Welcome my students

POLIMER

POLIMER ???

poly =banyak mer = bagian

Jadi…Polimer adalah suatu molekul raksasa (makromolekul) yang tersusun dari monomer-monomernya.

MONOMER(Molekul kecil)

POLIMER(Molekul Besar)

Reaksi Polimerisasi

Monomer + monomer + monomer + …..→ Polimer

Jadi reaksi polimerisasi itu apa ???....

Reaksi polimerisasi adalahreaksi pembentukan polimer dari monomer-monomer penyusunnya

Suatu polimer akan terbentuk jika seratus atau seribu unit molekul yang kecil (monomer) saling berikatan dalam suatu rantai

Jenis-jenis monomer yang berikatan membentuk suatu polimer terkadang sama atau berbeda

Penggolongan polimer

Berdasarkan asal

Berdasarkan jenis monomer

Berdasarkan sifatnya terhadap panas

Berdasarkan bentuk susunan rantai

1. Berdasarkan asalnya

Polimer alamadalah polimer yang terdapat di alam dan berasal dari makhluk hidup.

No Polimer Monomer Contoh

1 Pati/amilum

Glukosa Kentang , gandum, ubi

2 Selulosa Glukosa Kayu, kapas

3 Protein Asam amino

Telur, daging, sutera, wol

4 Karet alam

isoprena Getah pohon karet

Polimer sintetikPolimer yang dibuat di pabrik dan tidak terdapat di alam

2. Berdasarkan jenis monomernya 1.Homopolimer:Terbentuk dari

sejenis monomer.Contohnya teflon,

amilum, PVC Strukturnya adalah: ——A – A – A – A – A

——2. Kopolimer:Terbentuk lebih dari sejenis monomer. Contohnya: nilon dan dakron

Kopolimer acakjika susunan monomernya acak-A-B-B-A-B-A-A-A-B-A-B-B-A-

Kopolimer bergantian/ silang teratur/alternasijika dua jenis monomer berselang-seling secara teratur-A-B-A-B-A-B-A-B-A-

Kopolimer blokJika monomer yang satu berkelompok kemudian diselingi dengan kelompok monomer yang lain-A-A-B-B-A-A-B-B-A-A-B-B-

Kopolimer bercabang/cangkokJika polimer rantai utama (lurus) terdiri dari monomer yang sejenis dan rantai cabang polimer juga terdiri dari monomer yang sejenis

Jenis - Jenis Kopolimer

3. Berdasarkan sifatnya terhadap panas

Polimer termoplastik Polimer yang melunak jika di panaskancontoh: polietena, PVC, polipropilena

Polimer termosettingPolimer yang tidak melunak jika dipanaskancontoh: bakelit, yaitu plastik yang digunakan untuk peralatan listrik

Tabel perbedaan sifat polimer termoplastik dan polimer

termosettingPolimer

termoplastikPolimer

termosettingMudah direnggangkan

Keras dan rigid

Fleksibel Tidak fleksibel

Melunak jika dipanaskan

Mengeras jika dipanaskan

Titik leleh rendah Tidak meleleh jika dipanaskan (titik leleh tinggi)

Dapat dibentuk ulang

Tidak dapat dibentuk ulang

4. Berdasarkan bentuk susunan rantai

Polimer Linier, yaitu polimer yang tersusun dengan unit ulang (monomer) berikatan satu sama lainnya membentuk rantai polimer yang panjang.

Polimer Bercabang, yaitu polimer yang terbentuk jika beberapa unit ulang (monomer) membentuk cabang pada rantai utama.

Polimer Berikatan Silang (Cross – linking), yaitu polimer yang terbentuk karena beberapa rantai polimer saling berikatan satu sama lain pada rantai utamanya.

