Ilmu Polimer

bull Aplikasi polimer di bidang farmasi

bull Definisi

bull Penentuan berat molekul polimer

bull Berbagai kegunaan polimer

bull Sifat mekanis polimer

bull Pembentukan gel

APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI

No Fungsi Contoh

1 Kemasan bullBotol polietilen amp poliolefin Vial PolistirenabullTutup karet amp plastik Blisterstrip poliesterbullLaminasi polietilen + luminiumselofan

2 Penyalut tablet

HPMC (hidroksi propil metil selulosa) HPC (hidroksi propil selulosa) PEG (polietilen glikol) PVP (polivinil pirolidon) Na CMC (Natrium karboksi metil selulosa)

3 Pengikat granulasi

akasia gelatin Na alginat

4 Memodifi-kasi laju disolusi

Kombinasi etilselulosa yang kurang larut air dengan polimer larut air

5 Penyalut enterik

selulosa asetat ftalat HPMC ftalat kopolimer dari asam metakrilat eudragit

No Fungsi Contoh

6 Zat penghancur pada tablet bullAmilum + karboksimetil starch amp disambung silang dengan povidon

7 Zat pengental suspensi amp lar oftalmik

8 Koloid pelindung menstabilkan emulsi amp suspensi

9 Pembentuk gel larut air amp basis salep

10 Cangkang kapsul keras amp lunak Gelatin

11 Zat pensuspensi dan pengemulsi

12 Sistem matrik zat peng-mikroenkapsulasi membran barier tablet sustained release

13 Zat aktif insulin heparin dan antagonisnya protamin sulfat dextran HSA (Human Serum Albumin) NaCMC

DEFINISI POLIMER

bull Staudinger atom karbon dapat terikat satu sama lain membentuk rangka polimer linear melalui rantai panjang atom karbon yang terikat secara kovalen Silikon dan sulfur juga punya kemampuan ini Ini disebut polimer homochain

bull Polimer heterochain

mengandung atom lain dalam rangkanya

|

|

|

|CC

|

|

|

|SiSi SS

|

|

|

|SiC SC

|

| OC

|

| OSi

|

| NC

|

|

bull Poli (banyak) + mer (satuan pengulangan struktur)bull Polimer adalah molekul besar yang terbuat dari

hubungan molekul-molekul kecil (monomer)

bull Struktur antara induk-induk mewakili satuan pengulangan struktur atau mer Jumlah n satuan pengulangan per makromolekul disebut derajat polimerisasi (DP)

bull Polimerisasi senyawa vinil disebut polimerisasi adisi atau reaksi-rantai Proses ini sering diawali oleh suatu radikal bebas yang dihasilkan dari dekomposisi termal inisiator misalnya benzoil peroksida

COO atau

Struktur I

bull Radikal bebas ditambahkan ke ikatan rangkap suatu monomer vinil menyebabkannya terbuka dan menghasilkan senyawa lain dengan elektron tak berpasangan

HCCHO

O

C|

2||

N O

HCCHO

O

C|

2||

N O

Struktur II Struktur III

bull Radikal bebas berpropagasi secara cepat seperti molekul monomer lain n-1 menambah panjang rantai menjadi polimer seperti struktur III

bull Polimerisasi kondensasi

Polietilen tereftalat

COOHHOOCn OHCHCHHOn 22

OHnO

O

C

O

COCHCH 2||||

22

Struktur IV

Reaksi poliesterifikasi terjadi bertahap dan BM polimer meningkat secara gradual seperti terbentuknya uap terlepas dari reaktor

bull Homopolimer terdiri dari monomer tunggal sebagaimana struktur I ndash III Contoh berbagai polimer alami selulosa karet alam

bull Kopolimer merupakan gabungan dualebih monomer Contoh protein (dari berbagai jenis asam amino)

bull Fungsionalitas (jumlah gugus fungsi) monomer menentukan bagaimana polimer terbentuk dalam reaksi dan apakah polimer lurus bercabang atau berupa jaringan (atau tersambung silang)

bull Monofungsional contoh asam asetat dan etanol Esterifikasi senyawa ini hanya menghasilkan monomer lain yaitu etil asetat

bull Bifungsional contoh etilen glikol dan asam ftalat Esterifikasi senyawa ini menghasilkan polimer linear IV

bull Jika polietilen glikol digantikan sebagian atau seluruhnya oleh gliserin monomer trifungsional suatu polimer tersambung silang atau polimer jaringan dihasilkan yang kurang larut dan tidak terfusikan sehingga disebut thermosetting Sejumlah kecil gliserin menghasilkan struktur bercabang

bull Umumnya polimer linear dan bercabang bersifat termoplastik yaitu dapat dilunakkan atau dilelehkan oleh panas dan dilarutkan dalam pelarut yang tepat

Linear Bercabang Tersambung silang

Ukuran menentukan sifat1 Monomer

- Gas atau cairan- Mobilitasnya tinggi

2 Oligomer (polimer kecil)- Cairan kental- Mobilitasnya berkurang

3 polimer- Gel atau padatan- Mobilitasnya kecil atau tidak bergerak

PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA

bull Molekul kecil dan umumnya biopolimer adalah monodispersi yaitu semua molekul senyawa murni mempunyai berat molekul yang sama Contoh BM sukrosa = 34230 gmol BM Human Serum Albumin = 69000 gmol

bull Heterodispersi artinya makromolekul yang mempunyai panjang rantai dan berat molekul berbeda-beda Ini dihasilkan dari reaksi polimerisasi sintetikndash Problem menentukan nilai BM rata-rata

bull Contoh satu batch polistirena terbuat dari dua monodispersi (fraksi homogen) yaitu fraksi A dengan BM 1000 dan fraksi B dengan BM 100000 Fraksi A yang ber-BM rendah dengan derajat polimerisasi 9-10 disebut oligomer

bull Diasumsikan bahwa setiap batch mengandung jumlah molekul n yang sama atau fraksi mol A dan B sama nA = nB

50

BA

BB

BA

AA nn

nX

nn

nX

500501

)00010050()000150(

xxM

bull Berdasarkan fraksi berat (w) A dan B yaitu fraksi A = 1000100000 = 001 dan B = 100-001 = 099 maka

010991

)000100990()0001010(

xxM

BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH

bull Sifat yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel dan tidak dipengaruhi oleh ukuran partikel = sifat koligatif peningkatan titik didih penurunan titik leleh tekanan osmotik

bull Untuk sifat koligatif maka BM rata-rata paling relevan adalah BM total polimer dibagi jumlah molekul polimer disebut BM rata-rata jumlah

)( nM

bull Nilai M yang mungkin adalah berat molekul diskret monomer mdash M0 yang terlihat dalam rantai polimer Untuk reaksi kondensasi dimana molekul air hilang dari monomer selama reaksi kita menganggap M0 sebagai berat molekul monomer tanpa kehilangan berat yang disebabkan reaksi polimerisasi

bull Nilai M yang terbentuk dari sejumlah nilai diskret tersebut disebut Mi Anggaplah Ni adalah jumlah polimer dengan berat molekul Mi

i

i

iMN

1

lBerat tota

i

i

in

i

iii

i

i

i

i

i

n

i

i

MXM

X

MNN

N

MN

MiwiM

N

1

1

1

1

adalah

jumlah rata-rata molekulberat maka mol fraksiyaitu sebagain ditunjukkajumlah

fraksi Jika molekulberat dengan polimer jumlah fraksiadalah Istilah

Polimer

Berat

polimerJumlah

lBerat tota

1

adalahjumlah rata-rata molekulBerat

alJumlah tot

adalahpolimer molekul aljumlah totdan

bull Untuk sampel bimodal polistirena kita harus menghitung wA dan wB untuk menentukan wi Anggaplah sampel terdiri dari dua molekul A dan dua molekul B

50050

000100

990990

0001

00990101

maka

9900990)000100)(2( )0001)(2(

)000100)(2(

dan

0099010)000100)(2( )0001)(2(

)0001)(2(

n

B

A

M

w

w

bull Untuk sifat polimer yang tidak hanya tergantung pada jumlah molekul polimer tetapi juga oleh ukuran atau berat masing-masing polimer misalnya penghamburan cahaya kita membutuhkan berat molekul rata-rata berat

bull Ganti jumlah polimer i atau Ni dalam formula berat molekul rata-rata jumlah dengan berat polimer i atau NiMi Maka

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

bull Aplikasi polimer di bidang farmasi

bull Definisi

bull Penentuan berat molekul polimer

bull Berbagai kegunaan polimer

bull Sifat mekanis polimer

bull Pembentukan gel

APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI

No Fungsi Contoh

1 Kemasan bullBotol polietilen amp poliolefin Vial PolistirenabullTutup karet amp plastik Blisterstrip poliesterbullLaminasi polietilen + luminiumselofan

2 Penyalut tablet

HPMC (hidroksi propil metil selulosa) HPC (hidroksi propil selulosa) PEG (polietilen glikol) PVP (polivinil pirolidon) Na CMC (Natrium karboksi metil selulosa)

3 Pengikat granulasi

akasia gelatin Na alginat

4 Memodifi-kasi laju disolusi

Kombinasi etilselulosa yang kurang larut air dengan polimer larut air

5 Penyalut enterik

selulosa asetat ftalat HPMC ftalat kopolimer dari asam metakrilat eudragit

No Fungsi Contoh

6 Zat penghancur pada tablet bullAmilum + karboksimetil starch amp disambung silang dengan povidon

7 Zat pengental suspensi amp lar oftalmik

8 Koloid pelindung menstabilkan emulsi amp suspensi

9 Pembentuk gel larut air amp basis salep

10 Cangkang kapsul keras amp lunak Gelatin

11 Zat pensuspensi dan pengemulsi

12 Sistem matrik zat peng-mikroenkapsulasi membran barier tablet sustained release

13 Zat aktif insulin heparin dan antagonisnya protamin sulfat dextran HSA (Human Serum Albumin) NaCMC

DEFINISI POLIMER

bull Staudinger atom karbon dapat terikat satu sama lain membentuk rangka polimer linear melalui rantai panjang atom karbon yang terikat secara kovalen Silikon dan sulfur juga punya kemampuan ini Ini disebut polimer homochain

bull Polimer heterochain

mengandung atom lain dalam rangkanya

|

|

|

|CC

|

|

|

|SiSi SS

|

|

|

|SiC SC

|

| OC

|

| OSi

|

| NC

|

|

bull Poli (banyak) + mer (satuan pengulangan struktur)bull Polimer adalah molekul besar yang terbuat dari

hubungan molekul-molekul kecil (monomer)

bull Struktur antara induk-induk mewakili satuan pengulangan struktur atau mer Jumlah n satuan pengulangan per makromolekul disebut derajat polimerisasi (DP)

bull Polimerisasi senyawa vinil disebut polimerisasi adisi atau reaksi-rantai Proses ini sering diawali oleh suatu radikal bebas yang dihasilkan dari dekomposisi termal inisiator misalnya benzoil peroksida

COO atau

Struktur I

bull Radikal bebas ditambahkan ke ikatan rangkap suatu monomer vinil menyebabkannya terbuka dan menghasilkan senyawa lain dengan elektron tak berpasangan

HCCHO

O

C|

2||

N O

HCCHO

O

C|

2||

N O

Struktur II Struktur III

bull Radikal bebas berpropagasi secara cepat seperti molekul monomer lain n-1 menambah panjang rantai menjadi polimer seperti struktur III

bull Polimerisasi kondensasi

Polietilen tereftalat

COOHHOOCn OHCHCHHOn 22

OHnO

O

C

O

COCHCH 2||||

22

Struktur IV

Reaksi poliesterifikasi terjadi bertahap dan BM polimer meningkat secara gradual seperti terbentuknya uap terlepas dari reaktor

bull Homopolimer terdiri dari monomer tunggal sebagaimana struktur I ndash III Contoh berbagai polimer alami selulosa karet alam

bull Kopolimer merupakan gabungan dualebih monomer Contoh protein (dari berbagai jenis asam amino)

bull Fungsionalitas (jumlah gugus fungsi) monomer menentukan bagaimana polimer terbentuk dalam reaksi dan apakah polimer lurus bercabang atau berupa jaringan (atau tersambung silang)

bull Monofungsional contoh asam asetat dan etanol Esterifikasi senyawa ini hanya menghasilkan monomer lain yaitu etil asetat

bull Bifungsional contoh etilen glikol dan asam ftalat Esterifikasi senyawa ini menghasilkan polimer linear IV

bull Jika polietilen glikol digantikan sebagian atau seluruhnya oleh gliserin monomer trifungsional suatu polimer tersambung silang atau polimer jaringan dihasilkan yang kurang larut dan tidak terfusikan sehingga disebut thermosetting Sejumlah kecil gliserin menghasilkan struktur bercabang

bull Umumnya polimer linear dan bercabang bersifat termoplastik yaitu dapat dilunakkan atau dilelehkan oleh panas dan dilarutkan dalam pelarut yang tepat

Linear Bercabang Tersambung silang

Ukuran menentukan sifat1 Monomer

- Gas atau cairan- Mobilitasnya tinggi

2 Oligomer (polimer kecil)- Cairan kental- Mobilitasnya berkurang

3 polimer- Gel atau padatan- Mobilitasnya kecil atau tidak bergerak

PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA

bull Molekul kecil dan umumnya biopolimer adalah monodispersi yaitu semua molekul senyawa murni mempunyai berat molekul yang sama Contoh BM sukrosa = 34230 gmol BM Human Serum Albumin = 69000 gmol

bull Heterodispersi artinya makromolekul yang mempunyai panjang rantai dan berat molekul berbeda-beda Ini dihasilkan dari reaksi polimerisasi sintetikndash Problem menentukan nilai BM rata-rata

bull Contoh satu batch polistirena terbuat dari dua monodispersi (fraksi homogen) yaitu fraksi A dengan BM 1000 dan fraksi B dengan BM 100000 Fraksi A yang ber-BM rendah dengan derajat polimerisasi 9-10 disebut oligomer

bull Diasumsikan bahwa setiap batch mengandung jumlah molekul n yang sama atau fraksi mol A dan B sama nA = nB

50

BA

BB

BA

AA nn

nX

nn

nX

500501

)00010050()000150(

xxM

bull Berdasarkan fraksi berat (w) A dan B yaitu fraksi A = 1000100000 = 001 dan B = 100-001 = 099 maka

010991

)000100990()0001010(

xxM

BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH

bull Sifat yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel dan tidak dipengaruhi oleh ukuran partikel = sifat koligatif peningkatan titik didih penurunan titik leleh tekanan osmotik

bull Untuk sifat koligatif maka BM rata-rata paling relevan adalah BM total polimer dibagi jumlah molekul polimer disebut BM rata-rata jumlah

)( nM

bull Nilai M yang mungkin adalah berat molekul diskret monomer mdash M0 yang terlihat dalam rantai polimer Untuk reaksi kondensasi dimana molekul air hilang dari monomer selama reaksi kita menganggap M0 sebagai berat molekul monomer tanpa kehilangan berat yang disebabkan reaksi polimerisasi

bull Nilai M yang terbentuk dari sejumlah nilai diskret tersebut disebut Mi Anggaplah Ni adalah jumlah polimer dengan berat molekul Mi

i

i

iMN

1

lBerat tota

i

i

in

i

iii

i

i

i

i

i

n

i

i

MXM

X

MNN

N

MN

MiwiM

N

1

1

1

1

adalah

jumlah rata-rata molekulberat maka mol fraksiyaitu sebagain ditunjukkajumlah

fraksi Jika molekulberat dengan polimer jumlah fraksiadalah Istilah

Polimer

Berat

polimerJumlah

lBerat tota

1

adalahjumlah rata-rata molekulBerat

alJumlah tot

adalahpolimer molekul aljumlah totdan

bull Untuk sampel bimodal polistirena kita harus menghitung wA dan wB untuk menentukan wi Anggaplah sampel terdiri dari dua molekul A dan dua molekul B

50050

000100

990990

0001

00990101

maka

9900990)000100)(2( )0001)(2(

)000100)(2(

dan

0099010)000100)(2( )0001)(2(

)0001)(2(

n

B

A

M

w

w

bull Untuk sifat polimer yang tidak hanya tergantung pada jumlah molekul polimer tetapi juga oleh ukuran atau berat masing-masing polimer misalnya penghamburan cahaya kita membutuhkan berat molekul rata-rata berat

bull Ganti jumlah polimer i atau Ni dalam formula berat molekul rata-rata jumlah dengan berat polimer i atau NiMi Maka

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI

No Fungsi Contoh

1 Kemasan bullBotol polietilen amp poliolefin Vial PolistirenabullTutup karet amp plastik Blisterstrip poliesterbullLaminasi polietilen + luminiumselofan

2 Penyalut tablet

HPMC (hidroksi propil metil selulosa) HPC (hidroksi propil selulosa) PEG (polietilen glikol) PVP (polivinil pirolidon) Na CMC (Natrium karboksi metil selulosa)

