buat presentasi

Download buat presentasi

Post on 19-Jun-2015

1.289 views

Category:

Documents

12 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

<p>BAB 7 Polimer : Struktur, Sifat-sifat umum, dan Penggunaannya</p> <p>Di Susun Oleh : Budhi Firmansyah (5315077633)</p> <p>PengenalanKata plastik pertama kali digunakan sebagai kata benda sekitar tahun 1909 dan umumnya digunakan sebagai persamaan kata untuk polimer. Plastik adalah salah satu bahan polimer dan memiliki molekul sangat besar (makromolekul atau molekul yang sangat besar). Konsumen dan produk industri yang terbuat dari polimer meliputi makanan dan minuman kemasan, kemasan, tanda, peralatan rumah tangga, kerangka untuk komputer dan monitor, tekstil, peralatan medis, busa, cat, perisai keselamatan, mainan, peralatan, lensa, gigi, produk elektronik dan listrik, dan bodi mobil dan komponen. Karena banyak sifat mereka yang unik dan beragam, polimer semakin berkembang dan telah diganti komponen logam dalam penggunaannya seperti mobil, pesawat sipil dan militer, peralatan olahraga, mainan, peralatan, dan peralatan kantor. Penggantian ini mencerminkan manfaat polimer dalam hal karakteristik berikut: Korosi resistensi dan perlawanan terhadap bahan kimia Rendah konduktivitas listrik dan termal kepadatan rendah Kekuatan tinggi-Untuk-perbandingan rasio (terutama ketika diperkuat) Pengurangan kebisingan pilihan warna yang luas dan transparansi</p> <p>Cakupan Sifat mekanis untuk Berbagai Rancang-Bangun Plastik</p> <p>Lanjutan</p> <p>Kemudahan manufaktur dan kompleksitas kemungkinan desain biaya yang relatif rendah (lihat Tabel 6.1) karakteristik lain yang mungkin atau tidak mungkin diinginkan (tergantung pada aplikasi), seperti kekuatan rendah dan kekakuan (Tabel 7.1), koefisien tinggi dari perluasaan panas, penggunaan rendah-suhu mencakup-sampai sekitar 350 C, dan stabilitas dimensi yang lebih rendah selama jangka waktu tertentu. Kata plastik berasal dari Yunani yaitu kata plastikos, yang berarti mampu dicetak dan dibentuk. Plastik dapat dibentuk, mesin, tuang, dan bergabung ke dalam berbagai bentuk dengan relatif mudah. Minimal operasi-finishing permukaan tambahan, jika ada sama sekali, diperlukan, karakteristik ini memberikan keuntungan yang penting dari logam. Plastik yang tersedia secara komersial seperti film, lembaran, pelat, batang, dan tabung dari berbagai penampang-lintang. Kata polimer pertama kali digunakan pada tahun 1866. Earlkst polimer terbuat dari bahan organik alami dari hewan dan produk nabati, selulosa adalah contoh yang paling umum. Melalui berbagai reaksi kimia, selulosa asetat diubah menjadi selulosa, digunakan dalam pembuatan film fotografi (seluloid), lembaran untuk kemasan, dan serat tekstil; nitrat selulosa untuk plastik dan bahan peledak; rayon (serat tekstil selulosa-dasar); dan pernis. awal sintetik (buatan) polimer adalah phenolformaldehyde, sebuah termoset dikembangkan pada tahun 1906 dan disebut bakelite (nama dagang, setelah LH Baekeland, 1863-1944).</p> <p>Perkembangan teknologi plastik modern dimulai pada tahun 1920 ketika bahan baku yang diperlukan untuk membuat polimer telah dipisahkan dari batubara dan produk minyak bumi. Etilen adalah contoh pertama seperti bahan baku, melainkan menjadi blok bangunan untuk polietilen. Etilen adalah produk dari reaksi antara asetilena dan hidrogen, dan asetilena adalah produk dari reaksi antara kokain dan metana. polimer komersial, seperti polypropylene, polivinil klorida, polymethylmethacrylate, polikarbonat, dan lain-lain, semua dilakukan dalam cara yang sama; bahan ini dikenal sebagai polimer organik sintetis.</p> <p>LanjutanGaris besar dari proses dasar pembuatan berbagai polimer sintetis diberikan pada Gambar. 