POLIMER

 Definisi

Polimer atau kadang-kadang disebut sebagai makromolekul, adalah molekul besar yang

dibangun oleh pengulangan kesatuan kimia yang kecil dan sederhana. Kesatuan-

kesatuan berulang itu setara dengan monomer, yaitu bahan dasar pembuat polimer (tabel

1). Akibatnya molekul-molekul polimer umumnya mempunyai massa molekul yang

sangat besar. Sebagai contoh, polimer poli (feniletena) mempunyai harga rata-rata

massa molekul mendekati 300.000. Hal ini yang menyebabkan polimer tinggi

memperlihatkan sifat sangat berbeda dari polimer bermassa molekul rendah, sekalipun

susunan kedua jenis polimer itu sama.

Klasifikasi Polimer Berdasarkan Asalnya

Senyawa-senyawa polimer didapatkan dengan dua cara, yaitu yang berasal dari alam

(polimer alam) dan di polimer yang sengaja dibuat oleh manusia (polimer sintetis).

Polimer yang sudah ada di alam (polimer alam), seperti :

1. Amilum dalam beras, jagung dan kentang

2. Selulosa dalam kayu

3. Protein terdapat dalam daging

4. Karet alam diperoleh dari getah atau lateks pohon karet

Reaksi Polimerisasi

Reaksi polimerisasi adalah reaksi penggabungan molekul-molekul kecil (monomer)

yang membentuk molekul yang besar. Ada dua jenis reaksi polimerisasi, yaitu :  

polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi.

Polimerisasi Adisi

Polimerisasi ini terjadi pada monomer yang mempunyai ikatan tak jenuh (ikatan

1

rangkap dengan melakukan reaksi dengan cara membuka ikatan rangkap (reaksi adisi)

dan menghasilkan senyawa polimer dengan ikatan jenuh.

Mekanisme reaksi :

Atau dapat dituliskan

Contoh :

Pembentukan  Polietena (sintesis)

Polietena merupakan plastik yang dibuat secara sintesis dari monomer etena (C2H4)

menurut reaksi adisi berikut :

Pembentukan Poli-isoprena (alami)

2

Poli-isoprena merupakan karet alam dengan monomer 2-metil-1,3 butadiena. Reaksi

yang terjadi dengan membuka salah satu ikatan rangkap dan ikatan rangkap yang

lainnya berpindah menurut reaksi adisi :

 

Klasifikasi Polimer Berdasarkan Ketahanan Terhadap Panas

Klasifikasi polimer ini dibedakan menjadi dua, yaitu polimer termoplastik dan polimer

termoseting.

1. Polimer termoplastik

Polimer termoplastik adalah polimer yang mempunyai sifat tidak tahan terhadap panas.

Jika polimer jenis ini dipanaskan, maka akan menjadi lunak dan didinginkan akan

mengeras. Proses tersebut dapat terjadi berulang kali, sehingga dapat dibentuk ulang

dalam berbagai bentuk melalui  cetakan yang berbeda untuk mendapatkan produk

polimer yang baru.

Polimer yang termasuk polimer termoplastik adalah jenis polimer plastik. Jenis plastik

ini tidak memiliki ikatan silang antar rantai polimernya, melainkan dengan struktur

molekul linear atau bercabang. Bentuk struktur termoplastik sebagai berikut.

Bentuk struktur bercabang termoplastik.

3

Polimer termoplastik memiliki sifat – sifat khusus sebagai berikut.

o Berat molekul kecil

o Tidak tahan terhadap panas.

o Jika dipanaskan akan melunak.

o Jika didinginkan akan mengeras.

o Mudah untuk diregangkan.

o Fleksibel.

o Titik leleh rendah.

o Dapat dibentuk ulang (daur ulang).

o Mudah larut dalam pelarut yang sesuai.

o Memiliki struktur molekul linear/bercabang.

Contoh plastik termoplastik sebagai berikut.

Polietilena (PE)

Jenis : plastik polyethelene memiliki 2 jenis utama, yaitu LDPE (Low Density

Polyethylene) dan HDPE (hight density  polyethylene). Bentuk bahan : Butiran.

Sifat-sifat umum :

1.      Daya tahan kimianya sangat baik.

2.      Faktor tenaga yang rendah

3.      Ketahanan mekanikal yang rendah

4.      Daya tahan kelembaban uap yang tangguh dan sangat luwes.

Aplikasi : Film dan lembaran untuk kemasan, insulasi kawat dan kabel, pipa,

lapisan, pembalut, mainan anak-anak dan alat-alat rumah tangga, botol plastik,

mainan, bahan cetakan, ember, drum, pipa saluran, dan jas hujan.

