Polimer & Komposit ppt

POLIMER DAN KOMPOSIT

POLIMER DAN KOMPOSIT

Polimer 

Polimer 

II..

P

Prriin

ns

siip

p--P

Prriin

ns

siip

p D

Da

as

sa

ar 

r 

1.1 Definisi dan Klasifikasi

1.1 Definisi dan Klasifikasi

1.2 Proses Polimerisasi

1.2 Proses Polimerisasi

1. Ta!anama

1. Ta!anama

1." Pem#$a!an Polimer Se%ara Ind$s!ri

1." Pem#$a!an Polimer Se%ara Ind$s!ri

1.& Polimer-Polimer Ind$s!ri

II. 'era! Molek$l ('M)

II. 'era! Molek$l ('M)

2.1 Ma%am-Ma%am 'era! Molek$l

2.1 Ma%am-Ma%am 'era! Molek$l

2.2 Pene!apan 'era! Molek$l

2.2 Pene!apan 'era! Molek$l

2. Dis!ri#$si 'era! Molek$l

2. Dis!ri#$si 'era! Molek$l

2." *$#$n+an 'M den+an 'e#erapa Sifa!

2." *$#$n+an 'M den+an 'e#erapa Sifa!

,isik Polimer 

,isik Polimer 

III. S!r$k!$r Kimia dan

III. S!r$k!$r Kimia dan Morfolo+i Polimer 

Morfolo+i Polimer 

.1 Penda$l$an

.1 Penda$l$an

.2 'era! Molek$l dan a/a An!ar Molek$l

.2 'era! Molek$l dan a/a An!ar Molek$l

. S$$ Transisi elas

. S$$ Transisi elas

." S!ereokimia

." S!ereokimia

.& Kekris!alan

.& Kekris!alan

.0 Ika!an Silan+ Kimia dan ,isika

.0 Ika!an Silan+ Kimia dan ,isika

. Polimer Pad$an

I.

I.

E3al$asi4 Karak!erisasi 5 Analisis Polimer E3al$asi4 Karak!erisasi 5 Analisis Polimer  ".1 Me!ode Analisis Kimia

".1 Me!ode Analisis Kimia

".2 Me!ode Analisis Spek!roskopik ".2 Me!ode Analisis Spek!roskopik ". *am#$ran Sinar 

". *am#$ran Sinar 

"." Karak!erisasi 5 Analisis Perm$kaan "." Karak!erisasi 5 Analisis Perm$kaan ".& Anal

".& Analisis isis TTeermalrmal

".0 Pen+$k$ran Sifa!-Sifa! Mekanik ".0 Pen+$k$ran Sifa!-Sifa! Mekanik ". E3al$asi Ke!aanan Kimia

. Pemrosesan Polimer 

&.1 Pen%amp$ran dan Pra-pem#en!$kan &.2 Pen%e!akan - 6e!ak Kompresi - 6e!ak Transfer  - 6e!ak In7eksi - 6e!ak Ti$p - Spinning  - Calendering  - Eks!r$si

I.PRINSIP-PRINSIP DASAR

1.1. Definisi 5 Klasifikasi

a. Ka!a 8Polimer9 !ers$s$n a!as ka!a poli

/an+ #erar!i #an/ak dan mer /an+

#erar!i #a+ian ke%il /an+ #er$lan+.

#. Polimer : molek$l-molek$l #esar

(makromolek$l) /an+ mer$pakan

+a#$n+an dari molek$l-molek$l ke%il

/an+ dise#$! mer.

%.'erdasarkan s!r$k!$r4 polimer !er#a+i  /ai!$; polimer linier4 #er%a#an+ dan 7arin+an.

d.'erdasarkan sifa! !aan panasn/a4 polimer !er#a+i 24 /ai!$ polimer !ermoplas!ik dan !ermose!!in+.

e.'erdasarkan 7$mla 7enis a!om dalam

ran+kan/a4 polimer !er#a+i men7adi polimer omoran!ai dan e!eroran!ai.

f. 'erdasarkan %ara !er#en!$kn/a4 polimer !er#a+i men7adi polimer addisi dan polimer kondensasi.

1.2 Proses Polimerisasi

a.Ada 2 ma%am4 /ai!$; polimerisasi addisi

dan kondensasi.

#.Polimerisasi Addisi : Reaksi polimerisasi

/an+ dida$l$i den+an proses pem#$kaan

ika!an ran+kap.

