Perancangan Pabrik poli Vinil Alkohol

Prarancangan Pabrik Polivinil Alkohol dari Vinil Asetat Monomer dan Metanol dengan Kapasitas 30.000 ton/tahun BAB I PENGANTAR A. LATAR LATAR BELAKANG BELA KANG

Indu Industr strii poli polivi vini nill alkoh alkohol ol meru merupa paka kan n salah salah satu satu indu industr strii yang yang berkembang cukup baik deasa ini dengan angka pertumbuhan permintaan pasar rata!rata sebesar "#$ pertahun di Indonesia %&adan Pusat 'tatistik( )0"3*. Polivinil alkohol adalah salah satu dari sedikit polimer yang bersi+at dapat larut dalam air. 'i+at kimia dan +isika dari polivinil alkohol membuat polimer ini memiliki andil penting dalam dunia perindustrian sehingga diproduksi secara luas di dunia. Polivinil alkohol pertama kali ditemukan oleh ,aehnel dan ,errman melalui reaksi adisi alkali pada larutan bening alkohol polivinil asetat ase tat yang kemudian menghasilkan larutan berarna cokelat c okelat muda yang yang kemudi kemudian an diketa diketahui hui merupa merupakan kan polivi polivinil nil alkoho alkohol. l. Polivi Polivinil nil alkoho alkoholl kemudi kemudian an diperk diperkena enalka lkan n pertam pertamaa kali kali secara secara komersi komersial al pada pada tahun tahun "-) "-) %Kirk!thmer( "--*. &erbagai &erbagai bentuk bentuk polivinil polivinil alkohol alkohol %PVA* %PVA* digunakan digunakan sebagai bahan aditi+ dalam proses!proses sintesis produk kimia. Kegunaan utama dari PVA adalah sebagai bahan adesi+ %perekat*( sebagai protective colloid bagi bagi proses emulsi emulsi polime polimerisa risasi si serat( serat( bahan bahan pembua pembuatt polivi polivinil nil butira butiral( l( serta serta sebaga sebagaii pelapis kertas. Water-soluble PVA films bersi+at mudah terdegradasi oleh air sehingga digunakan sebagai bahan baku pembuatan beton dan semen serta pelapis kantung laundry ( pestisida( herbisida( serta pupuk. Polivinil alkohol dalam umlah yang kecil diman+aatkan diman+aatkan sebagai sebagai emulsifier untuk kosmetik( lapisan lapisan +ilm +ilm pelind pelindung ung(( pereka perekatt tanah tanah untuk untuk menghi menghinda ndari ri erosi. erosi. Polivi Polivinil nil alkoho alkoholl uga uga dapat dapat diguna digunakan kan sebagai sebagai polarizer dan banyak digunakan di daerah Asia Asia sebagai bahan pembuatan pembuatan panel liquid-crystal display %12*( dimana pada daerah ini terdapat beberapa produsen besar alat!alat elektronik yang yang menggu menggunak nakan an 12 sepert sepertii televis televisi( i( telepo telepon n selula selular( r( komput komputer er(( dan tablet. Polimer ini merupakan perekat yang baik serta memiliki ketahanan terhadap terhadap minyak minyak dan pelumas. 4ilm PVA PVA memiliki memiliki daya tegang atau tensile

strength yang tinggi serta tahan terhadap abrasi. 'elain itu tegangan

1 4adhila 5l ischa Andradhita 6ahmania A.

%"0/)-77"#/8K/37"90* %"0/)--3)/8K/37#:9*

Prarancangan Pabrik Polivinil Alkohol dari Vinil Asetat Monomer dan Metanol dengan Kapasitas 30.000 ton/tahun

permukaan polimer ini uga rendah sehingga dapat mem+asilitasi emulsi+ikasi yang baik dan memiliki si+at sebagai protective colloid. Kegunaan PVA lainnya adalah sebagai bahan pengemulsi dan

stabilizing agent pada industri petrokimia( bahan aditi+ pada semen yang ber+ungsi menambah si+at kohesi dan +luiditasnya( serta bahan pengatur ukuran benang pada industri tekstil. &erbagai kegunaan tersebut menadikan PVA sebagai salah satu komoditas yang penting dan banyak dibutuhkan dalam industri rekayasa produk kimia. 8otal produksi PVA secara global pada tahun )00 mencapai -70.000 ton dengan pertumbuhan sebesar #(-$ pertahun. iestimasikan kebutuhan PVA di dunia mencapai ".)-.000 ton pada tahun )0"3. 2ina sebagai produsen utama PVA menghasikan :0$ dari total produksi tersebut( namun masih membutuhkan impor sebesar #0.000 ton pertahun untuk memenuhi kebutuhan

