7/30/2019 Polimer Hybrid

1/4

POLIMER HYBRID

Istilah polimer mengandung arti perulangan gugus kimia, dimana setiap gugusnya terdiri dari

sekumpulan atom atau molekul. Jenis polimer sangat banyak dan beragam, oleh karena itu

dikelompokan berdasarkan beberapa jenis kriteria. Kriteria pengelompokan tersebut

diantaranya adalah berdasarkan jenis atom penyusunnya, mekanisme proses polimerisasi, danjenis aplikasinya. Berdasarkan jenis atom penyusunnya, dikelompokan menjadi polimer

organik, biopolimer, dan polimer anorganik. Berdasarkan mekanisme polimerisasinya,

dikelompokan menjadi polimer kondensasi dan polimer adisi. Sedangkan berdasarkan jenis

aplikasinya, polimer dikelompokan menjadi polimer plastik, elastomer, dan fiber [Catatan

Kul iah Polimer, Dr. Fi tril awati].

Polimer hibrid merupakan jenis polimer yang unit perulangannya terdiri dari kombinasi

molekul organik dan anorganik. Polimer hibrid terdiri dari dua jenis, yaitu ORMOCER

(organic modified ceramics) dan CERAMER (ceramic polymer). Polimer hibrid jenis

ORMOCER, rantai utamanya terdiri dari susunan bahan anorganik, sedangkan pada rantai

sampingnya terdapat gugus bahan organik. Sebaliknya untuk jenis CERAMER, rantai

utamanya terdiri dari susunan bahan organik dan pada rantai cabang terdapat gugus anorganik

[Disertasi, Samuel Obi , 2006].

Pada gambar di bawah tampak skematik komponen pembentuk polimer hibrid. Komponen

pembentuk polimer hibrid, terdiri dari bahan-bahan yang sudah umum dan banyak

dimanfaatkan dalam beragam aplikasi, yaitu silikon, polimer organik, dan keramik. Silikon

memiliki sifat elastik, resistan terhadap senyawa kimia atau oksidan, dan stabil terhadap suhu

tinggi. Silikon banyak dipakai di dalam bidang medis, dan pada peralatan yang bekerja pada

suhu tinggi. Polimer organik memiliki sifat kuat atau tidak mudah patah, sangat fungsional

untuk berbagai jenis aplikasi teknologi, dan mudah dalam proses fabrikasinya. Aplikasipolimer organik sangat luas, dari mulai peralatan rumah tangga sampai peralatan teknologi

canggih. Selain itu, polimer organik memiliki peranan penting dalam teknologi pengemasan,

khususnya untuk pengemasan berbagai peralatan elektronika. Sedangkan keramik, tersusun

dari bahan anorganik dan memiliki beberapa sifat unggul yaitu kuat, stabil terhadap pengaruh

suhu atau zat kimia, dan bersifat transparan. Bahan keramik banyak diaplikasikan untuk

peralatan rumah tangga khususnya tempat-tempat makanan, kaca jendela, penyekat, dan

banyak lagi aplikasi lainnya [Buku Prinsip Dasar Polimer H ibr id, 2009].

Skematik komponen pembentuk polimer hibrid

http://blogs.phys.unpad.ac.id/sahrul/files/2011/01/komponen-PH.png

7/30/2019 Polimer Hybrid

2/4

Polimer hibrid merupakan gabungan dari ketiga komponen bahan tersebut di atas yaitu

silikon, polimer organik, dan bahan keramik atau kaca. Bahan polimer hibrid memiliki

kombinasi sifat fisis dari ketiga komponen penyusunnya. Secara umum, polimer hibrid

memiliki sifat gabungan dari bahan organik dan bahan anorganik. Bahan organik memiliki

keunggulan dalam proses fabrikasi, karena dapat dilakukan pada suhu ruang dengan

menggunakan teknologi yang tidak terlalu mahal. Namun, bahan tersebut memilikikelemahan dalam hal kekuatan mekanik dan kestabilan termal. Sebaliknya, bahan anorganik

memiliki kelebihan dalam hal sifat termal dan mekanik, tetapi proses fabrikasinya

memerlukan peralatan yang tidak sederhana dan mahal. Dengan demikian, kombinasi kedua

sifat bahan tersebut diharapkan akan memunculkan sifat unggul dari bahan polimer organik

dan anorganik yang menyatu dalam polimer hibrid [Proceding Seminar Fisika dan

Apli kasinya, I TS 2009].

Polimer hibrid memiliki aplikasi yang luas. Aplikasi tersebut bergantung pada modifikasi

sifat dan struktur yang dilakukan, yaitu melalui penambahan bahan lain yang disebut doping.