3 Pengikat granulasi

akasia gelatin Na alginat

4 Memodifi-kasi laju disolusi

Kombinasi etilselulosa yang kurang larut air dengan polimer larut air

5 Penyalut enterik

selulosa asetat ftalat HPMC ftalat kopolimer dari asam metakrilat eudragit

No Fungsi Contoh

6 Zat penghancur pada tablet bullAmilum + karboksimetil starch amp disambung silang dengan povidon

7 Zat pengental suspensi amp lar oftalmik

8 Koloid pelindung menstabilkan emulsi amp suspensi

9 Pembentuk gel larut air amp basis salep

10 Cangkang kapsul keras amp lunak Gelatin

11 Zat pensuspensi dan pengemulsi

12 Sistem matrik zat peng-mikroenkapsulasi membran barier tablet sustained release

13 Zat aktif insulin heparin dan antagonisnya protamin sulfat dextran HSA (Human Serum Albumin) NaCMC

DEFINISI POLIMER

bull Staudinger atom karbon dapat terikat satu sama lain membentuk rangka polimer linear melalui rantai panjang atom karbon yang terikat secara kovalen Silikon dan sulfur juga punya kemampuan ini Ini disebut polimer homochain

bull Polimer heterochain

mengandung atom lain dalam rangkanya

|

|

|

|CC

|

|

|

|SiSi SS

|

|

|

|SiC SC

|

| OC

|

| OSi

|

| NC

|

|

bull Poli (banyak) + mer (satuan pengulangan struktur)bull Polimer adalah molekul besar yang terbuat dari

hubungan molekul-molekul kecil (monomer)

bull Struktur antara induk-induk mewakili satuan pengulangan struktur atau mer Jumlah n satuan pengulangan per makromolekul disebut derajat polimerisasi (DP)

bull Polimerisasi senyawa vinil disebut polimerisasi adisi atau reaksi-rantai Proses ini sering diawali oleh suatu radikal bebas yang dihasilkan dari dekomposisi termal inisiator misalnya benzoil peroksida

COO atau

Struktur I

bull Radikal bebas ditambahkan ke ikatan rangkap suatu monomer vinil menyebabkannya terbuka dan menghasilkan senyawa lain dengan elektron tak berpasangan

HCCHO

O

C|

2||

N O

HCCHO

O

C|

2||

N O

Struktur II Struktur III

bull Radikal bebas berpropagasi secara cepat seperti molekul monomer lain n-1 menambah panjang rantai menjadi polimer seperti struktur III

bull Polimerisasi kondensasi

Polietilen tereftalat

COOHHOOCn OHCHCHHOn 22

OHnO

O

C

O

COCHCH 2||||

22

Struktur IV

Reaksi poliesterifikasi terjadi bertahap dan BM polimer meningkat secara gradual seperti terbentuknya uap terlepas dari reaktor

bull Homopolimer terdiri dari monomer tunggal sebagaimana struktur I ndash III Contoh berbagai polimer alami selulosa karet alam

bull Kopolimer merupakan gabungan dualebih monomer Contoh protein (dari berbagai jenis asam amino)

bull Fungsionalitas (jumlah gugus fungsi) monomer menentukan bagaimana polimer terbentuk dalam reaksi dan apakah polimer lurus bercabang atau berupa jaringan (atau tersambung silang)

bull Monofungsional contoh asam asetat dan etanol Esterifikasi senyawa ini hanya menghasilkan monomer lain yaitu etil asetat

bull Bifungsional contoh etilen glikol dan asam ftalat Esterifikasi senyawa ini menghasilkan polimer linear IV

bull Jika polietilen glikol digantikan sebagian atau seluruhnya oleh gliserin monomer trifungsional suatu polimer tersambung silang atau polimer jaringan dihasilkan yang kurang larut dan tidak terfusikan sehingga disebut thermosetting Sejumlah kecil gliserin menghasilkan struktur bercabang

bull Umumnya polimer linear dan bercabang bersifat termoplastik yaitu dapat dilunakkan atau dilelehkan oleh panas dan dilarutkan dalam pelarut yang tepat

Linear Bercabang Tersambung silang

Ukuran menentukan sifat1 Monomer

- Gas atau cairan- Mobilitasnya tinggi

2 Oligomer (polimer kecil)- Cairan kental- Mobilitasnya berkurang

3 polimer- Gel atau padatan- Mobilitasnya kecil atau tidak bergerak

PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA

bull Molekul kecil dan umumnya biopolimer adalah monodispersi yaitu semua molekul senyawa murni mempunyai berat molekul yang sama Contoh BM sukrosa = 34230 gmol BM Human Serum Albumin = 69000 gmol

bull Heterodispersi artinya makromolekul yang mempunyai panjang rantai dan berat molekul berbeda-beda Ini dihasilkan dari reaksi polimerisasi sintetikndash Problem menentukan nilai BM rata-rata

bull Contoh satu batch polistirena terbuat dari dua monodispersi (fraksi homogen) yaitu fraksi A dengan BM 1000 dan fraksi B dengan BM 100000 Fraksi A yang ber-BM rendah dengan derajat polimerisasi 9-10 disebut oligomer

bull Diasumsikan bahwa setiap batch mengandung jumlah molekul n yang sama atau fraksi mol A dan B sama nA = nB

50

BA

BB

BA

AA nn

nX

nn

nX

500501

)00010050()000150(

xxM

bull Berdasarkan fraksi berat (w) A dan B yaitu fraksi A = 1000100000 = 001 dan B = 100-001 = 099 maka

010991

)000100990()0001010(

xxM

BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH

bull Sifat yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel dan tidak dipengaruhi oleh ukuran partikel = sifat koligatif peningkatan titik didih penurunan titik leleh tekanan osmotik

bull Untuk sifat koligatif maka BM rata-rata paling relevan adalah BM total polimer dibagi jumlah molekul polimer disebut BM rata-rata jumlah

)( nM

bull Nilai M yang mungkin adalah berat molekul diskret monomer mdash M0 yang terlihat dalam rantai polimer Untuk reaksi kondensasi dimana molekul air hilang dari monomer selama reaksi kita menganggap M0 sebagai berat molekul monomer tanpa kehilangan berat yang disebabkan reaksi polimerisasi

bull Nilai M yang terbentuk dari sejumlah nilai diskret tersebut disebut Mi Anggaplah Ni adalah jumlah polimer dengan berat molekul Mi

i

i

iMN

1

lBerat tota

i

i

in

i

iii

i

i

i

i

i

n

i

i

MXM

X

MNN

N

MN

MiwiM

N

1

1

1

1

adalah

jumlah rata-rata molekulberat maka mol fraksiyaitu sebagain ditunjukkajumlah

fraksi Jika molekulberat dengan polimer jumlah fraksiadalah Istilah

Polimer

Berat

polimerJumlah

lBerat tota

1

adalahjumlah rata-rata molekulBerat

alJumlah tot

adalahpolimer molekul aljumlah totdan

bull Untuk sampel bimodal polistirena kita harus menghitung wA dan wB untuk menentukan wi Anggaplah sampel terdiri dari dua molekul A dan dua molekul B

50050

000100

990990

0001

00990101

maka

9900990)000100)(2( )0001)(2(

)000100)(2(

dan

0099010)000100)(2( )0001)(2(

)0001)(2(

n

B

A

M

w

w

bull Untuk sifat polimer yang tidak hanya tergantung pada jumlah molekul polimer tetapi juga oleh ukuran atau berat masing-masing polimer misalnya penghamburan cahaya kita membutuhkan berat molekul rata-rata berat

bull Ganti jumlah polimer i atau Ni dalam formula berat molekul rata-rata jumlah dengan berat polimer i atau NiMi Maka

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

No Fungsi Contoh

6 Zat penghancur pada tablet bullAmilum + karboksimetil starch amp disambung silang dengan povidon

7 Zat pengental suspensi amp lar oftalmik

8 Koloid pelindung menstabilkan emulsi amp suspensi

9 Pembentuk gel larut air amp basis salep

10 Cangkang kapsul keras amp lunak Gelatin

11 Zat pensuspensi dan pengemulsi

12 Sistem matrik zat peng-mikroenkapsulasi membran barier tablet sustained release

13 Zat aktif insulin heparin dan antagonisnya protamin sulfat dextran HSA (Human Serum Albumin) NaCMC

DEFINISI POLIMER

bull Staudinger atom karbon dapat terikat satu sama lain membentuk rangka polimer linear melalui rantai panjang atom karbon yang terikat secara kovalen Silikon dan sulfur juga punya kemampuan ini Ini disebut polimer homochain

bull Polimer heterochain

mengandung atom lain dalam rangkanya

|

|

|

|CC

|

|

|

|SiSi SS

|

|

|

|SiC SC

|

| OC

|

| OSi

|

| NC

|

|

bull Poli (banyak) + mer (satuan pengulangan struktur)bull Polimer adalah molekul besar yang terbuat dari

hubungan molekul-molekul kecil (monomer)

bull Struktur antara induk-induk mewakili satuan pengulangan struktur atau mer Jumlah n satuan pengulangan per makromolekul disebut derajat polimerisasi (DP)

bull Polimerisasi senyawa vinil disebut polimerisasi adisi atau reaksi-rantai Proses ini sering diawali oleh suatu radikal bebas yang dihasilkan dari dekomposisi termal inisiator misalnya benzoil peroksida

COO atau

Struktur I

bull Radikal bebas ditambahkan ke ikatan rangkap suatu monomer vinil menyebabkannya terbuka dan menghasilkan senyawa lain dengan elektron tak berpasangan

HCCHO

O

C|

2||

N O

HCCHO

O

C|

2||

N O

Struktur II Struktur III

bull Radikal bebas berpropagasi secara cepat seperti molekul monomer lain n-1 menambah panjang rantai menjadi polimer seperti struktur III

bull Polimerisasi kondensasi

Polietilen tereftalat

COOHHOOCn OHCHCHHOn 22

OHnO

O

C

O

COCHCH 2||||

22

Struktur IV

Reaksi poliesterifikasi terjadi bertahap dan BM polimer meningkat secara gradual seperti terbentuknya uap terlepas dari reaktor

bull Homopolimer terdiri dari monomer tunggal sebagaimana struktur I ndash III Contoh berbagai polimer alami selulosa karet alam

bull Kopolimer merupakan gabungan dualebih monomer Contoh protein (dari berbagai jenis asam amino)

bull Fungsionalitas (jumlah gugus fungsi) monomer menentukan bagaimana polimer terbentuk dalam reaksi dan apakah polimer lurus bercabang atau berupa jaringan (atau tersambung silang)

bull Monofungsional contoh asam asetat dan etanol Esterifikasi senyawa ini hanya menghasilkan monomer lain yaitu etil asetat

bull Bifungsional contoh etilen glikol dan asam ftalat Esterifikasi senyawa ini menghasilkan polimer linear IV

bull Jika polietilen glikol digantikan sebagian atau seluruhnya oleh gliserin monomer trifungsional suatu polimer tersambung silang atau polimer jaringan dihasilkan yang kurang larut dan tidak terfusikan sehingga disebut thermosetting Sejumlah kecil gliserin menghasilkan struktur bercabang

bull Umumnya polimer linear dan bercabang bersifat termoplastik yaitu dapat dilunakkan atau dilelehkan oleh panas dan dilarutkan dalam pelarut yang tepat

Linear Bercabang Tersambung silang

Ukuran menentukan sifat1 Monomer

- Gas atau cairan- Mobilitasnya tinggi

2 Oligomer (polimer kecil)- Cairan kental- Mobilitasnya berkurang

3 polimer- Gel atau padatan- Mobilitasnya kecil atau tidak bergerak

PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA

bull Molekul kecil dan umumnya biopolimer adalah monodispersi yaitu semua molekul senyawa murni mempunyai berat molekul yang sama Contoh BM sukrosa = 34230 gmol BM Human Serum Albumin = 69000 gmol

bull Heterodispersi artinya makromolekul yang mempunyai panjang rantai dan berat molekul berbeda-beda Ini dihasilkan dari reaksi polimerisasi sintetikndash Problem menentukan nilai BM rata-rata

bull Contoh satu batch polistirena terbuat dari dua monodispersi (fraksi homogen) yaitu fraksi A dengan BM 1000 dan fraksi B dengan BM 100000 Fraksi A yang ber-BM rendah dengan derajat polimerisasi 9-10 disebut oligomer

bull Diasumsikan bahwa setiap batch mengandung jumlah molekul n yang sama atau fraksi mol A dan B sama nA = nB

50

BA

BB

BA

AA nn

nX

nn

nX

500501

)00010050()000150(

xxM

bull Berdasarkan fraksi berat (w) A dan B yaitu fraksi A = 1000100000 = 001 dan B = 100-001 = 099 maka

010991

)000100990()0001010(

xxM

BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH

bull Sifat yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel dan tidak dipengaruhi oleh ukuran partikel = sifat koligatif peningkatan titik didih penurunan titik leleh tekanan osmotik

bull Untuk sifat koligatif maka BM rata-rata paling relevan adalah BM total polimer dibagi jumlah molekul polimer disebut BM rata-rata jumlah

)( nM

bull Nilai M yang mungkin adalah berat molekul diskret monomer mdash M0 yang terlihat dalam rantai polimer Untuk reaksi kondensasi dimana molekul air hilang dari monomer selama reaksi kita menganggap M0 sebagai berat molekul monomer tanpa kehilangan berat yang disebabkan reaksi polimerisasi

bull Nilai M yang terbentuk dari sejumlah nilai diskret tersebut disebut Mi Anggaplah Ni adalah jumlah polimer dengan berat molekul Mi

i

i

iMN

1

lBerat tota

i

i

in

i

iii

i

i

i

i

i

n

i

i

MXM

X

MNN

N

MN

MiwiM

N

1

1

1

1

adalah

jumlah rata-rata molekulberat maka mol fraksiyaitu sebagain ditunjukkajumlah

fraksi Jika molekulberat dengan polimer jumlah fraksiadalah Istilah

Polimer

Berat

polimerJumlah

lBerat tota

1

adalahjumlah rata-rata molekulBerat

alJumlah tot

adalahpolimer molekul aljumlah totdan

bull Untuk sampel bimodal polistirena kita harus menghitung wA dan wB untuk menentukan wi Anggaplah sampel terdiri dari dua molekul A dan dua molekul B

50050

000100

990990

0001

00990101

maka

9900990)000100)(2( )0001)(2(

)000100)(2(

dan

0099010)000100)(2( )0001)(2(

)0001)(2(

n

B

A

M

w

w

bull Untuk sifat polimer yang tidak hanya tergantung pada jumlah molekul polimer tetapi juga oleh ukuran atau berat masing-masing polimer misalnya penghamburan cahaya kita membutuhkan berat molekul rata-rata berat

bull Ganti jumlah polimer i atau Ni dalam formula berat molekul rata-rata jumlah dengan berat polimer i atau NiMi Maka

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

DEFINISI POLIMER

bull Staudinger atom karbon dapat terikat satu sama lain membentuk rangka polimer linear melalui rantai panjang atom karbon yang terikat secara kovalen Silikon dan sulfur juga punya kemampuan ini Ini disebut polimer homochain

bull Polimer heterochain

mengandung atom lain dalam rangkanya

|

|

|

|CC

|

|

|

|SiSi SS

|

|

|

|SiC SC

|

| OC

|

| OSi

|

| NC

|

|

bull Poli (banyak) + mer (satuan pengulangan struktur)bull Polimer adalah molekul besar yang terbuat dari

hubungan molekul-molekul kecil (monomer)

bull Struktur antara induk-induk mewakili satuan pengulangan struktur atau mer Jumlah n satuan pengulangan per makromolekul disebut derajat polimerisasi (DP)

bull Polimerisasi senyawa vinil disebut polimerisasi adisi atau reaksi-rantai Proses ini sering diawali oleh suatu radikal bebas yang dihasilkan dari dekomposisi termal inisiator misalnya benzoil peroksida

COO atau

Struktur I

bull Radikal bebas ditambahkan ke ikatan rangkap suatu monomer vinil menyebabkannya terbuka dan menghasilkan senyawa lain dengan elektron tak berpasangan