industrinya

%8he Market Publishers(

1td.(

)0"3*. apat

disimpulkan baha alaupun tingkat produksi sudah cukup tinggi( kebutuhan dunia akan PVA masih belum seluruhnya terpenuhi. Pada skala nasional( kebutuhan PVA di Indonesia digambarkan oleh tabel ". Tabel 1.1.

Kebutuhan Impor Produk Polivinil Alkohol di Indonesia %&adan Pusat Stask, 2013)

8ahun

Kebutuhan impor PVA( ton/tahun

)00-

".#3:(37

)0"0

".7::(9-

)0""

".--(##

)0")

".-)#(33

)0"3

).3-7(77

ari tabel di atas dapat dilihat baha kebutuhan PVA pada skala nasional masih belum dapat dipenuhi oleh pasar lokal. engan demikian pembangunan pabrik polivinil alkohol patut dipertimbangakan mengingat potensinya pada skala nasional maupun global. ;ntuk itu( perlu dilakukan prarancangan pabrik PVA guna menganalisa kelayakan pembangunan pabrik polivinil alkohol di Indonesia.

2

4adhila 5l ischa Andradhita 6ahmania A.

%"0/)-77"#/8K/37"90* (10/297932/TK/36458)

Prarancangan Pabrik Polivinil Alkohol dari Vinil Asetat Monomer dan Metanol dengan Kapasitas 30.000 ton/tahun 3.000,00 2.500,00 y = 219,1x - 438776

2.000,00 1.500,00

I!"# P$%,

1.000,00

t"&/ta'u& T#& I!"#t

500,00 P$% 2008

2009

Gambar 1.1.

2010

2011

2012

2013

2014

8ren Kebutuhan Impor PVA di Indonesia

Pabrik direncanakan untuk didirikan pada tahun )0"# dengan masa pembangunan dua tahun dan umur pabrik "0 tahun. &erdasarkan tren pada gambar "."( diambil pendekatan linier untuk estimasi kebutuhan impor PVA. 'ehingga pada tahun )0): yaitu pada masa akhir umur pabrik( kebutuhan impor PVA di Indonesia diperkirakan mencapai angka #.-0"(: ton/tahun. ari data!data di atas( dipilih kapasitas pabrik sebesar 30.000 ton/tahun untuk memenuhi kebutuhan PVA dalam negeri serta memenuhi kebutuhan pasar regional maupun internasional.


%"0/)-77"#/8K/37"90* %"0/)--3)/8K/37#:9*

Prarancangan Pabrik Polivinil Alkohol dari Vinil Asetat Monomer dan Metanol dengan Kapasitas 30.000 ton/tahun B. TINJAUAN PUSTAKA 1. Polivinil Alkohol

&erbeda dari senyaa polimer pada umumnya yang diproduksi melalui reaksi polimerisasi( poli%vinil alkohol* diproduksi secara komersial melalui hidrolisis poli%vinil asetat* dengan alkohol karena monomer dari vinil alkohol tidak dapat dipolimerisasi secara alami menadi PVA %Kirk!thmer( "-9)*. Produk PVA diumpai sebagai kopolimer dari vinil asetat dan vinil alkohol. 6umus struktur polivinil alkohol dengan kopolimer vinil asetat diabarkan pada gambar ".).

Gambar 1.2.

6umus 'truktur Poli%vinil Alkohol*

'i+at +isis dari PVA ditentukan oleh kondisi polimerisasi dari poli%vinil asetat*( kondisi pada saat hidrolisis( proses pengeringan( dan proses

penggilingan. Polivinil

alkohol dalam

kondisi ruangan 0

0

berbentuk bubuk putih dengan titik lebur berkisar antara ))0 2!)7 2. Polivinil alkohol larut pada pelarut yang bersi+at polar seperti air(

dimethyl sulfoxide, acetamide serta dimethylformamide. Kelarutan poli%vinil alkohol* adalah +ungsi dari deraat polimerisasi serta deraat hidrolisis( yang diilustrasikan pada gambar ".3.

