Polimer (teknik kimia)

POLIMERSTRUKTUR, JENIS-JENIS,APLIKASI & PEMROSESAN

Callister 7th edition, § 14 & §15

PEMBAGIAN POLIMER Polimer secara umum :

1. Polimer organik :

a. polimer alam :

- polisacharida (pati,selulosa)

- protein (sutra,wool)

- polisoprena (karet = 2metil-butadiena)

b. Polimer sintetik :

- termoplastic (polietilen,polipropilen,akrilik)

- termoset (fenol formaldehid,poliester,polimetan)

2. Polimer organik :

a. polimer alam :

- tanah liat : bata,semen dan keramik

- kerikil : gelas

b. polimer sintetik

PEMBAGIAN POLIMER Polimer berdasarkan

struktur molekul :1. Polimer berantai

panjang/linier : polietilen, polipropilen

2. Polimer bercabang : poliisoprena

3. Polimer crosslink (silang) :

4. Polimer berbentuk jala (network) : nylon

PEMBAGIAN POLIMER Polimer berdasarkan sifat termalnya : a) Polimer termoplastis yaitu polimer yang

lunak dan lentur, dibentuk melalui pemanasan dengan temperatur. Polimer ini umumnya berupa polimer linier dan bercabang dengan massa molekul kecil.Contoh : polietilen, polipropilen, poliester, nylon

b) Polimer termoset yaitu polimer yang bersifat kaku, keras, sukar dilarutkan dengan massa molekul tinggi dan proses pada temperatur tinggi. Polimer ini umumnya berupa polimer jaringan 3 dimensi.contoh : formaldehid, bakelit, dll

PEMBAGIAN POLIMER Pembagian polimer berdasarkan

komposisi monomer :a) Homopolimer yaitu polimer yang dibentuk

dari dua atau lebih monomer yang sama, jika monomernya m maka bentuk polimernya : m-m-m-m-m-m-mContoh : karet alam : poliisoprena

b) Kopolimer yaitu polimer yang dibentuk oleh dua atau lebih monomer yang berbeda. Polimer ini ada 4 macam yaitu :1. kopolimer acak (m1-m1-m2-m1-m2)2. kopolimer blok (m1-m1-m1-m2-m2-m2)3. kopolimer tempel (m1-m1-m1-3m2-m1-m1)4. kopolimer bergantian (m1-m2-m1-m2)

PEMBAGIAN POLIMER Pembagian polimer berdasarkan geometri :a) Polimer konformasi yaitu polimer yang

terbentuk karena struktur ruang berubah dengan adanya perputaran (cis-trans)

b) Polimer konfigurasi yaitu polimer yang terbentuk dari struktur yang tak dapat diubah tanpa pemecahan/pemutusan ikatan dan pembentukan ikatan baru (dekstro-levo)

PEMBAGIAN POLIMER Pembagian polimer berdasarkan kristalinitas :a) Polimer kristalin (bersifat keras dan mudah

patah)b) Polimer semi-kristalinc) Polimer amorf (menyerap zat warna)

PEMBENTUKAN POLIMER Proses pembentukan polimer ini ada 2 cara :a) Polimerisasi kondensasi yaitu polimerisasi yang

disertai dengan pembentukan molekul kecil seperti H20, NH3, dllrx : alkohol + as.asetat > ester + airbila monomernya > 1 maka proses polimerisasi akan terus berlanjut (polimerisasi rx bertingkat)

b) Polimerisasi adisi yaitu polimerisasi yang disertai dengan pemutusan ikatan rangkap diikuti oleh adisi dari monomerrx : vinil-chlorode > polivinil cloride

STRUKTUR POLIMER Polimer alami berasal dari tumbuhan dan hewan,

digunakan dalam kehidupan manusia: kayu, karet, kapas, wol, kulit, sutera; polimer alami lain penting untuk proses biologis & fisiologis tumbuhan & hewan: protein, enzim, starch dan cellulose