6on!o; Polimerisasi E!ilen

%.Mekanisme?!aapan dalam polimerisasi addisi; 1. Inisiasi

- Dekomposisi inisia!or 

- Pem#en!$kan radikal primer  2. Propa+asi

. Terminasi

- Disproporsionasi - Kom#inasi

d.Reaksi addisi dise#$! 7$+a reaksi #eran!ai. e.Sifa!-sifa! reaksi #eran!ai

- %epa! 5 seren!ak.

- dera7ad polimerisasi !in++i?#esar.

- reaksi #eren!i 7ika !er7adi !erminasi a!a$ monomern/a a#is.

- memerl$kan inisia!or 

f. Polimerisasi kondensasi : Reaksi polimerisasi den+an melepaskan molek$l-molek$l sederana.

Reaksin/a dise#$! 7$+a den+an reaksi #er!aap.

+.Mekanismen/a melip$!i !aap pem#en!$kan monomer  dan !aap polimerisasi.

.Sifa!-sifa! reaksi #er!aap

- reaksi #er!aap4 lam#a!?lama

- dera7ad polimerisasi renda-sedan+ - reaksi akan #er7alan !er$s 7ika +$+$s

f$n+sional masi ada - !idak perl$ inisia!or.

i.6on!o poli kondensasi; polies!erifikasi 60*&O* @ 6*2O 60*"O*(6*2O*)

60*"O*(6*2O*) @ 60*"O*(6*2O*)

1. Ta!anama

Ada 2 !a!a%ara pem#erian nama4 /ai!$ #erdasarkan nama s$m#er dan nama IPA6.

1.".Pem#$a!an Polimer Se%ara Ind$s!ri - Bulk Polymerization (6$ra)

Proses sederana4 ses$ai $n!$k kapasi!as ke%il4 asiln/a ken!al?pada!4 perpindaan panasn/a  7elek.

- Solution Polymerization (Lar$!an)

Lar$!an !idak ken!al4 perpindaan panas #aik4 perl$ pemisaan asil4 ada efek pelar$! !eradap #era! molek$l.

- Suspension/Pearl/Bead Polymerization (S$spensi)

Men++$nakan air (+ suspension agent )4 kon!rol s$$ #aik4 asil #er#en!$k #$!ir #er$k$ran B41-1 mm4 inisia!or lar$! dalam s$spensi.

 - Emulsion Polymerization (Em$lsi)

Men++$nakan air@ s$rfak!an4 kon!rol s$$ #aik4 asil #er#en!$k em$lsi ($k$ran #$!ir 1 mikron)4 inisia!or lar$! dalam em$lsi.

1.& Polimer-Polimer Ind$s!ri - plas!ik

#erdasarkan per!im#an+an ekonomis dan ke+$naann/a4 di#edakan a!as;

- plas!ik komodi!i C 3ol$m ke%il4 ar+a m$ra 5 disposable. 6on!o;

LDPE4*DPE4PP4P64PS

- plas!ik !eknik C 3ol$m renda4 maal4

sifa! mekanik 5 da/a !aan #aik. 6on!o; ase!al4poliamid

- Sera!

Di%irikan ole mod$l$s 5 kek$a!ann/a /an+

!in++i4 elon+asi dan s!a#ili!as panas /an+ #aik. Sera! !er#a+i men7adi 24 /ai!$ sera! alam 5

sin!e!is.

Sera! alam C kapas (sell$losa polisakarida) 5 ool (pro!ein)

Sera! sin!e!is C sell$losa (sell$losa ase!a!) dan non sell$losa (polies!er4 nilon 5 akrila!)

- Kare!?Elas!omer 

Merpk. polimer /an+ memperlia!kan da/a

pe+as4 kemamp$an mere+an+ dan

kem#ali ke keadaan sem$la den+an

%epa!.

Se#a+ian #esar memp$n/ai s!r$k!$r

 7arin+an.

II. 'ERAT MOLEKL

'era! molek$l ('M) #er$#$n+an den+an

sifa! kimia 5 fisik polimer.

'M !in++i le#i k$a! !api

machinable

 n/a

s$li!.

2.1 Ma%am 'era! Molek$l

a. 'era! Molek$l Ra!a-ra!a $mla

#. 'era! Molek$l Ra!a-ra!a 'era!

