makalah resin penukar ion, karet, tambahan
Post on 13-Dec-2015
41 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
POLIMER
Definisi
Polimer atau kadang-kadang disebut sebagai makromolekul, adalah molekul besar yang
dibangun oleh pengulangan kesatuan kimia yang kecil dan sederhana. Kesatuan-
kesatuan berulang itu setara dengan monomer, yaitu bahan dasar pembuat polimer (tabel
1). Akibatnya molekul-molekul polimer umumnya mempunyai massa molekul yang
sangat besar. Sebagai contoh, polimer poli (feniletena) mempunyai harga rata-rata
massa molekul mendekati 300.000. Hal ini yang menyebabkan polimer tinggi
memperlihatkan sifat sangat berbeda dari polimer bermassa molekul rendah, sekalipun
susunan kedua jenis polimer itu sama.
Klasifikasi Polimer Berdasarkan Asalnya
Senyawa-senyawa polimer didapatkan dengan dua cara, yaitu yang berasal dari alam
(polimer alam) dan di polimer yang sengaja dibuat oleh manusia (polimer sintetis).
Polimer yang sudah ada di alam (polimer alam), seperti :
1. Amilum dalam beras, jagung dan kentang
2. Selulosa dalam kayu
3. Protein terdapat dalam daging
4. Karet alam diperoleh dari getah atau lateks pohon karet
Reaksi Polimerisasi
Reaksi polimerisasi adalah reaksi penggabungan molekul-molekul kecil (monomer)
yang membentuk molekul yang besar. Ada dua jenis reaksi polimerisasi, yaitu :
polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi.
Polimerisasi Adisi
Polimerisasi ini terjadi pada monomer yang mempunyai ikatan tak jenuh (ikatan
1
rangkap dengan melakukan reaksi dengan cara membuka ikatan rangkap (reaksi adisi)
dan menghasilkan senyawa polimer dengan ikatan jenuh.
Mekanisme reaksi :
Atau dapat dituliskan
Contoh :
Pembentukan Polietena (sintesis)
Polietena merupakan plastik yang dibuat secara sintesis dari monomer etena (C2H4)
menurut reaksi adisi berikut :
Pembentukan Poli-isoprena (alami)
2
Poli-isoprena merupakan karet alam dengan monomer 2-metil-1,3 butadiena. Reaksi
yang terjadi dengan membuka salah satu ikatan rangkap dan ikatan rangkap yang
lainnya berpindah menurut reaksi adisi :
Klasifikasi Polimer Berdasarkan Ketahanan Terhadap Panas
Klasifikasi polimer ini dibedakan menjadi dua, yaitu polimer termoplastik dan polimer
termoseting.
1. Polimer termoplastik
Polimer termoplastik adalah polimer yang mempunyai sifat tidak tahan terhadap panas.
Jika polimer jenis ini dipanaskan, maka akan menjadi lunak dan didinginkan akan
mengeras. Proses tersebut dapat terjadi berulang kali, sehingga dapat dibentuk ulang
dalam berbagai bentuk melalui cetakan yang berbeda untuk mendapatkan produk
polimer yang baru.
Polimer yang termasuk polimer termoplastik adalah jenis polimer plastik. Jenis plastik
ini tidak memiliki ikatan silang antar rantai polimernya, melainkan dengan struktur
molekul linear atau bercabang. Bentuk struktur termoplastik sebagai berikut.
Bentuk struktur bercabang termoplastik.
3
Polimer termoplastik memiliki sifat – sifat khusus sebagai berikut.
o Berat molekul kecil
o Tidak tahan terhadap panas.
o Jika dipanaskan akan melunak.
o Jika didinginkan akan mengeras.
o Mudah untuk diregangkan.
o Fleksibel.
o Titik leleh rendah.
o Dapat dibentuk ulang (daur ulang).
o Mudah larut dalam pelarut yang sesuai.
o Memiliki struktur molekul linear/bercabang.
Contoh plastik termoplastik sebagai berikut.
Polietilena (PE)
Jenis : plastik polyethelene memiliki 2 jenis utama, yaitu LDPE (Low Density
Polyethylene) dan HDPE (hight density polyethylene). Bentuk bahan : Butiran.