Polimer sintetik: plastik, karet sintetik, bahan serat disintesa dari molekul organik kecil; mulai berkembang setelah PDII ← biaya produksi tidak mahal, perilakunya dapat diusahakan lebih baik dari pada yang alami

Plastik dapat menggantikan logam dan kayu dengan sifat yang mirip dan harga lebih murah

Perilaku polimer = f(struktur molekul dan struktur kristal)

MOLEKUL HIDROKARBON Polimer: senyawa organik hidrokarbon: terdiri dari H & C Ikatan intramolekul: kovalen; atom C → 4 elektron ikatan

kovalen, H → 1 elektron ikatan Ikatan kovalen : single → masing2 atom menyumbang 1

elektron jenuh double/triple → patungan 2/3 pasang elektron (tak jenuh)

HC parafin: CnH2n+2 → ikatan kovalen dalam molekul: kuat, ikatan hidrogen & van der Waals antar molekul: lemah → titik leleh & titik didih: rendah (tabel 14.1)

HC dengan komposisi sama tetapi susunan atom beda (isomer) → sifat fisik beda; contoh : n-butana & isobutanbeda; isobutana

organic groups dengan gugus R dan R’ = metil, etil, dst (tabel 14.2)

MOLEKUL POLIMER = macromolecule karena ukurannya ≫ Di dalam molekul ikatan antar atom: kovalen;

setiap atom C terikat ke 2 atom C tetangga → 2 dimensi, 2 elektron valensi sisa → ikatan samping dengan atom / radikal; ikatan rantai lurus & samping bisa tunggal / rangkap

Terdiri dari satuan struktural: repeat unit (mer) yang berulang sepanjang rantai; polimer disintesis dari molekul kecil: monomer

KIMIA MOLEKUL POLIMER Etilen (C2H4): gas pada T & P kamar, + katalis R• (T & P) → R-C2H4• + C2H4

→ R-C4H8• dst → polietilen = polimer padat Rantai karbon tidak lurus, zigzag dengan sudut 109o, jarak C-C 0,154 nm Tetrafluoroetilen monomer (CF2=CF2) → polimerisasi → politetrafluoroetilen

(PTFE = teflon, famili fluorokarbon) ;1 diantara 4 atom H diganti Cl: monomer vinil klorida (CH2=CHCl) → polimerisasi → poli-vinilklorida (PVC) ; setiap atom Cl dari PVC diganti CH & polimerisasi → polipropilen (PP) ; R3 = H/Cl/CH3/C6H5/… → repeat unit 10 polimer paling umum → tabel 14.3

Rantai terdiri dari 1 jenis repeat unit → homopolimer ; rantai terdiri dari > 1 jenis repeat unit → kopolimer

Monomer punya ikatan aktif → bereaksi → 2 ikatan kovalen dengan monomer lain → struktur molekul 2 dimensi serupa rantai → bifungsional

Fungsionalitas = jumlah ikatan yang dapat dibentuk oleh sebuah monomer contoh: fenol-formaldehid = monomer trifungsional, punya 3 ikatan aktif yang menghasilkan struktur molekul 3 dimensi.

PEMBUATAN GALON Bahan :

Polietilen (termoset) - Memiliki fleksibilitas

pada suhu ruang dan suhu rendah

- Kedap air - Tahan terhadap zat

kimia - Dapat disambung dgn

dipanaskan (dipatri) - Dapat berwarna-warni

PROSES PEMBUATAN Botol umumnya di buat dari material seperti plastik

dan kaca. Proses pembuatan botol dan galon dari kedua material tersebut hampir sama. Material di lebur kemudian di tiup kedalam cetakan sesuai dengan bentuk yang di inginkan.

1. Pembuatan cetakan Mengunakkan CNC 2. Proses injeksi plastik cair kedalam cetakan

(Injection molding) 3. Proses injeksi ½ jadi (Injection molding) 4. Meniupkan udara kedalam cetakan (blow molding) 5. Pendinginan produk 6. Finishing

Xie xie….