Tugas 1.docx

A. Sifat-Sifat, Perolehan dan Klasifikasi Nikel, Magnesium dan Paduannya 1. Sifat-Sifat Nikel dan Magnesium 1) Nikel Nikel merupakan logam keras, ulet, bisa ditempa, dan berwarna putih keperakan. Nikel merupakan konduktor panas dan listrik yang cukup baik. Senyawa nikel umumnya bersifat bivalen, meskipun terdapat pula tingkat valensi lainnya. Unsur ini juga membentuk sejumlah senyawa kompleks. Sebagian besar senyawa nikel berwarna biru atau hijau. Nikel larut perlahan dalam asam encer namun, seperti besi, menjadi pasif ketika dipaparkan dengan asam nitrat. Kebanyakan nikel di bumi tidak dapat diakses karena berada dalam inti bumi cairr. Nikel diketahui menyumbang 10% komposisi inti bumi. Jumlah total nikel yang terlarut dalam laut berada pada kisaran 8 miliar ton. Bahan organik memiliki kemampuan menyerap logam ini sehingga menjelaskan mengapa batubara dan minyak bumi memiliki kandungan nikel cukup besar. Kandungan nikel dalam tanah bisa serendah 0,2 ppm atau setinggi 450 ppm di beberapa jenis tanah liat, dengan ratarata kandungan sekitar 20 ppm. Nikel terdapat pada sebagian kacangkacangan yeng menjadi komponen penting beberapa enzim. Makanan lain yang kaya nikel adalah teh yang memiliki 7,6 mg nikel/kg daun teh kering. Nikel bersenyawa dengan sulfur dalam mineral millerite dan dengan arsenik dalam mineral niccolite. Kebanyakan bijih nikel diekstrak dari besi-nikel sulfida, seperti dari pentlandit. Logam ini ditambang di Rusia, Australia, Indonesia, Kaledonia Baru, Kuba, Kanada, dan Afrika Selatan. 2) Magnesium Magnesium merupakan logam berwarna putih keperakan dan sangat ringan. Magnesium dikenal untuk waktu lama sebagai logam ringan struktural dalam industri, karena bobotnya yang ringan serta kemampuannya membentuk paduan logam kuat. Magnesium sangat aktif secara kimia dengan sejumlah besar logam dapat diproduksi melalui reduksi termal garam logam tersebut dengan magnesium teroksidasi. Unsur ini bisa bereaksi dengan sebagian besar unsur nonlogam dan hampir setiap asam. Magnesium hanya sedikit bereaksi atau tidak sama sekali dengan sebagian besar alkali dan berbagai bahan organik seperti hidrokarbon, aldehide, alkohol, fenol, amina, ester, dan

sebagian besar minyak. Digunakan sebagai katalis, magnesium memperlancar reaksi organik kondensasi, reduksi, dan dehalogenisasi.

2. Klasifikasi Paduan Nikel dan Magnesium 3) Nikel Nikel (Ni) adalah logam perak-putih yang ditemukan pada tahun 1751 dan unsur paduan utama yang memberikan kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan korosi. Yang biasanya digunakan secara luas pada baja stainless dan paduan berbasis nikel (yang biasa disebut superalloy). Paduan nikel digunakan pada aplikasi temperatur tinggi (seperti komponen mesin jet, roket, dan pembangkit listrik tenaga nuklir), dalam penanganan makanan dan peralatan pengolahan kimia, koin, dan dalam perangkat kapal laut. Karena nikel mempunyai sifat magnetik, paduan nikel juga digunakan dalam aplikasi elektromagnetik, seperti solenoida. Penggunaan utama nikel yaitu sebagai logam untuk electroplating dari part untuk permukaannya dan untuk peningkatan ketahanannya terhadap korosi dan keausan. Paduan nikel memiliki kekuatan tinggi dan tahan korosi pada temperature tinggi. Pemaduan unsur nikel kromium, kobalt, dan molibdenum. Sifat paduan nikel dalam mesin, pembentuk, casting, dan pengelasan dapat dimodifikasi dengan berbagai unsur paduan lainnya. Berbagai paduan nikel, memiliki berbagai kekuatan pada temperatur yang berbeda, telah dikembangkan .Meskipun nama dagang masih digunakan secara umum, paduan nikel sekarang diidentifikasi dalam sistem UNS dengan huruf N. Jadi, hastelloy G yang sekarang adalah N06007. Monel adalah paduan nikel-tembaga. Inconel adalah paduan nikel-kromium dengan tegangan tarik hingga 1400 MPa. Hastelloy (paduan nikel-kromium) memiliki ketahanan korosi yang baik dan kekuatan tinggi pada suhu yang tinggi. Nichrome (paduan nikel, kromium, dan besi) memiliki ketahanan listrik tinggi dan ketahanan yang tinggi terhadap oksidasi dan digunakan untuk elemen pemanas listrik. Invar dan kovar (paduan besi dan nikel) memiliki sensitivitas yang relatif pada suhu rendah. 4) Magnesium Perubahan struktur pada Magnesium tidak cukup dapat merubah atau

memperbaiki sifatnya, oleh kerana itu perbaikan sifat Magnesium hanya dapat dilakukan dengan menambah unsur lain sebagai unsur paduan kedalam larutan padat dari Magnesium tersebut, dengan demikian akan diperoleh peningkatan pada tegangannya serta dengan tegangan yang memadai juga respon terhadap proses perlakuan panas. Dalam larutan padat ini hanya sedikit saja unsur Magnesium yang dapat masuk termasuk juga unsur Seng jika dibanding dengan Aluminium dan Silver. Kesimbangan paduan antara Magnesium-Aluminium dan Magnesium-Zincum, mengindikasikan bahwa larutan padat dari Magnesium-Aluminium maupun Magnesium Zincum dapat meningkat sesuai dengan peningkatan Temperaturnya dimana masing-masing berada pada kadar yang sesuai sehingga dapat “strengthening-heat treatment” melalui metoda pengendapan. Hanya sedikit kadar “rare metal” (logam langka) dapat memberikan pengaruh yang sama kecuali pada Silver yang sedikit membantu termasuk pada berbagai jenis logam paduan lain melalui “ageing”. 1) Magnesium Paduan Tempa Magnesium paduan tempa dikelompokkan menurut kadar serta jenis unsur paduannya yaitu : 

Magnesium dengan 1,5 % Manganese Paduan dengan



Aluminium , Seng sert Manganese



Paduan dengan Zirconium (paduan jenis ini mengandung kadar Seng yang tinggi sehingga dapat dilakukan proses perlakuan panas.



Paduan dengan Seng, Zirconium dan Thorium (Creep resistingAlloys)

2) Magnesium Paduan Cor (Cast Alloys) Paduan ini dapat dikelompokan kedalam :



Paduan dengan Aluminium, Zincum dan Manganese, paduan cor ini merupakan paduan yang yang bersifat “heat tretable – Alloys”.



Paduan dengan Zirconium, Zincum dan Thorium, paduan dengan unsur Zirconium dan Thorium merupakan paduan cor yang bersifat heat treatable dan creep resisiting.



Paduan dengan Zirconium dengan Rare earth metal serta Silver merupakan paduan Cor yang dapat di-heat treatment



Paduan dengan Zirconium, beberapa dari paduan Cor ini dapat diheat treatment

.

