MAKALAH TEKNOLOGI POLIMER
“PENDAHULUAN POLIMER”
DISUSUN OLEH
Novia Azzahra 1007113657 M. Rizki Zuriadi 1007121552 Yuliana 1007121559 Adilla Meliagustin 1007121610 Suhendri 1107114120
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU
PEKANBARU
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh.
Alhamdulillahirabbilalamin. Segala puji bagi Allah yang telah menolong
kami menyelesaikan makalah ini dengan penuh kemudahan. Tanpa
pertolongan-Nya mungkin penyusun tidak akan sanggup menyelesaikan dengan baik. Shalawat
dan salam semoga terlimpah curahkan kepada baginda tercinta yakni nabi
Muhammad SAW.
Makalah ini disusun agar pembaca dapat memperluas ilmu tentang Polimer,
yang kami sajikan berdasarkan pengamatan dari berbagai sumber. Makalah ini di
susun oleh penyusun dengan berbagai rintangan. Baik itu yang datang dari diri
penyusun maupun yang datang dari luar. Namun dengan penuh kesabaran dan
terutama pertolongan dari Tuhan akhirnya makalah ini dapat terselesaikan.
Makalah ini memuat tentang “Pengenalan Polimer” yang memiliki peran penting bagi manusia. Walaupun makalah ini mungkin kurang sempurna tapi juga
memiliki detail yang cukup jelas bagi pembaca.
Penyusun juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah
membantu. Semoga makalah ini dapat memberikan wawasan yang lebih luas
kepada pembaca. Walaupun makalah ini memiliki kelebihan dan kekurangan.
Penyusun mohon untuk saran dan kritiknya. Terima kasih.
Pekanbaru, 13 Maret 2013
DAFTAR ISI
Kata Pengantar ... i
Daftar Isi ... ii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 1
BAB II PEMBAHASAN 2.1 Pengertian Polimer ... 2
2.2 Sejarah Polimer ... 2
2.3 Klasifikasi Polimer ... 4
2.4 Manfaat dan Dampak Polimer ... 13
BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan ... 16
3.2 Saran ... 16
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Polimer merupakan molekul raksasa (makromolekul) yang terbentuk dari
susunan ulang ratusan bahkan ribuan molekul sederhana yang disebut monomer.
Oleh karena itu polimer mempunyai massa molekul relatif yang sangat basar.
Polimer banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Tanpa disadari
bahan-bahan yang kita gunakan seperti pakaian, botol minum, map plastik, dan lain-lain
terbuat dari polimer.
Bahan-bahan polimer alam yang sejak dahulu telah dikenal dan
dimanfaatkan adalah kapas, wol, dan damar. Polimer sintesis mulai dikenal pada
tahun 1925, dan setelah hipotesis makromolekul yang dikemukakan oleh
Staudinger mendapat hadiah Nobel pada tahun 1955, teknologi polimer mulai
berkembang pesat.
Beberapa contoh polimer sintesis yang ada dalam kehidupan sehari-hari,
antara lain serat-serat tekstil poliester dan nilon, plastik polietilena untuk botol
susu, karet untuk ban mobil dan plastik poliuretana untuk jantung buatan.
Penggunaan polimer pada bidang industri begitu besar seperti yang digunakan
dalam industri rumah tangga, otomotif, pesawat terbang dan lain sebagainya.
Polimer merupakan ilmu pengetahuan yang berkembang secara aplikatif.
Kertas, plastik, ban, serat-serat alamiah, merupakan produk-produk polimer.
Polimer, merupakan ilmu yang sangat menarik untuk dipelajari. Polimer
merupakan ilmu yang sangat dinamis. Oleh karena itu, sangat dibutuhkan
pengetahuan yang baik tentang konsep-konsep dasar polimer, guna dapat
memahami dan mengembangkan ilmu polimer. Selanjutnya, konsep dasar tersebut
dapat dikembangkan untuk mengukur dan menganalisis bobot molekul polimer.
Teknik pemisahan dan pengukuran sampel polimer merupakan pengetahuan yang
tidak kalah pentingnya untuk dikuasai. Dalam bab ini, sasaran tersebut dapat
dicapai oleh pembaca, dengan memahami dan mencermati secara teliti materi dan
1.2. Rumusan Masalah
1.2.1. Apa yang disebut dengan Polimer?
1.2.2. Bagaimanakah sejarah perkembangan polimer?
1.2.3. Apasaja sifat mekanik dan sifat termal dari polimer?
1.2.4. Apasaja klasifikasi dari polimer?
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. Pengertian Polimer
Polimer adalah molekul besar yang tersusun secara berulang dari molekul
molekul kecil yang saling berikatan. Polimer mempunyai massa molekul relatif
yang sangat besar, yaitu sekitar 500-10.000 kali berat molekul unit ulangnya.
Istilah polimer berasal dari bahasa yunani, polys = banyak dan meros = bagian,
yang berarti banyak bagian atau banyak monomer.
Polimer lebih dikenal sebagai plastic dan bahan karet. Pada umumnya,
polimer merupakan senyawa kimia organik yang didasarkan pada karbon,
hidrogen, dan elemen bukan logam (O, N, dan Si). Selain itu, polimer memiliki
struktur molekul yang sangat besar. Polimer alam memiliki rantai karbon utama
berupa rantai karbon C. Jenis polimer yang terkenal adalah polietilena (PE),
nilon, poli vinil klorida (PVC), polikarbonat (PC), polistirena (PS), dan karet
silikon. Bahan-bahan ini biasanya memiliki kepadatan rendah, sedangkan
karakteristik mekanik mereka umumnya berbeda dengan logam dan bahan
keramik.
2.2. Sejarah Polimer
Polimer sebenarnya sudah ada dan digunakan manusia sejak
berabad-abad yang lalu. Polimer - polimer yang sudah digunakan itu adalah jenis polimer
alam seperti selulosa, pati, protein, wol, dan karet. Istilah polimer pertama kali
digunakan oleh kimiawan dari Swedia, Berzelius (1833). Polimer merupakan
molekul besar yang terbentuk dari unit – unit berulang sederhana. Nama ini
diturunkan dari bahasa Yunani Poly, yang berarti “banyak” dan mer, yang berarti “bagian”. Sedangkan industri polimer (polimer sintesis) baru dikembangkan beberapa puluh tahun terakhir ini.
