## ISOMERISASI POLIMER MELALUI REAKSI SAIN SAYEF UNTUK MENGUBAH KONFIGURASI HTPB (HYDROXYL TERMINATED

## POLYBUTADIENE)
POLYMER ISOMERIZATION BY SAIN SAYEF REACTION TO MODIFY CONFIGURATION OF HTPB (HYDROXYL TERMINATED POLYBUTADIENE)
Heri Budi Wibowo Pusat Teknologi Roket Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional Jl. Raya LAPAN No. 2, Mekarsari, Rumpin, Bogor 16350 Indonesia e-mail: heribw@gmail.com
Diterima 25 Juli 2015; Direvisi 6 Maret 2016; Disetujui 18 Mei 2016

## ABSTRACT
One  of  the  problems  in  the  synthesis  of  Hydroxyl  Terminated  Polybutadiene  for  propellant binders is the level of vinyl is high (up to 30%), while the desired product is 20%. Vinyl bond can be reduced if the chain can be broken with the addition of a hydroxyl group. The research objective is to reduce  the  amount  of  vinyl  structure  in  HTPB  with  the  addition  of  double  bonds  in  the  vinyl  by applying  Sayef  Sain  reaction.  HTPB  is  reacted  with  concentrated  hydrogen  peroxide  with  the  Sain Sayef catalyst in the 1 liter autoclave reactor with ethanol for 1-3 hours at 100° C. After being purified by  extraction  in  hot  water  and  drying,  it  is  analyzed  by  an  infrared  spectrometer.  The  result  shows that  there  is  a  change  in  the  concentrations  of  vinyl  within  the  polymers produced  by  observing  the absorption of vinyl groups at a wavelength of 690cm -1 . Optimal results obtained with vinyl content of 20% with a temperature of 100° C for 90 minutes. In general, the quality of HTPB can be increased by reducing the levels of vinyl  which allowing the HTPB  composition to have a vinyl content reduced to 19%.
Keywords: polybutadiene, propellants, polymers, Sain Sayef

## ABSTRAK
Salah  satu  permasalahan  dalam  sintesis  Hydroxyl  Terminated  Polybutadiene  untuk  binder propelan  adalah  masih  tingginya  kadar  vinil  (sampai  dengan  30%),  sedangkan  produk  yang  diinginkan adalah 20%. Ikatan vinil dapat direduksi jika dapat dipecah rantainya dengan adisi gugus hidroksil. Tujuan penelitian adalah mereduksi jumlah struktur  vinil dalam HTPB dengan adisi ikatan rangkap dalam  vinil  dengan  menerapkan  reaksi  Sain  Sayef.  HTPB  direaksikan  dengan  hydrogen  peroksida pekat dengan katalis Sain Sayef dalam reaktor autoklaf 1 liter dengan pelarut etanol selama 1-3 jam pada suhu 100 °C. Setelah dimurnikan dengan ekstraksi dalam air panas dan pengeringan dari air, dianalisis dengan spectrometer infra merah. Hasil pengujian menunjukkan bahwa terjadi perubahan konsentrasi kandungan vinil dalam polimer yang dihasilkan dengan pengamatan serapan gugus vinil pada panjang gelombang 690 cm-1. Hasil optimal diperoleh dengan kadar vinil 20% dengan suhu 100 °C selama  90  menit.  Secara  umum,  kualitas  HTPB  dapat  meningkat  dengan  mengurangi  kadar  vinil sehingga komposisi HTPB memiliki kadar vinil turun menjadi 19%.
Kata kunci: polibutadien, propelan, polimer, Sain Sayef