B. Aplikasi Paduan Aluminium, Tembaga, Nikel dan Magnesium 1) Aluminium Paduan aluminium dapat dibagi menjadi dua kelompok, yaitu alumunium wronglt alloy(lembaran) dan alumunium costing alloy (batang cor). Alumunium (99,99%) memiliki berat jenis sebesar 2,7 g/cm3, densitas 2,685 kg/m3, dan titik leburnya pada suhu 6600C, alumunium memiliki strength to weight ratio yang lebih tinggi dari baja. Sifat tahan korosi alumunium diperoleh dari terbentuknya lapisan oksida alumunium dari permukaan alumunium. Lapisan oksida ini melekat kuat dan rapat pada permukaan, serta stabil(tidak bereaksi dengan lingkungan sekitarnya) sehingga melindungi bagian dalam. Unsur- unsur paduan dalam almunium antara lain: 

Copper (Cu), menaikkan kekuatan dan kekerasan, namun menurunkan elongasi (pertambahan panjang pangjangan saat ditarik). Kandungan Cu dalam alumunium yang paling optimal adalah antara 4-6%.



Seng (Zn), menaikkan nilai tensile.



Mangan (Mn), menaikkan kekuatan dalam temperature tinggi.



Magnesium (Mg), menaikkan kekuatan alumunium dan menurunkan nilai ductility-nya. Ketahanan korosi dan weldability juga baik.



Silikon (Si), menyebabkan paduan alumunium tersebut bisa diperlakukan panas untuk menaikkan kekerasannya.



Lithium (Li), ditambahkan untuk memperbaiki sifat tahan oksidasinya.

1) Alumunium Copper Alloy (seri 2xxx) Paduan ini dapat di heat treatment terutama yang mengandung (2,5-5%) Cu. Dari seri ini yang terkenal seri 2017 dikenal dengan nama “duralimin” mengandung 4%Cu, 0,5%Mg, 0,5%Mn pada komposisi standard. Paduan ini Mg ditingkatkan pada komposisi standard dari Al, 4,5%Cu, 1,5%Mg, 0,5%Mn, dinamakan paduan 2024 yang bernama Duralumin Super. Paduan yang memiliki Cu mempunyai ketahanan korosi yang jelek, jadi apabila ketahanan korosi khusus diperlukan permukaannya dilapisi dengan Al murni atau paduan Al yang tahan korosi yang disebut pelat alkad. Paduan ini banyak digunakan untuk alat-alat yang bekerja pada temperatur tinggi misalnya pada piston dan silinder head motor bakar

2) Alumunium Magnese Alloy (seri 3xxx) Mn adalah unsur yang memperkuat Al tanpa mengurangi ketahanan korosi dan dipakai untuk membuat paduan yang tahan korosi. Dalam diagram fasa, Al-Mn yang ada dalam keseimbangan dengan larutan padat Al adalah Al6Mn(25,3%). Sebenarnya paduan Al-1,2%Mn dan Al1,2%Mn-1,0%Mg dinamakan paduan 3003 dan 3004 yang dipergunakan sebagai paduan tanpa perlakuan panas. Paduan dalam seri ini tidak dapat dikeraskan dengan heat treatment. Seri 3003 dengan 1,2%Mn mudah dibentuk, tahan korosi, dan (weldability) baik. Banyak digunakan untuk pipa dan tangki minyak. 3) Alumunium Silikon Alloy (seri 4xxx)

Paduan Al-Si sangat baik kecairannya, yang mempunyai permukaan yang sangat bagus, tanpa kegetasan panas, dan sangat baik untuk paduan coran. Sebagai tambahan, paduan ini memiliki ketahanan korosi yang baik, sangat ringan, koefisien pemuaian yang sangat kecil, dan sebagai penghantar panas dan listrik yang baik. Karena memiliki kelebihan yang baik, paduan ini sangat banyak dipakai. Tetapi dalam hal ini modifikasi tidak perlu dilakukan. Sifat-sifat silumin sangat diperbaiki oleh perlakuan panas dan sedikit diperbaiki oleh unsur paduan. Umumnya dilakukan paduan dengan 0,15-0,4%Mn dan 0,5%Mg. Paduan yang diberi perlakuan pelarutan dan dituakan dinamakan silumin gamma dan yang hanya ditemper dinamakan silumin beta. Paduan yang memerlukan perlakuan panas ditambah dengan Mg juga Cu serta Ni untuk memberikan kekerasan pada saat panas, bahan ini biasa digunakan untuk torak motor. Koefisien pemuaian termal Si yang sangat rendah membuat koefisien termal paduannya juga rendah apabila ditambah Si lebih banyak. Telah dikembangkan paduan hypereutektik Al-Si sampai 29% Si untuk memperhalus butir primer Si. Proses penghalusan akan lebih efektif dengan penambahan P oleh paduan Cu-P atau penambahan fosfor klorida (PCl5) untuk mencapai presentasi 0,001%P, dapat tercapai penghalusan primer dan homogenisasi. Paduan Al-Si banyak dipakai sebagai elektroda untuk pengelasan yaitu terutama mengandung 5%Si. Paduan seri ini non heat treatable. Paduan seri 4032 yang mengandung 12,5%Si mudah ditempa dan memiliki koefisien muai panas sangat rendah digunakan untuk piston yang ditempa. 4)

Alumunium Magnesium Alloy (seri 5xxx) Dalam paduan biner Al-Mg satu fasa yang ada dalam keseimbangan dengan larutan padat Al adalah larutan padat yang merupakan senyawa antar logam Al3Mg2. Sel satuannya merupakan hexagonal susunan rapat (eph) tetapi ada juga yang sel satuannya kubus berpusat muka (fcc) rumit. Titik eutetiknya adalah 450ºC, 35%Mg dan batas kelarutan padatnya pada temperature eutektik adalah 17,4% yang menurun pada temperature biasa sampai kira-kira 1,9%Mg, jadi kemampuan penuaan dapat diharapkan. Paduan Al-Mg mempunyai ketahanan korosi yang sangat baik disebut hidrinalium. Paduan dengan 23%Mg dapat mudah ditempa, dirol dan diekstrusi. Paduan Al-Mg umumnya non heat tretable. Seri 5052 dengan 2,5%Mg banyak digunakan untuk campuran minyak dan bahan bakar pesawat terbang. Seri 5052 biasa digunakan sebagai bahan tempaan. Paduan 5056 adalah paduan paling

