5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

43
5 Polimer sintetik tinggi Sebagaimana disinggung dalam bab 1, pembuatan dan penggunaan polimer sintetik tinggi memainkan peranan utama dalam ekonomi masyarakat industri modern. Tabel 2 (halaman 6) menyajikan beberapa contoh polimer yang dihasilkan di berbagai negara. Demikian besarnya dampak ‘plastik’ dalam kehidupan sehari-hari, mulai dari rangka jendela sampai katup jantung buatan, sehingga tak terbayangkan hidup tanpa plastik. Dewasa ini penelitian dan pengembangan bahan polimer masih terus dilakukan oleh industri kimia, berbagai lembaga penelitian pemerintah, dan banyak universitas, dalam rangka menemukan penerapan aneka bahan polimer. Suatu cara yang berguna untuk menggolongkan polimer sintetik adalah membaginya menjadi polimer adisi dan polimer kondensasi. Oleh karena itu kita juga menggunakan cara pembagian itu dalam buku ini. Polimer Adisi Sintetik Dalam pembentukan polimer, yang harus diperhatikan adalah monomernya murah, mudah diperoleh, dan mudah dimurnikan. Tidaklah aneh jika banyak polimer sintetik berbahan baku etena (etilena) serta berbagai turunannya, sebab etena dan alkena yang lebih tinggi mudah didapat dari perengkahan minyak bumi.

Transcript of 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

Page 1: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

5 Polimer sintetik tinggi

Sebagaimana disinggung dalam bab 1, pembuatan dan penggunaan polimer

sintetik tinggi memainkan peranan utama dalam ekonomi masyarakat industri

modern. Tabel 2 (halaman 6) menyajikan beberapa contoh polimer yang

dihasilkan di berbagai negara. Demikian besarnya dampak ‘plastik’ dalam

kehidupan sehari-hari, mulai dari rangka jendela sampai katup jantung buatan,

sehingga tak terbayangkan hidup tanpa plastik. Dewasa ini penelitian dan

pengembangan bahan polimer masih terus dilakukan oleh industri kimia, berbagai

lembaga penelitian pemerintah, dan banyak universitas, dalam rangka menemukan

penerapan aneka bahan polimer.

Suatu cara yang berguna untuk menggolongkan polimer sintetik adalah

membaginya menjadi polimer adisi dan polimer kondensasi. Oleh karena itu kita

juga menggunakan cara pembagian itu dalam buku ini.

Polimer Adisi Sintetik

Dalam pembentukan polimer, yang harus diperhatikan adalah monomernya

murah, mudah diperoleh, dan mudah dimurnikan. Tidaklah aneh jika banyak

polimer sintetik berbahan baku etena (etilena) serta berbagai turunannya, sebab

etena dan alkena yang lebih tinggi mudah didapat dari perengkahan minyak bumi.

C10H22 rengkah C8H18 + C2H4

Dekana oktana etana

Pada tahap ini akan lebih baik jika kita menggolongkan kesatuan struktur utama

dalam polimer adisi dengan menggunakan peristilahan industri yang telah dikenal

secara luas. Dengan menggunakan senyawa CH2 : CRR’ sebagai rumus umum

kita dapat mengatakan

Page 2: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

(a) Bilamana salah satu gugus, R atau R’ adalah atom hidrogen, maka monomer

mengandung gugus CH2 : CH- atau gugus vinil, dan polimer hasilnya disebut

polimer vinil.

(b) Bilamana R ataupun R’ bukan atom hidrogen (misalnya dalam CH2:C(CH3)2),

maka monomer mengandung gugus vinilidena, CH2:C dan polimer hasilnya

disebut sebagai polivinilidena.

Akhirnya, polimer yang diperoleh dari asam propenoat (asam akrilat). CH2 : CH-

CO2H, atau turunannya disebut polimer akrilik.

Poli(etena) (polietilena atau politena)

Polimerisasi etena, yang memberikan polimer bermassa molekul nisbi besar,

pertama kali dilakukan fawcett dan Gibson dari imperial Chemical Industries Ltd.

(Inggris) pada tahun 1933 dengan menggunakan teknik tekanan tinggi. Pabrik

polietena bertekanan tinggi pertama baru bekerja pada tahun 1939. Proses

bertekanan tinggi bekerja pada suhu diatas 250oC dan tekanan antara 1000 dan

3000 atm. Mekanisme reaksinya merupakan salah satu dari polimerisasi radikal

bebas, Peroksida, senyawa azo, dan sejumlah kecil oksigen digunakan untuk

memicu proses. Pengotor, misalnya hidrogen, dapat bertindak sebagai zat

pengalih (lihat halaman 10) dan harus dihilangkan jika kita ingin memperoleh

polimer bermassa molekul nisbi besar. Sebagaimana disinggung dalam bab 2

(halaman 15), teknik tekanan tinggi menghasilkan polietena bercabang. Namun,

dalam tahun 1953 Profesor Karl Ziegler yang bekerja pada lembaga Max Planck

melaporkan polimerisasi etena dilakukan pada tekanan sedikit di atas tekanan

atmosfer, dengan menggunakan katalis organo-logam bersama-sama halida logam

transisi. Polietena yang dihasilkan dengan cara ini memberikan polimer lurus

yang mempunyai derajat polimerisasi lebih tinggi daripada polimer yang

dihasilkan dengan proses tekanan tinggi. Sebagaimana diharapkan, tidak adanya

cabang juga menyebabkan polietena yang dihasilkan dari teknik tekanan rendah

ini mempunyai struktur yang lebih terjejal dan lebih padat, lebih kaku, dan suhu

pelunakannya lebih tinggi. Pada saat yang bersamaan dengan Ziegler, katalis

Page 3: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

tekanan rendah juga dihasilkan oleh Phillips Petroleum Co. Dan Standard Oil Co,

keduanya di Amerika Serikat. Pabrik pertama yang menggunakan proses Ziegler

mulai berproduksi pada tahun 1955, tetapi sejumlah besar polietena niaga masih

dihasilkan dari metode tekanan tinggi.

Secara kimia, Polietena sangat lembam. Polimer ini tidak larut dalam pelarut

apapun pada suhu kamar, tetapi menggembung oleh hidrokarbon dan

tetrakolorometana (karbon tetraklorida). Polietena tahan terhadap asam dan basa,

tetapi dapat dirusak oleh asam nitrat pekat. Polietena tidak tahan terhadap cahaya

dan oksigen. Perombakan oleh sinar ultra-violet dapat dikurangi oleh penambahan

sejumlah kecil jelaga (halaman 35). Bilamana dipanasi secara kuat, polietena

membentuk sambungan-silang yang diikuti oleh pembelahan ikatan secara acak

pada suhu lebih tinggi, tetapi depolimerisasi tidak terjadi. Larutan atau suspensi

polietena dalam tetroklorometana pada sekitar 60oC dapat direaksikan dengan

klor, menghasilkan produk yang lunak dan kenyal- pemasukan atom klor secara

acak ke dalam rantai dapat menghancurkan kekristalan polimer. Produk yang

lebih berguna disebut hipalon yang dapat terbentuk melalui pengklorosulfonan,

yang mengubah polietena lentuk-bahang menjadi elastomer tervulkanisasi yang

mengandung sekitar 30% klor dan 1,5% belerang. Vulkanisasi umunya dilakukan

melalui pemanasan dengan oksida logam tertentu. Hasil akhirnya tahan terhadap

bahan kimia, cuaca, dan perengkahan.