## 1 PENDAHULUAN
HTPB  merupakan  salah  satu bahan utama binder propelan komposit. Pembuatan  HTPB  dapat  dilakukan dengan  mekanisme  ionic  dan  radikal. Pembuatan HTPB mekanisme ionik akan menghasilkan HTPB yang kadar vinilnya rendah,  namun  sangat  sulit  dilakukan dan membutuhkan proses yang kompleks. Untuk  kondisi  di  Indonesia,  cukup  sulit dilakukan  proses  pembuatan  HTPB dengan mekanisme ionik karena katalisator  yang  dibutuhkan  tidak  bisa didatangkan  di  Indonesia  (Wibowo, 2011,  Wibowo,  2012).  Pembuatan  HTPB dengan mekanisme radikal lebih mudah cara  dan  bahan  baku  untuk  pembuatan- nya  karena  dapat  dilakukan  pada  suhu kamar,  menggunakan  bahan  baku  yang cukup  banyak,  namun  HTPB  yang dihasilkan  secara radikal, dengan kadar struktur  dominan  vinil,  bahkan  bisa mencapai  90%.  Struktur  HTPB  adalah kombinasi  struktur  cis,  trans,  dan  vinil dengan  kadar  yang  berbeda  tergantung mekanisme reaksi dan kondisinya. Upaya optimalisasi  kondisi  operasi  reaksi pembuatan  HTPB  secara  radikal  dapat dihasilkan  produk  dengan  kadar  vinil paling  rendah  adalah  30%.  Persyaratan binder  propelan  komposit  yang  baik
adalah  memiliki  kadar  vinil  paling banyak  20%  sehingga  elastomer  yang dihasilkan  memiliki  kekerasan  baik, namun  fleksibilitas  masih  terjaga.  Oleh karena  itu,  dibutuhkan  upaya  mencari metode  penurunan  kadar  vinil  dari HTPB agar dapat memenuhi persyaratan (Wibowo, 2014, Maggi, 2014).
HTPB adalah bentuk polibutadien dengan gugus ujung hidroksil, merupakan untaian  butadiene  yang  memiliki  ikatan rangkap. Adanya ikatan rangkap tersebut yang  membuat  struktur  HTPB  dapat terbentuk  struktur  cis,  trans,  dan  vinil. Menurut  Sain  Sayef,  senyawa  dengan ikatan  rangkap  dapat  dipecah  ikatan rangkapnya  dengan  reaksi  adisi  dengan kedua  gugus  ujung  pecahan  adalah memiliki  gugus  ujung  yang  sama. Sebagai  contoh,  dengan  menggunakan iodin  akan  menghasilkan  gugus  ujung iodide,  dengan  klorin  akan  menghasilkan gugus  ujung  klorida.  Bahkan  senyawa ikatan rangkap dapat diputus ikatannya menjadi  ikatan  yang  terpisah  dengan adanya reaksi adisi tersebut menggunakan agen  reaksi  adisi  yang  sangat  kuat. Beberapa penelitian reaksi aidisi pemisahan ikatan rangkap telah dilakukan untuk senyawa-senyawa butena,  propena,  dengan  menggunakan
gas  klorin  sehingga  terpisah  menjadi senyawa  klorida.  Model  reaksi  ini  dikenal sebagai  reaksi  Sain  Sayef.  Selama  ini reaksi  Sain  Sayef  digunakan  untuk pemecahan  senyawa  ikatan  rangkap sederhana dan belum pernah digunakan untuk  pemecahan  senyawa  polimer (Timnat, 1992, Randall dan Lee,  2013). Secara  prinsip,  baik  senyawa sederhana  maupun  senyawa  polimer rantai  panjang,  asalkan  memiliki  ikatan rangkap  dapat  diputuskan  dengan  reaksi Sain  Sayef  dengan  peryaratan  yang harus  dipenuhi.  Berdasarkan  beberapa kenyataan  tersebut,  maka  penelitian  ini diarahkan  untuk  memecah  ikatan rangkap vinil dalam HTPB dengan reaksi Sain  Sayef,  sehingga  kadar  vinil  dalam polimer  HTPB  dapat  turun.  Dengan turunnya kadar vinil dalam HTPB, maka diharapkan kualitas HTPB untuk propelan binder dapat dipenuhi. Dengan demikian, HTPB  yang  diperoleh  dari  pembuatan mekanisme  radikal  dapat  digunakan untuk  binder  propelan  (Aydemir,  dkk, 2013).

