TUGAS TEKNOLOGI POLIMER Dosen Pembimbing :
Dr. Ir. Hamidah Harahap, M. Sc DISUSUN OLEH : NAMA
NIM
M. DEDE TAHER
120405
RIDHO NAWANSYAH
130405023
YUNI ALDRIANI LUBIS
130405039
HAMDA EKA AGUSTINI
130405042
SORAYA NASUTION
130405
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
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. Proses pembentukan polimer dari monomernya kita sebut sebagai polimerisasi. Dalam makalah ini akan dibahas tentang reaksi pembentukan polimer, penggolongan polimer, serta kegunaan dan dampak polimer.
1.2 Rumusan Masalah 1. Menjelaskan defenisi polimer. 2. Menjelaskan reaksi pembentukan polimer. 3. Menjelaskan penggolongan polimer. 4. Menjelaskan kegunaan dari polimer. 5. Menjelaskan proses pembuatan produk polimer yang berupa nilon. 1.3
Tujuan Penyusunan Dari penyusunan makalah ini bertujuan selain untuk memenuhi tugas teknologi polimer,
juga bertujuan untuk mengetahui dan mamahami materi polimer dan produk polimer yang berupa nilon.
BAB II PEMBAHASAN 2.1
Pengertian Polimer
Seringkali kita mendengarnya, namun mungkin belum tahu apa yang dimaksud secara mendetail. Kadang bayangan kita, polimer identik dengan plastik. Lebih jauh ingin tahu tentang polimer. Baca ulasan singkat berikut. Polimer berasal dari bahasa Yunani, yaitu poly yang berarti “many” (banyak) dan meros yang berarti “part” (bagian). Dari sini dapat kita katakan bahwa polimer adalah susunan dari bagian-bagian yang banyak.
Secara lengkapnya, Polimer ialah rangkaian atom yang panjang dan berulang-ulang dan dihasilkan dari sambungan beberapa molekul lain yang
dinamakan
monomer.
Monomer-
monomer ini mungkin serupa, atau mungkin juga mempunyai satu atau lebih kumpulan kimia yang diganti. Polimer kadang disebut pula dengan plastik. Namun plastik sebenarnya hanya sebagian saja dari polimer karena polimer begitu banyak ragamnya. Di antara polimer ada yang alami dan adapula yang sintetik. Contoh bahan-bahan yang berasal dari polimer adalah sebagai berikut: 1. PVC (Polyvinyl chloride). Plastik PVC bersifat termoplastik dengan daya tahan kuat. Plastik ini juga bersifat 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, piringan hitam, dan beberapa komponen mobil. Adapun plastik bentuk fleksibel, jenis ini digunakan untuk membuat selang plastik dan isolasi listrik.
Dalam hal penggunaannya, plastic PVC menempati urutan ketiga dan sekitar 68 % digunakan untuk konstruksi bangunan (pipa saluran air). 2. Polyethylen Polyetilen adalah
bahan
termoplastik
yang
kuat dan dapat dibuat dari yang lunak sampai yang kaku. Ada dua jenis polyetilen yaitu polietilen densitas rendah (low-density polyethylene / LDPE) dan polyetilen densitas tinggi (highdensity polyethylene / HDPE). Polyetilen densitas rendah relatif lemas dan kuat, digunakan antara lain untuk pembuatan kantong kemas,
tas,
botol,
industri
bangunan,
dan
lain-lain.
Polyetilen densitas tinggi sifatnya lebih keras, kurang transparan dan tahan panas sampai suhu 1000C. Campuran polietilen densitas rendah dan polyetilen densitas tinggi dapat digunakan sebagai bahan pengganti karat, mainan anak-anak, dan lain-lain. 3. PTFE (Polytetrafluoroethylene) Teflon merupakan lapisan tipis yang sangat tahan panas dan tahan terhadap bahan kimia. Teflon digunakan untuk pelapis wajan (panic anti lengket), pelapis tangki di pabrik kimia, pipa anti patah, dan kabel listrik.
4. Rubber (karet) Dengan semakin meningkatnya kebutuhan akan ban mobil dan motor, ahli-ahli kimia organik telah mengembangkan pembuatan karet sintetis untuk mempercepat perolehan kebutuhan tersebut.