Sifat fisika poli(etena) tekanan tinggi dan poli(etena) tekanan rendah sangat

berbeda. Sebagaimana telah diterangkan, pencabangan dapat menurunkan

kekristalan, massa jenis, titik lunak, dan titik leleh kristalin. Polietena bermassa

jenis rendah bersifat kenyal, tak mudah sobek, dan tahan terhadap kelembapan

dan bahan kimia, sehingga banyak dipakai untuk film atau pembungkus, dus,

isolator listrik, pelapis kawat dan kabel, dan sebagainya. Poli(etena) yang

bermassa jenis tinggi yang daya regang dan kekakuannya besar, digunakan untuk

membuat pipa, tabung, serta berbagai bejana dan benda lainnya.

Polialkena lain (Poliolefin)

Page 4: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

Melihat keberhasilan poli(etena), dilakukan upaya untuk mempolimerkan propena

(propilena) CH2 = CH – CH3. Pada bab 2 kita membahas karya Natta dalam

polimerisasi propena. Pada penilitian di Lembaga Politeknik Milan, Profesor

Natta menemukan bahwa dengan menggunakan katalis Ziegler, polimer khas-

ruang (stereospesifik) propena dapat dihasilkan. Khusunya ia mensintesis

poli(propena) isotaktik (lihat gambar 7, halaman 27) dan andaikan gugus X adalah

gugus metil, maka gambar 7c melukiskan poli(propena) isotaktik). Krena

keteraturan ruang polimer ini, rantai dapat dikemas lebih terjejal sehingga

menghasilkan plastik yang kuat dan tahan panas. Pada suhu ruang, beberapa sifat,

seperti daya regang dan kekakuan, sama dengan sifat poli(etena) bermassa jenis

tinggi, tetapi sifat itu berubah pada suhu yang lebih tinggi. Sifat kelarutan

poli(propena) sama dengan sifat kelarutan yang dimiliki poli(etena), yakni tak

larut pada suhu ruang.

Produk polipropena lebih tahan terhadap goresan daripada produk polietena yang

bersesuaian. Polipropena digunakan untuk bagian dalam mesin pencuci,

komponen mobil, kursi, tangkai pegangan, kotak, keranjang, pipa, isolator listrik,

kemasan (berupa lembaran tipis) makanan dan barang.

Polimer turunan 2-metil propena (isobutilena) penting juga untuk industri.

Monomer dapat dipolimerkan dengan katalis Friedel-Crafts (gambar 11),

menhasilkan zat padat polimer berujud seperti karet. Polimer tersebut digunakan

dalam senyawa perekat, tetapi penggunaan terbesar 2-metil propena adalah dalam

pembentukan karet butil yang merupakan elastomer yang dibuat dengan

mengkopolimerkan 2-metilpropena dengan metil-buta-1,3-diena(isoprena).

Polidiena

Berbagai struktur dapat dihasilkan dari polimerisasi 1,3-diena, seperti misalnya

buta-1,3-diena (butadiena), bergantung apakah adisi terjadi pada kedudukan 1,2:

Page 5: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

Kemungkinan lain, kedua macam adisi terjadi bersamaan secara acak. Perlu

dicatat bahwa adisi 1,4 adalah pembentukan isomer cis dan trans.

Telah disinggung bahwa buta-1,3-diena pada awalnya dipolimerkan melalui

proses anion dengan katalis logam natrium (halaman 14). Hasil proses ini disebut

karet Buna (diturunkan dari dua huruf awal butadiena dan lambang Na untuk

natrium). Namun, perbaikan jenis karet ini, yang belakangan banyak dilakukan

melalui kopolimerisasi buta-1,3-diena dengan feniletena (sterena), menghasilkan

kopolimer elastomer Karena Karet jenis ini dihasilkan dalam jumlah besar selama

Perang dunia II dengan nama Buna-S. Karet buta-1,3-diena-feniletena yang

digunakan dewasa ini dikenal sebagai polimer SBR dan dibuat melalui

polimerisasi emulsi. Daya regang polimer SBR sama dengan daya regang karet

alam, dan tahan terhadap serangan oksigen dan ozon. Polimer SBR digunakan

dalam pabrik pembuatan ban (lihat juga kopolimer balok buta-1,3-diena-

feniletena, halaman 30).

Buta-1,3-diena dapat juga dikopolimerkan dengan propenitril (akrilonitril) melalui

penggunaan sistem emulsi. Elastomer yang dihasilkan dapat divulkanisasi dengan

belerang, dikenal dengan sebutan karet nitril. Elastomer ini tahan terhadap panas,

minyak, dan berbagai pelarut, sehingga dipakai untuk membuat pipa minyak,

pelapis tangki minyak dan gasket (karet penutup ruang mesin).

Polimer elastomer dan kopolimer 2-klorobuta-1,3-diena (kloropena) disebut juga

netropena. Polimer ini dibuat melalui polimerisasi emulsi dengan adanya

belerang. Vulkanisasi dilakukan dengan memanaskan bahan monomer bersama-

sama dengan seng oksida dan magnesium oksida, Neoprena berdayatahan cukup

tinggi terhadap banyak zat kimia, oksigen, dan ozon. Neoprena digunakan untuk

pipa, gasket, serta pelindung pintu dan jendela dari cuaca.

Page 6: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

Akhirnya perlu disinggung disini bahwa sejumlah proses telah dikembangkan

sehingga memungkinkan metilbuta-1,3-diena (gambar 20a) dipolimerkan, dan

menghasilkan polimer mirip karet alam. Seperti yang dibahas lebih awal, buta-

1,3-diena dapat mengalami adisi pada kedudukan 1,2 atau 1,4. Bukan hanya hasil

adisi yang memberikan isomer cis dan trans, tetapi metilbuta-1,3-diena juga

menghasilkan isomer cis dan trans. Karet alam merupakan polimer tinggi dari

metilbuta-1,3-diena, tetapi polimer ini mampu menunjukkan keisomeran(bab 6,

halaman 89). Karet alam mempunyai struktur cis1,4, dan sekarang metilbuta-1,3-

diena dapat dipolimerkan untuk memberikan isomer ini dengan menggunakan

dispersi litium dalam monomer sebagai katalis-cara lain menggunakan katalis

Ziegler.