Berkembangnya industri polimer ini diawali ketika Charles Goodyear dari
Amerika Serikat berhasil menemukan vulkanisasi pada tahun 1839. Setelah itu
berbagai modifikasi polimer pun mulai berkembang seperti:
Pada tahun 1870 Modifikasi selulosa dengan asam nitrat
Pada tahun 1907 Ditemukan damar fenolik
Pada tahun 1930 Ditemukan Poli fenol etena atau Polistirena
Pada tahun 1933 Ditemukan Polietena atau Polietilena di laboratorium ICI di Winnington, Chesire
Sejak saat itu sejumlah terobosan baru banyak dilakukan untuk menciptakan
berbagai sistim polimer baru maupun pengembangan sistem polimer yang telah
ada. Hasilnya tampak sebagai produk industri polimer yang begitu beragam
sebagaimana yang terlihat sekarang ini. Hingga pada tahun 1970 sudah terdapat
lebih dari 25 produk polimer, dan pada tahun 1980 polimer mencapai 2 juta m3
tiap tahunnya, melebihi produksi kayu dan baja. Dengan berkembangnya industri
polimer, ternyata membawa dampak positif terhadap jumlah pengangguran. Hal
ini disebabkan karena industri polimer menyerap banyak tenaga kerja. Karena
sifatnya yang karakteristik maka bahan polimer sangat disukai. Sifat - sifat
polimer yang karakteristik ini antara lain:
Mudah diolah untuk berbagai macam produk pada suhu rendah dengan biaya murah.
Ringan; maksudnya rasio bobot/volumenya kecil.
Bersifat isolator yang baik terhadap panas dan listrik.
Berguna untuk bahan komponen khusus karena sifatnya yang elastis dan plastis.
Berat molekulnya besar sehingga kestabilan dimensinya tinggi.
Berkembangnya industri polimer turut menentukan perkembangan ekonomi suatu
negara. Semakin besar penggunaan polimer, menunjukkan semakin pesat
perkembangan ekonomi suatu negara. Penggunaan bahan polimer di berbagai
Negara ditampilkan pada Tabel 2.1
Tabel 2.1. Produksi polimer pada berbagai negara(dalam ribuan ton)
Kanada
Polimer 1976 1977 1978 1979
Poli(etena) 300,9 345,0 477,5 591,0
Poli(feniletena) - 90,5 - 119,7
Poli(kloroetena) 75,9 00,7 98,7 152,4
Jepang
Polimer 1976 1977 1978 1979
Poli(etena) 1392 1467 1767 2165
Poli(feniletena) 876 900 1032 1227
Poli(kloroetena) 1044 1030 1204 1583
Inggris
Polimer 1976 1977 1978 1979
Poli(etena) 473,1 487,2 427,3 459,9
Poli(feniletena) 238,6 228,6 184,2 220,4
Poli(kloroetena) 415,9 385,1 409,1 425,0
Jerman
Polimer 1976 1977 1978 1979
Poli(etena) 1466,9 1431,1 1518,6 1587,6
Poli(feniletena) 962,9 894,9 1003,8 1085,9
Amerika Serikat
Polimer 1976 1977 1978 1979
Poli(etena) 4054,2 4591,7 5130 5807,4
2.3. Sifat Mekanik dan Sifat Termal Polimer
2.3.1. Sifat Mekanik Polimer (Arifianto. 2008)
1. Kekuatan (Strength)
Kekuatan merupakan salah satu sifat mekanik dari polimer. Ada beberapa
macam kekuatan dalam polimer, diantaranya yaitu sebagai berikut:
a. Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
Kekuatan tarik adalah tegangan yang dibutuhkan untuk mematahkan
suatu sampel. Kekuatan tarik penting untuk polymer yang akan ditarik,
contohnya fiber, harus mempunyai kekuatan tarik yang baik.
b. Compressivestrength
Compressive strength adalah ketahanan terhadap tekanan. Beton
merupakan contoh material yang memiliki kekuatan tekan yang bagus.
Segala sesuatu yang harus menahan berat dari bawah harus
mempunyai kekuatan tekan yang bagus.
c. Flexural strength
Flexural strength adalah ketahanan pada bending (flexing). Polimer
mempunyai flexural strength jika dia kuat saat dibengkokkan.
d. Impact strength
Flexural strength adalah ketahanan terhadap tegangan yang datang
secara tiba-tiba. Polimer mempunyai kekuatan impak jika dia kuat saat
dipukul dengan keras secara tiba-tiba seperti dengan palu.
2. Elongation
Elongasi merupakan salah satu jenis deformasi. Deformasi merupakan
perubahan ukuran yang terjadi saat material di beri gaya.% Elongasi
adalah panjang polimer setelah di beri gaya (L) dibagi dengan panjang
sampel sebelum diberi gaya (Lo) kemudian dikalikan 100
3. Modulus
Modulus diukur dengan menghitung tegangan dibagi dengan elongasi.
4. Ketangguhan (Toughness)
Ketangguhan adalah pengukuran sebenarnya dari energi yang dapat
diserap olehsuatu material sebelum material tersebut patah.
2.3.2. Sifat Termal Polimer
Sifat khas bahan polimer sangat berubah oleh perubahan temperature. Hal
ini disebabkan apabila temperatur berubah, pergerakan molekul karena
temperature akan mengubah struktur (terutama struktur yang berdimensi
besar). Selanjutnya, Karena panas, oksigen, dan air bersama-sama
memancing reaksi kimia pada molekul, terjadilah depolimerisasi, oksidasi,
hidrolisa, dan seterusnya pada temperature tinggi. Sifat termal polimer
adalah (Arifianto. 2008):
1. Koefisien pemuaian termal
Koefisien pemuaian panjang pada film dan serat sering terjadi
penyusutan karena panas, karena apabila temperature itu naik, cara
pengumpulan molekul berubah oleh pergerakan termal dari molekul.