Sifat-sifat umum :
1. Daya tahan kimianya sangat baik.
2. Faktor tenaga yang rendah
3. Ketahanan mekanikal yang rendah
4. Daya tahan kelembaban uap yang tangguh dan sangat luwes.
Aplikasi : Film dan lembaran untuk kemasan, insulasi kawat dan kabel, pipa,
lapisan, pembalut, mainan anak-anak dan alat-alat rumah tangga, botol plastik,
mainan, bahan cetakan, ember, drum, pipa saluran, dan jas hujan.
4
o Polivinilklorida (PVC) = pipa air, pipa plastik, pipa kabel listrik, kulit
sintetis, ubin plastik, piringan hitam, bungkus makanan, sol sepatu,
sarung tangan dan botol detergen.
o Polipropena (PP)
Bentuk bahan : ButiranSifat-sifat :
1. Tanpa bau dan warna
2. Tahan panas
3. Keras permukaan yang sangat baik
4. Sangat tahan kimia
5. Sifat elektrikal yang baik
Aplikasi :
5
o Alat-alat rumah tangga, kesehatan, mainan anak-anak, komponen
elektronika, tabung dan pipa, serat dan filamen pembalut = karung, tali,
botol minuman, serat, bak air, insulator, kursi plastik, alat-alat rumah
sakit, komponen mesin cuci, pembungkus tekstil, dan permadani.
o Polistirena (PS) = Insulator, sol sepatu, penggaris, gantungan baju.
Jenis : General Purpose (GP-PS), High impact (HI-PS) dan Expandable Foam.
Bentuk bahan : Butiran (Granular).
Sifat-sifat umum:
1. Murah
2. Mudah diolah
3. Tahan terhadap bahan kimia
4. Menjadi lembek dengan bahan hidrocarbon
5. Bening
6. Berdaya guna
Aplikasi :
General purpose: untuk botol, kemasan stoples, lampu kristal kotak kaset, tutup
botol, wadah produk, lembaran, mainan anak-anak, dsb.
High Impact: untuk kabinet TV, radio, lemari es, mesin cuci, gantungan baju,
alat elektronika, rumah pita kaset, dsb.
Expandable Foam : untuk busa pelapis sebagai peredam benturan untuk produk
yang dikemas dalam kotak (misal TV, radio, alat ukur dsb.
6
2. Polimer termoseting
Polimer termoseting adalah polimer yang mempunyai sifat tahan terhadap panas. Jika
polimer ini dipanaskan, maka tidak dapat meleleh. Sehingga tidak dapat dibentuk ulang
kembali. Susunan polimer ini bersifat permanen pada bentuk cetak pertama kali (pada
saat pembuatan). Bila polimer ini rusak/pecah, maka tidak dapat disambung atau
diperbaiki lagi.
Polimer termoseting memiliki ikatan – ikatan silang yang mudah dibentuk pada waktu
dipanaskan. Hal ini membuat polimer menjadi kaku dan keras. Semakin banyak ikatan
silang pada polimer ini, maka semakin kaku dan mudah patah. Bila polimer ini
dipanaskan untuk kedua kalinya, maka akan menyebabkan rusak atau lepasnya ikatan
silang antar rantai polimer.
Bentuk struktur ikatan silang sebagai berikut.
7
Sifat polimer termoseting sebagai berikut.
o Keras dan kaku (tidak fleksibel)
o Jika dipanaskan akan mengeras.
o Tidak dapat dibentuk ulang (sukar didaur ulang).
o Tidak dapat larut dalam pelarut apapun.
o Jika dipanaskan akan meleleh.
o Tahan terhadap asam basa.
o Mempunyai ikatan silang antarrantai molekul.
Contoh Polimer Termoseting :
Termos
8
Resin Secara Umum
Resin atau damar adalah suatu campuran yang kompleks dari ekstret tumbuh-tumbuhan
dan insekta, biasanya berbentuk padat dan amorf dan merupakan hasil terakhir dari metabolisme
dan di bentuk diruang-ruang skizogen dan skizolisigen.
Secara fisis resin (damar) ini biasanya keras, transparan plastis dan pada pemanasan menjadi
lembek atau leleh. Secara kimiawi resin adalah campuran yang kompleks dari asam-asam
resinat, alkoholiresinat, resinotannol, ester-ester dan resene-resene. Bebas dari zat lemas dan
mengandung sedikir oksigen. Karena mengandung zat karbon dalam kadar tinggi, maka kalau
dibakar menghasilkan hangus. Juga ada yang menganggap bahwa resin terdiri dari zat-zat
terpenoid, yang dengan jalan adisi dengan air menjadi damar dan fitosterin. Sifat larut dalam air,
sebagian larut dalam alkohol, larut dalam eter, aseton, petroleum eter, kloroform, minyak
terpenting dan lain-lain minyak. Apabila resin-resin di pisahkan dan di murnikan, biasanya
dibentuk zat padat bis terbakar. Resin ini juga tidak larut dalam air,tetapi larut dalam alkohol
9
dan lain-lain pelarut organik yang membentuk larutan yang apabila di uapkan meninggalkan
sisa yang berupa lapisan tipis seperti vernis (Nadjeeb, 2009).
