POLYMER STRUCTURES SUMMARY Disusun untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Material Teknik Oleh Mochammad Dimas Nauval 1201174470 TI-41-05
TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS REKAYASA INDUSTRI TELKOM UNIVERSITY BANDUNG 2018
1. Pengertian Polymer
Polimerisasi adalah reaksi pembentukan rantai polimer organik yang Gambar 1
panjang dan berulang. Polimerisasi digolongkan ke beberapa sistem: sistem adisi-kondensasi dan sistem pertumbuhan rantai bertahap. Bentuk lain dari polimerisasi adalah polimerisasi membuka cincin yang serupa dengan polimerisasi rantai. Polimer alamiah mencakup protein seperti sutera,enzim dan serat otot. polimer disebut juga makromolekul. Polimer Adisi dan Polimer kondensasi. Polimerisasi Adisi monomer mengadisi monomer lain sehingga produk polimer mengandung semua atom yang ada pada monomer awal. Polimerisasi dapat berlangsung dengan bantuan suatu kalisator. Contohnya pembentukan polietilena dari etilen. Polimerisasi kondensasi pada polimerisasi kondensasi monomermonomersaling berkaitan dengan melepas molekul kecil, seperti H 2O dan CH3OH (metanol).Polimerisasi kondensasi terjadi pada monomer-monomer yang mempunyai gugusfungsi pada kedua ujung rantainya. 2. Polimer Kuno
Awalnya polimer alami digunakan - Kayu - Kapas - Kulit - Karet - Wol - Sutra Penggunaan yang paling lama dikenal - Bola karet yang digunakan oleh Inca
- Nuh menggunakan menggunakan pitch (polimer alami) untuk bahtera 3. Komposisi Polymer Sebagian besar polimer adalah hidrokarbon. Yaitu, terdiri dari H dan C
Hidrokarbon jenuh - Setiap karbon tunggal terikat pada empat atom lainnya - Contoh: Ethane, C 2H6
Gambar 3
Gambar 2
4. Hidrokarbon tidak jenuh
Obligasi ganda & rangkap tiga agak tidak stabil - dapat membentuk ikatan baru. - Ikatan ganda ditemukan dalam etilen atau etena - C 2H4. Contoh gambar disamping : -
Ikatan rangkap tiga ditemukan dalam asetilena atau etilena - C2H2. Contoh gambar dibawah :
H
C
C
Gambar 5
H
H
H C
H
C H
Gambar 4
5. Isomerisme Dua senyawa dengan rumus kimia yang sama dapat memiliki struktur yang sangat berbeda. misalnya: C8H18
Oktan normal H
H
H
H
H
H
H
H
H
C
C
C
C
C
C
C
C
H
H
H
H
H
H
H
H
=
H
H3C
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3
H3C ( CH2 ) CH3 6
Gambar 6
2,4-dimethylhexane CH3 H3C
CH
CH2 CH
CH3
CH2 CH3 Gambar 7
6. Polimerisasi dan Kimia Polimer
Polimerisasi radikal bebas R
+
H H H H
H
H H
C
C
R C C
H H monomer (ethylene)
free radical
R C C
H
+
H H
H H
H H H H
C C
R C C C C
H H
H H H H dimer Gambar 8
initiation
Inisiator: contoh - benzoyl peroxide
Gambar 9
propagation
7. Kimia dan Struktur Polyethylene Polyethylene
Gambar 10
Catatan: polyethylene adalah hidrokarbon rantai panjang. - Lilin parafin untuk lilin adalah polietilena pendek 8. Massal atau Polimer Komoditi
Gambar 11
Gambar 12
Gambar 13
9. VMSE: Struktur Satuan Pengulangan Polimer
Gambar 14
Manipulasi dan rotasikan struktur polimer dalam 3 dimensi 10. Berat Molekul
Berat molekul, M: Massa dari satu mol rantai.
Gambar 15
Tidak semua rantai dalam polimer memiliki panjang yang sama - yaitu, ada distribusi bobot molekul
11. Distribusi Berat Molekular
Gambar 16
Keterangan : Mi = Mean (tengah) berat molekul berbagai ukuran i Xi = Jumlah pecahan rantai dalam rentang ukuran i Wi = Fraksi berat rantai dalam berbagai ukuran i 12. Perhitungan Berat Molekul Contoh: massa rata-rata suatu kelas Berapa berat rata-rata siswa di kelas ini:
Berdasarkan jumlah fraksi siswa dalam setiap rentang massa? Berdasarkan fraksi berat siswa di setiap rentang massa?
Gambar 17
Solusi: Langkah pertama adalah mengurutkan siswa ke dalam rentang berat badan. Menggunakan rentang 40 lb memberi tabel berikut :
Hitung jumlah dan fraksi berat siswa dalam setiap rentang berat
badan sebagai berikut: Misalnya:
kisaran 81-120 lb
Selanjutnya :
Gambar 18
Gambar 19
13. Tingkat Polimerisasi, DP Tingkat Polimerisasi, DP DP = jumlah rata-rata unit berulang per rantai
untuk
14. Struktur Molekul untuk Polimer
Gambar 20
15. Polimer - Bentuk Molekul Bentuk Molekul (atau Konformasi) - rantai membungkuk dan memutar dimungkinkan oleh rotasi atom karbon di sekitar ikatan rantai mereka. catatan: tidak perlu memutuskan ikatan rantai rant ai untuk mengubah bentuk molekul.