HCCHO

O

C|

2||

N O

HCCHO

O

C|

2||

N O

Struktur II Struktur III

bull Radikal bebas berpropagasi secara cepat seperti molekul monomer lain n-1 menambah panjang rantai menjadi polimer seperti struktur III

bull Polimerisasi kondensasi

Polietilen tereftalat

COOHHOOCn OHCHCHHOn 22

OHnO

O

C

O

COCHCH 2||||

22

Struktur IV

Reaksi poliesterifikasi terjadi bertahap dan BM polimer meningkat secara gradual seperti terbentuknya uap terlepas dari reaktor

bull Homopolimer terdiri dari monomer tunggal sebagaimana struktur I ndash III Contoh berbagai polimer alami selulosa karet alam

bull Kopolimer merupakan gabungan dualebih monomer Contoh protein (dari berbagai jenis asam amino)

bull Fungsionalitas (jumlah gugus fungsi) monomer menentukan bagaimana polimer terbentuk dalam reaksi dan apakah polimer lurus bercabang atau berupa jaringan (atau tersambung silang)

bull Monofungsional contoh asam asetat dan etanol Esterifikasi senyawa ini hanya menghasilkan monomer lain yaitu etil asetat

bull Bifungsional contoh etilen glikol dan asam ftalat Esterifikasi senyawa ini menghasilkan polimer linear IV

bull Jika polietilen glikol digantikan sebagian atau seluruhnya oleh gliserin monomer trifungsional suatu polimer tersambung silang atau polimer jaringan dihasilkan yang kurang larut dan tidak terfusikan sehingga disebut thermosetting Sejumlah kecil gliserin menghasilkan struktur bercabang

bull Umumnya polimer linear dan bercabang bersifat termoplastik yaitu dapat dilunakkan atau dilelehkan oleh panas dan dilarutkan dalam pelarut yang tepat

Linear Bercabang Tersambung silang

Ukuran menentukan sifat1 Monomer

- Gas atau cairan- Mobilitasnya tinggi

2 Oligomer (polimer kecil)- Cairan kental- Mobilitasnya berkurang

3 polimer- Gel atau padatan- Mobilitasnya kecil atau tidak bergerak

PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA

bull Molekul kecil dan umumnya biopolimer adalah monodispersi yaitu semua molekul senyawa murni mempunyai berat molekul yang sama Contoh BM sukrosa = 34230 gmol BM Human Serum Albumin = 69000 gmol

bull Heterodispersi artinya makromolekul yang mempunyai panjang rantai dan berat molekul berbeda-beda Ini dihasilkan dari reaksi polimerisasi sintetikndash Problem menentukan nilai BM rata-rata

bull Contoh satu batch polistirena terbuat dari dua monodispersi (fraksi homogen) yaitu fraksi A dengan BM 1000 dan fraksi B dengan BM 100000 Fraksi A yang ber-BM rendah dengan derajat polimerisasi 9-10 disebut oligomer

bull Diasumsikan bahwa setiap batch mengandung jumlah molekul n yang sama atau fraksi mol A dan B sama nA = nB

50

BA

BB

BA

AA nn

nX

nn

nX

500501

)00010050()000150(

xxM

bull Berdasarkan fraksi berat (w) A dan B yaitu fraksi A = 1000100000 = 001 dan B = 100-001 = 099 maka

010991

)000100990()0001010(

xxM

BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH

bull Sifat yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel dan tidak dipengaruhi oleh ukuran partikel = sifat koligatif peningkatan titik didih penurunan titik leleh tekanan osmotik

bull Untuk sifat koligatif maka BM rata-rata paling relevan adalah BM total polimer dibagi jumlah molekul polimer disebut BM rata-rata jumlah

)( nM

bull Nilai M yang mungkin adalah berat molekul diskret monomer mdash M0 yang terlihat dalam rantai polimer Untuk reaksi kondensasi dimana molekul air hilang dari monomer selama reaksi kita menganggap M0 sebagai berat molekul monomer tanpa kehilangan berat yang disebabkan reaksi polimerisasi

bull Nilai M yang terbentuk dari sejumlah nilai diskret tersebut disebut Mi Anggaplah Ni adalah jumlah polimer dengan berat molekul Mi

i

i

iMN

1

lBerat tota

i

i

in

i

iii

i

i

i

i

i

n

i

i

MXM

X

MNN

N

MN

MiwiM

N

1

1

1

1

adalah

jumlah rata-rata molekulberat maka mol fraksiyaitu sebagain ditunjukkajumlah

fraksi Jika molekulberat dengan polimer jumlah fraksiadalah Istilah

Polimer

Berat

polimerJumlah

lBerat tota

1

adalahjumlah rata-rata molekulBerat

alJumlah tot

adalahpolimer molekul aljumlah totdan

bull Untuk sampel bimodal polistirena kita harus menghitung wA dan wB untuk menentukan wi Anggaplah sampel terdiri dari dua molekul A dan dua molekul B

50050

000100

990990

0001

00990101

maka

9900990)000100)(2( )0001)(2(

)000100)(2(

dan

0099010)000100)(2( )0001)(2(

)0001)(2(

n

B

A

M

w

w

bull Untuk sifat polimer yang tidak hanya tergantung pada jumlah molekul polimer tetapi juga oleh ukuran atau berat masing-masing polimer misalnya penghamburan cahaya kita membutuhkan berat molekul rata-rata berat

bull Ganti jumlah polimer i atau Ni dalam formula berat molekul rata-rata jumlah dengan berat polimer i atau NiMi Maka

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

bull Poli (banyak) + mer (satuan pengulangan struktur)bull Polimer adalah molekul besar yang terbuat dari

hubungan molekul-molekul kecil (monomer)

bull Struktur antara induk-induk mewakili satuan pengulangan struktur atau mer Jumlah n satuan pengulangan per makromolekul disebut derajat polimerisasi (DP)

bull Polimerisasi senyawa vinil disebut polimerisasi adisi atau reaksi-rantai Proses ini sering diawali oleh suatu radikal bebas yang dihasilkan dari dekomposisi termal inisiator misalnya benzoil peroksida

COO atau

Struktur I

bull Radikal bebas ditambahkan ke ikatan rangkap suatu monomer vinil menyebabkannya terbuka dan menghasilkan senyawa lain dengan elektron tak berpasangan

HCCHO

O

C|

2||

N O

HCCHO

O

C|

2||

N O

Struktur II Struktur III

bull Radikal bebas berpropagasi secara cepat seperti molekul monomer lain n-1 menambah panjang rantai menjadi polimer seperti struktur III

bull Polimerisasi kondensasi

Polietilen tereftalat

COOHHOOCn OHCHCHHOn 22

OHnO

O

C

O

COCHCH 2||||

22

Struktur IV

Reaksi poliesterifikasi terjadi bertahap dan BM polimer meningkat secara gradual seperti terbentuknya uap terlepas dari reaktor

bull Homopolimer terdiri dari monomer tunggal sebagaimana struktur I ndash III Contoh berbagai polimer alami selulosa karet alam

bull Kopolimer merupakan gabungan dualebih monomer Contoh protein (dari berbagai jenis asam amino)

bull Fungsionalitas (jumlah gugus fungsi) monomer menentukan bagaimana polimer terbentuk dalam reaksi dan apakah polimer lurus bercabang atau berupa jaringan (atau tersambung silang)

bull Monofungsional contoh asam asetat dan etanol Esterifikasi senyawa ini hanya menghasilkan monomer lain yaitu etil asetat

bull Bifungsional contoh etilen glikol dan asam ftalat Esterifikasi senyawa ini menghasilkan polimer linear IV

bull Jika polietilen glikol digantikan sebagian atau seluruhnya oleh gliserin monomer trifungsional suatu polimer tersambung silang atau polimer jaringan dihasilkan yang kurang larut dan tidak terfusikan sehingga disebut thermosetting Sejumlah kecil gliserin menghasilkan struktur bercabang

bull Umumnya polimer linear dan bercabang bersifat termoplastik yaitu dapat dilunakkan atau dilelehkan oleh panas dan dilarutkan dalam pelarut yang tepat

Linear Bercabang Tersambung silang

Ukuran menentukan sifat1 Monomer

- Gas atau cairan- Mobilitasnya tinggi

2 Oligomer (polimer kecil)- Cairan kental- Mobilitasnya berkurang

3 polimer- Gel atau padatan- Mobilitasnya kecil atau tidak bergerak

PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA

bull Molekul kecil dan umumnya biopolimer adalah monodispersi yaitu semua molekul senyawa murni mempunyai berat molekul yang sama Contoh BM sukrosa = 34230 gmol BM Human Serum Albumin = 69000 gmol

bull Heterodispersi artinya makromolekul yang mempunyai panjang rantai dan berat molekul berbeda-beda Ini dihasilkan dari reaksi polimerisasi sintetikndash Problem menentukan nilai BM rata-rata

bull Contoh satu batch polistirena terbuat dari dua monodispersi (fraksi homogen) yaitu fraksi A dengan BM 1000 dan fraksi B dengan BM 100000 Fraksi A yang ber-BM rendah dengan derajat polimerisasi 9-10 disebut oligomer

bull Diasumsikan bahwa setiap batch mengandung jumlah molekul n yang sama atau fraksi mol A dan B sama nA = nB

50

BA

BB

BA

AA nn

nX

nn

nX

500501

)00010050()000150(

xxM

bull Berdasarkan fraksi berat (w) A dan B yaitu fraksi A = 1000100000 = 001 dan B = 100-001 = 099 maka

010991

)000100990()0001010(

xxM

BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH

bull Sifat yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel dan tidak dipengaruhi oleh ukuran partikel = sifat koligatif peningkatan titik didih penurunan titik leleh tekanan osmotik

bull Untuk sifat koligatif maka BM rata-rata paling relevan adalah BM total polimer dibagi jumlah molekul polimer disebut BM rata-rata jumlah

)( nM

bull Nilai M yang mungkin adalah berat molekul diskret monomer mdash M0 yang terlihat dalam rantai polimer Untuk reaksi kondensasi dimana molekul air hilang dari monomer selama reaksi kita menganggap M0 sebagai berat molekul monomer tanpa kehilangan berat yang disebabkan reaksi polimerisasi

bull Nilai M yang terbentuk dari sejumlah nilai diskret tersebut disebut Mi Anggaplah Ni adalah jumlah polimer dengan berat molekul Mi

i

i

iMN

1

lBerat tota

i

i

in

i

iii

i

i

i

i

i

n

i

i

MXM

X

MNN

N

MN

MiwiM

N

1

1

1

1

adalah

jumlah rata-rata molekulberat maka mol fraksiyaitu sebagain ditunjukkajumlah

fraksi Jika molekulberat dengan polimer jumlah fraksiadalah Istilah

Polimer

Berat

polimerJumlah

lBerat tota

1

adalahjumlah rata-rata molekulBerat

alJumlah tot

adalahpolimer molekul aljumlah totdan

bull Untuk sampel bimodal polistirena kita harus menghitung wA dan wB untuk menentukan wi Anggaplah sampel terdiri dari dua molekul A dan dua molekul B

50050

000100

990990

0001

00990101

maka

9900990)000100)(2( )0001)(2(

)000100)(2(

dan

0099010)000100)(2( )0001)(2(

)0001)(2(

n

B

A

M

w

w

bull Untuk sifat polimer yang tidak hanya tergantung pada jumlah molekul polimer tetapi juga oleh ukuran atau berat masing-masing polimer misalnya penghamburan cahaya kita membutuhkan berat molekul rata-rata berat

bull Ganti jumlah polimer i atau Ni dalam formula berat molekul rata-rata jumlah dengan berat polimer i atau NiMi Maka

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

bull Polimerisasi senyawa vinil disebut polimerisasi adisi atau reaksi-rantai Proses ini sering diawali oleh suatu radikal bebas yang dihasilkan dari dekomposisi termal inisiator misalnya benzoil peroksida

COO atau

Struktur I

bull Radikal bebas ditambahkan ke ikatan rangkap suatu monomer vinil menyebabkannya terbuka dan menghasilkan senyawa lain dengan elektron tak berpasangan

HCCHO

O

C|

2||

N O

HCCHO

O

C|

2||

N O

Struktur II Struktur III

bull Radikal bebas berpropagasi secara cepat seperti molekul monomer lain n-1 menambah panjang rantai menjadi polimer seperti struktur III

bull Polimerisasi kondensasi

Polietilen tereftalat

COOHHOOCn OHCHCHHOn 22

OHnO

O

C

O

COCHCH 2||||

22

Struktur IV

Reaksi poliesterifikasi terjadi bertahap dan BM polimer meningkat secara gradual seperti terbentuknya uap terlepas dari reaktor

bull Homopolimer terdiri dari monomer tunggal sebagaimana struktur I ndash III Contoh berbagai polimer alami selulosa karet alam

bull Kopolimer merupakan gabungan dualebih monomer Contoh protein (dari berbagai jenis asam amino)

bull Fungsionalitas (jumlah gugus fungsi) monomer menentukan bagaimana polimer terbentuk dalam reaksi dan apakah polimer lurus bercabang atau berupa jaringan (atau tersambung silang)

bull Monofungsional contoh asam asetat dan etanol Esterifikasi senyawa ini hanya menghasilkan monomer lain yaitu etil asetat

bull Bifungsional contoh etilen glikol dan asam ftalat Esterifikasi senyawa ini menghasilkan polimer linear IV

bull Jika polietilen glikol digantikan sebagian atau seluruhnya oleh gliserin monomer trifungsional suatu polimer tersambung silang atau polimer jaringan dihasilkan yang kurang larut dan tidak terfusikan sehingga disebut thermosetting Sejumlah kecil gliserin menghasilkan struktur bercabang

bull Umumnya polimer linear dan bercabang bersifat termoplastik yaitu dapat dilunakkan atau dilelehkan oleh panas dan dilarutkan dalam pelarut yang tepat

Linear Bercabang Tersambung silang

Ukuran menentukan sifat1 Monomer

- Gas atau cairan- Mobilitasnya tinggi

2 Oligomer (polimer kecil)- Cairan kental- Mobilitasnya berkurang

3 polimer- Gel atau padatan- Mobilitasnya kecil atau tidak bergerak

PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA

bull Molekul kecil dan umumnya biopolimer adalah monodispersi yaitu semua molekul senyawa murni mempunyai berat molekul yang sama Contoh BM sukrosa = 34230 gmol BM Human Serum Albumin = 69000 gmol

bull Heterodispersi artinya makromolekul yang mempunyai panjang rantai dan berat molekul berbeda-beda Ini dihasilkan dari reaksi polimerisasi sintetikndash Problem menentukan nilai BM rata-rata

bull Contoh satu batch polistirena terbuat dari dua monodispersi (fraksi homogen) yaitu fraksi A dengan BM 1000 dan fraksi B dengan BM 100000 Fraksi A yang ber-BM rendah dengan derajat polimerisasi 9-10 disebut oligomer

bull Diasumsikan bahwa setiap batch mengandung jumlah molekul n yang sama atau fraksi mol A dan B sama nA = nB

50

BA

BB

BA

AA nn

nX

nn

nX

500501

)00010050()000150(

xxM

bull Berdasarkan fraksi berat (w) A dan B yaitu fraksi A = 1000100000 = 001 dan B = 100-001 = 099 maka

010991

)000100990()0001010(

xxM

BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH

bull Sifat yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel dan tidak dipengaruhi oleh ukuran partikel = sifat koligatif peningkatan titik didih penurunan titik leleh tekanan osmotik

bull Untuk sifat koligatif maka BM rata-rata paling relevan adalah BM total polimer dibagi jumlah molekul polimer disebut BM rata-rata jumlah

)( nM

bull Nilai M yang mungkin adalah berat molekul diskret monomer mdash M0 yang terlihat dalam rantai polimer Untuk reaksi kondensasi dimana molekul air hilang dari monomer selama reaksi kita menganggap M0 sebagai berat molekul monomer tanpa kehilangan berat yang disebabkan reaksi polimerisasi

bull Nilai M yang terbentuk dari sejumlah nilai diskret tersebut disebut Mi Anggaplah Ni adalah jumlah polimer dengan berat molekul Mi

i

i

iMN

1

lBerat tota

i

i

in

i

iii

i

i

i

i

i

n

i

i

MXM

X

MNN

N

MN

MiwiM

N

1

1

1

1

adalah

jumlah rata-rata molekulberat maka mol fraksiyaitu sebagain ditunjukkajumlah

fraksi Jika molekulberat dengan polimer jumlah fraksiadalah Istilah

Polimer

Berat

polimerJumlah

lBerat tota

1

adalahjumlah rata-rata molekulBerat

alJumlah tot

adalahpolimer molekul aljumlah totdan

bull Untuk sampel bimodal polistirena kita harus menghitung wA dan wB untuk menentukan wi Anggaplah sampel terdiri dari dua molekul A dan dua molekul B

50050

000100

990990

0001

00990101

maka

9900990)000100)(2( )0001)(2(

)000100)(2(

dan

0099010)000100)(2( )0001)(2(

)0001)(2(

n

B

A

M

w

w

bull Untuk sifat polimer yang tidak hanya tergantung pada jumlah molekul polimer tetapi juga oleh ukuran atau berat masing-masing polimer misalnya penghamburan cahaya kita membutuhkan berat molekul rata-rata berat

bull Ganti jumlah polimer i atau Ni dalam formula berat molekul rata-rata jumlah dengan berat polimer i atau NiMi Maka

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

bull Radikal bebas ditambahkan ke ikatan rangkap suatu monomer vinil menyebabkannya terbuka dan menghasilkan senyawa lain dengan elektron tak berpasangan