## 2 LANDASAN TEORI
Reaksi  Sain  Sayef  merupakan salah  satu  jenis  reaksi  adisi  atau pemutusan  ikatan  kimia.  Reaksi  Sain Sayef  dikenal  pada  reaksi  pemutusan ikatan  C-C  pada  senyawa  hidrokarbon dua  senyawa  terpisah  dengan  adanya ion  negatif  kuat  seperti  halogen  dari asam kuat (HCl, HBr, HF) atau senyawa kovalennya  (Cl 2 ,  Br 2 ),  (Randall  dan  Lee, 2013).  Reaksi pemutusan rantai karbon ini  ditunjukkan  pada  persamaan  (2-1), dimana  adanya  senyawa  Cl 2 akan memecah  ikatan  C-C  menjadi  C-Cl  dan C-Cl.  Reaksi  yang  sama  dapat  terjadi untuk  reaksi  senyawa  hidrokarbon dengan  BrCl  yang  akan  membentuk senyawa  baru  C-Br  dan  C-Cl  seperti ditunjukkan pada persamaan (2-2).
(2-1)
(2-2)
Reaksi  Sain  Sayef  ini  dapat berlangsung dengan baik dengan bantuan katalis asam kuat atau dengan katalis  platina.  Reaksi  ini  mengikuti mekanisme  seperti  reaksi  substitusi adisi  nukleofilik.  Seperti  pada  reaksi substitusi  umumnya,  maka  kecepatan reaksi akan bergantung pada konsentrasi senyawa  hidrokarbon  karena  biasanya dilakukan  dengan  bahan  Cl 2 atau  BrCl berlebih  (Wibowo,  2012;  Arguello  dan Santos, 2016).
Pada  prinsipnya,  semua  senyawa hidrokarbon dengan rantai C-C memiliki kemungkinan  terjadi  reaksi  Sain  Sayef. Kecepatan  reaksi  dan  konversi  hasil akan tergantung pada struktur senyawa tersebut. Senyawa dengan struktur yang sederhana  seperti  untian  alkana  akan mudah  terjadi  reaksi  Sain  Sayef. Senyawa  dengan  gugus  substitusi  yang banyak  dan  beragam  relatif  lebih  sulit bereaksi.
Senyawa  HTPB  adalah  senyawa polimer dengan monomer adalah butadien. Butadien  merupakan  senyawa  alkena sehingga HTPB adalah senyawa hidrokarbon rantai panjang.
Berdasarkan strukturnya, maka terdapat  tiga  konfigurasi  isomer  yang dapat  terjadi,  yaitu  struktur  cis,  trans, dan  vinil  seperti  ditunjukkan  pada Gambar  2-1.  Struktur  cis  dan  trans memiliki  struktur  yang  mirip  hanya berbeda    orientasi  gugus  H,  sedangkan struktur  vinil  berbeda  karena  ikatan rangkap  ada  terpisah  dalam  gugus butadien.
Gambar 2-1: Struktur HTPB ( trans,  cis, dan  vinil)
Kalau  melihat  struktur  HTPB tersebut,  maka  ketiga  struktur  tersebut memungkinkan  untuk  terjadi  reaksi Sain  Sayef  karena  memiliki  ikatan  C-C (Sutton  dan  Biblarz,  2001).  Pemutusan ikatan  dapat  terjadi  pada  ikatan  H 2 C- CH 2 - yang menghubungkan antar struktur  tersebut.  Oleh  karena  itu, kemungkinan  putusnya  ikatan  karbon adalah dapat terjadi  baik pada struktur cis, trans, dan vinil (Aydemir dkk, 2013).
Reaksi Sain Sayef seperti ditunjuk- kan pada persamaan (2-1), sesungguhnya terjadi  dalam  bentuk  kesetimbangan. Reaksi  Sain  Sayef  apabila  diaplikasikan untuk  reaksi  pada  HTPB,  maka  akan terjadi  kesetimbangan  ketiga  struktur kimia tersebut (cis (c), trans (t), dan vinil (v).  Apabila  dituliskan  struktur  cis, trans,  dan  vinil  adalah  C,  T,  V  maka pesamaan  reaksi  kesetimbangan  akan ditunjukkan  pada  persamaan  reaksi isomerisasi  seperti  ditunjukkan  pada persamaan (2-3). Apabila reaksi isomerisasi terjadi,  maka  dimungkinkan  terjadi kesetimbangan  reaksi  isomerisasi,  yaitu perubahan  struktur  cis  menjadi  trans dengan  tetapan  kesetimbangan  K ct, perubahan  struktur  cis  menjadi  vinil dengan  tetapan  kesetimbangan  K cv, perubahan  struktur  trans  menjadi  vinil dengan  tetapan  kesetimbangan  K vt . Besarnya  nilai  tetapan  kesetimbangan akan  menentukan  berapa  komposisi akhir  dari  struktur  kimia  dari  HTPB yang bersangkutan.
(2-3)
Persamaan  kecepatan  reaksi  perubahan komposisi  cis  setiap  waktu  merupakan fungsi  dari  perubahan  cis  yang  menjadi trans dan vinil, seperti ditunjukkan pada persamaan  reaksi  (2-4),  persamaan kecepatan  reaksi  perubahan  komposisi trans  setiap  waktu  merupakan  fungsi dari  perubahan  trans  yang  menjadi  cis dan  vinil,  seperti  ditunjukkan  pada persamaan  reaksi  (2-5),  dan  persamaan kecepatan  reaksi  perubahan  komposisi vinil setiap waktu merupakan fungsi dari perubahan  vinil  yang  menjadi  cis  dan trans, seperti ditunjukkan pada persamaan reaksi (2-6).
-d[C]/dt=k ct [C]-k tc [T]+k cv [C]-k vc [V] (2-4)
-d[T]/dt=k tc [T]-k ct [C]+k tv [T]-k vt [V] (2-5)
-d[V]/dt=k vc [V]-k cv [C]+k vt [V]-k tv [T] (2-6)
Tetapan kesetimbangan merupakan rasio tetapan kecepatan reaksi ke kanan dan   ke kiri,  sehingga nilai  K ct ,  K cv ,  dan K tv dapat  dituliskan  dengan  persamaan (2-7), (2-8), dan (2-9).
K ct = k ct /k tc (2-7)
K cv = k cv /k vc (2-8)
K tv = k tv /k vt (2-9)
Nilai tetapan kesetimbangan juga menurut Avery  (2012)  merupakan  perbandingan konsentrasi  reaktan  dan  hasil,  sehingga K ct adalah  perbandingan  konsentrasi struktur  cis  dengan  trans,  K cv adalah perbandingan  konsentrasi  struktur  cis dan vinil,  serta  K tv adalah  perbandingan konsentrasi  trans  dan  vinil  seperti ditunjukkan  pada  persamaan  (2-10),  (2- 11), dan (2-12).
K ct =[C]/[T] (2-10)
(2) (1) (3)
K cv =[C]/[V] (2-11)
K tv =[T]/[V] (2-12)
Persamaan  reaksi  (2-4)  sampai  (2-12) adalah  9  persamaan  dengan  9  variabel yang  tidak  diketahui,  yaitu  K ct ,  K cv ,  K tv, k ct, k tc, k cv, k vc, k tv, k vt, sehingga  semuan tetapan  kecepatan  reaksi  akan  dapat diperloeh dengan penyelesaian 3 persamaan diferensial simultan (2-4), (2- 5) dan (2-6).

