Klasifikasi Polimer

KLASIFIKASI POLIMER A. Klasifikasi Polimer Berdasarkan Sumber atau Asal • Polimer alam, yaitu pada hewan dan tumbuhan. Sebagai contoh adalah protein, selulosa, dan karet. Polimer alam biasanya terbentuk oleh proses polimerisasi kondensasi.

• Polimer semi sintetis, sering disebut sebagai polimer semi sintetis. Sebagai contoh, selulosa asetat adalah turunan selulosa yang terbentuk dari asetilasi selulosa dan digunakan untuk membuat kaca dan film. • Polimer sintesis, adalah polimer yang dibuat oleh manusia dan sering ditemukan pada kehidupan sehari-hari, seperti serat, plastik dan karet buatan. Polimer sintetis (buatan) biasanya terbentuk oleh proses polimerisasi adisi.

B. Klasifikasi Polimer Berdasarkan Struktur • Polimer linier, adalah polimer yang terbentuk ketika unit monomer bergabung bersama membentuk rantai panjang yang lurus dan menumpuk satu sama lain membentuk struktur kemas, serta disertai penataan. • Polimer bercabang, adalah polimer linier yang mempunyai cabang berbeda panjang pada rantai utama. Karena adanya percabangan pada rantai utama, polimer jenis ini mempunyai titik leleh, kuat tarik dan densitas yang rendah. • Polimer jaringan tiga dimensi, merupakan polimer linier yang bergabung bersama membentuk jaringan tiga dimensi. Karena adanya rantai silang pada rantai, polimer ini juga disebut sebagai polimer rantai silang.

C. Klasifikasi Polimer Berdasarkan Gaya Intermolekuler

• Elastomer adalah polimer yang mempunyai gaya tarik menarik paling lemah. • Serat adalah polimer yang mempunyai gaya inter intermolekuler yang paling tinggi. Karena kuatnya gaya ini, serat mempunyai kuat tarik yang tinggi dan elastisitas yang rendah. • Termoplastik mempunyai gaya intermolekuler yang sedang. Polimer termoplastik jika mempunyai struktur linier bertekstur keras, sedangkan jika bercabang akan lunak. • Termoset, Tidak seperti termoplastik, termoset dapat mengalami perubahan komposisi kimia saat mengalami pemanasan.

D. Klasifikasi Polimer Berdasarkan Sifat Alami Monomer • Homo polimer, adalah polimer yang terbuat dari jenis monomer yang sama. Sebagai contoh, polivinil klorida adalah polimer adisi yang mengandung monomer yang sama yaitu vinil klorida. • Kopolimer, terjadi ketika dua atau lebih unit monomer bergabung lewat polimerisasi membentuk polimer. Sebagai contoh adalah nilon 66 terbentuk dari polimerisasi asam adipat dan heksametilendiamin.

MORFOLOGI POLIMER • Kristalinitas Ketika diterapkan pada polimer, istilah kristalin memiliki pengertian yang ambigu. Biasanya istilah kristalin digunakan dalam metode kristalografi konvensional, yaitu pada molekul-molekul anorganik yang biasanya berupa padatan atau logam. Jika membahas masalah kristalinitas, maka akan muncul dua macam istilah yaitu kristalin dan amorf. Suatu polimer secara luas dapat disebut kristalin jika mempunyai sederetan keteraturan tiga dimensi yang biasanya disebabkan oleh adanya lipatan intramolekul atau susunan rantai yang berdekatan. Sedangkan amorf mempunyai pengertian ketidakteraturan susunan dalam struktur polimer. Polimer sintetis dapat terdiri dari daerah kristalin dan amorf.

• Konformasi Rantai Ruang yang ditempati oleh molekul polimer umumnya dinyatakan dalam radius girasi, yang merupakan jarak rata-rata dari pusat massa rantai sampai rantai itu sendiri. Atau dapat dinyatakan dalam hal volume rembesan, yang merupakan volume larutan direntang oleh rantai polimer dan timbangan dengan kubus dari jari-jari rotasi.