kuat setelah dikeraskan oleh pengerasan regangan apabila diperlakukan kekerasan tinggi. Paduan 5083 yang dianil adalah paduan antara (4,5%Mg) yang kuat dan mudah dilas sehingga banyak digunakan sebagai bahan untuk tangki LNG. Seri 5005 dengan 0,8%Mg banyak digunakan sebagai batang profil extrusi. Seri 5050 dengan 1,2%Mg dipakai sebagai pipa saluran minyak dan gas pada kendaraan. 5) Alumunium magnesium silikon alloy (seri 6xxx) Penambahan sedikit Mg pada Al akan menyebabkan pengerasan penuaan sangat jarang terjadi, namun apabila secara simultan mengandung Si, maka dapat diperkeras dengan penuaan panas setelah perlakuan pelarutan. Hal ini dikarenakan senyawa M2Si berkelakuan sebagai komponen murni dan membuat keseimbangan dari sistem biner semu dengan Al. Paduan dalam sistem ini memiliki kekuatan yang lebih kecil dibanding paduan lainnya yang digunakan sebagai bahan tempaan, tetapi sangat liat, sangat baik kemampuan bentuknya untuk penempaan, ekstrusi dan sebagai tambahan dapat diperkuat dengan perlakuan panas setelah pengerjaan. Paduan 6063 banyak digunakan sebagai rangka konstruksi. Karena paduannya memiliki kekuatan yang cukup baik tanpa mengurangi hantaran listrik maka dipergunakan untuk kabel tenaga. Dalam hal ini percampuran dengan Cu, Fe, dan Mn perlu dihindari karena unsur-unsur tersebut menyebabkan tahanan listrik menjadi tinggi. Magnesium dan Silikon membentuk senyawa Mg2Si (Magnesium Silisida) yang memberikan kekuatan tinggi pada paduan ini setelah proses heat treatment. Seri 6053, 6061, 6063 memiliki sifat tahan korosi sangat baik dari pada heat treatable aluminium lainnya. Penggunaan aluminium seri 6xxx banyak digunakan untuk piston motor dan silinder head motor bakar, part sepeda. dll

6) Alumunium zink alloy (seri 7xxx) Aluminium menyebabkan keseimbangan biner semu dengan senyawa antar logam MgZn2dan kelarutannya menurun apabila temperaturnya turun. Telah diketahui sejak lama bahwa paduan sistem ini dapat dibuat keras sekali dengan penuaian setelah perlakuan pelarutan. Tetapi sejak lama, tidak dipakai sebab mempunyai sifat patah getas oleh retakan korosi tegangan. Di Jepang pada permulaan tahun 1940, Iragashi

dkk mengadakan studi dan berhasil dalam pengembangan suatu paduan dengan penambahan kira-kira 0,3%Mn atau Cr, dimana bitur Kristal padat diperhalus, dan mengubah bentuk presipitasi serta retakan korosi tegangan tidak terjadi. Pada saat itu paduan tersebut dinamakan ESD, Duralumin, superekstra. Selama perang dunia ke II, di Amerika Serikat dengan maksud yang hampir sama telah dikembangkan pula suatu paduan, yaitu suatu paduan yang terdiri dari Al-5, 5%Zn-2,5%Mn-1,5%Cu-0,3%Cr0,2%Mn, sekarang dinamakan paduan 7075. Paduan ini mempunyai kekuatan tertinggi diantara paduan-paduan lainnya. Penggunaan paduan ini paling besar adalah untuk konstruksi pesawat udara. Di samping itu penggunaannya menjadi lebih penting sebagai bahan konstruksi.

2) Tembaga Tembaga paduan (alloy tembaga) dengan tembaga sebagai matriks dengan menambahkan satu atau beberapa elemen lain dari komposisi paduan. Tembaga ungu, juga dikenal sebagai tembaga. Kepadatan tembaga 8,96, titik lebur 1083 ℃, dengan konduktivitas yang sangat baik listrik, konduktivitas termal, daktilitas dan ketahanan korosi. Terutama untuk produksi generator, bus, kabel, switch gear, transformer dan peralatan lainnya listrik dan penukar panas, pipa, alat pemanas surya plat datar peralatan termal kolektor. Paduan tembaga dibagi menjadi kuningan, perunggu, tembaga-nikel tiga kategori. Kuningan seng sebagai unsur utama dari paduan tembaga, dengan kuning yang indah, secara kolektif kuningan. Cu-Zn paduan biner yang kuningan biasa, atau kuningan sederhana. Lebih dari kuningan tiga disebut kuningan khusus atau kuningan yang disebut kompleks. Kurang dari 36% seng kuningan paduan dengan larutan padat, dengan sifat dingin yang baik bekerja, seperti 30% kuningan seng digunakan untuk membuat kerang, umumnya dikenal sebagai cartridge kuningan, atau 73 kuningan. 36 ~ 42% seng kuningan paduan oleh dan antara komposisi larutan padat, yang paling umum digunakan adalah 40% seng kuningan Tiananmen. Untuk meningkatkan kinerja kuningan biasa, sering menambahkan unsur-unsur lain, seperti aluminium, nikel, mangan, timah, silikon, timbal. Kuningan aluminium dapat meningkatkan kekuatan, kekerasan dan ketahanan korosi, tapi plastik lebih rendah, cocok untuk kondensor laut dan bagian tahan korosi lainnya. Kuningan timah dapat meningkatkan kekuatan dan ketahanan korosi air laut, katanya kuningan Angkatan Laut, sebagai kapal

peralatan termal dan baling-baling. Timbal dapat meningkatkan kuningan pemotongan, pemotongan ini kuningan sering digunakan sebagai bagian menonton. Kuningan coran digunakan untuk membuat katup dan alat kelengkapan pipa. Kapal yang digunakan hidran bukti sabit kunci adalah kuningan aluminium casting. 3) Nikel Nikel (Ni) adalah logam perak-putih yang ditemukan pada tahun 1751 dan unsur paduan utama yang memberikan kekuatan, ketangguhan, dan ketahanan korosi. Yang biasanya digunakan secara luas pada baja stainless dan paduan berbasis nikel (yang biasa disebut superalloy). Paduan nikel digunakan pada aplikasi temperatur tinggi (seperti komponen mesin jet, roket, dan pembangkit listrik tenaga nuklir), dalam penanganan makanan dan peralatan pengolahan kimia, koin, dan dalam perangkat kapal laut. Karena nikel mempunyai sifat magnetik, paduan nikel juga digunakan dalam aplikasi elektromagnetik, seperti solenoida. Penggunaan utama nikel yaitu sebagai logam untuk electroplating dari part untuk permukaannya dan untuk peningkatan ketahanannya terhadap korosi dan keausan. Paduan nikel memiliki kekuatan tinggi dan tahan korosi pada temperature tinggi. Pemaduan unsur nikel kromium, kobalt, dan molibdenum. Sifat paduan nikel dalam mesin, pembentuk, casting, dan pengelasan dapat dimodifikasi dengan berbagai unsur paduan lainnya. Berbagai paduan nikel, memiliki berbagai kekuatan pada temperatur yang berbeda, telah dikembangkan .Meskipun nama dagang masih digunakan secara umum, paduan nikel sekarang diidentifikasi dalam sistem UNS dengan huruf N. Jadi, hastelloy G yang sekarang adalah N06007. Monel adalah paduan nikel-tembaga. Inconel adalah paduan nikel-kromium dengan tegangan tarik hingga 1400 MPa. Hastelloy (paduan nikel-kromium) memiliki ketahanan korosi yang baik dan kekuatan tinggi pada suhu yang tinggi. Nichrome (paduan nikel, kromium, dan besi) memiliki ketahanan listrik tinggi dan ketahanan yang tinggi terhadap oksidasi dan digunakan untuk elemen pemanas listrik. Invar dan kovar (paduan besi dan nikel) memiliki sensitivitas yang relatif pada suhu rendah. 4) Magnesium

