MATERIAL POLIMER

DEPARTEMEN METALURGI DAN MATERIAL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA

SATUAN ACARA PENGAJARAN

3-Feb-09

Definisi dan Konsep Dasar Polimer Sejarah Penemuan dan Aplikasi terkini Gaya-gaya molekular dan ikatan-

ikatan kimiawi dalam polimer

Definisi dan Konsep Dasar Polimer

Definisi dan Konsep Dasar Polimer

Istilah PLASTIK dan POLIMER seringkali dipakaisecara bergantian Faktanya, plastik adalah suatu material rekayasa yang tidak sederhana dalam struktur molekulnyamelainkan memiliki komposisi yang rumit,yg dgnsengaja diatur untuk memenuhi aplikasi – aplikasispesifik yang diinginkan.

PLASTIK = POLIMER + ADITIF

PLASTIK = POLIMER + ADITIF

Aditif adalah material yang ditambahkan untukmeningkatkan kemampuan (properties) daripolimer

Jenis-jenis aditif:

(i) bahan pengisi (filler)(ii) penstabil (stabilizer) (iii) pewarna (colorants)(iv) penghambat nyala/api (flame retardant)

(v) pemlastik (plasticizer)(vi) pelumas (lubricant)(viii) dll

KARAKTERISTIK UMUM POLIMER

• Densitas yang rendah, dibandingkan dengan logam dan keramik.

• Rasio kekuatan terhadap berat (strength to weight) yang baik untuk beberapa jenis polimer.

• Ketahanan korosi yang tinggi.

• Konduktivitas listrik dan panas yang rendah.

MENGAPA POLIMER PENTING?

Plastik dapat difabrikasi dengan cetakan menjadi bentuk-

bentuk yang rumit, umumnya tanpa proses pengerjaan

lanjutan:

Atas dasar kriteria volumetric basis, polimer:• sangat kompetitif dalam hal harga dibandingkan

logam.• umumnya membutuhkan energi proses yang lebih

sedikit dibandingkan logam.

Beberapa jenis plastik adalah sangat transparan seperti

polymethyl methacrylate PMMA atau akrilik, yang

sangat kompetitif dibandingkan dengan gelas/kaca.

KETERBATASAN POLIMER SEBAGAI MATERIAL REKAYASA:

Kekuatan yang relatif lebih rendah daripada logam dan keramik.

Kekakuan yang rendah. Temperatur penggunaan terbatasi hanya beberapa ratus

derajat C saja. Perilaku viskoelastis, merupakan keterbatasan khusus

dalam aplikasi struktur penanggung beban. Beberapa jenis polimer mengalami degradasi ketika di-

ekspos dalam cahaya matahari dan radiasi lainnya.

KLASIFIKASI POLIMER

Secara umum, polimer dibagi menjadi 2 (dua) kategori: PLASTIK dan KARET.

Berdasarkan kriteria material rekayasa, polimer dikelompokkan menjadi 3 (tiga) kategori:

1. TERMOPLASTIK

2. TERMOSET

3. ELASTOMER

dimana (1) dan (2) adalah plastik; sementara (3) adalah karet

Elastomer

Dewasa ini sangat banyak terdapat polimer sintetis. Sifat-sifat dan kemampuan mereka ditentukan oleh formulasi kimia molekul penyusun dan struktur ikatan primer/sekunder antar rantai-rantainya

KLASIFIKASI POLIMER

TERMOPLASTIK:

Berupa material padatan pada temperatur ruang tetapi berubah menjadi cairan kental ketika dipanaskan pada temperatur beberapa ratus derajat saja.

Karakteristik ini menyebabkan termoplastik mudah dan ekonomis difabrikasi menjadi beragam bentuk.

Dapat diberikan siklus pemanasan-pendinginan berulang kali tanpa degradasi berarti.

Contoh: Polyethylene (PE), polyvinylchloride (PVC), polypropylene (PP), polystyrene (PS), dan nylon

TERMOSET:

Tidak dapat menerima siklus pemanasan-pendinginan seperti termoplastik:

• Ketika dipanaskan pada tahap awal, termoset melunak dan mampu mengalir di dalam cetakan.

• Tapi pada temperatur yang tinggi, terjadi reaksi kimia yang mengeraskan material sehingga akhirnya menjadi padatan yang tidak mampu lebur kembali (infusible solid).

• Jika dipanaskan ulang, tidak mampu melunak kembali melainkan akan terdegradasi menghasilkan arang.

Contoh: phenolics, epoxies, dan beberapa jenis polyesters

ELASTOMER: Material yang mampu memanjang secara elastis ketika

dikenakan tegangan mekanis yang relatif rendah. Lebih umum dikenal sebagai karet (rubber). Beberapa elastomer dapat diregangkan hingga 10 kali

lipat dan masih mampu kembali sempurna ke ukuran asal.

Meskipun perilakunya cukup berbeda dengan termoset, namun elastomer memiliki struktur yang lebih mirip dengan termoset, dibandingkan dengan termoplastik.

Contoh: • Karet alam: vulcanized natural rubber.• Karet sintetis: Styrene-Butadiene (SBR), Nitrile

butadiene rubber (NBR), Silicone rubber.

Bila semua monomer adalah dari jenis yang sama, maka polimer yang dihasilkan disebut homopolimer. Sedangkan bila polimer tersebut disusun oleh lebih dari satu jenis monomer maka hasilnya disebut kopolimer.

HOMOPOLIMER DAN KOPOLIMER

Beberapa faktor molekuler yang mengontrol perilaku dan sifat-sifat polimer, baik dalam kondisi padatan maupun lelehan, adalah:

1. KOMPOSISI KIMIA MOLEKUL;

2. STRUKTUR SUSUNAN MOLEKUL;

3. UKURAN/BERAT MOLEKUL;

PERILAKU DAN SIFAT POLIMER