Polimer

Dek tolong di edit dan dilengkapi ya, dirapikan juga gambarnya ya dek

Polymerization Polymerizatio n Mechanisms

I.Introduction Polimer merupakan makromolekul yang tersusun atas banyak molekul kecil (monomer) yang bergabung menjadi molekul yang lebih besar melalui suatu reaksi polimerisasi. Polimerisasi merupakan reaksi pembentukan rantai polimer menjadi struktur yang panjang dan berulang dengan unit ulang yang sama. Berdasarkan jenis reaksinya, reaksi polimerisasi dibagi menjadi polimerisasi kondensasi dan polimerisasi adisi. Polimerisasi kondensasi merupakan  polimerisasi bertahap karena terbentuk dari reaksi antara dua gugus fungsi. Polimerisasi adisi merupakan polimerisasi berantai karena monomer mempunyai ikatan rangkap. Proses polimerisasi dapat dengan mudah diklasifikasikan  berdasarkan sistem homogen homogen dan sistem heterogen. Dalam polimerisasi homogen, seperti namanya semua reaktan, termasuk monomer, penggagas, dan pelarut, saling larut dan kompatibel dengan polimer yang dihasilkan. Di sisi lain, dalam sistem heterogen, katalis, monomer, dan produk polimer yang saling larut. Polimerisasi homogen terdiri dari sistem bulk (mass) dan larutan, sementara reaksi polimerisasi heterogen dapat dikategorikan sebagai massa, solusi,  presipitasi suspensi suspensi , emulsi, fase gas, gas, dan polimerisasi polimerisasi Interfacial Interfacial.. Di dalam reaksi polimerisasi, reaktor kimia adalah alat dirancang untuk proses  pereaksian polimer. Perancangan suatu bahan kimia reaktor berhadapan dengan  berbagai aspek teknik kimia. Insinyur kimia mendisain reaktor untuk memaksimalkan net present value untuk suatu reaksi. Para perancang memastikan memastikan  bahwa reaksi menghasilkan efisiensi yang paling tinggi ke arah produk keluaran yang diinginkan, memproduksi hasil produk yang banyak sementara membutuhkan sedikit uang untuk membeli bahan dan beroperasi. II.Chain-Reaction Polymerization A.Initiation

B.Propagation C.Termination D.Chain Transfer E.Diene Polymerization III.Ionic and Coordination Polymerizations A.Cationic Polymerization B.Anionic Polymerization C.Coordination Polymerization IV.Step-Growth Polymerization A.Typical Step-Growth Polymerizations 1.Polyesters 2.Polycarbonates 3.Polyamides 4.Polyimides 5.Polybenzidazoles 5.Polybenzidaz oles and Polybenzoxa Polybenzoxazoles zoles 6.Aromatic Ladder Polymers 7.Formaldehyde Resins 8.Polyethers 9.Polysulfides

10.Polysulfones V.Ring-Opening Polymerization A.Poly(Propylene Oxide) B.Epoxy Resins C.Polycaprolactam C.Polycaprolac tam (Nylon 6) Polymer Reaction Engineering

I.Introduction 2.1 Teknik Reaksi Polimerisasi

Beberapa perbedaan penting yang ada pada produksi perindustrian polimer dan molekul rendah berkomponen berat.

molekul tinggi, biasanya berat molekul tersebut berkisar antara 10 hingga 107. Berbeda dengan senyawa sederhana, berat molekul polimer tidak memiliki nilai yang unik, melainkan, menunjukkan distribusi yang pasti. Berat molekul tinggi dari polimer pada larutan berkonsentrasi tinggi atau berviskositas tinggi . Misalnya, dalam polimerisasi larutan stirena, viskositas dapat meningkat enam kali lebih besar contohnya peningkatan derajat konversi dari nol sampai 60%. monomermonomer yang kecil menghasilkan penurunan entropi. Maka hal ini dapat menjadi pertimbangan dasar hukum termodinamika bahwa kekuatan  pendorong dalam proses konversi adalah gradien entalpi negatif. Hal ini berarti  bahwa

reaksi

polimerisasi

kebanyakan

adalah

eksotermik.

Akibatnya,

 perpindahan panas sangatlah penting dalam reaksi polimerisasi. Masalah yang ditekankan pada panjang medium viskositas yaitu koefisien perpindahan panas yang rendah pada reaktor pengaduk. -state pada rantai pembawa dan polimerisasi ionik biasanya rendah. Oleh karenanya reaksi  polimerisasi sangat sensitif terhadap pengotor yang dapat mengganggu rantai. Demikian pula dalam proses polimerisasi, tingkat derajat konversi yang tinggi diperlukan untuk memperoleh produk berberat molekul tinggi. Oleh karena itu,  perlu upaya pencegahan terjadinya reaksi yang tidak diinginkan yang berasal dari reaktan dan juga mencegah kontaminasi kotoran seperti senyawa monofungsional. diperbaiki dengan proses destilasi, kristalisasi, dll. Namun, jika kinerja produk dari proses polimerisasi tidak memadai, maka hampir tidak mungkin untuk mengupgrade kualitas oleh proses berikutnya. Mengingat kemungkinan perbedaan dalam proses produksi antara polimer bermolekul rendah dan bermolekul berat, sangat penting untuk memilih jenis reaktor yang cocok dengan kondisi operasinnya demi memperoleh sifat polimer yang diinginkan. Hal ini menuntut  pengetahuan yang rinci tentang fenomena yang terjadi di dalam reaktor. Maka