1) Magnesium-Aluminium (Mg-Al) Aluminium (Al) sebagai unsur paduan dalam magnesium dapat memberikan penguatan larutan padat dan pengerasan pengendapan. Namun fasa Mg17Al12 dalam system Mg-Al mempunyai titik lebur yang rendah sehingga tidak dapat digunakan untuk memperbaiki kekuatan temperatur tinggi. Paduan magnesium-aluminium telah banyak digunakan sebagai biomaterial, antara lain AZ91(Mg-9Al-1Zn) dan AZ31(Mg-3Al1Zn), yang mengandung Zn sebagai unsur tambahan [10]. Paduan ini memiliki kekuatan sebagai material implant, namun dapat menghasilkan ion Al3+ yang menurunkan biokompatibilitas. Ion Al3+ dapat berkombinasi dengan fosfat inorganik yang menyebabkan kekurangan fosfat dalam tubuh yang mengakibatkan kerusakan otot. Hal yang sama juga dilaporkan oleh Znamenski dan Bride [11] bahwa paduan magnesium dan aluminium adalah paduan yang dapat menginisiasi pertumbuhan tulang, namun paduan ini terkorosi sangat cepat sehingga tidak memberi kesempatan jaringan baru untuk tumbuh sebagai pengganti tulang yang patah. 2) Magnesium-Mangan (Mg-Mn) Unsur mangan (Mn) dalam magnesium terutama digunakan untuk meningkatkan keuletan dan sebagai pembentukan fasa intermetalik Al-Mn dalam paduan magnesium berisi Al. Fasa ini dapat mengikat besi (Fe) dan dapat digunakan untuk mengontrol korosi pada paduan magnesium. Paduan Mg-Mn telah banyak digunakan sebagai material implant, unsur mangan dalam magnesium bukan untuk meningkatkan sifat mekanik, namun lebih kepada peningkatan ketahanan korosi dengan mengubah Fe atau unsur lainnya menjadi intermetalik yang tidak berbahaya. Namun, keberadaan Mn di dalam darah perlu dikontrol karena dengan konsentrasi tinggi unsur tersebut menyebabkan keracunan [10]. Komposisi paduan yang tepat dapat juga memperbaiki ketahanan korosi, sifat mekanik dan mempermudah proses manufaktur. Hal ini ditunjukkan oleh Shaw BA [23] bahwa penambahan unsur seng dan mangan dalam paduan Mg-Al dapat meningkatkan ketahanan korosi dan memperbaiki sifa-sifat mekanik.

3) Magnesium- Zirkonium (Mg-Zr) Zirconium (Zr) efektif untuk menghaluskan butir dalam paduan magnesium yang bebas Al. Sesuai teori Hall-Petch, penghalusan butir akan meningkatkan kekuatan. Penambahan sedikit zirkonium dalam paduan magnesium memberikan dampak yang sangat baik terhadap sifat

mekanik, sifat ketahanan korosi untuk penggunaan medis dan mempunyai biokompatibilitas yang baik sebagai biomaterial. 4) Magnesium- Cadmium (Mg-Cd) Pada tahun 1944, Troitskii dan Tsitrin [13] melaporkan bahwa magnesium dengan sedikit kadmiun dibuat sebagai sekrup untuk digunakan pada bagian-bagian tulang yang patah. Percobaan tersebut tidak menunjukkan keberhasilan yang sempurna karena adanya infeksi dan korosi yang timbul disekitar penyambungan patahan.

C. Pengertian dan Klasifikasi Polimer 1. Pengertian Polimer Suatu polimer adalah rantai berulang dari atom yang panjang, terbentuk dari pengikat yang berupa molekul identik yang disebut monomer. Sekalipun biasanya merupakan organik (memiliki rantai karbon), ada juga banyak polimer inorganik. Contoh terkenal dari polimer adalah plastic dan DNA. Polimer didefinisikan sebagai substansi yang terdiri dari molekul-molekul yang menyertakan rangkaian satu atau lebih dari satu unit monomer. Manusia sudah berabad-abad menggunakan polimer dalam bentuk minyak, aspal, damar, dan permen karet. Tapi industri polimer modern baru mulai berkembang pada masa revolusi industri. Di akhir 1830-an, Charles Goodyear berhasil memproduksi sebentuk karet alami yang berguna melalui proses yang dikenal sebagai “vulkanisasi”. 40 tahun kemudian, Celluloid (sebentuk plastik keras dari nitrocellulose) berhasil dikomersialisasikan. Adalah diperkenalkannya vinyl, neoprene, polystyrene, dan nilon pada tahun 1930-an yang memulai ‘ledakan’ dalam penelitian polimer yang masih berlangsung sampai sekarang.

2. Klasifikasi Polimer Polimer sangat luas pemanfaatannya di dunia ini. Maka dari itu, polimer banyak dikembangkan sebagai materi baru. Dengan banyaknya jenis polimer, maka sistem klasifikasi polimer akan sangat membantu untuk mengenali jenis polimer. Polimer dapat diklasifikasikan dengan beberapa cara, yaitu: 

Berdasarkan sumber atau asal



Berdasarkan struktur



Berdasarkan gaya molekuler



Berdasarkan monomer

1) Klasifikasi Polimer Berdasarkan Sumber atau Asal 

Polimer Alam Jenis polimer ini terdapat di alam, yaitu pada hewan dan tumbuhan. Sebagai contoh adalah protein, selulosa, dan karet. Polimer alam biasanya terbentuk oleh proses polimerisasi kondensasi.



Polimer Semi Sintetis Turunan polimer alam 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 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.

2) Klasifikasi Polimer Berdasarkan Struktur 

Polimer linier 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. Sebagai contoh adalah polietena, polivinil klorida, dsb. Polimer linier mempunyai titik leleh, kuat tarik dan densitas yang tinggi.



Polimer bercabang 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. Contoh polimer bercabang adalah glikogen.



Polimer jaringan tiga dimensi Polimer jenis ini merupakan polimer linier yang bergabung bersama membentuk jaringan tiga dimensi. Karena adanya rantai silang pada rantai, polimer ini juga disebut sebagai polimer rantai silang. Sifatnya sangat keras, kaku, dan rapuh. Contoh polimer rantai silang adalah Bekelite, resin urea formaldehida.

3) Klasifikasi Polimer Berdasarkan Gaya Intermolekuler Sifat mekanik dan kimia dari polimer tergantung dari gaya intermolekuler seperti gaya van der Waals, ikatan hidrogen, dan tarikmenarik dipol-dipol antara rantai polimer. Gaya tersebut dilipatgandakan akibat ukuran molekul dan jumlah gugus fungsional yang ada dalam polimer. Berdasarkan gaya intermolekuler, polimer dibagi menjadi empat jenis, yaitu: 1) Elastomer Elastomer adalah polimer yang mempunyai gaya tarik menarik paling lemah. Bentuk elastomer adalah amorf, dengan derajat elastisitas sangat tinggi. Elastomer mempunyai kekuatan untuk memanjang sepuluh kali lipat panjang semula dan kembali lagi ke bentuk asal. 2) Serat 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. Gaya yang terlibat adalah ikatan hidrogen dan interaksi dipol-dipol. 3) Termoplastik (plastik polimer) Termoplastik mempunyai gaya intermolekuler yang sedang. Polimer termoplastik jika mempunyai struktur linier bertekstur keras, sedangkan jika bercabang akan lunak. Pada saat dipanaskan, termoplasik akan menjadi lembut, dan kembali mengeras saat didinginkan. Proses melembut saat pemanasan dan pendinginan dapat diulangi beberapa kali sesuai keinginan tanpa mengubah komposisi kimia polimer. Polietena, polivinil klorida (PVC), teflon, polistirena merupakan contoh termoplastik. 4) Termoset

Tidak seperti termoplastik, termoset dapat mengalami perubahan komposisi kimia saat mengalami pemanasan. Jika dipanaskan, termoset akan mengeras dan tidak bisa lembut seperti sedia kala. Pengerasan saat pemanasan adalah karena ikatan silang yang membentuk jaringan polimer tiga dimensi dan maka dari itu hanya bisa dipanaskan sekali. Sebagai contoh termoset adalah kantung plastik kemasan, Bakelit, resin urea-formaldehida, dll. 4) Klasifikasi Polimer Berdasarkan Sifat Alami Monomer 1) Homo polimer 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. 2) Kopolimer 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.

