Kimia Polimer Polipropilena.docx

Kimia Polimer

POLIMER POLIPROPILENA

OLEH: ARNITA SASGHIA

(H311 15 514)

DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN MAKASSAR 2018

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kita panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya, sehingga penyusunan makalah dengan judul “Polimer Polipropilena” dapat berjalan lancar dan diselesaikan dalam waktu yang telah ditentukan. Makalah ini tidak akan selesai tanpa bantuan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung. Penulis mengucapkan terima kasih terutama kepada dosen yang telah mengarahkan dan membimbing penyusunan dalam menyelesaikan makalah ini, serta terimakasih kepada teman-teman yang telah membantu. Penulis menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna. Maka dari itu, kritik dan saran yang membangun dalam perbaikan karya tulis ini sangat kami harapkan. Penulis juga berharap semoga makalah ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca.

Makassar, 20 November 2018

Penulis

DAFTAR ISI

SAMPUL HALAMAN ............................................................................................. KATA PENGANTAR .............................................................................................. DAFTAR ISI ............................................................................................................. BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................... 1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................... 1.3 Tujuan Penulisan ........................................................................................... BAB II PEMBAHASAN .......................................................................................... 2.1 Polimer Polipropilena.................................................................................... 2.2 Struktur Polipropilena ................................................................................... 2.3 Jenis-Jenis Polipropilena ............................................................................... 2.4 Proses Pembuatan Polipropilena ................................................................... 2.5 Degradasi Polipropilena ................................................................................ 2.6 Manfaat Polipropilena ................................................................................... BAB III PENUTUP .................................................................................................. 3.1 Kesimpulan ................................................................................................... 3.2 Saran .............................................................................................................. DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................................

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Plastik merupakan salah satu bahan polimer kimia yang banyak digunakan dalam kehidupan manusia, hal ini dikarenakan plastik memiliki keunggulan dibandingkan bahan polimer lain diantaranya ringan namun kuat, transparan, tahan air serta harganya relatif lebih murah. Dengan meningkatnya kebutuhan plastik mengakibatkan peningkatan jumlah limbah plastik. Plastik juga merupakan polimer sintetis yang paling populer karena banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Adapun jenis plastik nomor 5 propilena (PP) merupakan sebuah polimer termo plastik yang di diantaranya dapat di gunakan sebagai pengemasan, tekstil (contohnya tali, pakaian dalam termal, dan karpet), alat tulis, berbagai tipe wadah terpakaikan ulang serta bagian plastik, perlengkapan labolatorium, pengeras suara, komponen otomotif, dan uang kertas polimer. Polimer adisi yang terbuat dari propilena monomer, permukaannya tidak rata serta memiliki sifat resistan yang tidak biasa terhadap kebanyakan pelarut kimia, basa dan asam. Polipropilena merupakan sebuah polimer hidrokarbon linier hasil reaksi polimerisasi dari propilena. Polipropilena adalah poliolefin atau polimer jenuh merupakan bahan baku untuk pembuatan berbagai macam barang plastik. Polimer ini termasuk jenis polimer termoplastik yang lunak jika dipanaskan, lelehannya bisa mengalir seperti cairan viscous, dan mudah dibentuk. Secara umum, polipropilena memiliki daya tahan yang baik terhadap pelarut organik, agensia peluruh dan serangan elektrolitik. Polipropilena memiliki ketahanan yang baik terhadap asam dan basa namun tidak begitu baik pada pelarut aromatik, alifatik dan mengandung klor.

1.2 Rumusan Masalah 1. Apa yang dimaksud dengan polipropilena? 2. Bagaimana struktur dari polipropilena? 3. Bagaimana jenis-jenis dari polipropilena? 4. Bagaimana proses pembuatan dari polipropilena? 5. Bagaimana degradasi dari polipropilena? 6. Apa manfaat dari polipropilena?