## 3 METODOLOGI
Penelitian
dilakukan dengan menggunakan  HTPB  hasil  produksi laboratorium HTPB LAPAN. HTPB dibuat dengan mekanisme radikal menggunakan katalisator  hidrogen  peroksida  dalam pelarut  etanol  mengikuti  prosedur Wibowo  (2011,  2012).  HTPB  sebelum diproses  lebih  lanjut  dianalisis  kadar vinil, cis, dan trans dengan spektrometer infra merah (FTIR).
HTPB direaksikan dengan hidrogen  peroksida  dengan  katalisator LiAlH4 menggunakan reaktor  autoklaf 1 liter  pada  suhu  90 ⁰ C  selama  1  jam. Setelah  dicuci  dengan  air  panas  dan dilanjutkan  pencucian  dengan  toluen, kemudian polimer HTPB yang dihasilkan dikeringkan  dalam  oven  selama  4  jam pada suhu 70 ⁰ C tekanan 0,5 bar. Hasil HTPB  yang  telah  bebas  air  diuji  kadar cis, trans, dan vinilnya dengan spektrometer infra merah (FTIR), melalui pengamatan  struktur  rantai  vinil,  cis, dan trans pada panjang gelombang 690, 713, dan 910cm -1 . Pengamatan struktur polimer  yang  terjadi  dilakukan  setiap interval  waktu  10  menit.    Nilai  tetapan kesetimbangan  dapat  diperoleh  dengan
menyelesaikan  persamaan  diferensial simultan  (2-4)  (2-5)  dan  (2-6)  dengan metode numerik Gauss-Jordan.

## 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1  Pembuatan HTPB
Pembuatan    HTPB  dilakukan dengan  metode  Wibowo,  yaitu  dengan polimerisasi  butadien  secara  radikal menggunakan  katalis  hidrogen  peroksida dan  pelarut  alkohol.  Metode  ini  dipilih karena  konversi  hasilnya  tinggi  (lebih dari 40%), mudah dilakukan dan meng- gunakan peralatan yang lebih sederhana. Selain  itu,  metode  ini  juga  metode  yang digunakan  LAPAN  dalam  menyediakan HTPB  untuk  bahan  baku  propelan mandiri  (Wibowo,  2013,  Zohari  dkk, 2013).  Hasil  pengujian  struktur  HTPB yang  diperoleh  dan  digunakan  sebagai bahan  untuk  mempelajari  perubahan konfigurasi struktur adalah ditunjukkan pada  hasil  pengujian  spektrometer  infra merah  dengan  FTIR,  dimana  hasilnya adalah  terdapat  serapan  pada  panjang gelombang  690,  713,  dan  910cm -1 masing-masing dengan intensitas 32,01; 3,96; dan 63,99.  Dengan menggunakan Hukum  Lambert-Beer  bahwa    nilai perbandingan  struktur  isomer  vinil,  cis, dan  trans  adalah  sebanding  dengan intensitas  dari  spektra  infra  merahnya, maka  dapat  diperoleh  kadar  vinil,  cis, dan  trans  masing-masing  adalah  32,4, dan  64%.  Bahan  HTPB  tersebut  yang digunakan sebagai bahan untuk mempelajari  perubahan  struktur  HTPB dengan  reaksi  Sain  Sayef.  Pengamatan spektrogram  FTIR  ditunjukkan  pada Gambar  4-1,  dimana  serapan  terjadi pada  panjang  gelombang  690,  713,  dan 910cm -1.