Karet-karet sintetis tersebut dibuat dengan menggunakan bahan dasar monomer, seperti butadiene dan stirena dengan cara kopolimerisasi. 2.2
Reaksi Pembentukan Polimer
Polimerisasi merupakan suatu reaksi pembentukan polimer dari monomernya. Dua jenis utama dari reaksi polimerisasi adalah polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi. Jenis reaksi yang monomernya mengalami perubahan reaksi tergantung pada strukturnya. Suatu polimer adisi memiliki atom yang sama seperti monomer dalam unit ulangnya, sedangkan polimer kondensasi mengandung atom-atom yang lebih sedikit karena terbentuknya produk sampingan selama berlangsungnya proses polimerisasi. 1. Polimer Adisi Polimerisasi adisi adalah perkaitan langsung antar monomer berdasarkan reaksi adisi. Polimerisasi adisi terjadi pada monomer yang mempunyai ikatan rangkap dua. Polimerisasi dapat berlangsung dengan bantuan katalisator. Perhatikan Gambar 1 yang menunjukkan bahwa monomer etilena mengandung ikatan rangkap dua, sedangkan di dalam polietilena tidak terdapat ikatan rangkap dua.
Gambar 1. Monomer etilena mengalami reaksi adisi membentuk polietilena yang digunakan sebagai tas plastik, pembungkus makanan, dan botol. Pasangan elektron ekstra dari ikatan rangkap dua pada tiap monomer etilena digunakan untuk membentuk suatu ikatan baru menjadi monomer yang lain. Menurut jenis reaksi adisi ini, monomer-monomer yang mengandung ikatan rangkap dua saling bergabung, satu monomer masuk ke monomer yang lain, membentuk rantai panjang. Produk yang dihasilkan dari reaksi polimerisasi adisi mengandung semua atom dari monomer
awal. Berdasarkan Gambar 1, yang dimaksud polimerisasi adisi adalah polimer yang terbentuk dari reaksi polimerisasi disertai dengan pemutusan ikatan rangkap diikuti oleh adisi dari monomermonomernya yang membentuk ikatan tunggal. Dalam reaksi ini tidak disertai terbentuknya molekul-molekul kecil seperti H2O atau NH3. Contoh lain dari polimer adisi diilustrasikan pada Gambar 2. Suatu film plastik yang tipis terbuat dari monomer etilen dan permen karet dapat dibentuk dari monomer vinil asetat.
Gambar 2. Polietilen dan polivinil asetat adalah contoh polimer yang dibuat melalui polimerisasi adisi. Dalam reaksi polimerisasi adisi, umumnya melibatkan reaksi rantai. Mekanisme polimerisasiadisi dapat dibagi menjadi tiga tahap yaitu:
Sebagai contoh mekanisme polimerisasi adisi dari pembentukan polietilena: a) Inisiasi, untuk tahap pertama ini dimulai dari penguraian inisiator dan adisi molekul monomer pada salah satu radikal bebas yang terbentuk. Bila kita nyatakan radikal bebas yang terbentuk dari inisiator sebagai R’, dan molekul monomer dinyatakan dengan CH2 = CH2, maka tahap inisiasi dapat digambarkan sebagai berikut:
b) Propagasi, dalam tahap ini terjadi reaksi adisi molekul monomer pada radikal monomer yang terbentuk dalam tahap inisiasi.
Bila proses dilanjutkan, akan terbentuk molekul polimer yang besar, dimana ikatan rangkap C = C dalam monomer etilena akan berubah menjadi ikatan tunggal C – C pada polimer polietilena
c) Terminasi, dapat terjadi melalui reaksi antara radikal polimer yang sedang tumbuh dengan radikal mula-mula yang terbentuk dari inisiator (R’) CH2 – CH2 + R � CH2 – CH2- R atau antara radikal polimer yang sedang tumbuh dengan radikal polimer lainnya, sehingga akan membentuk polimer dengan berat molekul tinggi R-(CH2)n-CH2° + °CH2(CH2)n-R’�R(CH2)n-CH2CH2-(CH2)n-R’. Beberapa contoh polimer yang terbentuk dari polimerisasi adisi dan reaksinya antara lain: Polivinil kloridan CH2 = CHCl→ [ - CH2 - CHCl - CH2 - CHCl - ]n Vinil klorida polivinil klorida Poliakrilonitriln CH2 = CHCN→[ - CH2 - CHCN - ]n Polistirena 2. Polimer Kondensasi Polimer kondensasi terjadi dari reaksi antara gugus fungsi pada monomer yang sama atau monomer yang berbeda. Dalam polimerisasi kondensasi kadang-kadang disertai dengan terbentuknya molekul kecil seperti H2O, NH3, atau HCl. Di dalam jenis reaksi polimerisasi yang kedua ini, monomer-monomer bereaksi secara adisi untuk membentuk rantai. Namun demikian, setiap ikatan baru yang dibentuk akan bersamaan dengan dihasilkannya suatu molekul kecil – biasanya air – dari atom-atom monomer. Pada reaksi semacam ini, tiap monomer harus
mempunyai dua gugus fungsional sehingga dapat menambahkan pada tiap ujung ke unit lainnya dari rantai tersebut. Jenis reaksi
polimerisasi
ini
disebut reaksi kondensasi. Dalam
polimerisasi
kondensasi, suatu atom hidrogen dari satu ujung monomer bergabung dengan gugus -OH dari ujung monomer yang lainnya untuk membentuk air. Reaksi kondensasi yang digunakan untuk membuat satu jenis nilon ditunjukkan pada Gambar 3 dan Gambar 4.
