bab 14 & 15 - presentasi

50
POLIMER FENOL-, UREA-, DAN MELAMIN-FORMALDEHIDA Fenol, urea, dan melamin adalah tiga senyawa yang tampaknya berstruktur lain, tetapi sama dalam hal bereaksi dengan formaldehida. Polimer sintesis pertama yang mendapatkan penerimaan komersial adalah polimer

Upload: andrio-ray-suwuh

Post on 03-Jul-2015

247 views

Category:

Documents


15 download

TRANSCRIPT

Page 1: Bab 14 & 15 - Presentasi

POLIMER FENOL-, UREA-, DAN MELAMIN-FORMALDEHIDA

Fenol, urea, dan melamin adalah tiga senyawa yang tampaknya berstruktur lain, tetapi sama dalam hal bereaksi dengan formaldehida.Polimer sintesis pertama yang mendapatkan penerimaan komersial adalah polimer kondensasi fenol-formaldehida atau resin fenol.

Page 2: Bab 14 & 15 - Presentasi

POLIMER FENOL-FORMALDEHIDA: RESOL

Resol merupakan produk reaksi antara fenol dan formaldehida berlebih dalam

hadirnya basa. Fenol hadir sebagai anion yang terstabilisasi resonansi.

O O O

Page 3: Bab 14 & 15 - Presentasi

Tahap dalam polimerisasinya melibatkan reaksi adisi anion ke formaldehida untuk memberikan

metilolfenol tersubtitusi orto- dan para-.Metilolfenol yang mula-mula terbentuk terkondensasi oleh pemanasan untuk memberikan resol, yang sebenarnya

prapolimer dengan berat molekul rendah. Dapat larut dalam basa dan mengandung sejumlah besar gugus

metilol bebas.

Page 4: Bab 14 & 15 - Presentasi
Page 5: Bab 14 & 15 - Presentasi

Dalam produk komersial, resol-resol biasanya diproses ke suatu viskositas yang bisa dipakai, kemudian polimerisasi berikutnya ke polimer jaringan dengan berat molekul tinggi (resit) oleh pemanasan.

Page 6: Bab 14 & 15 - Presentasi

Polimer fenol-formaldehida: resol biasanya dipakai sebagai bahan perekat kayu

Page 7: Bab 14 & 15 - Presentasi

POLIMER FENOL-RORMALDEHIDA: NOVOLAK

Katalis asam dengan fenol berlebihan menghasilkan suatu produk kondensasi

fenol-formaldehida yang sangat berbeda dari produk yang diperoleh melalui katalis basa. Mekanismenya melibatkan protonasi gugus karbonil yang diikuti oleh substitusi aromatik elektrofilik pada posisi orto atau

para.

Page 8: Bab 14 & 15 - Presentasi

+(CH2=O

H

+ CH 2

OH)

OH

+(CH2

OH)

OH

CH2OH

H+

Mekanisme melibatkan gugus protonasi gugus karbonil

Substitusi aromatik elektrofilik

H C

O

H

H+

Page 9: Bab 14 & 15 - Presentasi

Dalam kondisi asam, reaksi selanjutnya terjadi untuk memberikan jembatan metilena. Hasil bersihnya adalah pembentukan pada tahap-tahap awal polimerisasi, campuran kompleks dari polimer berat molekul rendah yang dicirikan sebagai memiliki ikatan metilena para-para, orto-orto, atau orto-para yang acak.

Page 10: Bab 14 & 15 - Presentasi

Taplak meja salah satu contoh dari hasil polimer fenol-formaldehida: Novolak

Page 11: Bab 14 & 15 - Presentasi

Dalam kondisi asam, reaksi selanjutnya terjadi untuk memberikan jembatan metilena. Hasil bersihnya adalah pembentukan pada tahap-tahap awal polimerisasi, campuran kompleks dari polimer berat molekul rendah yang dicirikan sebagai memiliki ikatan metilena para-para, orto-orto, atau orto-para yang acak.

Page 12: Bab 14 & 15 - Presentasi

Hidrolisat-hidrolisat pati, yang menjalani dehidrasi untuk membentuk

5-hidroksimetilfurfural dibawah kondisi asam, telah diteliti sebagai pengganti

parsial untuk formaldehida. Jika bereaksi dengan furfural maka akan terbentuk

furfuri alkohol, yang menjalani kondensasi berkatalis asam untuk membentuk

polimer-polimer tahan kimia yang disebut resin furan. Dipakai sebagai lapisan-

lapisan tangki dan drum dalam pabrik kimia.