Polimer

Berdasarkan asal

Polimer alami

Polimer sintetik

Berdasarkan jenis monomer

Homopolimer

kopolimer

Acak

Bergantian

Blok

Bercabang

Berdasarkan sifatnya terhadap panas

Polimer termoplastik

Polimer termosetitng

Berdasarkan bentuk susunan rantai

Polimer linier

Polimer bercabang

Polimer berikatan silang

Penggolongan Polimer

Sifat-sifat Polimer

Sifat termal

Sifat kelenturan

Sifat ketahanan terhadap mikroorganisme

Sifat-sifat Polimer

Sifat termalSifat termal adalah sifat yang dimiliki polimer, apabila polimer itu dipanaskan. Ada polimer yang menjadi lunak jika dipanaskan dan ada yang menjadi keras jika dipanaskan

Sifat kelenturanKelenturan setiap polimer berbeda. Polimer sintetik umumnya dibuat lebih kuat dan lentur sesuai dengan kebutuhan.

Sifat Ketahanan terhadap mikroorganismePolimer alam tidak tahan terhadap mikroorganisme sedangkan polimer sintetik lebih tahan terhadap mikroorganisme

•Panjang rantai/jumlah monomer

•Gaya antar molekul

•Tingkat percabangan pada rantai

•Ikatan silang antar rantai

Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat polimer

Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat polimer

Panjang rantai/jumlah monomerkekuatan dan titik leleh polimer akan naik dengan bertambah panjangnya rantai polimer

Gaya antar molekulBila gaya antar molekul pada rantai polimer besar, maka polimer menjadi kuat dan sukar meleleh

Tingkat percabangan pada rantaiadanya banyak cabang akan membuat susunan rantai-rantai polimer menjadi tidak teratur. Hal ini akan mengurangi kerapatan dan kekerasan polimer.

Ikatan silang antar rantaiIkatan silang antar rantai menyebabkan terjadinya jaringan yang lebih kaku dan membentuk bahan yang keras.Makin banyak ikatan silang, polimer makin kaku dan mudah patah.

Penjelasan Ikatan silang antar rantai

Polimer termoplastik umumnya tidak mempunyai ikatan silang, namun hanya terdiri dari molekul-molekul rantai lurus atau bercabang, sehingga lebih mudah direnggangkan dan lebih mudah meleleh.

Sebaliknya, polimer termosetting terdiri atas ikatan silang antar rantai yang kuat, sehingga bersifat keras dan sulit meleleh.

Reaksi Pembentukan Polimer (Polimerisasi)

Polimerisasi adisi

Polimerisasi kondensasi

Polimerisasi Adisi

Polimerisasi adisi adalah reaksi pembentukan polimer dari monomer yang berikatan rangkap (ikatan tak jenuh)

Ciri-ciri polimerisasi adisi:Monomernya memiliki ikatan rangkapPolimer merupakan satu-satunya produk yang dihasilkan (tidak ada hasil samping)

Monomer + monomer + monomer + …..→ Polimer

Tata Nama PolimerNama Lazim

Nama Dagang

Nama umum

Nama IUPAC

Nama LazimUntuk Polimer Hasil Polimerisasi Adisi

Homopolimer

Kopolimer

Untuk Polimer Hasil Polimerisasi Kondensasi

Nama Lazim

Untuk Polimer Hasil Polimerisasi AdisiPenamaan didasarkan pada nama monomer penyusun polimer

1. Homopolimera. Nama monomer terdiri dari 1 kata

Penamaan: Poli + nama monomerContoh: Monomer Polimer

Etena PolietenaPropilena Polipropilena Stirena PolistirenaTetrafluoroetena

Politetrafluoroetena

b. Nama monomer terdiri lebih dari 1 kata

Penamaan: Poli (nama monomer)Contoh:

Monomer PolimerMetil metakrilat Poli(metil

metakrilat)Vinil asetat Poli(vinil asetat)Vinil klorida Poli(vinil klorida)Metil vinil keton Poli(metil vinil

keton)

2. Kopolimer

Monomer PolimerX,Y Kopolimer X-Y

atau Poli ( X-ko-Y)Akrilonitril dan Stirena

Kopolimer akrilonitril-stirena Poli(akrilonitril-ko-stirena)

Untuk Polimer Hasil Polimerisasi KondensasiPenamaan didasarkan pada nama unit ulang penyusun polimerContoh:

Nama Unit Ulang Nama PolimerEtilen tereftalat Poli(etilen tereftalat)Heksametilen adipamida

Poli(heksametilen adipamida)