Kt#a&a&* % = +#aat '#"ss P$% 78-81  = +#aat '#"ss P$% 87-89  = +#aat '#"ss P$% 90-98 + = +#aat '#"ss P$% 98-99

Gambar 1.3.

Pengaruh eraat Polimerisasi terhadap Kelarutan Polivinil Alkohol

4


%"0/)-77"#/8K/37"90* %"0/)--3)/8K/37#:9*


Kurva A hingga  meakili polimer dengan deraat hidrolisis paling rendah %A* hingga paling tinggi %*. ari gambar diatas dapat disimpulkan baha( semakin tinggi deraat hidrolisis PVA( maka semakin tinggi pula suhu yang dibutuhkan untuk melarutkannya. Polivinil alkohol dapat diproduksi dari hidrolisis berbagai macam polivinil ester misalnya polivinil asetat( polivinil +ormat( polivinil ben
Vinil asetat monomer merupakan produk antara yang umum digunakan untuk memproduksi polivinil asetat serta kopolimer vinil asetat. Polivinil asetat biasanya ditemukan pada kehidupan sehari!hari sebagai komponen dalam pelapis( cat( perekat( binder( dan bahkan makanan seperti permen karet maupun pelapis tablet. Vinil asetat mempunyai tingkat kelarutan yang signi+ikan di dalam air yang mempengaruhi karakteristik dari polimerisasi vinil asetat itu sendiri. Vinil asetat berada dalam +ase larutan bening pada kondisi lingkungan normal dan bersi+at mudah terbakar. Kekuatan termoplastis dari resin polivinil asetat akan semakin bertambah seiring dengan bertambahnya umlah berat molekul polivinil asetat. Polivinil asetat resin biasa diproduksi secara komersial dalam bentuk bubuk( maupun granula kering. 6eaksi kimia yang paling penting dari vinil asetat adalah free

radical polymerization( yang dapat dielaskan melalui gambar ".#.

5


%"0/)-77"#/8K/37"90* %"0/)--3)/8K/37#:9*


Gambar 1.$.

Proses free radical polymerization pada vinil

asetat 3. Iniia"or 6eaksi polimerisasi adisi membutuhkan senyaa inisiator untuk memicu terbentuk radikal monomer. 8erdapat tiga proses umum untuk mengahasilkan energi yang dibutuhkan oleh suatu inisiator untuk menadi radikal bebas yaitu proses termal( proses microave atau radiasi ;V( dan proses trans+er elektron %redoks*. Proses termal adalah tipe yang paling banyak digunakan pada skala industri( dimana umlah energi yang dibutuhkan untuk memutus ikatan pada senyaa inisiator dipengaruhi oleh tiga parameter mengikuti persamaan ". k d > A e

%!5a/68*

%"*

Persamaan di atas dikenal sebagai persamaan Arrhenius order satu dimana k d adalah konstanta lau reaksi dekomposisi( A adalah +aktor +rekuensi senyaa inisiator( 5a adalah energi aktivasi yang menyatakan

nilai

energi

minimum

yang

dibutuhkan

untuk

dekomposisi( 6 adalah konstanta gas( dan 8 adalah suhu reaksi. Ketiga parameter tersebut %k d( A( 5 a* disebut sebagai parameter aktivasi dan digunakan sebagai salah satu pertimbangan dalam pemilihan senyaa inisiator( dimana semakin besar nilai parameter aktivasinya maka reaksi dekomposisi beralan lebih cepat. 4aktor lain yang mmepengaruhi pemilihan inisiator adalah aktu paruh( yaitu aktu atau suhu yang dibutuhkan untuk mendekomposisi :0$ senyaa inisiator dalam kondisi tertentu. Karena inisiator pada umumnya bersi+at tidak stabil secara termal maka digunakan pendekatan suhu( dimana menyatakan suhu yang dibutuhkan untuk mendekomposisi senyaa masing!masing dalam aktu satu am dan sepuluh am. 'emakin rendah suhu aktu paruh 6


