TEKNOLOGI POLIMER APLIKASI DAN MEKANISME REAKSI PEMBENTUKAN POLIESTER (PET)
DISUSUN OLEH
Andre Willie S.
(21030115120001)
Dessy Noor I.
(21030115120069)
Fahmi Rifaldi
(21030115120050)
Nayla Luthfi M.
(21030115120085)
DEPARTEMEN DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2017
1. PENGERTIAN POLIESTER
Serat poliester merupakan suatu polimer yang mengandung gugus ester dan memiliki keteraturan struktur rantai yang menyebabkan rantai-rantai mampu saling berdekatan, sehingga gaya antar rantainya dapat bekerja membentuk struktur yang teratur. Polyester adalah kategori polimer yang terutama terdiri dari Polyethylene Terephthalate (PET), yaitu polimer sintetik yang terbuat dari PTA (Purified Terephthalic Acid – C6H4(COOH)2 dan MEG ( Mono Ethylene Glycol – C2 H6 O2). Poliester merupakan serat sintetik yang bersifat hidrofob karena terjadi ikatan hidrogen antara gugus – OH dan gugus – COOH dalam molekul tersebut, oleh karena itu serat poliester sulit didekati air atau zat warna. Serat ini dibuat dari asam tereftalat dan etilena glikol.
Penampang membujur
penampang melintang
2. RUMUS MOLEKUL POLIESTER
3. SEJARAH POLIESTER
Pada tahun 1942, John Rex Whinfield dan James Tennant Dickson yang bekerja pada perusahaan Calico Printers Association di Inggris menemukan sintetis polimer linier yang dapat diproduksi melalui Ester Exchange antara Ethylene Glycol (EG) dan Dimethyl terepthalate (DMT) yang menghasilkan polyethylene terepthalate. Pada perkembangan
selanjutnya produksi PET untuk serat-serat sintetis menggunakan bahan baku Terepthalate Acid (TPA) dan Ethylene Glycol (EG). Produksi serat polyester (PET) secara komersial dimulai pada tahun 1944 di Inggris dengan nama dagang “Terylene” dan pada tahun 1953 di Amerika Serikat (Dupont) dengan nama dagang “Dacron”. 4. SIFAT POLIESTER
SIFAT FISIK
-
Densitas
: 1.52 g/cm3
-
Kekuatan
: 4.5 – 6.9 g/den
-
Mulur
: 11 – 40 %
-
MR
: 0.4 %
-
Modulus young (E)
: 2800-3100 MPa
-
Tensile strength (σt)
: 55-75 MPa
-
Temperatur glass (Tg)
: 70 – 80 oC
-
Titik leleh
: 260 oC
-
Konduktivitas thermal
: 0,24 W /(m.K)
-
Kapasitas panas spesifik
: 1,0 kJ / (kg.K)
-
Tahan panas sampai 200oC
SIFAT KIMIA
-
Tidak tahan terhadap alkali kuat
-
Dalam larutan alkali panas terjadi pengikisan permukaan, digunakan untuk proses “pengurangan berat”
-
Tahan terhadap asam
-
Larut dalam metil salisilat dan m-cresol
-
Bersifat hidrofob, dicelup dengan zat warna hidrofob : zat warna dispersi Penggunaan serat polyester filament untuk kain mempunyai beberapa sifat kekurangan
antara lain permukaan licin, pegangan kaku dan keras. Untuk mendapatkan sifat kain polyester yang lebih baik, dapat dilakukan dengan proses pengerjaan kain polyester dengan larutan alkali yang dikenal dengan proses pengurangan berat (weight reduction).
