BAB II Dasar Teori

2.1 PoliesterPolimer adalah molekul besar yang tersusun secara berulang dari molekul molekul kecil yang saling berikatan. Molekul kecil penyusun polimer biasa disebut dengan monomer. Monomer dapat berikatan secara kimia dengan monomer lainnya ntuk enyusun molekul polimer yang panjang dan berulang-ulang. Monomer dapat berupa hidrokarbon, gula, asam amino atau asam lemak. Polimer mempunyai massa molekul relatif yang sangat besar, yaitu sekitar 500-10.000 kali berat molekul unit ulangnya. Polimer berasal dari bahasa yunani, polys = banyak dan meros = bagian, yang berarti banyak bagian atau banyak monomer. Istilah polimer ini pertama kali digunakan oleh kimawan dari Swedia, Berzelius (1883). Polimer lebih dikenal sebagai plastik dan bahan karet. Pada umumnya, polimer merupakan senyawa kimia organik yang didasarkan pada karbon, hidrogen dan elemen non logam seperti O, N dan Si. Polimer sudah ada dan digunakan manusia sejak berabad-abad yang lalu. Jenis polimer yang biasa digunakan yaitu selulosa, pati, protein, wol dan karet. Sedangkan industri polimer sendiri baru dikembangakan beberapa puluh tahun terakhir ini. Berkembangnya industri polimer ini diawali ketika Charles Goodyear dari Amerika Serikat berhasil menemukan vulkanisasi pada tahun 1839. Setelah itu berbagai modifikasi polimer pun mulai berkembang seperti:Pada tahun 1870Modifikasi selulosa dengan asam nitrat

Pada tahun 1907Ditemukan damar fenolik

Pada tahun 1930Ditemukan Poli fenol etena atau Polistirena

Pada tahun 1933Ditemukan Polietena atau Polietilena di laboratorium ICI di Winnington, ChesireSejak saat itu beberapa terobosan baru banyak dilakukan untuk menciptakan berbagai sistim polimer baru maupun pengembangan sistem polimer yang telah ada. Hasil yng diperoleh yaitu berupa produk industri polimer yang begitu beragam seperti yang terlihat sekarang ini. Hingga pada tahun 1970 sudah terdapat lebih dari 25 produk polimer, dan pada tahun 1980 polimer mencapai 2 juta m3 tiap tahunnya, melebihi produksi kayu dan baja. Berkembangnya industri polimer turut menentukan perkembangan ekonomi suatu negara. Semakin besar penggunaan polimer, menunjukkan semakin pesat perkembangan ekonomi suatu negara. Penggunaan bahan polimer di berbagai Negara ditampilkan pada Tabel 1Tabel 1. Produksi polimer pada berbagai negara(dalam ribuan ton) KanadaPolimer1976197719781979

Poli(etena)Poli(feniletena) Poli(kloroetena)300,9-75,9345,090,500,7477,5-98,7591,0119,7152,4

Jepang

Polimer1976197719781979

Poli(etena) Poli(feniletena) Poli(kloroetena)1392876104414679001030176710321204216512271583

Inggris

Polimer1976197719781979

Poli(etena) Poli(feniletena)Poli(kloroetena)473,1238,6415,9487,2228,6385,1427,3184,2409,1459,9220,4425,0

Jerman

Polimer1976197719781979

Poli(etena)Poli(feniletena)1466,9962,91431,1894,91518,61003,81587,61085,9

Beberapa hal yang membuat industri polimer menjadi berkembang sampai saat ini yaitu karena polimer mempunyai karakteristik sebagai berikut: Mudah diolah untuk bebagai macam produk pada suhu rendah dengan biaya murah Ringan, karena memiliki rasio bobot atau volume yang kecil Tahan terhadap korosi dan kerusakan lingkungan yang tidak menentu Bersifat isolatr yang baik terhadap panas dan listrik Berguna untuk bahan komponen khusus karena sifatnya yang elastis dan plastis Berat molekulnya besar sehingga memiliki kestabilan dimensi yang tinggi.Polimer yang memiliki kestabilan termal dan oksidasi istimewa, dipakai dalam aplikasi-aplikasi ruang angkasa berkinerja tinggi. Polimer juga digunakan untuk aplikasi medis yang penggunaaanya sangat luas, seperti benang jahitan bedah yang dapat terurai dengan mudah dan dalam pembuatan organ-organ buatan (Steven, 2001).Untuk dapat membentuk suatu polimer maka monomer-monomer tergabung menjadi satu. Reaksi penggabunngan monomer ini disebut dengan reaksi polimerisasi. Secara uum polimerisasi dibagi atas dua golongan yang terdiri dari polimerisasi kondensasi dan polimerisasi adisi. Polimerisasi adisi melibatkan rantai panjang. Polimerisasi ini dipandang mempunyai kesamaan dengan reaksi kondensasi yang terdapat pada zat bermassa molekul rendah. Pada polimerisasi kondensasi terjadi reaksi antar molekul yang mengandung antara dua gugus fungsi atau lebih yang dapat bereaksi dan menghasilkan satu molekul besar yang diikuti oleh penyingkiran molekul kecil mislanya air (Cowd, 1991). Contoh paling sederhana dari reaksi polimerisasi ini adalah pembuatan polietilena yaitu suatu polimer yang banyal dipakai untuk membuat barang-barang rumah tangga seperti ember, tatakan gelas, plastik dan sebagainya.Pada dasarnya polimer dapat dibagi atas polimer alamiah dan polimer sintesis. Polimer alamiah adalah plomier yang langsung diambil dari tumbuh-tumbuhan dan hewan. Polimer jenis ini telah dimanfaatkan manusia selama berabad-abad seperti karet, kayu, kapas, wol dan kulit. Selain itu, terdapat pula polimer alamiah yang sangat diperlukan dalam proses biologis dan fisiologis tubuh-tumbuhan dan hewan, sperti protei, enzim, dan selulosa. Berikut ini merupakan contoh dari polimer alamiah : NoPolimerMonomerPolimerisasiContoh