HCCHO

O

C|

2||

N O

HCCHO

O

C|

2||

N O

Struktur II Struktur III

bull Radikal bebas berpropagasi secara cepat seperti molekul monomer lain n-1 menambah panjang rantai menjadi polimer seperti struktur III

bull Polimerisasi kondensasi

Polietilen tereftalat

COOHHOOCn OHCHCHHOn 22

OHnO

O

C

O

COCHCH 2||||

22

Struktur IV

Reaksi poliesterifikasi terjadi bertahap dan BM polimer meningkat secara gradual seperti terbentuknya uap terlepas dari reaktor

bull Homopolimer terdiri dari monomer tunggal sebagaimana struktur I ndash III Contoh berbagai polimer alami selulosa karet alam

bull Kopolimer merupakan gabungan dualebih monomer Contoh protein (dari berbagai jenis asam amino)

bull Fungsionalitas (jumlah gugus fungsi) monomer menentukan bagaimana polimer terbentuk dalam reaksi dan apakah polimer lurus bercabang atau berupa jaringan (atau tersambung silang)

bull Monofungsional contoh asam asetat dan etanol Esterifikasi senyawa ini hanya menghasilkan monomer lain yaitu etil asetat

bull Bifungsional contoh etilen glikol dan asam ftalat Esterifikasi senyawa ini menghasilkan polimer linear IV

bull Jika polietilen glikol digantikan sebagian atau seluruhnya oleh gliserin monomer trifungsional suatu polimer tersambung silang atau polimer jaringan dihasilkan yang kurang larut dan tidak terfusikan sehingga disebut thermosetting Sejumlah kecil gliserin menghasilkan struktur bercabang

bull Umumnya polimer linear dan bercabang bersifat termoplastik yaitu dapat dilunakkan atau dilelehkan oleh panas dan dilarutkan dalam pelarut yang tepat

Linear Bercabang Tersambung silang

Ukuran menentukan sifat1 Monomer

- Gas atau cairan- Mobilitasnya tinggi

2 Oligomer (polimer kecil)- Cairan kental- Mobilitasnya berkurang

3 polimer- Gel atau padatan- Mobilitasnya kecil atau tidak bergerak

PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA

bull Molekul kecil dan umumnya biopolimer adalah monodispersi yaitu semua molekul senyawa murni mempunyai berat molekul yang sama Contoh BM sukrosa = 34230 gmol BM Human Serum Albumin = 69000 gmol

bull Heterodispersi artinya makromolekul yang mempunyai panjang rantai dan berat molekul berbeda-beda Ini dihasilkan dari reaksi polimerisasi sintetikndash Problem menentukan nilai BM rata-rata

bull Contoh satu batch polistirena terbuat dari dua monodispersi (fraksi homogen) yaitu fraksi A dengan BM 1000 dan fraksi B dengan BM 100000 Fraksi A yang ber-BM rendah dengan derajat polimerisasi 9-10 disebut oligomer

bull Diasumsikan bahwa setiap batch mengandung jumlah molekul n yang sama atau fraksi mol A dan B sama nA = nB

50

BA

BB

BA

AA nn

nX

nn

nX

500501

)00010050()000150(

xxM

bull Berdasarkan fraksi berat (w) A dan B yaitu fraksi A = 1000100000 = 001 dan B = 100-001 = 099 maka

010991

)000100990()0001010(

xxM

BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH

bull Sifat yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel dan tidak dipengaruhi oleh ukuran partikel = sifat koligatif peningkatan titik didih penurunan titik leleh tekanan osmotik

bull Untuk sifat koligatif maka BM rata-rata paling relevan adalah BM total polimer dibagi jumlah molekul polimer disebut BM rata-rata jumlah

)( nM

bull Nilai M yang mungkin adalah berat molekul diskret monomer mdash M0 yang terlihat dalam rantai polimer Untuk reaksi kondensasi dimana molekul air hilang dari monomer selama reaksi kita menganggap M0 sebagai berat molekul monomer tanpa kehilangan berat yang disebabkan reaksi polimerisasi

bull Nilai M yang terbentuk dari sejumlah nilai diskret tersebut disebut Mi Anggaplah Ni adalah jumlah polimer dengan berat molekul Mi

i

i

iMN

1

lBerat tota

i

i

in

i

iii

i

i

i

i

i

n

i

i

MXM

X

MNN

N

MN

MiwiM

N

1

1

1

1

adalah

jumlah rata-rata molekulberat maka mol fraksiyaitu sebagain ditunjukkajumlah

fraksi Jika molekulberat dengan polimer jumlah fraksiadalah Istilah

Polimer

Berat

polimerJumlah

lBerat tota

1

adalahjumlah rata-rata molekulBerat

alJumlah tot

adalahpolimer molekul aljumlah totdan

bull Untuk sampel bimodal polistirena kita harus menghitung wA dan wB untuk menentukan wi Anggaplah sampel terdiri dari dua molekul A dan dua molekul B

50050

000100

990990

0001

00990101

maka

9900990)000100)(2( )0001)(2(

)000100)(2(

dan

0099010)000100)(2( )0001)(2(

)0001)(2(

n

B

A

M

w

w

bull Untuk sifat polimer yang tidak hanya tergantung pada jumlah molekul polimer tetapi juga oleh ukuran atau berat masing-masing polimer misalnya penghamburan cahaya kita membutuhkan berat molekul rata-rata berat

bull Ganti jumlah polimer i atau Ni dalam formula berat molekul rata-rata jumlah dengan berat polimer i atau NiMi Maka

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

bull Polimerisasi kondensasi

Polietilen tereftalat

COOHHOOCn OHCHCHHOn 22

OHnO

O

C

O

COCHCH 2||||

22

Struktur IV

Reaksi poliesterifikasi terjadi bertahap dan BM polimer meningkat secara gradual seperti terbentuknya uap terlepas dari reaktor

bull Homopolimer terdiri dari monomer tunggal sebagaimana struktur I ndash III Contoh berbagai polimer alami selulosa karet alam

bull Kopolimer merupakan gabungan dualebih monomer Contoh protein (dari berbagai jenis asam amino)

bull Fungsionalitas (jumlah gugus fungsi) monomer menentukan bagaimana polimer terbentuk dalam reaksi dan apakah polimer lurus bercabang atau berupa jaringan (atau tersambung silang)

bull Monofungsional contoh asam asetat dan etanol Esterifikasi senyawa ini hanya menghasilkan monomer lain yaitu etil asetat

bull Bifungsional contoh etilen glikol dan asam ftalat Esterifikasi senyawa ini menghasilkan polimer linear IV

bull Jika polietilen glikol digantikan sebagian atau seluruhnya oleh gliserin monomer trifungsional suatu polimer tersambung silang atau polimer jaringan dihasilkan yang kurang larut dan tidak terfusikan sehingga disebut thermosetting Sejumlah kecil gliserin menghasilkan struktur bercabang

bull Umumnya polimer linear dan bercabang bersifat termoplastik yaitu dapat dilunakkan atau dilelehkan oleh panas dan dilarutkan dalam pelarut yang tepat

Linear Bercabang Tersambung silang

Ukuran menentukan sifat1 Monomer

- Gas atau cairan- Mobilitasnya tinggi

2 Oligomer (polimer kecil)- Cairan kental- Mobilitasnya berkurang

3 polimer- Gel atau padatan- Mobilitasnya kecil atau tidak bergerak

PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA

bull Molekul kecil dan umumnya biopolimer adalah monodispersi yaitu semua molekul senyawa murni mempunyai berat molekul yang sama Contoh BM sukrosa = 34230 gmol BM Human Serum Albumin = 69000 gmol

bull Heterodispersi artinya makromolekul yang mempunyai panjang rantai dan berat molekul berbeda-beda Ini dihasilkan dari reaksi polimerisasi sintetikndash Problem menentukan nilai BM rata-rata

bull Contoh satu batch polistirena terbuat dari dua monodispersi (fraksi homogen) yaitu fraksi A dengan BM 1000 dan fraksi B dengan BM 100000 Fraksi A yang ber-BM rendah dengan derajat polimerisasi 9-10 disebut oligomer

bull Diasumsikan bahwa setiap batch mengandung jumlah molekul n yang sama atau fraksi mol A dan B sama nA = nB

50

BA

BB

BA

AA nn

nX

nn

nX

500501

)00010050()000150(

xxM

bull Berdasarkan fraksi berat (w) A dan B yaitu fraksi A = 1000100000 = 001 dan B = 100-001 = 099 maka

010991

)000100990()0001010(

xxM

BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH

bull Sifat yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel dan tidak dipengaruhi oleh ukuran partikel = sifat koligatif peningkatan titik didih penurunan titik leleh tekanan osmotik

bull Untuk sifat koligatif maka BM rata-rata paling relevan adalah BM total polimer dibagi jumlah molekul polimer disebut BM rata-rata jumlah

)( nM

bull Nilai M yang mungkin adalah berat molekul diskret monomer mdash M0 yang terlihat dalam rantai polimer Untuk reaksi kondensasi dimana molekul air hilang dari monomer selama reaksi kita menganggap M0 sebagai berat molekul monomer tanpa kehilangan berat yang disebabkan reaksi polimerisasi

bull Nilai M yang terbentuk dari sejumlah nilai diskret tersebut disebut Mi Anggaplah Ni adalah jumlah polimer dengan berat molekul Mi

i

i

iMN

1

lBerat tota

i

i

in

i

iii

i

i

i

i

i

n

i

i

MXM

X

MNN

N

MN

MiwiM

N

1

1

1

1

adalah

jumlah rata-rata molekulberat maka mol fraksiyaitu sebagain ditunjukkajumlah

fraksi Jika molekulberat dengan polimer jumlah fraksiadalah Istilah

Polimer

Berat

polimerJumlah

lBerat tota

1

adalahjumlah rata-rata molekulBerat

alJumlah tot

adalahpolimer molekul aljumlah totdan

bull Untuk sampel bimodal polistirena kita harus menghitung wA dan wB untuk menentukan wi Anggaplah sampel terdiri dari dua molekul A dan dua molekul B

50050

000100

990990

0001

00990101

maka

9900990)000100)(2( )0001)(2(

)000100)(2(

dan

0099010)000100)(2( )0001)(2(

)0001)(2(

n

B

A

M

w

w

bull Untuk sifat polimer yang tidak hanya tergantung pada jumlah molekul polimer tetapi juga oleh ukuran atau berat masing-masing polimer misalnya penghamburan cahaya kita membutuhkan berat molekul rata-rata berat

bull Ganti jumlah polimer i atau Ni dalam formula berat molekul rata-rata jumlah dengan berat polimer i atau NiMi Maka

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

bull Homopolimer terdiri dari monomer tunggal sebagaimana struktur I ndash III Contoh berbagai polimer alami selulosa karet alam

bull Kopolimer merupakan gabungan dualebih monomer Contoh protein (dari berbagai jenis asam amino)

bull Fungsionalitas (jumlah gugus fungsi) monomer menentukan bagaimana polimer terbentuk dalam reaksi dan apakah polimer lurus bercabang atau berupa jaringan (atau tersambung silang)

bull Monofungsional contoh asam asetat dan etanol Esterifikasi senyawa ini hanya menghasilkan monomer lain yaitu etil asetat

bull Bifungsional contoh etilen glikol dan asam ftalat Esterifikasi senyawa ini menghasilkan polimer linear IV

bull Jika polietilen glikol digantikan sebagian atau seluruhnya oleh gliserin monomer trifungsional suatu polimer tersambung silang atau polimer jaringan dihasilkan yang kurang larut dan tidak terfusikan sehingga disebut thermosetting Sejumlah kecil gliserin menghasilkan struktur bercabang

bull Umumnya polimer linear dan bercabang bersifat termoplastik yaitu dapat dilunakkan atau dilelehkan oleh panas dan dilarutkan dalam pelarut yang tepat

Linear Bercabang Tersambung silang

Ukuran menentukan sifat1 Monomer

- Gas atau cairan- Mobilitasnya tinggi

2 Oligomer (polimer kecil)- Cairan kental- Mobilitasnya berkurang

3 polimer- Gel atau padatan- Mobilitasnya kecil atau tidak bergerak

PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA

bull Molekul kecil dan umumnya biopolimer adalah monodispersi yaitu semua molekul senyawa murni mempunyai berat molekul yang sama Contoh BM sukrosa = 34230 gmol BM Human Serum Albumin = 69000 gmol

bull Heterodispersi artinya makromolekul yang mempunyai panjang rantai dan berat molekul berbeda-beda Ini dihasilkan dari reaksi polimerisasi sintetikndash Problem menentukan nilai BM rata-rata

bull Contoh satu batch polistirena terbuat dari dua monodispersi (fraksi homogen) yaitu fraksi A dengan BM 1000 dan fraksi B dengan BM 100000 Fraksi A yang ber-BM rendah dengan derajat polimerisasi 9-10 disebut oligomer

bull Diasumsikan bahwa setiap batch mengandung jumlah molekul n yang sama atau fraksi mol A dan B sama nA = nB

50

BA

BB

BA

AA nn

nX

nn

nX

500501

)00010050()000150(

xxM

bull Berdasarkan fraksi berat (w) A dan B yaitu fraksi A = 1000100000 = 001 dan B = 100-001 = 099 maka

010991

)000100990()0001010(

xxM

BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH

bull Sifat yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel dan tidak dipengaruhi oleh ukuran partikel = sifat koligatif peningkatan titik didih penurunan titik leleh tekanan osmotik

bull Untuk sifat koligatif maka BM rata-rata paling relevan adalah BM total polimer dibagi jumlah molekul polimer disebut BM rata-rata jumlah

)( nM

bull Nilai M yang mungkin adalah berat molekul diskret monomer mdash M0 yang terlihat dalam rantai polimer Untuk reaksi kondensasi dimana molekul air hilang dari monomer selama reaksi kita menganggap M0 sebagai berat molekul monomer tanpa kehilangan berat yang disebabkan reaksi polimerisasi

bull Nilai M yang terbentuk dari sejumlah nilai diskret tersebut disebut Mi Anggaplah Ni adalah jumlah polimer dengan berat molekul Mi

i

i

iMN

1

lBerat tota

i

i

in

i

iii

i

i

i

i

i

n

i

i

MXM

X

MNN

N

MN

MiwiM

N

1

1

1

1

adalah

jumlah rata-rata molekulberat maka mol fraksiyaitu sebagain ditunjukkajumlah

fraksi Jika molekulberat dengan polimer jumlah fraksiadalah Istilah

Polimer

Berat

polimerJumlah

lBerat tota

1

adalahjumlah rata-rata molekulBerat

alJumlah tot

adalahpolimer molekul aljumlah totdan

bull Untuk sampel bimodal polistirena kita harus menghitung wA dan wB untuk menentukan wi Anggaplah sampel terdiri dari dua molekul A dan dua molekul B

50050

000100

990990

0001

00990101

maka

9900990)000100)(2( )0001)(2(

)000100)(2(

dan

0099010)000100)(2( )0001)(2(

)0001)(2(

n

B

A

M

w

w

bull Untuk sifat polimer yang tidak hanya tergantung pada jumlah molekul polimer tetapi juga oleh ukuran atau berat masing-masing polimer misalnya penghamburan cahaya kita membutuhkan berat molekul rata-rata berat

bull Ganti jumlah polimer i atau Ni dalam formula berat molekul rata-rata jumlah dengan berat polimer i atau NiMi Maka

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

bull Jika polietilen glikol digantikan sebagian atau seluruhnya oleh gliserin monomer trifungsional suatu polimer tersambung silang atau polimer jaringan dihasilkan yang kurang larut dan tidak terfusikan sehingga disebut thermosetting Sejumlah kecil gliserin menghasilkan struktur bercabang

bull Umumnya polimer linear dan bercabang bersifat termoplastik yaitu dapat dilunakkan atau dilelehkan oleh panas dan dilarutkan dalam pelarut yang tepat

Linear Bercabang Tersambung silang

Ukuran menentukan sifat1 Monomer

- Gas atau cairan- Mobilitasnya tinggi

2 Oligomer (polimer kecil)- Cairan kental- Mobilitasnya berkurang

3 polimer- Gel atau padatan- Mobilitasnya kecil atau tidak bergerak

PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA

bull Molekul kecil dan umumnya biopolimer adalah monodispersi yaitu semua molekul senyawa murni mempunyai berat molekul yang sama Contoh BM sukrosa = 34230 gmol BM Human Serum Albumin = 69000 gmol

bull Heterodispersi artinya makromolekul yang mempunyai panjang rantai dan berat molekul berbeda-beda Ini dihasilkan dari reaksi polimerisasi sintetikndash Problem menentukan nilai BM rata-rata

bull Contoh satu batch polistirena terbuat dari dua monodispersi (fraksi homogen) yaitu fraksi A dengan BM 1000 dan fraksi B dengan BM 100000 Fraksi A yang ber-BM rendah dengan derajat polimerisasi 9-10 disebut oligomer

bull Diasumsikan bahwa setiap batch mengandung jumlah molekul n yang sama atau fraksi mol A dan B sama nA = nB