%"0/)-77"#/8K/37"90* %"0/)--3)/8K/37#:9*


suatu inisiator maka semakin sedikit energi termal yang dibutuhkan untuk proses dekomposisi. a. 'enyaa Peroksida Inisiator enis peroksida paling banyak digunakan pada berbagai reaksi polimerisasi karena si+atnya yang tidak stabil secara termal sehingga mudah untuk terdekomposisi pada suhu tertentu. 1au dekomposisi senyaa peroksida tergantung pada struktur dan enisnya( serta dapat ditingkatkan dengan penambahan aktivator yang ber+ungsi menurunkan energi pemecahan ikatan oksigen! oksigen. Polaritas pelarut uga mempengaruhi lau dekomposisi senyaa

peroksida(

dimana

sebagian

besar

peroksida

terdekomposisi lebih cepat pada pelarut yang semakin polar. 6eaksi dekomposisi senyaa peroksida adalah sebagai berikut. 66? 6 @ 6? %)* 'enyaa peroksida yang paling 



umum digunakan sebagai inisiator adalah ben
'enyaa A
Gambar 1.%.

6umus 'trutur 'enyaa A
A


6  = > = B 6?6 @ =) @ 6? 4adhila 5l ischa

%"0/)-77"#/8K/37"90*

Andradhita 6ahmania A.

%"0/)--3)/8K/37#:9*

%3* 7


Pada inisiator tipe a
'truktur

kimia dan

reaksi dekomposisi AI&=

diilustrasikan pada gambar ".7 dan "..

Gambar 1.&.

Gambar 1.'.

6umus struktur AI&=

6eaksi ekomposisi AI&= 8


%"0/)-77"#/8K/37"90* %"0/)--3)/8K/37#:9*

Prarancangan Pabrik Polivinil Alkohol dari Vinil Asetat Monomer dan Metanol dengan Kapasitas 30.000 ton/tahun $. Polim!riai

Polimerisasi adalah peristia bergabungnya unit!unit seenis %monomer* membentuk sebuah rantai senyaa seenis yang disebut sebagai polimer %Kirk!thmer( "-9)*. Polimer memiliki si+at!si+at istimea yang tidak dimiliki oleh unit konstituennya sehingga polimerisasi dilakukan secara komersil pada skala indutri untuk meningkatkan nilai guna dan nilai ekonomi senyaa monomer. 'ecara umum polimerisasi terbagi atas dua enis( yaituE

a. !hain-groth polymerization Polimerisasi tipe chain!groth ditandai oleh teradinya reaksi berantai yang sangat cepat saat reaksi mulai diinisiasi. 6eaksi polimerisasi dimulai dengan penambahan suatu bahan inisiator yang menyebabkan sebuah monomer akti+ sehingga berikatan

dengan

monomer

lainnya.

!hain-groth

polymerization terbagi atas beberapa enis berdasarkan inisiator yang digunakan. Polimerisasi vinil asetat pada pabrik ini umumnya diinisiasi dengan penambahan bahan yang bersi+at radikal bebas( sehingga disebut dengan free-radical addition %Kirk!thmer( "-9)*. Pada proses ini senyaa inisiator dirubah menadi radikal bebas yang menginduksi sebuah monomer menadi radikal monomer dan menyerang monomer lainnya untuk berikatan dan membentuk rantai polimer. 8ahap polimerisasi yang teradi diabarkan pada reaksi!reaksi berikut. ?

Inisiasi

%#*

II ?

I @ MI B M

?

%:*

?

?

Propagasi

I B M @ nMI B Mn B M

%7*

8erminasi

) I  Mn B M I  Mn  M  Mn  I

?

%*

?

) I  Mn B M I  Mn  MF @ I  Mn  MFF %9* %Kirk!thmer( "-9)*

Pada persamaan!persamaan di atas I melambangkan ?

inisiator( I adalah inisiator yang telah terdekomposisi menadi ?

radikal bebas( M adalah monomer gugus vinil( I B M adalah 9


%"0/)-77"#/8K/37"90* %"0/)--3)/8K/37#:9*

Prarancangan Pabrik Polivinil Alkohol dari Vinil Asetat Monomer dan Metanol dengan Kapasitas 30.000 ton/tahun ?