2. Panas jenis
Panas jenis bahan polimer kira-kira 0,25-0,55 cal/g/oC yang lebih besar
dibandingkan dengan bahan logam, juga lebih besar dibandingkan
dengan keramik. Hal ini disebabkan karena panas jenis adalah panas
yang digunakan untuk pergerakan termal dari molekul-molekul dalam
struktur-strukturnya.
3. Koefisien hantaran termal
4. Koefisien hantaran termal adalah harga yang penting bagi bahan
polimer sehubungan dengan panas pencetakan dan penggunaan
produknya, mekanisme penghantaran panas pada bahan polimer juga
merupakan akibat dari propagasi panas dari pergerakan molekul.
5. Titik tahan panas
Kalau temperature bahan polimer naik, maka pergerakan molekul
menjadi aktif ke titik transisi. Hal ini dapat menyebabkan modulus
kecil dan perpanjangannya lebih besar.
2.4. Klasifikasi Polimer
Polimer dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
1. Berdasarkan Sumber
Berdasarkan sumbernya, polimer terbagi atas tiga kelompok, yaitu : Polimer Alam, yaitu polimer yang terjadi secara alami. Polimer alam
adalah senyawa yang dihasilkan dari proses metabolisme makhluk hidup.
Contoh sederhana polimer alam adalah karet alam, pati, selulosa dan
protein. Jumlahnya yang terbatas dan sifat polimer alam yang kurang
stabil saat pemanasan, mudah menyerap air, dan sukar dibentuk
menyebabkan penggunaan polimer menjadi terbatas. Contoh polimer alam
dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
Tabel 2.2 Contoh Polimer Alam
No Polimer Monomer Polimerisasi Contoh
1 Pati/amilum Glukosa Kondensasi Biji-bijian, akar umbi
2 Selulosa Glukosa Kondensasi Sayur, Kayu, Kapas
3 Protein Asam amino Kondensasi Susu, daging, telur, wol, sutera
4 Asam nukleat Nukleotida Kondensasi Molekul DNA dan RNA (sel)
5 Karet alam Isoprena Adisi Getah pohon karet Sumber: Rangga, D, 2011
Sifat-sifat polimer alam kurang menguntungkan. Contohnya, karet
alam biasanya cepat rusak, dan tidak elastis. Hal tersebut dapat terjadi
karena karet alam tidak tahan terhadap minyak bensin atau minyak tanah
serta tidak tahan lama diudara terbuka. Contoh lain, sutera dan wol
merupakan senyawa protein bahan makanan bakteri, sehingga wol dan
sutera cepat rusak. Umumnya polimer alam mempunyai sifat hidrofilik
mengembangkan fungsi polimer alam untuk tujuan-tujuan yang lebih luas
dalam kehidupan masyarakat sehari-hari.
Polimer Semi Sintetik, yaitu polimer yang diperoleh dari hasil modifikasi polimer alam dan bahan kimia. Contoh: selulosa nitrat (yang lebih dikenal
dengan misnomer nitroselulosa) yang dipasarkan di dengan nama “Celluloid” dan “guncotton”.
Polimer sintesis, yakni polimer yang dibuat melalui polimerisasi dari monomer - monomer polimer. Polimer sintesis yang pertama kali
digunakan dalam skala komersial adalah dammar Fenol formaldehida.
Dikembangkan pada tahun 1900-an oleh kimiawan kelahiran Belgia Leo
Baekeland, yang dikenal secara komersial sebagai bakelit. Sampai dekade
1920-an bakelit merupakan salah satu jenis dari produk konsumsi yang
dipakai secara luas.
Karet atau elastomer adalah salah satu jenis polimer yang memiliki perilaku khas yaitu memiliki daerah elastis non-linear yag sangat besar.
Perilaku tersebut ada kaitannya dengan struktur molekul karet yang
memiliki ikatan silang (cross link) antar rantai molekul. Ikatan silang ini
berfungsi sebagai ‘pengingat bentuk’ (shape memory) sehingga karet
dapat kembali ke bentuk dan dimensi asalnya pada saat mengalami
deformasi dalam jumlah yang sangat besar.
Perbedaan utama dari polimer alam dan polimer sintetik adalah, mudah
tidaknya sebuah polimer di degradasi atau dirombak oleh mikroba. Polimer
sintetik sulit diuraikan oleh mikroorganisme. Sifat-sifat polimer sintetik sangat
ditentukan oleh struktur polimernya seperti; panjangnya rantai; gaya antar
molekul; percabangan; dan ikatan silang antar rantai polimer.
Pertambahan panjang rantai utama polimer diikuti dengan meningkatnya gaya
antar molekul monomer. Hal ini yang menyebabkan meningkatnya kekuatan dan
titik leleh sebuah polimer. Polimer yang memiliki banyak cabang, kekuatannya
menurun dan hal ini juga menyebabkan titik lelehnya semakin rendah. Beberapa
polimer memiliki ikatan silang antar rantai, hal ini akan membuat polimer yang
makin kaku polimer yang dihasilkan dan polimer akan semakin mudah patah.
Jenis polimer yang memiliki ikatan silang ini merupakan plastik
termosetting. Jenis plastik ini hanya dapat dipanaskan satu kali yaitu hanya pada
saat pembuatannya. Jika plastik ini pecah atau rusak tidak dapat disambung
kembali. Pemanasan selanjutnya menyebabkan rusaknya atau terbongkarnya
ikatan silang antar rantai polimer, sehingga susunan molekul polimer berubah
atau rusak. Plastik jenis yang lain memiliki sifat sebagai termoplastik, yaitu
plastik yang dapat dipanaskan secara berulang-ulang. Sifat ini disebabkan karena
tidak adanya ikatan silang antar rantai polimernya. Jika polimer ini rusak atau
pecah, kita dapat menyambungnya kembali dengan cara dipanaskan, contoh
polimer termoplastik adalah polietilen.
