Resume Take Home UAS KIMIA POLIMERNama: Wahyu RatnaningsihNIM: 12/331223/PA/14513

Degradasi Termal Poli metil metakrilat (PMMA)

Poli metil metakrilatPoli metil metakrilat (PMMA) adalah polimer komersial yang sangat penting dalam kelompok akrilik. PMMA bersifat amorf dan merupakan polimer linier yang sesuai dengan kekerasan, kekakuan yang dimilikinya. PMMA adalah bahan yang sangat luas penggunaannya karena tahan terhadap cuaca.

PMMA digunakan dalam bidang kedokteran, seperti lensa, membran dialisis, inkubator, bidang ilmu gigi tiruan, bidang industri otomotif, pemberi garis jalan, teknik komputer dan konfigurasi jaringan. Degradasi TermalPada temperatur tinggi, suatu polimer dengan komponen rantai utama yang panjang akan mengalami peruraian atau degradasi dan bereaksi antara satu dengan lainnya sehingga polimer mengalami perubahan kimia. Degradasi dapat dipicu oleh beberapa cara dan kombinasi dari beberapa cara yang ada. Berikut tabel agen pendegradasi polimer

Degradasi pemutusan rantai utama dapat dilalui dengan depolimerisasi, pemecahan rantai secara acak, degradasi sisi rantai yang lebih lemah, atau kombinasi dari beberapa cara tersebut. Pada depolimerisasi, monomer memisahkan diri dari gugus akhir aktivasi dan merupakan kebalikan dari polimerisasi adisi dan biasa dikenal dengan unzipping.

-M-M-M-M P-MMMMMMM P-MMMMMM P-MMMMM P-MMMM etc.

Degradasi Termal Poli metil metakrilatPoli metil metakrilat pada temperatur tinggi menjadi tidak stabil, sehingga memicu terjadinya degradasi melalui depolimerisasi untuk menghasilkan campuran monomer dan polimer.PMMA mengalami depolimerisasi pada suhu 300 C. Adanya kecenderungan radikal dan rusaknya pada struktur kimia polimer dari luar akan menyebabkan materi lebih rentan terhadap degradasi.

Reaksi di atas adalah inisiasi radikal dari PMMA yang bersifat termolitik. Pada gambar tersebut terjadi disosiasi ikatan homolitik menjadi alkil radikal tersier dan alkil radikal primer, dimana alkil radikal tersier mengalami fragmentasi menghasilkan monomer dan radikal tersier yang ekuivalen. Ada dua reaksi degradasi untuk PMMA antara lain reaksi cepat, dimana inisiasi pada rantai akhir untuk membentuk molekul polimer rantai akhir yang double bond. Sedangkan reaksi 'lambat' yang dimulai secara acak. Energi aktivasi untuk reaksi cepat jauh lebih kecil dibandingkan dengan reaksi lambat. Degradasi isotaktik dan sindiotaktik PMMA, yang mengawali degradasi secara acak, memiliki reaksi terminasi orde pertama. PMMA dianggap sebagai polimer yang mengalami depropagasi menjadi monomer oleh thermal degradasi hingga pada temperatur 550 C. Pada suhu degradasi yang lebih rendah (340-361 C), mekanisme degradasi termal terjadi inisiasi campuran rantai akhir dan rantai perpotongan, diikuti oleh depropagation. Pada suhu yang lebih tinggi, inisiasi dengan campuran rantai akhir dan rantai perpotongan, diikuti oleh depropagation ke ujung rantai polimer. PMMA menghasilkan arang yang akan menghilangkan sisi gugus metoksikarbonil meng-hasilkan sistem konjugasi tak jenuh. Jumlah arang yang dihasilkan bervariasi berdasar berat molekul dan temperaturnya. Diperkirakan sekitar 15% dari struktur PMMA dapat terdegradasi oleh hal itu.

Degradasi PMMA merupakan reaksi radikal berantai yang terjadi melalui tiga tahap ireversibel. Pertama, tahap inisiasi dimana PMMA mengalami degradasi secara acak menjadi dua radikal oleh pemutusan ikatan, seperti pada gambar di bawah ini :

Tahap kedua yaitu depropagasi, dimana terjadi pembentukan monomer dari radikal baru yang terbentuk. Tahap ini adalah kebalikan dari tahap propagasi pada proses polimerisasi.

Tahap terakhir yaitu terminasi yang terjadi akibat interaksi dari pasangan radikal yang membentuk kembali suatu polimer. Dengan mengasumsikan konsentrasi radikal berada pada keadaan stasioner, model tersebut mengarahkan konsentrasi polimer ke persamaan laju orde pertama.

Stabilitas termal PMMA akan meningkat apabila ditambahkan:1. Sukrosa yang tidak mengalami crosslinking sebagai aditif2. Sukrosa sebagai sebagai aditif dan crosslinker3. Polistirena4. Polisulfida seperti polistirena disulfida (PSD) dan polistirena tetrasulfida (PST)5. Fullerene C[60] yang dapat berkembang menjadi CNT (Carbon Nano Tube) dari bucky ball.