Beberapa sifat resin secara umum antara lain:
Secara fisika:
1. Keras
2. Transparan
3. Plastis
4. Lembek/ leleh
Secara kimia, campuran dari:
1. Asam-asam resinat
2. Alkohol rersinat
3. Resino tannol
4. Ester-ester
5. Resen-resen
6. Bebas Zat lemak
7. Sedikit mengandung oksigen dan banyak mengandung karbon.
Resin TermosetResin Termoset dapat dilebur dalam pembuatannya tapi menjadi keras selamanya tidak melunak
dan tidak dapat dicetak ulang.
Contoh resin termoset ialah :
1. Resin Phenol
Resin phenol, merupakan resin sintetik yang dibuat dengan mereaksikan phenol dengan
formaldehida, wujud nya keras, kuat, awet dan dapat dicetak pada berbegai kondisi.
Bahan ini mempunyai daya tahan panas dan air yang baik dan dapat diberi macam-macam
warna, sering digunakan sebagai bahan pelapis dan laminating, pengikat batu gerinda, pengikat
logam atau gelas, dapat dicetak menjadi kotak, isolator listrik, tutup botol dan tangkai pisau.
10
2. Resin Amino
Ada 2 jenis resin amino terpenting, yakni: formaldehida urea dan formaldehida
melamin. Resin ini banyak di pasar kan dalam bentuk serbuk, untuk kemudian di cetak,
sedangkan bila bentuk cair (larutan), untuk digunakan sebagai perekat.
Untuk meningkatkan sifat mekanik dan listrik, maka pada melamin ditambahkan bahan pengisi,
sehingga dapat juga digunakan untuk membuat sendok-garpu, bagian busi, tombol-tombol dan
alat cukur. Sedangkan resin urea, dapat dicetak tekan, memiliki permukaan yang keras dan
mempunyai nilai dielektrik yang tinggi dan dapat diberi berbagai warna. Produk yang dihasilkan
dari resin urea adalah: peralatan listrik, kancing, dll. Kedua jenis resin ini banyak juga
digunakan untuk mencegah berkerut dan kusut nya kain katun dan untuk mencegah menyusut
nya kayu.
Resin urea-formaldehid
adalah salah satu contoh polimer yang
merupakan hasil kondensasi urea dengan formaldehid. Polimer jenis ini banyak
digunakan di industri untuk berbagai tujuan seperti bahan adesif (61%), papan fiber
berdensitas medium (27%), hardwood plywood (5%) dan laminasi (7%) pada produk
mebelir (furniture), panel dan lain-lain.
Urea-formaldehid (dikenal juga sebagai urea-metanal) adalah suatu resin atau plastik
thermosetting yang terbuat dari urea dan formaldehid yang dipanaskan dalam suasana
basa lembut seperti amoniak atau piridin. Resin ini memiliki sifat tensile-strength dan
hardness permukaan yang tinggi, dan absorpsi air yang rendah.
Reaksi urea-formaldehid merupakan reaksi kondensasi antara urea dengan formaldehid.
Pada umumnya reaksi menggunakan katalis hidroksida alkali dan kondisi reaksi dijaga
tetap pada pH 8-9 agar tidak terjadi reaksi Cannizaro, yaitu reaksi diproporsionasi
formaldehid menjadi alkohol dan asam karboksilat. Untuk menjaga agar pH tetap maka
dilakukan penambahan ammonia sebagai buffer ke dalam campuran.
11
Resin melamin-formaldehida diperkenalkan di Jerman oleh Henkel pada tahun 1935. Resin
ini termasuk dalam golongan resin amino yang diproduksi melalui reaksi polikondensasi antara
melamin dan formaldehida. Dibanding resin amino lainnya, seperti resin urea-formaldehida,
mempunyai kelebihan yakni transparan; kekerasan(hardeness) yang lebih baik; stabilitas termal
yang tinggi; tahan terhadap air, bahan kimia, dan goresan; dan bersifat sebagai flame
retardant. Dari kelebihan ini, penggunaan resin ini sangat luas, seperti pada industri perekat,
tekstil, laminasi, kertas, pelapisaan permukaan ( surface coatings), moulding dan sebagainya.
