POLIMER

BAHAN KONSTRUKSI KIMIA

Pertemuan ke 3

PendahuluanKita hidup dalam era polimer.Perkembanganilmu kimia polimer pada hakekatnya seiring dgnusaha manusia utk meningkatkan kesejahteraan hidupnya dgn memanfaatkan ilmu kimia dan teknologi.Berbagai mcm barang yg diperlukan dlmkehidupan sehari-hari dapat dibuat dari polimer sintetis : perabot RT, bhn pakaian, alat pembungkus, alat transportasi,dllDikenal pada thn 1925. Staudinger dgn hipotesis makromolekul thn 1955.Teknologi polimer berkembang pesat hingga skrg

KONSEP DASAR ILMU POLIMER

MAKROMOLEKUL adalah molekul raksasa (giant) dimana paling sedikit seribu atom terikat bersama oleh ikatan kovalen. Makromolekul ini mungkin rantai linear, bercabang, atau jaringan tiga dimensi.

Makromolekul dibagi atas dua material yaitu:

1. Material biologis (makromolekul alam)

Contoh : karet alam, wool, selulosa, sutera dan asbes

2. Material non biologis (makromolekul sintetik)

Contoh : plastik, serat sintetik, elastomer sintetik

Kegunaan polimer

Berdasarkan kegunaannya polimer

digolongkan atas :

a. Polimer komersial (commodity polymers)

Polimer ini dihasilkan di negara berkembang,

harganya murah dan banyak dipakai dalam

kehidupan sehari hari.

Contoh : Polietilen (PE), polipropilen (PP),

polistirena (PS), polivinilklorida (PVC),

melamin formaldehid

Diagram sistematis

b. Polimer teknik (engineering polymers)

Polimer ini sebagian dihasilkan di negara

berkembang dan di negara maju.

Polimer ini cukup mahal dan canggih dengan sifat

mekanik yang unggul dan daya tahan yang lebih

baik. Polimer ini banyak dipakai dalam bidang

transportasi (mobil, truk, kapal udara), bahan

bangunan (pipa ledeng), barang-barang listrik dan

elektronik (mesin bisnis, komputer), mesin-mesin

industri dan barang-barang konsumsi

Contoh : Nylon, polikarbonat, polisulfon, poliester

c. Polimer fungsional (functional polymers)

Polimer ini dihasilkan dan dikembangkan di

negara maju dan dibuat untuk tujuan khusus

dengan produksinya dalam skala kecil

Contoh : kevlar, nomex, textura, polimer

penghantar arus dan foton, polimer peka

cahaya, membran, biopolimer

Contoh & kegunaan polimer komersial

Polimer komersial Kegunaan atau manfaat Polietilena massa jenis

rendah(LDPE)

Polietilena massa jenis

rendah(HDPE)

Polipropilena (PP)

Poli(vinil klorida) (PVC)

Polistirena (PS)

Lapisan pengemas, isolasi kawat, dan

kabel, barang mainan, botol yang

lentur,bahan pelapis

Botol, drum, pipa, saluran, lembaran,

film, isolasi kawat dan kabel

Tali, anyaman, karpet, film

Bahan bangunan, pipa tegar, bahan

untuk lantaui, isolasi kawat dan kabel

Bahan pengemas (busa), perabotan

rumah, barang mainan

Definisi

Polimer

Molekul besar (makromolekul) yang

terbangun oleh susunan unit ulangan kimia

yang kecil, sederhana dan terikat oleh ikatan

kovalen. Unit ulangan ini biasanya setara

atau hampir setara dengan monomer yaitu

bahan awal dari polimer.

Monomer Sebarang zat yang dapat dikonversi menjadi

suatu polimer. Untuk contoh, etilena adalah

monomer yang dapat dipolimerisasi menjadi

polietilena (lihat reaksi berikut). Asam amino

termasuk monomer juga, yang dapat

dipolimerisasi menjadi polipeptida dengan

pelepasan air

Reaksi :

polimerisasi

Monomer polimer

Contoh rangkaian monomer mjd polimer

Klasifikasi polimer

Jenis monomer :- Homopolimer- Kopolimero Kopolimer acako Kopolimer bergantiano Kopolimer baloko Kopolimer tempel