D. Morfologi Polimer 1. 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. Derajat kristalinitas dapat dinyatakan dalam fraksi berat atau fraksi volume daerah kristalin. Hanya sedikit sekali polimer yang seluruhnya kristalin. Kristalinitas polimer ditandai dengan derajat kristalinitas, mulai dari nol untuk polimer sepenuhnya amorf sampai satu untuk polimer yang sepenuhnya kristalin. Polimer dengan daerah mikrokristalin umumnya

lebih keras (bisa ditempa tanpa pecah) dan lebih tahan benturan daripada polimer amorf. Polimer dengan derajat kristalinitas mendekati nol atau satu akan cenderung transparan. Sedangkan polimer dengan derajat kristalinitas menengah akan cenderung buram karena hamburan cahaya oleh daerah kristalin atau glassy. Jadi untuk beberapa polimer, peningkatan transparansi dapat dilakukan dengan pengurangan kristalinitas.

2. 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.

E. Polimerisasi Adisi dan Kondensasi 1. Pengertian Polimerisasi Kondensasi Polimerisasi kondensasi adalah proses pembentukan polimer melalui penggabungan molekul-molekul kecil melalui reaksi yang melibatkan gugus fungsi, dengan atau tanpa diikuti lepasnya molekul kecil. Dengan kata lain, polimerisasi kondensasi hanya dilangsungkan oleh monomer yang mempunyai gugus fungsional. Molekul kecil yang dilepaskan biasanya adalah air. Selain itu, metanol juga sering dihasilkan sebagai efek samping polimerisasi kondensasi. Contoh polimerisasi kondensasi adalah pembentukan selulosa dari monomer (unit ulangan) yaitu glukosa. Glukosa sebanyak n akan bergabung membentuk rantai dan air dengan jumlah (n-1). Pada polimerisasi selulosa, dua monomer glukosa bergabung, mengkondensasikan molekul air, kemudian melepaskan atom oksigen yang menghubungkan dua monomer. Proses ini terus berlanjut sehingga membentuk rantai.

Contoh lain polimer kondensasi adalah poliester, polikarbonat, poliurea, nilon, aramid, dan poliuretan 2. Pengertian Polimerisasi Adisi Polimerisasi adisi yaitu penambahan unit monomer yang terus menerus dipacu oleh suatu intermediet, yang biasanya berupa radikal, anion atau kation membentuk polimer. Polimerisasi adisi biasanya terjadi pada unit monomer yang mempunyai ikatan rangkap. Reaksi adisi mengakibatkan terbukanya ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal.

Sebagai contoh, etena yang mempunyai ikatan rangkap jika dipanaskan dengan katalis tertentu akan menjadi polimer:

3. Jenis-jenis Polimerisasi Adisi Berdasarkan jenis intermediet, polimerisasi adisi dapat dikategorikan menjadi tiga jenis, yaitu: 1) Polimerisasi adisi radikal bebas Ketika polimerisasi diinisiasi (dipicu) oleh peroksida, radikal bebas akan terbentuk sebagai intermediet. Banyaknya senyawa tak jenuh seperti alkena dan alkadiena membuat polimerisasi adisi dapat dilangsungkan dengan adanya peroksida seperti benzoil peroksida atau asetil peroksida dengan suhu dan tekanan tinggi. Sebagai contoh, polimerisasi etena membentuk polietena diikuti oleh polimerisasi radikal bebas. Reaksi dapat berlangsung

pada suhu 350-370 K dan tekanan 1000-2000 atm dengan adanya benzoil peroksida sebagai inisiator. Peroksida menghasilkan radikal bebas yang bereaksi dengan etena membentuk radikal yang lain, yang mana berperan dalam tahap propagasi membentuk rantai polimer. Kombinasi rantai polimer melalui radikal diakhiri saat pereaksi habis. 2) Polimerisasi adisi kationik Polimerisasi adisi kationik terinisiasi oleh asam yang ditambahkan pada senyawa berikatan rangkap dua membentuk suatu kation. Kation ini akan berperan pada tahap propagasi untuk membentuk rantai polimer. Contoh polimerisasi adisi kationik adalah pembentukan karet poliisobutilen dari bahan isobutilena. Asam yang digunakan biasanya adalah asam fosfat dan asam sulfat, yang berperan sebagai inisitor. 3) Polimerisasi adisi anionic Anion dapat berperan sebagai agen inisitor dalam reaksi polimerisasi. Umumnya, senyawa vinil dapat menjadi anion yang terstabilkan oleh delokalisasi. Contoh senyawa yang dapat mengalami polimerisasi adisi anionik adalah stirena, diena, metakrilat, vinil piridin, aldehida, epoksida, siloksana siklis, dan lakton. Hal ini dikarenakan senyawa-senyawa tersebut dapat mengalami delokalisasi dengan adanya anion. Inisiator yang digunakan untuk polimerisasi adisi anionik adalah logam ionik maupun kovalen seperti amida, alkoksida, hidroksida, sianida, fosfina, amina, dam senyawa organometalik.

F. 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 1) Faktor sterik Unit usaha di dalam penyusunan ruang ditentukan dengan ukuran dan posisi dari subtituen yang sudah berada dalam rantai.

2) Faktor polar Karena pelarut berintraksi dangan pasangan ion lebih di sukai pada posisi isotaktik, tetapi ion terpisah dengan ion bebas sesuai untuk struktur sindiotatik 3) Koordinasi Karena jika gugus terakhir pada pertumbuhan rantai mempunyai konfigurasi planar dengan tidak ditemukan kesamaan

G. Termoplastik, Termosetting dan Elastomer 1. Termoplastik Termoplastik adalah jenis plastik yang dapat didaur ulang, yaitu jika dipanaskan lagi memiliki sifat plastis sehingga dapat dicetak lagi. Sebaliknya termoset jika dipanaskan akan langsung mengeras dan menjadi arang, sehingga tidak dapat didaur ulang. Data teknis dari beberapa jenis Termoplastik ditunjukkan oleh tabel dibawah: Symbol bahan

Massa jenis (gr/cm3)

PS HI-PS ABS LDPE HDPE PP AS PMMA PC

1,05 1,03 1,06 0,954 0,92 0,915 1,07 1,18 1,2

Panas spesifik rata-rata (kJ/kg oK) 1,3 1,21 1,4 2,0-2,1 2,3-2,5 0,84-2,5 1,3 1,46 1,3

Suhu proses (OC) 180-280 170-280 210-275 160-260 260-300 250-270 230-260 210-240 280-320