2. Berdasarkan Bentuk Susunan Rantainya
Dibagi atas 3 kelompok yaitu:
Polimer Linier, yaitu polimer yang tersusun dengan unit ulang berikatan satu sama lainnya membentuk rantai polimer yang panjang. Polimer ini
biasanya dapat larut dalam beberapa pelarut, dan dalam keadaan padat
pada temperatur normal. Polimer ini terdapat sebagai elastomer, bahan
yang fleksibel (lentur) atau termoplastik seperti gelas). Contoh polietilena,
poli(vinil klorida) atau PVC, poli(metil metakrilat) (juga dikenal sebagai
PMMA, Lucite, Plexiglas, atau perspex), poliakrilonitril (orlon atau
creslan) dan nylon 66.
Gambar 2.2. Struktur polimer linier
Gambar 2.3. Struktur polimer bercabang
Polimer Berikatan Silang (Cross – linking), yaitu polimer yang terbentuk karena beberapa rantai polimer saling berikatan satu sama lain pada rantai
utamanya. Jika sambungan silang terjadi ke berbagai arah maka akan
terbentuk sambung silang tiga dimensi yang sering disebut polimer
jaringan.
Gambar 2.4. Struktur polimer berikatan silang
Adakalanya pembentukan sambungan silang dilakukan dengan
sengaja melalui proses industri untuk mengubah sifat polimer,
sebagaimana terjadi pada proses vulkanisasi karet. Banyak sistem polimer
yang sifatnya ditentukan oleh pembentukan jaringan tiga dimensi, seperti
misalnya bakelit yang merupakan damar mengeras, bahang fenol, metanal.
Dalam sistem polimer seperti itu pembentukan sambungan silang tiga
dimensi terjadi pada tahap akhir produksi. Proses ini memberikan sifat
kaku dan keras kepada polimer. Jika tahap akhir produksi melibatkan
penggunaan panas, polimer tergolong mengeras – bahang dan polimer disebut dimatangkan. Akan tetapi, beberapa sistem polimer dapat
dimatangkan pada keadaan dingin dan karena itu tergolong polimer
sambungan silang, atau bahkan tidak ada sama sekali) dapat dilunakkan
dan dibentuk melalui pemanasan. Polimer seperti itu disebut polimer
lentur – bahang.
3. Berdasarkan Reaksi Polimerisasi
Dibagi 2 yaitu :
Poliadisi, yaitu polimer yang terjadi karena reaksi adisi. Reaksi adisi atau reaksi rantai adalah reaksi penambahan (satu sama lain) molekul-molekul
monomer berikatan rangkap atau siklis biasanya dengan adanya suatu
pemicu berupa radikal bebas atau ion.
Contohnya dapat dilihat pada reaksi berikut:
Etilena CH2 = CH2 -[CH2CH2]-
Tetraflioro- CF2 = CF2 -[CF2CF2]-
Metilena
CH2 = CH2 - CH2CH2 -
Stirena
Metilmetakrilat
CH3 CH3
CH2 = C – CO2CH3 - CH2C – CO2CH2–
Butadiena
CH2 = CH – CH = CH2 - CH2CH = CHCH2–
Polikondensasi, yaitu polimer yang terjadi karena reaksi kondensasi/reaksi bertahap. Mekanisme reaksi polimer kondensasi identik dengan reaksi
kondensasi senyawa bobot molekul rendah yaitu: reaksi dua gugus aktif
dari 2 molekul monomer yang berbeda berinteraksi dengan melepaskan
molekul kecil. Contohnya H2O. Bila hasil polimer dan pereaksi
(monomer) berbeda fase, reaksi akan terus berlangsung sampai salah satu
pereaksi habis. Contoh terkenal dari polimerisasi kondensasi ini adalah
pembentukan protein dari asam amino.
Etilena glikol HOCH2CH2OH – OCH2CH2–
Asam 4-hidroksi HOCH2 CO2H
4. Berdasarkan Jenis Monomer
Dibagi atas dua kelompok :
Homopolimer, yakni polimer yang terbentuk dari penggabungan monomer sejenis dengan unit berulang yang sama.
Kopolimer, yakni polimer yang terbentuk dari beberapa jenis monomer yang berbeda.
Kopolimer ini dibagi lagi atas empat kelompok yaitu:
Kopolimer acak.
Dalam kopolimer acak, sejumlah kesatuan berulang yang berbeda
tersusun secara acak dalam rantai polimer.
- A - B - B - A - B - A - A - A - B - A -
Kopolimer silang teratur.
Dalam kopolimer silang teratur kesatuan berulang yang berbeda
berselang - seling secara teratur dalam rantai polimer.
- A - B - A - B - A - B - A - B - A – B – A -
Kopolimer blok.
Dalam kopolimer blok kelompok suatu kesatuan berulang berselang -
seling dengan kelompok kesatuan berulang lainnya dalam rantai
polimer.
- A - A - A - B - B - B - A - A - A – B –
Kopolimer cabang/Graft Copolimer.
Yaitu kopolimer dengan rantai utama terdiri dari satuan berulang yang
sejenis dan rantai cabang monomer yang sejenis.
B B
- A – A – A – A – A – A – A – A – A – A
B
B
5. Berdasarkan Sifat Termal
Dibagi 2 yaitu :
Termoplastik, Hal ini disebabkan karena polimer - polimer tersebut tidak berikatan silang (linier atau bercabang) biasanya bisa larut dalam beberapa
pelarut.
Termoset, yaitu polimer yang tidak mau mencair atau meleleh jika dipanaskan. Polimer - polimer termoset tidak bisa dibentuk dan tidak dapat
larut karena pengikatan silang, menyebabkan kenaikan berat molekul yang
besar. Contohnya dapat dilihat pada Tabel 2.3 berikut:
Tabel 2.3. Tipe-tipe polimer dan kegunaannya
Tipe Singkatan Kegunaan Khas
Fenol-formaldehida
PF Alat listrik dan elektronik, bagian mobil,
perekat plywood, utensil handle
Urea-formaldehida
UF Sama seperti polimer PF, juga bahan
pelapis
Poliester tak
jenuh
-- Konstruksi, bagian-bagian mobil,
lambung kapal, aksesoris kapal, saluran
anti korosi, pipa, tangki dan lain-lain,
peralatan bisnis.