Gambar 3. Kondensasi terhadap dua monomer yang berbeda yaitu 1,6 – diaminoheksana dan asam adipat yang umum digunakan untuk membuat jenis nylon. Nylon diberi nama menurut jumlah atom karbon pada setiap unit monomer. Dalam gambar ini, ada enam atom karbon di setiap monomer, maka jenis nylon ini disebut nylon 66.
Gambar 4. Pembuatan Nylon 66 yang sangat mudah di laboratorium. Contoh lain dari reaksi polimerisasi kondensasi adalah bakelit yang bersifat keras, dandracon, yang digunakan sebagai serat pakaian dan karpet, pendukung pada tape – audio dan tape – video, dan kantong plastik. Monomer yang dapat mengalami reaksi polimerisasi secara kondensasi adalah monomer-monomer yang mempunyai gugus fungsi, seperti gugus -OH; -COOH; dan NH3. 2.3
Penggolongan Polimer
Dari berbagai jenis polimer yang banyak kita jumpai, polimer dapat digolongkan berdasarkan asalnya, pembuatannya, jenis monomer, sifatnya terhadap panas dan reaksi pembentukannya. a. Penggolongan Primer berdasarkan asalnya Berdasarkan asalnya, polimer dapat dibedakan atas polimer alam dan polimer sintesis. 1) Polimer Alam Polimer alam adalah polimer yang terdapat di alam dan berasal dari makhluk hidup. Contoh polimer alam dapat dilihat pada table di bawah ini 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
Sifat-sifat polimer alam kurang menguntungkan. Contohnya, karet alam kadang-kadang cepat rusak, tidak elastis, dan berombak. Hal tersebut dapat terjadi karena karet alam tidak tahan terhadap minyak bensin atau minyak tanah serta lama terbuka di udara. Contoh lain, sutera dan wol merupakan senyawa protein bahan makanan bakteri, sehingga wol dan sutera cepat rusak. Umumnya polimer alam mempunyai sifat hidrofilik (suka air), sukar dilebur dan sukar dicetak, sehingga sangat sukar mengembangkan fungsi polimer alam untuk tujuan-tujuan yang lebih luas dalam kehidupan masyarakat sehari-hari. 2) Polimer Sintesis Polimer sintesis atau polimer buatan adalah polimer yang tidak terdapat di alam dan harus dibuat oleh manusia. Sampai saat ini, para ahli kimia polimer telah melakukan penelitian struktur molekul alam guna mengembangkan polimer sintesisnya. Dari hasil penelitian tersebut dihasilkan polimer sintesis yang dapat dirancang sifat-sifatnya, seperti tinggi rendahnya titik lebur, kelenturan dan kekerasannya, serta ketahanannya terhadap zat kimia. Tujuannya, agar diperoleh polimer sintesis yang penggunaannya sesuai yang diharapkan. Polimer sintesis yang telah dikembangkan guna kepentingan komersil, misalnya pembentukan serat untuk benang kain dan produksi ban yang elastis terhadap jalan raya. Ahli kimia saat ini sudah berhasil mengembangkan beratus-ratus jenis polimer sintesis untuk tujuan yang lebih luas. Contoh polimer sintesis dapat dilihat pada tabel dibawah ini :
No
Polimer
Monomer
Terdapat pada
1.