1.3 Tujuan Penulisan 1. Untuk mengetahui yang dimaksud dengan polipropilena. 2. Untuk mengetahui struktur dari polipropilena. 3. Untuk mengetahui jenis-jenis dari polipropilena. 4. Untuk mengetahui proses pembuatan dari polipropilena. 5. Untuk mengetahui degradasi dari polipropilena. 6. Untuk mengetahui manfaat dari polipropilena.

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Polimer Polipropilena Polipropilena merupakan polimer hidrokarbon yang termasuk ke dalam polimer termoplastik yang dapat diolah pada suhu tinggi. Polipropilena berasal dari monomer propilena yang diperoleh dari pemurnian minyak bumi. Struktur molekul propilena CH2=CH-CH3. Secara industri, polimerisasi polipropilen dilakukan dengan menggunakan katalis koordinasi. Proses polimerisasi ini akan menghasilkan suatu rantai linear yang berbentuk -A-A-A-A-A-, dengan A merupakan propilena. Polipropilena pertama kali dipolimerisasikan oleh Dr. Karl Rehn di Hoechst A.G., di Jerman pada tahun 195, yang tidak menyadari pentingnya penemuan itu. Ditemukan kembali pada 11 Maret 1954 oleh Giulio Natta, Polipropilena pada awalnya diyakini lebih murah daripada polietilena. Polimer polipropilena merupakan jenis bahan baku plastik ringan, densitas 0,90-0,92 kg/m2, memiliki kekerasan dan kerapuhan yang sangat tinggi dan bersifat kurang stabil terhadap panas dikarenakan adanya hidrogen tersier. Penggunaan bahan pengisi dan penguat memungkinkan polipropilena memiliki mutu kimia yang baik sebagai bahan polimer dan tahan terhadap pemecahan karena tekanan (stress-cracking) walaupun pada temperatur tinggi. Kerapuhan polipropilena dibawah 0 oC dapat dihilangkan dengan penggunaan bahan pengisi dengan bantuan pengisi dan penguat akan terdapat adhesi yang baik. Polimer yang memiliki konduktivitas panas rendah seperti polipropilena (konduktivitas = 0,12 W/m) kristalinitasnya sangat rentan terhadap laju pendinginan. Misalnya dalam suatu proses pencetakan termoplastik membentuk barang jadi yang

tebal dan luas, bagian tengah akan menjadi dingin lebih lambat daripada bagian luar yang bersentuhan langsung dengan cetakan. Akibatnya akan terjadi perbedaan derajat kristalinitas pada permukaan dengan bagian tengahnya. Polipropilena mempunyai tegangan (tensile) yang rendah, kekuatan benturan (impact strength) yang tinggi dan ketahan yang tinggi terhadap pelarut organik. Polipropilena juga mempunyai sifat isolator yang baik mudah diproses dan sangat tahan terhadap air karena sedikit menyerap air dan sifat kekakuan yang tinggi. Seperti polyolefin lain, polipropilena juga mempunyai ketahanan yang sangat baik terhadap bahan kimia anorganik non pengoksidasi, deterjen, alkohol dan sebagainya. Tetapi polipropilena dapat terdegradasi oleh zat pengoksidasi seperti asam nitrat dan hidrogen peroksida. Sifat kristalinitasnya yang tinggi menyebabkan daya regangannya tinggi, kaku dan keras. Kebanyakan polipropilena komersial merupakan isotaktik dan memiliki kristalinitas tingkat menengah di antara polietilena berdensitas rendah dengan polietilena berdensitas tinggi dan modulus youngnya juga menengah. Melalui penggabungan partikel karet, polipropilena bisa dibuat menjadi liat serta fleksibel, bahkan di suhu yang rendah. Hal ini membolehkan polipropilena digunakan sebagai pengganti berbagai plastik teknik, seperti ABS. Polipropilena memiliki permukaan yang tak rata, seringkali lebih kaku daripada beberapa plastik yang lain, lumayan ekonomis, dan bisa dibuat translusen (bening) saat tak berwarna tapi tidak setransparan polistirena, akrilik maupun plastik tertentu lainnya. Bisa bula dibuat buram dan/atau berwarna-warni melalui penggunaan pigmen, Polipropilena memiliki resistensi yang sangat bagus terhadap kelelahan (bahan). Pengolahan lelehnya polipropilena bisa dicapai melalui ekstrusi dan pencetakan. Metode ekstrusi (peleleran) yang umum menyertakan produksi serat