## Gambar 4-1: Spektogram FTIR dari HTPB

## 4.2  Kinetika  Reaksi  Sain  Sayef Terhadap HTPB
Reaksi  Sain  Sayef  untuk    HTPB ditunjukkan  pada  persamaan  (2-3). Untuk mendapatkan nilai tetapan kecepatan  reaksi  k c ,  k t ,  dan  k v maka dilakukan
pengamatan komposisi struktur  cis,  trans,  dan  vinil  setiap interval waktu. Hasil pengamatan konsentrasi struktur cis, trans, dan vinil pada puncak serapan spektroskopi infra merah dikonversikan dalam bentuk persen konsentrasi  masing-masing  struktur ditampilkan  pada  Tabel  4-1  mengikuti Hukum  Lamber  Beer.  Berdasarkan perubahan  konsentrasi  tersebut,  maka reaksi  Sain  Sayef  terjadi  dibuktikan dengan terjadinya  perubahan  konsentrasi struktur cis, trans, dan vinil. Perubahan konsentrasi  tersebut  dapat  digunakan untuk  mencari  tetapan  kesetimbangan reaksi  masing-masing  struktur  dengan menyelesaikan      persamaan  diferensial simultan (2-3), (2-4), dan (2-5).   Apabila melihat hasil profil reaksi untuk masing- masing  struktur,  maka  dapat  dilihat bahwa  reaksi  adalah  orde  satu,  dimana penurunan konsentrasi mengikuti kurva logaritmik.  Dengan  demikian  maka reaksi  isomerisasi  adalah  orde  satu (n=1).
Perubahan tersebut dapat diperjelas  dengan  Gambar  4-2.  Dalam Gambar  4-1  tersebut  terlihat  bahwa semua  konsentrasi  isomer  baik  cis,
trans,  dan  vinil  mengalami  penurunan. Penurunan  yang  sangat  signifikan adalah  penurunan  isomer  vinil.  Untuk kejelasan hasil perhitungan dari penyelesaian persamaan diferensial simulatan,  maka  dapat  diperoleh  nilai tetapan kesetimbangan masing-masing. Tabel 4-1: PERUBAHAN  KONSENTRASI  ISOMER HTPB Waktu (menit) komposisi vinil cis trans 10 32 4 64 20 28 4 60 30 24 3 56 40 20 3 52 50 19 2 50 60 19 2 49

