TUGAS Paper Kimia Konstruksi Polimer (2)
-
Upload
henry-wijaya -
Category
Documents
-
view
61 -
download
5
Transcript of TUGAS Paper Kimia Konstruksi Polimer (2)
TUGAS
Ilmu Kimia dan Bahan
Bahan Konstruksi Polimer
Ricky Bunawan
Timotius Hazel
Henry Wijaya
Fakultas Teknik Sipil 2015
Universitas Tarumanagara
Kata Pengantar
Puji dan syukur diucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan
rahmat-Nya, maka laporan makalah tentang Bahan Konstruksi Polimer ini dapat
terselesaikan dengan baik.
Tugas ini dibuat dalam rangka memenuhi tugas yang diberikan oleh Ibu Dra. Taty
Ruslianty , Apt. , M.Si. Paper ini disusun untuk membantu proses pembelajaran
mahasiswa khususnya untuk mahasiswa Teknik Sipil.
Makalah ini berisi tentang polimer, struktur polimer, sifat –sifat polimer,
definisi dan konsep dasar polimer, serta proses pembuatannya yang didapat dari
berbagai buku dan berbagai referensi.
Saya sangat berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah
wawasan serta pengetahuan kita tentang Polimer.
Semoga paper sederhana ini dapat dipahami bagi siapapun yang membacanya.
Sekiranya paper yang telah saya susun ini dapat berguna bagi saya sendiri maupun
orang yang membacanya.
Oleh sebab itu, Saya mohon maaf bila ada kesalahan dalam membuat paper
ini,saya berharap adanya kritik, saran dan usulan demi kebaikan kami dalam
membuat paper untuk yang selanjutnya.
Jakarta,....Agustus 2015
Tim Penulis
Daftar Isi
Daftar Gambar
Bagan Terbentuknya Ikatan Atom Polymer
Masing-masing atom menjadi satu dengan Ikatan Van Der Walls
Terbentuknya rantai panjang salig menyusun dirinya sendiri
Perubahan monomer menjadi polimer
Metoda umum industri polimer
Proses produksi polietilen
Bab 1. Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
Polimer adalah bahan organik dengan ciri molekul raksasa
yang emmiliki berat molekul lebih besar dari 1.000.000. g/g
mol. Pembentukan molekul raksasa ini terjadi karena adanya
suatu proses penggabungan dari molekul-molekul kecil.
Umunya suatu bahan Polymer dibangun oleh satuan struktur.
Tersusun secara berulang dan diikar dengan gaya tarik
menarik yang kuat dengan ikatan kovalen, ikatan atom bahan
polymer dapat berupa ikatan-ikatan :
1.Ikatan Ion
2.Ikatan Logam
3.Ikatan Hidrogen
4.Ikatan Van Der Walls.
Bahan Polysmer tidak dapat berfusi, tetapi terurai akibat
perubahan suhu tanpa penguapan pada akhirnya berubah
menjadi karbon.Nama Polymer adalah jabaran dari kata-
kata : Poly yang berarti banyak dan Meros atau Mer berarti
Ruangan, jadi Polymer berarti banyak ruang.
1.2. Sifat Umum
Bahan polymer memiliki sifat-sifat yang berbeda
dibandingkan dengan bahanorganik lain. Polymer memiliki
berat molekulrendah yang berubah menjadi bahan cair
dengan viskositas rendah.
Sifat-sifat umum yang utama adalah :
1. Serat molekul rendah, jadi bersifat ringan.
2. Bahan yang mudah menyesuaikan dengan lingkungan, jadi
mudah dibentuk.
3. Untuk membentuk dan mengolah diperlukan energi sedikit
dan kerja yang minimum.
4. Memiliki titik lebur yang rendah.
1.3 Bagan Terbentuknya Ikatan Atom Polymer
a. Masing-masing atom menjadi satu dengan Ikatan Van Der Walls
b. Terbentuknya rantai panjang salig menyusun dirinya sendir
1.4 Struktur
Bahan ini sukar membentuk kristal, karena struktur berupa
molekul besar dan tersusun dari atom tunggal , Molekul –
molekulnya memiliki ikatan antar atom yang diterangkan
sebelumnya yaitu kurang kuat. Pada lintasan gerak elektron,
tidak terdapat elektron bebas , karena itu bersifat isolator.
Sifat-sifat plastisitasnya berbeda dengan unsur dan bahan lain
seperti logam. Beberapa macam polymer rantai sepertu
Polyetilen atau nylon, memliki molekul-molekul yang
tersusun secara teratur membentuk kristal. Bahan ini disebut
sebagai polymer kristal walau tidak seluruhnya mengkristal.
