Kimia Polimer

PENGERTIAN POLIMER

Polimer berasal dari bahasa yunani Polys dan Meros, Polys berarti banyak dann meros berarti bagian. Polymer = “Banyak Bagian”. Polimer adalah molekul besar  yang terbangun oleh susunan unit ulangan kimia yang kecil, sederhana dan terikat oleh ikatan kovalen. Unit ulangan ini biasanya setara atau hampir setara dengan monomer yaitu bahan awal dari polimer.

Polimer didefinisikan sebagai makromolekul yang dibangun oleh pengulangan kesatuan kimia yang kecil dan sederhana yang setara dengan monomer, yaitu bahan pembuat polimer. Akibatnya, molekul-molekul polimer umumnya mempunyai massa molekul yang sangat besar. Hal inilah yang menyebabkan polimer memperlihatkan sifat sangat berbeda dari molekul-molekul biasa meskipun susunan molekulnya sama. Pada umumnya polimer dikenal sebagai materi yang bersifat non-konduktif atau isolator. Kemajuan dalam riset polimer telah menemukan berbagai polimer yang bersifat konduktif maupun semikonduktif. Bahan komposit diartikan sebagai gabungan dari 2 material atau lebih yang berbeda sifatnya dan akan membentuk sifat fisis yang baru. Komposit polimer-karbon terbentuk dari gabungan polimer dengan karbon yang membentuk sebuah material yang mempunyai sifat yang baru yaitu mempunyai resistansi tertentu dan nilai resistansinya berubah apabila terkena gas. Polimer mempunyai banyak variasi sifat, dan itulah mengapa polimer mempunyai banyak sekali kegunaan dalam kehidupan sehari-hari. Di era modern, hampir setiap bagian hidup manusia melibatkan polimer. Termasuk jenis polimer antara lain plastik, elastomer, serat, cat dan bahan pelapis. Penggunaan polimer dalam perkakas rumah tangga, alat transportasi, alat komunikasi dan alat elektronika sangat besar cakupannya.

 

2.  JENIS – JENIS POLIMER 

Poly Ethylene (PE) 

Polietilena (disingkat PE)  adalah termo plastik atau merupakan polimer plastik yang sifatnya ulet (liat), massa jenis rendah, lentur, sukar rusak apa bila lama dalam keadaan terbuka di udara maupun apabila terkena tanah lumpur, tetapi tidak tahan panas. Kegunaan polietena adalah untuk memproduksi lembaran untuk kantong plastik, pembungkus halaman, ember, dsb.   

Poly Propylene (PP)

Polipropilena atau polipropena (PP) adalah sebuah polimer termo-plastik yang dibuat oleh industri kimia dan digunakan dalam berbagai aplikasi, diantaranya digunakan ntuk dipakai ada packingmakanan kering atau snack.

Poly Vinly Chlorine (PVC) 

Plastik ini juga tahan serta kedap terhadap minyak dan bahan organik. Ada dua tipe plastik PVC yaitu bentuk kaku dan bentuk fleksibel. Plastik bentuk kaku digunakan untuk membuat konstruksi bangunan, mainan anak-anak,  pipa PVC (paralon), meja, lemari. Adapun plastik bentuk fleksibel, jenis ini digunakan untuk membuat selang plastik dan isolasi listrik.

Teflon (PTFE)

Teflon tersusun dari monomer-monomer tetrafluorotena. Teflon bersifat sangat ulet, kenyal, tahan terhadap zat kimia, tak mudah terbakar, isolator listrik yang baik, dan mampu melumasi diri serta tidak menempel. Panci untuk memasak/menggoreng menggunakan pelapis teflon, sehingga tidak memerlukan minyak yang banyak, tidak mudah gosong, serta mudah mencucinya.

Polistirena 

Polistirena tersusun atas monomer stirena. Polistirena digunakan untuk membuat gelas minuman ringan, isolasi, dan untuk kemasan makanan.

Oriented Polystyrene (OPP)

Sangat Bening,Kurang Tahan Panas.

High Density Polyethylene (HDPE) 

Bahan Plastik Yang Berwarna Putih susu Atau Putih Bersih.

Karet Bahan  

Adalah Karet Yang Berupa Karet Gelang Bersifat Transparant,Kuat dan Elastis. 

Low Density Polyethylene (LDPE) 

Bahan Plastik Yang digunakan Untuk Pelapis Kaleng. 

Polyethylene Terephthalate (PET) 

Adalah Polimer Jernih Dan kuat Dengan Sifat-sifat Penahan Gas Dan Kelembaban.

