STUDY OF GC/MS PEAK PATTERNS OF 11 COMPOUNDS TYPICAL BURNT SMELL AND THE COMBUSTION PRODUCTS FROM SINGLE MATERIALS

SHOHIFAH ANNUR, Prof. Dr. Sri Juari Santosa, M. Eng,

2011 | Tesis | S2 Ilmu Kimia

Telah ditemukan sebelas senyawa yang menghasilkan bau khas setelah musibah kebakaran terjadi. Senyawa-senyawa tersebut yaitu: 2-hidroksibenzaldehid, benzil alkohol, acetofenon, 2-metoksifenol, 2-metilfenol, 3-metilfenol, 4-metilfeno, 2-hidroksi-5-metilbenzaldehid, naftalene, 2-metoksi-4-metilfenol, dan 4-etil-2- metoksifenol. Persentase dari senyawa tersebut pada pembakaran dari bahan-bahan tunggal belum diselidiki. Percobaan pembakaran dari bahan-bahan tunggal tersebut perlu dilakukan, yaitu pada suhu 600 °C dan dengan laju alir oksigen 1L/menit. Enam belas macam sampel dari bahan-bahan tunggal telah dibakar. Sampel tersebut terdiri dari kayu pinus, kayu cemara, kayu beech, kayu meranti, kayu oak, katun, selulosa, polietilen, polistiren, polipropilen, polietilen terepthalat, nilon 6-6, resin epoksi, resin fenol, karet, dan wool. SPME digunakan untuk menyerap sebelas senyawa yang dihasilkan dari pembakaran kemudian dianalisis memakai GC/MS dengan modus SIM. Skrining analisis dilakukan untuk menganalisa aseton setelah pembakaran dari wadah penangkap gas. Analisa dilakukan dengan modus SCAN. Percobaaan pembakaran tunggal menghasilkan pola peak GC/MS yang berbeda-beda. Pembakaran pada biomassa seperti kayu, katun, dan selulosa menghasilkan pola yang mirip, tingginya persentase dari 2-metifenol, 3-metilfenol, dan 4-metilfenol. Polimer jenis termoplastik seperti polietilen, polistiren, polipropilen, dan nilon 6-6 menunjukkan persentase naftalene yang cukup tinggi (>60% dari 11 senyawa). Hal yang berbeda terjadi pada polimer jenis termoset yang menunjukkan persentase yang tinggi pada 2-metilfenol dan 4-metilfenol (>25% dari 11 senyawa) karena keberadaan gugus fungsi fenol pada strukturnya. Sampel karet menghasilkan persentase yang tinggi pada senyawa naftalene (35.5% dari 11 senyawa) sedangkan sampel wool menunjukkan 4-metilfenol sebagai produk dominannya (>90% dari 11 senyawa). Pada skrining analisis, produk-produk dominannya setelah pembakaran yaitu: kelompok gula pada pembakaran biomassa (>25%), alkena (67.5%) pada pembakaran polietilen, dan stiren (61.4%) pada pembakaran polistiren. BTX menempati hasil yang paling tinggi pada pembakaran polipropilen (69.4%), karet (73.9%), dan wool (31.9%). Polietilen tereftalat menghasilkan produk dominan asam benzoat (35.4%), nilon 6-6 menghasilkan keton (48.5%), serta resin epoksi dan resin fenol menghasilkan fenol (>58%) sebagai produk utamanya.

There are eleven compounds that give typical burnt smell after accidental fire. These compounds are: 2-hydroxybenzaldehyde, benzylalcohol, acetophenone, 2-methoxyphenol, 2-methyl phenol, 3-methylphenol, 4-methylphenol, 2-hydroxy-5- methylbenzaldehyde, naphthalene, 2-methoxy-4-methylphenol, and 4-ethyl-2- methoxyphenol. The ratio of them in the single material combustion has not been investigated. Combustion experiments with single materials were conducted at 600 °C with flow rate 1 L/min of O2. Sixteen kinds of single materials were burnt. They are pine wood, spruce wood, beech wood, meranti wood, oak wood, cotton, cellulose, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, nylon 6-6, epoxy resin, phenolic resin, rubber, and wool. SPME was applied to adsorb the eleven compounds, which were released from the combustion, then the analyses were done in the GC/MS by SIM mode. Screening analyses were carried out by analyzing acetone from gas washing bottle after combustion in the GC/MS by SCAN mode. Single combustion experiments produced different GC/MS peak patterns of 11 compounds. Biomass combustions like woods, cotton, and cellulose resulted in similar peak patterns, high portions of 2-methylphenol, 3-methylphenol, and 4- methylphenol (> 25% of all 11 compounds). Thermoplastic polymers like polyethylene, polypropylene, polystyrene, and nylon 6-6 produced huge portion of naphthalene (>60% of all 11 compounds). In contrast to thermoplastic polymers, thermoset polymers released high portions of 2-methylphenol and 4-methylphenol (> 25% of all 11 compounds) due to the presence of phenolic group in their structure. The rubber sample as elastomer, also produced a high ratio of naphthalene (35.5% of all 11 compounds). Different from rubber, wool sample had 4-methylphenol as the dominant product in the combustion gases (>90% of all 11 compounds). In the screening analyses, the dominant product after combustion is: sugars (>25%) in the biomasses combustion, alkenes (67.5%) in polyethylene combustion, styrene (61.4%) in polystyrene combustion, BTX in polypropylene, rubber, and wool combustion, benzoic acid (35.4%) in polyethylene terephthalate combustion, ketone (48.5%) in nylon 6-6 combustion, and phenols (>58%) in epoxy and phenolic resin combustion .

Kata Kunci : sebelas senyawa, GC/MS, pembakaran, SPME, analisis