1.5 Molekul Raksasa
Molekul raksasa atau Giant Molecule telah dijelaskan,
bahwa terbentuk dari molekul-molekul kecil dengan ikatan
tertentu. Polymer memiliki molekul raksasa yang bersumber
dari :
1. A L A M
Bahan organik ini dapat berupa bahan :
- Kayu
- Gabus
- Minyak
- Serat
- Resin
- Zat perekat
2. B u a t a n
Dibentuk dan diproses dalam industri, membaut
molekul besar dari molekul kecil, seperti : Polyvinil Chlorida,
Senzen, dll. Pemakaian bahan-bahan organik di atas dalam
industri atau dalam rumah tangga sudah sangat meluas.
Hanya kni terus diupayakan agar kualitasnya makin baik.
Pengetahuan bidang ini mengalami kemajuan pesat sekali.
Alam yang memberikan molekul besar penggunaannya harus
ditunjak dengan IPTEK agar dapat di atur sehingga efisien
dan tidak merusak lingkungan.
Gambar dibawah ini, contoh salah satu pembentukan bangun
monomer menjadi polymer suatu bahan organik :
1.6 Ukuran molekul
Terhadap pengaruh mekanis seperti tengangan termal,
bahan polymer dengan molekul besar akan lebih tahan
daripada bahan polymer dengan molekul kecil. Seperti telah
diterangkan pada awal tulisan ini, molekul besar terbentuk
dari satuan berulang-ulang dari molekul uang lebih kecil
disebut “mer” . Sehingga jelaslah, bahwa molekul besar
polymer merupakan kelipatan dari sejumlah “massa mer”
yang ada dalam molekul besar. Ukuran molekul yang
dimaksud tidak lain adalah ukuran molekul yang dinyatakan
dalam massa.
Hidrokarbon dengan rumus molekul Cm · H2m+2 juga
menyatakan ukuran molekul. Jumlahnya mer per molekul
dalam bahan p[olymer disebut sebagai “tingkat polimerisasi”
dan disimbolkan dengan huruf “n”. Sehingga berlaku :
n = Jumlah “mer” permolekul.
n = Massa Molekul Polymer (g/mol) / Massa mer (g/mer)
n = mer / mol
1.7 DISTRIBUSI UKURAN MOLEKUL
Kita perhatikan bahan polymer Polyetilen, terbentuknya
dari molekul-molekul kecil hingga terbentuk molekul besar
dan ternyata besarnya tidak memiliki ukuran yang sama ,
beberapa molekul memiliki ukuran yang lebih besar. Untuk
dapat mewakilkan molekul besar dengan ukuran yang sama
tepat, haruslah dihitung “tingkat polimerisasi rata-rata”,
sehingga diperoleh “ indek ukuran tunggal “. Untuk
melaksanakan ini dapat dilalu 2 cara yaitu :
1. Berat Fraksi.
Massa rata- rata ukuran molekuler Mm :
Berlak :
M : Σ ( Wi . Mi ).
Wi : Fraksi massa dalam setiap intervalukuran.
Mi : Nilai representif ( tengah) dari setiap interval ukuran.
Cara kedua dilaksanakan melalui Fraksi Molekul, cara yang
lain dengan cara :
2. Jumlah Fraksi
Menentukan molekul yang terdapat pada setiap interval
ukuran.
Mn = Jumlah rata-rata ukuran molekul.
Mn= Σ ( XiMi ).
Xi= Jumlah fraksi molekul setiap inverval ukuran.
Mi = harga tengah tiap inverval ukuran.
Dalam perhitungan selanjutnya untuk kedua cara diatas
dilakukan dengan pertolongan data-data dari grafik.
Dalam kaitannya dengan panjang rata-rata ini, perlu
diketahui pula tentang “panjang molekuler”. Sebagai contoh
diambil senyawa Polyvinil Chlorida, panjang rata-rata
molekulnya dengan tingkat polimerisasi = 037 mer sebesar
95nm, ini disebabkan karena setiap ikatan C – C adalah 0,154
dan jumlah ikatan sama dengan 2 kali jumlah mer.
Dibawah ini pada gambar diberikan beberapa contoh
bangun senyawa Hidrokarbon :
- Vinyl Chlorida.
- Vinyl Acetate.
1.8. HOMOPOLYMER DAN COPOLYMER
Bahan polymer dibedakan antara Homopolymer dengan
Copolymer dalam hal kombinasi dari pembentuk
senyawanya.
1. Homopolymer
Senyawa ini terbentuk dari molekul-molekul yang sejenis
yang membentuk rantai panjang bagaimanapun. Bila molekul
ini diberi kode nama : A, maka bentuksenyawanya akan
berupa : AAAAAAAAAA ......... AAAAAAAA
2. Copolymer
Senyawa ini membentuk rantai panjang, tetapi tidak dari
satu jenis molekul, tetapi terdiri dari dua atau lebih jenis.
