Pembuatan Nitroselulosa Dari Berbagai Pulp Larut Komersial Sebagai Bahan Baku Propelan

Abstract

One effort to overcome the limited cotton is the use of dissolving pulp or rayon pulp with high α-cellulose content. The aim of this research is to study the nitration process of cellulose from various commercial dissolved pulp into nitrocellulose, which is a material for Propellant Nitro Cellulose (PNC). The most important parameter in the preparation of propellant is nitrogen level, which should be higher than 12,75%. The dissolving pulps from softwood sulfite process (A), hardwood kraft process (B), and hardwood sulfite process (C) were pre-treated before nitration process, namely ball mill, willey mill, and blender. Nitrocellulose was made using two types of formulas, which were formula one (HNO3:HNO3 Fumming:H2SO4 = 1:3:12) and formula two (HNO3:HNO3 Fumming:H2SO4 = 1:1.25:4). The results showed that the preparation of nitrocellulose from dissolving pulp A using blender pretreatment and formula two provided the highest nitrogen level (14.05%). The burn test of nitrocellulose met the smokeless specifications. Furthermore, the functional groups test by FTIR showed the presence of nitro group.Keywords: dissolving pulp, nitrocellulose, propellant, nitrogen content, nitration process ABSTRAK Salah satu upaya untuk mengatasi ketersediaan kapas yang terbatas adalah dengan menggunakan pulp larut atau pulp rayon yaitu pulp dengan kandungan α-selulosa yang tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk mencari formula dan bahan baku yang paling baik untuk pembuatan nitroselulosa sebagai bahan Propellant Nitro Cellulose (PNC) dengan menggunakan berbagai jenis pulp larut komersial. Parameter yang terpenting dalam pembuatan propelan adalah kadar nitrogen harus lebih dari 12,75%. Sebelum proses nitrasi, dilakukan beberapa cara perlakuan awal yaitu menggunakan ballmill, willeymill, dan blender terhadap pulp larut dari jenis kayujarum proses sulfit (A), kayudaun proses kraft (B), dan kayudaun proses sulfit (C). Nitroselulosa dibuat menggunakan dua jenis formula yaitu formula 1 (HNO3:HNO3 Fumming:H2SO4= 1:3:12) dan formula 2 (HNO3:HNO3 Fumming:H2SO4= 1:1,25:4). Hasil penelitian menunjukkan bahwa pembuatan nitroselulosa dari pulp larut A dengan perlakuan awal blender dan menggunakan formula 2 memberikan kadar nitrogen yang paling besar yaitu sekitar 14,05%. Sedangkan uji nyala nitroselulosa memenuhi spesifikasi smokeless dan uji gugus fungsi dengan FTIR menunjukkan adanya gugus nitro.Kata kunci: pulp larut, nitroselulosa, propelan, kadar nitrogen, proses nitrasi

Karakterisasi Nitroselulosa dari Pulp Larut Bambu Beema dan Bambu Industri

“…Nitroselulosa mempunyai rumus molekul (C 6 H 7 O 2 (OH) 3 ) n , dimana unsur C dan H bergabung dengan unsur O membentuk senyawa yang mudah terbakar apabila terkena energi aktivasi (Pramunditta et al, 2012). Nitroselulosa tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik seperti metanol, aseton, asam asetat glasial, mempunyai berat molekul (BM) 459,28 -594,28, derajat polimerisasi (DP) = 100 -3500, titik didih 150 -170 o C, dan mempunyai berbagai macam bentuk, dari serat berwarna putih sampai larutan yang kental (Kim, 2014;Seta, Sugesty and Kardiansyah, 2014).…”

“…Pulp larut adalah pulp yang memiliki kandungan selulosa tinggi hampir menyamai kapas dan digunakan untuk pembuatan produk turunan selulosa, seperti serat atau film (viskosa, lyocell), selulosa ester (asetat, propionat, butirat, nitrat), dan selulosa ester (karboksimetil, etil, metil selulosa) (Seta, Sugesty and Kardiansyah, 2014). Bahan baku pulp larut dapat berasal dari hardwood, softwood, dan campuran hardwoodsoftwood.…”

“…Tujuan penelitian ini adalah menentukan komposisi optimum pembuatan nitroselulosa dari bahan baku pulp larut bambu Beema dan Industri. Uji bakar nitroselulosa dilakukan untuk melihat perbedaan dengan pulp larut sebelum nitrasi dilakukan dengan cara mengontak/melekatkan sejumLah nitroselulosa kering dengan sumber api dan dilihat apakah nitroselulosa tersebut dapat terbakar dengan singkat dan tanpa meninggalkan abu (Seta, Sugesty and Kardiansyah, 2014).…”

“…Kadar nitrogen yang paling tinggi dihasilkan oleh nitroselulosa bambu Beema dengan formula 3. Secara umum kadar nitrogen nitroselulosa bambu Beema lebih tinggi dari bambu Industri, (Seta, Sugesty and Kardiansyah, 2014). Akan tetapi, jika katalis tersebut terlalu banyak, maka akan berubah menjadi inhibitor (pengotor) yang akan mengurangi rendemen proses nitrasi (JM Berg, Tymoczko, and Stryer L, 2002).…”

“…Uji bakar nitroselulosa kedua jenis bambu pada ketiga jenis formula pada Tabel 8 menunjukkan hasil bahwa nitroselulosa dapat dibakar dengan cepat dan tanpa mengeluarkan asap. Ciri-ciri nitroselulosa adalah menghasilkan nyala api yang tidak meninggalkan sisa abu setelah dibakar, mengeluarkan asap yang sedikit (smokeless) dan terdapat percikan bunga api saat dinyalakan karena terdapat gugus nitro (-NO 2 ) pada nitroselulosa (Purnawan, 2010;Seta, Sugesty and Kardiansyah, 2014). Kandungan nitrogen pada nitroselulosa akan menurunkan energi aktivasi sehingga nitroselulosa mudah dibakar (Pourmortazavi et al, 2009).…”