tiga.  Kemudian nyalakan pemanas dan pengaduk, sehingga mencapai suhu 40 o C. Tambahkan  sejumlah  Asam  formiat  90% sebanyak  412  mL  dan  H 2 O 2 50% sebanyak 38 mL ke dalam labu leher tiga tersebut. Temperatur reaksi dipertahankan pada  40 o C  dengan  mengatur  termostat dan aliran pendingin dengan waktu reaksi selama 1,5 jam.
Setelah  reaksi  selesai,  lakukan ekstraksi  untuk  memisahkan poliol dari campurannya.  Masukkan  campuran  hasil reaksi  yang  masih  panas  ke  dalam  labu pemisah  dan  tambahkan  akuades  ke dalamnya.  Lakukan  pengocokan  selama ±  3  menit.  Diamkan  hasil  ekstraksi tersebut  selama  ±  30  menit  agar poliol terpisah dari air dan sisa reaktan. Lapisan yang  berwarna  kuning  keruh  di  bagian atas  merupakan poliol dan  lapisan  putih keruh  di  bagian  bawah  merupakan campuran  air  dan  sisa  reaktan.  Pisahkan lapisan  bawah  dan  lapisan  atas. Poliol dicuci  dengan  akuades  dua  kali  dengan jumlah  yang  sama  dengan  proses pemisahan reaktan.

## Polimerisasi  pembentukan  poliuretan
(Rohaeti dan Suyanta, 2011)
Pembentukan  poliuretan  dilakukan dengan  mereaksikan  dengan  polietilen glikol  (PEG-400)  dan  disimpan  pada Erlenmeyer  dan  TDI  juga  disimpan  pada erlenmeyer  dan  keduanya  dikondisikan pada  suhu  25 o C  ke  dalam water  bath yang dilengkapi thermometer dan sirkulasi
air.  Selanjutnya,  dilakukan  pengadukan terhadap  campuran  reaksi  selama  20 menit  sehingga  diperoleh  poliuretan precure .  Kemudian  poliuretan precure dituang  di  atas  cetakan  dan  dibiarkan mengeras. Poliuretan dikarakterisasi menggunakan  FTIR,  perhitungan  massa jenis dan nilai derajat penggembungan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil hidroksilasi minyak goreng bekas Pembuatan  poliol  dari  minyak goreng bekas memberikan dampak positif
terhadap produksi poliuretan (C. Zhang et al .,  2015).  Salah  satunya  bisa  menekan harga bahan baku poliuretan menjadi lebih murah  dan  dapat  diperbaharui  karena berasal dari alam.
Poliol disintesis dari proses hidroksilasi minyak Goreng Bekas dengan asam  formiat  dan  hidrogen  peroksida. Poliol  yang dihasilkan berupa cairan putih keruh. Gugus fungsi poliol yang dihasilkan dianalisis  menggunakan  FTIR.  Spektra FTIR  poliol  hasil  hidroksilasi  minyak Goreng Bekas terdapat pada Gambar 1.
Gambar 1. Spektra FTIR Poliol Hasil Hidroksilasi Minyak Goreng Bekas
Puncak  yang  lebar  pada  3448  cm -1 menunjukkan  adanya  gugus  hidroksil  (- OH) pada hasil hidroksilasi minyak goreng bekas  (Zafiah et  al .,  2015).  Gugus  –OH akan  bereaksi  dengan  diisosianat  untuk membentuk polimer poliuretan.