5. APLIKASI POLIESTER
Penggunaan poliester dikehidupan sehari-hari sangatlah luas. Polyester dapat digunakan untuk bahan baku pembuatan botol, film, tarpaulin, kano, tampilan kristal cair, hologram, penyaring, saput (film) dielektrik untuk kondensator, penyekat saput buat kabel dan pita penyekat, dan serat kain. Kain poliester tertenun digunakan dalam pakaian konsumen dan perlengkapan rumah seperti seprei ranjang, penutup tempat tidur, tirai dan korden. Poliester industri digunakan dalam pengutan ban, tali, kain buat sabuk mesin pengantar (konveyor), sabuk pengaman, kain berlapis dan penguatan plastik dengan tingkat penyerapan energi yang tinggi. Fiber fill dari poliester digunakan pula untuk mengisi bantal dan selimut penghangat. Kain dari poliester disebut-sebut terasa “tak alami” bila dibandingkan dengan kain tenunan yang sama dari serat alami (misalnya kapas dalam penggunaan tekstil). Namun kain poliester memiliki beberapa kelebihan seperti peningkatan ketahanan dari pengerutan. Akibatnya, serat poliester kadang-kadang dipintal bersama-sama dengan serat alami untuk menghasilkan baju dengan sifat-sifat gabungan. Poliester kristalin cair merupakan salah satu polimer kristalin cair yang digunakan industri yang pertama dan digunakan karena sifat mekanis dan ketahanan terhadap panasnya. Kelebihan itu penting dalam penggunaannya sebagai segel mampu kikis dalam mesin jet. Poliester keraspanas (thermosetting) digunakan sebagai bahan pengecoran, dan resin poliester chemosetting digunakan sebagai resin pelapis kaca serat dan dempul badan mobil yang non logam. Poliester tak jenuh yang diperkuat kaca serat banyak digunakan dalam bagian badan dari kapal pesiar serta mobil. Poliester digunakan pula secara luas sebagai penghalus (finish) pada produk kayu berkualitas tinggi seperti gitar, piano, dan bagian dalam kendaraan / perahu pesiar. Perusahaan Burns London, Rolls-Royce, dan Sunseeker merupakan segelinter perusahaan yang memakai poliester untuk memperhalus produk-produk mereka. Sifat-sifat tiksotropi dari poliester yang bisa dipakai sebagai semprotan membuatnya ideal untuk digunakan pada kayu gelondongan bijian-terbuka, sebab mampu mengisi biji kayu dengan cepat, dengan ketebalan saput yang terbentuk dengan kuat per lapisan. Poliester yang diawetkan bisa diampel as dan dipoleskan ke produk akhir.
Baju dari poliester
Benang poliester
6. MEKANISME REAKSI PEMBENTUKAN POLIESTER Pembuatan poliester sebagai sebuah contoh polimerisasi kondensasi
Pada polimerisasi kondensasi, jika monomer-monomer bergabung bersama, ada sebuah molekul kecil yang hilang. Ini berbeda dengan polimerisasi adisi yang menghasilkan polimer seperti poli(eten) – dimana pada proses ini tidak ada yang hilang ketika monomer-monomer bergabung bersama. Sebuah poliester dibuat dengan sebuah reaksi yang melibatkan sebuah asam dengan dua gugus -COOH, dan sebuah alkohol dengan dua gugus -OH. Pada poliester umum yang digambarkan di atas terdapat: Asam benzen-1,4-dikarboksilat (nama lama: asam tereftalat), dan Alkohol yaitu etana-1,2-diol (nama lama: etilen glikol).
Sekarang bayangkan kita menyusun senyawa-senyawa ini secara bergantian dan membuat ester dimana masing-masing gugus asam dan masing-masing gugus alkohol, kehilangan satu molekul air setiap kali sebuah sambungan ester terbentuk.
Reaksi pembentukan PTA :
Pada tahap polimerisasi, ester sederhana ini dipanaskan pada suhu sekitar 260°C dan pada tekanan rendah. Dalam hal ini diperlukan sebuah katalis – ada beberapa kemungkinan termasuk senyawa-senyawa antimoni seperti antimoni(III) oksida. Poliester terbentuk dan setengah dari etana-1,2-diol diperbaharui. Ini selanjutnya dilepaskan dan disiklus ulang.
Rangkuman proses pembuatan poliester
Pada proses pembuatan poliester,reaksi yang terjadi antara Etilena Glycol dan Purified Terephtalat Acid adalah rekasi pengesteran (Esterifikasi) yang menghasilkan etilena tereftalat (yang merupakan Ester) sebagai monomernya Monomer yang terbentuk dari esterifikasi akan dilakukan proses polimerisasi untuk membentuk polimer, polimer yang dihasilkan adalah Polietilena Tereftalat (PET) atau lebih dikenal dengan Poliester. Esterifikasi Berlangsung dalam :
-
Kondisi mendekati vacuum
-
Lingkungan Nitrogen (N2)
-
Suhu 170 – 200 o C