Epoksi -- Bahan pelapis protektif, perekat,
bahan lantai industri, bahan pengaspal
jalan raya, bahan paduan (komposit)
Melamin-formaldehida
MF Sama seperti polimer UF, bingkai
dekoratif, tutup meja, perkakas makan
Sumber: Stevens, 2001
Diantara plastik-plastik ini, hanya beberapa jenis epoksi yang dikualifikasi
sebagai plastik-plastik teknik. Polimer-polimer fenol-formaldehida dan
urea formaldehida dan poliester-poliester tak jenuh menduduki sekitar
90% dari seluruh produksi. Perbandingan produksi antara termoplastik dan
termoset kira-kira 6:1.
6. Berdasarkan Aplikasinya
Dibagi 3 kelompok yaitu :
Polimer komersial, yaitu polimer yang di sintesis dengan biaya murah dan diproduksi secara besar - besaran. Polimer komersial pada prinsipnya
terdiri dari 4 jenis polimer utama yaitu: Polietilena, Polipropilena,
Poli(vinil klorida), dan Polisterena. Polietilena dibagi menjadi produk
massa jenis rendah (< 0,94 g/cm3), dan produk massa jenis tinggi (> 0,94
g/cm3). Perbedaan dalam massa jenis ini timbul dari strukturnya yakni:
polietilena massa jenis tinggi secara esensial merupakan polimer linier dan
polietilena massa jenis rendah bercabang. Plastik - plastik komoditi
mewakili sekitar 90% dari seluruh produksi termoplastik dan sisanya
terbagi diantara kopolimer stirena – butadiena, kopolimer akrilonitril –
butadiena – stirena (ABS), poliamida dan poliester. Contoh plastik -
plastik komoditi dan penggunaannya dapat dilihat pada tabel 2.4.
Tabel 2.4. Contoh plastik-plastik komoditi dan penggunaannya
Polietilena massa
jenis rendah LDPE
Lapisan pengemas, isolasi kawat dan
kabel, barang mainan, botol fleksibel,
perabotan, bahan pelapis.
Polietilena massa
jenis tinggi HDPE
Botol, drum, pipa saluran, lembaran film,
isolasi kawat dan kabel.
Polipropilena PP Bagian-bagian mobil dan perkakas, tali, anyaman, karpet, film.
Poli (vinil klorida) PVC
Bahan bangunan, pipa, bahan untul lantai,
isolasi kawat dan kabel, film dan
lembaran.
Polistirena PS
Bahan pengemas (busa dan film), isolasi
busa, perkakas, perabotan rumah, barang
mainan.
Polimer teknik, yaitu polimer yang memiliki sifat unggul tetapi harganya mahal. Konsumsi plastik teknik kimia hingga akhir tahun 1980-an
mencapai kira - kira 1,5 x 109 kg/tahun di antaranya poliamida,
polikarbonat, asetal, poli(fenilena oksida) dan poliester mewakili sekitar
99% dari pemasaran. Yang tidak diperhatikan adalah bahan - bahan
berkualitas teknik dari kopolimer akrilonitril – butadiena – stirena,
berbagai polimer terfluorinasi dan sejumlah kopolimer serta bahan paduan
polimer yang meningkat jumlahnya. Ada banyak kesamaan dalam
terutama dalam bidang transportasi seperti (mobil, truk, pesawat udara),
konstruksi (perumahan, instalasi pipa ledeng, perangkat keras), barang -
barang listrik dan elektronik (mesin bisnis, komputer), mesin - mesin
industri dan barang - barang konsumsi. Selain polimer - polimer yang telah
diperlihatkan, kopolimer dan paduan polimer teristimewa yang
disesuaikan untuk memperbaiki sifat (mutu) semakin bertambah
jumlahnya. Pemasaran plastik - plastik teknik tumbuh dengan cepat
dengan proyeksi pemakaian yang meningkat hingga 10% per tahun.
Tabel 2.5. Contoh polimer teknik
Tipe Singkatan
Asetal POM
Poliamida --
Poli (amiadaimida) PAI
Poliarilat --
Polikarbonat PC
Poliester --
Polietereterketon PEEK
Polietermida PEI
Poliimida PI
Poli (fenilena oksida) PPO
Poli (fenilena sulfide) PPS
Polisulfon --
Sumber: Stevens, 2001
Polimer dengan tujuan khusus, yaitu polimer yang memiliki sifat spesifik yang unggul dan dibuat untuk keperluan khusus.
Contoh: alat-alat kesehatan seperti termometer/timbangan.
2.5. Manfaat dan Dampak Polimer
Dalam kehidupan sehari-hari banyak barang-barang yang digunakan
merupakan polimer sintetis mulai dari kantong plastik untuk belanja, plastik
rumah tangga, dan alat-alat elektronik. Setiap kita belanja dalam jumlah kecil,
misalnya diwarung, selalu kita akan mendapatkan pembungkus plastik dan
kantong plastik.
Barang-barang tersebut merupakan polimer sintetis yang tidak dapat
diuraikan oleh mikroorganisme. Akibatnya, barang-barang tersebut akan
menumpuk dalam bentuk sampah yang tidak dapat membusuk. Atau menyumbat
saluran air yang menyebabkan banjir. Sampah polimer sintetis jangan dibakar,
karena akan menghasilkan senyawa dioksin. Dioksin adalah suatu senyawa gas
yang sangat beracun dan bersifat karsinogenik (menyebabkan kanker).