1.Pati/amilumGlukosaKondensasiBiji-bijian, akar umbi

2.SelulosaGlukosaKondensasiSayur, Kayu, Kapas

3.ProteinAsam aminoKondensasiSusu, daging, telur, wol, sutera

4.Asam nukleatNukleotidaKondensasiMolekul DNA dan RNA (sel)

5.Karet alamIsoprenaAdisiGetah pohon karet

Sedangkan polimer sintesis merupakan polimer hasil buatan manusia. Saat ini hampir seluruh peralatan manusia, baik sebagian atau seluruhnya terbuat dari polimer sintesis. Sampai saat ini, para ahli kimia polimer telah melakukan penelitian struktur molekul alam guna mengembangkan polimer sintesisnya. Dari hasil penelitian tersebut dihasilkan polimer sintesis yang dapat dirancang sifat-sifatnya, seperti tinggi rendahnya titik lebur, kelenturan dan kekerasannya, serta ketahanannya terhadap zat kimia. Tujuannya, agar diperoleh polimer sintesis yang penggunaannya sesuai yang diharapkan. Polimer sintesis yang telah dikembangkan guna kepentingan komersil, misalnya pembentukan serat untuk benang kain dan produksi ban yang elastisterhadap jalan raya. Ahli kimia saat ini sudah berhasil mengembangkan beratus-ratus jenis polimer sintesis untuk tujuan yang lebih luas. Contoh polimer sintesis dapat dilihat pada tabel di bawah ini :NoPolimerMonomer Terdapat pada

1.PolietenaEtenaKantung, kabel plastik

2.PolipropenaPropenaTali, karung, botol plastik

3.PVCVinil kloridaPipa paralon, pelapis lantai

4.Polivinil alcoholVinil alcoholBak air

5.TeflonTetrafluoroetenaWajan atau panci anti lengket

6.DakronMetil tereftalat dan etilena glikolPipa rekam magnetik, kain atau tekstil (wol sintetis)

7.NilonAsam adipat dan heksametilena diaminTekstil

8.PolibutadienaButadienaBan motor

9.PoliesterEster dan etilena glikolBan mobil

10.MelaminFenol formaldehidaPiring dan gelas melamin

11.Epoksi resinMetoksi benzena dan alcohol sekunderPenyalut cat (cat epoksi)

Poliester merupakan bagian dari polimer buatan, senyawa ini dibuta dengan mereaksikan asam tereftalat dengan etilena glikol dan paa proses pembutannya dengan melakukan pemintalan leleh dimana reaksi dari asam tereftalat dengan etilena glikol akan menghasilkan chip serat yang padat berbentuk butiran yang selanjutnya kan dilelehkan serta dilakukan proses penarika untuk menghasilkan serat tekstil. Pada industri poliester modern, bahan baku pemintalan leleh tidak lagi berbahan baku chip poliester melainkan dapat berasal dari monomer atau bahkan senyawa asam tereftalat dan etilena glikol langsung sebagai bahan baku monomer, sehingga proses produksi bisa berjalan lebih singkat dan efisien. Untuk dapat memperoleh poliester maka dilakukan penggabungan monomer-monomer yang membentuk rantai dalam pembentukan poliester yang berlangsung melalui dua tahap yaitu : esterifikasi dan polikondensi.a. EsterifikasiEsterifikasi merupakan tahap pembentukkan monomer. Proses ini disebut proses langsung karena gugus karboksil (-COOH-) dari asam tereftalat dapat dengan mudah bereaksi dengan etilena glikol, sehingga tidak memerlukan katalis atau pemercepat reaksi. Dalam proses ini dihasilkan produk sampingan berupa air yang dapat menghambat kesetimbangan reaksi dan menghambat hasil yang diperleh, untuk itu air yang dihasilkan perlu untuk dihilangkan dari proses. Selain air hasil samping yang perlu dihindari yaitu terentuknya asetaldehida yang terbentuk akibat terdegradasi suhu yang tinggi.b. PolikondensiPolikondensi merupakan proses penggabungan monomer-monomer membentuk polimer. Panjang rantai polimer yang terbentu dari reaksi ini dinyatakan dalma derjat polimerisasi yang sangat dipengaruhi oleh suhu dan lama reaksi melalui putaran pengadukan yang dilakukan secara bertahap. Dalam proses ini dapat juga terjadi kerusakan rantai polimer yang sudah terbentukyang diakibatkan oleh adanya oksigen, yang berasl dari alam maupun dari luar alat reaktor yang digunakan. Sifat poliester yang terbentuk dari hasil reaksi polimerisasi dipengaruhi oleh jumlah gugus penghubung pada rantai.