Poli(feniletena) (polistirena)

Umumnya, monomer feniletena dibuat melalui jalur berikut:

Terdapat kesukaran dalam pemurnian feniletena melalui penyulingan karena

monomer mudah terpolimerkan, sekalipun pada suhu sedang. Oleh karenanya,

digunakan kolom khusus, ditambahkan penghambat (umunya dipakai belerang),

dan dilakukan penyulingan pada tekanan rendah.

Page 7: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

Feniletena dapat dipolimerkan dengan menggunakan bahang, sinar matahari, atau

katalis. Derajat polimerisasi polimer tergantung pada kondisi polimerisasi-polimer

yang sangat tinggi dapat dihasilkan dengan menggunakan suhu sedikit diatas suhu

ruang. Telah diuraikan di muka (halaman 26) bahwa poli(feniletena)isotaktik

dapat dihasilkan dengan menggunakan katalis Ziegler, dan polimer ini dapat

membentuk bahan polimer yang sangat berkristal.

Poli(feniletena) merupakan bahan lentuk-bahang yang bening (kecuali jika

ditambahkan pewarna atau pengisi), dan dapat dilunakkan pada suhu sekitar

100oC, poli(feniletena) tahan terhadap asam, basa, dan zat pengarat (korosif)

lainnya, tetapi mudah larut dalam hidrokarbon aromatik dan berklor. Dalam

propanon (aseton) poli (feniletena) hanya menggembung. Penyinaran dalam

waktu lama oleh sinar ultra-ungu, sinar putih, atau bahang, sedikit mempengaruhi

kekuatan dan ketahanan polimer terhadap panas. Poli(feniletena) banyak

digunakan untuk membuat lembaran, penutup, dan barang pencentak.

Poli(feniletena) berbusa diperoleh dari Poli(feniletena) yang berisi bahan

penghasil gas, dengan uap air, untuk memberikan massa jenis rendah bagi busa-

sistem yang sering dipakai ialah butiran Poli(feniletena) yang menyerap

hidrokarbon atsiri. Ketika dipanasi oleh uap, butiran akan melunak, dan

penguapan hidrokarbon bersama-sama dengan difusi uap ke dalam butiran akan

menyebabkan butiran mengembang. Poli(feniletena) busa digunakan secara besar-

besaran sebagai bahan isolator bahang dan pengemas barang halus.

Poli(kloroetana) (polivinil klorida atau PVC)

Poli(kloroetana) merupakan lentuk-bahang ketiga terbesar setelah polietena dan

polifeniletena. Monomernya dapat dibuat melalui dua cara utama, yakni:

(a) dari etuna (asetilena) dengan menggunakan adisi HCl

Page 8: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

(b) dari etena

Polimer umumnya dibuat melalui polimerisasi suspensi atau emulsi pada suhu

20oC dan 50oC. Poli(kloroetana) tahan terhadap asam dan basa serta tak terbakar.

Akan tetapi, Poli(kloroetana) tak mantap terhadap bahang dan cahaya, dan

warnanya menggelap bersamaan dengan pelepasan HCl (halaman 33). Tidak

pernah dijumpai polimer PVC murni karena kepadanya ditambahkan berbagai

pemantap, pelentuk (halaman 28), pewarna dan sebagainya, sehingga memberikan

polimer PVC yang berbeda-beda sifat kimia dan sifat fisikanya. Polimer PVC

yang telah diolah digunakan untuk membuat pipa, lempeng, tabung, jas hujan,

isolasi kabel, botol, piringan hitam, mainan, bahan lantai, dll.

Kopolimer dari kloroetana (vinil klorida) juga diproduksi dalam jumlah besar.

Propenitril dan etenil etanoat (vinil asetat) merupakan komonomer yang penting

dalam pembentukan kopolimer dari kloroetana.

Poli(etenil etanoat) (polivinil asetat PVA)

Etenil etanoat merupakan zat cair tak berwarna yang bertitik leleh 72oC. Zat ini

dihasilkan dari reaksi etuna dan asam etanoat (asam asetat). Etenil etanoat dapat

dipolimerkan dalam larutan, atau lebih sering, dengan polimerisasi emulsi. Massa

molekul polietenil etanoat yang rendah menyebabkan polimer ini lunak dan lekat,

tetapi polimer mempunyai derajat polimerisasi yang tinggi sehingga sifatnya kuat

dan kaku. Polimer tahan terhadap suhu ruang dan cahaya, serta larut dalam pelarut

aromatik dan cairan organik. Penggunaan terpenting dari polietenil etanoat ialah

dalam industri bahan perekat, walaupun dalam jumlah yang besar digunkan dalam

cat emulsi berpelarut air. Lapisan perekat dan zat PVA keras dan awet. Dengan

bahan pengisi, PVA dapat dipakai untuk pelapis dinding.

Page 9: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

Poli(etanol) (polivinil alkohol)

Walaupun monomer dari poli(etanol) tak dapat diisolasi, tetapi polimernya

mantap. Poli(etanol) dihasilkan dari PVA (gambar 21). Reaksi ini tergolong

alkoholis yang katalisis oleh asam atau basa. Alkoholisis pada suasana basa

berlangsung lebih cepat. Salah satu cara pembentukan poli(etanol) melalui

alkoholisis ialah penggembungan PVA dengan etanol yang mengandung kalium

hidroksida atau asam mineral. Pada pemanasan, poli(etanol) mengendap.

Oleh karena gugus hidroksil kecil, ia dapat menyesuaikan diri dalam kisi polimer

dan menghasilkan polimer berkristal yang mempunyai konfigurasi seperti

poli(etanol). Sebagaimana yang diharapkan dari struktur poli(etanol), ikatan

oksigen terjadi antara gugus hidroksil dari rantai-rantai yang berbeda. Walaupun

polimer larut dalam air (karena gugus hidroksil), bahang digunakan untuk

memecah ikatan hidrogen antar rantai agar dapat larut.

Kekerasan lapisan poli(etanol), ketahanannya terhadap bahan kimia, serta

ketidaktembusannya oleh gas, menjadikan polimer ini berguna sebagai pelapis

pelindung. Jika diplastikkan dengan cairan tertentu, seperti propan-1,2,3-

triol(gliserol), poli(etanol) dapat digunakan untuk membuat tabung atau pipa

Poli(metil-2-metil propenoat) (polimetil metakrilat atau ‘Perspeks’)

Metil-2-metil propenoat (metil metakrilat) dibuat dari propanon melalui jalur yang

diperlihatkan pada gambar 22. Sebagaimana dapat dilihat monomer ini merupakan

ester metil dari asam 2-metil propanoat (asam metakrilat),

Page 10: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

Polimerisasi terjadi secara mudah dibawah pengaruh bahang, cahaya, atau pemicu

(anda dapat membuat polimer ini dengan melakukan percobaan 1 dalam bab 7).