Polietena
Etena
Kantung, kabel plastik
2.
Polipropena
Propena
Tali, karung, botol plastik
3.
PVC
Vinil klorida
Pipa paralon, pelapis lantai
4.
Polivinil alcohol
Vinil alcohol
Bak air Wajan atau
panci
anti
5.
Teflon
Tetrafluroetena
lengket Pipa rekam magnetik, kain
6.
Dakron
Metil tereftalat dan etilene glikol
atau tekstil (wol sintetis)
7.
Nilon
Asam adipat dan heksametilena diamin
Tekstil
8.
Polibutadiena
Butadiena
Ban motor
9.
Poliester
Ester dan etilena glikol
Ban mobil
10.
Melamin
Fenol frmaldehida
Piring dan gelas melamin
11. Epoksi resin Metoksi benzena dan alcohol sekunder b. Penggolongan polimer berdasarkan jenis monomernya
Penyalut cat (cat epoksi)
Berdasarkan jenis monomernya, polimer dapat terdiri atas homopolimer dan kopolimer. 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 struktur molekul polimer agar lebih teratur sehingga sifatsifat polimer yang diperoleh sesuai dengan yang diharapkan. Contoh struktur rantai molekul polimer tidak beraturan 9 produk polimerisasi tanpa katalis) adalah sebagai berikut : (-P-S-S-P-P-S-S-S-P-S-P-)
Kopolimer tidak beraturan Pada proses pembentukan polimer yang digunakan katalis, struktur molekul yang terbentukakan 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) c. Penggolongan polimer berdasarkan sifatnya terhadap panas Berdasarkan sifatnya terhadap panas, polimer dapat
dibedakan
atas
polimer
termoplas (tidak tahan panas, seperti plastik) dan polimer termosting (tahan panas, seperti melamin). 1) Polimer termoplas Polimer termoplas adalah polimer yang tidak tahan panas. Polimer tersebut apabila dipanaskan akan meleleh (melunak), dan dapat dilebur untuk dicetak kembali (didaur ulang). Contohnya polietilene, polipropilena, dan PVC. 2) Polimer termosting Polimer termosting adalah polimer yang tahan panas. Polimer tersebut apabila dipanaskan tidak akan meleleh (sukar melunak), dan sukar didaur ulang. Contohnya melamin dan bakelit. 2.4
Berbagai macam polimer Dalam kehidupan sehari-hari, kita pasti banyak menggunakan polimer buatan. Berikut ini
beberapa contoh polimer buatan di sekitar kita: 1. Karet Sintesis Dengan semakin meningkatnya kebutuhan akan ban mobil dan motor, ahli-ahli kimia organic telah mengembangkan pembuatan karet sintetis untuk mempercepat perolehan kebutuhan tersebut. Karet-karet sintetis tersebut dibuat dengan menggunakan bahan dasar monomer, seperti butadiene dan stirena dengan cara kopolimerisasi. Polibutadiena-stirena disebut juga dengan Buna atau nama dagangnya SBR (stirenabutadiena rubber). Ada dua jenis Buna, yaitu Buna-N dan Buna-S. tidak seperti polimer lain yang monomernya 1:1, pada Buna-N perbandingan antara 1,3-butadiena dan stirena adalah 3:1, sedangkan Buna-S perbandingan antara 1,3-butadiena dan stirena adalah 7:3. polimer tersebut merupakan karet sintetis yang kuat hampir menyamai karet alam karena resisten oksidasi dan
abrasi dibandingkan karet alam. SBR mengandung ikatan rangkap dan dapat dicross-linked kan dengan sulfur dengan proses vulkanisasi. Saat ini Buna banyak digunakan sebagai ban mobil. Jika karet yang divulkanisasi ini diregangkan, jembatan belerang menahan rantai-rantai polimer sehingga tidak mudah putus, kemudian karet tersebut akan kembali pada bentuk semula setelah meregang. Karet sintetis lain adalah neoprene yang berasal dari monomer kloropropena, polibutadiena, dan Thiokol. 