4

o Polivinilklorida (PVC) = pipa air, pipa plastik, pipa kabel listrik, kulit

sintetis, ubin plastik, piringan hitam, bungkus makanan, sol sepatu,

sarung tangan dan botol detergen.

o Polipropena (PP)

Bentuk bahan : ButiranSifat-sifat :

1.      Tanpa bau dan warna

2.      Tahan panas

3.      Keras permukaan yang sangat baik

4.      Sangat tahan kimia

5.      Sifat elektrikal yang baik

Aplikasi :

5

o Alat-alat rumah tangga, kesehatan, mainan anak-anak, komponen

elektronika, tabung dan pipa, serat dan filamen pembalut = karung, tali,

botol minuman, serat, bak air, insulator, kursi plastik, alat-alat rumah

sakit, komponen mesin cuci, pembungkus tekstil, dan permadani.

o Polistirena (PS) = Insulator, sol sepatu, penggaris, gantungan baju.

Jenis : General Purpose (GP-PS), High impact (HI-PS) dan Expandable Foam.

Bentuk bahan : Butiran (Granular).

Sifat-sifat umum:

1.      Murah

2.      Mudah diolah

3.      Tahan terhadap bahan kimia

4.      Menjadi lembek dengan bahan hidrocarbon

5.      Bening

6.      Berdaya guna

Aplikasi :

General purpose: untuk botol, kemasan stoples, lampu kristal kotak kaset, tutup

botol, wadah produk, lembaran, mainan anak-anak, dsb.

High Impact: untuk kabinet TV, radio, lemari es, mesin cuci, gantungan baju,

alat elektronika, rumah pita kaset, dsb.

Expandable Foam : untuk busa pelapis sebagai peredam benturan untuk produk

yang dikemas dalam kotak (misal TV, radio, alat ukur dsb.

6

2. Polimer termoseting

Polimer termoseting adalah polimer yang mempunyai sifat tahan terhadap panas. Jika

polimer ini dipanaskan, maka tidak dapat meleleh. Sehingga tidak dapat dibentuk ulang

kembali. Susunan polimer ini bersifat permanen pada bentuk cetak pertama kali (pada

saat pembuatan). Bila polimer ini rusak/pecah, maka tidak dapat disambung atau

diperbaiki lagi.

Polimer termoseting memiliki ikatan – ikatan silang yang mudah dibentuk pada waktu

dipanaskan. Hal ini membuat polimer menjadi kaku dan keras. Semakin banyak ikatan

silang pada polimer ini, maka semakin kaku dan mudah patah. Bila polimer ini

dipanaskan untuk kedua kalinya, maka akan menyebabkan rusak atau lepasnya ikatan

silang antar rantai polimer.

Bentuk struktur ikatan silang sebagai berikut.

7

Sifat polimer termoseting sebagai berikut.

o Keras dan kaku (tidak fleksibel)

o Jika dipanaskan akan mengeras.

o Tidak dapat dibentuk ulang (sukar didaur ulang).

o Tidak dapat larut dalam pelarut apapun.

o Jika dipanaskan akan meleleh.

o Tahan terhadap asam basa.

o Mempunyai ikatan silang antarrantai molekul.

Contoh Polimer Termoseting :

Termos

8

Resin Secara Umum

            Resin atau damar adalah suatu campuran yang kompleks dari ekstret tumbuh-tumbuhan

dan insekta, biasanya berbentuk padat dan amorf dan merupakan hasil terakhir dari metabolisme

dan di bentuk diruang-ruang skizogen dan skizolisigen.

Secara fisis resin (damar) ini biasanya keras, transparan plastis dan pada pemanasan menjadi

lembek atau leleh. Secara kimiawi resin adalah campuran yang kompleks dari asam-asam

resinat, alkoholiresinat, resinotannol, ester-ester dan resene-resene. Bebas dari zat lemas dan

mengandung sedikir oksigen. Karena mengandung zat karbon dalam kadar tinggi, maka kalau

dibakar menghasilkan hangus. Juga ada yang menganggap bahwa resin terdiri dari zat-zat

terpenoid, yang dengan jalan adisi dengan air menjadi damar dan fitosterin. Sifat larut dalam air,

sebagian larut dalam alkohol, larut dalam eter, aseton, petroleum eter, kloroform, minyak

terpenting dan lain-lain minyak. Apabila resin-resin di pisahkan dan di murnikan, biasanya

dibentuk zat padat bis terbakar. Resin ini juga tidak larut dalam air,tetapi larut dalam alkohol

9

dan lain-lain pelarut organik yang membentuk larutan yang apabila di uapkan meninggalkan

sisa yang berupa lapisan tipis seperti vernis (Nadjeeb, 2009).