Lunchbox Polystyrene 

Bahan Plastik Yang Digunakan Untuk Packing Makanan Ringan,Nasi,Dll. 

 

Klasifikasi polimer

Berdasarkan asal polimer:

1. Polimer alam: polimer yang tersedia secara alami di alam. Contoh: karet alam (dari monomer-monomer 2-metil-1,3-butadiena/isoprena), selulosa (dari monomer-monomer glukosa), protein (dari monomer-monomer asam amino), amilum.
2. Polimer sintetik: polimer buatan hasil sintetis indukstri/pabrikan. Contoh: nilon (dari asam adipat dengan heksametilena), PVC (dari vinil klorida), polietilena, poliester (dari diasil klorida dengan alkanadiol).

Berdasarkan strukturnya

1.     Polimer linear

Polimer linear terdiri dari rantai panjang atom-atom skeletal yang dapat mengikat gugus substituen.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.

 

2.    Polimer bercabang

  Polimer bercabang dapat divisualisasi sebagai polimer linear dengan percabangan pada struktur dasar yang sama sebagai rantai utama.

 

 3. Polimer jaringan tiga dimensi (three-dimension network)  

Polimer jaringan tiga dimensi adalah polimer dengan ikatan kimianya terdapat antara rantai, seperti digambarkan pada gambar berikut. Bahan ini biasanya di”swell” (digembungkan) oleh pelarut tetapi tidak sampai larut. Ketaklarutan ini dapat digunakan sebagai kriteria dari struktur jaringan. Makin besar persen sambung-silang (cross-links) makin kecil jumlah penggembungannya (swelling). Jika derajat sambung-silang cukup tinggi, polimer dapat menjadi kaku, titik leleh tinggi, padat yang tak dapat digembungkan, misalnya intan (diamond).    

           

Polimer linear dan bercabang memiliki sifat :

        1. Lentur

        2. Berat Molekul relatif kecil

        3. Termoplastik

Berdasarkan kegunaanya

• Polimer komersial (commodity polymers)

Polimer ini dihasilkan di negara berkembang, harganya murah dan banyak dipakai dalam kehidupan sehari hari. Contoh : Polietilen (PE), polipropilen (PP), polistirena (PS), polivinilklorida (PVC), melaminformaldehid

• Polimer teknik (engineering polymers)

Polimer ini sebagian dihasilkan di negara berkembang dan sebagian lagi di negara maju.Polimer ini cukup mahal dan canggih dengan sifat mekanik yang unggul dan daya tahan yang lebih baik. Polimer ini banyak dipakai dalam bidang transportasi (mobil, truk, kapal udara), bahan bangunan (pipa ledeng), barang-barang listrik dan elektronik (mesin bisnis, komputer), mesin-mesin industri dan barang-barang konsumsi. Contoh : Nylon, polikarbonat, polisulfon, polieste.

• Polimer fungsional (functional polymers)

Polimer  ini dihasilkan dan dikembangkan di negara maju dan dibuat untuk tujuan khusus dengan produksinya dalam skala kecil

Contoh : kevlar, nomex, textura, polimer penghantar arus dan foton, polimer peka cahaya, membran, biopolymer.

Berdasarkan sifat terhadap panas (termalnya) :

a.  Polimer Termoplastik: polimer yang mempunyai sifat tidak tahan terhadap panas. Jenis plastik ini tidak memiliki ikatan silang antar rantai polimernya, melainkan dengan struktur molekul linear atau bercabang. Contoh: PVC, polietilena

b.  Polimer Termosetting: polimer polimer yang mempunyai sifat tahan terhadap panas, jika polimer ini dipanaskan, maka tidak dapat meleleh. Sehingga tidak dapat dibentuk ulang kembali. Contoh: melamin, selulosa.

Berdasarkan rantai penyusunnya:

a.  Kopolimer: Polimer yang tersusun dari ikatan dua atau lebih unit monomer yang berbeda, sebagai gambarannya -[A-B-A-B-A-B]-.

b.  Homopolimer: Polimer yang tersusun dari unit monomer identik/monomer yang sama, sebagai gambarannya -[A-A-A-A-A-A]-.

Berdasarkan model reaksi polimerisasinya:

a.  Polimer Adisi yaitu monomer molekul ikatan satu sama lain tanpa kehilangan setiap atom lainnya. monomer alkena adalah kelompok terbesar dari polimer dalam kelas ini. 

b. Polimer Kondensasi, yaitu: biasanya dua monomer yang berbeda dikombinasikan dengan hilangnya sebuah molekul kecil, biasanya air. Poliester dan poliamida (nilon) berada di kelas ini polimer. 