dari itu kita harus memahami kinetika polimerisasi yang akurat serta memahami massa dan karakteristik perpindahan panas dari proses pilimerisasi. II.Polymerization Processes Proses polimerisasi dapat dengan mudah diklasifikasikan berdasarkan sistem homogen dan sistem heterogen. Dalam polimerisasi homogen, seperti namanya semua reaktan, termasuk monomer, penggagas, dan pelarut, saling larut dan kompatibel dengan polimer yang dihasilkan. Di sisi lain, dalam sistem heterogen, katalis, monomer, dan produk polimer yang saling larut. Polimerisasi homogen terdiri dari sistem bulk (mass) atau solusi sementara reaksi polimerisasi heterogen dapat dikategorikan sebagai massa, solusi, presipitasi suspensi , emulsi, fase gas, dan polimerisasi antarmuka. A.Homogeneous Systems 1. Bulk (Mass) Polymerization Bilamana suatu monomer dicampur dengan suatu inisiator yang sesuai dan ilakukan polimerisasi, maka proses tersebut dinamakan dengan proses  polimerisasi secara bulk. Laju reaksi rp dan derajat polimerisasi Dp, dalampolimerisasi secara bulk, kedua -duanya menunjukkan harga yang sangat sensitif terhadap temperatur masa reaksi. Karena hampir semua reaksi  polimerisasi adalah sangat eksotermis ( highly exhotermic) prngontrolan temperatur hanya dapat diatasi dengan sistem pendinginan yang baik. Hal ini pada kenyataaannya sangat sulit, disebabkan karna hampir semua monomer dan  polimer mempunyai konduktivitas termal yang sangat rendah. Untuk mengatasinya, kadang-kadang ditambahkan suatu media inert yang sesuai kedalam massa reaksi untuk menaikkan suatu kapasitas panas total, M C (M dadlah massa reaksi Cp adalah harga panas jenis rata-rata).

Hasil yang di peroleh cukup memuaskan, laju polimerisasi berkurang sebagai akibat laju panas total yang terjadi juga berkurang, demikian juga massa reaksi manjadi kurang sensitif terhadap pa nas polimerisasi yang disebabkan oleh kenaikan kapasitas panas total. Derajat konversi yang tinggi umumnya menghasilkan massa yang sangat kental, sehingga sebagai konsekuensinya laju perpindahan panas rendah. Jika suatu monomer yang sangat reaktif digunak an dalam reaksi, misalnya khloroprena, metil metakrilat atau tetrafluoroetilena, polimerisasi secara bulk akan sulit di kembangkan.

Cara lain untuk menghindari masalah perpindahan panas adalah dengan

continuous bulk polymerization. Contohnya adalah polimerisasi polistiren, yang dilakukan dalam dua tahap. Pada tahap pertama, stirena dipolimerisasi pada 80 ° C hingga 30 sampai 35% konversi monomer dalam reaktor dikenal sebagai  prepolymerizer a. Massa reaksi yang dihasilkan sebagai larutan kental atau sirup  polimer dalam monomer, kemudian melewati bawah sebuah menara dengan meningkatnya suhu. Suhu meningkat membantu untuk menjaga viskositas pada tingkat yang terkendali dan juga meningkatkan konversi, yang mencapai setidaknya 95% pada keluar dari menara (Gambar 2.1). Dengan penghapusan  panas polimerisasi di bagian atas menara dan kontrol suhu yang tepat dari polimer selesai di bagian bawah menara, berat molekul yang optimal dapat dicapai dan  penyaluran polimer dapat diminimalkan. Polimerisasi secara ‘bulk’ penting dalam pembuatan dan studi kinetik  dalam laboratorium, demikian juga dalam industri. Polimerisasi dengan cara ini, meskipun pelaksanaannya paling mudah dan mudah dianalisa, tetapi cara-cara  polimerisasi yang lain seperti ; emulsi, suspensi, dan larutan adalah lebih umum dan banyak digunakan secara komersial. B.Solution Polymerization Pada polimerisasi secara larutan ; monomer, inisiator dan polimer solube terhadap solvent. Polimerisasi larutan mungkin melibatkan proses yang sederhana di mana monomer, katalis, dan pelarut diaduk bersama untuk membentuk larutan yang bereaksi tanpa membutuhkan pemanasan atau pendinginan atau penanganan khusus. Di sisi lain, peralatan rumit mungkin diperlukan. Sebagai contoh, proses karet sintetis menggunakan katalis koordinasi memerlukan pengaturan udara (kurang dari 10 ppm), kelembaban, karbon dioksida, dan deactivators katalis lain dari monomer, pelarut, dan setiap bahan lainnya yang dengan katalis akan masuk ke kontak sebelum reaksi berlangsung. Selain itu, pengecualian penggunaan udara mencegah kecenderungan untuk membentuk peroksida yang berbahaya. Untuk menghindari kontaminasi produk dan perubahan warna, bahan konstruksi juga  perlu dipilih dengan sangat hati-hati. Polimerisasi larutan adalah utilitas komersial terbatas dalam polimerisasi radikal bebas tetapi menemukan aplikasi siap ketika penggunaan akhir dari