Diberikan oleh pabrik/produsenJadi satu bahan polimer yang sama bisa saja mempunyai dua atau lebih nama dagang karena dihasilkan oleh pabrik yang berbeda Contoh: Poli(etilen tereftalat) mempunyai nama dagang:

Nama Dagang

Nama dagang Pabrik Dacron DupontKodel Eastman Chemical

ProductsCelanar Celanese Plastic

Nama Umum

Dikelompokkan berdasarkan kelasnya yaitu polimer yang mempunyai unit kimia karakteristik yang sama

Unit kimia karakteristik

Nama umum

Poliamida Poliester

Nama umum yang merupakan istilah khususNilon 6,6 → didasarkan pada jumlah atom C monomer

penyusun 6 atom C dari monomer 1 (asam adipat)6 atom C dari monomer 2 (heksametilendiamina)

C N

HO

C

O

O

Didasarkan pada nama struktur unit dasar atau unit ulang konstitusi (CRU= Constitusional

Structural Unit)Aturan: Pengidentifikasian unit struktural terkecil (CRU) Sub unit CRU ditetapkan prioritasnya

berdasarkan titik pengikatan dan ditulis prioritasnya menurun dari kiri ke kanan

 Substituen-substituen diberi nomor dari kiri ke kanan

Penamaan: Poli(nama CRU)

Nama IUPAC

Struktur Rantai Polimer

Polimer KristalinPolimer yang susunan rantainya teratur karena adanya ikatan antar rantai yang kuatPolimer AmorfPolimer yang susunan rantainya acak karena tidak adanya ikatan antar rantai yang kuat

Pada umumnya polimer bersifat semikristalin, artinya sebagian rantai bersifat kristalin dan sebagian lagi amorf

Faktor-faktor yang mempengaruhi kekristalan polimer

1. Larutan polimerJika larutan polimer encer maka jarak antara 1 molekul dengan molekul lain dalam rantai polimer berjauhan akibatnya ruang rantai polimer tidak bersifat kristalJika polimer pekat, maka jarak antara molekulnya saling berdekatan sehingga mengakibatkan keteraturan ruang yang lebih bersifat kristal

2. Gaya antar rantai- Ikatan Hidrogen- Gaya London- Efek Induksi

Jika gaya antar rantai kuat, maka polimer bersifat kristalinJika gaya antar rantai lemah, maka polimer bersifat amorf

3. TaksisitasTaksisitas adalah keteraturan letak gugus tertentu terhadap bidang rantai utamaTaksisitas

Isotaktik

Sindiotaktik

Ataktik

IsotaktikPolimer yang gugus R nya berada pada sisi yang sama terhadap bidang rantai utama

C CH2

R

H

C CH2

R

H

C CH2

R

H

C CH2

R

H

C

R

H

Isotaktik

SindiotaktikPolimer yang gugus R nya berada pada sisi yang berselang seling terhadap bidang rantai utama

C CH2

R

H

C CH2 C CH2

R

H

C

R

CH2 C

R

H

H H

R

Sindiotaktik

Ataktik Polimer yang gugus R nya berada pada sisi yang tidak menentu terhadap bidang rantai utama

C CH2 C CH2 C CH2

R

H

C

R

CH2 C

R

H

H H

R

H

R

Ataktik

Berdasarkan modulus (kekakuan) strukturnya polimer industri dibagi menjadi:1. Serat2. Plastik3. Karet (Elastomer)Serat mempunyai modulus tertinggi, setelah itu plastik, dan karet yang paling rendah.

POLIMER-POLIMER INDUSTRI

1. PLASTIK

Polimer yang termasuk plastik memiliki sifat plastis, artinya dapat ditarik tetapi tidak kembali kebentuk semula jika dilepaskan.