Penghambat, biasanya benzena-1,4-diol (hidrokuinon), ditambahkan untuk

mencegah polimerisasi selama penyimpanan atau pengangkutan monomer.

Dalam industri, polimerisasi dilakukan dengan menggunakan pemicu radikal

bebas peroksida. Polimerisasi suspensi digunakan untuk polimer yang akan

dicetak, tetapi lembaran atau batangan seringkali diperoleh melalui polimerisasi

ruah dalam bejana yang bentuknya seperti yang dikehendaki. Oleh karena

penyusutan terjadi selama polimerisasi, maka pengecoran dilakukan dengan

menggunakan ‘sirop’ monomer yang sebagian terpolimerkan; dengan cara ini

penyusutan dikurangi dan lebih sedikit bahang dilepaskan selama polimerisasi.

Poli(metil-2-metil propenoat) merupakan bahan yang keras, kaku, dan bening.

Keunggulan sifat perspeks ialah kebeningannya. Polimer ini sangat sedikit

menyerap cahaya tampak, sehingga dapat digunakan untuk berbagai penerapan

yang memerlukan perpindahan sinar yang sangat tinggi, seperti kaca mobil.

Perspeks mempunyai sifat mekanis dan bahang yang baik, yakni dapat dibor,

digergaji, dan direkat, tetapi sayang ia mudah tergores. Suhu pelunakan perspeks

sedikit di atas 100oC, dengan demikian ia merupakan lentuk-bahang yang mudah

dicetak. Penggunaan lainnya ialah untuk dudukan lampu, tanda peraga, dan gigi

palsu. Jika dipanasi secara kuat, perspeks hampir terpolimerisasi sempurna, dan

menghasilkan monomernya kembali (percobaan 3, bab 7). Sifat ini dapat

digunakan untuk memperoleh kembali monomer dari serpihan polimer yang tak

terpakai.

Page 11: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

Poli(propenanitril) (poliakrilonitril)

Propenitril dapat diperoleh dengan melewatkan hidrogen sianida dan etuna pada

katalis natrium sianida pada suhu mendekati 500oC (pilihan lain untuk pembuatan

propenanitril dikenal dengan nama proses Sohio, yaitu oksidasi campuran

propena, amonia, dan air. Dewasa ini proses Sohio banyak digunakan karena

bahan bakunya, hidrokarbon, murah).

Polimerasi paling baik dilakukan melalui cara polimerasi suspensi atau emulsi

dengan menggunakan sistem redoks dalam air. Reaksi dikatalisis oleh sesepora

ion logam, seperti Cu2+ dan Fe3+. Poliakrilonitril, seperti perspeks, tergolong

polimer akrilik. Wujudnya keras dan tak mudah dicetak atau diplastikkan. Gaya

antar-rantainya kuat sehingga terbentuk polimer berkristal dengan titik leleh

sekitar 3000 C. Polipropenanitril cenderung hilang warnanya bila dipanaskan,

mengikuti bagan yang diperlihatkan pada gambar 12 (hal 34).

Polipropenanitril terutama digunakan dalam pembuatan serat, seperti ‘orlon’ dan

‘akrilan’. Kedua jenis serat ini merupakan poli(Polipropenanitril) yang

mengandung sebagian kecil (mendekati 10%) satu atau dua komonomer, seperti

etenil etanoat. Serat(Polipropenanitril) tahan cuaca dan tidak peka terhadap

kelembapan. Busana yang dibuat dari serat ini mudah mengering tanpa mengerut

atau memulur.

Poli(tetrafluoroetana) (PTFE atau ‘Teflon’)

Monomer (tetrafluoroetana) dibuat dengan pertama-tama membuat

klorodifluorometana, kemudian diikuti pirolisis:

Page 12: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

Tetrafluoroetana yang berupa gas dengan titik cair-76oC dipolimerkan melalui

metode suspensi dengan menggunakan tekanan sedang dan pemicu peroksida.

PTFE berujud zat padat berwarna putih seperti lilin. Zat ini juga ulet, kenyal,

tahan terhadap zat kimia, tak mudah terbakar dan merupakan isolator listrik yang

sangat baik. PTFE tahan cuaca, tetapi dapat rusak oleh radiasi berenergi tinggi.

Sifat teflon yang sangat berguna ialah isolator listrik dan mampu melumasi diri

dan tak menempel. Teflon banyak digunakan untuk penutup gasket, pengedap,

pelor roda yang tak perlu dilumasi, permukaan yang tak lekat untuk mencegah

penempelan makanan, perekat, dsb, dan tentunya isolator listrik untuk kawat dan

kabel. Anda dapat mengamati jasa teflon dalam mencegah menempelnya tutup

botol ke pipa penghubung, seperti dalam buret dan batang pengaduk yang

berputar dalam peralatan kimia.

Polimer kondensasi sintetik

Setelah mempelajari landasan bagi polimerisasi kondensasi dalam bab 2, sekarang

kita perhatikan beberapa contoh pembuatan dan penggunaan bahan polimer yang

penting secara industri. Polimer kondensasi yang dibicarakan mencakup

poliester, poliamida, dan poliuretan. Ketiga macam polimer ini mempunyai

sejumlah ikatan khas seperti yang diperlihatkan pada gambar 23.

Page 13: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

Persyaratan khusus bagi terjadinya polimerisasi kondensasi adalah bahwa

monomer yang digunakan harus bergugus fungsi banyak (halaman 3). Jika tiap

monomer hanya mengandung dua gugus fungsi, akan terbentuk polimer lurus.

Akan tetapi jika gugus fungsi yang dimiliki satu atau lebih monomer jumlahnya

lebih dari satu, dapat terbentuk struktur jaringan (halaman 17).

Patut dicatat bahwa massa molekul nisbi polimer kondensasi sintetik umumnya

lebih kecil daripada yang diperoleh untuk polimer adisi, yakni terletak antara

10.000 sampai dengan 30.000.

Poliester

Poliester lurus dapat dihasilkan dari pemansan bersama asam berbasa dua dan

alkohol dwihidrat tertentu, sebagaimana ditunjukkan oleh reaksi berikut:

HO-R’-OH+HOOC-R-COOH HO-R’-OOC-R-COOH+H2O

Atau lebih umum,

nHO-R’-OH+nHOOC-R-OOC H ( O-R’-OOC-R-CO ) nOH+(2n-1)H2O

(anda dapat membuktikan sendiri bahwa dari 5 molekul asam berbasa dua dan 5

molekul diol, akan terbentuk 5 kesatuan berulang –O-R’-OOC-R-CO- dan

dilepaskan 9 molekul air).

Poliester pertama yang dibuat Carothers mempunyai suhu pelunakan sangat

rendah, sehingga sebagai bahan pembentuk serat poliester, ia tidak tahan disetrika.

