TUGAS POLIMER & KOMPOSIT

DEGRADASI POLIMER

Disusun oleh :

Vincensius Cahya Dwinanda

NRP. 2412100034

Dosen Pengampu :

Lizda Johar Mawarani, ST, MT

JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2015

1. Pengertian

Degradasi adalah suatu reaksi perubahan kimia atau peruraian suatu senyawa atau

molekul menjadi senyawa atau molekul yang lebih sederhana secara bertahap. Misalnya,

pengurangan panjang polimer makromolekul atau perubahan gula menjadi glukosa dan

akhirnya membentuk alcohol. Degradasi meliputi seluruh pengerusakan sifat-sifat polimer

yang berguna secara komersial seperti pengurangan atau penambahan massa molekul relatif.

Degradasi polimer ditandai dengan pecahnya tulang punggung rantai utama atau ikatan-

ikatan gugus samping. Pada polimer linear, reaksi tersebut mengurangi massa molekul atau

panjang rantainya.

2. Proses Terjadnya Degradasi

Material yang telah mengalami degradasi akan mengalami oksidasi dengan sendirinya

(auto-oksidasi) sehingga membentuk radikal peroksida, kemudian radikal ini akan merusak

rantai polimer lain, sehingga proses perusakannya akan terus terjadi.

Gambar 1. Mekanisme Sirkulasi Degradasi Polimer

Tahap pertama adalah tahap inisiasi, dimana pada tahap ini radikal bebas menginisiasi

terjadinya reaksi oksidas, tahap kedua adalah propagasi dimana radikal bebas yang terbentuk

akan bereaksi dengan oksigen dan diakhiri dengan tahap terminasi atau tahap pengakhiran

dari reaksi oksidasi.

3. Penyebab

Penyebab kerusakan atau degradasi polimer ada beberapa macam, yaitu: kerusakan

termal (panas), fotodegradasi (cahaya), radiasi (energi tinggi), kimia, biologi (biodegradasi)

dan mekanis. Dalam artian peningkatan berat ukuran molekul ikat silang dapat dianggap

lawan degradasi.

Pada kerusakan termal (termokimia) ada peluang aditif, katalis atau pengotor, turut

bereaksi meskipun dari segi istilah seakan-akan tidak ada senyawa lain yang tidak terlibat.

Fotodegradasi polimer lazim melibatkan kromofor yang menyerap daerah uv di bawah 400

nanometer. Radiasi energi tinggi misalnya sinar X, gamma, atau partikel, tidak khas serapan.

Segenap bagian molekul dapat kena dampak, apabila bila didukung oleh faktor oksigen,

aditif, kristalin, atau pelarut tertentu. Degradasi mekanis dapat terjadi saat pemrosesan

maupun ketika produk digunakan oleh gaya geser, dampak benturan dan sebagainya.

4. Fotodegradasi

Fotodegradasi adalah reaksi pemecahan senyawa oleh adanya cahaya. Proses

fotodegradasi memerlukan suatu fotokatalis, yang umumnya adalah TiO2. Fotodegradasi,

sekalinya dimulai, pada dasarnya mengikuti skema yang sama seperti yang ditunjukkan

sebelumnya. Karena fotodegradasi umumnya melibatkan sinar matahari, oksidasi termal

berlangsung secara paralel dengan fotooksidasi.

Fotodegradasi berbeda dari oksidasi termal karena fotodegradasi selalu dimulai dengan

penyerapan sinar UV. Kebanyakan polimer murni secara teoritis mampu menyerap sinar UV

secara langsung. Senyawa dalam jumlah yang kecil didalam polimer, seperti produk

degradasi atau residual katalis sisa polimerisasi, dapat mempercepat proses penyerapan sinar

UV. Untuk alasan ini, maka stabilisasi termal dan pengolahan yang efektif merupakan

prasyarat untuk stabilisasi polimer terhadap cahaya yang efektif dalam jangka waktu yang

panjang

5. Perubahan Akibat Degradasi

Degradasi polimer menyebabkan terjadinya perubahan dalam sifat - kekuatan tarik,

warna, bentuk, dll - dari suatu polimer atau produk berbasis polimer di bawah pengaruh dari

satu atau lebih faktor-faktor lingkungan seperti panas, cahaya atau bahan kimia. Perubahan-

perubahan ini biasanya tidak diinginkan, seperti perubahan selama penggunaan, cracking dan

depolymerisation produk atau, lebih jarang, diinginkan, seperti dalam biodegradasi atau

sengaja menurunkan berat molekul suatu polimer untuk daur ulang. Perubahan dalam sifat

sering disebut "penuaan". Dalam sebuah produk jadi perubahan seperti itu harus dicegah atau

ditunda. Namun degradasi dapat berguna untuk daur ulang / penggunaan kembali limbah

polimer untuk mencegah atau mengurangi lingkungan pencemaran. Degradasi juga dapat

diinduksi dengan sengaja untuk membantu penentuan struktur.

6. Degradasi Kimia

Degradasi kimia adalah suatu reaksi perubahan kimia atau peruraian komponen suatu

polimer karena reaksi dengan polimer sekitarnya berupa tindakan atau proses

penyederhanaan atau meruntuhkan sebuah molekul menjadi lebih sederhana (kecil) baik

secara alami maupun buatan. Degradasi atau penguraian kimia kerangka polimer-polimer

vinil yang tersusun dari rantai-rantai karbon yang tidak mengandung gugus-gugus fungsional

selain ikatan rangkap dua polimer-polimer diena pada prinsipnya terbatas pada reaksi

oksidasi.

Polimer-polimer terurai sangat lambat oleh oksigen dan reaksinya bersifat fotokatalitik.

Reaksi dapat dipercepat oleh penerapan panas atau sinar atau oleh hadirnya beberapa zat

kotor yang mengkatalis proses oksidasi tersebut.

Polimer-polimer tak jenuh mengalami penguraian oksidatif jauh lebih cepat oleh proses-

proses radikal bebas yang rumit, yang melibatkan zat antara peroksida dan hidroperoksida.

Polimer-polimer tak jenuh juga sangat mudah menerima serangan ozon. Penguraian polimer

melalui ozonolisis untuk memperbaiki ketahanan ozon dengan cara menempatkan sebagian

alkena yang diperlukan untuk ikat silang sedemikian rupa sehingga pemutusan ikatan

oksidatif tidak menyebabkan berkurangnya berat molekul.