radikal monomer gugus vinil( I  M n B M adalah radikal polimer( serta MF dan MFF adalah uung rantai polimer yang dihasilkan oleh tahap terminasi karena disproporsionasi. 8ahap propagasi teradi dengan sangat cepat( sehingga umumnya diambil asumsi baha tahap inisiasi adalah rekasi yang mengendalikan. Pada reaksi adisi radikal bebas aktu reaksi yang dibutuhkan dari tahap inisiasi hingga terminasi biasanya kurang dari satu detik. =amun rantai polimer yang telah mengalami terminasi tidak akan mengalami pertumbuhan meski reaksi terus beralan. leh karena itu( polimer dengan berat molekul tinggi dapat diperoleh seak aal reaksi namun konversi monomer relati+ rendah. ;ntuk meningkatkan konversi( monomer ditambahkan secara bertahap selama reaksi berlangsung. b. "tep-groth polymerization. Polimerisasi tipe step-groth atau dikenal uga sebagai polimerisasi kondensasi ditandai oleh rantai polimer yang memiliki nilai reaktivitas terminal tertentu dan terus bertambah panang selama beralannya reaksi. 6eaksi polimerisasi beralan lambat dimana sebuah reaktan monomer dapat bereaksi dengan monomer lainnya atau dengan polimer membentuk rantai polimer yang lebih panang. ;ntuk memperoleh polimer dengan berat molekul tinggi dibutuhkan konversi yang tinggi dan kondisi yang mendekati kesetimbangan stoikiometri( sehingga polimer yang terbentuk biasanya dipisahkan dengan cara kondensasi %Kirk!thmer( "-9)*. Polimerisasi vinil asetat dapat dialankan dengan metode bul# ( suspensi( larutan( maupun emulsi. i.

Polimerisasi 5mulsi 'ekitar -0$ sintesis polivinil asetat dialankan dengan menggunakan metode polimerisasi emulsi. Proses polimerisasi emulsi melibatkan monomer( air( sur+aktan( inisiator( dan buffer .

$enzoyl peroxide biasanya digunakan sebagai inisiator dalam 10


%"0/)-77"#/8K/37"90* %"0/)--3)/8K/37#:9*


polimerisasi emulsi karena mudah larut dalam air. 1arutan bu++er seringkali ditambahkan ke dalam reaksi polimerisasi emulsi untuk menstabilkan p, karena hidrolisis vinil asetat bersi+at sensiti+ terhadap p,( selain itu inisiator uga terdekomposisi pada p, tertentu.

!hain

transfer

agent uga

ditambahkan

untuk

mengontrol berat molekul dari polivinil asetat yang dihasilkan. Proses polimerisasi emulsi dapat dilakukan dengan cara memasukkan semua bahan yang dibutuhkan ke reaktor( kemudian memanaskan sistem( dan mengaduk campuran sampai reaksi selesai teradi. Pada saat reaksi berlangsung( temperatur reaksi dikontrol dengan menggunakan sistem pendingin. Penambahan monomer dilakukan secara kontinyu ke dalam reaktor untuk menghasilkan polivinil asetat dalam partikel yang lebih kecil dan dispersi yang lebih stabil.

ii.

Polimerisasi $ul# Polimerisasi $ul# adalah polimerisasi yang paling mudah untuk dilakukan( namun uga merupakan reaksi polimerisasi yang sangat sulit untuk dikontrol( apalagi ika reaksi yang teradi bersi+at eksotermis. 8rans+er panas antara monomer dan polimer uga menyebabkan

peningkatan

kekentalan

sehingga

penggunaan

metode bul# pada industri mulai dibatasi. Polimerisasi bul# diman+aatkan untuk memproduksi polivinil asetat dengan berat molekul rendah. iii.

Polimerisasi 'uspensi Polimerisasi

suspensi

melibatkan

monomer

yang

didispersikan ke dalam cairan yang bersi+at tidak melarutkan( misalnya air. Monomer di dalam suspensi diaduk secara kontinyu dan ditambahkan stabilizer misalnya seperti polivinil alkohol dan

methyl cellulose. Polimerisasi suspensi dilakukan dengan inisiator yang dapat larut dalam monomer serta stabilizer dalam umlah yang sedikit. Gika proses dikontrol dengan baik( polimer yang

11


%"0/)-77"#/8K/37"90* %"0/)--3)/8K/37#:9*


dihasilkan dapat benrbentuk butiran!butiran kecil sehingga mudah untuk dipisahkan melalui +iltrasi atau dengan metode spray drying .

Kelebihan utama dari metode polimerisasi suspensi ini adalah trans+er panas teradi dengan sangat e+isien sehingga reaksi dapat dikontrol dengan mudah. Polimerisasi suspensi tidak dapat dilakukan untuk polimer yang bersi+at lengket misalnya elastomer( karena berpotensi untuk menyebabkan teradinya agglomerasi pada partikel. ari sisi kecepatan reaksi dan mekanisme( polimerisasi suspensi bersi+at mirip dengan polimerisasi bul#. Polimerisasi suspensi biasa digunakan pada sintesis polimer untuk perekat dan aplikasi coating. iv.