Kombinasinya dapat memiliki berbagai macam
Jadi senyawa Homopolymer dan Copolymer dapat terdiri atas
berbagai tipe monomer dan tersusun dengan berbagai rantai
panjang dan simpangan-simpangannnya.
1.9 P L A S T I K
Senyawa bahan polymer yang paling terkenal adalah
bahan plastik. Secara umum diklarifikasikan sebagai =
Plastic : 1. Thermoplastik
2. Thermosettingplastik.
Pembagian tersebut diatas, tergantung dari macam ikatan
kimianya.
1. Thermoplastik
Secara umum sifat-sifat bahan ini dapat disimpulkan
sebagai berikut :
1. Dapat dipanaskan dan dipanaskan kembali tanpa terjadi
perubahan besar pada sifat- sifat dan strukturnya.
2. Ikatan rantai panjang yang terjalin adalah ikatan karbon.
3. Pada rantai utama: molekuler dapat terikat atom-atom
unsur unsur : Nitrogen, Oksigen, dan Sulphur
4. Rantai panjang molekuler terikat satu dengan lainnya
dengan cara ikatan sekunder.
2. Thermosetting plastik.
Secara umum sifat-sifat disimpulkan sebagai :
1. Membentuk ikatan tetap dengan sudut tertentu dengan cara
reaksi kimia.
2. Tak dapat dicairkan lagi dan dibentuk yang baru.
3. Untuk menghancurkan kembali diperlukan temperatur
tinggi.
4. Jaringan atom karbonnya dengan ikatan kovalen dan
membentuk larutan padat sebagai kristal
5. Dapat mengikat atom unsur-unsur : Oksigen, Nitrogen,
dan Sulphur atau atom-atom lain.
Dengan klasifikasi dan sifat-sifat umum seperti diatas,
maka plastik tergolong “bahan teknik” yang memiliki masa
depan. Sebagai bahan teknik memiliki lagi sifat-sifat sebagai
berikut ini :
1. Bahan teknik yang penting.
2. Memiliki berbagai sifat.
3. Kadang-kadang tidak dapat disubstitusikan dengan bahan
lain.
4. Umunya harganya rendah
5. Masuk kategori bahan engineering design, karena :
1. Mudah diproses.
2. Ringan.
3. Meredam suara.
4. Penting untuk lubrikasi.
5. Bahan elektronik, sangat meluas penggunaannya,
untuk:
Connectors
switches
relays
TV Turner
Circuit
boards
coil form
dll.
1.10. INDUSTRI BAHAN POLYMER
Bahan polymer berperan sekali pada dasa warsa
terakhir ini dan akan terus meningkan perannnya dalam
industri. Juga di negara kita pada tahun-tahun akhir ini saja
telah dibangun berpuluh-puluh indsutri polymer yang sangat
menunjang pengembangan teknologi. Produk-produknya
telah sangat berhasil dapat men-suplai sebagai bahan
substitusi di banyak sektor industri. Bahkan produk-
produknya telah dapat mengimbangi tuntutan teknis yang
tinggi, karena memiliki sifat-sifat mekanis yang baik.
Kebutuhan bahan ini makin mengembang dengan ruang
lingkup yang meluas pula, kini pasti relevan dengan tuntutan
yang ada pada sistem produksinya masa kini karena :
1. Kegiatan industri pengolahan bahan yang maju pesat.
2. Proses produksinya dapat melalui berbagai sistim dan
terus dikembangkan.
3. Dengan pengembangan ilmu dan teknologi dapat terus
ditemukan bahan- bahan baru.
4. Dapat berhasil dengan baik dan lancar produknya,
karena tersedia bahan baku yang cukup.
Industri bahan polymer bahan bakunya diperoleh dari :
1. Natural gas.
2. Petroleum.
3. Coal.
Faktor-faktor yang kurang menguntungkan diantaranya
adalah :
1. Prosesnya cukup reaktif.
2. Timbul panas.
3. Limbah yang berbahaya.
Hasil-hasil produk industri polymer berupa :
1. Granules
2. Pellet
3. Powder
4. Cairan.
Perkembangan IPTEK pada saat ini memungkinkan untuk
memproduksi bahan polymer dengan berbagai sistim.
Perhatikan proses dan peralatan yang dipergunakan :
Proses produksi polyethylene :
Daftar Pustaka
ILMU PENGETAHUN BAHAN INDUSTRI , Ir. Hartono Reksotenojo Msc. Eng-Met.
Jakarta 1992
Ebewele, R.O., 2000. Polymer and Science Technology. CRC Press LLC :
NewYork.Fried, J.R., 1995. Polymer and Science Technology. Prentice Hall PTR :
NewJersey.Rangga, D. 2011. Polimer Sintetis. Kimiamanten.blogspot.com,
diakses tanggal 25 September 2015