Page 13: Bab 14 & 15 - Presentasi

OCOH

OCOHHOH2C

OCH2OH

Furfural

5-hidroksimetilfurfur

al

Furfuril alkohol

Page 14: Bab 14 & 15 - Presentasi

Tangki Kimia

Page 15: Bab 14 & 15 - Presentasi

POLIMER UREA-FORMALDEHIDA

Urea yang dipreparasi secara komersial dari amonia dan karbon dioksida, menjalani reaksi dengan formaldehida analog, sekurang-kurangnya pada tahap-tahap awal, dengan reaksi fenol.Urea menjalani adisi nukleofilik ke formaldehida untuk memberikan turunan metilol.

Page 16: Bab 14 & 15 - Presentasi

Kondensasi lebih lanjut melibatkan zat-zat antara siklik yang terbentuk melalui dehidrasi awal dari turunan

metilol terprotonasi untuk memberikan imin yang selanjutnya

bertrimerisasi.

O O

2 + H2NCNHCH2OH + HOCH2NHCNHCH2OO H C H

O

Metilol

Page 17: Bab 14 & 15 - Presentasi

Kondensasi selanjutnya terjadi antara gugus-gugus metilol dan amida untuk memberikan polimer jaringan. Dukungan untuk mekanisme ini datang dari reaksi-reaksi siklisasi amida-amida lainnya yang dikenal dengan polimer yang terbentuk melalui mekanisme:

N

N

N- NHC

C O

NH ~

O

CNHCH2

CH2

N

N

NNHC CNH ~

O

C O

NH ~

Page 18: Bab 14 & 15 - Presentasi

Resin urea-formaldehida digunakan dalam aplikasi-aplikasi yang serupa dengn resin fenol-formaldehida, yaitu

untuk percetakan, laminating, dan bahn-bahan perekat. Keunggulannya

adalah sangat terang warnanya.

Page 19: Bab 14 & 15 - Presentasi
Page 20: Bab 14 & 15 - Presentasi

Bab 15. POLIMER ANORGANIK DAN ANORGANIK SEBAGIAN

Boron nitrida (BN), suatu polimer anorganik yang memiliki struktur-struktur analog dengan struktur grafit dan diamon,

telah diolah menjadi serat fefraktorik melalui reaksi suhu tinggi (>15000 C) dari filamen-filamen borik oksida dengan urea

atau amonia, atau melalui pirolisis oligomer boron-nitrida.

Bahan-bahan ini sebagai zat pemerkuat untuk bahan keramik atau tempat makan.

Page 21: Bab 14 & 15 - Presentasi
Page 22: Bab 14 & 15 - Presentasi

CaCN2 + H2SO4 CaSO4 +H2N-C Ξ N

Panas

3H2N-C Ξ N

N

NN

NH2NH2

NH2

Page 23: Bab 14 & 15 - Presentasi

Resin melamin biasanya lebih keras dan lebih tahan lembab dripada damar-damar urea. Pembuatan

terbesar dalam melamin, yaitu alat-alat makanan

Page 24: Bab 14 & 15 - Presentasi

POLIMER ANORGANIK DAN ANORGANIK SEBAGIANBoron nitrida (BN), suatu polimer

anorganik yang memiliki struktur-struktur analog dengan struktur grafit dan diamon, telah diolah menjadi serat

fefraktorik melalui reaksi suhu tinggi (>15000 C) dari filamen-filamen borik oksida dengan urea atau amonia, atau melalui pirolisis oligomer boron-nitrida.Bahan-bahan ini sebagai zat pemerkuat

untuk bahan keramik.

Page 25: Bab 14 & 15 - Presentasi

POLI (SULFUR NITRIDA)Poli (sulfur nitrida) atau politiazil dipreparasi melalui polimerisasi keadaan padat disulfur dinitrida pada suhu kamar.

