TUGAS FISIKA POLIMER

A. KLASIFIKASI POLIMER

Polimer merupakan molekul besar/makro-molekul yang terbentuk dari unit-unit

berulang sederhana atau yang biasa disebut monomer. Secara umum, polimer dapat

diklasifikasikan sebagai berikut:

1. Berdasarkan Sumber

Berdasarkan sumbernya polimer dapat dikelompokkan dalam 3 kelompok, yaitu:

- Polimer Alam, yaitu polimer yang terjadi secara alami.

Contoh: Protein dengan monomer asam amino (albumin, globulin, dan keratin),

Selulosa dengan monomer glukosa (kertas, kayu, dan serat), kanji/pati dengan

monomer glukosa (kentang dan terigu), karet dengan monomer isoprena serta

glikogen dengan monomer glukosa.

- Polimer Semi Sintetik, yaitu polimer yang diperoleh dari hasil modifikasi polimer

alam dan bahan kimia.

Contoh: selulosa nitrat (yang dikenal lewat misnomer nitro selulosa) yang

dipasarkan dibawah nama - nama “Celluloid” dan “guncotton”.

- Polimer sintesis, yakni polimer yang dibuat melalui proses polimerisasi dari

monomer-monomer polimer. Polimer sintesis yang pertama kali digunakan dalam

skala komersial adalah dammar Fenol formaldehida. Dikembangkan pada

permulaan tahun 1900-an oleh kimiawan kelahiran Belgia Leo Baekeland (yang

telah memperoleh banyak sukses dengan penemuanya mengenai kertas foto sensitif

cahaya), dan dikenal secara komersial sebagai bakelit. Sampai dekade 1920-an

bakelit merupakan salah satu jenis dari produk - produk konsumsi yang dipakai

luas, dan penemuannya meraih visibilitas yang paling mewah, yakni dimunculkan

di kulit muka majalah Time. Contoh lain dari polimer sintetis adalah.

a. PVC dari monomer vinil klorida

b. Polietena dari monomer etena

c. Poliester dari monomer etena 1,2-diol dan asam benzena 1,2-dikarboksilat

d. Nilon dari monomer asam adipat dan 1,6-diaminoheksana

e. Bakelit dari monomer fenol dan formaldehida

f. Teflon dari monomer tetrafluoro etena

g. Melamin dari monomer formaldehida dan melamin

2. Berdasarkan Bentuk Susunan Rantainya

Berdasarkan bentuk susunan rantainya, polimer dibagi menjadi 3 kelompok

yaitu:

- Polimer Linier adalah polimer yang tersusun atas unit yang berikatan satu sama

lainnya membentuk rantai polimer yang panjang.

Gambar 1. Struktur Polimer Linier

- Polimer Bercabang, yaitu polimer yang terbentuk jika beberapa unit ulang

membentuk cabang pada rantai utama.

Gambar 2. Struktur Polimer Bercabang

- Polimer Berikatan Silang (cross-linked) adalah polimer yang terbentuk karena

beberapa rantai polimer saling berikatan satu sama lain pada rantai utamanya.

Rantai linier bargabung satu sama lain pada beberapa tempat dengan ikatan

kovalen.

Gambar 3. Struktur Polimer berikatan Silang

- Polimer jaringan (network) yaitu polimer yang tersusun atas unit mer tri-

functional yang mempunyai tiga ikatan kovalen aktif membentuk jaringan 3

dimensi, ehingga terjadi sambungan silang ke berbagai arah dan terbentuk

sambung silang tiga dimensi.

Gambar 4. Struktur Polimer Jaringan (Network)

3. Berdasarkan Reaksi Polimerisasi

Berdasarkan reaksi polimerisasi, polimer dibagi menjadi 2 yaitu:

- Poliadisi, merupakan polimer yang terjadi karena reaksi adisi. Reaksi adisi atau

reaksi rantai adalah reaksi penambahan (satu sama lain) molekul-molekul monomer

berikatan rangkap atau siklis, biasanya dengan adanya suatu pemicu berupa radikal

bebas atau ion. Contohnya dapat dilihat pada reaksi berikut:

Gambar 5. Reaksi Proses Poliadisi

- Polikondensasi, mrupakan polimer yang terjadi karena reaksi kondensasi/reaksi

bertahap. Mekanisme reaksi polimer kondensasi identik dengan reaksi kondensasi

senyawa bobot molekul rendah yaitu: reaksi dua gugus aktif dari 2 molekul

monomer yang berbeda berinteraksi dengan melepaskan molekul kecil. Contohnya

H2O. Bila hasil polimer dan pereaksi (monomer) berbeda fase, reaksi akan terus

berlangsung sampai salah satu pereaksi habis. Contoh terkenal dari polimerisasi

kondensasi ini adalah pembentukan protein dari asam amino. Contoh lainnya dapat

dilihat pada reaksi berikut:

Gambar 6. Reaksi Proses Polikondensasi

4. Berdasarkan Jenis Monomer

Berdasarkan jenis monomernya, polimer dibagi menjadi dua kelompok yaitu,

- Homopolimer, yakni polimer yang terbentuk dari penggabungan monomer sejenis

dengan unit berulang yang sama.

- Kopolimer, yakni polimer yang terbentuk dari beberapa jenis monomer yang berbeda.

Kopolimer ini dibagi lagi menjadi empat kelompok yaitu:

a. Kopolimer acak.

Dalam kopolimer acak, sejumlah kesatuan berulang yang berbeda tersusun

secara acak dalam rantai polimer.

- A - B - B - A - B - A - A - A - B - A –

b. Kopolimer silang teratur.

Dalam kopolimer silang teratur, kesatuan berulang yang berbeda berselang

seling secara teratur dalam rantai polimer.

- A - B - A - B - A - B - A - B - A – B – A -

c. Kopolimer blok.

Dalam kopolimer blok kelompok suatu kesatuan berulang berselang - seling

dengan kelompok kesatuan berulang lainnya dalam rantai polimer.

- A - A - A - B - B - B - A - A - A – B –

d. Kopolimer cabang/Graft Copolimer.

Yaitu kopolimer dengan rantai utama terdiri dari satuan berulang yang sejenis

dan rantai cabang monomer yang sejenis.

5. Berdasarkan Sifat Termal

Berdasarkan sifat termalnya, polimer dibagi menjadi 2 yaitu:

- Termoplastik, merupakan polimer yang jika dipanaskan menjadi lunak, tetapi setelah

dingin mengeras kembali dan dapat dibentuk berulang-ulang. Contohnya polietilena,

polipropilena, polistirena, dan PVC

- Termoset, yaitu polimer yang tidak mau mencair atau meleleh jika dipanaskan.

Polimer - polimer termoset tidak bisa dibentuk dan tidak dapat larut karena

pengikatan silang, menyebabkan kenaikan berat molekul yang besar. Beberapa

contoh polimer temoset dapat dilihat pada tabel 1.

Tabel 1. Contoh Polimer Termoset

6. Berdasarkan Aplikasinya

Berdasarkan aplikasinya, polimer dibagi 3 kelompok yaitu:

- Polimer komersial, merupakan polimer yang disintesis dengan biaya murah dan

diproduksi secara besar-besaran. Polimer komersial pada prinsipnya terdiri dari 4

jenis polimer utama yaitu: Polietilena, Polipropilena, Poli vinil klorida, dan

Polisterena. Polietilena dibagi menjadi produk massa jenis rendah (< 0,94 g/cm3),

dan produk massa jenis tinggi (> 0,94 g/cm3). Perbedaan dalam massa jenis ini

timbul dari strukturnya yakni: polietilena massa jenis tinggi secara esensial

merupakan polimer linier dan polietilena massa jenis rendah bercabang. Contoh

beserta kegunaan dari plastik komersial tersebut dapat dilihat pada tabel 2.

Tabel 2. Contoh dan Kegunaan Polimer Komersial

- Polimer teknik, yaitu polimer yang memiliki sifat unggul tetapi harganya mahal.

Polimer jenis ini dipakai terutama dalam bidang transportasi (mobil, truk, pesawat

udara), konstruksi (perumahan, instalasi pipa ledeng, perangkat keras), barang -

barang listrik dan elektronik (mesin bisnis, komputer), mesin - mesin industri dan

barang - barang konsumsi. Contoh dari polimer teknik dapat dilihat pada tabel 3.

