1. Regenerated Fibre
Regenerated Fibre adalah serat yang dibuat secara sintetis dari serat alami seperti
kapas/selulosa dari kayu. Kapas/selulosa dilarutkan dalam pelarut membentuk semacam bubur, dan dilewatkan pipa yang ujungnya berlubang dengan diameter lebih kecil dari 0,1 mm, sehingga menghasilkan serat/benang yang cukup panjang yang disebut rayon. Dapat juga dibentuk menjadi lembaran tipis yang disebut selophan. Dibandingkan dengan kapas, rayon lebih halus meskipun belum sehalus sutra.
2. Serat sintetik
Serat buatan manusia ini umumnya berasal dari bahan petrokimia, sedikit/tidak menyerap air dibandingkan dengan kapas. Polyester dan polyamid merupakan contoh dari serat sintetik.
Serat sintetis mencakup :
a. serat mineral : kaca serat/fibre glass yang dibuat dari kuarsa, serat logam yang dapat dibuat dari logam yang duktil seperti tembaga, emas, atau perak, dan serat karbon. b. serat polimer (plastik)
3. Plastik
Plastik adalah polimer sintetis yang memiliki sifat liat/kenyal yang dibuat melalui
molding composition. Bahan pembuat plastik adalah sebagai berikut :
a. Binder (pengikat), biasanya resin atau turunan selulosa.
b. Filler (pengisi), bahan ini ditambahkan untuk menaikkan kekuatan plastik. Beberapa
filler diantaranya selulosa, serbuk kayu, serat katun, asbes, mika.
c. Senyawa kimia ‘intermediate’, untuk jenis-jenis resin penting sering dipakai : fenol, formaldehid, hexa metilen tetra amin, stiren, asam adipat, asetilen, vinil khlorida, vinil asetat, atilen, popilen.
d. Plasticizer, merupakan senyawa organik yang ditambahlan ke dalam plastik/resin untuk memperbaiki sifat sehingga dapat dibentuk, mengubah/memperbaiki sifat yang sudah ada, memberi sifat baru pada resin (untuk menurunkan viskositas resin supaya mudah dibentuk pada tekanan dan temperatur tinggi).
f. Katalis, untuk mempercepat reaksi.
g. Lubricant (pelumas), dari stearat dan sabun-sabun logam terutama pada pencetakan dingin.
Beberapa jenis plastik dan kegunaannya : a. Polietilen
Polietilen adalah polimer termoplastik, yaitu polimer yang dapat dilelehkan menjadi cairan untuk dibentuk ulang (remoldded) kemudian dipadatkan kembali. Monomer polietilen adalah etilen, 2 buah gugus – CH2 – yang dihubungkan dengan ikatan rangkap dua (– CH2 = CH2 –). Polimer ini banyak digunakan untuk membuat peralatan rumah tangga, kantong/botol plastik, pipa air yang (tidak ada masalah korosi), dan isolasi listrik.
b. Polipropilen
Polipropilen adalah polimer termoplastik yang digunakan secara luas termasuk alat-alat laboratorium/kedokteran, tekstil, karpet, bagian-bagian mesin cuci, dan koper. Dibandingkan dengan polietilen, polipropilen lebih kuat dan lebih tahan panas, polipropilen memiliki titik leleh yang sangat tinggi (160oC).
c. Poli(vinil khlorida)
Poli(vinil khlorida) adalah polimer termoplastik yang dibuat dari monomer vinil khlorida. Polimer ini sangat dikenal dengan singkatan PVC dan banyak digunakan untuk peralatan yang berada di udara terbuka atau di bawah tanah seperti pipa bawah, furnitur, dan pagar.
d. Poli(vinil asetat)
Poli vinil asetat (PVA) adalah polimer termoplastik dengan rumus molekul (C4H6O2)n. Polimer ini termasuk dalam kelompok poli(vinil ester) dengan rumus -[RCOOCHCH2]-. Di industri biasanya dibuat dari polimerisasi dari monomer vinil asetat. Poli vinil asetat digunakan secara luas sebagai bahan lem dan cat.
e. Poli(metil metakrilat)
Polimetilmetakrilat (PMMA) adalah polimer termoplastik yang transparan dan biasanya digunakan sebagai materi pengganti gelas. PMMA kadang-kadang disebut gelas akrilik, secara kimia PMMA adalah polimer sintetik yang dibuat dari metil metakrilat. Materi ini dikembangkan pada tahun 1928 di berbagai laboratorium, dan untuk pertama kali dipasarkan pada tahun 1933 oleh Rohm dan Haas Company dengan nama dagang Plexiglas.