50

BA

BB

BA

AA nn

nX

nn

nX

500501

)00010050()000150(

xxM

bull Berdasarkan fraksi berat (w) A dan B yaitu fraksi A = 1000100000 = 001 dan B = 100-001 = 099 maka

010991

)000100990()0001010(

xxM

BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH

bull Sifat yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel dan tidak dipengaruhi oleh ukuran partikel = sifat koligatif peningkatan titik didih penurunan titik leleh tekanan osmotik

bull Untuk sifat koligatif maka BM rata-rata paling relevan adalah BM total polimer dibagi jumlah molekul polimer disebut BM rata-rata jumlah

)( nM

bull Nilai M yang mungkin adalah berat molekul diskret monomer mdash M0 yang terlihat dalam rantai polimer Untuk reaksi kondensasi dimana molekul air hilang dari monomer selama reaksi kita menganggap M0 sebagai berat molekul monomer tanpa kehilangan berat yang disebabkan reaksi polimerisasi

bull Nilai M yang terbentuk dari sejumlah nilai diskret tersebut disebut Mi Anggaplah Ni adalah jumlah polimer dengan berat molekul Mi

i

i

iMN

1

lBerat tota

i

i

in

i

iii

i

i

i

i

i

n

i

i

MXM

X

MNN

N

MN

MiwiM

N

1

1

1

1

adalah

jumlah rata-rata molekulberat maka mol fraksiyaitu sebagain ditunjukkajumlah

fraksi Jika molekulberat dengan polimer jumlah fraksiadalah Istilah

Polimer

Berat

polimerJumlah

lBerat tota

1

adalahjumlah rata-rata molekulBerat

alJumlah tot

adalahpolimer molekul aljumlah totdan

bull Untuk sampel bimodal polistirena kita harus menghitung wA dan wB untuk menentukan wi Anggaplah sampel terdiri dari dua molekul A dan dua molekul B

50050

000100

990990

0001

00990101

maka

9900990)000100)(2( )0001)(2(

)000100)(2(

dan

0099010)000100)(2( )0001)(2(

)0001)(2(

n

B

A

M

w

w

bull Untuk sifat polimer yang tidak hanya tergantung pada jumlah molekul polimer tetapi juga oleh ukuran atau berat masing-masing polimer misalnya penghamburan cahaya kita membutuhkan berat molekul rata-rata berat

bull Ganti jumlah polimer i atau Ni dalam formula berat molekul rata-rata jumlah dengan berat polimer i atau NiMi Maka

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

Ukuran menentukan sifat1 Monomer

- Gas atau cairan- Mobilitasnya tinggi

2 Oligomer (polimer kecil)- Cairan kental- Mobilitasnya berkurang

3 polimer- Gel atau padatan- Mobilitasnya kecil atau tidak bergerak

PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA

bull Molekul kecil dan umumnya biopolimer adalah monodispersi yaitu semua molekul senyawa murni mempunyai berat molekul yang sama Contoh BM sukrosa = 34230 gmol BM Human Serum Albumin = 69000 gmol

bull Heterodispersi artinya makromolekul yang mempunyai panjang rantai dan berat molekul berbeda-beda Ini dihasilkan dari reaksi polimerisasi sintetikndash Problem menentukan nilai BM rata-rata

bull Contoh satu batch polistirena terbuat dari dua monodispersi (fraksi homogen) yaitu fraksi A dengan BM 1000 dan fraksi B dengan BM 100000 Fraksi A yang ber-BM rendah dengan derajat polimerisasi 9-10 disebut oligomer

bull Diasumsikan bahwa setiap batch mengandung jumlah molekul n yang sama atau fraksi mol A dan B sama nA = nB

50

BA

BB

BA

AA nn

nX

nn

nX

500501

)00010050()000150(

xxM

bull Berdasarkan fraksi berat (w) A dan B yaitu fraksi A = 1000100000 = 001 dan B = 100-001 = 099 maka

010991

)000100990()0001010(

xxM

BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH

bull Sifat yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel dan tidak dipengaruhi oleh ukuran partikel = sifat koligatif peningkatan titik didih penurunan titik leleh tekanan osmotik

bull Untuk sifat koligatif maka BM rata-rata paling relevan adalah BM total polimer dibagi jumlah molekul polimer disebut BM rata-rata jumlah

)( nM

bull Nilai M yang mungkin adalah berat molekul diskret monomer mdash M0 yang terlihat dalam rantai polimer Untuk reaksi kondensasi dimana molekul air hilang dari monomer selama reaksi kita menganggap M0 sebagai berat molekul monomer tanpa kehilangan berat yang disebabkan reaksi polimerisasi

bull Nilai M yang terbentuk dari sejumlah nilai diskret tersebut disebut Mi Anggaplah Ni adalah jumlah polimer dengan berat molekul Mi

i

i

iMN

1

lBerat tota

i

i

in

i

iii

i

i

i

i

i

n

i

i

MXM

X

MNN

N

MN

MiwiM

N

1

1

1

1

adalah

jumlah rata-rata molekulberat maka mol fraksiyaitu sebagain ditunjukkajumlah

fraksi Jika molekulberat dengan polimer jumlah fraksiadalah Istilah

Polimer

Berat

polimerJumlah

lBerat tota

1

adalahjumlah rata-rata molekulBerat

alJumlah tot

adalahpolimer molekul aljumlah totdan

bull Untuk sampel bimodal polistirena kita harus menghitung wA dan wB untuk menentukan wi Anggaplah sampel terdiri dari dua molekul A dan dua molekul B

50050

000100

990990

0001

00990101

maka

9900990)000100)(2( )0001)(2(

)000100)(2(

dan

0099010)000100)(2( )0001)(2(

)0001)(2(

n

B

A

M

w

w

bull Untuk sifat polimer yang tidak hanya tergantung pada jumlah molekul polimer tetapi juga oleh ukuran atau berat masing-masing polimer misalnya penghamburan cahaya kita membutuhkan berat molekul rata-rata berat

bull Ganti jumlah polimer i atau Ni dalam formula berat molekul rata-rata jumlah dengan berat polimer i atau NiMi Maka

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA

bull Molekul kecil dan umumnya biopolimer adalah monodispersi yaitu semua molekul senyawa murni mempunyai berat molekul yang sama Contoh BM sukrosa = 34230 gmol BM Human Serum Albumin = 69000 gmol

bull Heterodispersi artinya makromolekul yang mempunyai panjang rantai dan berat molekul berbeda-beda Ini dihasilkan dari reaksi polimerisasi sintetikndash Problem menentukan nilai BM rata-rata

bull Contoh satu batch polistirena terbuat dari dua monodispersi (fraksi homogen) yaitu fraksi A dengan BM 1000 dan fraksi B dengan BM 100000 Fraksi A yang ber-BM rendah dengan derajat polimerisasi 9-10 disebut oligomer

bull Diasumsikan bahwa setiap batch mengandung jumlah molekul n yang sama atau fraksi mol A dan B sama nA = nB

50

BA

BB

BA

AA nn

nX

nn

nX

500501

)00010050()000150(

xxM

bull Berdasarkan fraksi berat (w) A dan B yaitu fraksi A = 1000100000 = 001 dan B = 100-001 = 099 maka

010991

)000100990()0001010(

xxM

BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH

bull Sifat yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel dan tidak dipengaruhi oleh ukuran partikel = sifat koligatif peningkatan titik didih penurunan titik leleh tekanan osmotik

bull Untuk sifat koligatif maka BM rata-rata paling relevan adalah BM total polimer dibagi jumlah molekul polimer disebut BM rata-rata jumlah

)( nM

bull Nilai M yang mungkin adalah berat molekul diskret monomer mdash M0 yang terlihat dalam rantai polimer Untuk reaksi kondensasi dimana molekul air hilang dari monomer selama reaksi kita menganggap M0 sebagai berat molekul monomer tanpa kehilangan berat yang disebabkan reaksi polimerisasi

bull Nilai M yang terbentuk dari sejumlah nilai diskret tersebut disebut Mi Anggaplah Ni adalah jumlah polimer dengan berat molekul Mi

i

i

iMN

1

lBerat tota

i

i

in

i

iii

i

i

i

i

i

n

i

i

MXM

X

MNN

N

MN

MiwiM

N

1

1

1

1

adalah

jumlah rata-rata molekulberat maka mol fraksiyaitu sebagain ditunjukkajumlah

fraksi Jika molekulberat dengan polimer jumlah fraksiadalah Istilah

Polimer

Berat

polimerJumlah

lBerat tota

1

adalahjumlah rata-rata molekulBerat

alJumlah tot

adalahpolimer molekul aljumlah totdan

bull Untuk sampel bimodal polistirena kita harus menghitung wA dan wB untuk menentukan wi Anggaplah sampel terdiri dari dua molekul A dan dua molekul B

50050

000100

990990

0001

00990101

maka

9900990)000100)(2( )0001)(2(

)000100)(2(

dan

0099010)000100)(2( )0001)(2(

)0001)(2(

n

B

A

M

w

w

bull Untuk sifat polimer yang tidak hanya tergantung pada jumlah molekul polimer tetapi juga oleh ukuran atau berat masing-masing polimer misalnya penghamburan cahaya kita membutuhkan berat molekul rata-rata berat

bull Ganti jumlah polimer i atau Ni dalam formula berat molekul rata-rata jumlah dengan berat polimer i atau NiMi Maka

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

bull Contoh satu batch polistirena terbuat dari dua monodispersi (fraksi homogen) yaitu fraksi A dengan BM 1000 dan fraksi B dengan BM 100000 Fraksi A yang ber-BM rendah dengan derajat polimerisasi 9-10 disebut oligomer

bull Diasumsikan bahwa setiap batch mengandung jumlah molekul n yang sama atau fraksi mol A dan B sama nA = nB

50

BA

BB

BA

AA nn

nX

nn

nX

500501

)00010050()000150(

xxM

bull Berdasarkan fraksi berat (w) A dan B yaitu fraksi A = 1000100000 = 001 dan B = 100-001 = 099 maka

010991

)000100990()0001010(

xxM

BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH

bull Sifat yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel dan tidak dipengaruhi oleh ukuran partikel = sifat koligatif peningkatan titik didih penurunan titik leleh tekanan osmotik

bull Untuk sifat koligatif maka BM rata-rata paling relevan adalah BM total polimer dibagi jumlah molekul polimer disebut BM rata-rata jumlah

)( nM

bull Nilai M yang mungkin adalah berat molekul diskret monomer mdash M0 yang terlihat dalam rantai polimer Untuk reaksi kondensasi dimana molekul air hilang dari monomer selama reaksi kita menganggap M0 sebagai berat molekul monomer tanpa kehilangan berat yang disebabkan reaksi polimerisasi

bull Nilai M yang terbentuk dari sejumlah nilai diskret tersebut disebut Mi Anggaplah Ni adalah jumlah polimer dengan berat molekul Mi

i

i

iMN

1

lBerat tota

i

i

in

i

iii

i

i

i

i

i

n

i

i

MXM

X

MNN

N

MN

MiwiM

N

1

1

1

1

adalah

jumlah rata-rata molekulberat maka mol fraksiyaitu sebagain ditunjukkajumlah

fraksi Jika molekulberat dengan polimer jumlah fraksiadalah Istilah

Polimer

Berat

polimerJumlah

lBerat tota

1

adalahjumlah rata-rata molekulBerat

alJumlah tot

adalahpolimer molekul aljumlah totdan

bull Untuk sampel bimodal polistirena kita harus menghitung wA dan wB untuk menentukan wi Anggaplah sampel terdiri dari dua molekul A dan dua molekul B

50050

000100

990990

0001

00990101

maka

9900990)000100)(2( )0001)(2(

)000100)(2(

dan

0099010)000100)(2( )0001)(2(

)0001)(2(

n

B

A

M

w

w

bull Untuk sifat polimer yang tidak hanya tergantung pada jumlah molekul polimer tetapi juga oleh ukuran atau berat masing-masing polimer misalnya penghamburan cahaya kita membutuhkan berat molekul rata-rata berat

bull Ganti jumlah polimer i atau Ni dalam formula berat molekul rata-rata jumlah dengan berat polimer i atau NiMi Maka

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

bull Berdasarkan fraksi berat (w) A dan B yaitu fraksi A = 1000100000 = 001 dan B = 100-001 = 099 maka

010991

)000100990()0001010(

xxM

BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH

bull Sifat yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel dan tidak dipengaruhi oleh ukuran partikel = sifat koligatif peningkatan titik didih penurunan titik leleh tekanan osmotik

bull Untuk sifat koligatif maka BM rata-rata paling relevan adalah BM total polimer dibagi jumlah molekul polimer disebut BM rata-rata jumlah

)( nM

bull Nilai M yang mungkin adalah berat molekul diskret monomer mdash M0 yang terlihat dalam rantai polimer Untuk reaksi kondensasi dimana molekul air hilang dari monomer selama reaksi kita menganggap M0 sebagai berat molekul monomer tanpa kehilangan berat yang disebabkan reaksi polimerisasi

bull Nilai M yang terbentuk dari sejumlah nilai diskret tersebut disebut Mi Anggaplah Ni adalah jumlah polimer dengan berat molekul Mi

i

i

iMN

1

lBerat tota

i

i

in

i

iii

i

i

i

i

i

n

i

i

MXM

X

MNN

N

MN

MiwiM

N

1

1

1

1

adalah

jumlah rata-rata molekulberat maka mol fraksiyaitu sebagain ditunjukkajumlah

fraksi Jika molekulberat dengan polimer jumlah fraksiadalah Istilah

Polimer

Berat

polimerJumlah

lBerat tota

1

adalahjumlah rata-rata molekulBerat

alJumlah tot

adalahpolimer molekul aljumlah totdan

bull Untuk sampel bimodal polistirena kita harus menghitung wA dan wB untuk menentukan wi Anggaplah sampel terdiri dari dua molekul A dan dua molekul B

50050

000100

990990

0001

00990101

maka

9900990)000100)(2( )0001)(2(

)000100)(2(

dan

0099010)000100)(2( )0001)(2(

)0001)(2(

n

B

A

M

w

w

bull Untuk sifat polimer yang tidak hanya tergantung pada jumlah molekul polimer tetapi juga oleh ukuran atau berat masing-masing polimer misalnya penghamburan cahaya kita membutuhkan berat molekul rata-rata berat

bull Ganti jumlah polimer i atau Ni dalam formula berat molekul rata-rata jumlah dengan berat polimer i atau NiMi Maka

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH

bull Sifat yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel dan tidak dipengaruhi oleh ukuran partikel = sifat koligatif peningkatan titik didih penurunan titik leleh tekanan osmotik

bull Untuk sifat koligatif maka BM rata-rata paling relevan adalah BM total polimer dibagi jumlah molekul polimer disebut BM rata-rata jumlah

)( nM

bull Nilai M yang mungkin adalah berat molekul diskret monomer mdash M0 yang terlihat dalam rantai polimer Untuk reaksi kondensasi dimana molekul air hilang dari monomer selama reaksi kita menganggap M0 sebagai berat molekul monomer tanpa kehilangan berat yang disebabkan reaksi polimerisasi

bull Nilai M yang terbentuk dari sejumlah nilai diskret tersebut disebut Mi Anggaplah Ni adalah jumlah polimer dengan berat molekul Mi

i

i

iMN

1

lBerat tota

i

i

in

i

iii

i

i

i

i

i

n

i

i

MXM

X

MNN

N

MN

MiwiM

N

1

1

1

1

adalah

jumlah rata-rata molekulberat maka mol fraksiyaitu sebagain ditunjukkajumlah

fraksi Jika molekulberat dengan polimer jumlah fraksiadalah Istilah

Polimer

Berat

polimerJumlah

lBerat tota

1

adalahjumlah rata-rata molekulBerat

alJumlah tot

adalahpolimer molekul aljumlah totdan

bull Untuk sampel bimodal polistirena kita harus menghitung wA dan wB untuk menentukan wi Anggaplah sampel terdiri dari dua molekul A dan dua molekul B

50050

000100

990990

0001

00990101

maka

9900990)000100)(2( )0001)(2(

)000100)(2(

dan

0099010)000100)(2( )0001)(2(

)0001)(2(

n

B

A

M

w

w

bull Untuk sifat polimer yang tidak hanya tergantung pada jumlah molekul polimer tetapi juga oleh ukuran atau berat masing-masing polimer misalnya penghamburan cahaya kita membutuhkan berat molekul rata-rata berat

bull Ganti jumlah polimer i atau Ni dalam formula berat molekul rata-rata jumlah dengan berat polimer i atau NiMi Maka