Polimerisasi 1arutan 'eperti halnya polimerisasi suspensi( polimerisasi larutan uga menyebabkan teradinya trans+er panas yang e+isien( namun pelarut yang digunakan harus dipilih secara hati!hati karena dapat menyebabkan teradinya reaksi chain transfer yang pada akhirnya akan menghasilkan polimer dengan berat molekul rendah. 'alah satu kendala dalam metode ini adalah sulitnya memisahkan pelarut dari polimer yang dihasilkan. Ide yang sedang dikembangkan adalah dengan menggunakan karbon dioksida superkritis sebagai solven dalam

proses

polimerisasi(

karena karbon dioksida

superkritis bersi+at tidak beracun( murah( dan mudah dipisahkan dari polimer yang dihasilkan. Polimerisasi larutan biasanya dipilih untuk menghasilkan produk polivinil asetat intermediet guna diproses lebih lanut untuk menadi polivinil alkohol. Pelarut yang digunakan adalah metanol.


%"0/)-77"#/8K/37"90* %"0/)--3)/8K/37#:9*


Perbandingan masing!masing metode polimerisasi untuk memproduksi polivinil asetat disaikan pada tabel ".). Perbandingan Metode Polimerisasi untuk 'intesis

Tabel 1.2.

P"& %stat

Metode Polimerisasi $ul#

Kelebihan

Mudah dilakukan. 8idak ada kontaminan yang ditambahkan. Panas mudah untuk terdispersi.

'uspensi

Viskositas rendah. Polimer yang dihasilkan dalam bentuk butiran dan dapat langsung digunakan. Panas mudah untuk terdispersi. Viskositas rendah.

1arutan Polimer yang dihasilkan dalam bentuk butiran dan dapat langsung digunakan. Panas mudah untuk terdispersi.

Kekurangan 6eaksi sulit untuk dikontrol apabila sangat eksotermis. Kekentalan tinggi. iperlukan proses pencucian dan pengeringan. Agglomerasi dapat teradi. 'tabili
Viskositas rendah.

5mulsi

Polimer yang dihasilkan memiliki berat molekul yang besar. apat digunakan secara langsung sebagai emulsi.

iperlukan proses pencucian dan pengeringan.

Metode yang baik digunakan ika polimer bersi+at lengket.


%"0/)-77"#/8K/37"90* %"0/)--3)/8K/37#:9*


ari uraian metode polimerisasi diatas disimpulkan baha metode polimerisasi yang cocok digunakan untuk sintesis polivinil asetat adalah metode polimerisasi larutan( karena polivinil asetat yang dihasilkan dalam bentuk cairan. Polivinil asetat dalam bentuk larutan lebih diinginkan karena reaksi selanutnya yang teradi adalah reaksi cair!cair antara polivinil asetat dengan metanol sehingga akan lebih mudah untuk dikonversi lebih lanut menadi polivinil alkohol. 'intesis polivinil asetat sebagai produk akhir pada skala industri umumnya menggunakan metode polimerisasi emulsi. Inisiator yang umum digunakan adalah senyaa peroksida seperti butil peroksipivalat( di%)!etilheksil* peroksidikarbonat( butil peroksineodekanoat( ben
mengikuti

mekanisme

disproporsionasi

sehingga

menghasilkan dua molekul polimer dimana salah satu molekul memiliki ikatan rangkap pada uung rantainya. Kondisi operasi pada raksi polimerisasi vinil asetat dirancang berdasarkan karakteristik produk akhir yaitu polivinil alkohol yang diinginkan. Pada polimerisasi vinil asetat dapat teradi

+enomena

intermolekuler.

trans+er

4enomena

rantai

%chain

trans+er

rantai

transfer * adalah

secara

peristia

pindahnya gugus akti+ dari sebuah rantai polimer akti+ ke molekul lain( dimana molekul baru ini disebut agen trans+er rantai. 8eradinya trans+er rantai antara radikal monomer yang sedang tumbuh dengan larutan metanol adalah reaksi samping yang tidak diinginkan karena menyebabkan terbentuknya polimer dengan berat molekul rendah. 4enomena trans+er rantai dapat dihindari dengan menaga kondisi reaksi pada suhu rendah serta dengan penambahan asam %) B :0 ppm* seperti asam +os+at( asam oksalat( asam sitrat( dan asam tartarat.

