Water Compatible Chiral Lewis Acid dari Fe dan Al Sebagai Katalis Ramah Lingkungan Terhadap Polimerisasi Bioplastik dari Asam Laktat (LA) dengan Metode Polikondensasi

Aziz, A. Musonnifin (2023) Water Compatible Chiral Lewis Acid dari Fe dan Al Sebagai Katalis Ramah Lingkungan Terhadap Polimerisasi Bioplastik dari Asam Laktat (LA) dengan Metode Polikondensasi. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6008211005-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Poli (asam laktat) (PLA) menjadi kandidat yang menjanjikan sebagai bahan alam terbarukan (renewable resources) untuk pembuatan plastik. Penggunaan PLA sebagai bahan pembuat plastik tentu saja akan mengurangi masalah yang diakibatkan oleh sampah. Pada produksi Polylactic acid (PLA), terdapat produk samping berupa air, sedangkan katalis asam Lewis seperti Fe (III), Al (III), yang biasa digunakan untuk produksi PLA akan cepat terdekomposisi. dan dinonaktifkan oleh air. Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis katalis tahan air asam Lewis yang disebut LASC (Lewis Acid Surfactant Combined Catalyst) dengan menggabungkan beberapa logam Lewis dengan surfaktan berupa Sodium dodecylsulfate (SDS) yang masing-masing akan saling berikatan menjadi Fe(dodesillsulfate)3 [Fe(DS)3], dan Al(dodesilsulfat)3 [Al(DS)3], yang dibandingkan dengan katalis logam FeCl3 dan AlCl3 dan dilihat dari kinerjanya pada produksi PLA menggunakan metode GGOOpolikondensasi. Katalis LASC dikarakterisasi dengan Fourier Transform Infrared (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), dan Thermogravimetric Analysis (TGA). Untuk PLA dengan penambahan katalis Al(DS)3 dilakukan optimasi dengan Respon Surface Methodology. Titik optimum selanjutnya dibandingkan dengan PLA dengan katalis AlCl3, Fe(DS)3, FeCl3 pada kondisi operasi yang sama untuk dilakukan analisa Viskositas, Fourier Transform Infrared (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), Thermogravimetric Analysis (TGA), dan Proton Nuclear Magnetic Resonance (1HNMR). Hasil analisa pada katalis LASC: 1) Spektrum FTIR LASC dan SDS menunjukkan pita yang sama dalam mode getaran regangan dan tekuknya. 2) Indeks Kristalinitas diperoleh sebesar 36.81% , 20,65%, dan 15,82% untuk SDS, Al(DS)3, dan Fe(DS)3 secara berurutan. 3) Katalis Al(DS)3 merupakan katalis terbaik karena mengalami dekomposisi rantai panjang hidrokarbon dodesil sulfat anion.pada suhu tertinggi yaitu 180℃ - 290℃. Hasil optimasi pada PLA+Al(DS)3 dengan BM tertinggi berada pada kondisi operasi 180°C dan katalis loading 0,15% dengan berat molekul sebesar 11832,7 gr/mol. Pada Desain Optimasi CCD ini juga didapatkan PLA dengan kondisi optimum yaitu pada kondisi operasi 180,6°C dan katalis loading 0,2030% yang menghasilkan berat molekul 10830,5 gr/mol. Hasil analisa PLA: 1) Pada temperature 180℃ merupakan kondisi optimum karena terjadinya kenaikan berat molekul dan suhu 200℃ mengalami degradasi sehingga terjadi penurunan berat molekul. 2) Adanya gugus alkil dan gugus karboksil pada analisa FTIR menunjukkan bahwa penelitian ini menghasilkan senyawa PLA yang diinginkan. 3) Analisa XRD PLA terdapat Difraksi yang sangat lebar dari 10° ke 50° disebabkan oleh hamburan matriks polimer PLA. 4) PLA+Al(DS)3 terjadi penurunan massa yang disebabkan pengurangan kadar air pada suhu dibawah 275℃ dan terjadi dekomposisi tertinggi pada rentang suhu 275℃ - 365℃. 5) Sedangkan pada analisa 1H-NMR nilai-nilai shift untuk PLA dari hasil polikondensasi pada penelitian ini adalah antara lain: 1,565 - 1,584 ppm; 2,478 – 2,488 ppm; 4,301 - 4,390 ppm; dan 5,146 - 5,368 ppm.
===================================================================================================================================