          Beberapa sifat resin secara umum antara lain:

Secara fisika:

1. Keras

2. Transparan

3. Plastis

4. Lembek/ leleh

Secara kimia, campuran dari:

1. Asam-asam resinat

2. Alkohol rersinat

3. Resino tannol

4. Ester-ester

5. Resen-resen

6. Bebas Zat lemak

7. Sedikit mengandung oksigen dan banyak mengandung karbon.

Resin TermosetResin Termoset dapat dilebur dalam pembuatannya tapi menjadi keras selamanya tidak melunak

dan tidak dapat dicetak ulang.

Contoh resin termoset ialah :

1. Resin Phenol

              Resin phenol, merupakan resin sintetik yang dibuat dengan mereaksikan phenol dengan

formaldehida, wujud nya keras, kuat, awet dan dapat dicetak pada berbegai kondisi.

Bahan ini mempunyai daya tahan panas dan air yang baik dan dapat diberi macam-macam

warna, sering digunakan sebagai bahan pelapis dan laminating, pengikat batu gerinda, pengikat

logam atau gelas, dapat dicetak menjadi kotak, isolator listrik, tutup botol dan tangkai pisau.

10

2. Resin Amino

              Ada 2 jenis resin amino terpenting, yakni: formaldehida urea dan formaldehida

melamin. Resin ini banyak di pasar kan dalam bentuk serbuk, untuk kemudian di cetak,

sedangkan bila bentuk cair (larutan), untuk digunakan sebagai perekat.

Untuk meningkatkan sifat mekanik dan listrik, maka pada melamin ditambahkan bahan pengisi,

sehingga dapat juga digunakan untuk membuat sendok-garpu, bagian busi, tombol-tombol dan

alat cukur. Sedangkan resin urea, dapat dicetak tekan, memiliki permukaan yang keras dan

mempunyai nilai dielektrik yang tinggi dan dapat diberi berbagai warna. Produk yang dihasilkan

dari resin urea adalah: peralatan listrik, kancing, dll. Kedua jenis resin ini banyak juga

digunakan untuk mencegah berkerut dan kusut nya kain katun dan untuk mencegah menyusut

nya kayu.

Resin urea-formaldehid

adalah salah satu contoh polimer yang

merupakan hasil kondensasi urea dengan formaldehid. Polimer jenis ini banyak

digunakan di industri untuk berbagai tujuan seperti bahan adesif (61%), papan fiber

berdensitas medium (27%), hardwood plywood (5%) dan laminasi (7%) pada produk

mebelir (furniture), panel dan lain-lain.

Urea-formaldehid (dikenal juga sebagai urea-metanal) adalah suatu resin atau plastik

thermosetting yang terbuat dari urea dan formaldehid yang dipanaskan dalam suasana

basa lembut seperti amoniak atau piridin. Resin ini memiliki sifat tensile-strength dan

hardness permukaan yang tinggi, dan absorpsi air yang rendah.

Reaksi urea-formaldehid merupakan reaksi kondensasi antara urea dengan formaldehid.

Pada umumnya reaksi menggunakan katalis hidroksida alkali dan kondisi reaksi dijaga

tetap pada pH 8-9 agar tidak terjadi reaksi Cannizaro, yaitu reaksi diproporsionasi

formaldehid menjadi alkohol dan asam karboksilat. Untuk menjaga agar pH tetap maka

dilakukan penambahan ammonia sebagai buffer ke dalam campuran.

11

Resin melamin-formaldehida diperkenalkan di Jerman oleh Henkel pada tahun 1935. Resin

ini termasuk dalam golongan resin amino yang diproduksi melalui reaksi polikondensasi antara

melamin dan formaldehida. Dibanding resin amino lainnya, seperti resin urea-formaldehida,

mempunyai kelebihan yakni transparan; kekerasan(hardeness) yang lebih baik; stabilitas termal

yang tinggi; tahan terhadap  air, bahan kimia, dan goresan;  dan bersifat sebagai flame

retardant.   Dari kelebihan ini, penggunaan resin ini sangat luas, seperti pada industri perekat,

tekstil, laminasi, kertas, pelapisaan permukaan ( surface coatings), moulding dan sebagainya.