## Polimerisasi pembentukan poliuretan
Spektra  FTIR  poliuretan  Hasil sintesis  dari  Poliol  :  TDI  :  PEG-400 dengan variasi komposisi 2 : 1,5 : 1 dapat dilihat pada Gambar 2. Hasil karakterisasi terhadap poliuretan hasil sintesis menggunakan  FTIR  menunjukkan  pita
serapan  pada  daerah  yang  karakteristik untuk  poliuretan.  Terbentuknya  poliuretan ditandai  dengan  berkurangnya  intensitas gugus  isosianat  (N=C=O)  dari  TDI  (Ifa et al .,  2008).  Spektra  FTIR  yang  diperoleh menunjukkan  adanya  serapan  khas  pada
~1735,93 cm -1 merupakan serapan gugus
C=O uretan. Serapan pada ~2276,00 cm -1
merupakan serapan gugus –NCO.
Serapan  pada  ~3387,00  cm -1 merupakan serapan  gugus  N-H.  Serapan  pada  1072 cm -1 menunjukkan  adanya  serapan  C-O.
Gambar 2. Spektra FTIR Poliuretan Hasil Sintesis dari Poliol : TDI : PEG-400 (2:1,5:1)
Tabel 1. Massa Jenis Poliuretan Hasil Sintesis Komposisi Poliol : TDI : PEG-400 Massa jenis (g/mL) 2 : 1,5 : 0 0,42 2 : 1,5 : 1 0,38 2 : 1,5 : 2 0,55 2 : 1,5 : 3 0,50
Berdasarkan  data  massa  jenis poliuretan  hasil  sintesis  (Tabel  1)  dapat diketahui  bahwa  massa  jenis  poliuretan hasil  sintesis  poliol  dan  TDI  setelah ditambah PEG-400 (2 : 1,5 : 1) mengalami penurunan  massa  jenis.  Penurunan massa  jenis  ini  dapat  disebabkan  akibat
kenaikan  volume  poliuretan  setelah penambahan  PEG-400.  Massa  jenis kembali  meningkat  setelah  penambahan PEG-400  dengan  komposisi  2  dan  3. Kenaikan massa jenis diakibatkan volume poliuretan  semakin  kecil.  Penurunan volume  poliuretan  dapat  disebabkan
kecepatan  reaksi  pembentukan  gas
( blowing reaction ). Polimer
yang dihasilkan  mengeras  terlebih  dahulu sebelum dapat mengmbang (Anisah et al .,
2013).
Hasil  dari  perhitungan  derajat penggembungan  dapat  dilihat  pada  Tabel 2.  Berdasarkan  tabel  tersebut  diketahui bahwa derajat penggembungan poliuretan
hasil  sintesis  bernilai  positif  untuk  semua variasi komposisi. Derajat penggembungan  yang  bernilai  positif tersebut, maka dalam strukturnya mengandung  ikatan  silang.  Poliuretan dapat  menggembung  karena  molekul- molekul  air  yang  digunakan  sebagai pelarut  dapat  menembus  jaringan  pada poliuretan hasil sintesis.
Tabel 2. Derajat Penggembungan Poliuretan Poliuretan %S PU0 0 PU1 13,21 PU2 23,08 PU3 15,94

## KESIMPULAN
Poliuretan dapat disintesis dari hasil polimerisasi  poliol  minyak  goreng  bekas dengan  toluene  diisocyanate  (TDI). Poliuretan yang terbentuk memiliki massa jenis  sebesar  0,38  g/mL  dan  nilai  derajat penggembungan sebesar 13,21%

## UCAPAN TERIMAKASIH
Terima  kasih  kepada  Kementrian Rset  Teknologi  dan  Direktorat  Jendral Pendidikan  Tinggi  (KEMRISTEKDIKTI) melalui program Penelitian Dosen Pemula Tahun Anggaran 2017.