2. Serat Sintetis Kapas merupakan serat alam yang merupakan polimer dari karbohidrat (selulosa), dan polimer dari protein (wol dan sutera). Seperti halnya karet, serat memiliki polimer sintetis, yaitu nilon dan poliester (dakron). Dakron atau tetoron merupakan polyester. Polimer ini yang sangat kuat, sangat lentur dan transparan. Polimer ini juga digunakan untuk membuat sintetis dan membuat lembaran film tipis yang dalam perdagangan disebut mylar. Mylar banyak digunakan untuk pita rekam magnetic dan untuk membuat gelembung balon yang dimanfaatkan dalam penelitian cuaca di atmosfer. Nilon-66 merupakan serat polimer yang titik leburnya tinggi. Disebut nilon-66 karena polimernya tersusun dari enam atom C dari 1,6-heksametilena diamina dan enam atom C darimolekul asam 1,6 heksanadioat. Nilon-66 digunakan untuk serat kain. 3. Orlon Orlon merupakan polimer adisi dari monomer akrilonitril. Polimer ini merupakan serat sintetis, seperti wol digunakan dalam tekstil sebagai campuran wol, karpet, dan kaus kaki. 4. Plastik Plastik merupakan polimer sintetis yang paling populer karena banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Berdasarkan jenis monomernya, ada beberapa jenis plastik yaitu sebagai berikut : a) Polietena (Polietilena) Polietilena merupakan polimer plastik yang sifatnya ulet (liat), massa jenis rendah, lentur, sukar rusak apabila lama dalam keadaan terbuka di udara maupun apabila terkena tanah lumpur, tetapi tidak tahan panas. Polietena adalah plastik yang banyak diproduksi, dicetak lembaran untuk kantong plastik, pembungkus halaman, ember, dsb. b) Polipropena (Polipropilena) Polipropena mempunyai sifat yang sama dengan polietena. Oleh karena plastik ini juga banyak diproduksi, hanya kekuatannya lebih besar dari polietena dan lebih tahan panas serta tahan terhadap reaksi asam dan basa. Plastik ini juga digunakan untuk membuat botol plastik, karung, bakair, tali, dan kanel listrik (insulator). c) PVC (Polivinil Klorida)
PVC mempunyai sifat keras dan kaku digunakan untuk membuat pipa plastik, pipa paralon, pipakabel listrik, kulit sintetis, dan ubin plastik. d) Teflon (Tetrafluoroetena) Teflon merupakan lapisan tipis yang sangat tahan panas dan tahan terhadap bahan kimia. Teflon digunakan untuk pelapis wajan (panic anti lengket), pelapis tangki di pabrik kimia, pipa antipatah, dan kabel listrik. e) Bakelit (Fenol Formaldehida) Bakelit adalah suatu jenis polimer yang dibuat dari dua jenis monomer, yaitu fenol dan formaldehida. Polimer ini sangat keras, titik leburnya sangat tinggi dantahan api. Bakelit digunakan untuk instalasi listrik dan alat-alat yang tahan suhu tinggi, misalnya asbak dan fiting lampu listrik. f) Flexiglass (Polimetil Metakrilat) Polimetil Metakrilat disingkat PMMA mempunyai nama dagang flexiglass. Polimetil metakrilat merupakan polimerisasi adisi dari monomer metil metakrilat (H 2C = CHCOOH3). PMMA merupakan plastik yang kuat dan transparan. Polimer ini digunakan untuk jendela pesawat terbang dan lampu belakang mobil. 2.5
Kegunaan Polimer Kegunaan polimer dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut : a) Plastik Polietilentereftalat (PET) Plastik PET merupakan serat sintetik poliester (dakron) yang transparan dengan daya tahan kuat, tahan terhadap asam, kedap udara, fleksibel, dan tidak rapuh. Dalam hal penggunaannya, plastik PET menempati urutan pertama. Penggunannya sekitar 72 % sebagai kemasan minuman dengan kualitas yang baik. Plastik PET merupakan poliester yang dapat dicampur dengan polimer alam seperti: sutera, wol dan katun untuk menghasilkan bahan pakaian yang bersifat tahan lama dan mudah perawatannya. b) Plastik Polietena/Polietilena (PE) Terdapat dua jenis plastik PE, yaitu Low Density Polyethylene (LDPE) dan High Density Polyethylene (HDPE). Plastik LDPE banyak digunakan sebagai kantung plastik serta pembungkus makanan dan barang. Plastik HDPE banyak digunakan sebagai bahan dasar membuat mainan anak-anak, pipa yang kuat, tangki korek api gas, badan radio dan televisi, serta piringan hitam. c) Polivinil Klorida (PVC) Plastik PVC bersifat termo plastik dengan daya tahan kuat. Plastik ini juga bersifat 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, piringan hitam, dan beberapa komponen mobil. Adapun plastic bentuk fleksibel, jenis ini digunakan untuk membuat selang plastik dan