Berdasarkan Jenis Monomernya

1. Homopolimer

        Homopolimer adalah polimer yang monomernya sejenis. Contohnya, selulosa dan protein.

(-P-P-P-P-P-P-P-P-)n. Pada polimer adisi homopolimer, ikatan rangkapnya terbuka lalu berikatan membentuk polimer yang berikatan tunggal.

2. Kopolimer

        Kopolimer atau disebut juga heteropolimer adalah polimer yang monomernya tidak sejenis. Contoh dakron, nilon-66, melamin (fenol formaldehida). Proses pembentukan polimer berlangsung dengan suhu dan tekanan tinggi atau dibantu dengan katalis, namun tanpa katalis strukyur molekul yang terbentuk tidak beraturan. Jadi, fungsi katalis adalah untuk mengendalikan proses pembentukan striktur molekul polimer agar lebih teratur sehingga sifat-sifat polimer yang diperoleh sesuai dengan yang diharapkan. Contoh struktur rantai molekul polimer tidak beraturan (produk polimerisasi tanpa katalis) adalah sebagai berikut :

(-P-S-S-P-P-S-S-S-P-S-P-)n.

Kopolimer tidak beraturan

    Pada proses pembentukan polimer yang digunakan katalis, struktur molekul yang terbentuk akan beraturan. Contoh struktur rantai molekul polimer teratur (produk polimerisasi dengan katalis) adalah sebagai berikut :

 

Sistem blok :

(-P-P-P-S-S-S-P-P-P-S-S-S-)n

Kopolimer blok

        Sistem berseling :

(-P-S-P-S-P-S-P-S-P-S-P-S-P-)n

Kopolimer berseling

 

Sifat polimer

 

A. Sifat Thermal

Sifat polimer terhadap panas ada yang menjadi lunak jika dipanaskan dan keras jika didinginkan, polimer seperti ini disebut termoplas.

Contohnya : plastik yang digunakan untuk kantong dan botol plastik.

Sedangkan polimer yang menjadi keras jika dipanaskan disebut termoset, contohnya melamin

B. Sifat Kelenturan

Polimer akan mempunyai kelenturan yang berbeda dengan polimer sintetis. Umumnya polimer alam agak sukar untuk dicetak sesuai keinginan,sedangkan polimer sintetis lebih mudah dibuat cetakan untuk menghasilkan bentuk tertentu. Karet akan lebih mudah mengembangdan kehilangan kekenyalannya setelah terlalu lama kena bensin atau minyak.

C. Ketahanan terhadap Mikroorganisme

Polimer alam seperti wool, sutra, atau selulosa tidak tahan terhadap mikroorganisme atau ulat (rayap).Sedangkan polimer sintetis lebih tahan terhadap mikroorganisme atau ulat.

D. Sifat Lainnya

Sifat polimer yang lainnya bergantung pemakainnnya untuk kemasan atau alat-alat industri. Untuk tujuan pengemasan harus diperhatikan :

·           Toksisitasnya

·           Daya tahan terhadap air, minyak atau panas

·           Daya tembus udara (oksigen)

·           Kelenturan

·           Transparan

Aplikasi Polimer

1. Polimer komersial (commodity polymers). Polimer ini dihasilkan di negara berkembang, harganya murah dan banyak dipakai dalam kehidupan sehari hari, Contohnya yaitu: Polietilen (PE), polipropilen (PP), polistirena (PS), polivinilklorida(PVC), melamin formaldehid.
2. Polimer teknik (engineering polymers). Polimer ini sebagian dihasilkan di negara berkembang dan sebagian lagi di negaramaju. Polimer ini cukup mahal dan canggih dengan sifat mekanik yang unggul dan daya tahan yang lebih baik. Polimer ini banyak dipakai dalam bidang transportasi (mobil, truk, kapal udara), bahan bangunan (pipa ledeng), barang- barang listrik dan elektronik (mesin bisnis, komputer), mesin-mesin industri dan barang-barang konsumsi. Contohnya: Nylon, polikarbonat, polisulfon, poliester.
   
3. Polimer fungsional (functional polymers). Polimer ini dihasilkan dan dikembangkan di negara maju dan dibuat untuk tujuankhusus dengan produksinya dalam skala kecil. Contohnya yaitu: kevlar, nomex, textura, polimer penghantar arus dan foton, polimer pekacahaya, membran, biopolimer.