14


%"0/)-77"#/8K/37"90* %"0/)--3)/8K/37#:9*


%. Tran!"!ri(ikai Polivinil Alkohol

Polivinil alkohol tidak dapat disintesis dari polimerisasi vinil alkohol karena si+at monomernya yang tidak stabil dan cenderung membentuk asetaldehid menurut reaksi keto!enol tautomerisasi. 6eaksi tautomerisasi adalah reaksi kesetimbangan kimia antara senyaa keto %keton atau aldehid* dengan senyaa enol %alkohol*( dimana teradi pertukaran atom hidrogen dan pergeseran ikatan rangkap pada rantai utama senyaa. 'enyaa keto dan enol tersebut adalah tautomer bagi satu sama lain( yaitu isomer senyaa organik pada reaksi tautomerisasi. Pada kasus reaksi tautomerisasi vinil alkohol seperti diabarkan pada gambar ".9( bentuk senyaa keto %aldehid* lebih stabil daripada senyaa enol %vinil alkohol* %Morrison!&oyd( )00)*.

Gambar 1.).

6eaksi Keto!enol 8automerisasi Vinil Alkohol

Pembentukan poli%vinil alkohol* dari poli%vinil asetat* dapat dialankan

dengan

metode

aminolisis(

hidrolisis(

maupun

transesteri+ikasi.

15


%"0/)-77"#/8K/37"90* %"0/)--3)/8K/37#:9*


a. ,idrolisis Karakteristik reaksi hidrolisis adalah menggunakan air sebagai reaktannya dengan mengikuti persamaan reaksi seperti pada gambar ".-.

Gambar 1.*.

6eaksi ,idrolisis Poli%vinil asetat* menadi Poli%vinil alkohol*

Pada skala industri( metode esteri+ikasi lebih disukai daripada metode hidrolisis karena distribusi gugus +ungsional alkohol pada rantai produk PVA lebih teratur sehingga molekul polimer lebih stabil. 'elain itu( reaksi hidrolisis arang digunakan untuk memproduksi

PVA karena

lau

reaksinya

lebih

lambat

dibandingkan dengan proses transesteri+ikasi. b. Aminolisis 6eaksi aminolisis tidak lagi digunakan di industri utuk sintesis PVA karena reaksi ini sangat sensiti+ terhadap p, %'atterthait( "-#*. 6eaksi aminolisis beralan berdasarkan reaksi pada gambar "."0.

Gambar 1.1+.

6eaksi Aminolisis Polivinil asetat menadi Polivinil alkohol

16


%"0/)-77"#/8K/37"90* %"0/)--3)/8K/37#:9*


c. 8ransesteri+ikasi Proses transester+ikasi adalah proses dimana seumlah kecil asam atau basa ditambahkan sebagai katalis untuk mengubah ester. 6eaksi transesteri+ikasi antara poli%vinil asetat* dengan basa alkohol menghasilkan poli%vinil alkohol* dan aldehid teradi menurut persamaan pada gambar "."".

Gambar 1.11.

6eaksi 8ransesteri+ikasi Polivinil Asetat

dengan Alkohol Katalis yang umum digunakan pada reaksi di atas adalah =a, maupun K,. eraat hidrolisis dapat diatur dengan penyesuaian aktu reaksi( konsentrasi katalis( dan suhu reaksi. ;mumnya produk PVA adalah kopolimer dari poli%vinil alkohol* dan poli%vinil asetat* dengan kandungan poli%vinil asetat* berkisar antara 0!30$. Produk PVA biasanya dikelompokkan berdasarkan deraat hidrolisisnya( yaitu perbandingan antara gugus alkohol %,* terhadap umlah gugus +ungsional secara keseluruhan. PVA yang terhidrolisis sempurna artinya tidak lagi memiliki gugus asetat %22,3* pada rantainya. eraat hidrolisis produk PVA secara komersil dikelompokkan berdasarkan tabel ".3. Tab!l 1.3.

Klasi+ikasi Produk PVA berdasarkan eraat ,idrolisisnya %Kirk!thmer( "-9)*


%"0/)-77"#/8K/37"90* %"0/)--3)/8K/37#:9*

Perancangan Pabrik poli Vinil Alkohol

Recommend Documents