pintal ikat (spun bond) dan tiup (hembus) leleh untuk membentuk gulungan yang panjang untuk nantinya diubah menjadi berbagai macam produk yang berguna seperti masker muka, penyaring, popok dan lap. Polipropilena memiliki titik lebur ~160 °C (320 °F), sebagaimana yang ditentukan oleh Differential Scanning Calorimetry (DSC).

2.2 Struktur Polipropilena Polipropilena merupakan polimer yang tersusun oleh monomer propilena dengan unit berulang seperti pada gambar berikut:

Gambar 1. Struktur Polipropilena Tiga faktor struktural yang menentukan sifat dari polipropilena adalah distribusi molekul, struktur ruang molekul, dan berat molekul rata-rata. Polipropilena pertama kali dipelajari oleh Natta. Natta menyatakan bahwa struktur ruang yang mungkin ada pada polipropilena ada tiga, yaitu isotaktik, sindiotaktik dan ataktik. Struktur taktik pada polipropilena dapat dilihat dengan NMR (Nuclear Magnetic Resonance) atau dengan menggunakan prinsip kelarutan untuk mencari persen taksisitas. Perbedaan dari ketiganya dilihat dari letak gugus metil relatif terhadap rantai utama polipropilena. 1. Polipropilena Isotaktik Pada struktur isotatik, semua gugus metil terletak pada salah satu sisi rantai polimer. Bersifat kaku pada temperatur ruang, kekuatannya tinggi, dan dapat mengkristal.

Gambar 2. Struktur Isotaktik 2. Polipropilena Sindiotaktik Pada struktur sindiotatik, gugus metil terletak berselang-seling berlawanan arah secara teratur pada kedua sisi rantai polimer. Memiliki sifat dapat mengkristal, jenis ini sulit ditemukan karena pembuatannya sulit (temperatur operasi -78 oC).

Gambar 3. Struktur Sindiotaktik 3. Polipropilena Ataktik Pada struktur ataktik, gugus metil terletak tak beraturan terhadap sisi rantai polimer sangat lentur dan tidak bisa mengkristal sehingga polipropilena ataktik bersifat amorf.

Gambar 4. Struktur Ataktik 2.3 Jenis-Jenis Polipropilena Saat ini polipropilena yang diproduksi secara komersial dan beredar di pasaran terdiri dari tiga jenis yaitu: 1. Polipropiline Homopolymer (Homopolimer) Homopolimer adalah polimer yang bahan bakunya berasal dari satu macam monomer

yaitu

propilena.

Untuk

membuat

homopolimer,

cukup

dengan

menggunakan satu reaktor. Sifat polimer ini antara lain memiliki berat jenis paling ringan, daya tahan panas paling tinggi, permukaan kristal yang halus, dan mempunyai daya tahan yang bagus terhadap tumbukan, kelembaban, abrasi dan gesekan. Homopolimer ini cocok digunakan dalam berbagai aplikasi seperti films,

injection molding, sheet thermoforming, yarn dan fiber multifilament. Polipropilena jenis ini memiliki karakteristik kekakuan yang cukup tinggi dan kemengkilapan yang baik,sifat optis/fisik dari PP homopolymer masuk dalam kategori agak buram. Contohnya seperti, kemasan makanan (baik riqid maupun flexible), peralatan rumah tangga, karung plastik, dan lain-lain. 2. Polipropilena Random Copolymer (Kopolimer Acak) Kopolimer acak diproduksi melalui polimerisasi monomer propylene, dengan tambahan comonomer ethylene dalam pembentukan rantai polimernya. Pada saat pembuatan polipropilena, 1-7% berat monomer etilena ditambahkan ke dalam monomer propilena. Polimer ini mempunyai sifat pengkristalan yang lebih rendah dengan butiran sperulit yang lebih kecil serta lebih jernih. Hal ini menghasilkan kekuatan dan transparansi yang lebih baik dari pada homopolimer. Jenis ini memiliki kebeningan dan keuletan yang sangat baik, karenanya polipropilena random copylemer banyak digunakan untuk pembuatan peralatan yang bening, seperti tutup botol jenis flip-top, dan kemasan lainya. 3. Polipropilena Impact Kopolymer (Impak Kopolimer) Impak