Jenis Plastik Struktur Monomer

Struktur Polimer Sifat Kegunaan

Polietilena (Polietena)

Tidak tahan panas

Kantong plastik, jas hujan, ember,

Polipropilena Lebih kuat dibanding polietilena

Karung, tali, botol

Teflon (Politetrafluoroetilena=PTFE)

Tahan panas, kuat, tidak dapat terbakar, anti lengket

pelapis panci anti lengket, pelapis tangki pabrik kimia

PVC(Polivinil klorida)

Keras, kuat Pipa, pelapis lantai, selang

Polistirena Kaku, keras Stirofoam, gelas minuman ringan, kemasan makanan, pengepakan

PMMA(Polimetilmetakrilat)

Bening, keras, tapi ringan

Kaca jendela pesawat, lampu belakang mobil

CH2CH2

CH3CH2 CH2

CF2 CF2

CH2 CHCl

CH2 CHC6H5

CH2 CCH3

COCH3

CH2 CH2n

CF2 CF2n

CH2 CHn

Cl

CH2 CHn

C6H5

CH2 Cn

COCH3

CH3

CH CH2

CH3n

HDPE dan LDPE

HDPE: High Density Polietilen/ polietilen densitas tinggi

HDPE terdiri dari molekul rantai lurus sehingga tersusun lebih rapat , dengan demikian ikatan antar molekulnya lebih kuat dan sifat fisisnya menjadi lebih kaku.

Penggunaan HDPE : botol plastik, botol deterjen, dan mainan

LDPE: Low Density Polietilen/ polietilen densitas rendahLDPE mempunyai beberapa rantai cabang sehingga susunan molekulnya kurang rapat. LDPE mempunyai titik leleh lebih rendah dan lebih plastis dibanding HDPE.Penggunaan LDPE: kantong plastik, kemasan makanan

Perbedaan HDPE dan LDPEHDPE LDPE

- High density polyethylene (Polietilen densitas tinggi)

- Low density polyethylene (Polietilen densitas rendah)

- Molekul rantai lurus dan tersusun rapat

- Molekul bercabang dan kurang rapat

- Lebih kuat dan kaku - Lebih bersifat plastis- Titik leleh tinggi - Titik leleh rendah

Arti Logo Pada Kemasan Plastik

Arti Logo Pada Kemasan Plastik

Simbol Singkatan Nama lengkap dan kegunaan Keterangan

PET/PETE Polyethylene terephtalateBotol minuman dan wadah makanan

Hanya sekali pakai

HDPE High Density Polyethylenebotol susu, botol cairan pencuci (sabun cuci), galon

Hanya sekali pakai

PVC Polyvinyl Chloridebotol minuman, botol sampo, plastik wrap

Hindari penggunaan pada makanan

LDPE Low Density PolyethyleneTas jinjing, kantong plastik, dan kemasan makanan

Aman digunakan pada makanan

PP PolypropyleneTempat margarin, wadah makanan yang cocok untuk microwave, botol kosmetik

Aman digunakan pada makanan

PS PolystyreneStirofoam, kemasan makanan, komponen pelindung elektronika.

Hindari penggunaan pada makanan

Lainnya Jenis plastik lain yang tidak termasuk jenis plastik di atas, Terdiri dari PC - polycarbonate, SAN – styrene acrylonitrile, ABS - acrylonitrile butadiene styrene, dan Nylon.tempat makanan dan minuman seperti botol minum olahraga, suku cadang mobil, alat-alat rumah tangga, komputer, alat-alat elektronik, dan plastik kemasan.

PC hindari digunakan pada makanan

SAN dan ABS Sangat baik digunakan pada makanan

Bahan Tambahan (Bahan aditif) pada Pembuatan Plastik

Penstabil (Stabilizer) Pewarna (Colorant)

1. Penstabil (Stabilizer)

Stabilizer berfungsi untuk mempertahankan produk plastik dari kerusakan, baik selama proses, dalam penyimpanan maupun aplikasi produk.

Jenis bahan penstabil terbagi 3 yaitu :a. Penstabil panas (heat stabilizer)b. Penstabil terhadap sinar ultra violet (UV Stabilizer) c. Antioksidan.

UV stabilizerUV stabilizer berfungsi mencegah kerusakan barang plastik akibat pengaruh sinar matahari. Hal ini dikarenakan sinar matahari mengandung sinar ultra violet dengan panjang gelombang 3000-4000A yang mampu memecah sebagian besar senyawa kimia terutama senyawa organik.