isolasi listrik. Dalam hal penggunaannya, plastic PVC menempati urutan ketiga dan sekitar 68% digunakan untuk konstruksi bangunan (pipa saluran air). d) Plastik Nilon Plastik nilon merupakan polimer poliamida (proses pembentukannya seperti pembentukan protein). Plastik Nilon ditemukan pada tahun 1934 oleh Wallace Carothers dari Du Pont Company. Ketika itu, Carothers mereaksikan asam adipat dan heksametilendiamin. Plastik yang bersifat sangat kuat (tidak cepat rusak) dan halus ini banyak digunakan untuk pakaian, peralatan kemah dan panjat tebing, peralatan rumah tangga serta peralatan laboratorium. e) Karet Sintetik Karet Sintetik yang terkenal adalah Styrene Butadiene Rubber (SBR), suatu polimer yang terbentuk dari reaksi polemerisasi antara stirena dan 1,3-butadiena. Karet sintetik ini banyak digunakan untuk membuat ban kendaraan karena memiliki kekuatan yang baik dan tidak mengembang apabila terkena minyak atau bensin. f) Wol dan Kapas Wol adalah serat alami dari protein hewani (keratin) yang tidak larut. Struktur protein wol yang lentur menghasilkan kain dengan mutu yang baik, namun kadang-kadang menimbulkan masalah karena dapat mengerut dalam pencucian. Oleh karena itu, wol dicampur dengan PET untuk menghasilkan kain yang bermutu baik dan tidak mengerut pada saat pencucian. Kapas merupakan serat alami dari bahan nabati (selulosa) yang paling banyak digunakan (hampir 50% pemakaian serat alami berasal dari kapas). Kain katun dibuat dari serat kapas dengan perlakuan kimia sehingga menghasilkan kain yang kuat, enak dipakai, dan mudah perawatannya.
BAB III PRODUK POLIMER 3.1
Sejarah Nilon Nilon merupakan suatu keluarga polimer sintetik yang diciptakan pada 1935 oleh Wallace
Carothers di DuPont. Produk pertama adalah sikat gigi ber-bulu nilon (1938), dilanjutkan dengan produk yang lebih dikenal: stoking untuk wanita pada 1940. Nilon dibuat dari rangkaian unit yang ditautkan dengan ikatan peptida (ikatan amida) dan sering diistilahkan dengan poliamida (PA). Nilon merupakan polimer pertama yang sukses secara komersial, dan merupakan serat sintetik pertama yang dibuat seluruhnya dari bahan anorganik: batu bara, air, dan udara. Elemen-elemen ini tersusun menjadi monomer dengan berat molekular rendah, yang selanjutnya direaksikan untuk membentuk
rantai
polimer
panjang.
Bahan ini ditujukan untuk menjadi pengganti sintetis dari sutra yang diwujudkan dengan menggunakannya untuk menggantikan sutra sebagai bahan parasut setelah Amerika Serikat
memasuki Perang Dunia II pada 1941, yang menyebabkan stoking sulit diperoleh sampai perang berakhir. 3.2
Deskripsi Nilon Nilon adalah kopolimer kondensasi dibentuk dengan mereaksikan bagian yang sama dari
sebuah diamina dan asam dikarboksilat , sehingga amida yang terbentuk pada kedua ujung masingmasing monomer dalam proses analog dengan polipeptida biopolimer . Elemen kimia termasuk adalah karbon , hidrogen , nitrogen , dan oksigen . Akhiran numerik menentukan jumlah karbon yang disumbangkan oleh monomer-monomer, sedangkan diamina pertama dan kedua diacid. Varian yang paling umum adalah nilon 6-6 yang mengacu pada fakta bahwa diamina ( heksametilena diamina , IUPAC Nama: heksana-1 ,6-diamina ) dan diacid ( asam adipat , IUPAC Nama: asam hexanedioic ) masing-masing menyumbangkan 6 karbon untuk rantai polimer. Seperti biasa lainnya kopolimer seperti poliester dan poliuretan , terdiri dari satu monomer masing, sehingga mereka bergantian dalam rantai tersebut. Karena setiap monomer dalam kopolimer ini memiliki sama kelompok reaktif pada kedua ujungnya, arah dari ikatan amida membalikkan antara masing-masing monomer . Di laboratorium, nilon 6-6 juga dapat dibuat dengan menggunakan klorida
adipoyl
bukan
adipat.