Akibatnya Carothers mengesampingkan poliester itu dan memfokuskan

pekerjaannya pada poliamida yang menjadi awal pengembangan nilon. Pada

Tahun 1942 Whinfield dan Dickson membuat suatu poliester yang mereka sebut

polietilena tereftalat. Pemasukan cincin benzena ke dalam rantai ternyata

Page 14: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

meningkatkan kekakuan rantai dan juga titik lunaknya, menghasilkan poliester

yang sangat berguna bagi pembentukan serat (gambar 6, halaman 26). Di Inggris

poliester dikenal dengan nama’terilen’, dan hanya poliester jenuh lurus yang

penting untuk perdagangan.

Bahan baku terilen adalah etana-1,2-diol (etilena glikol) dan dimetil benzena-1,4-

dikarboksilat (dimetil teriftalat). Ester dimetil digunakan alih-alih asam

dikarboksilat bebasnya karena ester dimetil lebih mudah dimurnikan. Etana-1,2-

diol dihasilkan dari oksidasi berkatalis etena yang diikuti oleh hidrasi:

Dimetil benzena-1,4-dikarboksilat terbentuk dari oksidasi 1,4-dimetil benzena (p-

xilena) dengan menggunakan asam nitrat sebagai pengoksidasi, yang kemudian

diikuti oleh pengesteran gugus asam karboksilat:

Pembuatan poliester meliputi dua tahap utama. Pertama, terjadi reaksi antarubah

ester ketika 1 mol ester dimetil dipanasi bersama 2 mol etana-1,2-diol dengan

katalis. Reaksi yang terjadi:

Page 15: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

Metanol yang terbentuk disuling terus menerus. Tahap kedua adalah polimerisasi.

Hasil dari tahap pertama dipanasi sampai mendekati 280 C pada tekanan rendah,⁰

sekitar 1 mmHg. Pda keadaan itu etana-1,2-diol yang disingkirkan diambil secara

terus menerus dari sistem, dan polimerisasi berlanjtu sampai massa molekul yang

diinginkan tercapai. Tahap ini dapat dituliskan sebagai berikut:

Perlu dicatat bahwa kesatuan berulang dalam terilen adalah:

Lelehan polimer lalu dikeluarkan dari bejana reaksi dan pada pendinginan

dipotong-potong menjadi serpihan (dalam pengeluaran tadu bahan polimer yang

panas ditekan ke dalam lubang berbentuk tertentu untuk membentuk batangan,

pipa, lembaran, pita atau bentuk lainnya). Polimer yang keluar daru bejana reaksi

berujud nirbentuk. Kekristalan diperoleh kemudian dari pemanasan kembali, dan

bahan polimer dapat diubah menjadi benang melalui pemintalan leleh (hal 64).

Jika benang diregang atau ditarik panas-panas sampai 4 atau 5 kali panjang

semula, maka pengarahan dan kekristalan terimbas. Serat terilen daya serap airnya

rendah, kuat dalam keadaan basah ataupun kering, dan tahan terhadap

perombakan akibat terkena cahaya. Terilen banyak digunakan dalam kain. Jika

dicampurkan dengan serat lain, kain yang dihasilkan menjadi tahan kusut.

Poliester tak jenuh merupakan jenis poliester lain yang penting secara industri.

Poliester tak jenuh seringkali sipakasi dengan serat kaca untuk membuat badan

mobil atau perahu. Poliester ini mempunyai titik ketekjenuhan atau ikatan rangkap

Page 16: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

sepanjang rantai. Poliester tak jenuh tidak dibahas dalam buku ini karena tempat

yang terbatas. Anda dianjurkan melihat pustaka dibagian akhir buku ini jika

menginginkan informasi lebih lanjut.

Poliamida

Ikatan amida ditemukan dalam banyak polimer, termasuk protein (halaman 82).

Salah satu kelompok poliamida yang sangat penting adalah nilon, yaitu nama

umum yang diberikan pada serat yang dibuat daru poliamida. Nilon diberi nama

menurut suatu sistem bilangan yang menunjukkan jumlah atom karbon dalam

kesatuan berulang polimer. Selanjutnya kita akan meninjau tifa macam nilon yang

diperdagangkan , yakni nilon 6,6; nilon 6,10; dan nilon 6.

Nilon 6,6. Bahan dasar untuk membuat nilon 6,6 adalah heksana-1,6-diamin

(heksametilena diamina) dan asam heksandioat (asam adipat). Asam heksandioat

dapat dibuat dari sikloherksana melalui jalur berikut ini:

Heksana-1,6-diamina dapat dibuat melalui pengawahidratan berkatalis asam

heksanadioat dalam lingkungan beramonia, memberikan heksanadinitril

(adiponitril) diikuti penghidrogenan:

HOOC – (CH2)4 – COOH NH3 NC – (CH2)4 – CN H 2

Co atau∋¿¿ H2N – (CH2)6

– NH2

Untuk membuat serat diperlukan polimer bermassa molekul nisbi tinggi, yakni di

atas 10.000. untuk mencapainya diperlukan campuran berkemolaran sama dari

asam dan diamina ( ingat bahwa kelebihan satu monomer membatasi derajat

Page 17: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

polimerisasi, lihat halaman 19). Persyaratan ini dibantu oleh kenyataan bahwa asa,

berbasa dua dan diamina membentuk garam 1:1 dan garam ini hanya larut sedikit

dalam metanol, sehingga dapat diisolasi dengan pengendapan. Larutan garam tadi

dalam air kemudian dipanasi dalam autoklaf (pemasak dengan uap air bertekanan)

sampai suhu mencapai 280 C – uap yang dihasilkan mendesak udara yang ada.⁰

Sejumlah kecil asam etanoat ditambahkan untuk membatasi massa molekul nisbi

pada tingkat yang dikehendaki ( halaman 9). Keseluruhan proses dapat

digambarkan oleh persamaan:

nH2N. (CH2)6.NH2 + nHOOC.(CH2)4.COOH

nH3N+(CH2)6N+H3.O-OC(CH2)4COO- (garam nilon)

H –( NH.(CH2)6.NH.CO.(CH2)4.CO)- n OH + (2n – 1) H2O

Setelah dipolimerisasi, lelehan polimer dikeluarkan sebagai pita dan kemudian

dipotong menjadi serpihan . nilon 6,6 dapat dipintal dari lelehan dan ditarik untuk

memberikan serat yang sangat terarah (lihat bab 3) dan kuat serta mulur. Serat ini

digunakan untuk benang, tali, tambang, dan pakaian. Sebagai plastik, nilon 6,6

digunakan dalam bidang rekayasa untuk menggantikan logam sebagai bahan

berbagai komponen dalam mesin, nisalnya perlor roda gigi. Keunggulan nilon 6,6

lainnya adalah dapat dibentuk melalui penyuntikan menjadi segala bentuk yang

dikehendaki.