Reaksi Polimerisasi Reaksi pembentukan polimer dari monomernya disebut reaksi polimerisasi. Reaksi polimerisasi dibedakan menjadi dua jenis, yaitu: • Polimerisasi adisi Polimerisasi adisi umumnya terjadi pada monomer yang mempunyai ikatan rangkap. Umumnya monomer yang direaksikan dalam polimerisasi adisi adalah senyawa alkena dan turunannya. Dari reaksi polimerisasi adisi dihasilkan polimer adisi sebagai produk tunggal. Contoh reaksi polimerisasi adisi: a. Pembentukan polietilena (PE) dari etena

• b. Pembentukan PVC dari vinil klorida

• c. Pembentukan poliisoprena dari isoprena

Polimerisasi kondensasi • Polimerisasi kondensasi merupakan penggabungan monomer dengan reaksi kimia yang terjadi antara dua gugus fungsi berbeda dari masing-masing monomer. Polimerisasi ini terjadi pada monomer yang masing-masing mempunyai setidaknya dua gugus fungsi reaktif. Dari hasil polimerisasi kondensasi dihasilkan polimer dan juga molekul-molekul kecil, seperti H2O, HCl, dan CH3OH. Polimer seperti poliester, poliamida, polikarbonat, dan poliuretana disintesis melalui reaksi polimerisasi kondensasi. Contoh reaksi polimerisasi adisi: a. Pembentukan poliester: PET dari dimetil tereftalat dan etilena glikol

• b. Pembentukan poliamida: nilon 66 dari asam adipat dan heksametilendiamina

STEREOREGULARITAS POLIMER Polimer stereoregular biasa ditemukan dalam bentuk kristal dan keteraturan struktur meningkat sehingga stereoregularitas lebih nyata. Keteraturan kristal membentuk struktur reguler simetri polimer, dimana monomer simetri membentuk rantai sangat simetri. Faktor yang mempengaruhi stereoregulation •

Faktor sterik

Unit usaha di dalam penyusunan ruang ditentukan dengan ukuran dan posisi dari subtituen yang sudah berada dalam rantai. •

Faktor polar

Karena pelarut berintraksi dangan pasangan ion lebih di sukai pada posisi isotaktik, tetapi ion terpisah dengan ion bebas sesuai untuk struktur sindiotatik •

Koordinasi

Karena jika gugus terakhir pada pertumbuhan rantai mempunyai konfigurasi planar dengan tidak ditemukan kesamaan

Thermoplastik Termoplastik adalah jenis plastik yang menjadi lunak jika dipanaskan dan akan mengeras jika didinginkan dan proses ini bisa dilakukan berulang kali. Nama termoplastik diperoleh dari sifat plastik ini yang bisa dibentuk ulang dengan proses pemanasan Data teknis dari beberapa jenis termoplastik ditunjukkan oleh tabel dibawah: Symbol bahan

Massa jenis (gr/cm3)

Panas spesifik rata-rata (kJ/kg oK)

Suhu proses (OC)

Suhu Cetakan (OC)

Penyusutan (%)

PS

1,05

1,3

180-280

10

0,3-0,6

HI-PS

1,03

1,21

170-280

5-75

0,5-0,6

ABS

1,06

1,4

210-275

50-90

0,4-0,7

LDPE

0,954

2,0-2,1

160-260

50-70

1,5-5,0

HDPE

0,92

2,3-2,5

260-300

50-70

1,5-3,0

PP

0,915

0,84-2,5

250-270

50-80

0,5-2,0

AS

1,07

1,3

230-260

40-90

0,4-0,6

PMMA

1,18

1,46

210-240

50-70

0,1-0,8

PC

1,2

1,3

280-320

80-100

0,8

Thermosetting •

Thermosetting : adalah polimer yang hanya sekali dibentuk dengan pemanasan kemudian dicetak. Proses pemanasan dengan menaikan temperature secara bertahap juga menimbulkan reaksi kimia, reaksi ini akan mengeraskan material menjadi solid kaku. Setelah dingin tidak dapat dikembalikan dengan cara pemanasan. Bila dipanaskan malah akan gosong dan rusak, karena sifatnya ini tidak ada harapan melunak kembali.

Elastomer •

Elastomer : mengacu kepada materi yang tersusun atas molekul berukuran panjang, atau polimer, yang mampu kembali ke bentuk yang semula setelah ditarik dan direntangkan ke ukuran yang relatif panjang dibandingkan dengan ukuran awalnya. Oleh karena itu, elastomer juga merupakan singkatan dari "elastic polymer" (polimer elastis).[ Pada kondisi normal, molekul materi elastomer membentuk semacam pilinan.] Kemudian jika direntangkan, lilitan molekul terbentang, menjadi lurus, dan memanjang kearah gaya diberikan.] Ketika elastomer dilepaskan, secara spontan, molekul akan kembali ke bentuk asalnya, yaitu untaian molekul yang terpilin dan terlilit