S2N2 [ S = N ]Dimer 1 yang terbentuk melalui pemanasan suatu tetramer siklik, berpolimerisasi dengan lambat untuk menghasilkan kristal-kristal 2 monoklinik yang berwarna emas mengkilap

Page 26: Bab 14 & 15 - Presentasi

Poli (sulfur nitrida) bereaksi dengan brom untuk membentuk polimer-polimer yang memiliki komposisi [ SNBr x ] , dimana x mempunyai

nilai antara 0,3 sampai 0,4. Polimer-polimer terbrominasi tersebut

memiliki konduktivitas yang lebih tinggi daripada 2

Page 27: Bab 14 & 15 - Presentasi

POLISILOKSANA

Silikon dan karbon berada dalam 1 golongan, tapi sifat keduanya sangat berbeda. Energi ikatan Si-Si jauh lebih lemah daripada ikatan C-C, oleh karenanya silana, analog dengan alkana-alkana, yang memiliki rumus umum SinH2n+2 kurang stabil daripada alkana-alkana pasangannya. Disisi lain ikatan Si-O lebih stabil daripada C-O.

Page 28: Bab 14 & 15 - Presentasi

Sehingga polimer-polimer yang mempunyai ikatan Si-O (polisiloksana) berulang mempunyai kedudukan yang sangat penting.

Senyawa-senyawa organosilikon dapat dibuat melalui reaksi Grignard atau melalui reaksi adisi triklorosilana ke etilena atau asetilena.

Page 29: Bab 14 & 15 - Presentasi

(CH3)2SiCl2 + CH3MgCl (CH3)3SiCl + MgCl2

CH3SiCl3 + C6H5MgCl (CH3)(C6H5)SiCl2 +MgCl2

HSiCl3 + CH2=CH2 CH3CH2SiCl3

HSiCl3 + CH Ξ CH CH2=CHSiCl3

HSiCl3 (C6H5)2SiCl2

C6 H6

BCl3

Page 30: Bab 14 & 15 - Presentasi

Yang teristimewa dalam modifikasi gelas-gelas anorganik dengan polisiloksana. Prosedurnya melibatkan hidrolisis silikon alkoksida, kemudian kopolimerisasi hidrolisat dengan polisiloksana berterminasi hidroksil.

Page 31: Bab 14 & 15 - Presentasi

POLISILANA

Polisilana merupakan polimer yang memiliki ikatan silikon-silikon pada rangkanya. Terbentuk dalam rendeman yang sedang melalui kondensasi monomer dikloro organosilana dalam hadirnya natrium yang terdispersilembut dalam toluena yang berefluksi

Page 32: Bab 14 & 15 - Presentasi

Ketika polisilana dipanaskan pada 12000 C – 14000 C, atom-atom karbon rantai sisi tersisip ke dalam rangka polimer, dan akhirnya polimer tersebut terdegradasi ke silikon karbida. Dengan demikian, pirolisis serat-serat polisilana yang terkontrol menghasilkan serat-serat SiC.

Si

R

R

RR’SiCl2 + 2NaClNa, Δ

toluena

Page 33: Bab 14 & 15 - Presentasi

POLIMER FOSFONITRIT

Polimer fosfonitrit atau polimer fosfazena merupakan salah satu

diantara polimer-polimer tipe anorganik . Bahan awal preparasinya biasanya heksaklorosiklotrifosfazena, suatu monomer yang tersedia secara komersial yang disentesis dari fosfor pentaklorida dan amonium klorida.

Page 34: Bab 14 & 15 - Presentasi

Polimer-polimer fosfonitrilat berguna sebagai bahan-bahan tahan api. Dalam bidang kedokteran, polimer-polimer fosfinitrilat memiliki daya tarik sebagai bahan struktur untuk organ buatan dan sebagai wadah pengiriman obat-obatan.

Page 35: Bab 14 & 15 - Presentasi

Polimer-polimer fosfonitrilat, baik linier maupun terikat silang, juga telah dipreparasi dengan mengikat bersama cincin-cincin fosfazena siklik. Yang khas dari metode-metode ini adalah reaksi diklorosiklofosfazena dengan suatu senyawa dihidroksi atau reaksi analog untuk menghasilkan polimer jaringan. Komposit-komposit poliimida yang tahan bakar dan panas telah dipreparasi dari fosfazena-fosfazena tersubstitusi maleimida.