kopolimer

dihasilkan

secara

bertahap

melalui

pembentukan

homopolimer pada reaktor pertama dan diikuti dengan pembuatan propilena-etilena rubbery pada reaktor kedua. Sifat polipropilena jenis ini adalah memiliki kekakuan tinggi, ketahanan terhadap tumbukan yang cukup baik pada temperatur rendah (20°C), sifat insulasi listrik yang baik, tidak tembus cahaya, dan merupakan polimer kristalin yang memiliki titik leleh yang tinggi dengan dua atau lebih fasa lelehan. Manfaat utama kopolimer impak adalah pada injection molding bagian kendaraan dan grade tertentu juga digunakan pada extruded, sheet dan thermoforming. Selain itu, polipropilena impact copolymer dikenali dari warna dasarnya yaitu putih susu. Contohnya seperti pallet, elektronik, dan perlengkapan otomotif.

2.4 Proses Pembuatan Polipropilena Polipropilena adalah hasil polimerisasi propena. Polimerisasi adalah penggabungan molekul–molekul sejenis menjadi molekul raksasa sehingga berantai karbon sangat panjang. Molekul yang bergabung disebut monomer–monomer. Sedangkan molekul raksasa yang terbentuk disebut polimer. Jenis polimerisasi yang terjadi pada pembuatan polipropilena ini adalah polimerisasi adisi, karena terjadi ikatan antara monomer propilena melalui ikatan rangkapnya. Pertumbuhan yang terjadi pada polimerisasi ini disebabkan karena adanya penambahan monomer yang berlangsug secara terus–menerus pada pusat aktif radikal bebas. Polimerisasi adisi menghasilkan berat molekul yang sama dengan berat semu unit menome yeng tergabung dalam rantai polimer. Polimerisasi ini akan berlangsung sampai semua monomer habis bereaksi. Akan tetapi, terminasinya dapat diatur dengan menambah molekul hydrogen yang memutuskan pertumbuhan atau perpanjangan rantai polimer. Polimerisasi adisi pada umumnya berlangsung dalam kondisi tanpa katalisator dan temperature kamar, pada polimerisasi adisi juga tidak dihasilkan molekul-molekul ringan sebagai produk samping. Tahapan proses pembuatan polipropilena yaitu: 1. Persiapan bahan baku, dimana seperti yang telah dijelaskan jika bahan baku utama pembuatan polipropilena adalah propena yang diambil dari minyak bumi untuk menjadi polipropilena. 2. Selanjuutnya bahan dimasukkan ke dalam reactor dimana di dalam reaktor terjadi reaksi polimerisasi propilen menjadi resin propilena dengan menggunakan fluidized bed reactor fasa gas, reaksi ini terjadi di dalam unggun resin polipropilena yang terfluidakan dengan menggunakan unggun resin.

3. Product Discharge System merupakan suatu system yang digunakan untuk mengeluarkan resin yang terbentuk di dalam reactor dan dikirim ke product receiver. 4. Pada product receiver ini terjadi proses pemisahan campuran gas hidrokarbon, hydrogen, dan nitrogen dengan resin polipropilene, dari bagian bawah product receiver dimasukkan gas nitrogen yang berasal dari nitrogen surge tank. 5. Purge bin merupakan alat yang digunakan untuk menetralisir sisa katalis (TEAL) serta menghilangkan sisa-sisa gas yang masih terdapat di dalam resin. 6. Pelletizing system dimana untuk proses pembuatan pellet polipropilen dari resin polipropilena. Resin polipropilene yang berasal dari product purge bin dan aditif masuk ke dalam polipropilen dan additive dicampur dan diletakkan di dalam long continous mixer masuk ke dalam melt pump yang berfungsi untuk menaikkan tekanan polimer agar polimer melewati transition piece1, screen changer transition piece 2 dan die plate. 7. Hasil dari pelletizing system akan masuk ke dalam silo and bagging dimana pellet yang dihasilkan akan dimasukkan ke dalam silo dan untuk proses pengantongan produk