 polimer memerlukan sebuah penyelesaian, seperti dalam perekat tertentu dan  proses pelapisan [yaitu, poli (vinil asetat) untuk dikonversi menjadi poli (vinil alkohol ) dan beberapa ester akrilik selesai]. Polimerisasi larutan digunakan secara luas dalam ion dan polimerisasi koordinasi. C.Heterogeneous Polymerization 1.Suspension Polymerization Polimerisasi suspensi, yaitu proses polimerisasi dengan penggunaan air yang relatif banyak. Merupakan reaksi polimerisasi yang umum digunakan oleh industri-industri polimer. Hampir 80% industri polimer saat ini menggunakan macam polimerisasi suspensi. Dalam polimerisasi secara suspensi, monomer didispersikan dalam suatu fasa cairan inert (biasanya air) dengan menggunakan pengaduk mekanis. Bahan  pensuspensi ditambahkan kedalam fasa air yang mencegah ‘coalescence monomer  droplet’. Polimer yang dihasilkan mempunyai bentuk seperti manik -manik /

marjan / mutiara (beads) dan pemisahannya adalah paling mudah. Pengontrolan reaksi sangat baik, oleh sebab adanya pengencer (diluent) misalnya air. Bahan pensuspensi yang larut dalam air dimasukkan untuk menaikkan viskositas massa reaksi, sehingga pergerakan ‘droplet’ diperendah dan ‘coalescence’ dapat ditiadakan. Ukuran bead tergantung kepada pengadukan

selanjutnya. Karena inisiator yang digunakan larut dalam monomer, maka monomer ‘droplet’ dapat berpolimerisasi secara tak bergantungan mengikuti

mekanisme seperti pada polimerisasi secara ‘bulk’. Salah satu contoh penggunaan sistim polimerisasi suspensi adalah pada proses produksi resin PVC.

Gambar 2.2 Proses produksi resin PVC

Mayoritas proses produksi resin PVC di dunia saat ini menggunakan metode polimerisasi suspensi. Dalam suatu proses polimerisasi suspensi, sejumlah air bebas mineral (demineralized water) dialirkan ke dalam suatu reactor, kemudian ditambahkan juga bahan-bahan lain berupa inisiator, buffer dan zat  pensuspensi (protective colloid atau biasa juga disebut suspending agent). Reaktor kemudian ditutup dan udara yang ada di dalam reactor di-evakuasi. Selanjutnya vinil klorida (VCM) dialirkan ke dalam reactor. Aksi dari zat pensuspensi ditambah dengan proses pengadukan memungkinkan terbentuknya butiran-butiran VCM berukuran mikro di dalam media air. Reaktor kemudian dipanaskan hingga mencapai suhu reaksi polimerisasi sehingga mengaktivasi inisiator untuk memulai reaksi polimerisasi. Begitu reaksi  polimerisasi secara efektif berlangsung, panas dihasilkan dari reaksi tersebut. Panas yang dihasilkan harus diserap oleh air pendingin yang dialirkan di dalam  jaket reactor. Reaksi polimerisasi biasanya dibiarkan berlangsung hingga konversi dari VCM ke PVC mencapai lebih dari 75%, yaitu ketika jumlah VCM yang tersisa (belum bereaksi) hanya tinggal sedikit saja. Di akhir reaksi polimerisasi, slurry PVC (partikel resin PVC di dalam air) dialirkan keluar dari reactor dan kandungan VCM yang tersisa dalam partikel PVC dipisahkan (stripping) dalam suatu kolom stripping (stripping column) yang sangat efektif. Slurry PVC selanjutnya di-sentrifugasi guna memisahkan sebagian  besar kandungan air dari resin PVC, sehingga didapat resin PVC yang hanya mengandung sangat sedikit air. Resin PVC ini selanjutnya dialirkan ke dalam unit  pengering (dryer) hingga dihasilkan resin PVC yang kering, siap untuk dikirim kepada para pelanggan. 2.Emulsion Polymerization Polimer emulsi merupakan polimer yang proses sintesisnya terjadi di dalam misel-misel surfaktan dalam pelarut air. Proses polimerisasinya disebut sebagai polimerisasi heterogen karena terdapat perbedaan kepolaran antara monomer (nonpolar) dengan air (polar). Polimer emulsi merupakan salah satu jenis dari polimerisasi radikal yangmelibatkan air, monomer, inisiator dan surfaktan. Jenis yang paling banyak