%. 'era! Molek$l Ra!a-ra!a iskos

a.'M Ra!a-ra!a $mla4

'er+an!$n+ pada #esarn/a $k$ran

den+an ; N : 7$mla mol

M : #era! molek$l

Mn

: i i i  N  N M

∑

∑

: tot i i  N  N M

∑

Mn

#.'era! Molek$l Ra!a-Ra!a 'era!4

%.'era! Molek$l Ra!a-Ra!a iskos4

Mw _: i i i W W M

∑

∑

:  Ni M )  N M ( M i i i i

∑

∑

Mw Mv _: i i a 1 i i M  N  N _M ∑ ∑ + Mv

2.2 Pene!apan 'era! Molek$l

 Ada #e#erapa ma%am %ara4 /ai!$;

a. Analisa $+$s 7$n+

#. Sifa!-sifa! Koli+a!if Lar$!an

%. iskosi!as

d. *am#$ran 6aa/a

e. l!rasen!rif$+asi

Mn

Mv

Mw

a. Analisa $+$s 7$n+

ika s$a!$ polimer dike!a$i men+and$n+  7$mla !er!en!$ +$+$s $7$n+ per molek$ln/a4 maka 7$mla +$+$s i!$ dapa! di!en!$kan dalam se7$mla massa polimer den+an me!ode anali!is.

Kelemaan me!ode ini (1)ar$s men+andaikan s!r$k!$r molek$l4 (2) ak$rasin/a !er+an!$n+ pada kepekaan me!ode anali!isn/a.

 Analisa +$+$s $7$n+ ses$ai $n!$k polimer kondensasi /an+ 'M-n/a renda.

Me!ode /an+ dapa! di+$nakan

$n!$k pene!apan +$+$s $7$n+

- Ti!rasi

-  Analisa $ns$r +$+$s $7$n+

- Pen+$k$ran ak!ifi!as +$+$s $7$n+ /an+

#ersifa! radioak!if 

*al-al /an+ ar$s dipera!ikan

dalam

pen+++$naan

me!ode

analisis +$+$s $7$n+

1. Me!ode ini !idak #isa di!erapkan ke

polimer #er%a#an+ ke%$ali 7ika 7$mla

%a#an+n/a dike!a$i den+an pas!i.

2. Dalam s$a!$ polimer linier !erdapa!

+$+$s-+$+$s $7$n+ se#an/ak d$a kali

molek$l-molek$l linier.

. ika polimer men+and$n+ +$+$s /an+ #er#eda pada masin+-masin+ $7$n+ ran!ain/a 5

pen+$k$ran an/a dilak$kan pada sala sa!$ +$+$s $7$n+ /an+ #isa dikarak!erisasi4 maka  7$mla !ipe +$+$s $7$n+ ini sama den+an

 7$mla molek$l primern/a.

". Analisa +$+$s $7$n+ an/a memp$n/ai ar!i

 7ika mekaisme inisiasi dan !erminasi dimen+er!i den+an #aik.

#. Sifa!-sifa! koli+a!if 

F Pen$r$nan !i!ik #ek$ (krioskopi)

F Kenaikan !i!ik didi (e#$lliome!ri)

F Osmome!ri

C A M H RT C T 2 n f  2 0 C f  + ∆ ρ =    ∆ = C A M H RT C T 2 n v 2 0 C  b

+

∆

ρ

=







∆

= C A M RT C _n 2 2 0 C

+

=







 π

=

h

g

∆

ρ

=

π

%. *am#$ran %aa/a

-Mer$pakan me!ode /an+ palin+ #an/ak

dipakai $n!$k mendapa!kan 'M m$!lak.

-Me!ode ini didasarkan pada fak!a #aa

%aa/a 7ika melea!i s$a!$ lar$!an akan

melepaskan ener+i /an+ diaki#a!kan ole

a#sor#si4 kon3ersi ke panas dan am#$ran.

-,ak!or /an+ mempen+ar$i; konsen!rasi4

Den+an G: !$r#idi!as< n

o :

indeks refraksi4 H:

pan7an+ +elom#an+4d

n

?d

%

:kenaikan refraksi

spesifik4 N

o

: #ilan+an A3o+rado

w

M

Hc

= τ 2 o 4 c n 2 3  N d d o 3 32 H

n

λ









π

=

C A 2 ) ( MP 1 HC 2

+

θ

=









τ

d. l!rasen!rif$+asi

Teknikn/a didasarkan pada prinsip #aa

molek$l-molek$l #ila di #aa pen+ar$

medan sen!rif$+al /an+ k$a!4 maka akan

mendis!ri#$si diri men$r$! #esarn/a se%ara

!e+ak l$r$s s$m#$ p$!ar s$a!$ proses /an+

dise#$! sedimen!asi.

 Ada 2 pendeka!an $? memperole 'M

den+an me!ode ini4 /ai!$ ;

1. Me!ode kese!im#an+an sedimen!asi

2. Me!ode ke%epa!an sedimen!asi

(

1 v

)

( ) c c ln RT 2 M

r 

r 

12 2 2 2 1 2 w

−

ω

ρ

−

 

 

 

 



 

 

=

f  ) v 1 (  dt dr  r  1 !