7.1. Pada polietilen, hanya karbon dan atom hidrogen yang terlibat, tetapi senyawa polimer lain dapat diperoleh dengan memasukkan klorin, fluorine, sulfur, silikon, nitrogen, dan oksigen. Akibatnya, rentang yang sangat luas dari polimer-di antara mereka memiliki berbagai macam sifat yang sama-telah dikembangkan. Bab ini menjelaskan hubungan antara struktur polimer dengan sifat dan perilaku, selama kedua manufaktur dan umur di bawah variabel kondisi fisik dan lingkungan. Garis besar topik yang akan dipresentasikan dapat dilihat pada Gambar. 7.1. Bab ini juga menggambarkan sifat dan rekayasa Appli kation dari plastik, karet, dan elastomer. dan komposit plastik Diperkuat riaterials dijelaskan dalam Bab 9 dan cara pengolahan untuk plastik dan plastik diperkuat dalam Bab 19.</p> <p>Struktur PolimerSifat-sifat umum dari polimer sangat tergantung pada individu struktur molekul polimer, molekul bentuk dan ukuran, dan bagaimana molekul disusun untuk membentuk Struktur polimer. Molekul polimer dicirikan oleh ukuran sangat besar suatu corak yang membedakan mereka dari sebagian besar komposisi kimia organik lainnya. Polimer adalah panjang rantai molekul yang dibentuk oleh polimerisasi (yaitu, dengan menghubungkan dan silang dari monomer yang berbeda). Sebuah monomer adalah blok bangunan dasar dari suatu polimer. Kata mer (dari bahasa Yunani meros, yang berarti bagian) menunjukkan satuan terkecil yang berulang-ulang; penggunaannya mirip dengan istilah sel satuan dalam struktur kristal logam (bagian 1.2). Istilah polimer berarti banyak mer (atau banyak unit), biasanya diulang ratusan atau ribuan kali dalam rantai struktur. Kebanyakan monomer adalah bahan organik dimana atom karbon bergabung dalam kovalen (elektron berbagi) saling terikat dengan atom lain (seperti hidrogen, oksigen , nitrogen, fluor, klorin, silikon, dan sulfur). Sebuah molekul etilen (Gambar. 7.2) adalah contoh dari monomer sederhana yang terdiri dari atom karbon dan hidrogen.</p> <p>PolimerisasiMonomer dapat dihubungkan dengan polimer dalam unit pengulangan untuk membuat molekul lebih lama dan lebih besar dengan proses kimia yang disebut reaksi polimerisasi. Polimerisasi proses kompleks; mereka akan dijelaskan hanya sebentar di sini. Meskipun ada beberapa variasi, dua proses polimerisasi adalah penting: polimerisasi kondensasi dan penambahan.</p> <p>Struktur molekular berbagai polimer</p> <p>Contoh polimerisasi, ( a) pemadatan Polimerisasi nilon 6.6 dan ( b) penambahan polimerisasi poliethilen molekul dari ethilen mers.</p> <p>PenjelasanDalam kondensasi polimerisasi (Gbr.7.3), polimer yang dihasilkan oleh pembentukan ikatan antara dua jenis bereaksi mer. Karakteristik reaksi ini adalah reaksi oleh-produk (seperti air) yang kental keluar (maka nama). proses ini juga dikenal sebagai langkah-pertumbuhan atau langkahreaksi polimerisasi, Karena molekul polimer tumbuh langkah demi langkah sampai semua dari satu reaktan dikonsumsi. Selain polimerisasi (juga disebut rantai-pertumbuhan atau polimerisasi reaksi berantai), ikatan terjadi tanpa reaksi oleh-produk, seperti yang ditunjukkan pada Gbr.7.3b. Hal ini disebut "reaksi berantai" karena tingginya tingkat di mana bentuk molekul yang panjang secara bersamaan, biasanya dalam waktu beberapa detik. Tingkat ini jauh lebih tinggi daripada yang di polimerisasi kondensasi. Dalam reaksi ini, sebagai penggagas ditambahkan untuk membuka ikatan ganda antara dua atom karbon, yang dimulai proses menghubungkan dengan menambahkan lebih banyak monomer ke rantai yang sedang tumbuh. Sebagai contoh, monomer etilena (Gbr.7.3b) link untuk menghasilkan polimer polietilen; Selain contoh lain terbentuk polimer yang ditampilkan dalam Gbr.7.2. Berat molekul. Jumlah dari berat molekul dari mer dalam rantai perwakilan dikenal sebagai berat molekul dari polimer. semakin tinggi berat molekul suatu polimer, semakin besar rata-rata panjang rantai. Komersial polimer memiliki