ditemuiadalah polimer emulsi dengan tipe minyak dalam air. Pada polimerisasi emulsimonomer merupakan sistem minyak dan surfaktan sebagai emulsifier dalam fasa air, sedangkan reaksi polimerisasi akan terjadi di dalam misel-misel surfaktan di dalamair. Polimer emulsi sering diaplikasikan dalam bidang industri. Misalnya, cat, kertas coatings , bahan perekat dan pewarna kain. Polimerisasi emulsi  juga sering digunakan agar mendapatkan persen konversi yang tinggi. Selain itu,  produk emulsitersebut dapat lansung digunakan tanpa dipisahkan dari pelarut air sebagai mediumpendispersi. Dalam polimerisasi secara emulsi, air merupakan media inert, sebagai inisiator dipilih yang dapat larut dalam air. Polimerisasi dengan cara emulsi  banyak digunakan untuk mamproses vinil monomer yang berpolimerisasi secara adisi dan terutama yang mengikuti mekanisme radikal, lebih dipilih dilakukan dengan cara ini. Polimerisasi secara emulsi dengan media air, tidak bisa digunakan untuk  polimerisasi ionic, karena diperlukan kemurnian yang tinggi. Inisiator yang dipakai harus larut dalam air, misalnya potassium persulfat. Monomer harus tidak melarut seluruhnya dalam air, atau sama sekali tidak dapat digunakan dalam media air, dan harus membentuk suatu fasa yang terpisah. Pengemulsi harus dapat  berfungsi sebagai pendispersi monomer secara merata, sebagaimana dalam emulsi yang sesungguhnya. Reaktor untuk proses polimerisasi emulsi bervariasi dalam ukuran dari 1000 menjadi 4000 gal tergantung persyaratan produksi. Reaktor mungkin kaca berjajar atau terbuat dari stainless steel. Kaca berlapis reaktor yang disukai untuk produksi emulsi  polimer akrilik, sedangkan stainless steel biasanya disukai untuk pembuatan poli (vinil asetat) karena dapat dibersihkan dengan mudah dengan larutan mendidih encer kaustik.

Kedua jenis reaktor telah digunakan dalam produksi butadiena-stirena kopolimer dan poli (vinil klorida). Reaktor yang selalu berjaket untuk tujuan kontrol panas. Dalam  proses [misalnya, poli (vinil asetat) pembuatan] di mana monomer, katalis, dan surfaktan ditambahkan ke reaktor secara bertahap dan tersedia jaket transfer panas daerah ini awalnya tidak tersedia untuk pendinginan, tambahan pendinginan adalah penting dan menarik. Ini melibatkan penggunaan refluks pendinginan. Di sini, panas  polimerisasi menguap bereaksi monomer, dan uap monomer dikondensasikan dalam suatu refluks kondensor dan kembali ke reaktor. Dalam kasus ini, bagaimanapun, berbusa karakteristik lateks harus ditentukan pertama sejak busa yang stabil dibawa ke refluks kondensor akan  busuk exchanger permukaan. Reaktor harus juga akan dinilai untuk menahan tekanan internal minimal mulai dari 50 psi untuk akrilik, metakrilat dan akrilik-styrene vinil asetat dan kopolimer untuk setidaknya 300 psi untuk vinyl klorida dan homopolimer kopolimer. Gambar 2.5 menunjukkan aliran lembar untuk pabrik polimerisasi emulsi yang khas.

Gambar 2. 3 Flow sheet polimesisasi emulsi (Gellner O, 1966) 2.2.2.2.1 Mekanisme Polimerisasi Emulsi

Smith dan Ewart pada tahun 1940 menjelaskan kemungkinan terjadinya  polimerisasi emulsi. Teori Smith dan Ewart untuk mekanisme radikal bebas  polimerisasi emulsi diikuti oleh tahap berikut ini : Interval I, 0 –  10% konversi. Dimana terdapat empat macam keadaan. Keadaan

tersebut yaitu monomer di dalam misel, monomer didalam doplet, monomer didalam partikel polimer dan sejumlah partikel polimer yang sedang tumbuh. Intrval II, 10 –  50 % konversi dimana tidak lagi terdapat misel surfaktan, masih

terdapat monomer droplet, monomer di dalam partikel polimer dan terdapat  partikel yang konstan. Interval III, 50 - 90% konversi dimana tidak lagi terdapat monomer droplet,

masih terdapat monomer didalam partikel polimer dan akan terjadi terminasi lebih lanjut. Teori ini hanya menjelaskan untuk monomer yang bersifat non polar. Untuk monomer yang sedikit polar, seperti metil metakrilat dan vinil asetat, terjadinya polimerisasi di luar misel dapat saja terjadi. Pada polimerisasi emulsi, akan terjadi perubahan berat molekul. Hal ini terjadi karena konsentrasi dimana terdapatnya pertumbuhan rantai polimer. Dalam rangka untuk memahami hubungan kuantitatif mengatur emulsi kinetika polimerisasi, itu adalah diperlukan untuk memberikan gambaran kualitatif dari proses : a. Distribusi komponen