## Gambar 4-2: Perubahan  konsentrasi  isomer HTPB terhadap waktu
Nilai  tetapan  kesetimbangan  K ct , K cv ,  dan  K tv masing  masing  pada  suhu 90 ⁰ C adalah 1,21; 1,52; dan 0,93. Hasil tersebut menunjukkan bahwa perubahan penurunan  konsentrasi  vinil  adalah yang  paling  besar  dibandingkan  dengan yang  lain.    Jumlah  cis  yang  ada  dalam campuran  akan  selalu  lebih  kecil dibanding  trans  dan  vinil  karena  dalam kecenderungan  cis  akan  berubah  ke arah trans maupun  vinil. Perubahan cis ke  vinil  lebih  besar  daripada perubahan cis  ke  trans.  Hal  ini  sesuai  dengan perkiraan bahwa reaksi Sain Sayef dapat terjadi  terhadap  HTPB  karena  adanya ikatan  C-C  yang  ada  pada  rantai
polimernya.  Berdasarkan  struktur  yang terbentuk  pada  Gambar  4-2,  maka struktur  cis  dan  trans  adalah  struktur yang  mirip  hanya  berbeda  orientasi gugus  OH,  namun  tidak  berbeda  dalam ikatan  C-C  sehingga  reaktifitas    terhadap reaksi  Sain  Sayef  tidak  berbeda    jauh kestabilannya.  Hal  ini  sesuai  dengan pernyataan  Fessenden  dan  Wibowo bahwa  orientasi  gugus  relatif  tidak berpengaruh  terhadap  reaktifitas  suatu senyawa  (Wibowo,  2012,  Zohari  dkk, 2013).  Berbeda  dengan  isomer  vinil, dimana  walaupun  gugus  vinil  terikat tersendiri,  namun  ikatan  C-C  adalah bebas.  Adanya  gugus  vinil  yang  bersifat elektropositif  akan  memberikan  donor elektron  ke  ikatan  C-C  sehingga  ikatan C-C menjadi memiliki perbedaan elektronegatifitas  berbeda  dari  C  satu dengan  C  satunya.  Perbedaan  tersebut membuat ikatan C-C memiliki kemampuan bereaksi  lebih  besar  daripada  isomer  C- C  yang  relatif  memiliki  perbedaan elektronegatifitas  yang  sama.  Dengan demikian  struktur  vinil  lebih  stabil dibanding  cis  dan  trans  sehingga  arah reaksi akan menuju penambahan vinil.
Pengaruh  suhu  reaksi  terhadap tetapan  kesetimbangan  dipelajari  dengan melakukan reaksi pada suhu 20, 30, 40, dan  50 ⁰ C.  Hasil  perubahan  struktur isomer terhadap waktu tiap suhu reaksi dihitung,  kemudian  dicari  nilai  tetapan kesetimbangan reaksi isomerisasi secara numerik  dengan  menyelesaikan  per- samaan  simultan  (2-3),  (2-4)  dan  (2-5) sehingga diperoleh nilai K ct , K cv , dan K tv .
Hasil  pengamatan  dan  perhitungan ditunjukkan  pada  Tabel  4-2.  Untuk mengetahui  pengaruh  suhu  terhadap tetapan  kesetimbangan  reaksi,  maka dilakukan dengan menggunakan persamaan Arhenius, sehingga persamaan pengaruh suhu terhadap tetapan kesetimbangan K ct , K cv , dan K tv ditunjukkan  pada  persamaan  (4-1),  (4-
2),  dan  (4-3)  dengan  A  adalah  tetapan Arhenius,  R  adalah  tetapan  gas  ideal,  T adalah  suhu  mutlak  (Kelvin),  dan  Ea adalah energi aktivasi. Untuk memperoleh  nilai  E  dan  A,  maka  dapat dilakukan  dengan  membuat  grafik tetapan  kesetimbangan  reaksi  terhadap 1/T,  maka  dapat  diperoleh  nilai ln(A)sebagai  intersep  terhadap  sumbu vertikal  dan  (-Ea/R)  sebagai  kemiringan kurva tersebut.
K ct =A ct exp(-Ea ct /RT) (4-1)
K cv =A cv exp(-Ea cv /RT) (4-2)
K tv =A tv exp(-Eat v /RT) (4-3)
Hasil  pengujian  nilai  tetapan kesetimbangan  reaksi  pada  berbagai suhu  ditampilkan  pada  Tabel  4-2.  Hasil nilai  kemudian  dibuat  kurva  tetapan kesetimbangan  terhadap  1/T  sehingga diperoleh  kurva  seperti  ditunjukkan pada  Gambar  4-3.  Berdasarkan  kurva tersebut kemudian diperoleh nilai energi aktivasi  dan  faktor  frekuensi  seperti ditunjukkan pada Tabel 4-3.

## Tabel 4-2: NILAI  TETAPAN  KESETIMBANGAN PADA BERBAGAI SUHU
Suhu (K) K ct K cv K tv 363 1,21 1,52 0,93 373 1,24 1,57 1 383 1,29 1,63 0,98 393 1,33 1,68 1,02
Berdasarkan  hasil  kurva  pada  Gambar 4-3,  A  dan  Ea  untuk  masing-masing isomer  dapat  diperoleh  dan  ditampilkan pada  Tabel  4-3.  Apabila  dituliskan dalam  bentuk  persamaan  Arhenius, maka  berdasarkan  Tabel  4-3  dapat dituliskan    persamaan  Arhenius  untuk pengaruh suhu terhadap tetapan kesetimbangan  masing-masing  isomer