Plastik vinyl chloride tidak berbahaya, tetapi monomer vinyl chloride
sangat beracun dan karsinogenik yang mengakibatkan cacat lahir. Plastik yang
digunakan sebagai pembungkus makanan, jika terkena panas dikhawatirkan
monomernya akan terurai dan akan menkontaminasi makanan. Hal yang perlu
diperhatikan untuk mengurangi pencemaran plastik adalah sebagai berikut:
1. Kurangi penggunaan plastik
2. Sampah plastik dipisahkan dengan sampah organik, sehingga dapat didaur
ulang
3. Jangan membuang sampah plastik sembarangan.
4. Sampah plastik jangan dibakar.
Kita hidup dalam era polimer, plastik, serat, elastomer, karet, protein,
selulosa semuanya ini merupakan istilah umum yang merupakan bagian dari
polimer. Dari contoh-contoh di atas dapat kita bayangkan bahwa polimer
mempunyai manfaat yang besar dalam semua bidang kehidupan. Adapun manfaat
dari polimer ini antara lain sebagai berikut:
1. Dalam bidang kedokteran: banyak diciptakan alat-alat kesehatan seperti:
termometer, botol infus, selang infus, jantung buatan dan alat transfusi
darah.
2. Dalam bidang pertanian: dengan adanya mekanisasi pertanian.
3. Dalam bidang teknik: diciptakan alat-alat ringan seperti peralatan
pesawat.
Dampak plastik terhadap lingkungan merupakan akibat negatif yang harus
ditanggung alam karena keberadaan sampah plastik. Dampak ini ternyata sangat
signifikan. Sebagaimana yang diketahui, plastik yang mulai digunakan sekitar 50
tahun yang silam, kini telah menjadi barang yang tidak terpisahkan dalam
kehidupan manusia.
Diperkirakan ada 500 juta sampai 1 miliar kantong plastik digunakan
penduduk dunia dalam satu tahun. Ini berarti ada sekitar 1 juta kantong plastik per
menit. Untuk membuatnya, diperlukan 12 juta barel minyak per tahun, dan 14 juta
pohon ditebang. Konsumsi berlebih terhadap plastik, pun mengakibatkan jumlah
sampah plastik yang besar. Karena bukan berasal dari senyawa biologis, plastik
memiliki sifat sulit terdegradasi ( non-biodegradable ). Plastik diperkirakan
membutuhkan waktu 100 hingga 500 tahun hingga dapat terdekomposisi ( terurai
) dengan sempurna. Sampah kantong plastik dapat mencemari tanah, air, laut,
bahkan udara. Kantong plastik terbuat dari penyulingan gas dan minyak yang
disebut etilen. Minyak, gas dan batu bara mentah adalah sumber daya alam yang
tak dapat diperbarui.
Semakin banyak penggunaan plastik berarti semakin cepat menghabiskan
sumber daya alam tersebut. Fakta tentang bahan pembuat plastik, ( umumnya
polimer polivinil ) terbuat dari polychlorinated biphenyl ( PCB ) yang mempunyai
struktur mirip DDT. Serta kantong plastik yang sulit untuk diurai oleh tanah
hingga membutuhkan waktu antara 100 hingga 500 tahun. Akan memberikan
akibat antara lain:
1. Tercemarnya tanah, air tanah dan makhluk bawah tanah.
2. Racun - racun dari partikel plastik yang masuk ke dalam tanah akan
membunuh hewan - hewan pengurai di dalam tanah seperti cacing.
3. PCB yang tidak dapat terurai meskipun termakan oleh binatang maupun
tanaman akan menjadi racun berantai sesuai urutan rantai makanan.
4. Kantong plastik akan mengganggu jalur air yang teresap ke dalam tanah.
5. Menurunkan kesuburan tanah karena plastik juga menghalangi sirkulasi
udara di dalam tanah dan ruang gerak makhluk bawah tanah yang mampu
6. Kantong plastik yang sukar diurai, mempunyai umur panjang, dan ringan
akan mudah diterbangkan angin hingga ke laut sekalipun.
7. Hewan - hewan dapat terjerat dalam tumpukan plastik.
8. Hewan - hewan laut seperti lumba-lumba, penyu laut, dan anjing laut
menganggap kantong - kantong plastik tersebut makanan dan akhirnya
mati karena tidak dapat mencernanya.
9. Ketika hewan mati, kantong plastik yang berada di dalam tubuhnya tetap
tidak akan hancur menjadi bangkai dan dapat meracuni hewan lainnya.
10.Pembuangan sampah plastik sembarangan di sungai - sungai akan
mengakibatkan pendangkalan sungai dan penyumbatan aliran sungai yang
BAB III
KESIMPULAN DAN SARAN
3.1 Kesimpulan
1. Polimer adalah molekul besar yang tersusun secara berulang dari
molekul molekul kecil yang saling berikatan.
2. Industri Polimer berkembang pada saat ditemukannya vulkanisasi oleh
Charles Goodyear tahun 1839
3. Polimer diklasifikasikan kedalam 6 kelompok besar yaitu Berdasarkan
sumbernya (polimer alam, semi sintetik, sintetik), susunan rantainya
(polimer linear, bercabang dan ikatan silang), reaksi polimerisasi
(poliadisi dan polikondensasi), jenis monomer (homopolimer dan
kopolimer), sifat termal (Termoplastik dan termoset). Dan berdasarkan
Aplikasinya (polimer komersial, teknik dan polimer khusus).
4. Polimer banyak digunakan sebagai plastik, pipa, elektronik dan pabrik
dan rumah tangga.
3.2 Saran
Manfaatkan polimer dengan baik, karena sebagian besar polimer
DAFTAR PUSTAKA
Arifianto. 2008. Analisis Karakteristik Termal pada Kabel Berisolasi dan Berselubung PVC Tegangan Pengenal 300/500 Volt. Skripsi Sarjana, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok.
Ebewele, R.O., 2000. Polymer and Science Technology. CRC Press LLC : New York.
Fried, J.R., 1995. Polymer and Science Technology. Prentice Hall PTR : New Jersey.