Nilon 5.10, terbuat dari pentamethylene diamina dan asam sebasat , dipelajari oleh Carothers bahkan sebelum nilon 6,6 dan memiliki sifat unggul, tetapi lebih mahal untuk membuat. Sesuai dengan konvensi penamaan, “nilon 6,12” (N-6, 12) atau “PA-6, 12” adalah kopolimer dari 6C diamina dan diacid 12C. Demikian pula untuk N-5, 10 N-6, 11; N-10, 12, dll nilon lain meliputi asam dikarboksilat dikopolimerisasi / diamina produk yang tidak didasarkan pada monomer yang tercantum di atas. Sebagai contoh, beberapa aromatik nilon yang dipolimerisasi dengan penambahan diacids seperti asam tereftalat (→ Kevlar , Twaron ) atau asam isoftalat (→ Nomex ), lebih umumnya terkait dengan poliester. Ada kopolimer dari, N-6 6/N6; kopolimer N-6, 6/N-6/N12, dan lain-lain. Karena cara poliamida terbentuk, nilon sepertinya akan terbatas pada bercabang, rantai lurus. Tapi “bintang” nilon bercabang dapat diproduksi oleh kondensasi asam dikarboksilat dengan poliamina memiliki tiga atau lebih gugus amino . 3.3
Karakteristik Nilon
• Variasi kilau: nilon memiliki kemampuan untuk menjadi sangat berkilau, semilustrous atau membosankan. • Durabilitas: serat yang tinggi keuletan digunakan untuk sabuk pengaman, ban tali, kain balistik dan penggunaan lainnya.
• Elongasi (kekuatan tarik) tinggi • Ketahanan abrasi yang sangat baik • Sangat tangguh (kain nilon yang panas-set) • Membuka jalan untuk memudahkan perawatan pakaian • Resistensi tinggi terhadap serangga, jamur, hewan, serta bahan kimia cetakan, jamur, membusuk dan banyak • Digunakan dalam karpet dan stoking nilon • Mencair bukan terbakar • Transparan terhadap cahaya inframerah (-12dB) Poliamida (nylon) merupakan serat yang kuat. Nilon yang cukup mahal ialah supernilon yang dapat ditenun menjadi kain-kain yang indah, baik yang menyerupai tweed maupun yang menyerupai brokad emas atau sutera. Sifat-sifat nilon adalah sebagai berikut : • Kuat dan tahan gesekan. • Daya mulurnya besar, kalau diregang sampai 8%, benang akan kembali pada panjang semula, tetapi kalau terlalu regang, bentuk akan berubah. • Kenyal tidak mengisap air sehingga mudah kering. • Pada umumnya tidak tahan panas, kalau bahan disetrika harus dicoba terlebih dahulu dengan temperature yang rendah. • Larut dalam phenol, tetapi kalau dipakai phenol cair akan mengerut dan dapat digunakan untuk membuat hiasan-hiasan. • Tahan alkali dan tidak tahan klor. • Untuk memperbaiki kualitas nylon dapat dibuat kain renda (lece), dibuat lubang- lubang dan diselesaikan tepinya dengan cat nylon dan disempurnakan melalui proses nylonizing hingga dapat lebih mengisap, lembut dan lemas. Mengingat kekuatan nylon yang sangat tinggi maka nylon sangat baik untuk dibuat kain parasut, tali temali yang memerlukan kekuatan tinggi, benang ban terpal, jala dan untuk tekstil industri lainnya. Selain untuk keperluan industri, nylon juga dapat dipakai untuk bahan pakaian, terutama untuk pakaian wanita, kaus kaki dan tekstil rumah tangga seperti gorden jendela atau Parameter Nilai: Titik lebur
: 363-367oF
Kekerasan rockwell
: 106
Konduktivitas termal
: 2,01 BTU di/fthoF
Panas laten difusi
: 35,98 BTU/lb
Koefisien ekspansi linier
: 5,055 x 10-5 /OF
Kekuatan tarik pada hasil
: 4496-4786 psi
Koefisien gesekan
: 0,10-0,30
Kepadatan
: 1,15 g/cm3
Konduktivitas listrik
: 10-12 S/m
3.4
Proses Pembuatan Nilon Sintesis nilon 6.6 dari industri tradisional melibatkan asam adipin dan hexamethylene