AntioksidanAntioksidan berfungsi mencegah atau mengurangi kerusakan produk plastik karena pengaruh oksidasi yang dapat menyebabkan pemutusan rantai polimer.

Tanda-tanda yang terlihat apabila produk plastik rusak adalah :

1. Polimer menjadi rapuh2. Sifat kuat tarik polimer berkurang3. Terjadi retak-retak pada permukaan

produk4. Terjadi perubahan warna5. Kecepatan alir tidak stabil dan

cenderung menjadi lebih tinggi

2. Pewarna (Colorant)

Bahan pewarna berfungsi untuk meningkatkan penampilan dan memperbaiki sifat tertentu dari bahan plastik.

Pertimbangan yang perlu diambil dalam memilih warna yang

sesuai meliputi :

1) Aspek yang berkaitan dengan penampilan bahan plastik selama pembuatan produk warna, meliputi daya gabung, pengaruh sifat alir pada sistem dan daya tahan terhadap

panas serta bahan kimia.

2) Aspek yang berkaitan dengan produk akhir, antara lain meliputi ketahanan terhadap cuaca, bahan kimia dan solvent.

Pewarna (Colorant)

Dyes

Pigment

Klasifikasi pewarna (Colorant)1. Dyes

Bahan ini larut dalam bahan plastik sehingga menjadi satu sistem dan terdispersi secara merata setelah melalui proses pencampuran. Dyes mempunyai ketahanan panas kurang baik dan dapat mengalami migrasi (bergerak ke permukaan) sehingga mengurangi daya tarik dan kadang-kadang dapat meracuni kulit. Penggunaan dyes dalam plastik jumlahnya terbatas.

2. Pigment Bahan ini tidak larut dalam bahan plastik

tetapi hanya terdispersi diantara rantai molekul bahan plastik tersebut.

Pencampuran bahan tersebut dengan bahan plastik kadang-kadang memerlukan teknologi dan peralatan khusus.

Derajat disperse pigmen dalam bahan plastik tergantung pada suhu, waktu pencampuran dan alat pencampur serta ukuran partikel pigmen dan berat molekul bahan plastik.

Pigment

Pigment anorganik

Pigment organik

a. Pigmen Anorganik Sifat: Mempunyai molekul yang lebih besar Luas permukaanya lebih kecil Permukaannya buram karena menyebarkan

sinar. Contoh pigment anorganik:

titanium dioksida yang memberi warna putih,

besi oksida memberi warna kuning, coklat, merah dan hitam,

cadmium yang memberi warna kuning terang dan merah, dll.

b. Pigmen organik Pigmen organik ukuran partikelnya lebih kecil, warna lebih kuat, dan dispersinya lebih mudah namun harganya lebih mahal.

Penjelasan Ikatan hidrogen Gaya London Efek Induksi

BERAT MOLEKULAR DAN DISTRIBUSI BERAT MOLEKULAR POLIMER

Manfaat berat molekular rata-rata polimer

Menentukan aplikasi polimer tersebut

Sebagai indikator dalam sintesa dan proses pembuatan produk polimer

Studi kinetika reaksi polimerisasi Studi ketahanan produk polimer dan

efek cuaca terhadap kualitas produk

POLIMER-POLIMER INDUSTRI

1. Plastik

Plastik adalah polimer yang bersifat plastis artinya mudah

Contoh: polietilen, PVC,

2. Serat

Serat adalah polimer yang mempunyai gaya regang tinggi di sepanjang sumbunya. Serat merupakan polimer seperti benang yang dapat ditenun menjadi kain

Contoh: selulosa, nilon, dakron,

3. Elastomer

Elastomer adalah polimer yang bersifat lentur, yaitu mudah berubah bentuk dan mudah kembali ke bentuk asalnya.

contoh: karet alam dan karet sintetik

5. Berdasarkan aplikasinya Polimer komersial

Polimer yang disintesis dengan biaya murah dan diproduksi secara besar-besarancontoh: polietilena, PVC, polipropilena

Polimer teknikPolimer yang memiliki sifat unggul tetapi harganya mahalcontoh: polimer-polimer untuk bidang transportasi, konstruksi, alat elektronik