2.5 Degradasi Polipropilena Polipropilena dapat mengalami degradasi rantai saat terkena radiasi ultraungu dari sinar matahari. Jadi untuk penggunaan propilena di luar ruangan, bahan aditif yang menyerap ultraungu harus digunakan. Jelaga (celak) juga menyediakan perlindungan dari serangan UV. Polimer bisa dioksidasi pada suhu yang tinggi, merupakan permasalahan yang umum dalam operasi pencetakan. Antioksidan normalnya ditambahkan untuk mencegah degradasi atau oksidasi polimer. Biosida

amonium kuartener serta olaamida yang bocor dari plastik polipropilena ditemukan memengaruhi hasil eksperimen, karena polipropilena digunakan sebagai wadah penyimpan makanan seperti yoghurt.

2.6 Manfaat Polipropilena Manfaat atau kegunaan polipropilena atau penggunaan polipropilena dalam kehidupan yaitu:

1. Polipropilena bisa digunakan untuk pengemasan makanan dan bisa juga digunakan untuk botol minuman. 2. Polipropilena bisa dibuat tali, anyaman, permadani/karpet dan film. 3. Polipropilena lebih kuat jika dibanding dengan polietilena, sehingga banyak digunakan sebagai bahan pembuatan tali, karung dan lain-lain. Karena polipropilena lebih kuat, maka botol-botol yang dibuat dengan bahan polipropilena bisa dibuat lebih tipis dari pada menggunakan bahan polietilena. 4. Polipropilena telah dipergunakan dalam operasi memperbaiki hernia untuk melindungi tubuh dari hernia baru pada tempat yang sama. Tambalan kecil dari polipropilena yang ditaruh di tempat hernia, dibawah kulit, tidak akan menyebabkan rasa sakit dan sangat jarang ditolak oleh tubuh. 5. Polipropilena dalam bidang medis dipergunakan sebagai bahan membuat benang jahit untuk operasi yang disebut dengan prolene yang dibuat oleh Ethicon Inc.

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan Polipropilena merupakan sebuah polimer hidrokarbon linier hasil reaksi polimerisasi dari propilena. Pemakaian plastik polipropilena cenderung di gabungkan dengan plastik jenis lain yang kepadatannya lebih tinggi dari pada polipropilena, di karenakan polipropilena sedikit bersifat fleksible dan lunak sehingga membutuhkan rangkain yang bersifat keras agar pemanfatanya lebih maksimal. Polipropilena lebih banyak keunggulanya di bandingkan jenis plastik yang lainya, diantaranya tahan panas, fleksible, dan tidak mudah meleleh dan lain-lain.

3.2 Saran Dari penulisan makalah ini, penulis menyadari terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu penulis berharap agar pembaca dapat memberikan kritik dan saran agar makalah ini menjadi lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA

Bernadeth, J. H., dan Ariadne, L. J., 2010, Studi Perbandingan Sifat Mekanik Polypropilene Murni dan Daur Ulang, Makara Sains, 14(1): 95-100. Mulyadi, S., Ningsih, E. S., Abbas, A., 2013, Modifikasi Polipropilena sebagai Polimer Komposit Biodegradabel dengan Bahan Pengisi Patri Pisang dan Sorbitol sebagai Plastisizer, Jurnal Sains, 1(1): 20-27. Rohaeti, E., 2009, Karakterisasi Biodegradasi Polimer, FMIPA UNY, Yogyakarta. Sudirman, A. S, 2004, Analisis Sifat Kekuatan Tarik Derajat Kristalinitas dan Struktur Mikro Komposit Polimer Polipropilena Pasir, Indonesian Journal of Materials Science, 6(1):1-8.