8/2/2019 2078_Rochmadi

1/3

LAPORAN AKHIR HASIL PENELITIANFUNDAMENTAL (TAHUN PERTAMA)UNIVERSITAS GADJAH MADATAHUN ANGGARAN 2009

Judul PenelitianPembentukan mikrokapsul dari resin urea-formaldehid

Tim Peneliti :JrRochmadi, SU., Ph.D.Jr.Agus Prasetya, MEng.Sc., Ph.D.Jr.Wahyu Hasokowati, MASc.

FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS GADJAH MADA2009

Kode UGM/PID/2009/1Bidang IImu RekayasaTipe Penelitian Fundamental

8/2/2019 2078_Rochmadi

2/3

RINGKASAN

Penggunaanmikrokapsul saat ini sangat luas, seperti bidang farmasi (obat-obatan), coating, kertas, sampaibidangpestisida.Salah satu karakter yang digunakandalamparktekdarimikrokapsuladalahpenyimpananbahanaktif di dalammikrokapsul,kemudian dapat keluar secara difusi melalui dindingmikrokapsul secara lambat. Inidikenal sebagaislow release.Mikroenkapsulasipestisidamerupakansalah satu contohpenggunaanpestisidadalambidang pertanian.Mikrokapsulberisi cairan pestisidadandinding mikrokapsul berfungsi sebagai media pengatur lepasnya pestisida, sehinggadapat dikontroldenganbaik. Penelitianini bertujuanmempelajariprosespembentukanmikrokapsul,dengan dindingmikrokapsuldibuatdari polimer resin urea-formaldehid.Metode enkapsulasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah interfacialpolymerization.Sebelumprosesmikroenkapsulasidilakukan,resin urea-formaldehiddibuatdariurea yang direaksikandengan formaldehid37%, yang dilakukan di dalam labu lehertiga. Reaksidilakukan pada suhu 70Cdan pH= 8. ReaksidijalankanselamaI jam.Larutan hasil resin urea-formaldehiddiencerkan dengan akuades, didinginkan dandisimpan pada suhu kamar. Proses mikroenkapsulasidimulai dengan pembentukanemulsi minyak nabati di dalam larutan resin urea-formaldehid(dengan konsentrasitertentu). Campuran diaduk dengarihomogenizerpada kecepatan dan suhu tertentu~Emulsi yang terbentuk diturunkan pHnya menjadi 2 - 5 (divariasi). Pada saat ini terjadireaksi polimerisasi dan crosslinking. Proses mikroenkapsulasi dijalankan selamabeberapa jam. Pada' akhir proses, campuran ditambah air dan es. Hasil padatanmikrokapsul dipisahkan dengan penyaringan hampa, menggunakan corong Buchner(filter), lalu dikeringkan pada suhu rendah, dengan eksikator hampa. Kadar minyakdianalisis dan diameter mikrokapsul diukur dengan mikroskop digital. Variabel yangdipelajari pada proses ini adalah pH reaksi (2 ~ 5), suhu reaksi (50 - 70C), konsentrasiresin (0,21 - 0,339 g/mL), kecepatan putar homogenizer saat pembentukan emulsi(12.000 - 20.000 rpm), waktu homogenisasi (10 - 50 menit) dan prosesmikroenkapsulasi (3 - 6jam).Hasil penelitian menunjukkan, bahwa reaksi polimerisasi UF terjadi secaraserentak di larutan dan di permukaan mikrokapsul. Reaksi di larutan menghasilkanmikropartikel UF (serbuk halus) yang mengendap dan menempel di permukaanmikrokapsul, sedangkan reaksi di permukaan mikrokapsul membentuk dindingmikrokapsul. Proses mikroenkapsulasi pada pH 2-3 menghasilkan mikrokapsul yangbaik, 'sedangkan pada pH 4-5, sebagian minyak tidak terenkapsulasi, dan hasilmikrokapsulnya lebih sedikit. Pada suhu di atas 50C, hasil mikrokapsulnya lebihsedikit, sementara jumlah mikropartikelnya semakin banyak. Semakin tinggikonsentrasi resin UF, hasil mikropartikel juga semakin banyak. Meningkatnyakecepatan putar .homogenizer menurunkan diameter rata-rata mikrokapsul. Hasilmikrokapsul yang paling baik diperoJeh pada suhu 50C, pH 3, konsentrasi resin UF0,294 glmL, waktu homogenisasi 30 menit, dan waktu mikroenkapsulasi 3 jam.Diameter mikrokapsul berkisar antara 20 -22011m,sedangkanrata-ratanyaberkisar55- 10211m.Kata Kunci : mikroenkapsulasi, resin urea-formaldehid

II

8/2/2019 2078_Rochmadi

3/3

SUMMARYMicroencapsulationis one of importantfine chemicalproductionin the currentchemical industries, such as pharmaceutical,fragrant, pesticide and ink che!TIicals.

Althoughmicroencapsulationprocess has been applied for a long time, it seems thatthere is littlescientificand fundamentalunderstandingon it.The aim of this researchisto study the mechanismof urea-formaldehyde(UF) microcapsulesformation. In thenext step, urea-formaldehydemicrocapsuleswill be applied to enclave pesticidesolution, in which the release of pesticide to the environment can be controlled.Encapsulationprocessinthis researchis insitupolymerization.This resinwas preparedby reactingureawith37% formaldehydeat 70C,pH=8, fori hour. Microencapsulationwas carriedout by emulsificationof vegetableoil inresin solution usinghomogenizerat 50-70C.The emulsionmixturewas then adjusteditr pH to 2-5, and was gently stirred for 3 hours.Finally,the mixturewas cooledwithaquadestand ice, its solid productwas filteredand dried.Oil contentof theproductwasdetermined, and microcapsule diameter was measured with digital microscope.Variables to be investigated are pH (2 - 5), temperature (50 - 70C), UF resinconcentration(0.21- 0.339glmL),homogenizerspeedduringemulsification(12,000-20,000 rpm), homogenization time (10 - 50 minutes), and microencapsulation time (3-6~~. .The experimental results show that UF polymerization reaction takes placesimultaneously in the solution and at the microcapsule surface. UF reaction in thesolution produces UF polymer micro particles, while UF reaction at the microcapsulesurface forms microcapsule shell. The UF polymer micro particles precipitate in theformof finepowder,attach to themicrocapsuleshell.Goodmicrocapsuleis producedatpH 2 - 3, while some amount of oil is not encapsulated at pH 4-5. Highermicroencapsulation temperature reduces the amount of microcapsule product andincrease the amount of micro particles. The increase of homogenizer speed reducesmicrocapsule average diameter. The microcapsule diameter distribution shifts to smallerdiameter and the average diameter Davgtends to decrease as the homogenization andmicroencapsulation time increase. Based on oil and resin efficiencies as well asmicrocapsule characteristics, the process is best conducted at 50C, pH 3, UF resinconcentration 0.294 g/mL, 30 minutes of homogenization and 3 hours ofmicroencapsulation time. Microcapsule diameter ranges from 20 J.lmto around 220 J.lffi,while the average diameter is in the range of 55- 102J.lm.Keyword: microencapsulation, urea-formaldehyde resin

III