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

bull Nilai M yang mungkin adalah berat molekul diskret monomer mdash M0 yang terlihat dalam rantai polimer Untuk reaksi kondensasi dimana molekul air hilang dari monomer selama reaksi kita menganggap M0 sebagai berat molekul monomer tanpa kehilangan berat yang disebabkan reaksi polimerisasi

bull Nilai M yang terbentuk dari sejumlah nilai diskret tersebut disebut Mi Anggaplah Ni adalah jumlah polimer dengan berat molekul Mi

i

i

iMN

1

lBerat tota

i

i

in

i

iii

i

i

i

i

i

n

i

i

MXM

X

MNN

N

MN

MiwiM

N

1

1

1

1

adalah

jumlah rata-rata molekulberat maka mol fraksiyaitu sebagain ditunjukkajumlah

fraksi Jika molekulberat dengan polimer jumlah fraksiadalah Istilah

Polimer

Berat

polimerJumlah

lBerat tota

1

adalahjumlah rata-rata molekulBerat

alJumlah tot

adalahpolimer molekul aljumlah totdan

bull Untuk sampel bimodal polistirena kita harus menghitung wA dan wB untuk menentukan wi Anggaplah sampel terdiri dari dua molekul A dan dua molekul B

50050

000100

990990

0001

00990101

maka

9900990)000100)(2( )0001)(2(

)000100)(2(

dan

0099010)000100)(2( )0001)(2(

)0001)(2(

n

B

A

M

w

w

bull Untuk sifat polimer yang tidak hanya tergantung pada jumlah molekul polimer tetapi juga oleh ukuran atau berat masing-masing polimer misalnya penghamburan cahaya kita membutuhkan berat molekul rata-rata berat

bull Ganti jumlah polimer i atau Ni dalam formula berat molekul rata-rata jumlah dengan berat polimer i atau NiMi Maka

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

i

i

in

i

iii

i

i

i

i

i

n

i

i

MXM

X

MNN

N

MN

MiwiM

N

1

1

1

1

adalah

jumlah rata-rata molekulberat maka mol fraksiyaitu sebagain ditunjukkajumlah

fraksi Jika molekulberat dengan polimer jumlah fraksiadalah Istilah

Polimer

Berat

polimerJumlah

lBerat tota

1

adalahjumlah rata-rata molekulBerat

alJumlah tot

adalahpolimer molekul aljumlah totdan

bull Untuk sampel bimodal polistirena kita harus menghitung wA dan wB untuk menentukan wi Anggaplah sampel terdiri dari dua molekul A dan dua molekul B

50050

000100

990990

0001

00990101

maka

9900990)000100)(2( )0001)(2(

)000100)(2(

dan

0099010)000100)(2( )0001)(2(

)0001)(2(

n

B

A

M

w

w

bull Untuk sifat polimer yang tidak hanya tergantung pada jumlah molekul polimer tetapi juga oleh ukuran atau berat masing-masing polimer misalnya penghamburan cahaya kita membutuhkan berat molekul rata-rata berat

bull Ganti jumlah polimer i atau Ni dalam formula berat molekul rata-rata jumlah dengan berat polimer i atau NiMi Maka

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

bull Untuk sampel bimodal polistirena kita harus menghitung wA dan wB untuk menentukan wi Anggaplah sampel terdiri dari dua molekul A dan dua molekul B

50050

000100

990990

0001

00990101

maka

9900990)000100)(2( )0001)(2(

)000100)(2(

dan

0099010)000100)(2( )0001)(2(

)0001)(2(

n

B

A

M

w

w

bull Untuk sifat polimer yang tidak hanya tergantung pada jumlah molekul polimer tetapi juga oleh ukuran atau berat masing-masing polimer misalnya penghamburan cahaya kita membutuhkan berat molekul rata-rata berat

bull Ganti jumlah polimer i atau Ni dalam formula berat molekul rata-rata jumlah dengan berat polimer i atau NiMi Maka

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

bull Untuk sifat polimer yang tidak hanya tergantung pada jumlah molekul polimer tetapi juga oleh ukuran atau berat masing-masing polimer misalnya penghamburan cahaya kita membutuhkan berat molekul rata-rata berat

bull Ganti jumlah polimer i atau Ni dalam formula berat molekul rata-rata jumlah dengan berat polimer i atau NiMi Maka

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

1

1

1

1

1

1

1

2

1

adalahberat fraksi

istilah dalambert rata-rata molekulberat persamaan alternatif molekul

berat dengan polimer berat fraksiadalah menganggapDengan

i

bii

bi

i

i

i

bii

bi

i

i

b

i

iiii

i

ii

i

i

i

w

Mw

Mw

Mw

Mw

M

wi

MNMN

MN

MN

M

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

99020

(100000)(0990099) (1000)(0009901)

maka istilah n menggunaka jika

02099)000100)(50( )0001)(50(

)000100)(50( )0001)(50(

maka apolistiren sampelbullUntuk

22

w

i

w

M

w

M

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

99099M apolistiren sampel Untuk ifugaultrasentr pada

n pengendapagan kesetimban pengukuran daridiperoleh

z

1

2

3

1

1

2

3

1

1

2

1

z

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

i

ii

i

i

i

z

M

MX

MX

MN

MN

Mw

Mw

M

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

LATIHAN SOAL

bull Suatu sampel polivinil klorida terfraksionasi dari larutannya dalam tetrahidrofuran Persen berat (berdasarkan sampel tersebut) dan berat molekul (gmol) fraksi adalah sebagai berikut

bull Anggaplah fraksi-fraksi tersebut monodispersi

bull Hitung Mz Mw Mn dan MwMn

Fraksi no berat Berat molekul

1 6 7 x 103

2 9 17 x 104

3 15 38 x 104

4 20 75 x 104

5 23 14 x 105

6 16 25 x 105

7 8 45 x 105

8 3 105 x 106

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN

bull When solvent molecules move through these polymer balls the solvent receives resistance The difficulty to flow is expressed by a quantity called viscosity η

bull The higher the viscosity the more difficult to move around Since the viscosity of a polymer solution is a function of the polymer in the solution the solution viscosity η can be expressed in terms of the viscosity of the solvent ηo and the concentration of the polymer molecules C

η = ηο(1 + aC + bC2 + ) (317)bull The coefficient a relates to the properties of the

individual polymer chain and the coefficient b relates to

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

the polymer-solvent interaction In order to obtain the quantity a the above equation is extrapolated to C=0 Thus the higher terms can be ignored

lim η ndash ηo = a (318) ηoC

bull This quantity a is called intrinsic viscosity [η] The ratio between the solution and solvent viscosities is called relative viscosity ηr=ηηο

bull According to Eistein the viscosity of a very dilute solution with spheres can be expressed as follows

η = ηo (1 + 5 φ) (319) 2

bull where φ is the packing fractionbull In general the intrinsic viscosity of a polymer is

expressed by the following equation[η] = KMa (320)

bull where 05ltalt08 This equation is called Mark-Houwink-Sakurada equation

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

SOAL

Sampel polimetil metakrilat pada tabel 20-1 merupakan satu di antara empat fraksi dari distribusi berat molekul yang sangat terbatas monodispersi yang diteliti dengan penghamburan cahaya dan dengan viskositas dalam larutan etilen klorida pada suhu 25oC Berat molekul dan viskositas intrinsik fraksi-fraksi tersebut adalah sebagai berikut

No fraksi

BM Viskositas intrinsik (dLg)

1 393000 1084

2 168000 0571

3 117000 0430

4 91000 0354

Tentukan nilai K dan a dalam persamaan Mark-Houwink untuk polimeti metakrilat dalam etilen klorida pada suhu 25oC

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT

bull Konformasi adalah perbedaan pengaturan geometrik rantai polimer yang disebabkan oleh rotasi ikatan tunggal rangka (backbone) polimer tersebut

bull Perbedaan pengaturan tersebut juga disebabkan ikatan kimia yang terlibat dalam isomerisme yang disebut konfigurasi Perbedaan konfigurasi membutuhkan pemutusan dan pembentukan ikatan valensi baru

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

bull Rantai polimer terdiri dari atom-atom yang terhubungkan dengan ikatan kovalen mampu berotasi sejumlah konformasi sulit mendefinisikan bentuk suatu rantai polimer

bull Rantai polimer dalam larutan molekul solven mengelilingi rantai polimer bentuk rantai berubah-ubah secara acak karena gerak Brown

bull Kerapatan ruahan umumnya polimer = 1 gcm3 dalam larutan rantai yang tersimpul secara acak dapat ditembus oleh solven menduduki suatu volume yang beberapa kali lebih besar daripada volume ruahan mereka

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

bull Dimensi simpul rantai dipengaruhi interaksi polimer ndash solven sebanding

Substituen meruah (bulky substituen) contoh gugus fenil dalam polistirena

Gugus terionisasi contoh gugus natrium karboksilat pada karbomer yang dinetralkan)

Cincin pada rangka contoh dalam polietilen tereftalalat atau selulosa

Ketidakjenuhan contoh ikatan rangkap pada rantai polipeptida yang disebabkan resonansi

Fleksibilitas rantai

Simpul lebih uarr atau lebih terbuka

Viskositas intrinsik

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

bull Masalah memperkirakan jarak antara dua ujung rantai tersimpul (R) random flight

R

bull Rantai akan membentuk bola tipis seperti di dalam cairan yang sukar melarutkan Sebaliknya di dalam pelarut yang cocok bola polimer mengembang dan kedua ujung rantai terpisah lebih jauh

Larutan encer Larutan sete-ngah pekat

Larutan pekat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

angstrom 212 4

300)200)(2(100 )(

adalah angstrom 300dan 200 200 100

tersimpulrantaisuatu dari rata-rata Rakar Nilai

222122

R

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

bull Jarak antara ujung ke ujung polimer juga dapat diperkirakan dengan radius of gyration S S didefinisikan sebagai akar jarak segmen-segmen simpul dan lebih bermakna daripada R untuk polimer bercabang yaitu yang mempunyai lebih dari dua ujung rantai Untuk polimer linear

(R2) = 6 (S2)bull Kuhn jika molekul polimer terdiri dari rantai dari

n segmen identik sepanjang L yang bergabung secara bebas yaitu tanpa batas ke sudut ikatan antara segmen-segmen

(R2) = nL2

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

bull Maka (R2) sebanding dengan berat molekulbull Sudut ikatan tetrahedral = 110o dengan cos

= 13 dan anggaplah rotasi bebas sekitar sudut ini maka akar rata-rata jarak ujung ke ujung adalah dirangkapkan

222 2cos1

cos1)( nLnLR

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL

Metilselulose R = CH3bull Viskositas tinggi Larutan 2 (wv) mempunyai kekentalan 80 poise Air mempunyai kekentalan 01 poise 2 polimer metilselulose yang terlarut meningkatkan viskositas air 8000 x-nya

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

bull Metilselulosa adalah turunan selulosa eterbull Larut dalam air dinginbull Pada suhu 48-64 membentuk gel Fenomena

gelling ini karena molekul metilselulosa kehilangan air atau hidrasi sehingga molekul terpak atau bergabung lebih rapat Untuk larutan 2 metilselulosa viskositas tinggi di air (6000 ndash 8000 cP) larutan panas akan menjadi gel intak tapi akan menunjukkan beberapa derajat sineresis

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

Stuktur metilselulosa berdasarkan pada β-(14)-D-glucopyranose Metilselulosa BM = 300000 dan 187 satuan pengulangan metilselulosa dengan derajat substitusi 18DP = 300000187 = 1600

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

bull Viskositas larutan 219 glukosa dalam air = 105 centipoise yaitu hanya 5 lebih tinggi daripada viskositas air

bull Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aksi pengentalan oleh polimer terlarut Efek belitan antarmolekular

Pada larutan pekat molekul polimer tidak tidak lagi berada sebagai bola terpisah tetapi berinteraksi satu sama lain Dalam hal ini rantai polimer merupakan pelarut rantai lainnya

Karena suatu rantai polimer adalah pelarut yang baik untuk dirinya rantai polimer lebih meregang dan terkadang rantai membentuk belitan molekular jika BM di atas suatu nilai tertentu BM tersebut disebut BM belitan

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

Setiap satuan pengulangan metilselulosa terdiri dari 3-4 gugus eter dan 1-2 gugus hidroksi yang sangat terhidrasi dalam larutan air

Oksigen eter mempunyai dua elektron tak berpasangan sehingga dapat mengikat dua molekul air dengan ikatan hidrogen

Masing-masing molekul air dapat mengikat molekul air tambahan dst sahingga menyelubungi rantai polimer (hidrasi) Ketika rantai bergerak lapisan terhidrasi ini ikut tertarik sehingga ukuran satuan aliran meningkat tahanan untuk mengalir meningkat atau viskositas larutan meningkat

bull Solvasi tidak dapat dipertimbangkan untuk peningkatan viskositas yang dihubungkan dengan polimer terlarut karena 1600 molekul metilglukosa juga sangat terhidrasi seperti makromolekul metilselulosa Perbedaan ini karena sifat kooperatif metilselulosa dimana keseluruhan 1600 satuan pengulangan berikut air hidrasinya harus bergerak bersama mengakibatkan satuan aliran yang yang sangat besar

bull Pelarut dalam jumlah yang sangat besar menempati molekul polimer yang tersimpul secara acak Suatu simpul acak terdiri dari 001 polimer dan 9999 pelarut Hanya sejumlah kecil pelarut terikat ke polimer oleh gaya valensi sekunder Ruahan pelarut adalah ldquobebasrdquo

bull Model simpul pengeringan bebas rantai polimer tersimpul secara acak dalam gerak translasional meninggalkan pelarut bebas Untuk rantai tersimpul yang dapat ditembus secara bebas perhitungan teoritis dapat memperkirakan bahwa viskositas intrinsik sebanding dengan berat molekul membentuk eksponen a dalam persamaan Mark-Houwink

bull Sebaliknya jika simpul acak tidak dapat ditembus secara sempurna ke pelarut eksternal yang berusaha untuk mengalir melaluinya dan semua molekul pelarut dalam rantai bergerak dengan kecepatan yang sama seperti simpul itu sendiri a akan sama dengan 05

bull Viskositas yang teramati untuk larutan polimer encer jauh lebih besar daripada yang dihitung dari simpul pengeringan bebas menunjukkan bahwa sebagian molekul pelarut bebas di dalam makromolekul tersimpul terperangkap secara mekanis dan ikut tertarik ketika makromolekul bergerak Beberapa pelarut yang tidak membentuk solvasi membentuk bagian satuan aliran selanjutnya meningkatkan ukuran dan tahanan gesekan

bull Postulat Newton pelarut terbuat dari suatu tumpukan paralel lapisan yang sangat tipis Aliran laminar di dalam shear murni terdiri dari lapisan-lapisan yang licin

bull Karena rantai polimer tipis dan fleksibel mereka diatur untuk mengubah kecepatan shear hampir secara instan yaitu lebih cepat daripada waktu respon viskometer Waktu relaksasi pendek ini menghalangi efek histeresis atau tiksotropi Viskositas nyata larutan polimer tidak tergantung pada sejarah shear (lamanya waktu dan tingkatan kecepatan shear dimana larutan polimer diaduk sebelumnya) tetapi juga pada kecepatan aliran shear (dan pada konsentrasi dan temperatur tentu saja)

PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI

bull Gel adalah semipadat yang dikarakterisasi oleh nilai hasil yang relatif tinggi Viskositas plastiknya mungkin rendah tetapi gel mempunyai beberapa elastisitas Gel terdiri dari dua fase kontinu yang berinterpenetrasi Satu padatan terbuat dari partikel yang sangat asimetris dengan luas permukaan tinggi lainnya adalah cairan

bull Fase padatan yang tersebar di dalam gel berair dapat berupa tipe suatu ldquorumah kartu-karturdquo terbuat dari keping-keping tanah liat bentonit setebal 10 ndash 50 Aring yang memiliki sudut bermuatan positif yang menarik muka keping yang bermuatan negatif atau dapat juga terdiri dari benang-benang sabun mikroskopik yang dihasilkan dari kristalisasi molekul sabun menjadi pita-pita Fase cairan menembus perancah padatan memenuhi ruang kosong

bull Larutan polimer cenderung untuk tertata menjadi gel karena solut terdiri dari rantai-rantai panjang dan fleksibel dari ketebalan molekul yang cenderung untuk menjadi belitan saling tarik-menarik dengan gaya valensi sekunder dan terkadang terkristalisasi Ketika polimerisasi tiga dimensi monomer-monomer multifungsional (fungsionalitas ge 3) mencapai suatu konversi yang diberikan gelasi terjadi pada suatu titik tajam ldquotitik gelrdquo Sambung silang molekul-molekul polimer terlarut juga menyebabkan larutan menjadi gel Kedua jenis reaksi tersebut menghasilkan gel permanen saling berhubungan dengan gaya valensi primer

bull Pembentukan gel reversibel larutan polimer hanya melibatkan gaya valensi sekunder terjadi jika solven menjadi sedemikian buruk sehingga polimer terendapkan kontak intermolekuler antara segmen-segmen lebih terbentuk dalam kontak antara segmen-segmen polimer dan molekul solven menyusun titik-titik belitan rantai menjadi sambung silang fisik Jenis pembentukan gel semacam ini terjadi jika temperatur larutan diturunkan 10oC atau lebih di bawah temperatur Misalnya larutan gelatin dalam air mulai menjadi gel jika diturunkan ke suhu sekitar 30oC (titik lebur gel) Suhu ini menurun dengan naiknya konsentrasi Larutan metilselulosa dalam air menjadi gel jika dipanaskan di atas 50oC (gelasi termal) karena polimer tersebut berkurang kelarutannya dalam air panas dan terendapkan

bull Karena kecenderungan untuk terkristalisasi polietilen terpisah dari larutan dalam pelarut organik sebagai padatan kristalin Karena rantai polietilen tunggal memanjang dalam beberapa daerah kristalin dan menyambung mereka gel terbentuk jika konsentrasi polietilen cukup tinggi untuk memenuhi seluruh larutan dengan jaringan kontinu dari rantai yang saling tersambung terhubung bersama oelh kristal-kristal yang digunakan bersama Resin polietilen terlarut dalam minyak mineral panas pada konsentrasi 5 mengkristal pada pendinginan untuk membentuk basis salep hidrokarbon yang disebut Plastibase atau Jelene Larutan pektin dalam air panas dan agar yang hanya mengandung 2 ndash 5 polisakarida ini mulai menjadi gel pada pendinginan menghentikan 95-98 air interstitial Polimer lain membutuhkan konsentrasi lebih tinggi untuk menjadi gel atau memadat

bull Gel sering berkontraksi (mengerut) jika didiamkan dan beberapa cairan interstitial keluar Fenomena ini disebut sineresis disebabkan kristalisasi lanjutan atau pembentukan titik kontak tambahan antara segmen-segmen polimer pada penyimpanan Dalam kasus gel ireversibel yang terbentuk dengan polimerisasi tiga dimensional sambung silang kontinu atau reaksi polikondensasi mempererat jaringan polimer dan menyusutkan fase padatan

bull Jika tidak cukup polimer yang tersedia untuk membentuk suatu perluasan jaringan serat melalui seluruh larutan ketika terjadi pemisahan fase endapan gelatin mengandung 10 ndash 20 polimer memisah dari pelarut yang hampir murni Komposisi dua fase ini diberikan oleh poin C dan B pada gambar 20-9 Pemisahan fase demikian dapat disebabkan tidak hanya oleh pendinginan larutan di bawah Tc tetapi juga oleh penambahan cairan non-solven dan dengan demikian menaikkan di atas c

bull Dalam kasus larutan polimer dalam air penambahan garam dapat juga menyebabkan pemisahan fase disebut salting out Pemisahan air hidrasi dari polimer disebabkan oleh penambahan sejumlah besar garam (beberapa molal) yang membutuhkan air untuk hidrasi mereka sendiri menaikkan 2 efektif larutan polimer di atas nilai kritisnya 2xc Polielektrolit terutama cenderung untuk salting out Tolak menolak elektrostatik antara segmen-segmen yang berdekatan yang bersama dengan hidrasi menyumbangkan ke kelarutan mereka dalam air dibanjiri oleh penambahan sejumlah besar ion-ion anorganik selanjutnya menyebabkan pengendapan Kombinasi cairan non-solven yang dapat bercampur dengan air dan suatu garam menghasilkan efek salting out yang sinergis

bull Pembentukan gel demikian atau endapan gelatin adalah reversibel Pemanasan gel gelatin atau Plastibase di atas titik lelehnya pendinginan gel metilselulosa di bawah suhu gelasi termalnya dan penambahan lebih banyak pelarut setelah sautu cairan non-solven atau sautu garam menghasilkan pemisahan fase kembali pada sistem dua fase ini menjadi larutan homogen

bull Faktor yang sama yang disebabkan gelasi reversibel atau pemisahan endapan gelatin dari larutan polimer mungkin di bawah kondisi komposisi dan suhu yang berbeda menyebabkan koaservasi yaitu pemisahan droplet kecil kaya polimer fase cairan kedua Pada pendiaman droplet-droplet ini terkadang berkoalesensi Fenomena ini dipelajari terhadap gelatin oleh Bungenberg de Jong

bull Dengan menjaga suhu 50oC untuk menghindari pembentukan gel penambahan alkohol atau natrium sulfat ke larutan gelan dalam air isoelektrik menghasilkan koaservasi Contohnya suatu sistem mengandung 13 gelatin 38 air dan 49 alkohol memisahkan koaservat yang mengandung 27 gelatin 37 airdan 36 alkohol Sistem yang lain dengan komposisi 9 gelatin 80 air dan 11 natrium sulfat memisahkan suatu koaservat terdiri dari 25 gelatin 69 air dan 6 natrium sulfat

bull Di antara sistem cairan polimer-pelarut-non pelarut yang dapat terkoaservasi adalah karet alam-benzen-metanol polistirena ndash xylene-pe-troleum eter etilselulosa-diklormetan-n-heksan Contohnya koaservasi terjadi ketika larutan 9 etilselulosa dalam diklormetan dikombinasikan dengan n heksan 2-4 kali volumenya

bull Koaservasi merupakan salah satu dasar metoda mikroenkapsulasi obat padat atau cair yang secara luas diterapkan secara komersial contohnya dalam pembuatan bentuk sediaan sustained-release Bahan inti yaitu obat yang akan dienkapsulasi harus tersedia sebagai serbuk halus lebih baik jika mikronized atau sebagai suatu cairan yang tidak bercampur Bahan tersebut terdispersi (atau teremulsi) dalam larutan polimer sebelum koaservasi dan harus tidak larut dalam medium cairan Cairan yang terendapkan atau elektrolit salting out ditambahkan dengan pengadukan kontinu

bull Droplet koaservat terbentuk terutama di sekitar partikel inti yang bertindak sebagai nuklei karena sering sebelum penambahan endapan permukaan padatan tersalut oleh lapisan polimer yang teradsorpsi sekalipun suatu yang sangat tipis Pengadukan terus dijaga untuk mencegah droplet koaservat yang meliputi partikel inti dari koalesensi Fase koaservat haruslah cukup cair untuk melapis sempurna sekitar partikel inti tetapi cukup kental untuk menghindari lsquosheared offrsquo permukaan partikel selama pengadukan Untuk mengubah cairan kental amplop koaservat menjadi padatan cangkang polimer kontinu membungkus secara sempurna partikel inti fase koaservat tersebut harus dikeringkan dan dikeraskan Tahap pertama biasanya terdiri dari pendinginan sistem pada suhu di bawa suhu transisi orde ke dua polimer tersebut

bull Pendinginan akan memekatkan menyusutkan dan mengeraskan bahan dinding polimerik Polimer juga dapat disambungsilang untuk menyusutkan dan selanjutnya mengeraskan cangkang mikrokapsul menyebabkan mereka mengeratkan dan mengempis sekitar partikel inti Dinding gelatin biasanya disambungsilang dengan formaldehid yang membentuk jembatan metilen antarmolekul Partikel ter-mikroenkapsulasi dengan cangkangnya masih mengembang dengan pelarut yang dicuci dengan dekantasi dan akhirnya dikeringkan Mikrokapsul komersial mempunyai diameter 5 -500 m dan ketebalan dinding antara 1 ndash 10 m

HIDROGEL

bull Definition

-water insoluble three dimensional network of polimeric chains that are crosslinked

-polimers capable of swelling substantially in aqueous conditions (eghydrophilic)

-polimeric network in which water is dispersed throughout the structure

-typically in the swollen state the mass fraction of water is much higher than the mass fraction of polimer

bull The Cross-links may be physical or chemical

by reaction of one or more monomers with pendant functional groups

1048698Electrostatic hydrogen or van der Waalsinteractions (physical) heating creates a solution

1048698Covalent bonds (chemical)

bull What are polimers

bull Large molecules made by connecting

bull small molecules (called monomers)

bull Principles of polimer Sciencebull 1 Macromolecules structure and properties (molecular mass conformation

andbull configuration)bull 2 Major strategies for synthesis of polimersbull 3 Methods of polimer modificationbull 4 Solid state properties of polimersbull 5 polimers in solutionsbull 6 Methods of polimer characterization in solutionbull 7 Viscosity and viscoelasticity of polimersbull 3bull 8 Polyelectrolytes and polyampholytesbull 9 Cross-linked polimersbull 10 polimer complexesbull 11 Test

• Ilmu Polimer
• Slide 2
• APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI
• Slide 4
• DEFINISI POLIMER
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Ukuran menentukan sifat
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA
• Slide 14
• Slide 15
• BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• LATIHAN SOAL
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN
• Slide 26
• SOAL
• KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL
• Slide 36
• Slide 37
• Slide 38
• Slide 39
• Slide 40
• Slide 41
• Slide 42
• Slide 43
• PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI
• Slide 45
• Slide 46
• Slide 47
• Slide 48
• Slide 49
• Slide 50
• Slide 51
• Slide 52
• Slide 53
• Slide 54
• HIDROGEL
• Slide 56
• Slide 57
• Slide 58

bull Model simpul pengeringan bebas rantai polimer tersimpul secara acak dalam gerak translasional meninggalkan pelarut bebas Untuk rantai tersimpul yang dapat ditembus secara bebas perhitungan teoritis dapat memperkirakan bahwa viskositas intrinsik sebanding dengan berat molekul membentuk eksponen a dalam persamaan Mark-Houwink

bull Sebaliknya jika simpul acak tidak dapat ditembus secara sempurna ke pelarut eksternal yang berusaha untuk mengalir melaluinya dan semua molekul pelarut dalam rantai bergerak dengan kecepatan yang sama seperti simpul itu sendiri a akan sama dengan 05

bull Viskositas yang teramati untuk larutan polimer encer jauh lebih besar daripada yang dihitung dari simpul pengeringan bebas menunjukkan bahwa sebagian molekul pelarut bebas di dalam makromolekul tersimpul terperangkap secara mekanis dan ikut tertarik ketika makromolekul bergerak Beberapa pelarut yang tidak membentuk solvasi membentuk bagian satuan aliran selanjutnya meningkatkan ukuran dan tahanan gesekan

bull Postulat Newton pelarut terbuat dari suatu tumpukan paralel lapisan yang sangat tipis Aliran laminar di dalam shear murni terdiri dari lapisan-lapisan yang licin

bull Karena rantai polimer tipis dan fleksibel mereka diatur untuk mengubah kecepatan shear hampir secara instan yaitu lebih cepat daripada waktu respon viskometer Waktu relaksasi pendek ini menghalangi efek histeresis atau tiksotropi Viskositas nyata larutan polimer tidak tergantung pada sejarah shear (lamanya waktu dan tingkatan kecepatan shear dimana larutan polimer diaduk sebelumnya) tetapi juga pada kecepatan aliran shear (dan pada konsentrasi dan temperatur tentu saja)

PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI

bull Gel adalah semipadat yang dikarakterisasi oleh nilai hasil yang relatif tinggi Viskositas plastiknya mungkin rendah tetapi gel mempunyai beberapa elastisitas Gel terdiri dari dua fase kontinu yang berinterpenetrasi Satu padatan terbuat dari partikel yang sangat asimetris dengan luas permukaan tinggi lainnya adalah cairan

bull Fase padatan yang tersebar di dalam gel berair dapat berupa tipe suatu ldquorumah kartu-karturdquo terbuat dari keping-keping tanah liat bentonit setebal 10 ndash 50 Aring yang memiliki sudut bermuatan positif yang menarik muka keping yang bermuatan negatif atau dapat juga terdiri dari benang-benang sabun mikroskopik yang dihasilkan dari kristalisasi molekul sabun menjadi pita-pita Fase cairan menembus perancah padatan memenuhi ruang kosong

bull Larutan polimer cenderung untuk tertata menjadi gel karena solut terdiri dari rantai-rantai panjang dan fleksibel dari ketebalan molekul yang cenderung untuk menjadi belitan saling tarik-menarik dengan gaya valensi sekunder dan terkadang terkristalisasi Ketika polimerisasi tiga dimensi monomer-monomer multifungsional (fungsionalitas ge 3) mencapai suatu konversi yang diberikan gelasi terjadi pada suatu titik tajam ldquotitik gelrdquo Sambung silang molekul-molekul polimer terlarut juga menyebabkan larutan menjadi gel Kedua jenis reaksi tersebut menghasilkan gel permanen saling berhubungan dengan gaya valensi primer

bull Pembentukan gel reversibel larutan polimer hanya melibatkan gaya valensi sekunder terjadi jika solven menjadi sedemikian buruk sehingga polimer terendapkan kontak intermolekuler antara segmen-segmen lebih terbentuk dalam kontak antara segmen-segmen polimer dan molekul solven menyusun titik-titik belitan rantai menjadi sambung silang fisik Jenis pembentukan gel semacam ini terjadi jika temperatur larutan diturunkan 10oC atau lebih di bawah temperatur Misalnya larutan gelatin dalam air mulai menjadi gel jika diturunkan ke suhu sekitar 30oC (titik lebur gel) Suhu ini menurun dengan naiknya konsentrasi Larutan metilselulosa dalam air menjadi gel jika dipanaskan di atas 50oC (gelasi termal) karena polimer tersebut berkurang kelarutannya dalam air panas dan terendapkan

bull Karena kecenderungan untuk terkristalisasi polietilen terpisah dari larutan dalam pelarut organik sebagai padatan kristalin Karena rantai polietilen tunggal memanjang dalam beberapa daerah kristalin dan menyambung mereka gel terbentuk jika konsentrasi polietilen cukup tinggi untuk memenuhi seluruh larutan dengan jaringan kontinu dari rantai yang saling tersambung terhubung bersama oelh kristal-kristal yang digunakan bersama Resin polietilen terlarut dalam minyak mineral panas pada konsentrasi 5 mengkristal pada pendinginan untuk membentuk basis salep hidrokarbon yang disebut Plastibase atau Jelene Larutan pektin dalam air panas dan agar yang hanya mengandung 2 ndash 5 polisakarida ini mulai menjadi gel pada pendinginan menghentikan 95-98 air interstitial Polimer lain membutuhkan konsentrasi lebih tinggi untuk menjadi gel atau memadat

bull Gel sering berkontraksi (mengerut) jika didiamkan dan beberapa cairan interstitial keluar Fenomena ini disebut sineresis disebabkan kristalisasi lanjutan atau pembentukan titik kontak tambahan antara segmen-segmen polimer pada penyimpanan Dalam kasus gel ireversibel yang terbentuk dengan polimerisasi tiga dimensional sambung silang kontinu atau reaksi polikondensasi mempererat jaringan polimer dan menyusutkan fase padatan

bull Jika tidak cukup polimer yang tersedia untuk membentuk suatu perluasan jaringan serat melalui seluruh larutan ketika terjadi pemisahan fase endapan gelatin mengandung 10 ndash 20 polimer memisah dari pelarut yang hampir murni Komposisi dua fase ini diberikan oleh poin C dan B pada gambar 20-9 Pemisahan fase demikian dapat disebabkan tidak hanya oleh pendinginan larutan di bawah Tc tetapi juga oleh penambahan cairan non-solven dan dengan demikian menaikkan di atas c

bull Dalam kasus larutan polimer dalam air penambahan garam dapat juga menyebabkan pemisahan fase disebut salting out Pemisahan air hidrasi dari polimer disebabkan oleh penambahan sejumlah besar garam (beberapa molal) yang membutuhkan air untuk hidrasi mereka sendiri menaikkan 2 efektif larutan polimer di atas nilai kritisnya 2xc Polielektrolit terutama cenderung untuk salting out Tolak menolak elektrostatik antara segmen-segmen yang berdekatan yang bersama dengan hidrasi menyumbangkan ke kelarutan mereka dalam air dibanjiri oleh penambahan sejumlah besar ion-ion anorganik selanjutnya menyebabkan pengendapan Kombinasi cairan non-solven yang dapat bercampur dengan air dan suatu garam menghasilkan efek salting out yang sinergis

bull Pembentukan gel demikian atau endapan gelatin adalah reversibel Pemanasan gel gelatin atau Plastibase di atas titik lelehnya pendinginan gel metilselulosa di bawah suhu gelasi termalnya dan penambahan lebih banyak pelarut setelah sautu cairan non-solven atau sautu garam menghasilkan pemisahan fase kembali pada sistem dua fase ini menjadi larutan homogen

bull Faktor yang sama yang disebabkan gelasi reversibel atau pemisahan endapan gelatin dari larutan polimer mungkin di bawah kondisi komposisi dan suhu yang berbeda menyebabkan koaservasi yaitu pemisahan droplet kecil kaya polimer fase cairan kedua Pada pendiaman droplet-droplet ini terkadang berkoalesensi Fenomena ini dipelajari terhadap gelatin oleh Bungenberg de Jong

bull Dengan menjaga suhu 50oC untuk menghindari pembentukan gel penambahan alkohol atau natrium sulfat ke larutan gelan dalam air isoelektrik menghasilkan koaservasi Contohnya suatu sistem mengandung 13 gelatin 38 air dan 49 alkohol memisahkan koaservat yang mengandung 27 gelatin 37 airdan 36 alkohol Sistem yang lain dengan komposisi 9 gelatin 80 air dan 11 natrium sulfat memisahkan suatu koaservat terdiri dari 25 gelatin 69 air dan 6 natrium sulfat