f. Polistiren
Polistiren (disingkat PS) adalah polimer aromatik yang dibuat dari monomer stiren aromatik. Polistiren merupakan polimer termoplastik yang pada temperatur ruang berbentuk padat (mengkilap seperti gelas). PS banyak digunakan sebagai lensa, mainan anak-anak, alat-alat rumah tangga, komponen alat-alat listrik (kapasitor), dan isolasi panas. kapasitor g. Resin Epoksi
Epoksi atau poliepoksi adalah polimer termoseting yang dibentuk dari reaksi antara resin epoksi dengan hardener (pengeras) poliamin. Epoksi digunakan secara luas termasuk plastik serat yang diperkuat dan lem. Epoksi adalah kopolimer, dibentuk dari 2 reagen kimia yang berbeda, yaitu resin dan hardener. Resin terdiri atas monomer-monomer atau polimer dengan rantai pendek dengan gugus epoksi di masing-masing ujungnya. Kebanyakan resin epoksi dihasilkan dari reaksi epikhlorohidrin dengan bisfenol A, hardener terdiri atas monomer-monomer poliamin, misal trietilentetraamin (TETA). Ketika senyawa-senyawa tersebut dicampur gugus amin bereaksi dengan gugus epoksi membentuk ikatan kovalen. Masing-masing gugus NH dapat bereaksi dengan gugus epoksi dan menghasilkan polimer dengan banyak crosslink, yang membuat polimer ini kaku dan kuat. Proses polimerisasi dan pembentukan crosslink ini disebut ‘curing’. Penggunaan material
berbasis epoksi sangat luas, diantaranya lapisan pelindung, lem (adhesive), dan material komposit seperti serat karbon fiberglass yang diperkuat. Secara umum epoksi dikenal sebagai lem yang sangat baik, tahan terhadap panas dan zat kimia, dan merupakan isolasi listrik yang baik. Karena sifat lem yang sangat baik ini (untuk logam, gelas, dan beberapa plastik), epoksi resin banyak digunakan dalam konstruksi pesawat terbang, otomotif, dan bidang-bidang lain yang memerlukan ikatan yang sangat kuat.
h. Resin fenol formaldehid
Resin fenol formaldehid (PF) merupakan resin termoseting, seperti resin epoksi, PF juga merupakan lapisan pelindung dan lem yang baik. Resin sintetik yang pertama dipasarkan adalah Bakelite, yang dibentuk dari fenol dan formaldehid. PF banyak digunakan sebagai material bagian luar radio/TV dan piringan hitam.
i. Resin urea formaldehid
Urea formaldehid (UF) adalah resin termoseting yang tidak transparan. UF banyak digunakan di industri hasil kayu karena relatif murah. Resin ini tahan gesekan dan kebanyakan digunakan dalam produk kayu yang di-pres, berfungsi sebagai lem. Contoh penggunaan diantaranya tekstil, kertas, kain yang tidak mudah berkerut, dan rayon. UF juga banyak digunakan sebagai bagian luar peralatan listrik.
j. Resin melamin formaldehid
Resin melamin formaldehid, biasa disebut melamin, adalah plastik termoseting yang keras, yang dibuat dari melamin dan formaldehid.
Melamin
1-11 Elastomer
Elastomer adalah polimer dengan sifat elastik seperti karet, mudah dideformasi dan diregang secara reversibel. Struktur molekul dari elastomer dapat digambarkan seperti struktur spageti dengan bola-bola dagingnya sebagai ’crosslinks’. Elastisitas berasal dari kemampuan rantai panjangnya untuk menata ulang dirinya terhadap tekanan/tarikan. Crosslinks kovalennyalah yang menjamin bahwa elastomer akan kembali ke susunan awalnya ketika tekanan/tarikan dihilangkan. Sebagai akibat dari fleksibilitas yang tinggi, elastomer dapat kembali seperti semula setelah ditarik antara 5 – 700%, tergantung dari materialnya. Temperatur berpengaruh terhadap elastilitas dari elastomer, elastomer yang didinginkan menjadi fasa seperti kaca atau kristal akan memiliki lebih sedikit rantai yang bergerak, dan sebagai akibatnya juga menjadi lebih tidak elastis.