## seperti ditunjukkan pada persamaan (4-
4), (4-5), dan (4-6).
Gambar 4-3: Perubahan  nilai  tetapan  kesetim- bangan terhadap 1/T
K ct =A ct exp(-Ea ct /RT) (4-4)
K cv =A cv exp(-Ea cv /RT) (4-5)
K tv =A tv exp(-Eat v /RT) (4-6)
Tabel 4-3: NILAI Ea DAN A PENGARUH  SUHU
TERHADAP TETAPAN KESETIM- BANGAN Tetapan kesetimbangan Faktor frekuensi A Energi aktivasi (Ea/R) K ct 5,725901 -481,79 K cv 4,286626 -460,42 K tv 2,608043 -368,91
Hasil tersebut menunjukkan bahwa pengaruh  suhu  sangat  besar  terhadap perubahan  isomer  cis dan  vinil.  Dengan kenaikan suhu tiap 10 derajat, maka cis dapat  mengalami  penurunan  yang sangat  tajam  dan  sensitif.  Bahkan  pada suhu  110  derajat,  cis  mengalami penurunan  yang  sangat  drastis.  Jika diekstrapoasi,  maka  pada  suhu  110 derajat,  tidak  ada  cis  dalam  struktur polimer  tersebut.  Hal  ini  berkaitan dengan  sifat  struktur  kimia  cis  adalah senyawa  yang  relatif  tidak  stabil energinya  dibandingkan  dengan  trans, dimana  struktur  cis    orientasi  gugus
yang  sama  (H)  ada  dalam  posisi  satu garis dengan sifat leketronegatifitas yang sama  (positif)  sehingga  terjadi  saling tolak  menolak  yang  lebih  besar.  Hal  ini berbeda  dengan  struktur  trans  yang secara  geometri  memiliki  kestabilan ruang  yang  lebih  baik,  energinya  lebih rendah  dibanding  struktur  cis  karena posisi gugus hidrogen (H) yang lekertopositif berada pada posisi
berseberangan
sehingga distribusi
elektro  menjadi  lebih  merata.  Dengan demikian,  maka  energi  terbentuknya struktur trans akan lebih besar dibanding  dengan  struktur  cis,  seperti ditunjukkan pada Gambar 1-1.
Berbeda  dengan  struktur  cis  dan trans,  maka  struktur  vinil  adalah struktur  yang  agak  berbeda,  dimana terjadi  ikatan  rangkap di bagian bawah, ikatan polimerisasi terbentuk pada atom C  no  1  dan  2.  Posisi  tersebut  membuat polimer secara geometris menjadi sangat stabil  karena  adanya  resonansi  pada ikatan  rangkap  yang  ada  dan  distribusi elektron  yang  lebih  merata.  Dengan demikian,  maka  energi  pembentukan struktur vinil adalah yang paling rendah dibanding  dengan  struktur  cis  dan trans.  Hal  tersebut  membuat  secara umum, maka komposisi struktur isomer kebanyakan  adalah  vinil,  sedangkan  cis adalah yang paling sedikit.
Kenaikan  suhu  reaksi  akan memberikan  potensi  proporsi  struktur yang  berbeda.  Semakin  tinggi  suhu isomerisasi, ternyata jumlah isomer vinil adalah  semakin  besar  dengan  tingkat peningkatan  yang  lebih  besar  daripada struktur  cis.  Dengan  demikian,  untuk meningkatkan  jumlah  struktur  cis,  maka harus  diupayakan  reaksi  isomerisasi terjadi  pada  suhu  yang  lebih  rendah. Semakin rendah suhunya, maka peningkatan perubahan isomer cis akan meningkat  dibandingan  peningkatan perubahan struktur trans dan vinil.

## 4.3  Potensi  Peningkatan  Kualitas HTPB
Menarik diamati hasil dari optimalisasi  untuk  penggunaan  HTPB sebagai fuel binder  propelan.  HTPB untuk  kepentingan fuel binder  propelan diinginkan  memiliki  kadar  cis  yang tinggi  dan  memiliki  kadar  vinil  yang rendah  (Aldemir,  dkk,  2013).  Sebagai acuan, biasanya kadar vinil HTPB untuk fuel  binder  propelan  diinginkan  kurang atau  sama  dengan  dari  20%  (Lin-Vien, 2013).  Dengan mengamati dan estrapolasi dari  persamaan  hubungan  tetapan kecepatan  reaksi  untuk  tiap  isomer seperti ditunjukkan pada persamaan (2- 5),  (2-6),  dan  (2-7)  serta  nilai  tetapan kecepatan reaksi masing-masing isomer, maka  dapat  dibuat  optimisasi  pada reaksi berapa lama diperoleh kadar vinil minimum namun kadar cis tidak terlalu turun banyak. Hasil optimalisasi diperoleh bahwa  kondisi  optimum  dapat  terjadi dengan  reaksi  pada  menit  ke  90  akan diperoleh isomer vinil (%W) adalah 19%, cis  adalah  3%,  dan  trans  adalah  49%. Nilai  ini  cukup  memenuhi  persyaratan sebagai binder propelan komposit. Dengan demikian,  maka  potensi  penggunaan metode  Sain  Sayef  untuk  menurunkan kadar  vinil  dari  HTPB  adalah  cukup besar.  Dengan  metode  ini,  dapat digunakan  untuk  memperbaiki  struktur HTPB yang diperoleh.
Untuk  mendapatkan  hasil  yang lebih  optimal,  maka  perlu  dilakukan penelitian  pengaruh  suhu  reaksi  dan katalis yang digunakan. Menurut Arhenius,  maka  suhu  reaksi  sangat berpengatruh secara signifikan terhadap tetapan  kecepatan  reaksi  (Wibowo, 2013) . Demikian  pula  katalis,  katalis dapat  menurunkan  energi  aktivasi sehingga    reaksi  dapat  lebih  cepat terjadi.  Pemilihan  katalis  lain  mungkin memiliki  pengaruh  dan  karakteristik yang berbeda.