Rangga, D. 2011. Polimer Sintetis. Kimiamanten.blogspot.com, diakses tanggal 10 Maret 2013
Rohmah. 2011. “Polimer alam dan Sintetis.”
http://nazweimaniss.blogspot.com/2011/01/polimer-alam-dan-sintetis.html, diakses tanggal 10 Maret 2013
Siburian,R A & Simbolon, T R. 2008. Polimer: Ilmu Material. Medan: USU Press.
Stevens, M P. 2001. Kimia Polimer (terjemahan). Pradnya Paramita. Jakarta. Umam, K. Himawan, N. Nurmawati. 2007. Struktur dan Sifat Polimer.
http://www.scribd.com/doc/6646895/Tugas-Material-Polimer, diakses tanggal 11 Maret 2013
Zairif. “klasifikasi Polimer.” http://zairifblog.blogspot.com/2010/02/klasifikasi-polimer.html, diakses tanggal 10 Maret 2013
6/2/2013
PENGENALAN
POLIMER
PENDAHULUAN
Polimer adalah molekul besar yang tersusun secara berulang dari molekul molekul kecil yang saling berikatan. Polimer merupakan ilmu pengetahuan yang berkembang secara aplikatif. Kertas, plastik, ban, serat-serat alamiah, merupakan produk-produk polimer.
6/2/2013
KARAKTERISTIK POLIMER
1. Mudah diolah untuk berbagai macam produk pada suhu rendah dengan biaya murah.
2. Ringan; maksudnya rasio bobot/volumenya kecil. 3. Tahan korosi dan kerusakan terhadap lingkungan
yang agresif.
4. Bersifat isolator yang baik terhadap panas dan listrik.
5. Berguna untuk bahan komponen khusus karena sifatnya yang elastis dan plastis.
6. Berat molekulnya besar sehingga kestabilan dimensinya tinggi.
SIFAT MEKANIK POLIMER
1. Kekuatan (Strength)
a. Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
Kekuatan tarik adalah tegangan yang dibutuhkan untuk mematahkan suatu sampel
b. Compressive strength
Compressive strengthadalah ketahanan terhadap tekanan.
c. Flexural strength
Flexural strengthadalah ketahanan pada bending (flexing). Polimer mempunyai flexural strength jika dia kuat saat dibengkokkan.
d. Impact strength
6/2/2013
SIFAT MEKANIK POLIMER
2. Elongation
Elongasi merupakan salah satu jenis deformasi. Deformasi merupakan perubahan ukuran yang terjadi saat material di beri gaya.% Elongasi adalah panjang polimer setelah di beri gaya (L) dibagi dengan panjang sampel sebelum diberi gaya (Lo) kemudian dikalikan 100 3. Modulus
Modulus diukur dengan menghitung tegangan dibagi dengan elongasi. Satuan modulus sama dengan satuan kekuatan (N/cm2).
4. Ketangguhan (Toughness)
Ketangguhan adalah pengukuran sebenarnya dari energi yang dapat diserap olehsuatu material sebelum material tersebut patah.
Sifat Termal Polimer
1. Koefisien pemuaian termal
Koefisien pemuaian panjang pada film dan serat sering terjadi penyusutan karena panas, karena apabila temperature itu naik, cara pengumpulan molekul berubah oleh pergerakan termal dari molekul.
2. Panas jenis
6/2/2013
Sifat Termal Polimer
3. Koefisien hantaran termal
Koefisien hantaran termal adalah harga yang penting bagi bahan polimer sehubungan dengan panas pencetakan dan penggunaan produknya, mekanisme penghantaran panas pada bahan polimer juga merupakan akibat dari propagasi panas dari pergerakan molekul. 4. Titik tahan panas
Kalau temperature bahan polimer naik, maka pergerakan molekul menjadi aktif ke titik transisi. Hal ini dapat menyebabkan modulus elastic dan kekerasannya rendah. Sedangkan
tegangan patahnya lebih kecil dan
perpanjangannya lebih besar.
KLASIFIKASI
POLIMER
SIFAT TERMAL
BERDASARKAN SUMBER APLIKASINYA
SUSUNAN
RANTAI
JENIS MONOMER6/2/2013
BERDASARKAN SUMBER
1. Polimer Alam, yaitu polimer yang terjadi secara alami. Polimer alam adalah senyawa yang dihasilkan dari proses metabolisme makhluk hidup. Contoh sederhana polimer alam adalah karet alam, pati, selulosa dan protein. Jumlahnya yang terbatas dan sifat polimer alam yang kurang stabil, mudah menyerap air, tidak stabil karena pemanasan dan sukar dibentuk menyebabkan penggunaannya amat terbatas. Sifat-sifat polimer alam kurang menguntungkan. Contohnya, karet alam kadang-kadang cepat rusak, tidak elastis, dan berombak
2. Polimer Semi Sintetik, yaitu polimer yang diperoleh dari hasil modifikasi polimer alam dan bahan kimia. Contoh: selulosa nitrat (yang dikenal lewat misnomer nitroselulosa) yang dipasarkan di bawah nama - nama “Celluloid” dan “guncotton”.
BERDASARKAN SUMBER
3. Polimer sintesis, yakni polimer yang dibuat melalui polimerisasi dari monomer - monomer polimer. Polimer sintesis sesungguhnya yang pertama kali digunakan dalam skala komersial adalah dammar Fenol formaldehida. Dikembangkan pada permulaan tahun 1900-an oleh kimiawan kelahiran Belgia Leo Baekeland. Perbedaan utama dari polimer alam dan polimer sintetik adalah, mudah tidaknya sebuah polimer didegradasi atau dirombak oleh mikroba. Polimer sintetik sulit diuraikan oleh mikroorganisme. Sifat-sifat polimer sintetik sangat ditentukan oleh struktur polimernya seperti; panjangnya rantai; gaya antar molekul; percabangan;
dan ikatan silang antar rantai polimer.
6/2/2013
SUSUNAN
RANTAI
SUSUNAN
RANTAI
Polimer Linier, yaitu polimer yang tersusun dengan unit ulang berikatan satu sama lainnya membentuk rantai polimer yang panjang. Polimer ini biasanya dapat larut dalam beberapa pelarut, dan dalam keadaan padat pada temperatur normal. Polimer ini terdapat sebagai elastomer, bahan yang fleksibel (lentur) atau termoplastik seperti gelas). Contoh polietilena, poli(vinil klorida) atau PVC, poli(metil metakrilat) (juga dikenal sebagai PMMA, Lucite.