SuhuCetakan Penyusutan (OC) (%)

10 5-75 50-90 50-70 50-70 50-80 40-90 50-70 80-100

0,3-0,6 0,5-0,6 0,4-0,7 1,5-5,0 1,5-3,0 0,5-2,0 0,4-0,6 0,1-0,8 0,8

2. Thermosetting Thermosetting adalahpolimer 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. 3. Elastomer Elastomer mengacukepadamateri yang tersusunatas molekul berukuran panjang, atau polimer, yang mampu kembali kebentuk yang semulas etelah ditarik dan direntangkan keukuran yang relative panjang dibandingkan dengan ukuran awalnya. Oleh karena itu, elastomer juga merupakan singkatan dari "elastic polymer" (polimerelastis). 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 kebentuk asalnya, yaitu untaian molekul yang terpilin dan terlilit

H. Polimer Industri Ada tiga klasifikasi utama dari industri polimer : plastik, serat, karet atau elastomer. Perbedaan (dan kegunaan produk akhir) dari ketiga tipe polimer ini didasarkan pada tingkat yang besar dari sifat mekanik khusus polimer yang disebut modulus, yang dalam istilah yang lebih umum mempunyai arti kekakuan . Produk yang terakhir ini termasuk plastik-plastik selulosa, selulosa (kapas, sisal, dan lain-lain) dan serat-serat protein (wol, sutera), dan karet alam. Dua polimer industri lainnya juga digambarkan melalui kegunaan akhirnya: bahan pelapis dan bahan

perekat. Konsumsi polimer sintetis dunia sekarang ini kira-kira 70 juta metric ton per tahun, hampir 56 % di antaranya terdiri dari plastik, 18% serat, dan 11% karet sintetis. Sisanya terdiri dari bahan pelapis dan bahan perekat. Organisasi-organisasi seperti The Society of The Plastics Industry (SPI), The Textile Economics Bureau, dan The Rubber Manufacturers Association secara berkala memberikan statistik dan detail mengenai produksi bahan polimer. 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-butadiena-stirena (ABS), poliamida, dan poliester. Tabel 1. Plastik-plastik komoditi Tipe

Singkatan Kegunaan utama

Polietilena massa jenis rendah

LDPE

Polietilena massa jenis tinggi HDPE

polipropilena

PP

Lapisan pengemas, isolasi kawat dan kabel, barang mainan, botol fleksibel, perabotan, bahan pelapis

Botol, drum, pipa, saluran, lembaran, film, isolasi kawat dan kabel

Bagian-bagian mobil dan perkakas, tali, anyaman,

karpet, film

Poli (vinil klorida)

PVC

Bahan bangunan, pipa tegar, bahan untuk lantai, isolasi kawat dan kabel, film dan lembaran

polistirena

PS

Bahan pengemas (busa dan film), isolasi busa, perkakas, perabotan rumah, barang mainan

Ada banyak kesamaan dalam pasaran plastik-plastik teknik, tetapi plastik-plastik ini dipakai, terutama dalam bidang transportasi (mobil, truk, pesawat udara), konstruksi (perumahan, instalasi pipa ledeng, perangkat keras), barang-barang listrik dan elektronik (mesin bisnis, komputer), mesin-mesin insustri, dan barang-barang konsumsi. Tabel 2. Plastik-plastik termoset yang utama Tipe

Singkatan Kegunaan khas

Fenol-formaldehida

PF

Alat lstrik dan elektronik, bagian mobil, perekat plywood, utensil handle

Urea-formaldehida

UF

Sama seperti polimer PF, juga bahan pelapis

–

Konstruksi, bagian-bagiam mobil, lambung kapal, asesoris kapal, saluran anti korosi, pipa, tangki dan lain-lain

Epoksi

–

Bahan pelapis protektif, perekat, aplikasi-aplikasi listrik dan elektronik, bahan lantai industri, bahan pengaspal jalan raya, bahan paduan (komposit)

Melamin-formaldehida

MF

Sama seperti polimer UF, bingkai dekoratif, tutup meja, perkakas makan

Poliester tak jenuh

Polimer-polimer fenol-formaldehida dan urea-formaldehida dan poliester-poliester tak jenuh menduduki sekitar 90% dari seluruh produksi. Perbandingan produksi antar Termoplastik daengan plastik termoset kirakira 6:1 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 sifat-sifat 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. Tabel 3. Serat-serat sintetis yang utama Jenis

Deskripsi

Selulosa Rayon asetat

Selulosa asetat

Rayon viskosa

Selulosa regenerasi

Nonselulosa Poliester Nilon

Terutama poli (elilena tereftalat) Termasuk nilon 66, nilon 6, dan berbagai poliamida alifatik dan aromatic

Termasuk polipropilena dan kopolimer vinil klorida, dengan jumlah akrilonitril, vinil asetat, atau vinilidena klorida (CH2=CCl2) yang kurang (kopolimer yang terdiri lebih dari 85% vinil klorida disebut serat vinyon)

Olefin

Mengandung paling sedikit 80% akrilonitril, termasuk serat modakrilat yang terdiri dari akrilonitril dan sekitar 20% vinil klorida atau vinilidena klorida

Akrilat

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 bahanpelapis 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 Tabel 4. Jenis karet sintetis yang utama Jenis

Deskripsi

Stirena-butadiena

Kopolimer dari dua monomer dengan berbagai proporsi yang bergantung pada sifat-sifat yang diinginkan, disebut SBR (singkatan dari styrene-butadiene rubber)

Polibutadiena

Hampir seluruhnya terdiri daric is-1,4-polibutadiena

Etilena-propilena

Sering disingkat EPDM (ethylene-prophylene-diene monomer) dibuat terutama dari unit-unit etilena dan propilena dengan sejumlah kecil diena untuk memberikan efek ketidakjenuhan (unsaturation)

Polikloropena

Terutama polimer trans-1,4, tetapi juga beberapa polimer cis1,4 dan cis 1,2 ; juga dikenal sebagai karet neoprene

Poliisoprena

Terutama polimer cis-1,4; kadang-kadang disebut karet alam sintetis

Nitril

Kopolimer dari akrilonitril dan butadiena, terutama butadiena

Butil

Kopolimer dari isobtilena dan isoprene, dengan hanya sejumlah kecil isoprena

Silikon

Mengandung rangka anorganik dari atom oksigen dan silikon termetilasi yang berselang-seling; juga disebut polisiloksana

Uretana

Elastomer yang dipreparasi melalui pengikatan poliesterpoliester dengan perantaraan gugus-gugus uretana

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.

I. Sifat - Sifat dan Aplikasi Polimer 1. Sifat Polimer Berdasarkan Strukturnya Polimer yaitu makromolekul yang terdiri atas banyak kelas material alami dan sintetik dengan sifat-sifat yang sangat beragam. Perbedaan kedua material tersebut terletak pada mudah tidaknya sebuah polimer didegradasi atau dirombak oleh mikroba. Biasanya, polimer bahan sintetik akan lebih sulit diuraikan oleh mikroorganisme dibanding polimer bahan alami. Perbedaan sifat-sifat polimer tersebut dipengaruhi oleh struktur polimernya, yang meliputi : 1) Panjang Rantai Polimer Semakin panjang rantai polimer, maka kekuatan dan titik leleh senyawanya semakin tinggi. 2) Gaya antar molekul Semakin besar gaya antar molekul pada rantai polimer maka polimer akan menjadi kuat dan sukar meleleh. 3) Percabangan Rantai polimer yang bercabang banyak mempunyai daya tegang rendah dan mudah meleleh. 4) Ikatan silang antar rantai polimer Semakin banyaknya ikatan silang maka polimer semakin kaku dan rapuh sehingga mudah patah. Hal tersebut dikarenakan adanya Ikatan silang antar rantai polimer mengakibatkan terjadinya jaringan yang kaku dan membentuk bahan yang keras.