Polimer-Polimer Industri 1. Plastik Plastik dibagi menjadi dua klasifikasi utama berdasarkan pertimbangan-pertimbangan ekonomis dan kegunaannya: plastik komoditi dan plastik teknik. Plastik-plastik komoditi dicirikan oleh volumenya yang tinggi dan harga yang murah. Mereka sering dipakai dalam bentuk barang yang bersifat pakai-buang seperti lapisan pengemas. Namun ditemukan pemakaiannya dalam barang-barang yang tahan lama. Plastik teknik lebih mahal harganya dan volumenya lebih rendah, tetapi memiliki sifat mekanik yang unggul dan daya tahan lebih baik. Plastik komoditi pada prinsipnya terdiri dari empat jenis polimer utama : polietilena, polipropilena, poli (vinil klorida), dan polistirena. Polietilena dibagi menjadi produk massa jenis rendah ( <0,94 g/cm3) dan produk massa jenis tinggi (>0,94 g/cm3). Perbedaan dalam massa jenis ini timbul dari strukturnya: polietilena massa jenis tinggi secara esensial merupakan polimer linier dan polietilena massa jenis rendah bercabang. Plastik-plastik komoditi mewakili sekitar 90% dari seluruh produksi termoplastik, dan sisanya terbagi di antara kopolimer strirena-butadiena, kopolimer akrilonitril-butadienastirena (ABS), poliamida, dan poliester.

• Jenis-jenis polimer plastik

2.Serat Serat dicirikan oleh modulus dan kekuatannya yang tinggi, elongasi (daya rentang) yang baik, stabilitas panas yang baik (sebagai contoh, cukup untuk menahan panas setrika), spinabilitas (kemampuan untuk diubah menjadi filament-filamen) dan sejumlah sifat-sifat lain yang bergantung pada apakah ia dipakai dalam tekstil, kawat, tali, dan kabel, dan lain-lain. Suatu daftar parsial dari sifatsifat serat mungkin memasukkan juga daya celu, resistensi bahan kimia, resistensi serangga dan jamur, resistensi kekusutan, dan luster. Ada dua serat alam yang utama : kapas dan wol, yang awal merupakan selulosa polisakarida, dan yang belakangan merupakan suatu protein. Serat-serat sintetis diklasifikasi sebagai selulosa dan nonselulosa. Selain yang diperlihatkan tersebut, diproduksi pula beberapa jenis serat-serat khusus berkinerja tinggi, namun hanya menduduki persentase yang sangat kecil dari seluruh produksi serat. Poliester dan nilon menduduki 70 % dari seluruh produksi serat sintetis.

• Jenis Polimer serat

• 3.Karet Karet atau elastomer, merupakan polimer yang memperlihatkan resiliensi (daya pegas), atau kemampuan meregang dan kembali ke keadaan semula dengan cepat. Sebagian besar mempunyai struktur jaringan. Akhir-akhir ini, beberapa jenis elastomer bukan jaringan yang penting direferensikan sebagai elastomer termoplastik dan telah dikembangkan. Karet alam eksis dalam bentuk-bentuk yang berbeda, tetapi sejauh ini yang paling penting adalah yang tersusun hampir seluruhnya dari cis-1,4-poliisoprena. Karet sintetis muncul dalam berbagai bentuk. Elastomer-elastomer termoplastik sedang merambah pasar yang akhir-akhir ini didominasi oleh bahan-bahan ini. Stirena-butadiena, polibutadiena, dan etilena-propilena menduduki sekitar 70% dari total produksi.

• 4.Bahan Pelapis dan Bahan Perekat Dengan berkembangnya polimer-polimer sintetis pada abad ke-20, industri bahan pelapis telah berkembang dari pernis dan cat sintetis (alkida) poliester awal yang diperkenalkan pada tahun 1920-an hingga ke cat-cat lateks yang lebih mutakhir yang terdiri dari polimer-polimer yang diemulsi dalam air. Yang mula-mula muncul adalah cat-cat dinding lateks yang didasarkan pada kopolimer stirena-butadiena, kemudian cat-cat lateks luar yang menggunakan poli (vinil asetat) dan berbagai jenis poli (akrilat ester

Seperti bahan pelapis, bahan-bahan perekat pun mendapatkan tempatnya dengan berkembangnya polimer-polimer sintetis. Polimer fenol-formaldehida dan urea-formaldehida yang masih banyak digunakan terutama dalam industri kayu (plywood, particle board, dan lain-lain). Belakangan muncul epoksi, sianoakrilat, dan lain-lain. Akhir-akhir ini, industri bahan perekat telah meliputi sebagian besar tipe polimer untuk digunaka dalam aplikasi-aplikasi angkasa luar. Industri bahan pelapis dan bahan perekat jauh lebih kompleks daripada polimer-polimer yang digunakan. Formulasi-formulasi mencakup pelarut, bahan pengisi, penstabil dan berbagai bahan tambahan lain bergantung pada aplikasi.