3. Resin Furan
Resin ini berasal dari hasil pengolahan limbah pertanian, seperti: tongkol jagung dan
biji kapas. Warna produk nya agak tua, tahan air dan mempunyai sifat-sifat listrik yang baik.
4. Resin Epoksida
Resin jenis ini banyak dipakai untuk keperluan: pengecoran, pelapisan, protektor
alat-alat listrik, campuran cat dan sebagai adhesif (perekat/lem).
Karena alasan resin ini tahan terhadap aus dan beban kejut, maka sering juga digunakan untuk
membuat cetakan tekan (metalurgi serbuk), panel sirkuit listrik, dan tangki.
5. Resin Silikon
Polimer dengan silikon sebagai bahan dasar, mempunyai sifat yang sangat berbeda
dengan bahan dasar plastik (atom karbon) lain nya. Sifat-sifat spesifik nya adalah: stabilitas
(tahan terhadap suhu tinggi), kedap air, oleh karena itu sering digunakan untuk membuat:
minyak gemuk (fat), resin, perekat dan karet sintetis.
POLIMER YANG TAHAN PANAS
Bahan polimer tahan panas sangat cepat berkembang dalam tahun-tahun
terakhir, tetapi jenis yang diproduksi secara besar-besaran dalam praktek sebagai
material industry relative kurang. Ada poliimid, poliimid amid, polidifenileter, dsb.
12
1. Poliimid
Ini adalah resin yang tahan panas yang dikembangkan oleh Du
Pont, yaitu suatu polimer berantai lurus dengan struktur imid
asam.
1.1 Email pyle ML
Poliamin dibuat dari diamin aromatic dan diamin hidrid aromatik di larutkan
dalma pelarut, yang dipolimerisasi kondensasi menjadi poliimid secara
pembakaran.
1. Sifat-sifat
Diharapkan perubahan dalam sifat mekanik berkurang untuk temperatur dari -
190oC sampai 220oC. Khususnya pada temperatur serendah -190oC, reduksi
dalam modulus tekuk hanya sekitar 50%. Sifat isolasi listrik temperature tinggi,
juga baik. Pada 400oC berat berkurang, tetapi sampai 800oC tak hangus. Bahan
sangat tahan terhadap minyak dan sangat tahan terhadap gas Freon. Namun
demikian, pada temperatur tinggi bahan kurang tahan terhadap alkali dan mudah
terdegradasi.
2. Penggunaan
Bahan digunakan untuk pelapisan email dari kawat, cat yang tahan minyak pada
temperatur rendah dan tinggi.
13
1.2 Film poliamid (Kapton)
Film ini mempunyai ketahanan panas yang tinggi dan sifat isolasi listrik. Sifat
mekanik tak bervariasi banyak dari 195oC sampai 200oC, namun demikian,
dalam air mendidih sifat listrik dan mekanik agak banyak berkurang. Bahan
cukup tahan terhadap iradiasi. Pada sekitar 400oC beratnya agak berkurang,
tetapi tak berubah warna sampai 800oC. Bahan ini digunakan untuk film isolasi
listrik yang tahan panas, film isolasi untuk motor, dan sebagainya.
1.3 Bahan Cetakan (Vespel)
Bahan cetakan poliimid digunakan untuk bahan yang tahan panas dari
komponen mesin listrik dan mesin presisi yang memerlukan gesekan rendah.
Sifat mekanik dan listrik yang stabil dalam daerah yang luas (-195-200oC), dan
masih dapat digunakan sampai 260oC. Untuk waktu yang pendek tahan sampai
400oC. Dalam gas tak aktif, bahan ini dapat digunakan sampai 316oC. Koefisien
gesekannya rendah sehingga memungkinkan dipakai sebagai bahan bantalan.
Bahan tak diserang oleh pelarut biasa, cukup tahan terhadap asam tetapi kurang
tahan terhadap alkali. Blok cetakannya diproses secara mekanik untuk membuat
benda-benda. Karena tahan terhadap iradiasi, maka bahan dipakai untuk alat-alat
radiasi yang digunakan pada temperatur tinggi, komponen listrik yang tahan
panas, roda gigi, bantalan, bahan yang tahan terhadap gas Freon, komponen
reaktor atom, dan sebagainya.
14
top related