Gambar 21
16. Rantai End-to-End Jarak, r
Gambar 22
17. Konfigurasi Molekul untuk Polimer Konfigurasi - untuk mengubah harus memutuskan ikatan Stereoisomerisme
Gambar 23
Stereoisomer adalah gambar cermin - tidak dapat menumpangkan tanpa
Gambar 24
memotong ikatan. 18. Tacticity
Tacticity - stereoregularitas atau pengaturan spasial unit R sepanjang rantai
Gambar 25 Gambar 26
Atactic - R kelompok diposisikan secara acak 19. Cis / trans Isomerisme 20. VMSE: Stereo dan Geometrical Isomer Manipulasi dan rotasikan struktur polimer dalam 3 dimensi.
Gambar 27
21. Kopolimer Dua atau lebih monomer dipolimerisasi bersama
Random - A dan B secara acak diposisikan sepanjang rantai. Alternating - A dan B bergantian dalam rantai polimer. Blok - blok-blok besar unit A bergantian dengan blok-blok besar unit B. Graft - rantai unit B dicangkokkan ke tulang punggung.
Gambar 28
22. Kristalinitas dalam Polimer
Memerintahkan pengaturan atom yang melibatkan rantai molekul.
Struktur kristal dalam satuan sel satuan.
Contoh menunjukkan sel satuan polietilen.
Gambar 29
23. Kristalinitas Polimer
Daerah Kristal. - Trombosit tipis dengan lipatan rantai di muka.
-
Struktur rantai terlipat.
Gambar 30
Polimer tidak selalu 100% kristal
Sulit bagi semua wilayah dari semua rantai untuk menjadi selaras.
Gambar 31
Tingkat kristalinitas dinyatakan sebagai % kristalinitas. - Beberapa sifat fisik bergantung pada % kristalinitas. - Perlakuan panas menyebabkan daerah kristal tumbuh dan % kristal initas meningkat.
24. Kristal Polimer Tunggal
Mikrograf elektron - kristal tunggal berlapis-lapis (rantai-lapisan dilipat) dari polietilen. Kristal tunggal - hanya untuk tingkat pertumbuhan yang lambat dan dikendalikan dengan hati-hati.
Gambar 32
25. Semi kristal Polimer
Beberapa polimer semikristalin membentuk struktur spherulite
Kristalit rantai-pelipat bergantian dan daerah amorf
Struktur spherulite untuk tingkat pertumbuhan yang relatif cepat
Gambar 33
26. Photomicrograph - Spherulites dalam Polyethylene
Gambar 34
Contoh Soal : 1. Berat molekul rata-rata dari polipropilena adalah 1.000.000 g / mol. Hitung tingkat polimerisasi? Jawab : Diminta untuk menghitung tingkat polimerisasi untuk polypropylene, mengingat bahwa berat molekul rata-rata-angka rata-rat a-angka adalah 1.000.000 g/mol. Berat molekul ulangan dari polipropilen adalah adil
Selanjutnya untuk menghitung derajat polimerisasi menggunakan Persamaan
14.6 2. Buatkan perbandingan polimer termoplastik dan termoseting (a) berdasarkan karakteristik mekanis saat pemanasan, dan (b) sesuai dengan struktur molekul yang mungkin. Jawab : (a) Polimer termoplastik melunak ketika dipanaskan dan mengeras ketika didinginkan, sedangkan polimer termoset, mengeras setelah dipanaskan, sementara pemanasan lebih lanjut tidak akan menyebabkan pelunakan. (b) Polimer termoplastik memiliki struktur linier dan bercabang, sedangkan untuk polimer termoset, strukturnya biasanya berupa jaringan atau ikat an silang. 3. Jelaskan secara singkat mengapa kecenderungan polimer untuk mengkristal menurun dengan meningkatnya berat molekul. Jawab : Kecenderungan polimer untuk mengkristal menurun dengan meningkatnya berat molekul karena rantai menjadi lebih panjang lebih sulit untuk semua daerah sepanjang rantai yang berdekatan untuk menyelaraskan sehingga menghasilkan susunan atom yang teratur.
DAFTAR PUSTAKA
Anonym. (2013, Juny). Kamus Q. Retrieved from Konfigurasi Elektron adalah | Pengertian dan Definisi: http://www.kamusq.com/2013/06/konfigurasielektron-adalah-pengertian.html Arif, G. (2017, July 09). [Material Teknik] Definisi Polimer dan struktur polimer . Retrieved from otomodifikasi8: http://otomodifikasi8.blogspot.co.id Irawan, Y. S. (n.d.). Mata Kuliah : Material Teknik. Diagram Fasa, 5 -1 - 5 - 7. Pasaribu, H. S. (n.d.). Bab 3 – Struktur Struktur Kristal 31 3 STRUKTUR KRISTAL. Retrieved from http://www.academia.edu/6714735/Bab_3_Struktur_Kristal_31_3_STRUKTUR_ KRISTAL William D. Callister, J. (2007). Materials Science and Engineering An Introduction. United United States of America: John Wiley & Sons, Inc.
