bab 14 & 15 - presentasi
TRANSCRIPT
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.
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
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.
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.
Polimer fenol-formaldehida: resol biasanya dipakai sebagai bahan perekat kayu
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.
+(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+
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.
Taplak meja salah satu contoh dari hasil polimer fenol-formaldehida: Novolak
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.
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.
OCOH
OCOHHOH2C
OCH2OH
Furfural
5-hidroksimetilfurfur
al
Furfuril alkohol
Tangki Kimia
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.
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
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 ~
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.
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.
CaCN2 + H2SO4 CaSO4 +H2N-C Ξ N
Panas
3H2N-C Ξ N
N
NN
NH2NH2
NH2
Resin melamin biasanya lebih keras dan lebih tahan lembab dripada damar-damar urea. Pembuatan
terbesar dalam melamin, yaitu alat-alat makanan
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.
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
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
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.
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.
(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
Yang teristimewa dalam modifikasi gelas-gelas anorganik dengan polisiloksana. Prosedurnya melibatkan hidrolisis silikon alkoksida, kemudian kopolimerisasi hidrolisat dengan polisiloksana berterminasi hidroksil.
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
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
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.
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.
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.
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
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.
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.
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.
Reaksi-reaksi adisi dibawah ini memperlihatkan rute ke polimer-
polimer organologam
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.
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.
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.
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.
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.
TERIMA KASIH