5) Sifat kristalinitas rantai polimer Semakin tinggi sifat kristalinitas, rantai polimer akan lebih kuat dan lebih tahan terhadap bahaan-bahan kimia dan enzim. Biasanya yang bersifat kristalinitas tinggi yaitu polimer dengan struktur teratur, sedangkan polimer berstruktur tidak teratur cenderung mempunyai kristanilitas rendah dan sifatnya amorf (tidak keras).

2. Sifat Polimer Secara Umum 1) Kelenturan dan Kekakuan Sifat ini berkaitan dengan kekuatan tarik, tekan dan ketahanan terhadap patahan. Kekuatan tarik menunjukan sifat polimer terhadap adanya tarikan, dan kekuatan tekan menunjukan sifat kebalikan dari kekuatan tarik. Suatu polimer ada yang memiliki hanya kekuatan tarik saja atau tekan saja atau kekuatan tarik dan tekan sekaligus. Polimer yang memiliki salah satu dari kekuatan tersebut dikatakan memiliki sifat lentur. Contohnya adalah polietilena untuk pembuatan plastik. Di sisi lain, sifat ketahanan terhadap patahan menunjukan ketahanan polimer apabila polimer tersebut ditekuk. Sifat ini dikenal sebagai sifat kekakuan. Suatu polimer yang kaku akan patah apabila ditekuk. Sebagai contoh, polivinilklorida atau PVC (untuk pembuatan pipa) memiliki sifat yang kaku. 2) Kekuatan Terhadap Suhu Polimer yang bersifat tahan terhadap panas adalah polimer aromatik. Pada umumnya, polimer aromatik yang tahan terhadap temperatur tinggi dikembangkan untuk keperluan industri penerbangan. Suatu polimer yang dianggap tahan panas harus mampu bertahan dan tidak terdekomposisi pada temperatur 400 oC. Contoh polimer yang tahan panas atau polimida dengan temperatur dekomposisi 585 oC dan poli(p-fenilena) dengan suhu dekomposisi 660 oC. Berbeda dengan polimer aromatik yang tahan panas, sebagian polimer alifatik justru berubah cepat apabila dipanaskan. Beberapa

polimer akan melunak jika dipanaskan dan akan mengeras apabila didinginkan. Polimer jenis ini dikenal sebagai polimer termoplas. Sebaliknya, ada polimer yang tidak akan lunak bila dipanaskan. Polimer jenis ini disebut polimer termoset. 3) Degradabilitas Polimer buatan (sintetis) dapat dirancang untuk tahan dan dapat menyerupai bahan – bahan gelas atau logam. Akan tetapi, polimer buatan tersebut dapat menimbulkan masalah karena bersifat tidak dapat terurai. Untuk menangani hal tersebut diperlukan pengolahan secara khusus dan juga biaya yang tidak kecil. Oleh karena itu, diusahakan membuat polimer yang dapat terdegradasi sehingga tidak merusak lingkungan. Bahan polimer yang dapat terdegradasi banyak digunakan untuk bidang pertanian, farmasi dan kedokteran. Polimer – polimer dapat terurai dengan efek fotokimia, mikroorganisme, reaksi oksidasi, dan reaksi hidrolisis. Pada umumnya, polimer alam lebih mudah terurai dibanding polimer buatan. 4) Kekristalan

Kekristalan mengacu pada sifat keteraturan susunan molekul dalam suatu zat. Ada 3 kemungkinan bentuk kekristalan suatu polimer, yaitu amorf (tidak berbentuk), semikristal, dan kristal. Pada umumnya, polimer memiliki bentuk amorf dan semikristal. Hal ini disebabkan ukuran molekulnya yang sangat besar sehingga susunan molekulnya sangat tidak teratur. Sifat kekristalan ini memengaruhi sifat termal dan sifat konduktivitas polimer. Polimer

amorf lebih lunak dan lebih konduktif dibandingkan polimer yang berupa polimer kristal. 5) Konduktivitas Listrik Secara umum, polimer tergolong sebagai isolator (bahan isolasi) yang baik. Akan tetapi, untuk kepentingan industri, polimer yang konduktif telah banyak dibuat. Polimer konduktif merupakan polimer – polimer yang memiliki konduktivitas listrik yang sebanding dengan konduktivitas logam – logam. Salah satu contoh pemanfaatan polimer konduktif ialah pada penggunaan polielektrolit untuk bahan baterai padat. Polielektrolit merupakan polimer padatan yang terbentuk dari polimer. Struktur suatu polielektrolit adalah amorf (tidak ada sisi kristal). Contoh polielektrolit yaitu polifosfazona dan polietilenaoksia.

3. Aplikasi Polimer Pemanfaatan polimer meliputi berbagai aspek kehidupan. Industri polimer berkembang pesat selama beberapa puluh tahun terakhir ini, bahan industri polimer dapayt dipandang sebagai industri dasar Negara industri. Pemanfaatan polimer dalam kehidupan tergantung sifat-sifat polimer. Bentuk-bentuk polimer yang banyak digunakan dalam kehidupan adalah serat, elastomer, plastik, pelapis permukaan (cat) dan bahan perekat (adhesive). Berikut beberapa kegunaan polimer dari berbagai jenis. 1) Poly Ethylene (PE) Polietilena (PE) adalah termo plastik atau merupakanpolimer plastik yang sifatnya ulet (liat), massa jenis rendah, lentur, sukar rusak apa bila lama dalam keadaan terbuka di udara maupun apabila terkena tanah lumpur, tetapi tidak tahan panas. Kegunaan polietena adalah untuk memproduksi lembaran untuk kantong plastik, pembungkus halaman, ember, dsb. 2) Poly Propylene (PP) Polipropilena atau polipropena (PP) adalah sebuah polimer termoplastik yang dibuat oleh industri kimia dan digunakan dalam berbagai aplikasi, diantaranya 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. Plastik ini juga digunakan untuk membuat botol plastik, karung, bak air, tali, dan kanel listrik 3) Poly Vinly Chlorine (PVC) Polivinil kloridabiasa disingkat PVC, Plastik PVC bersifat termo plastik dengan daya tahan kuat. Plastik ini juga bersifat tahan serta kedap terhadap minyak dan bahan organik. Ada dua tipe plastik PVC yaitu bentuk kaku dan bentuk fleksibel.Plastik bentuk kaku digunakan untuk membuat konstruksi bangunan, mainan anakanak, pipa PVC (paralon), meja, lemari, piringan hitam, dan beberapa komponen mobil. Adapun plastik bentuk fleksibel, jenis ini digunakan untuk membuat selang plastik dan isolasi listrik.Dalam hal penggunaannya, plastic PVC menempati urutan ketiga dan sekitar 68% digunakan untuk konstruksi bangunan (pipa saluran air). 4) Teflon Teflon merupakan nama lain dari Politetrafluoroetena (PTFE).Teflon merupakan lapisan tipis yang sangat tahan panas dan tahan terhadap bahan kimia. Teflon digunakan untuk pelapis wajan (panci anti lengket), pelapis tangki di pabrik kimia, pipa anti patah, dan kabel listrik. 5) Polibutaena Polibutadien adalah karet sintetis yang merupakan polimer terbentuk dari proses polimerisasidari monomer 1,3-butadiena. Memiliki resistensi yang tinggi terhadap aus dan digunakan terutama dalam pembuatan ban.Ini juga telah digunakan untuk melapisi atau merangkum rakitan elektronik, menawarkan tahanan listrik yang sangat tinggi. Polibutadiena paling banyak digunakan untuk membuat ban mobil. Karet ini juga dapat digunakan pada bantalan kereta api, blok jembatan, bola golf,selang air, dll. 6) Poliester Poliester adalah suatu kategori polimer yang mengandung gugus fungsional ester dalam rantai utamanya. Meski terdapat banyak sekali poliester, istilah "poliester" merupakan sebagai sebuah bahan yang spesifik lebih sering merujuk pada polietilena tereftalat