Nilon 6,6 dapat dibuat dilaboratorium dengan menggunakan turunan klorida asam

dari asam heksanadioat, CIOC.(CH2)4.COCl alih-alih asam bebas satu-satunya

perbedaan ialah yang disingkirkan sekarang adalah molekul kecil HCL alih-alih

air. Rincian cara pembuatan diberikan pada percobaan 4, bab 7, menggunakan

cara yang sama.

Nilon 6,10. Nilon ini dihasilkan dengan polimerisasi heksana-1,6-diamina dan

asam dekanadioat (asam sebakat) (gambar 24a). Bila monomer dicampur-

campurkan, terbentuk garam nilon 6,10 dan polimerisasi sama dengan yang

Page 18: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

digambarkan untuk garam nilon 6,6. Kesatuan berulang untuk polimer nilon 6,10

pada gambar 24b.

HOOC – (CH2)8 – COOH (a) -(NH.(CH2)6.NH.CO(CH2)8.CO)- (b)

Gambar 24 Struktur (a) asam dekanadioat dan (b) kesatuan berulang untuk nilon 6,10

Nilon 6,10 tidak digunakan sebagai serat tekstil, melainkan dimanfaatkan untuk

kawat serabut tunggal untuk sikat dan bulu-bulu keras. Gugus tambahan –CH

pada rantai memberikan titik leleh dan daya serap air yang lebih rendah daripada

nilon 6,6. Selain itu gugus tersebut juga mempertahankan kekakuan dan sifat

mekanis yang lebih baik pada keadaan basah daripada nilon 6,6.

Nilon 6. Polimer ini dibuat dari sikloheksanol melalui jalus berikut:

Polimerisasi dilakukan dengan cara adisi air untuk membuka cincin, diikuti oleh

penghilangan air pada suhu tinggi. polimer lurus yang dihasilkan

berkesetimbangan dengan sekitar 10% monomer. Monomer sisa ini dibuang

melalui pencucian dengan air. Polimer dapat dipintal dari lelehan dan ditarik

setelah dingin untuk memberikan serat dengan kekuatan tinggi dan sifat kenyal

yang baik.

Poliuretan

Gugus isosianat, -NCO, merupakan gugus yang sangat reaktif dan dapat

membentuk uretan dengan alkohol:

Page 19: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

R.NCO + R’OH R.NH.COO.R’

Jika diisosianat atau poliisosianat bereaksi dengan diola atau poliol (senyawa

polihidrat), akan terjadi poliuretan:

Seperti poliamida, poliuretan dapat mengalami ikatan hidrogen.

Upaya pertama untuk membuat poliuretan niaga dilakukan oleh Bayer di Jerman

yang membuat polimer dari heksana-1,6-diisosianat (heksametilena diisosianat)

dari butana-1,4-diol (-1,4-butandiol). Kesatuan berulangnya mempunyai struktur:

Poliuretan mempunyai sifat yang sama dengan nilon, tetapi karena sukar diwarnai

dan titik lelehnya lebih rendah, polimer ini pada awalnya tidak banyak

diperdagangkan. Akan tetapi, kemudian terjadi kemajuan pesat pada kimia

poliuretan yang menghasilkan busa, elastomer, pelapis permukaan, serat, dan

perekat poliuretan.

Busa poliuretan dapat dibentuk bila secara serentak dibuat polimer poliuretan dan

suatu gas. Jika proses ini seimbang, gelembung gas terjebak dalam kisi-kisi

polimer yang terbentuk, sehingga terbentuk busa. Busa yang kenyal dan busa

yang kaku dapat juga dibentuk. Busa yang sedikit bersambung-silang bersifat

kenyal, sedangkan busa yang banyak bersambung-silang bersifat kaku. Dalam

pembentukan busa kenyal, dua reaksi terjadi serentak.

Diisosianat + poliol poliuretan

Diisosianat + air karbondioksida

Reaksi kedua menghasilkan gas karbondioksida sebagai zat peniup. Busa kenyal

dapat berbahan dasar poliester atau polieter. Dengan kata lain, poliol adalah

Page 20: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

poliester bermassa molekul nisbi rendah atau polieter yang mengandung gugus

hidroksil pada ujungnya. Sekarang busa polieter digunakan sebagai bahan

pembuat busa kenyal.

Asas yang sama bagi busa kenyal digunakan untuk busa kaku. Perbedaan utama

kedua produk itu ialah dalam derajat sambung-silangnya. Busa kaku banyak

bersambung-silang dan hal ini dicapai dengan menggunakan poliol bermassa

molekul nisbi kecil, yang sebagian besar adalah polieter alih-alih poliester. Juga,

bahan pembentuk gas peniup dapat berbeda. karbondioksida (dihasilkan dari

reaksi diisosianat-air) dapat pula digunakan untuk membuat kaku, tetapi biasanya

digunakan alkana berhalogen yang lembam dan bertitik didih rendah seperti

misalnya CClF. Cairan ini tidak terlibat dala, reaksi kimia, tetapi mudah menguap

oleh bahang polimerisasi, dan kemudian mengembangkan busa. Busa digunakan

sebagai bahan penyekat bahang.

Poliuretan juga digunakan dalam pembuatan elastomer. Sifat mekanisnya baik,

yakni tahan kikisan dan tahan sobek. Akan tetapi, harganya tinggi sehingga

penggunaannya terbatas. Dalam bidang pelapisan permukaan, keberhasilan cat

dan pernis poliuretan bertahan dipasaran karena ketahanannya terhadap cuaca dan

kikisan.

Polieter

Salah satu kelompok polieter yang penting adalah damar epoksi atau epoksida.

Damar epoksi yang paling umum dihasilkan dari reaksi senyawa epoksi dan

fenoldihidrat, diikuti oleh penyambung-silangan dengan amina bergugus fungsi

dua atau banyak, asam, atau anhidrida. Contohnya adalah polimer yang dibuat

dari 1-kloro-2,3-epoksi propana (epiklorohidrin) dan fenol dihidrat yang dikenal

dengan nama lazim difenilol propana:

Page 21: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

Damar epoksi banyak digunakan sebagai penutup permukaan, memberikan

lapisan yang sangat tahan terhadap serangan bahan kimia. Damar epoksi

digunakan dalam berbagai perekat bentukan dingin dan bentukan panas yang

dapat digunakan untuk menyatukan dua bahan yang berbeda. Perekat epoksi yang

dijual terdiri dari dua tube, yang satu berisi damar dan yang lain berisi pengeras

(yang mengandung bahan yang bersambung-silang yang telash dikemukakan).

Bila keduanya dicampurkan, molekul damar bermassa molekul nisbi rendah

berikatan satu sama lain membentuk bahan bersambung-silang kaku dan bermassa

molekul nisbi besar. Daya lekat perekat epoksi kuat, seperti ‘araldit’ digunakan

untuk saling menempelkan logam alih-alih mengelasnya.