## DAFTAR PUSTAKA
Anisah,  S.,  Yahma,  M.  S.,  dan  Sumarno,
2013, Pengaruh Penggunaan Blowing  Agent  Methylene  Chloride dan Karbondioksida terhadap Struktur Polyurethane Foam, Prosiding  Seminar  Nasional  Taknik Kimia “Kejuangan” , C11. 1-3, Yogyakarta: UPN Veteran Yogyakarta. Arniza,  M.Z.,  S.  S.  Hoong,  Z.  Idris,  S.  K. Yeong, H.A. Hassan, A. K. Din, dan Y.  M.  Choo,  2015,  Synthesis  of Transesterified Palm Oil-Based Poliol and Rigid  Polyurethanes from this  Poliol, J.  Am.  Oil  Chem.  Soc. , vol. 92, No. 2, 243-255. C.  Zhang,  S.  A.  Madbouly,  dan  M.  R. Kessler, 2015, Biobased Polyurethane Prepared From Different  Vegetable  Oils, ACS  Appl. Mater.  Interfaces ,  Vol.  7,  no.  2,  pp. 1226-1233.
Ifa,  L.,  Sumarno.,  Susianto,  dan  Mahfud, 2008, Pembuatan Flexible Poliurethane  Foam  dari  Poliol Berbasis Minyak Sawit, Jurnal Ilmiah
Sains dan Teknologi , 7, 87-96.
Mahreni,  2010,  Peluang  dan  Tantangan
Komersialiasi Biodiesel-Review, Jurnal Eksergi , X, 2.
Naomi,  P.,  Gaol,  A.  M.  L.,  &  Toha,  M.  Y. 2013,  Pembuatan  Sabun  Lunak  dari Minyak  Goreng  Bekas  Ditinjau  dari Kinetika  Reaksi  Kimia. Jurnal  Teknik Kimia , 19 (2), 42–48.
Ningrum,  N.  P.,  &  Kusuma,  M.  A.  I.  K. 2013,  Pemanfaatan  Minyak  Goreng Bekas  dan  Abu  Kulit  Buah  Kapuk Randu  (Soda  Qie)  sebagi  Bahan Pembuatan  Sabun  Mandi  Organik Berbasis Teknologi Ramah Lingkungan, Jurnal  Teknologi  Kimia Dan Industri , 2 (2), 275–285.
Pakpahan,  J.  F.,  Tambunan,  T.,  Harimby, A.,  &  Ritonga,  M.  Y.  2013, Pengurangan  FFA  dan  Warna  dari Minyak  Jelantah  dengan  Adsorben Serabut  Kelapa  dan  Jerami, Jurnal Teknik Kimia USU , 2 (1), 31–36.
Putra,  A.,  Mahrdania,  S.,  Dewi,  A.,  & Saptia,  E.  2012,  Recovery  Minyak Jelantah  Menggunakan  Mengkudu Sebagai  Absorben,  In Prosiding
Seminar  Nasional  PERTETA (pp. 585–589).
Priani,  S.  E.,  &  Lukmayani,  Y.  2010,
Pembuatan sabun transparan
berbahan  dasar  minyak  jelantah serta  hasil  uji  iritasinya  pada  kelinci. In Prosiding SNaPP (pp. 31–48).
Rohaeti,  E.  dan  Suyanta,  2011,  Analisis Sifat  Termal  Poliuretan  Berbasis Minyak Jarak dan Toluena Diisosianat dengan Teknik DTA dan TGA, Prosiding,  Seminar  Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA yang diselenggarakan  oleh  FMIPA  UNY,
tanggal  14  Mei  2011 ,  Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta
Stevens,  Malcolm  P.,  2007,  Terjemahan Iis Sopyan, Kimia Polimer ,  Jakarta : PT Pradnya Paramita.
Sutiani, A., dan Kartika Rizki Bidza, 2013,
Pengaruh Variasi Komposisi Gliserol, PEG1000 dan MDI terhadap  Sifat  Mekanik  Perekat Poliuretan, Prosiding Semirata FMIPA UNILA 2013 , Lampung.
Szycher, M., 2013, Szycher’s Handbook of Polyurethane ,  Second  Edition,  CRC Press, Boca Raton, New York.
Tsaniyah,  T.  A.  Dan  Teguh  Baruji,  2008, Pengaruh  Rasio  TDI/Polyol  Minyak Goreng  Bekas  dan  Penambahan Ethylene  Glycol  terhadap  Kuat Tekan Polyurethane, Makalah dissajikan  pada  Seminar  Tugas Akhir  S1  Jurusan  Teknik  Kimia UNDIP (Unpublished ), Semarang.
Zafiah  M.  Rus,  A.,  Syamimi  M.  Salim, N., dan  Haiza  Sapiee,  N.  2015, Recycling  of  Cooking  Oil  Wastr  into Reactive  Polyurethane  for  Blending with  Thermoplastic  Polyethylene, International  Journal  of  Polymer Science . 1-10 .