Kimia Polimer : Polimerisasi Asam Laktat

Pendahuluan

Asam laktat (asam 2-hidroksi propanoat)merupakan senyawa organik yang dihasilkan dari proses fermentasi karbohidrat oleh mikroorganisme tertentu. Asam laktat berbentuk cairan pekat tidak berwarna dan tidak berbau, bersifat higroskopis pada suhu kamar, memiliki massa jenis 1,249 g/cm3 pada temperatur 4oC dan 15oC, memiliki massa molekul 90,08 g/mol, memiliki titik beku 16,8oC dan titik didih 122oC(Narayan 2003). Poli(asam laktat) atau Poli laktida (PLA) dengan rumus kimia (CH3CHOHCOOH)n adalah sejenis polimer atau plastik yang bersifat biodegradable, thermoplastic dan merupakan poliester alifatik yang terbuat dari bahan-bahan terbarukan seperti pati jagung atau tanaman tebu.

Polimerisasi asam laktat dapat diproduksi melalui tiga metode, yaitu: Polikondensasi langsung, Kondensasi dehidrasi, dan Polimerisasi pembukaan cincin . Proses polimerisasi dengan metode pembukaan cincin dilakukan melalui tiga tahapan yaitu polikondensasi asam laktat, depolimerisasi,polimerisasi pembukaan cincin membentuk  PLA( Avérous, L., 2008). Jenis suatu reaksi reaksi yang monomernya mengalami perubahan reaksi tergantung pada strukturnya. Polimerisasi kondensasi terjadi dari reaksi antara gugus fungsi pada monomer yang sama atau monomer yang berbeda, yang kadang disertai dengan terbentuknya molekul kecil seperti H₂O, NH₃, atau HCl. Reaksi polikondensasi yang merupakan proses polimerisasi asam laktat secara langsung menghasilkan poli asam laktat dengan bobot molekul yang rendah(Ibrahim et al 2006)

Tujuan Percobaan

Percobaan bertujuan untuk melakukan sintesis polimerisasi asam laktat

Alat dan Bahan

Peralatan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu, teflon, termometer 200C,gelas ukur 50ml, hot plate, neraca, pipet tetes, dan gelas pengaduk. Bahan yang dibutuhkan dalam percobaan ini yaitu asam laktat dan katalis Sn(Oct)2

Prosedur Percobaan

Teflon kosong sebanyak 3 buah diberi label A1, A2, dan A3, dan ditimbang diatas neraca. Larutan asam laktat sebanyak 15ml dimasukkan ke dalam masing-masing teflon, kemudian ditimbang kembali. Masing-masing teflon berisi asam laktat dipanaskan di atas hot plate pada suhu 120oC selama 1 jam didalam ruang asam. Masing-masing larutan diaduk perlahan, dan pemanasan dilanjutkan selama 30 menit(A1), 60menit(A2), dan 90menit(A3) pada suhu 150oC. PLA yang dihasilkan didinginkan pada suhu kamar.  PLA dimasukkan ke dalam vial yang telah ditimbang sebelumnya, dan ditimbang kembali untuk menentukan bobot PLA yang diperoleh.  

Pembahasan 

Proses polimerisasi asam laktat merupakan jenis polimerisasi kondensasi,atau pembentukan polimer dari monomer-monomernya secara adisi untuk membentuk rantai. Setiap ikatan baru yang dibentuk akan bersamaan dengan dihasilkannya molekul H₂O. polimerisasi asam laktat dilakukan dengan memanaskan asam laktat pada dua suhu yang berbeda. Langkah pertama yang dilakukan adalah memanaskan asam laktat di atas hot plate pada suhu 120oC selama 1 jam. Asam laktat sebelumnya ditambahkan sekitar 10 tetes katalis Sn(oct)2. Penambahan ini bertujuan untuk mempercepat terjadinya reaksi. Pemanasan asam laktat dilakukan bertujuan untuk menghilangkan air dalam asam laktat karena reaksi yang terjadi dapat balik. Selama proses pemanasan dikerjakan di dalam lemari asam, karena uap yang dihasilkan dari proses pemanasan mengandung toksik.

Asam laktat yang telah dipanaskan di aduk perlahan, hal ini bertujuan untuk menambah kontak antar molekul sehingga proses polimerisasi cepat terjadi. Asam laktat kembali dipanaskan pada suhu 150oC dengan lama waktu yang berbeda. A1 selama 30 menit, A2 selama 60menit, dan A3 selama 90 menit. Pemanasan kedua ini berfungsi dalam pembentukan poli asam laktat(PLA). Mekanisme reaksi yang terjadi pada percobaan ini yaitu..

Poli asam laktat yang dihasilkan mempunyai warna yang berbeda. Asam asetat A1 yang cenderung sebentar dipanaskan berwarna kuning lebih muda dibandingkan A2, dan A3 yang dipanaskan lebih lama berwarna agak kecoklatan. Bobot PLA yang diperoleh untuk A1, A2, dan A3 berturut-turut 4.36gr, 3.31gr, dan 3.21. bobot produk yang diperoleh jauh lebih sedikit daripada bobot asam laktat. Hal ini menunjukkan selama proses terdapat molekul yang dilepaskan. Persen rendemen dapat dihitung dengan membandingkan bobot PLA dengan bobot asam laktat, sehingga diperoleh % rendemen beruturut-turut 25.07%, 19.19%, dan 25.85%. beberapa kesalahan terjadi dalam percobaan ini, seperti suhu yang digunakan tidak konstan serta kesalahan paralaks saat menimbang baik asam laktat maupun PLA.

Simpulan

Poli asam laktat(PLA) dapat diperoleh dengan memanaskan asam laktat. Pemanasan dilakukan dua kali pada suhu 120oC dan 150oC. Fungsi pemanasan pada suhu yang berbeda untuk menghilangkan air pada asam laktat dan pembentukan PLA. Semakin lama waktu pemanasan, warna yang diperoleh semakin kuning tua/agak coklat. Pada percobaan ini rendemen yang paling besar ada pada A3 yaitu 25.85%