diamin untuk membentuk suatu garam yang meleleh, pada suhu 180oC. Adipin dan hexamethylena diamin diubah menjadi poliamida dengan pemanasan sampai suhu 280 oC di bawah tekanan, yang menghilangkan air. Asam adipik dengan menggunakan polymerisasi ini pada umumnya diperoleh dengan oksidasi perpecahan cyclohexena dengan asam nitrat, suatu cuka mengoksidasi sangat kuat. Ada beberapa corak yang diinginkan reaksi inti ini jika seseorang mempertimbangkan besar produksi nilon meliputi seluruh dunia. Asam Nitrat bereaksi dengan cepat deangan kandungan organik yang bermacam-macam, sebagai faktor kehadiran keselamatan dari kimia berbahaya.. Hal ini juga memberikan beberapa resiko lingkungan yaitu mengakibatkan emisi dari Nitro oksida (N2O mengandung nitrogen), gas rumah kaca, dan produksi skala asam adipin yang industri juga dipercaya mengubah 10% dari semua tidak alami emisi nitro oksida (“ NOx”). Tekanan tinggi dibutuhkan untuk polymerisasi mugkin juga bersikap menjadi keselamatan jika reaktor tidaklah dengan baik dibangun dan dirawat.
Reaksi Pembuatan Nilon Polimer Kondensasi Polimer kondensasi terjadi dari reaksi antara gugus fungsi pada monomer yang sama atau monomer yang berbeda. Dalam polimerisasi kondensasi kadang-kadang disertai dengan terbentuknya molekul kecil seperti H2O, NH3, atau HCl. Di dalam jenis reaksi polimerisasi yang kedua ini, monomer-monomer bereaksi secara adisi untuk membentuk rantai. Namun demikian, setiap ikatan baru yang dibentuk akan bersamaan dengan dihasilkannya suatu molekul kecil biasanya air dari atom-atom monomer. Pada reaksi semacam ini, tiap monomer harus mempunyai dua gugus fungsional sehingga dapat menambahkan pada tiap ujung ke unit lainnya dari rantai tersebut. Jenis reaksi polimerisasi ini disebut reaksi kondensasi.
Dalam polimerisasi kondensasi, suatu atom hidrogen dari satu ujung monomer bergabung dengan gugus-OH dari ujung monomer yang lainnya untuk membentuk air. Reaksi kondensasi yang digunakan untuk membuat satu jenis nilon ditunjukkan pada Gambar dibawah ini.
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN 4.1
Kesimpulan Polimer merupakan suatu golongan kimia penting dalam kehidupan kita sehari-hari
maupun dalam industry. Polimer meliputi plastik, karet, serat, dan nilon. Beberapa senyawa penting dalam tubuh makhluk hidup, yaitu karbohidrat (polisakarida), protein, dan asam nukleat juga merupakan polimer. Kita akan melihat bahwa polimer adalah suatu makro molekul yang terbentuk dari molekul-molekul sederhana yang kita sebut sebagai monomer. Proses pembentukan polimer dari monomernya kita sebut sebagai polimerisasi. 4.2
Saran Dengan adanya tugas tentang materi polimer ini, semoga dapat menambah dan
mengembangkan wawasan tentang pengertian polimer, penggolongan polimer, pembentukan
polimer dan lain-lain. Makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, mohon kritik dan saran dari pembaca.
DAFTAR PUSTAKA Adi, Susanto. 2001. Senyawa Polimer. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Negeri Padang. Ani, Hariani. 2005. Polimer dan Penggolongannya. Prodi Teknik Kimia Universitas Brawijaya: Malang Caca, Susanti. 2010. Pengenalan Polimer. Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik: Universitas Sriwijaya Dino, Afiano. 2012. Polimer dan Penanganannya. Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam: Universitas Gajah Mada. Hakim, Manoel. 2012. Makalah Nilon. Fakultas Teknik. Jurusan Teknik Kimia. Universitas Diponegoro. Kurniawan, Andri. Makalah Polimer. Diakses pada 19 Oktober 2015. Rani, Maharani. 2014. Macam-macam Polimer dan Contohnya. Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya: Palembang.