berat molekul antara 10,000 dan 10.000.000. Karena polimerisasi adalah peristiwa tidak teratur, memproduksi rantai polimer tidak semua dengan panjang yang sama, tetapi panjang rantai produksi jatuh ke dalam kurva distribusi tradisional. Rata-rata berat molekul suatu polimer ditentukan pada dasar statistik oleh rata-rata. Penyebaran berat molekul dalam rantai disebut sebagai distribusi berat molekul (DBM). Sebuah molekul polimer yang berat dan DBM memiliki pengaruh kuat pada sifat. Sebagai contoh, tarik dan dampak kekuatan, perlawanan terhadap retak, dan viscocity (dalam keadaan cair) dari polimer semua meningkat dengan meningkatnya berat molekul (Fig.7.4).</p> <p>Efek bobot molekular dan derajat tingkat polmerisasi pada kekuatan dan viskositas polimer.</p> <p>Derajat polimerisasi. Akan lebih mudah untuk menyatakan ukuran rantai polimer dalam bentuk derajat polimerisasi (DP), yang didefinisikan sebagai rasio dari berat molekul polimer dengan bobot molekul dari unit pengulangan. Sebagai contoh, polyvinyl chloride (PVC) memiliki berat mer 62,5; demikian, DP PVC dengan berat molekul 50,000 adalah 50.000/62, 5 = 800. Dalam hal pengolahan polimer (Bab 19), DP semakin tinggi, semakin tinggi adalah polimer's viskositas atau resistensi terhadap aliran (Gbr.7.4). Viskositas tinggi merugikan mempengaruhi kemudahan membentuk dan, dengan demikian, meningkatkan biaya keseluruhan pengolahan. Bonding. Selama polimerisasi, monomer terhubung bersama-sama oleh ikatan kovalen, membentuk rantai polimer. Karena kekuatan mereka, ikatan kovalen juga disebut obligasi utama. Rantai polimer, pada gilirannya, yang diselenggarakan bersama oleh ikatan sekunder, seperti ikatan van der Waals, ikatan hidrogen, dan ikatan ion. Ikatan sekunder yang lebih lemah daripada ikatan primer satu untuk dua porsi besar. Dalam suatu polimer, peningkatan kekuatan dan viskositas dengan berat molekul disebabkan (sebagian) dengan kenyataan bahwa semakin panjang rantai polimer, semakin besar energi yang diperlukan untuk mengatasi kekuatan gabungan ikatan sekunder. Sebagai contoh, polimer etilena karena DPs dari 1, 6, 35, 140, dan 1350 pada suhu kamar adalah, masing-masing, dalam bentuk gas, cair, lemak, lilin, dan plastic keras.</p> <p>LanjutanPolimer linear. Rantai-seperti ditunjukkan pada Gbr.7.2 polimer disebut polimer linear karena struktur sekuensial (Gbr.7.5a). Namun, molekul linear tidak harus lurus dalam bentuk. Selain yang ditunjukkan pada gambar, polimer linier lain poliamida (nilon 6,6) dan polivinil fluorida. Umumnya, polimer terdiri dari lebih dari satu jenis struktur; demikian, polimer linear mungkin mengandung beberapa cabang dan rantai silang. Sebagai hasil dari percabangan dan silang, sifat-sifat polimer yang berubah secara signifikan. Polimer bercabang. Properti dari polimer tidak hanya bergantung pada jenis monomer, tetapi juga pada susunan mereka dalam struktur molekul. Dalam cabang polimer (Gbr.7.5b), samping-cabang rantai yang melekat pada rantai utama selama sintesis polimer. Percabangan mengganggu gerakan relatif rantai molekul. Akibatnya, perlawanan mereka terhadap deformasi dan retak stres meningkat. Kepadatan polimer bercabang lebih rendah dari yang linear-rantai polimer, karena cabang-cabang mengganggu dengan efisiensi pengepakan rantai polimer.</p> <p>GAMBAR 7.5 ilustrasi Menurut bagan polymer rantai, ( a) Struktur linier- termo-plastik seperti acrylics, kaus kaki nilon, polyethylene, dan polyvinyl klorid mempunyai struktur linier, ( b) Struktur bercabang, seperti pada polyethylene, ( c) Structure-Many karet Cross-linked atau elastomers mempunyai struktur ini, dan vulkanisasi karet menghasilkan struktur ini, ( d) Jaringan struktur, pada dasarnya cross-linked-examples sangat chermosetting plastik, seperti epoxies dan phenolics.