SUSUNAN
RANTAI
SUSUNAN
RANTAI
Polimer Bercabang, yaitu polimer yang terbentuk jika beberapa unit ulang membentuk cabang pada rantai utama.
6/2/2013
1. Poliadisi, yaitu polimer yang terjadi karena
reaksi adisi. Reaksi adisi atau reaksi rantai adalah reaksi penambahan (satu sama lain) molekul-molekul monomer berikatan rangkap atau siklis biasanya dengan adanya suatu pemicu berupa radikal bebas atau ion. Contohnya:
Etilena CH2= CH2 -[CH2CH2
]-2. Polikondensasi, yaitu polimer yang terjadi
karena reaksi kondensasi/reaksi bertahap. Mekanisme
reaksi polimer kondensasi identik dengan reaksi
kondensasi senyawa bobot molekul rendah yaitu: reaksi dua gugus aktif dari 2 molekul monomer yang berbeda
berinteraksi dengan melepaskan molekul
kecil.contohnya:
REAKSI POLIMERISASI
1.
Homopolimer, yakni polimer yangterbentuk dari penggabunganmonomer
sejenis dengan unit berulang yang sama.
2.
Kopolimer, yakni polimer yangterbentuk dari beberapa jenis monomer yang berbeda.
Kopolimer ini dibagi lagi atas empat
kelompok yaitu: a. Kopolimer acak
Dalam kopolimer acak, sejumlah kesatuan berulang yang berbeda tersusun secara acak dalam rantai polimer.
-6/2/2013
b. Kopolimer silang teratur.
Dalam kopolimer silang teratur kesatuan berulang yang berbeda berselang - seling secara teratur dalam rantai polimer.
A B A B A B A B A – B – A -c. Kopolimer blok.
Dalam kopolimer blok kelompok suatu kesatuan berulang berselang - seling dengan kelompok kesatuan berulang lainnya dalam rantai polimer.
- A - A - A - B - B - B - A - A - A – B –
d. Kopolimer cabang/GraftCopolimer. Yaitu kopolimer dengan rantai utama terdiri dari satuan berulang yang sejenis dan rantai cabang monomer yang sejenis.
B B
B B
- A – A – A – A – A – A – A – A – A – A B
6/2/2013
1.Termoplastik, Hal ini disebabkan karena polimer - polimer tersebut tidak berikatan silang (linier atau bercabang) biasanya bisa larut dalam beberapa pelarut.
2.Termoset, yaitu polimer yang tidak mau mencair atau meleleh jika dipanaskan. Polimer - polimer termoset tidak bisa dibentuk dan tidak dapat larut karena pengikatan silang, menyebabkan kenaikan berat molekul yang besar.
1.Polimer komersial, yaitu polimer yang di sintesis dengan biaya murah dan diproduksi secara besar - besaran. Polimer komersial pada prinsipnya terdiri dari 4 jenis polimer utama yaitu: Polietilena, Polipropilena, Poli(vinil klorida), dan Polisterena.
2.Polimer teknik, yaitu polimer yang memiliki sifat unggul tetapi harganya mahal. Contoh dari polimer di antaranya poliamida, polikarbonat, asetal, poli(fenilena oksida) dan poliester mewakili sekitar 99% dari pemasaran.
3.Polimer dengan tujuan khusus, yaitu polimer yang memiliki sifat spesifik yang unggul dan dibuat untuk keperluan khusus.
6/2/2013
Manfaat
1. Dalam bidang kedokteran: banyak diciptakan alat-alat kesehatan seperti:
termometer, botol infus, selang infus, jantung buatan dan alat transfusi darah.
2. Dalam bidang pertanian: dengan adanya mekanisasi pertanian.
3. Dalam bidang teknik: diciptakan alat-alat ringan seperti peralatan pesawat.
4. Dalam bidang otomotif: dibuat alat-alat pelengkap mobil.
Manfaat dan Dampak
Polimer
Dampak Negatif
1. Tercemarnya tanah, air tanah dan makhluk bawah tanah.
2. Racun - racun dari partikel plastik yang masuk ke dalam tanah akan membunuh hewan - hewan pengurai di dalam tanah seperti cacing.
3. PCB yang tidak dapat terurai meskipun termakan oleh binatang maupun tanaman akan menjadi racun berantai sesuai urutan rantai makanan.
4. Kantong plastik akan mengganggu jalur air yang teresap ke dalam tanah.
5. Menurunkan kesuburan tanah karena plastik juga menghalangi sirkulasi udara di dalam tanah dan ruang gerak makhluk bawah tanah yang mampu menyuburkan tanah.
6/2/2013
6. Kantong plastik yang sukar diurai, mempunyai umur panjang, dan ringan akan mudah diterbangkan angin hingga ke laut sekalipun.
7. Hewan - hewan dapat terjerat dalam tumpukan plastik.
8. Hewan - hewan laut seperti lumba-lumba, penyu laut, dan anjing laut menganggap kantong - kantong plastik tersebut makanan dan akhirnya mati karena tidak dapat mencernanya.
9. Ketika hewan mati, kantong plastik yang berada di dalam tubuhnya tetap tidak akan hancur menjadi bangkai dan dapat meracuni hewan lainnya.
10. Pembuangan sampah plastik sembarangan di sungai - sungai akan mengakibatkan pendangkalan sungai dan penyumbatan aliran sungai yang menyebabkan banjir.
6/2/2013
Pertanyaan
•
Solusi dampak yang disebabkan dari
pemakaian polimer?
•
Polimer alam lebih mahal dari polimer
Sintetik?
•
Manfaat polimer dalam mekanik pertanian
•
Bahan polimer untuk perpipaan
•
Bagaimana mekanisme terurainya polimer
•
Pemanfaatan thermoset?