Asal atau sumbernya

1. Polimer Alam : tumbuhan : karet alam, selulosa hewan : wool, sutera mineral

2. Polimer Sintetik : Untuk sumber sintetis contohnya adalah:

Polietilena, Polivinil Klorida, polipropilen dll

Sumber alami contohnya adalah: Pati, Selulosa, Protein, Lipid, Asam Nukleat, dsb. Kestabilan dan titik leleh polimer alamiah adalah sedemikian rupa sehingga mereka tidak dapat dilelehkan dan kemudian dicetak menjadi bentuk yang diinginkan. Karet alam, memiliki kelemahan yakni akan menggelembung dan kehilangan kekenyalan setelah terlalu lama terkena bensin atau minyak motor. Sutera dan wol (protein) dimakan jenis-jenis bakteri tertentu dan ulat

Contoh polietilena

Contoh Polivinil & polipropilen

Struktur Berdasarkan strukturnya polimer dibedakan

atas :

1. Polimer linear

Polimer linear terdiri dari rantai panjang atom-atom skeletal

yang dapat mengikat gugus substituen. Polimer ini

biasanya dapat larut dalam beberapa pelarut, dan dalam

keadaan padat pada temperatur normal. Polimer ini

terdapat sebagai elastomer, bahan yang fleksibel (lentur)

atau termoplastik seperti gelas)

Rantai utama linear

Contoh :

Polietilena, poli(vinil klorida) atau PVC, poli(metil

metakrilat) (juga dikenal sebagai PMMA, Lucite,

Plexiglas, atau perspex), poliakrilonitril (orlon atau

creslan) dan nylon 66

2. Polimer bercabang

Polimer bercabang dapat divisualisasi sebagai polimer

linear dengan percabangan pada struktur dasar yang sama

sebagai rantai utama. Rantai utama

(terdiri dari atom-atom skeletal)

3. Polimer jaringan tiga dimensi (three-dimension network) Polimer jaringan tiga dimensi adalah polimer dengan ikatan kimianya terdapat antara rantai. Bahan ini biasanya di”swell” (digembungkan) oleh pelarut tetapi tidak sampai larut. Ketaklarutan ini dapat digunakan sebagai kriteria dari struktur jaringan. Makin besar persen sambung-silang (cross-links) makin kecil jumlah penggembungannya (swelling). Jika derajat sambung-silang cukup tinggi, polimer dapat menjadi kaku, titik leleh tinggi, padat yang tak dapat digembungkan, misalnya intan (diamond).

Ikatan kimia

Sifat thermal- Termoplastik : mudah diregangkan, fleksibel,

melunak jika dipanaskan, titik leleh rendah, dpt dibentuk ulang. Polimer Termoplastic dibagi menjadi dua yaitu crystalin (dihasilkan melalui pendinginan normal) dan non crystalin (dihasilkan melalui pendinginan secara tiba-tiba).

- Cth : polietilen, PVC dll- Termosetting : keras & rigid, tidak fleksibel,

mengeras jika dipanaskan, tdk meleleh jika dipanaskan, tdk dpt dibentuk ulang.

Cth : bakelit, polimelamin formaldehida dll

Reaksi pembentukannya

Polimerisasi kondensasi adalah polimerisasi

yang disertai dengan pembentukan molekul

kecil (H2O, NH3).

Contoh :

Alkohol + asam ester + airHOCH2CH2OH + HOC-(CH2)4COH + H2O

O O

Polimerisasi adisi

adalah polimerisasi

yang disertai dengan

pemutusan ikatan

rangkap diikuti oleh

adisi monomer.

Contoh :

n H2C = CH CH2 C

Cl Cl

H

n

polivinilklorida (PVC)vinilklorida

Skema dasar proses pembuatan polimer & turunannya

Polimer yang digunakan dlm kehidupan

Serat

Serat selulosa kimiawi : rayon

Serat sintetis (poliamida) dibuat oleh Dupont

1938 dgn nama nilon (nilon 66, nilon 7 dll) dan

oleh IG Farben 1939 dgn nama perlon. Elastomer

Karet alam adalah polimer isoprena

Karet sintetis neoprena : karet stirena(permen

karet), karet selang air pompa gas

Plastik

Plastik mrpkan polimer yg dpt dicetak mjd berbagai btk yg berbeda.

Berdasarkan kegunaan :1. Plastik keperluan umum2. Plastik bhn konstruksi

Sifat yg menguntungkan : kuat & ringan, isolator listrik yg baik, transparan & jernih, dpt diwarnai, harga relatif murah dll.