Page 36: Bab 14 & 15 - Presentasi
Page 37: Bab 14 & 15 - Presentasi

POLIMER KARBORANA

Karborana C2B10H12 eksis dalam tiga bentuk isomer, yang dinamai orto, meta, dan para. Reaksi dekaborana dengan asetilena memberikan orto yang bisa dikonversi ke meta melalui pemanasan 4750C – 6000C, selanjutnya meta dikonversi ke para dengan pemanasan 6300C – 7000C

Page 38: Bab 14 & 15 - Presentasi
Page 39: Bab 14 & 15 - Presentasi

Karena hidrogen yang terikat ke atom-atom karbon lebih bersifat asam daripada yang terikat ke boron, jadi bisa diganti, misalnya dengan litium melalui reaksi dengan butillitium. Sehingga berbagai turunan karborana telah disintesis. Salah satunya adalah vinil karborana, yang bisa dipolimerisasi melalui gugus vinil atau dikopolimerisasi untuk memberikan polimer-polimer berat molekul tinggi.

Page 40: Bab 14 & 15 - Presentasi

POLIMER ORGANOLOGAM

Organometalik merupakan senyawa yang memiliki ikatan karbon-logam. Beberapa polimer ini mempunyai daya tarik karena sifat biosidal dan yang lainnya memiliki potensi dalam bidang kedokteran sebagai bahan pelepas obat. Banyak penelitian di bidang ini telah berkaitan dengan senyawa “sandiwch”, bissiklopentodieniliron atau foresena.

Page 41: Bab 14 & 15 - Presentasi

Ia tidak hanya mudah dipreparasi, tetapi juga stabil pada suhu sampai 4700C. Memiliki sifat aromatik yang khas dan menjalani reaksi-reaksi substitusi yang menghasilkan berbagai turunan termasuk vinilferosena.

Page 42: Bab 14 & 15 - Presentasi

Reaksi-reaksi adisi dibawah ini memperlihatkan rute ke polimer-

polimer organologam

Page 43: Bab 14 & 15 - Presentasi

POLIMER KOORDINASI

Polimer koordinasi adalah polimer yang memiliki ikatan-ikatan kovalen koordinat dalam unit ulangnya. Pada umumnya ada tiga metode untuk mempraparasi polimer-polimer koordinasi. Dua diantaranya menghasilkan polimer-polimer koordinasi sejati, yaitu ikatan-ikatan koordinasinya merupakan bagian integral dari rangka polimer. Metode yang satunya menghasilkan produk kelat-kelat polimerik.

Page 44: Bab 14 & 15 - Presentasi

Metode pertama melibatkan pengikatan ligan-ligan polidentat dengan logam, dengan memakai garam-garam logam, logam bebas, atau kompleks koordinasi (lewat pertukaran ligan) sebagai koreaktan. Contohnya yang menghasilkan kelat melalui ligan nitrogen adalah reaksi bis (1,2-dioksim) dengan nikel asetat dan reaksi tetrasianoetilena dengan tembaga untuk memberikan suatu polimer yang memiliki struktur seperti lembaran tipe ftalosianin.

Page 45: Bab 14 & 15 - Presentasi
Page 46: Bab 14 & 15 - Presentasi

Metode kedua, yakni polimerisasi logam kelat melalui gugus-gugus fungsional yang cocok, bisa juga dipakai untuk membentuk tipe polime ini sepanjang gugu-gugus reaktifnya tidak dipsahkan oleh kelat. Polimer-polimer vinil yang memiliki gugus pengompleksjuga bisa dipakai. Ester crown sebagai gugus-gugus pendan pengkelat di atas polimer-polimer vinil dan sebagai gugus-gugus pengkelat rangka untuk polimer-polimer kondensasi.

Page 47: Bab 14 & 15 - Presentasi

Yang khas dari polimer pertama ialah poli (4-vinilbenzo-18-crown-6) yang diperlihatkan dengan ion berkompleks. Monomer-monomer eter crown yang dipakai untuk membuat polimer-polimer kondensasi mencakup turunan diaminodibenzo dan eter crown diaza.

Page 48: Bab 14 & 15 - Presentasi
Page 49: Bab 14 & 15 - Presentasi

Karena mempunyai efek sterik, polimer yang mengandung eter crown biasanya memperlihatkan karakteristik pengikatan kation yang berbeda dengan monomer-monomer dari mana mereka diturunkan. Dalam banyak hal, kation-kation terikat lebih kuat karena diapit antara dua cincin pengkelat.

Page 50: Bab 14 & 15 - Presentasi

TERIMA KASIH