Telah dilaporkan bahwa polimer hibrid dapat dimodifikasi dengan senyawa zirconium

propoxide sehingga menjadi bahan yang memiliki nilai indeks bias yang cukup tinggi dandapat diaplikasikan sebagai pandu gelombang. Polimer hibrid juga telah dimodifikasi dengan

senyawa titanium isopropoxide sehingga dihasilkan bahan yang memiliki absorbansi yangcukup kuat pada daerah ultra violet sehingga dapat diaplikasikan sebagai bahan dasar coating

[Optical M ater ial s 27 (2005), J Sol-Gel Sci Technol (2008), J Mater Sci: Mater E lectron

(2007)]. Polimer hibrid dapat juga diaplikasikan sebagai bahan luminesen dengan

menambahkan kromofor seperti dye laser, unsur tanah jarang atau logam kompleks.

Penelitian tentang bahan luminesen menggunakan bahan polimer hibrid yang dimodifikasi

dengan unsur tanah jarang telah dilakukan di lab Fisika Material FMIPA Unpad. Bahan

lumineses yang digunakan adalah Eu(DBM)3 yang mengemisikan cahaya merah. Polimer

hibrid yang telah dicampur dengan Eu(DBM)3 dibuat dalam bentuk film. Hasil pengukuran

luminesen tampak munculnya puncak emisi pada 580 nm, 614 nm, dan 703 nm. Munculnya

puncak-puncak emisi tersebut berasal dari bahan Europium yang memiliki transisi elektronik

komplek [P. Pitr iana dkk, ICMNS 2008].

Jenis polimer hibrid yang menjadi bahan kajian di Lab Fisika Material Jurusan Fisika FMIPA

UNPAD adalah yang berbasis siloksan. Rantai utama terdiri dari perulangan Si (silikon) dan

O (oksigen), sedangkan rantai cabang mengandung gugus metakrilat. Kehadiran gugus

metakrilat akan memengaruhi sifat kelarutan polimer hibrid menjadi lebih mudah melarut

dalam pelarut organik. Hal tersebut sangat menguntungkan karena teknik pemrosesannya

dapat dilakukan secara kimia melalui proses pelarutan. Selanjutnya untuk pembuatan divais

dapat dilakukan dengan teknik sederhana seperti spin coating, dip coating, atau spraying.Dalam penelitian di jurusan Fisika FMIPA UNPAD, polimer hibrid diperoleh dengan cara

sintesis dari monomer 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (TMSPMA). Struktur kimia

molekul TMSPMA ditampilkan pada di bawah ini [P. Pitr iana dkk, International Seminar

on Chemistry 2008].

7/30/2019 Polimer Hybrid

3/4

Struktur kimia molekul TMSPMA

Proses sintesis polimer hibrid terdiri dari dua tahapan proses yaitu polimerisasi bagian

anorganik dan dilanjutkan dengan polimerisasi bagian organik. Proses polimerisasi bagian

anorganik dilakukan dengan teknik sol-gel sedangkan polimerisasi bagian organik dilakukandengan teknik foto polimerisasi. Teknik sol-gel merupakan proses pembentukan suspensi

koloid (sol) dan pembentukan rantai anorganik yang disertai perubahan fasa menjadi gel.

Hasil proses tersebut merupakan prekursor polimer hibrid. Secara skematik, reaksi kimia

selama proses sol-gel dan proses foto polimerisasi diperlihatkan pada gambar di bawah ini.

Skematik reaksi kimia pada proses sol-gel dan foto polimerisasi

Proses foto polimerisasi berkaitan dengan pembentukan polimer organik pada rantai bagiancabang.Proses foto polimerisasi diawali dengan pembentukan gugus radikal yang dipicu oleh

inisiator.Dengan bantuan energi cahaya, inisiator akan berubah menjadi radikal dan

menyerang gugus metakrilat.Proses tersebut akan memutus ikatan rangkap C=C sehingga

gugus metakrilat menjadi reaktif dan akan bereaksi dengan gugus metakrilat yang lain

[Appl ied Sur face Science 186 (2002)].

Proses perpanjangan rantai polimer (propagasi) akan terus berlangsung sampai terjadi

terminasi yaitu saat bertemu dengan gugus radikal yang lain. Proses foto polimerisasi tersebut

sangat dipengaruhi oleh konsentrasi inisiator, intensitas cahaya, dan waktu penyinaran.Jenis

foto inisiator yang dapat digunakan diantaranya adalah IRGACURE-819 dan IRGACURE-

369. Proses pembentukan radikal pada inisiator yang berlangsung dengan bantuan energi

cahaya, secara skematik diperlihatkan pada gambar di bawah ini.

http://blogs.phys.unpad.ac.id/sahrul/files/2011/01/fig-1b1.pnghttp://blogs.phys.unpad.ac.id/sahrul/files/2011/01/TMSPMA.pnghttp://blogs.phys.unpad.ac.id/sahrul/files/2011/01/fig-1b1.pnghttp://blogs.phys.unpad.ac.id/sahrul/files/2011/01/TMSPMA.png

7/30/2019 Polimer Hybrid

4/4

Proses pembentukan radikal pada inisiato

http://blogs.phys.unpad.ac.id/sahrul/files/2011/01/IRG-369b.png