Sebuah resep khas untuk polimerisasi emulsi di bagian berat terdiri dari

180 bagian air, 100 bagian dari monomer, 5 bagian sabun asam lemak (pengemulsi agent), dan 0,5 bagian dari kalium persulfat (watersoluble inisiator). Itu Pertanyaan, tentu saja, adalah bagaimana komponen ini didistribusikan dalam sistem. Oleh Definisi, sabun adalah natrium atau garam kalium dari organic asam, misalnya, natrium stearat:

Ketika sejumlah kecil sabun ditambahkan ke dalam air, sabun mengionisasi dan ion bergerak bebas. Itu anion sabun terdiri dari sebagian minyak-larut panjang (R) dihentikan di salah satu ujung oleh bagian larut dalam air.

Dengan kata lain, anion sabun terdiri dari kelompok-kelompok baik hidrofilik dan hidrofobik. Dalam air yang mengandung larut sebagian monomer molekul, anion sabun molekul menyesuaikan diri pada monomer air interface dengan ujung hidrofilik menghadap air, sedangkan hidrofobik berakhir menghadapi monomer fase. Setiap tetesan monomer karena memiliki lapisan  pelindung dari muatan negatif. Akibatnya, droplet emulsi monomer stabil tidak hanya oleh penurunan tegangan permukaan, tetapi juga oleh kekuatan menjijikkan antara muatan negatif pada permukaannya. Di atas konsentrasi kritis agen pengemulsi dikenal sebagai konsentrasi misel kritis (CMC), hanya sebagian kecil dari agen pengemulsi dilarutkan dalam air. Sebagian besar pengemulsi molekul mengatur diri menjadi partikel koloid yang disebut misel. Misel tetap dinamis kesetimbangan dengan molekul sabun dilarutkan dalam air. Argumen bertahan sehubungan dengan bentuk agregat misel, tetapi energi pertimbangan mendukung pengaturan bola dengan hidrofilik (polar) kelompok pada permukaan menghadapi fase cair sementara rantai hidrofobik disusun agak teratur pada interior. Misel Masing-masing terdiri dari 50 sampai 100 molekul sabun. Usulan rodlike berbentuk misel panjang berkisar 1000-3000

Å dan memiliki diameter yang sekitar dua kali panjang dari setiap molekul sabun. Jumlah dan ukuran misel tergantung pada jumlah relatif dari pengemulsi dan monomer. Umumnya, sejumlah besar hasil emulsifier dalam jumlah yang lebih  besar dari partikel berukuran lebih kecil. Kehadiran sabun atau bahan pengemulsi sangat meningkatkan kelarutan air tidak larut atau sedikit larut monomer. Ini telah ditunjukkan oleh X-ray dan  pengukuran hamburan cahaya bahwa di hadapan monomer, misel bertambah  besar, manifestasi jelas pendudukan bagian interior hidrofobik dari misel. Sementara itu, sebagian kecil dari monomer tetap terlarut. Namun, sebagian besar monomer tersebar sebagai tetesan yang stabil, seperti yang dibahas di atas, oleh  pengemulsi. Akibatnya, ketika monomer yang sedikit larut dalam air yang diemulsikan dalam air dengan bantuan sabun dan agitasi, tiga fase yang hadir: fase berair dengan sejumlah kecil terlarut sabun dan monomer, tetesan monomer emulsi, dan monomer-bengkak misel. Tingkat agitasi menentukan ukuran tetesan monomer, tetapi mereka umumnya setidaknya 1 m dengan diameter. Itu emulsifier dalam konsentrasi misel bentuk dan monomer biasanya akan berada dalam kisaran 10 misel per ml dan 10 10 sampai 10 11 tetesan per ml, masingmasing. Gambar 10.5 adalah representasi skematis dari komponen media reaksi  pada berbagai tahap polimerisasi emulsi. b. Lokus dan Kemajuan Polimerisasi Pada tahap ini, jumlah partikel polimer tetap konstan. Sebagai hasil dari ini dan konstanta monomer konsentrasi dalam partikel, tahap ini ditandai dengan tingkat konstan reaksi. tahap III- Pada stadium lanjut dari polimerisasi (50 sampai80% konversi), pasokan berlebih monomer menjadi kelelahan karena hilangnya tetesan monomer. Polimer partikel berisi semua monomer yang tidak bereaksi. Sebagai konsentrasi monomer dalam partikel polimer menurun, tingkat  polimerisasi menurun terus dan menyimpang dari linearitas. Kinetika Emulsi Polimerisasi Sejumlah pertanyaan harus diselesaikan dari deskripsi kualitatif emulsi polimerisasi diberikan dalam bagian sebelumnya. Misalnya, perlu