## 5 KESIMPULAN
Hasil  penelitian  menunjukkan bahwa reaksi Sain Sayef dapat digunakan untuk  mengubah  komposisi  isomer  dari HTPB.  Perubahan  komposisi  struktur HTPB sangat penting dalam peningkatan kualitas  HTPB  sebagai fuel binder propelan.  Reaksi  Sain  Sayef  terbukti nyata  dapat  memutus  ikatan  C-C  dari polimer  HTPB.  Berdasarkan  tetapan kecepatan reaksi, maka reaksi penurunan isomer vinil adalah paling bsear, sedang penurunan  isomer  cis  dan  trans  adalah sama.  Hasil  optimal  diperoleh  dengan kadar  vinil  19%  dengan  suhu  100 ⁰ C selama 90 menit. Secara umum, kualitas HTPB  dapat  meningkat  dengan  me- ngurangi kadar vinil sehingga komposisi HTPB  memiliki  kadar  vinil  turun menjadi 19%. Untuk mendapatkan hasil yang optimal, perlu dilakukan penelitian lebih  lanjut  pengaruh  suhu  reaksi  dan pemilihan katalis yang digunakan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  terimakasih  disampaikan kepada  LAPAN  yang  telah  memberikan biaya dan fasilitas untuk terselenggaranya  penelitian  ini.  Ucapan terima  kasih  juga  disampaikan  kepada Kepala Pusat Teknologi Roket yang telah mendukung dan memfasilitasi penelitian ini.

## DAFTAR RUJUKAN
Arguello,  J.M.,  and  A.  Santos,  2016. Hardness and  Compression  Resistance  of  Natural Rubber  and  Synthetic  Rubber  Mixtures , Journal of Physic: Conf Series 687. Aydemir,  Bulent,  B.,  and  S.,  Salman,    2013.
The  Advantages  of  New  Generation Hardness  Measurement  Methods, 5th International  Quality  Conference  May 20 th Center  for  Quality,  Faculty  of Mechanical  Engineering,  University  of Kragujevac.
Lin-Vien,  D.,  2013. Infrared  and  Raman
Characteristic  Frequencies  of  Organik Molecules . San Diego : AcademicPress. Maggi, F., 2014. Curing Viscosity of HTPB-Based
Binder  Embedding  Microand  Nano- Aluminum  Particles, Propellants  Explos.
Pyrotech, no. 39, 1–7.
Randall, D., and Lee, S., 2013. The Polyurethanes
Book .  New  York:  ed.  12th,    John  Wiley and Sons.
Sutton,  G.P.,  and  Biblarz,  O.,  2001. Rocket Propulsion  Elements,  7 th edition . New York : John Wiley & Son. Timnat,  J.,  1992. Advanced  Rocket  Propulsion . London: Interscience Publisher. 139.
Wibowo,  H.B.,    2013. Struktur  Polimer Polibutadien  dan  Teknik  Pengendalian
Produksi .  Chemistry  Progress,  Chem. Prog. 5(1). 2234-2240. Wibowo,  H.B.,  2011. Pengaruh  Berat  Molekul Terhadap Reaksi Pembentukan Poliuretan , Prosiding SIPTEKGAN XIV-2011. Wibowo, H.B., 2012. Karakteristik Viskoelastisitas Binder  Propelan  Komposit  Mandiri Berbasis  HTPB .  Prosiding  SIPTEKGAN XV-2011. Wibowo, H.B., 2014. Kinetika Polimerisasi Butadien Secara Emulsi dengan Inisiator H 2 O 2 /Fe(II) . Prosiding Seminar Nasional JNK 2014. Zohari,  N.,  Keshavar,  M.H.,  and  S.A.
Seyedsadjadi,    2013. The  Advantages and  Shortcomings  of  Using  Nano-sized Energetic  Materials ,  Central  European Journal  of  Energetic  Materials  10(1),
135-147.