Tabel 3. Contoh Polimer Teknik

- Polimer dengan tujuan khusus, yaitu polimer yang memiliki sifat spesifik yang

unggul dan dibuat untuk keperluan khusus. Contohnya adalah polimer untuk alat-

alat kesehatan seperti termometer/timbangan.

7. Berdasarkan Geometri

Berdasarkan geometrinya, polimer dibagi 3 kelompok yaitu:

- Bentuk cis-trans

- Bentuk H-T (Head to Tail dan Head to Head)

- Taktisitas (isotaktik, sindiotaktik, dan ataktik)

8. Berdasarkan Kristalinitas

Berdasarkan kristalinitasnya, polimer dibagi 3 kelompok yaitu:

- Polimer Kristalin

- Polimer Semikristalin

- Polimer Amorf

B. STRUKTUR POLIMER

Arsitektur polimer sangat berpengaruh terhadap sifat-sifat dan perilaku polimer.

Secara umum, polimer dapat dikelompokkan menjadi empat jenis berdasarkan struktur

molekulnya, yaitu:

(1) polimer linear (linear polymer)

(2) polimer bercabang (branched polymer)

(3) polimer berkait (cross-linked polymer)

(4) polimer berjejaring (network polymer).

Polyethylene adalah contoh dari jenis polimer dengan struktur rantai linear dan

bercabang. Struktur rantai tersebut menyebabkan polyethylene berperilaku termoplastik,

yaitu dapat dibentuk menjadi suatu bentuk tertentu dan dikembalikan ke bentuk semula.

Struktur rantai molekul berkait adalah struktur rantai yang khas dari karet yang

memiliki daerah elastis non-linier yang sangat besar. Cross-link atau kaitan antar rantai

dalam hal ini berfungsi sebagai ‘pengingat bentuk’ (shape memory) dari karet. Selain

contoh tersebut, ada juga Bakelite yang merupakan polimer dengan struktur rantai molekul

berjejaring 3 dimensi yang kompleks. Struktur rantai ini sangat keras sehingga polimer

dengan struktur rantai ini akan berperilaku termoset, yaitu menjadi keras secara permanen

pada saat pertama kali didinginkan.

Struktur rantai dari molekul polimer secara jelas dapat dilihat pada gambar 7.

Gambar 7. Struktur Rantai Molekul Polimer

C. IKATAN POLIMER

Ikatan-ikatan dalam polimer dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok, yaitu

ikatan primer dan ikatan sekunder. Ikatan primer dari suatu polimer adalah ikatan kovalen,

yaitu ikatan antar atom dengan cara memakai elektron secara bersama-sama, sebagaimana

diilustrasikan dalam gambar 8. Ikatan-ikatan sekunder yang penting di dalam polimer

misalnya adalah ikatan Van der Waals, ikatan Hidrogen, dan ikatan Ionik. Ikatan primer

kovalen termasuk ikatan antar atom yang sangat kuat, jauh lebih kuat jika dibandingkan

dengan ikatan-ikatan sekunder, 10 hingga 100 kalinya. Kekuatan ikatan primer ganda

antar atom karbon di dalam ethylene (C=C), misalnya besarnya adalah 721 kJ/(g.mol)

sedangkan ikatan antar atom karbon dan hidrogen (C-H) adalah 436 kJ/(g.mol).

Gambar 8. Ikatan Primer Kovalen di Dalam Molekul Ethylene C2H4

REFERENSI

1. Anonim. _________ . Kimia Polimer. [pdf],

(http://usupress.usu.ac.id/files/Polimer;%20Ilmu%20Material_Normal_bab

%201.pdf. diakses pada tanggal 31 Agustus 2014)

2. Maulana, Eka. _________ . Sifat dan Struktur Polimer untuk Material Elektronika

Organik. [pdf], (http://maulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/01/Sifat-dan-Struktur-

Polimer-untuk-Material-Elektronika-Organik.pdf, diakses pada tanggal 31 Agustus

2014)

3. Rohaeti, Eli. _________ . POLIMER. [pdf], (staff.uny.ac.id/sites/default/files/SMA

Polimer.pdf, diakses pada tanggal 31 Agustus 2014)

4. Sutopo, Rahmat. 2008. POLIMER. [pdf],

(rdmymochi.files.wordpress.com/2013/05/polimer.pdf, diakses pada tanggal 31

Agustus 2014)