ReviewDengan mempelajari degradasi termal dari PMMA kita dapat mengetahui mekanisme degradasi PMMA dengan baik dan hal-hal yang bisa dikembangkan dari degradasi termal PMMA yang diketahui. Seperti yang telah dijelaskan pada mekanisme di atas, inisiasi rantai akhir atau chain-end dan rantai perpotongan secara acak kemudian deprogasi dan selanjutnya terminasi dengan orde pertama. Mekanisme tersebut dapat mempunyai laju konstan dan energi aktivasi yang berbeda-beda bergantung pada struktur PMMA keadaan eksperimen yang digunakan pada saat polimer akan didegradasi. Di sisi lain pada penerapannya, permintaan bahan polimer organik terus meningkat dalam industri modern dan menuntut perkembangan polimer yang mempunyai sifat yang lebih baik. Dalam hal ini PMMA dapat dilakukan polyblend dengan polistirena membentuk suatu paduan material polimer baru yang immiscible atau tidak bercampur. Polistirena merupakan polimer amorf dengan ketahanan terhadap termal dan radiasi yang baik akan tetapi rentan terhadap degradasi dari radiasi UV, dan diklorinasi hidrokarbon. Sedangkan PMMA adalah bahan polimer transparan yang memiliki sifat ketahanan kimia yang baik, tidak berwarna dan ketahanan terhadap cuaca yang baik. Oleh karena itu, sifat mekanik polimer yang baik dapat dicapai dengan polipaduan antara PMMA dengan polistirena yang juga dapat meningkatkan stabilitas termal PMMA.

well known amorphous polymer with good thermaland radiation resistant properties. PS is available witha wide range of formulations. The styrenic part mayimpart the properties like toughening, flame resistanceand solvent resistance. Commercially availablepolystyrene is mostly atactic type and amorphous innature. The use of polystyrene is limited because of itssusceptibility to degradation from UV radiation,chemical attack from aromatic, and chlorinatedhydrocarbons may also cause problem in applicationareas.PMMA is a transparent polymeric materialpossessing many excellent properties such as lightweight, high light transmittance, chemical resistance,colorlessness, weathering corrosion resistance andgood insulation. It is amorphous in nature and it hasgood mechanical property. Therefore, superiormechanical properties can be achieved via blending ofPMMA with polystyrene. PS and PMMA are known tobe immiscible, exhibiting phase separation andcompatibilizers are required

PMMA berbasis serat optik tampaknya menjadi pesaing serius bagi diameternya lebih besar dan aperture numerik tinggi, memfasilitasi kopling mudah. PMMA serat optik murah dan dapat dengan mudah menangani kecepatan transfer data yang tinggi jarak pendek. Karena keunggulan ini, serat optik berbasis PMMA menyediakan alternatif untuk serat kaca dan kabel koaksial dalam konfigurasi LAN.

Iklim (atmosfer dan penuaan), stres dan UV degradasi PMMA telah banyak diteliti dalam beberapa tahun terakhir [1], [2], [3], [4], [5] dan [6]. Teknik yang paling umum digunakan untuk menganalisis produk degradasi dan proses yang FTIR, UV, terlihat dan massa spektroskopi. Hampir semua studi fotodegradasi dengan panjang gelombang di wilayah yang lebih pendek dari UV sekitar 250 nm telah menyebabkan perpecahan total atau sebagian dari rantai samping ester dari PMMA molekul tergantung pada panjang gelombang dan energi laser [1], [7], [8 ], [9] dan [10] bahwa panjang gelombang di sisi yang lebih panjang dari 250 nm menyebabkan reaksi kimia photopolymerization tersebut, silang atau menyembuhkan [7] dan [8]. Beberapa peneliti telah mempelajari Fotokimia reaksi yang terjadi di fotodegradasi [1] dan [7] dari PMMA. Pakhomov et al. [11] telah melaporkan peningkatan redaman serat optik PMMA berikut paparan 253,7 nm sinar UV. Setelah UV paparan ini, transmitansi serat ini terlihat untuk pulih ke tingkat yang signifikan yang tergantung pada dosis paparan UV. Dalam karya ini, kita mengkorelasikan kenaikan imbas UV dan pemulihan redaman untuk pengukuran perubahan molekul-tingkat di PMMA dengan mengukur spektrum Raman selama beberapa hari. Bukti langsung yang lain kerusakan molekul-tingkat dan pemulihan juga disediakan oleh pengukuran fluoresensi laser-induced selama beberapa hari

Baru-baru ini, sebuah studi degradasi PMMA dilakukan oleh Belanda dan Hay[16]menyimpulkan bahwa pada rendahsuhu (340-360?C) dan molekul denganrantai end bearing kelompok 2,2-diphenylhexyl, yangdegradasi yang digagas campuran rantai-end danpemotongan acak, diikuti oleh depropagation dan pertama-terminasi agar sedangkan pada suhu yang lebih tinggi (385-420?C), inisiasi adalah campuran rantai akhir dan rantaiproses pemotongan, diikuti oleh depropagation sampai akhirrantai polimer. Namun, pada tinggi molekulbobot, beberapa pemutusan orde pertama bisa terjadi. con-Saat ini, char (hingga 15 wt.% dalam beberapa kasus) pro-diproduksi akan menjadi hasil dari penghapusanmethoxycarbonyl samping kelompok menghasilkan jenuhSistem terkonjugasi. Untuk penulis, sisi-rantai eliminasiination tidak bisa menjadi rute inisiasi untuk depropagationkarena jumlah char dihasilkan. Sudah seharusnyamenyadari bahwa untuk PMMA belajar selama bekerja ini,Jumlah char pernah melebihi 1% seperti biasanya diamati.Dari semua hasil ini, tampak bahwa degradasiMekanisme ini cukup baik dipahami dalam atmo- lembamlingkup dan hasil termogravimetri kami praferentially mendukung mekanisme yang dijelaskan olehManring. Atas dasar ini, dalam percobaan kami, yang pertamaPuncak DTG diamati (sekitar 150?C) akan sesuaike langkah degradasi diprakarsai oleh perpindahan radikalrantai tak jenuh berakhir seperti yang ditunjukkan oleh Manring