kuliah 5

REAKSI DAN TEKNIK POLIMERISASI

POLIMERISASI

Proses pembentukan rantai molekul raksasa polimer dari unit-unit molekul terkecilnya (mer atau meros) melibatkan reaksi yang kompleks

Reaksi polimerisasi tersebut yang secara umum dapat dikelompokkan menjadi dua jenis reaksi, yaitu:

1. polimerisasi adisi (Addition),

2. Polimerisasi kondensasi (Condensation)

DEFINISI REAKSI

Reaksi adisi, berlangsung secara cepat tanpa produk samping (by-product) sehingga sering disebut pula sebagai Pertumbuhan Rantai (Chain Growth).

polimerisasi kondensasi, berlangsung tahap demi tahap (Step Growth) dengan menghasilkan produk samping, misalnya molekul air yang dikondensasikan keluar

POLIMERISASI ADISI

Dalam reaksi polimerisasi adisi, umumnya melibatkan reaksi rantai

Mekanisme polimerisasi adisi dapat dibagi menjadi tiga tahap yaitu:

CONTOH POLIMERISASI DENGAN REAKSI ADISI

proses pembentukan Polyethylene (PE)

Proses pembentukan polimer berlangsung dalam 3 tahap, yaitu: (1) inisiasi, (2) adisi atau pertumbuhan rantai, dan (3) terminasi

Polimerisasi dimulai dengan terbentuknya dua kelompok inisiator (OH) dan mer

Satu dari dua kelompok OH selanjutnya akan bergabung dengan mer ethylene mengawali terbentuknya rantai molekul polimer

Selanjutnya akan terjadi pertumbuhan rantai yang berlangsung sangat cepat membentuk rantai molekul raksasa linear

Terminasi dari pertumbuhan rantai dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu (1) dengan bergabungnya OH ke ujung rantai molekul, dan (2) bergabungnya dua rantai molekul

TAHAP INISIASI

TAHAP PROPAGASI

TAHAP TERMINASI

dapat terjadi melalui reaksi antara radikal polimer yang sedang tumbuh dengan radikal mula-mula yang terbentuk dari inisiator (R’)

CH2 – CH2 + R → CH2 – CH2 – R

Atau antara radikal polimer yang sedang tumbuh dengan radikal polimer lainnya, sehingga akan membentuk polimer dengan berat molekul tinggi.

R–(CH2)n–CH2° + °CH2–(CH2)n–R’ → R–(CH2)n–CH2CH2–(CH2)n–R’

SYNTHESIS OF POLY(ETHYL ACRYLATE)

INISIASI

PROPAGASI

TERMINASI

POLIMERASI KONDENSASI

Nama kondensasi diberikan karena pada proses polimerisasi ini dikondensasikan molekul air sebagai produk sampingan (by product)-nya

Tidak seperti halnya pada polimerisasi adisi, reaksi berlangsung lebih lambat, tahap demi tahap, sehingga sering pula disebut sebagai reaksi pertumbuhan tahap demi tahap (step growth reaction)

Pada proses polimerisasi kondensasi biasanya polimer terbentuk dari 2, 3, dst monomer yang berbeda

POLIMER ALAM

Terbentuk secara enzimatik, dimana struktur polimer ditentukan oleh DNA polimer itu sendiri

Polimer alam seringkali disebut sebagai bahan baku terbaharukan (renewable resources)

Dapat terbentuk melalui tumbuh-tumbuhan dan hewan/mikroorganisme/bakteri

TEKNIK POLIMERISASI

Pada dasarnya ada dua sistem yang digunakan untuk memproduksi polimer, yaitu sistem homogen dan sistem heterogen

Sistem homogen dapat dilaksanakan secara polimerisasi massa dan larutan, sedangkan sistem heterogen dilaksanakan secara emulsi dan suspensi

SISTEM HOMOGEN

Polimerisasi massa (Bulk

Polymerization)

•Teknik polimerisasi ini bertujuan untuk pembuatan polimer kondensasi•Reaksinya sedikit eksotermis, viskositas campuran rendah, sehingga dapat diaduk, panas dapat berpindah melalui pengeluaran gelembung

Polimerisasi larutan (Solution Polymerization)

•Teknik polimerisasi ini berlangsung di dalam larutan•Pemilihan pelarut yang tepat sangat diperlukan agar tidak terjadi chain transfer

SISTEM HETEROGEN

Polimerisasi emulsi ( Emulsion Polymerization )

•Pada sistem terdiri dari dua fase larutan yang tidak saling melarut (aqueous dan non aqueous )•Fase kontinyu aqueous adalah inisiator, sedangkan fase diskontinyu non aqueous adalah monomer dan polimer

Polimerisasi suspensi

( Suspention Polymerization )

•Polimerisasi berlangsung dalam sistem aqueous dengan monomer sebagai fase terdispersi, menghasilkan polimer yang berada dalam fase padat terdispersi•Inisiator terlarut dalam fase monomer, dimana dispersi monomer menjadi tetesan dipertahankan dengan kombinasi pengadukan

SKEMA KOMPONEN DALAM PROSES POLIMERISASI

Resin, yaitu bahan baku yang diperoleh dari industri petrokimia.

Beberapa hal yang perlu diketahui mengenai resin antara lain:

Analisis

Sifat

Kelarutan

Berat Molekul

Polimerisasi

Aditif, yaitu bahan tambahan dalam teknologi polimer.

Yang termasuk aditif antara lain:

Pewarna;

Pelumas;

Fragnances;

Stabilizer;

Antioksidan;

Plastisier;

Emulsifer;

Anti UV