3. Resin Furan

                 Resin ini berasal dari hasil pengolahan limbah pertanian, seperti: tongkol jagung dan

biji kapas. Warna produk nya agak tua, tahan air dan mempunyai sifat-sifat listrik yang baik. 

4. Resin Epoksida

                  Resin jenis ini banyak dipakai untuk keperluan: pengecoran, pelapisan, protektor

alat-alat listrik, campuran cat dan sebagai adhesif (perekat/lem).

Karena alasan resin ini tahan terhadap aus dan beban kejut, maka sering juga digunakan untuk

membuat cetakan tekan (metalurgi serbuk), panel sirkuit listrik, dan tangki.

5. Resin Silikon

                 Polimer dengan silikon sebagai bahan dasar, mempunyai sifat yang sangat berbeda

dengan bahan dasar plastik (atom karbon) lain nya. Sifat-sifat spesifik nya adalah: stabilitas

(tahan terhadap suhu tinggi), kedap air, oleh karena itu sering digunakan untuk membuat:

minyak gemuk (fat), resin, perekat dan karet sintetis.

POLIMER YANG TAHAN PANAS

Bahan polimer tahan panas sangat cepat berkembang dalam tahun-tahun

terakhir, tetapi jenis yang diproduksi secara besar-besaran dalam praktek sebagai

material industry relative kurang. Ada poliimid, poliimid amid, polidifenileter, dsb.

12

1. Poliimid

Ini adalah resin yang tahan panas yang dikembangkan oleh Du

Pont, yaitu suatu polimer berantai lurus dengan struktur imid

asam.

1.1 Email pyle ML

Poliamin dibuat dari diamin aromatic dan diamin hidrid aromatik di larutkan

dalma pelarut, yang dipolimerisasi kondensasi menjadi poliimid secara

pembakaran.

1. Sifat-sifat

Diharapkan perubahan dalam sifat mekanik berkurang untuk temperatur dari -

190oC sampai 220oC. Khususnya pada temperatur serendah -190oC, reduksi

dalam modulus tekuk hanya sekitar 50%. Sifat isolasi listrik temperature tinggi,

juga baik. Pada 400oC berat berkurang, tetapi sampai 800oC tak hangus. Bahan

sangat tahan terhadap minyak dan sangat tahan terhadap gas Freon. Namun

demikian, pada temperatur tinggi bahan kurang tahan terhadap alkali dan mudah

terdegradasi.

2. Penggunaan

Bahan digunakan untuk pelapisan email dari kawat, cat yang tahan minyak pada

temperatur rendah dan tinggi.

13

1.2 Film poliamid (Kapton)

Film ini mempunyai ketahanan panas yang tinggi dan sifat isolasi listrik. Sifat

mekanik tak bervariasi banyak dari 195oC sampai 200oC, namun demikian,

dalam air mendidih sifat listrik dan mekanik agak banyak berkurang. Bahan

cukup tahan terhadap iradiasi. Pada sekitar 400oC beratnya agak berkurang,

tetapi tak berubah warna sampai 800oC. Bahan ini digunakan untuk film isolasi

listrik yang tahan panas, film isolasi untuk motor, dan sebagainya.

1.3 Bahan Cetakan (Vespel)

Bahan cetakan poliimid digunakan untuk bahan yang tahan panas dari

komponen mesin listrik dan mesin presisi yang memerlukan gesekan rendah.

Sifat mekanik dan listrik yang stabil dalam daerah yang luas (-195-200oC), dan

masih dapat digunakan sampai 260oC. Untuk waktu yang pendek tahan sampai

400oC. Dalam gas tak aktif, bahan ini dapat digunakan sampai 316oC. Koefisien

gesekannya rendah sehingga memungkinkan dipakai sebagai bahan bantalan.

Bahan tak diserang oleh pelarut biasa, cukup tahan terhadap asam tetapi kurang

tahan terhadap alkali. Blok cetakannya diproses secara mekanik untuk membuat

benda-benda. Karena tahan terhadap iradiasi, maka bahan dipakai untuk alat-alat

radiasi yang digunakan pada temperatur tinggi, komponen listrik yang tahan

panas, roda gigi, bantalan, bahan yang tahan terhadap gas Freon, komponen

reaktor atom, dan sebagainya.

14