A = elastomer
B = elastomer yang ditarik
Setelah tarikan dilepaskan, elastomer akan kembali menjadi bentuk A
Beberapa elastomer penting: 1. Karet alam
Karet merupakan hasil bumi yang bila diolah dapat menghasilkan berbagai macam produk yang amat dibutuhkan dalam kehidupan. Karet alam (natural rubber) merupakan air getah dari tumbuhan Hevea Brasiliensis, yang merupakan polimer alam dengan monomer isoprena. Saat ini jumlah produksi dan konsumsi karet alam jauh di bawah karet sintetis. Kedua jenis karet ini memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Karet alam memiliki daya elastis atau daya lenting yang sempurna, memiliki plastisitas yang baik, tidak mudah panas dan memiliki daya tahan yang tinggi terhadap keretakan. Karet sintetis lebih tahan terhadap berbagai bahan kimia dan harganya relatif stabil. Karet dapat diperbaiki sifat fisiknya melalui proses yang disebut vulkanisasi.
Vulkanisasi adalah proses untuk mengubah sifat fisik dari karet, melalui pembentukan ikatan silang kimia dari rantai molekul yang berdiri sendiri, untuk meningkatkan elastisitas dan menurunkan plastisitas. Sejak Goodyear melakukan percobaan memanaskan karet pada 200oC dengan sejumlah kecil sulfur (1 – 13% berat karet), proses ini menjadi metode terbaik dan paling praktis untuk merubah sifat fisik dari karet. Banyak pula bahan yang tidak mengandung sulfur tapi dapat memvulkanisasi karet. Bahan ini terbagi dua yaitu oxidizing agents seperti selenium, telurium dan peroksida organik. Meskipun vulkanisasi terjadi dengan adanya panas dan sulfur, proses itu tetap berlangsung secara lambat. Reaksi ini dapat dipercepat dengan penambahan sejumlah kecil bahan organik atau anorganik yang mengandung sulfur atau nitrogen, yang disebut akselerator. Untuk mengoptimalkan kerjanya, akselerator membutuhkan bahan kimia lain yang dikenal sebagai aktivator, yang dapat berfungsi sebagai aktivator adalah oksida-oksida logam seperti ZnO dan asam stearat. Pada reaksi vulkanisasi ini terjadi ikatan silang (mono atau polisulfida) diantara atom C yang bersebelahan dengan atom C dengan ikatan rangkap dari 2 rantai bersebelahan. Apabila perbandingan antara sulfur dan karet
adalah 30 : 100, maka karet dapat diregang sampai 8 kali panjang semula. Beberapa contoh hasil vulkanisasi adalah ban mobil, sol sepatu, karet busa, dan isolator listrik.
CH3 CH C = C H CH2 CH2 CH3 C = C H SX CH C = C H CH3 CH2 CH2 C = C CH3 H X = 2 4 2. Karet sintetis
Berbeda dari karet alam, yang diperoleh dari tanaman, karet sintetis sebagian besar dibuat dengan mengandalkan bahan baku minyak bumi. Teknologi karet semakin berkembang dan akan terus berkembang seiring berjalannya waktu dan akan semakin banyak produk yang dihasilkan dari industri ini.
Beberapa contoh karet sintetis yang banyak digunakan: a. Poly Styrene Butadiene Rubber (SBR)
Styrene-Butadiene atau Styrene-Butadiene-Rubber (SBR) adalah kopolimer karet
sintesis yang terdiri atas styrene dan butadiene. SBR akan tahan terhadap gesekan dan awet kalau dilindungi dengan aditif. SBR merupakan karet sintetis yang diproduksi paling banyak. SBR digunakan secara luas pada ban mobil kalau dicampur dengan karet alam, karpet, pelapis jas hujan/tenda, dan sol sepatu.
b. Poly Butadiene Rubber (BR)
Butadiene Rubber (BR) merupakan karet sintetis yang diproduksi dengan volume
terbesar nomer dua sesudah karet styrene-butadiene-styrene (SBR). Penggunaan utama dari BR adalah ban, sangat tahan gesekan dan ketahanan terhadap putaran rendah sehingga hemat bahan bakar. Polybutadiene adalah homopolimer dengan hanya satu macam monomer yaitu 1,3 butadiene, monomer dengan 4 atom karbon dan 6 atom hidrogen (C4H6). Keempat atom karbon merupakan rantai lurus dengan 2
ikatan rangkap dua sebagai berikut:
CH2=CH-CH=CH2 . Ikatan rangkap inilah yang merupakan kunci pembentukan
polimer.