dipertimbangkan apakah difusi monomer pada partikel polimer cukup tinggi untuk mempertahankan polimerisasi diberikan kelarutan rendah monomer dalam fase berair. Hal ini juga penting untuk mengetahui konsentrasi radikal rata-rata  partikel polimer. Juga, validitas asumsi bahwa hanya monomer-polimer partikel menangkap radikal dihasilkan oleh inisiator perlu dibentuk meyakinkan. Jawaban atas pertanyaan-pertanyaan yang disediakan oleh Smith dan Ewart dan ini membentuk dasar untuk pengobatan kuantitatif mapan bagian dari polimerisasi emulsi. 3.Precipitation Polymerization Polimerisasi prisepitasi, juga dikenal sebagai  slurry polymerization, melibatkan sistem larutan, di mana monomer dapat larut namun polimer tidak larut. Ini mungkin adalah proses yang paling penting untuk polimerisasi koordinasi olefin. Persiapan pada katalis polimerisasi biasanya pada tekanan kurang dari 50 atm dan suhu rendah (kurang dari 100 ° C). Polimer yang dihasilkan, yang diendapkan sebagai flocs, membentuk bubur yang terdiri dari sekitar 20% polimer tersuspensi di dalam hidrokarbon cair digunakan sebagai  pelarut. Suspensi dari flocs polimer dalam pelarut menghasilkan suatu sistem fisik viskositas rendah yang mudah bergerak. Namun, masalah mungkin timbul akibat  pengendapan polimer dan pembentukan deposit pada pengaduk dan dinding reaktor. Kebanyakan industri logam transisi katalis tidak larut, dan akibatnya  polimerisasi terjadi dalam sistem multifase dan dapat dikendalikan oleh  perpindahan massa. Oleh karena itu, jenis katalis yang digunakan memberikan  pengaruh lebih besar pada parameter dan geometri reaktor. 4.Interfacial and Solution Polycondensation Monomer yang sangat reaktif mampu bereaksi dengan cepat pada suhu rendah untuk menghasilkan polimer yang berat molekul yang lebih tinggi daripada yang diproduksi di polycondensations bulk normal. Reaktan terbaik dan  paling banyak digunakan adalah klorida diacid organik dan senyawa yang mengandung hidrogen aktif.

Dalam polimerisasi interfacial sepasang cairan immisibel digunakan, salah satunya adalah biasanya air sementara yang lain adalah hidrokarbon atau hidrokarbon terklorinasi seperti heksana, xylene, atau karbon tetraklorida. Fase cair berisi diamina, diol, atau senyawa hidrogen aktif dan reseptor asam atau basa (misalnya, NaOH). Fase organik, di sisi lain, mengandung asam klorida. Seperti namanya, jenis ini terjadi polimerisasi interfasial antara dua cairan. Berbeda dengan suhu tinggi reaksi polikondensasi, reaksi-reaksi ini tidak dapat diubah karena tidak ada reaksi signifikan antara produk polimer dan-molekul rendahberat  badan dengan-produk di suhu rendah yang digunakan. Akibatnya, distribusi  berat molekul adalah fungsi dari kinetika sistem polimerisasi, tidak ditentukan statistik seperti dalam polycondensations keseimbangan normal. Laju reaksi dikendalikan oleh laju difusi monomer ke interface. Hal ini meniadakan kebutuhan untuk memulai reaksi dengan jumlah stoikiometrik reaktan. Karena reaksi yang ireversibel, konversi tinggi tidak selalu diperlukan untuk mendapatkan tinggi dengan berat molekul polimer.

III.Polymerization Reactors Di dalam teknik kimia, reaktor kimia adalah alat dirancang untuk berisi reaksi kimia. Perancangan suatu bahan kimia reaktor berhadapan dengan berbagai aspek teknik kimia. Insinyur kimia mendisain reaktor untuk memaksimalkan net  present value untuk suatu reaksi Para perancang memastikan bahwa reaksi menghasilkan efisiensi yang paling tinggi ke arah produk keluaran yang diinginkan, memproduksi hasil produk yang banyak sementara membutuhkan sedikit uang untuk membeli bahan dan beroperasi. Biaya operasi normal meliputi masukan energi, perpindahan energi, bahan baku, tenaga kerja, dan lain lain. Perubahan energi berbentuk dalam wujud pemanasan atau pendinginan, memompa untuk meningkatkan tekanan, frictional pressure loss ( seperti pressure drop pada suatu pipa siku 90 o

atau suatu lempeng orifis dan lain lain. Ada dua jenis Rektor: 1)Reaktor tangki, 2)Reaktor pipa. Kedua-duanya dapat digunakan sebagai reaktor batch atau reaktor kontinu. Biasanya, reaktor  beroperasi dalam keadaan steady state, tetapi kadang juga dioperasikan di dalam suatu kondisi unsteady. Ada tiga model dasar utama dari reaktor kimia : -tank reactor model ( CSTR) Variabel –  variabel meliputi:

( P)

Pemilihan reaktor yang tepat dengan tujuan :

1. Mendapatkan keuntungan yang besar 2. Biaya produksi yang murah 3. Modal kecil/volume reactor minimum 4. Operasinya sederhana dan murah 5. Keselamatan kerja terjamin 6. Polusi terhadap sekelilingnya dijaga sekecil-kecilnya A.Batch Reactors 2.3.1 Batch reactor model ( batch)

Reaktor batch adalah reaktor dimana tidak terjadinya aliran masuk atau aliran keluar selama proses biasanya digunakan untuk mereaksikan fase cair dan  berkapasitas kecil. Reaktor jenis ini biasanya sangat cocok digunakan untuk  produksi berkapasitas kecil misalnya dalam proses pelarutan padatan,  pencampuran produk, reaksi kimia,  Batch distillation, kristalisasi, ekstraksi caircair,

 polimerisasi, farmasi dan fermentasi. Beberapa ketetapan menggunakan reaktor tipe Batch : 1. Selama reaksi berlangsung tidak terjadi perubahan temperatur. 2. Pengadukan dilakukan dengan sempurna, konsentrasi di semua titik dalam reaktor adalah sama atau homogen pada waktu yang sama. 3. Reaktor ideal. Batch reactor bisa tersusun oleh sebuah tangki dengan pengaduk serta sistem pendingin atau pemanas yang menyatu dengan reaktor. Tangki ini memiliki ukuran yang bervariasi mulai dari < 1 L sampai > 15.000 L tergantung kebutuhan. Batch reactor biasanya terbuat dari baja, stainless steel atau baja  berlapis kaca. Padatan dan cairan yang akan masuk reaktor biasanya melalui sambungan yang terdapat pada tutup atas reaktor. Untuk uap dan gas yang keluar reaktor  biasanya juga melalui bagian atas, sedangkan untuk cairan keluar melalui bagian  bawah. Reaktor batch di desain untuk beroperasi dalam proses unsteady  –  state,  banyak reaktor batch menunjukkan perilaku nonlinier yang dimiliki oleh pasangan reaksi kinetika dan temperatur reaktor, dimana lebar jarak temperatur berlebih, dengan kata lain reaksi berjalan eksotermis memproduksi panas berlebih sehingga harus dihilangkan dengan sistem pendinginan. Sirkulasi pompa untuk pendingan  bertujuan meminimalkan waktu tinggal agar tetap konstan.

Kelebihan dan Kelemahan  Batch Reactor : 1. Kelebihan :

kapan saja diinginkan. Penggunaan yang multifungsi. dan beracun. -padat. 2. Kekurangan handling tinggi.

ng-kadang waktu shut downnya besar, yaitu waktu untuk mengosongkan, membersihkan dan mengisi kembali.

B.Tubular (Plug Flow) Reactor Adalah suatu alat yang digunakan untuk mereaksikan suatu reaktan dalam hal ini fluida dan mengubahnya menjadi produk dengan cara

mengalirkan fluida tersebut dalam pipa secara  berkelanjutan (continuous). Biasanya reaktor ini dipakai untuk mempelajari berbagai proses kimia yang penting seperti perubahan kimia senyawa, reaksi termal, dan lain-lain.

Untuk reaksi heterogen, misalnya antara bahan baku gas dengan katalis padat menggunakan model PFR. PFR mirip saringan air dari pasir. Katalis diletakkan  pada suatu pipa lalu dari sela -sela katalis dilewatkan bahan baku seperti air melewati sela-sela pasir pada saringan. Asumsi yang digunakan adalah tidak ada  perbedaan konsentrasi tiap komponen yang terlibat di sepanjang arah jari -jari  pipa. Di dalam PFR, fluida mengalir dengan perlakuan yang sama sehingga waktu tinggal (t) sama untuk semua elemen fluida. Fluida sejenis yang mengalir melalui reactor ideal disebut plug . Saat plug mengalir sepanjang PFR, fluida  bercampur sempurna dalam arah radial bukan dalam arah axial (dari arah depan atau belakang). Setiap plug dengan volume berbeda dinyatakan sebagai kesatuan yang terpisah-pisah (hampir seperti batch reactor ) saat dia mengalir turun melalui  pipa PFR PFR biasa digunakan untuk mempelajari beberapa proses penting seperti reaksi termal dan reaksi kimia plasma dalam aliran gas yang cepat serta daerah katalisis. Dalam beberapa kasus, hasil yang didapat tidak hanya membantu kita dalam memahami karakteristik proses-proses kimia, tetapi juga dapat memberikan kita pengertian praktis dari proses-proses kimia yang penting . Di dalam PRF,