SIFAT-SIFAT POLIMER A. Berdasarkan Struktur • Panjang Rantai Polimer Semakin panjang rantai polimer, maka kekuatan dan titik leleh senyawanya semakin tinggi. • Gaya antar molekul Semakin besar gaya antar molekul pada rantai polimer maka polimer akan menjadi kuat dan sukar meleleh. • Percabangan Rantai polimer yang bercabang banyak mempunyai daya tegang rendah dan mudah meleleh. • Ikatan silang antar rantai polimer Semakin banyaknya ikatan silang maka polimer semakin kaku dan rapuh sehingga mudah patah. • Sifat kristalinitas rantai polimer Semakin tinggi sifat kristalinitas, rantai polimer akan lebih kuat dan lebih tahan terhadap bahaan-bahan kimia dan enzim.

SIFAT-SIFAT POLIMER B. Secara Umum • Kelenturan dan Kekakuan Sifat ini berkaitan dengan kekuatan tarik, tekan dan ketahanan terhadap patahan. • Sifat Terhadap Suhu Beberapa polimer akan melunak jika dipanaskan dan akan mengeras apabila didinginkan (termoplas). Sebaliknya, ada polimer yang tidak akan lunak bila dipanaskan (termoset). • Degradabilitas Kemampuan polimer terurai. • Kekristalan Sifat kekristalan ini memengaruhi sifat termal dan sifat konduktivitas polimer. • Konduktivitas Listrik Polimer konduktif merupakan polimer – polimer yang memiliki konduktivitas listrik yang sebanding dengan konduktivitas logam – logam.

APLIKASI POLIMER Pemanfaatan polimer dalam kehidupan tergantung jenis - jenis polimer. Bentuk-bentuk polimer yang banyak digunakan dalam kehidupan adalah serat, elastomer, plastik, pelapis permukaan (cat) dan bahan perekat (adhesive).

•

Poly Ethylene (PE) kegunaan polietena adalah untuk memproduksi lembaran untuk kantong plastik, pembungkus halaman, ember, dsb.

•

Poly Vinly Chlorine (PVC) PVC banyak digunakan untuk membuat konstruksi bangunan, mainan anakanak, pipa PVC (paralon), meja, lemari, piringan hitam, dan beberapa komponen mobil.

•

Poly Propylene (PP) PP diaplikasikan pada pengemasan, tekstil, alat tulis, wadah terpakaikan ulang serta bagian plastik, perlengkapan labolatorium, pengeras suara, komponen otomotif, dan uang kertas polimer. Plastik ini juga digunakan untuk membuat botol plastik, karung, bak air, tali, dan kanel listrik

•

Teflon Teflon digunakan untuk pelapis wajan (panci anti lengket), pelapis tangki di pabrik kimia, pipa anti patah, dan kabel listrik.

APLIKASI POLIMER

•

•

Polibutaena Polibutadiena paling banyak digunakan untuk membuat ban mobil. Karet ini juga dapat digunakan pada bantalan kereta api, blok jembatan, bola golf,selang air, dll. Polistirena Polistirena banyak dipakai dalam produkproduk elektronik sebagai casing, kabinet dan komponen-komponen lainya. Peralatan rumah tangga yang terbuat dari polistirena, sapu, sisir, baskom, gantungan baju, ember.

•

Nylon 66 Nilon digunakan untuk banyak hal, seperti serat karpet, pakaian, airbag, ban, tali, selang, stoking, parasut, dll.

•

Poliester Poliester industri digunakan dalam pengutan ban, tali, kain buat sabuk mesin pengantar (konveyor), sabuk pengaman.v

•

Flexiglass Polimer ini digunakan untuk jendela pesawat terbang dan lampu belakang mobil (kaca alkrilik).

PABRIKASI POLIMER Extrution

PABRIKASI POLIMER Injection Moulding

PABRIKASI POLIMER Blow Moulding

PABRIKASI POLIMER Thermoforming