</p> <p>Perilaku polimer bercabang dapat dibandingkan dengan linear-rantai polimer dengan membuat suatu analogi dengan tumpukan cabang-cabang pohon (bercabang polimer) dan seikat kayu lurus (linear polimer). Perhatikan bahwa lebih sulit untuk memindahkan cabang dalam tumpukan cabang daripada log yang bergerak di dalam bundel. tiga dimensi keterbelitan cabang membuat gerakan lebih sulit, sebuah fenomena yang serupa dengan peningkatan kekuatan.dimensi keterbelitan cabang membuat gerakan lebih sulit, sebuah fenomena yang serupa dengan peningkatan kekuatan. Polimer silang. Umumnya tiga dimensi dalam struktur, polimer silang telah berdekatan dihubungkan oleh ikatan kovalen (Gbr.7.5c). Polimer dengan struktur rantai silang disebut termoset, atau termoseting plastik; contoh epoxies, phenolic, dan Silikon. Persilangan telah memiliki pengaruh besar terhadap sifat-sifat polimer (umumnya menanamkan kekerasan, kekuatan, kekakuan, kerapuhan, dan lebih baik stabilitas dimensi; lihat Gambar. 7.6), serta dalam vulkanisasi karet (Subbab 7.9).</p> <p>Jaringan polimer. Polimer ini terdiri dari ruang (tiga dimensi) lebih aktif jaringan atau ikatan kovalen (Gambar 7.5d). Yang sangat cross-linked polymer juga dianggap sebagai jaringan polimer. Polimer termoplastik yang sudah telah terbentuk atau dibentuk dapat cross-linked untuk memperoleh kekuatan yang lebih tinggi dengan menundukkan mereka untuk radition energi tinggi, seperti sinar ultraviolet, x-ray, atau berkas elektron. Namun, radiasi yang berlebihan dapat menyebabkan degradasi dari polimer. Kopolimer dan terpolymers. Jika mengulang unit dalam rantai polimer adalah semua tipe yang sama, molekul disebut homopolymer. Namun, seperti yang kuatlarutan logam paduan (bagian 4.2), dua atau tiga jenis monomer dapat digabungkan untuk mengembangkan beberapa properti khusus dan karakteristik, seperti meningkatkan kekuatan, ketangguhan, dan formability dari polimer. Kopolimer mengandung dua jenis polimer (misalnya, styrene-butadiene, yang digunakan secara luas untuk mobil ban). Terpolymers mengandung tiga jenis (untuk contoh, ABS (acrylonitrilebutadiene-styrene), yang digunakan untuk helm, telepon, dan kulkas liners).</p> <p>GAMBAR 7.6 Perilaku polimer-polimer sebagai fungsi temperatur dan ( a) derajat tingkat crystallinas dan ( b) cross-linking. Kombinasi perilaku merekat dan elastis polimer dikenal sebagai viscoelasticity .</p> <p>CONTOH 7.1 Gigi dan tulang medis semen Polymethylmethacrylate (PMMA) merupakan polimer akrilik yang biasa digunakan dalam kedokteran gigi dan aplikasi sebagai perekat dan biasa disebut sebagai tulang semen. Ada sejumlah bentuk PMMA, tapi contoh ini menggambarkan satu bentuk umum melibatkan penambahan-reaksi polimerisasi. PMMA disampaikan dalam dua bagian: sebuah bubuk dan cairan, yang dicampur dengan tangan. Cairan kencing dan melarutkan sebagian bubuk, menghasilkan cairan dengan viskositas pada urutan 0,1 Ns / m mirip dengan minyak sayur. Viskositas meningkat pesat sampai sebuah "adonan" negara mencapai sekitar lima menit dan sepenuhnya adonan mengeras dari negara dalam tambahan lima menit. Bedak terdiri dari berat molekul tinggi poli [(methylmethacrylate) costyrene] paticles dari sekitar 50 m dengan diameter, berisi fraksi volume kecil benzoil peroksida. Cairan terdiri dari metil metakrilat (MMA) monomer, dengan jumlah kecil terlarut n, n dimetil-p-toluidine (DMPT). Ketika Aare cair dan bubuk campuran, MMA membasahi partikel (pelarutan lapisan permukaan dari partikel PMMA) dan DMPT benzoil peroksida yang membelah molekul menjadi dua bagian untuk membentuk sebuah katalis dengan elektron bebas (kadang-kadang disebut sebagai radikal bebas ). Katalis yang dihasilkan menyebabkan pertumbuhan yang cepat dari MMA PMMA mer, sehingga materi terakhir adalah gabungan dari berat molekul tinggi PMMA PMMA partikel yang dihubungka...</p>