(PET). Poliester termasuk zat kimia yang alami, seperti yang kitin dari kulit ari tumbuhan, maupun zat kimia sintetis seperti polikarbonat dan polibutirat.Dapat diproduksi dalam berbagai bentuk seperti lembaran dan bentuk 3 dimensi, poliester sebagai Termoplastik bisa berubah bentuk sehabis dipanaskan. Walau mudah terbakar di suhu tinggi, poliester cenderung berkerut menjauhi api dan memadamkan diri sendiri saat terjadi pembakaran. Serat poliester mempunyai kekuatan yang tinggi dan E-modulus serta penyerapan air yang rendah dan pengerutan yang minimal bila dibandingkan dengan serat industri yang lain. Poliester digunakan untuk membuat botol, film, tarpaulin, kano, tampilan kristal cair,hologram,penyaring, saput (film) dielektrik untuk kondensator, penyekat saput buat kabel dan pita penyekat.Kain poliester tertenun digunakan dalam pakaian konsumen dan perlengkapan rumah seperti seprei ranjang, penutup tempat tidur, tirai dan korden. Poliester industri digunakan dalam pengutan ban, tali, kain buat sabuk mesin pengantar (konveyor), sabuk pengaman, kain berlapis dan penguatan plastik dengan tingkat penyerapan energi yang tinggi.Fiber fill dari poliester digunakan pula untuk mengisi bantal dan selimut penghangat. 7) Nilon 66 Nylon 6-6, juga disebut sebagai nilon 6,6, adalah jenis nilon.Nylon terdapat dalam berbagai jenis, dua yang paling umum untuk industri tekstil dan plastik adalah: nilon 6 dan nilon 6,6.Nilon digunakan untuk banyak hal, seperti serat karpet, pakaian, airbag, ban, tali, selang, stoking, parasut, dll. 8) Polistirena Polistirena adalah sebuah polimer dengan monomer stirena, sebuah hidrokarbon cairyang dibuat secara komersial dari minyak bumi. Pada suhu ruangan, polistirena biasanya bersifat Termoplastik padat, dapat mencair pada suhu yang lebih tinggi. Stirena tergolong senyawa aromatik.Polistirena padat murni adalah sebuah plastik tak berwarna, keras dengan fleksibilitas yang terbatas yang dapat dibentuk menjadi berbagai macam produk dengan detil yang bagus.Penambahan karet pada saat polimerisasi dapat meningkatkan fleksibilitas dan ketahanan kejut.Polistirena jenis ini dikenal dengan nama HighImpact Polystyrene (HIPS). Polistirena murni yang transparan bisa dibuat menjadi beraneka warna melalui

proses compounding Polistirena banyak dipakai dalam produkproduk elektronik sebagai casing, kabinet dan komponenkomponen lainya. Peralatan rumah tangga yang terbuat dari polistirena, a.l: sapu, sisir, baskom, gantungan baju, ember. 9) Fleksiglas Polimetil Metakrilat disingkat PMMA mempunyai nama dagang flexiglass. Polimetil metakrilat merupakan polimerisasi adisi dari monomer metil metakrilat(H2C = CH-COOH3). PMMA merupakan plastik yang kuat dan transparan. Polimer ini digunakan untuk jendela pesawat terbang dan lampu belakang mobil (kaca alkrilik).

J. Pabrikasi Polimer 1) Extruksi

Ekstrusi adalah proses untuk membuat benda dengan penampang tetap. Keuntungan dari proses ekstrusi adalah bisa membuat benda dengan penampang yang rumit, bisa memproses bahan yang rapuh karena pada proses ekstrusi hanya bekerja tegangan tekan, sedangkan tegangan tarik tidak ada sama sekali. Aluminium, tembaga, kuningan, baja dan plastik adalah contoh bahan yang paling banyak diproses dengan ekstrusi. Contoh barang dari baja yang dibuat dengan proses ekstrusi adalah rel kereta api. Khusus untuk ekstrusi plastik proses pemanasan dan pelunakan bahan baku terjadi di dalam barrel akibat adaya pemanas dan gesekan antar material akibat putaran screw.

Variasi dari ekstrusi plastic : blown film, flat film and sheet, ekstrusi pipa, ekstrusi profil, pemintalan benang, dan pelapisan kabel. 2) Injection Moulding Termoplastik dalam bentuk butiran atau bubuk ditampung dalam sebuah hopper kemudian turun ke dalam barrel secara otomatis (karena gaya gravitasi) dimana ia dilelehkan oleh pemanas yang terdapat di dinding barrel dan oleh gesekan akibat perputaran

sekrup injeksi. Plastik yang sudah meleleh diinjeksikan oleh sekrup injeksi (yang juga berfungsi sebagai plunger) melalui nozzle ke dalam cetakan yang didinginkan oleh air. Produk yang sudah dingin dan mengeras dikeluarkan dari cetakan oleh pendorong hidraulik yang tertanam dalam rumah cetkan selanjutnya diambil oleh manusia atau menggunakan robot. Pada saat proses pendinginan produk secara bersamaan di dalam barrel terjadi proses pelelehan plastik sehingga begitu produk dikeluarkan dari cetakan dan cetakan menutup, plastik leleh bisa langsung diinjeksikan. 3) Blow Moulding

Blow moulding adalah proses manufaktur plastik untuk membuat produk-produk berongga (botol) dimana parison yang dihasilkan dari proses ekstrusi dikembangkan dalam cetakan oleh tekanan gas. Pada dasarnya blow molding adalah pengembangan dari proses ekstrusi pipa dengan penambahan mekanisme cetakan dan peniupan. 4) Thermoforming

Thermoforming adalah proses pembentukan lembaran plastik termoset dengan cara pemanasan kemudian diikuti pembentukan dengan cara pengisapan atau penekanan ke rongga mold. Plastik termoset tidak bisa diproses secara thermoforming karena pemanasan tidak bisa melunakkan termoset akibat rantai tulang belakang molekulnya saling bersilangan. Contoh produk yang diproses secara thermoforming adalah nampan biskuit dan es krim.