=

₂

=

−

ρ

ω

) v 1 (( M RT ! " w − ρ = f  #T "

 =

e.iskome!ri

-Mer$pakan !eknik /an+ palin+ sederana 5

palin+ #an/ak dipakai

-iskosi!as di$k$r pada konsen!rasi en%er

den+an %ara mene!apkan laman/a aliran

se7$mla 3ol$m lar$!an memal$i kapiler

/an+ pan7an+n/a !e!ap.

Pers. Mark *o$ink Sak$rada

o o !$ _t ) t t (

−

=

η

[ ]

0 c !$ c

  

_ 

₌

 



 

 η

=

η

[ ]

a v

M

Κ

=

η

i i a 1 i i v M  N M  N M

∑

∑

=

+

2. Dis!ri#$si 'era! Molek$l Ra!a-ra!a

F Kroma!o+rafi permeasi +el (P6)

F Pelar$!an fraksi

F Pen+endapan fraksi $l!rasen!rif$+asi

F Kroma!o+rafi lapisan !ipis (TL6)

  Pen/erapan   Pen+endapan

2." *$#$n+an 'era! Molek$l Ra!a-ra!a

den+an 'e#erapa Sifa! ,isik Polimer 

F Ti!ik #ek$-'M

F iskosi!as-'M

III.STRKTR KIMIA 5 MOR,OLOI POLIMER

.1 Penda$l$an

FS!r$k!$r kimia polimer #er$#$n+an era!

den+an sifa!-sifa! polimer.

FMorfolo+i polimer

s!r$k!$r4 s$s$nan 5

#en!$k fisik molek$l polimer 

amorfos 5 kris!al

.2 'M dan a/a An!ar Molek$l

F Sifa!-sifa! polimer di!en!$kan ole 'M dan

s!r$k!$r kimian/a

F Sifa! mekanik di!en!$kan 'M4 'M dapa!

!er+an!$n+ pada s!r$k!$r kimia

F Sifa! mekanik !er7adi dari +a/a !arik an!ar

molek$l. a/a !arik an!ar molek$l dapa!

#er$pa in!eraksi an!ar dipol4 +a/a ind$ksi

dan dispersi a!a$ +a/a london

. S$$ Transisi elas

F Mer$pakan s$$ !er!in++i pada saa!

polimer #erada an!ara fase pada! dan %air.

F Dipen+ar$i ole;

  S!r$k!$r kimia   'era! molek$l   k$ran polimer    Polari!as

." S!ereokimia

F _{Mer$pakan sala sa!$ parame!er s!r$k!$r /an+} !erpen!in+ /an+ melairkan sifa! kekris!alan4

/akni s!ereore+$lari!as.

F  Ada  s$s$nan s!ereore+$lari!as /ai!$   Iso!ak!ik

  S/ndio!ak!ik    A!ak!ik

.& Kekris!alan

 Polimer #erada dalam #en!$k kris!al 7ika;

-Memiliki s!r$k!$r /an+ san+a! s!ereore+$lar  -Per%a#an+an ran!ai sediki! a!a$ !idak ada

-Men+and$n+ +$+$s-+$+$s /an+ san+a! polar 

Kekris!alan dapa! diperole den+an %ara annealin+ 5 drain+

Taap kris!alisasi ;

F N$kleasi

.0 Ika!an Silan+ Kimia dan ,isika

F Ika!an silan+ kimia : %$rin+4 ada 2 /ai!$

(1)pen+ika!an pada saa! polimerisasi dan

(2)pen+ika!an se!ela polimer linier

!er#en!$k.

F Ika!an silan+ fisika dapa! dilak$kan

den+an (1)pendin+inan dan (2)

memas$kkan +a/a !arik ika!an sek$nder

/an+ k$a! an!ara ran!ai-ran!ai polimer.

. Polimer Pad$an

F Kopolimerisasi

  Monomer A @ monomer '   Polimer A @ monomer '

F

_{Polyblend =}

_{men%amp$r polimer den+an}

polimer 

  *omo+en   *e!ero+en

F Ma%am

 polyblend 

  Pad$an mekanik   Pad$an mekanokimia   Pad$an !$an+-lar$!an   Pad$an la!eks   Pad$an kimia

I. EALASI4 KARAKTERISASI 5

 ANALISIS POLIMER

".1 Me!ode Analisis Kimia

Melak$kan analisis kimi men++$nakan #aan kimia /an+ sifa!n/a spesifik.