Poly (lactic acid) (PLA) is a promising candidate as a renewable resource for making plastics. The use of PLA as a plastic material will of course reduce the problems caused by waste. In the production of Polylactic acid (PLA), there is a by-product in the form of water, while Lewis acid catalysts such as Fe (III), Al (III), which are commonly used for the production of PLA, will quickly decompose. and deactivated by water. This study aims to synthesize a Lewis acid waterproof catalyst called LASC (Lewis Acid Surfactant Combined Catalyst) by combining several Lewis metals with a surfactant in the form of Sodium dodecylsulfate (SDS), each of which will bond to each other to become Fe(dodesillsulfate)3 [Fe(DS)3], and Al(dodecylsulfate)3 [Al(DS)3], compared to the metal catalysts FeCl3 and AlCl3 and seen from their performance in PLA production using the GG method. OOpolycondensation. LASC catalysts are characterized by Fourier Transform Infrared (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), and Thermogravimetric Analysis (TGA). For PLA with the addition of Al(DS)3 catalyst, optimization was carried out using the Response Surface Methodology. The optimum point was then compared to PLA with AlCl3, Fe(DS)3, FeCl3 catalysts at the same operating conditions for analysis of Viscosity, Fourier Transform Infrared (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), Thermogravimetric Analysis (TGA), and Proton Nuclear Magnetic Resonance (1HNMR). The results of the analysis on the LASC catalyst: 1) The FTIR spectra of LASC and SDS show the same bands in the strain and bending vibration modes. 2) Crystallinity indices obtained were 36.81% , 20.65% and 15.82% for SDS, Al(DS)3 and Fe(DS)3 respectively. 3) Al(DS)3 catalyst is the best catalyst because it undergoes decomposition of the long chain hydrocarbon dodecyl sulfate anion at the highest temperature of 180℃ - 290℃. Optimization results for PLA+Al(DS)3 with the highest MW are at operating conditions of 180°C and catalyst loading of 0.15% with a molecular weight of 11832.7 g/mol. In this CCD Optimization Design, PLA was also obtained with optimum conditions, namely at operating conditions of 180.6°C and catalyst loading of 0.2030% which resulted in a molecular weight of 10830.5 g/mol. PLA analysis results: 1) At a temperature of 180℃ is the optimum condition because there is an increase in molecular weight and at 200℃ it is degraded resulting in a decrease in molecular weight. 2) The presence of alkyl groups and carboxyl groups in FTIR analysis indicated that this research produced the desired PLA compound. 3) PLA XRD analysis shows very wide diffraction from 10° to 50° due to scattering of the PLA polymer matrix. 4) PLA+Al(DS)3 decreased in mass due to reduced water content at temperatures below 275℃ and the highest decomposition occurred in the temperature range of 275℃ - 365℃. 5) Meanwhile, in the 1H-NMR analysis, the shift values for PLA from the polycondensation results in this study included: 1.565 - 1.584 ppm; 2.478 – 2.488 ppm; 4.301 - 4.390 ppm; and 5.146 - 5.368 ppm.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Poly Lactic acid, Lewis Acid Surfactant Combined Catalyst, Sodium Dodecylsulphate, Polycondensation, Poli Lactic acid, Lewis Acid Surfactant Combined Catalyst, Sodium Dodesilsulfat, Polikondensasi
Subjects:	Q Science > QD Chemistry > Polymerization
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Chemical Engineering > 24101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	A. Musonnifin Aziz
Date Deposited:	11 Aug 2023 01:56
Last Modified:	11 Aug 2023 01:56
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/103671

Actions (login required)

View Item