Sebelum mengakhiri bagian ini, perlu disinggung bahwa polieter dapat juga

terbentuk melalui polimerisasi adisi. Misalnya, poliepoksietana (polietilen oksida

atau polioks), mempunyai kesatuan berulang –( CH2 – CH2 – O )- , dapat dibuat

melalui mekanisme anion, dan polimer hasilnya mempunyai massa molekul nisbi

sampai 5 juta. Pada tahun-tahun terakhir ini salah satu bidang penelitian yang

menarik perhatian aialah melibatkan ‘polioks’ dalam bidang penurunan tahanan.

Keberhasilan menerapkan gejala ini ialah dalam bidang pemadam kebakaran di

Amerika Serikat. Pengurangan tahanan dalam air dapat meningkatkan semburan

air sehingga api pada bangunan yang tinggi lebih efisien dipadamkan.

Fenoplas

Damar yang dibuat dari fenol dan aldehida membentuk kelompok yang disebut

fenolik atau fenoplas. Fenol bereaksi dengan aldehida, memberikan produk

kondensasi, jika kedudukan 2- (orto) dan 4- (para) nisbi terhadap gugus hidroksil

Page 22: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

fenolik, bebas. Perlu diingat bahwa kedudukan 2- dan 4- dalam fenol terakfikan

karena pengawasetempatan elektron meningkat kerapatan elektron pada

kedudukan itu.

Aldehida yang digunakan dalam industri fenoplas adalah metanal (formaldehida).

Reaksi dikatalis oleh asam atau basa, dan hasil yang terbentuk bergantung pada

macam katalis yang dipakai dan perbandingan molar fenol-formaldehida (dikenal

sebagai nisbah P/F, berasal dari nama lam Fenol-formaldehida). Reaksi antara

fenol dan metanal menghasilkan pemasukan gugus –CH2OH ke kedudukan 2- dan

4- dalam fenol. Nyata sekali berbagai fenol-alkohol dapat terbentuk, bergantung

pada nisbah P/F yang digunakan (gambar 25).

Bilamana katalis basa dipakai dengan nisbah P/F kurang dari satu (yakni

kelebihan metanal), fenol-alkohol dapat saling berkondensasi membentuk

senyawa rantai pendek yang disebut resol. Resol yang dihasilkan larut dalam

campuran reaksi. Salah satu contohnya pembentukan resol diperlihatkan pada

gambar 26.

Page 23: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

Dalam kondisi ini reaksi antara fenol dan metanal dapat dipisahkan dalam tiga

tahap (menurut Baekeland).

Tahap A. Pembentukan resol yang larut dalam campuran reaksi (seperti gambar

26).

Tahap B . Pertunbuan membentuk rantai lebih besar yang dikenal sebagai resitol.

Masih larut dalam sebagai pelarut, jadi tidak bersambung silang-silang.

Tahap C. Pengenbangan sambung –silang membentuk damar yang keras, tak

dapat meleleh dan tak dapat larut, yang di sebut resit.

Penelitian memperlihatkan bahwa berbagai reaksi penyambug sambng –silang

dapat terjadi. Salah satu yang terpenting adalah yang melibatkan jembatan –CH2

(dikenal sebagai jembatan ‘metilana’, gambar 27 ) dan jembatan –CH2–O–CH2

(dikenal sebagai jembatan eter, gambar 28 ).

Hasil yang berbeda diperolah jika katalis asam dipakai dengan nisbah P/F lebih

besar dari satu (fenol berlebih). Hasilnya disebut novolaks. Yang bersifat dapat

Page 24: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

meleleh dan dapat larut. Novolaks ini meruoakan polimer lurus berantai pendek

(gambar 29), mempunyai tatanan yang acak dari ikatan 2- dan 4- (orto dan para).

Perbedaan antara novolaks dan resol adalah bahwa pada polimer novolaks jumlah

metanol lebih sedikit. Ini berarti tidak terdapat gugus –CH2OH bebas (seperti

resol). Jadi, sambungan silang tidak dapat terbentuk. Penyambungan-silangan

novolaks dapat dilakukan jika gugus –CH2OH dimasukan dan hal ini dilakukan

melalui pemanasan novolaks dengan larutan basa dari metanal. Paada tahun

1900an Beakeland pertama kali mengembangkan damar fenol –metanal mengeras

bahang, yang di beri nama ‘bakelit’, dan sejak itu kimia polimer menjadi industri

besar. Damar fenolik bilamana betul-betul dimatangkan akan tehan terhadap suhu

tinggi, pelarut dan bahan kimia, serta merupakan isulator yang baik. Plastik yang

di buat dari damar berfenol bersifat keras, kaku dan umumnya berwarna gelap.

Bahan itu digunakan untuk berbagai barang, termasuk sakelar listrik, asbak,

gagang panci, pegangan pintu dan sebagainya. Di samping itu damar fenol-

metanal dipakai untuk perekat kayu lapis dan untuk membuat barang berlapis.

Pembuatan damar fenol-metanal disajikan pada percobaan 6,dan 7.

Aminoplas

Aminoplas dihasilkan dari kondensasi metanal dengan senyawa amino organik,

seperti urea (atau karbamida) dan melamin. Urea yang dibuat dari karbondioksida

dan amonia, bereaksi dengan metanal dalam suasananetral atau sedikit basa, dan

memberikan senyawa yang lazimnya monometilolurea dan dimetilolurea. Hasil

reaksi ini tergantung pada nisbah pereaksi:

Page 25: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

Dalam suasana asam, ‘bisamida’ terbentuk karena pengikatan asangan molekul

urea dan metanal:

Turunan metilo lalu terbentuk karena admemberikanaisi metanal pada bisamida :

(Gugus metilol mulai bersambung-silang secara cepat dalam keadaan ini).

Mekanisme dalam pembentukan polimer lurus yang kemudian diikuti

penyambung-silang belum sepenuhnya dipahami. Monometilolurea, bilamana

dipanasi dalam keadaan basa, memberikan hasil kondisasi yang larut dalam air.

Pemanasan dalam suasana asam menyebabkan berlangsungnya reaksi berikut :

Page 26: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

Pada dimetilolurea, penyambung-silangan dapat terjadi, dan diperoleh hasil yang

tak meleleh dan tak larut. Damar urea-metanal (urea – formaldehida atau U/f)

berwarna terang. Mekipun daya tahannya terhadap air panas tidak sebaik umunya

damar ini digunakan sebagai sakelar listrik, perlengkapan kamar manda, piring,

dan cetakan lain yang mirip. Damar ini juga dapat dipakai sebagai perekat dalam

pembuatan kayu lapis.