".2 Me!ode Spek!roskopik

  Infrared   Raman

  Resonansi ma+ne!ik n$klir (NMR)   Resonansi Spin Elek!ron (RSE)   l!ra3iole! ($3)

". Me!ode *am#$ran Sinar 

  Sinar J4   Elek!ron 5   Ne$!ron

"." Karak!erisasi 5 Analisis Perm$kaan Polimer 

  Mikroskopi elek!ron skan

  Spek!roskopi reflek!ansi !o!al a!en$asi   Spek!roskopi fo!oak$s!ik

  Spek!roskopi elek!ron $n!$k analisis kimia   Spek!rome!ri massa ion

".& Analisis Termal

F Kalorime!ri skan diferensial

F  Analisis !ermomekanik

F  Analisis Termo+ra3ime!rik

F 7i da/a n/ala

".0 Pen+$k$ran Sifa! Mekanik

Men++$nakan me!ode s!andar misal

 ASTM

". E3al$asi Ke!aanan Kimia

Dilak$kan den+an %ara men%el$pkan

polimer ke dalam pelar$! /an+

#er#eda-#eda4 didiamkan dalam ak!$ !er!en!$4

selan7$!n/a sifa! mekanikn/a di$k$r.

. PEMROSESAN POLIMER

&.1 Pen%amp$ran 5 Pra-pem#en!$kan

Pen%amp$ran: proses penam#aan #aan adi!if 

Prapem#en!$kan ---C lelean a!a$ ser#$k &.2 6e!ak Kompresi

'iasan/a pada s$$ 1&B 6el%i$s dan !ekanan 1BBB-BBB psi

Dapa! di!erapkan pada !ermoplas!ik 5 !ermose!!in+.

&. 6e!ak Transfer 

Mer$pakan modifikasi dari %e!ak

kompresi. 'iasan/a $n!$k !ermose!!in+.

&." 6e!ak In7eksi

Se%ara $m$m di+$nakan $n!$k

!ermoplas!ik.

S$$ operasi C 2&B %el%i$s

&.& 6e!ak Ti$p

'iasan/a $n!$k pem#$a!an #o!ol. &.0 Pemin!alan?Spinning 

'iasan/a $n!$k pem#$a!an sera! &. Calendering 

Di+$nakan $n!$k mem#$a! lem#aran. &. Eks!r$si

S$$ operasi  1& %el%i$s a/a !ekan 1"-2 MPa

Komposi!

I. Prinsip-Prinsip Dasar 

 1.1 Definisi

1.2 Klasifikasi

II. Proses Pem#$a!an Komposi!

III.Analisis4 E3al$asi4 5 Karak!erisasi

Komposi!

I. PRINSIP-PRINSIP DASAR

1.1 Definisi

Mer$pakan ma!erial /an+ !er#en!$k dari d$a a!a$ le#i #aan dasar /an+ #er#eda.

Sifa!-sifa!n/a mer$pakan +a#$n+an dari #aan pen/$s$nn/a.

'aan pen/$s$nn/a !er#a+i a!as (1)ma!riks /an+ #erf$n+si se#a+ai pen+isi?pem#$a!

#en!$k4 pen/an++a dan pen+ika!4 (2) pen+$a! (reinorced )

1.2 Klasifikasi

Komposi! #erdasarkan 7enis ma!riksn/a4

!er#a+i men7adi 4 /ai!$

  Polimer komposi!

  Me!al (lo+am) komposi!   Keramik komposi!

II. PROSES PEM'ATAN KOMPOSIT

2.1 Polimer Komposi!

  !eacti"e Processing 

F Sheet #olding Compounds

F !eaction $n%ection #olding 

F !esin &ranser #olding 

F Structural !eaction $n%ection #olding 

  'abrication &echni(ue

F )igh Pressure Compression #olding 

F )and *ayup

F Spray *ayup

2.2 Lo+am (Me!al) Komposi!

  Pem#$a!an F ,ase 6air  F ,ase Pada! F D$a ,ase F Deposisi F In Si!$   Pemrosesan F Casting  F Spray  F Solidiication

2. Keramik Komposi!

Me!ode Pemrosesan an!ara lain;

  Poder &echni(ue   _Casting 

  Chemical ,apor $niltration   _{)ot Pressing} 

  Sinter 

III. E3al$asi4 Analisis dan Karak!erisasi Komposi!

F Mikromekanik

  E3al$asi dan analisis !eradap komposi!

se#a+ai ma!erial /an+ !erdiri dari pen+$a! dan ma!riks4 sein++a ada kai!an an!ara kek$a!an pen+$a! dan kek$a!an ma!riks

F Makromekanik

  E3al$asi dan analisis !eradap komposi! se#a+ai ma!erial /an+ $!$.