konsentrasi produk meningkat sepanjang perjalanan dalam reaktor. Reaktan diinjeksikan ke dalam lintasan tengah, sementara itu gas inert disalurkan melalui dinding pipa. Kita berasumsi bahwa hanya pada dasar pipa terdapat endapan, akibat kondisi pipa yang panas. Karena kecepatan gas adalah sama dimana-mana maka terjadi jalur arus secara konveksi dan difusi dengan arah yang berbeda. Transport sepanjang jalur arus terjadi akibat konveksi, sementara sepanjang tegak lurus arus terjadi akibat difusi. Setelah melalui proses pemanasan , kemudian produk yang diinginkan akan keluar menuju exhaust. Kelebihan dan Kelemahan Reactor PFR 1. Kelebihan : lama tanpa tenaga kerja sehingga upah produksi rendah -menerus 2.Kekurangan

rsihannya mahal C.Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR) 2.3.2 Continous stirred-tank reactor model ( CSTR)

Reaktor alir tangki berpengaduk hampir sama dengan reaktor batch tetapi umpan dan produk mengalir secara kontinyu dan pada reaktor CSTR dilengkapi dengan alat penambahan zat pereaksi dan pengambilan produk secara kontinyu. Di CSTR, satu atau lebih reaktan masuk ke dalam suatu bejana  berpengaduk dan bersamaan dengan itu sejumlah yang sama (produk) dikeluarkan dari reaktor. Pengaduk dirancang sehingga campuran teraduk dengan sempurna dan diharapkan reaksi berlangsung secara optimal. Waktu tinggal dapat diketahui dengan membagi volum reaktor dengan kecepatan volumetrik cairan yang masuk reaktor. Dengan perhitungan kinetika reaksi, konversi suatu reaktor dapat

diketahui. Beberapa hal penting mengenai CSTR: dengan jumlah yang ke luar reaktor jika tidak tentu reaktor akan berkurang atau bertambah isinya.  pengadukan terjadi secara sempurna sehingga semua titik dalam reaktor memiliki komposisi yang sama. Dengan asumsi ini, komposisi keluar reaktor selalu sama dengan bahan di dalam reaktor. secara seri daripada menggunakan reaktor tunggal yang besar. Sehingga reaktor yang di belakang akan memiliki komposisi produk yang lebih  besar dibanding di depannya.  perhitungan akan menyerupai perhitungan untuk RAP.

Satu atau lebih reagen fluida dimasukkan pada tangki sebuah reaktor yang dilengkapi dengan kipas atau impeller , impeller mengaduk cairan untuk memastikan cairan tersebut tercampur rata dan ada waktu suatu cairan berada di dalam tabung tersebut sebelum keluar. Dalam keadaan tetap, fluida yang masuk harus sama dengan fluida yang keluar. Semua kalkulasi yang dilakukan CSTR diasumsikan sebagai pencampuran sempurna . Untuk mendapatkan hasil yang le bih banyak dalam waktu yang sama,

dapat dilakukan dengan memparalelkan CSTR ini.

Kelebihan dan Kelemahan Reactor CSTR : 1. Kelebihan :

aktif(pengisian, pemanasan, pendinginan, dan pengosongan). 2.Kekurangan -rata reaksi volumetrik yang lebih rendah akan menghasilkan  produktivitas rendah.  pertama penggunaan CSTR rubah grade dari RTD profile sesering mungkin karena dapat mengurangi fleksibilitas reaktor CSTR kecil yang digunakan semakin besar biaya yang dikeluarkan g lebih lama

KESIMPULAN

Proses polimerisasi dapat dengan mudah diklasifikasikan berdasarkan sistem homogen dan sistem heterogen. Dalam polimerisasi homogen, seperti namanya semua reaktan, termasuk monomer, penggagas, dan pelarut, saling larut dan kompatibel dengan polimer yang dihasilkan. Di sisi lain, dalam sistem heterogen, katalis, monomer, dan produk polimer yang saling larut. Polimerisasi homogen terdiri dari sistem bulk (mass) dan larutan, sementara reaksi polimerisasi heterogen dapat dikategorikan sebagai massa, solusi, presipitasi suspensi , emulsi, fase gas, dan polimerisasi Interfacial . Di dalam teknik kimia, reaktor kimia adalah alat dirancang untuk berisi reaksi kimia. Perancangan suatu bahan kimia reaktor berhadapan dengan berbagai aspek teknik kimia. Ada tiga model dasar utama dari reaktor kimia : -tank reactor model ( CSTR)