Melamin merupakan struktur:

Seperti urea, melamn bereaksi dengan metanal dalam suasana basa, membentuk

melamin metilol. Dengan pengasaman dan pemasaasan lebih lanjut, damar

bersambung-silang (dikenal sebagi damar M/F) terbentuk dalam proses yang agak

rumit. Meskipun damar M/F lebih mahal dari pada damar U/F,ia mempunyai

beberapa keunggulan, yaitu lebih tahan terhadap bahang dan bahan kimia, lebih

keras, dan daya serap airnya lebih rendah. Damar M/F digunakan utnuk membuat

peralatan makan (piring,sendok,garpu,pisau) dan lapisan dekoratif utnuk daun

meja.

Page 27: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

Silikon

Meskipun bersifat kimia utama karbon adalah cenderung membentuk rantai

mantap yang panjang dan cincin, silikon sebagai unsur pada golongan yang sama

pada susunan berkala tidak membentuk rantai –SI –SI –SI panjang yang mantap.

Akan tetapi, rantai –SI –O –SI –O –SI –O– sangat mantap dan membentuk tulang

punggung atau rangka sekelompok polimer yang dikenal dengan nama silikon.

Titik awal bagi pembuatan polimer silikon dalm pabrik adalah pembuatan

organo–silikon klorida. Misalnya, dalam proses yang disebut proses langsung,

klorometana (metil klorida) dialirkan ke dalam campuran halus silikon dan

tembaga (katalis) pada suhu sekitar 2800C. Susunan reaksi ini tak mudah untuk

diatur melalui pengaturan kondisi reaksi. Pemisahan campuran dilakukan melalui

penyulingan bertingkat secra berhati-hati. Reaksi utama yang ter jadi dapat di

gambarkan sebagai berikut:

Sejumlah kecil metil triklorosila, CH3SICL3, trimetilklorosilan, (CH)3SICL,

diperoleh juga hasil lainnya. Selanjutnya klor segera terhidrolisis dalam air:

Gugus hidroksil ini tidak mantap, dan saling bereaksi menyingkirkan air dan

membentuk ikantan –Si–O–Si–. Dalam hal dimetil diklorosilan, (CH3)2SiCL2,

hidrolisis menyebabkan pembentukan polimer lurus,

Page 28: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

Sedangkan dalam hal trimetilklorosilan, hidrolisi hanya menghasilkan suatau

dimer, karena senyawa ini bergugus fungsi satu. Senyawa jenis R3SiCL (R adalah

alkil dan aril) digunakan sebagai ‘penghenti ujung’ utnuk mengatur panjang rantai

polimer silikon yang di hasilkan dari turunan dikloro. Semakin banyak R3SiCL

dipakai,semaki pendek panjang rata-rata rantai. Sekarang lebih mudah dilihat

bahwa jika metiltriklosilan dihirolisis, kondensasi antar gugus hidroksil

menghasilkan struktur bersambung-silang tiga dimensi:

Polimer silikon terdiri dari tiga kelompok : cairan, elastomer, dan damar. Cairan

silikon tidak bewarna dan dapan dibuat dalam berbagai kekentalan. Pada dasarnya

cairan silokon adalah polimer lurus bermassa nisbi rendah. Cairan dimetil silikon

di buat melalui proses hidrolisis dimetilklosilan dalam larutan asam.

Keteruapannya yang rendah, titik nyalanya yang tinggi, dan kelembabanya,

menyebabkan polimer silikon sangat baik untuk pelumas dalam keadaan bersuhu

sangat tinggi dan tekana sangat rendah. Dengan bahan pengisi yang sesuai, cairan

dapat diubah menjadi gemuk pelumas (sifat sukar menguap dan sukar terbakar

juga membuat cairan silikon sangat berguna sebagai penangas di laboraturium ).

Penggunaan terpenting cairan ini ialah dlam pengembangan hasil yang di dapat

Page 29: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

diterapkan pada serat , kulit, dan kertas untuk menjadikan bahan ketiga itu

menolak air.

Elastomer silikon berbentuk polimer lurus, tetapi masa molekul nisbinya sangat

besar. Setelah pencampuran dengan berbaai bahan pengisi, pematangan dilakukan

dengan memanaskan silikon dengan peroksida organik, menghasilkan bahan yang

kenyal. Pematangan dipandang terjadi melalui penyambung-silang antara gugus

metil dan molekul polimer yang berdampingan, membentuk ikatan –Si–CH2–

CH2–Si–. Salah satu bagan yang mungkin adalah:

Elastomer silikon mantap pada suhu tinggi dan memprtahankan sifat kenyalnya

pada suhu rendah (retangan suhu –900C sampai 2500C).elastomer silikon juga

tahan terhadap berbagai bahan kimia, minyak, dan pengaruh cuaca, tetapi

umunya tidak tahan terhadap peluru hidrokarbon. Ketahananya terhadap bahang

menjadikan polimer ini berguna untuk gasket pengedap oven dan mesin, dan

untuk membuat tabung yang perlu berulang-ulang disucuhamakan dalam autoklaf.

Yang terakhir, damar silikon mempunyai struktur rantai bercabang tigag demensi.

Polimer ini biasanya di buat dengan cara hidrolisi cairan diklorosilan dan

triklorosilan. Derajat penyambung-silang diperoleh dari hasil nisbah mol kedua

semakin banyak pula sambung silang). Damar silikon sangat beragam, dari bahan

yang sangat kenyal sampai pada bahan lirkaca yang mudah hancur. Seperti halnya

cairan silikon, damar sangat menolak air dan tahan terhadap zat kimia yang larut

dalam air, tetapi ketahananya rendah terhadap pelarut organik. Damar silikon

digunakan untuk menummbuhkan sifat menolak air pada pernis, cat, dan

sebagainya. Selain itu, damar silikon dipakai uga untuk mengimpregnasi serat

kaca agar berlapis.

Page 30: 5 Polimer Sintetik Tinggi (Pak Med)

Polisulfida

Bila dipanasi bersama-sama 1,2-diloroetena dan natrium polisulfida dapat

membentuk polimer polisulfida. Reaksi ini dapat digambarkan persamaan umum

berikut:

Natrium polisulfida dapat dihasilkan dengan memenasi belerang dalam larutan

natrium hidoksida. Proses ini dapat di tulis

Polimer ini di sebut ‘tiokol’, dewasa ini dibuat dengan menggunakan berbagai

diklorida. Vulkanisasi dapat dilakukan dengan memanasi tiokol yang dihasilkan

dengan berbagai oksida logam. Elastomer yang dihasilkan mekanis oleh karet ,

tetapi sangat tahan terhadap minyak dan peluru hidrokarbon. Oleh karena itu

tiokol bergunak sekali utnuk pebuatan gasket,pipa pengalir bahan bakar minyak ,

dan sebagainya. Pembuatan tiokol secara sederhana di sajikan pada percobaan 8,

dan 7.