c. Poly Stiren Butadien Stiren Rubber (SBS)
Styrene Butadiene Styrene (SBS) adalah karet ‘keras’ yang biasa digunakan untuk
materi yang memerlukan ketahanan tinggi (awet). SBS termasuk tipe kopolimer blok, rantai utamanya tersusun dari 3 segmen, segmen pertama adalah rantai panjang
polystyrene, segmen tengah adalah rantai panjang polybutadiene, dan segmen akhir
adalah rantai panjang polystyrene lainnya.
Polystyrene adalah plastik keras yang sangat kuat sehingga tahan lama, sedangkan polybutadiene bersifat seperti karet, sehingga SBS selain kuat dan tahan lama, juga
memiliki sifat seperti karet. SBS termasuk material elastomer termoplastik, yaitu material yang pada temperatur ruang bersifat seperti karet elastomer, akan tetapi apabila dipanaskan dapat diproses seperti plastik. Kebanyakan tipe karet sulit diproses karena membentuk ‘crosslink’, akan tetapi SBS dan elastomer termoplastik lainnya
dapat bertindak seperti karet tanpa crosslink, sehingga mudah diproses menjadi bentuk-bentuk yang diinginkan.
d. Polychloroprene
Polychloroprene, biasa disebut juga Neoprene, adalah karet sintetis yang diproduksi
melalui polimerisasi dari chloroprene. Secara umum polimer ini memiliki kestabilan kimia yang baik, dan fleksibilitas terjaga pada daerah temperatur tertentu, tetapi harganya sangat mahal. Digunakan untuk membuat material seperti benda-benda ortopedi (lutut, siku), isolasi listrik, tali kipas mobil. Neoprene busa digunakan sebagai material isolasi pada pakaian tahan air dan sebagai material penahan benturan dalam pengepakan. Neoprene adalah nama dagang dari perusahaan kimia DuPont.
e. Polyurethanes
Polyurethane (PU/PUR) adalah polimer yang terdiri atas unit rantai organik yang
terhubung dengan urethane (carbamat). Polimer polyurethane dibuat melalui polimerisasi step-growth polymerization dengan mereaksikan monomer yang mengandung paling sedikit dua gugus fungsi isocyanate dengan monomer lain yang mengandung paling sedikit 2 gugus hydroxyl (alkohol), dengan adanya katalis. Ini merupakan material dasar yang dapat ditarik, dibanting, atau digesek dan tetap tidak rusak. Polyurethane merupakan material dengan ketahanan, fleksibilitas, dan
keawetan yang luar biasa, yang dapat menggantikan cat, katun, karet, logam, dan kayu pada penerapan di berbagai bidang. Polyurethane dapat keras seperti fiberglass, dapat ditekan seperti busa pelindung, bersifat melindungi seperti vernis, memantul seperti karet, atau lengket seperti lem. Sejak penemuannya di tahun 1940 an, polyurethane digunakan disemua materi dari mainan bayi sampai ke isolator panas dan sayap pesawat terbang. Tergantung pada monomernya, polyurethane dapat berbentuk cair, busa, atau padat, dan masing-masing memiliki keuntungan dan batasannya.
f. Silicone Rubber
Silicon Rubber adalah polimer dengan sifat seperti karet yang mengandung silikon
bersama-sama karbon, hidrogen, dan oksigen. Silicon Rubber digunakan secara luas di industri, biasanya merupakan satu bagian atau 2 bagian polimer, dan dapat mengandung fillers (pengisi) untuk memperbaiki sifat. Silicon Rubber pada umumnya tidak reaktif, stabil, dan tahan terhadap lingkungan dan temperatur ekstrim, antara – 55oC sampai + 300oC. Karena sifatnya dan kemudahan pembuatan dan pembentukannya, silicon rubber dapat ditemukan di banyak produk, diantaranya otomotif, produk-produk untuk memasak, memanaskan, dan menyimpan makanan, baju tahan air, elektronik, dan peralatan kedokteran (implant). Elastomer silikon yang pertama, dikembangkan oleh para ahli kimia di perusahaan Corning Glass dan
General Electric dengan tujuan untuk mencari material tahan panas yang lebih baik.