bull Di antara sistem cairan polimer-pelarut-non pelarut yang dapat terkoaservasi adalah karet alam-benzen-metanol polistirena ndash xylene-pe-troleum eter etilselulosa-diklormetan-n-heksan Contohnya koaservasi terjadi ketika larutan 9 etilselulosa dalam diklormetan dikombinasikan dengan n heksan 2-4 kali volumenya

bull Koaservasi merupakan salah satu dasar metoda mikroenkapsulasi obat padat atau cair yang secara luas diterapkan secara komersial contohnya dalam pembuatan bentuk sediaan sustained-release Bahan inti yaitu obat yang akan dienkapsulasi harus tersedia sebagai serbuk halus lebih baik jika mikronized atau sebagai suatu cairan yang tidak bercampur Bahan tersebut terdispersi (atau teremulsi) dalam larutan polimer sebelum koaservasi dan harus tidak larut dalam medium cairan Cairan yang terendapkan atau elektrolit salting out ditambahkan dengan pengadukan kontinu

bull Droplet koaservat terbentuk terutama di sekitar partikel inti yang bertindak sebagai nuklei karena sering sebelum penambahan endapan permukaan padatan tersalut oleh lapisan polimer yang teradsorpsi sekalipun suatu yang sangat tipis Pengadukan terus dijaga untuk mencegah droplet koaservat yang meliputi partikel inti dari koalesensi Fase koaservat haruslah cukup cair untuk melapis sempurna sekitar partikel inti tetapi cukup kental untuk menghindari lsquosheared offrsquo permukaan partikel selama pengadukan Untuk mengubah cairan kental amplop koaservat menjadi padatan cangkang polimer kontinu membungkus secara sempurna partikel inti fase koaservat tersebut harus dikeringkan dan dikeraskan Tahap pertama biasanya terdiri dari pendinginan sistem pada suhu di bawa suhu transisi orde ke dua polimer tersebut

bull Pendinginan akan memekatkan menyusutkan dan mengeraskan bahan dinding polimerik Polimer juga dapat disambungsilang untuk menyusutkan dan selanjutnya mengeraskan cangkang mikrokapsul menyebabkan mereka mengeratkan dan mengempis sekitar partikel inti Dinding gelatin biasanya disambungsilang dengan formaldehid yang membentuk jembatan metilen antarmolekul Partikel ter-mikroenkapsulasi dengan cangkangnya masih mengembang dengan pelarut yang dicuci dengan dekantasi dan akhirnya dikeringkan Mikrokapsul komersial mempunyai diameter 5 -500 m dan ketebalan dinding antara 1 ndash 10 m

HIDROGEL

bull Definition

-water insoluble three dimensional network of polimeric chains that are crosslinked

-polimers capable of swelling substantially in aqueous conditions (eghydrophilic)

-polimeric network in which water is dispersed throughout the structure

-typically in the swollen state the mass fraction of water is much higher than the mass fraction of polimer

bull The Cross-links may be physical or chemical

by reaction of one or more monomers with pendant functional groups

1048698Electrostatic hydrogen or van der Waalsinteractions (physical) heating creates a solution

1048698Covalent bonds (chemical)

bull What are polimers

bull Large molecules made by connecting

bull small molecules (called monomers)

bull Principles of polimer Sciencebull 1 Macromolecules structure and properties (molecular mass conformation

andbull configuration)bull 2 Major strategies for synthesis of polimersbull 3 Methods of polimer modificationbull 4 Solid state properties of polimersbull 5 polimers in solutionsbull 6 Methods of polimer characterization in solutionbull 7 Viscosity and viscoelasticity of polimersbull 3bull 8 Polyelectrolytes and polyampholytesbull 9 Cross-linked polimersbull 10 polimer complexesbull 11 Test

• Ilmu Polimer
• Slide 2
• APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI
• Slide 4
• DEFINISI POLIMER
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Ukuran menentukan sifat
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA
• Slide 14
• Slide 15
• BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• LATIHAN SOAL
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN
• Slide 26
• SOAL
• KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL
• Slide 36
• Slide 37
• Slide 38
• Slide 39
• Slide 40
• Slide 41
• Slide 42
• Slide 43
• PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI
• Slide 45
• Slide 46
• Slide 47
• Slide 48
• Slide 49
• Slide 50
• Slide 51
• Slide 52
• Slide 53
• Slide 54
• HIDROGEL
• Slide 56
• Slide 57
• Slide 58

bull Viskositas yang teramati untuk larutan polimer encer jauh lebih besar daripada yang dihitung dari simpul pengeringan bebas menunjukkan bahwa sebagian molekul pelarut bebas di dalam makromolekul tersimpul terperangkap secara mekanis dan ikut tertarik ketika makromolekul bergerak Beberapa pelarut yang tidak membentuk solvasi membentuk bagian satuan aliran selanjutnya meningkatkan ukuran dan tahanan gesekan

bull Postulat Newton pelarut terbuat dari suatu tumpukan paralel lapisan yang sangat tipis Aliran laminar di dalam shear murni terdiri dari lapisan-lapisan yang licin

bull Karena rantai polimer tipis dan fleksibel mereka diatur untuk mengubah kecepatan shear hampir secara instan yaitu lebih cepat daripada waktu respon viskometer Waktu relaksasi pendek ini menghalangi efek histeresis atau tiksotropi Viskositas nyata larutan polimer tidak tergantung pada sejarah shear (lamanya waktu dan tingkatan kecepatan shear dimana larutan polimer diaduk sebelumnya) tetapi juga pada kecepatan aliran shear (dan pada konsentrasi dan temperatur tentu saja)

PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI

bull Gel adalah semipadat yang dikarakterisasi oleh nilai hasil yang relatif tinggi Viskositas plastiknya mungkin rendah tetapi gel mempunyai beberapa elastisitas Gel terdiri dari dua fase kontinu yang berinterpenetrasi Satu padatan terbuat dari partikel yang sangat asimetris dengan luas permukaan tinggi lainnya adalah cairan

bull Fase padatan yang tersebar di dalam gel berair dapat berupa tipe suatu ldquorumah kartu-karturdquo terbuat dari keping-keping tanah liat bentonit setebal 10 ndash 50 Aring yang memiliki sudut bermuatan positif yang menarik muka keping yang bermuatan negatif atau dapat juga terdiri dari benang-benang sabun mikroskopik yang dihasilkan dari kristalisasi molekul sabun menjadi pita-pita Fase cairan menembus perancah padatan memenuhi ruang kosong

bull Larutan polimer cenderung untuk tertata menjadi gel karena solut terdiri dari rantai-rantai panjang dan fleksibel dari ketebalan molekul yang cenderung untuk menjadi belitan saling tarik-menarik dengan gaya valensi sekunder dan terkadang terkristalisasi Ketika polimerisasi tiga dimensi monomer-monomer multifungsional (fungsionalitas ge 3) mencapai suatu konversi yang diberikan gelasi terjadi pada suatu titik tajam ldquotitik gelrdquo Sambung silang molekul-molekul polimer terlarut juga menyebabkan larutan menjadi gel Kedua jenis reaksi tersebut menghasilkan gel permanen saling berhubungan dengan gaya valensi primer

bull Pembentukan gel reversibel larutan polimer hanya melibatkan gaya valensi sekunder terjadi jika solven menjadi sedemikian buruk sehingga polimer terendapkan kontak intermolekuler antara segmen-segmen lebih terbentuk dalam kontak antara segmen-segmen polimer dan molekul solven menyusun titik-titik belitan rantai menjadi sambung silang fisik Jenis pembentukan gel semacam ini terjadi jika temperatur larutan diturunkan 10oC atau lebih di bawah temperatur Misalnya larutan gelatin dalam air mulai menjadi gel jika diturunkan ke suhu sekitar 30oC (titik lebur gel) Suhu ini menurun dengan naiknya konsentrasi Larutan metilselulosa dalam air menjadi gel jika dipanaskan di atas 50oC (gelasi termal) karena polimer tersebut berkurang kelarutannya dalam air panas dan terendapkan

bull Karena kecenderungan untuk terkristalisasi polietilen terpisah dari larutan dalam pelarut organik sebagai padatan kristalin Karena rantai polietilen tunggal memanjang dalam beberapa daerah kristalin dan menyambung mereka gel terbentuk jika konsentrasi polietilen cukup tinggi untuk memenuhi seluruh larutan dengan jaringan kontinu dari rantai yang saling tersambung terhubung bersama oelh kristal-kristal yang digunakan bersama Resin polietilen terlarut dalam minyak mineral panas pada konsentrasi 5 mengkristal pada pendinginan untuk membentuk basis salep hidrokarbon yang disebut Plastibase atau Jelene Larutan pektin dalam air panas dan agar yang hanya mengandung 2 ndash 5 polisakarida ini mulai menjadi gel pada pendinginan menghentikan 95-98 air interstitial Polimer lain membutuhkan konsentrasi lebih tinggi untuk menjadi gel atau memadat

bull Gel sering berkontraksi (mengerut) jika didiamkan dan beberapa cairan interstitial keluar Fenomena ini disebut sineresis disebabkan kristalisasi lanjutan atau pembentukan titik kontak tambahan antara segmen-segmen polimer pada penyimpanan Dalam kasus gel ireversibel yang terbentuk dengan polimerisasi tiga dimensional sambung silang kontinu atau reaksi polikondensasi mempererat jaringan polimer dan menyusutkan fase padatan

bull Jika tidak cukup polimer yang tersedia untuk membentuk suatu perluasan jaringan serat melalui seluruh larutan ketika terjadi pemisahan fase endapan gelatin mengandung 10 ndash 20 polimer memisah dari pelarut yang hampir murni Komposisi dua fase ini diberikan oleh poin C dan B pada gambar 20-9 Pemisahan fase demikian dapat disebabkan tidak hanya oleh pendinginan larutan di bawah Tc tetapi juga oleh penambahan cairan non-solven dan dengan demikian menaikkan di atas c

bull Dalam kasus larutan polimer dalam air penambahan garam dapat juga menyebabkan pemisahan fase disebut salting out Pemisahan air hidrasi dari polimer disebabkan oleh penambahan sejumlah besar garam (beberapa molal) yang membutuhkan air untuk hidrasi mereka sendiri menaikkan 2 efektif larutan polimer di atas nilai kritisnya 2xc Polielektrolit terutama cenderung untuk salting out Tolak menolak elektrostatik antara segmen-segmen yang berdekatan yang bersama dengan hidrasi menyumbangkan ke kelarutan mereka dalam air dibanjiri oleh penambahan sejumlah besar ion-ion anorganik selanjutnya menyebabkan pengendapan Kombinasi cairan non-solven yang dapat bercampur dengan air dan suatu garam menghasilkan efek salting out yang sinergis

bull Pembentukan gel demikian atau endapan gelatin adalah reversibel Pemanasan gel gelatin atau Plastibase di atas titik lelehnya pendinginan gel metilselulosa di bawah suhu gelasi termalnya dan penambahan lebih banyak pelarut setelah sautu cairan non-solven atau sautu garam menghasilkan pemisahan fase kembali pada sistem dua fase ini menjadi larutan homogen

bull Faktor yang sama yang disebabkan gelasi reversibel atau pemisahan endapan gelatin dari larutan polimer mungkin di bawah kondisi komposisi dan suhu yang berbeda menyebabkan koaservasi yaitu pemisahan droplet kecil kaya polimer fase cairan kedua Pada pendiaman droplet-droplet ini terkadang berkoalesensi Fenomena ini dipelajari terhadap gelatin oleh Bungenberg de Jong

bull Dengan menjaga suhu 50oC untuk menghindari pembentukan gel penambahan alkohol atau natrium sulfat ke larutan gelan dalam air isoelektrik menghasilkan koaservasi Contohnya suatu sistem mengandung 13 gelatin 38 air dan 49 alkohol memisahkan koaservat yang mengandung 27 gelatin 37 airdan 36 alkohol Sistem yang lain dengan komposisi 9 gelatin 80 air dan 11 natrium sulfat memisahkan suatu koaservat terdiri dari 25 gelatin 69 air dan 6 natrium sulfat

bull Di antara sistem cairan polimer-pelarut-non pelarut yang dapat terkoaservasi adalah karet alam-benzen-metanol polistirena ndash xylene-pe-troleum eter etilselulosa-diklormetan-n-heksan Contohnya koaservasi terjadi ketika larutan 9 etilselulosa dalam diklormetan dikombinasikan dengan n heksan 2-4 kali volumenya

bull Koaservasi merupakan salah satu dasar metoda mikroenkapsulasi obat padat atau cair yang secara luas diterapkan secara komersial contohnya dalam pembuatan bentuk sediaan sustained-release Bahan inti yaitu obat yang akan dienkapsulasi harus tersedia sebagai serbuk halus lebih baik jika mikronized atau sebagai suatu cairan yang tidak bercampur Bahan tersebut terdispersi (atau teremulsi) dalam larutan polimer sebelum koaservasi dan harus tidak larut dalam medium cairan Cairan yang terendapkan atau elektrolit salting out ditambahkan dengan pengadukan kontinu

bull Droplet koaservat terbentuk terutama di sekitar partikel inti yang bertindak sebagai nuklei karena sering sebelum penambahan endapan permukaan padatan tersalut oleh lapisan polimer yang teradsorpsi sekalipun suatu yang sangat tipis Pengadukan terus dijaga untuk mencegah droplet koaservat yang meliputi partikel inti dari koalesensi Fase koaservat haruslah cukup cair untuk melapis sempurna sekitar partikel inti tetapi cukup kental untuk menghindari lsquosheared offrsquo permukaan partikel selama pengadukan Untuk mengubah cairan kental amplop koaservat menjadi padatan cangkang polimer kontinu membungkus secara sempurna partikel inti fase koaservat tersebut harus dikeringkan dan dikeraskan Tahap pertama biasanya terdiri dari pendinginan sistem pada suhu di bawa suhu transisi orde ke dua polimer tersebut

bull Pendinginan akan memekatkan menyusutkan dan mengeraskan bahan dinding polimerik Polimer juga dapat disambungsilang untuk menyusutkan dan selanjutnya mengeraskan cangkang mikrokapsul menyebabkan mereka mengeratkan dan mengempis sekitar partikel inti Dinding gelatin biasanya disambungsilang dengan formaldehid yang membentuk jembatan metilen antarmolekul Partikel ter-mikroenkapsulasi dengan cangkangnya masih mengembang dengan pelarut yang dicuci dengan dekantasi dan akhirnya dikeringkan Mikrokapsul komersial mempunyai diameter 5 -500 m dan ketebalan dinding antara 1 ndash 10 m

HIDROGEL

bull Definition

-water insoluble three dimensional network of polimeric chains that are crosslinked

-polimers capable of swelling substantially in aqueous conditions (eghydrophilic)

-polimeric network in which water is dispersed throughout the structure

-typically in the swollen state the mass fraction of water is much higher than the mass fraction of polimer

bull The Cross-links may be physical or chemical

by reaction of one or more monomers with pendant functional groups

1048698Electrostatic hydrogen or van der Waalsinteractions (physical) heating creates a solution

1048698Covalent bonds (chemical)

bull What are polimers

bull Large molecules made by connecting

bull small molecules (called monomers)

bull Principles of polimer Sciencebull 1 Macromolecules structure and properties (molecular mass conformation

andbull configuration)bull 2 Major strategies for synthesis of polimersbull 3 Methods of polimer modificationbull 4 Solid state properties of polimersbull 5 polimers in solutionsbull 6 Methods of polimer characterization in solutionbull 7 Viscosity and viscoelasticity of polimersbull 3bull 8 Polyelectrolytes and polyampholytesbull 9 Cross-linked polimersbull 10 polimer complexesbull 11 Test

• Ilmu Polimer
• Slide 2
• APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI
• Slide 4
• DEFINISI POLIMER
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Ukuran menentukan sifat
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA
• Slide 14
• Slide 15
• BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• LATIHAN SOAL
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN
• Slide 26
• SOAL
• KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL
• Slide 36
• Slide 37
• Slide 38
• Slide 39
• Slide 40
• Slide 41
• Slide 42
• Slide 43
• PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI
• Slide 45
• Slide 46
• Slide 47
• Slide 48
• Slide 49
• Slide 50
• Slide 51
• Slide 52
• Slide 53
• Slide 54
• HIDROGEL
• Slide 56
• Slide 57
• Slide 58

bull Karena rantai polimer tipis dan fleksibel mereka diatur untuk mengubah kecepatan shear hampir secara instan yaitu lebih cepat daripada waktu respon viskometer Waktu relaksasi pendek ini menghalangi efek histeresis atau tiksotropi Viskositas nyata larutan polimer tidak tergantung pada sejarah shear (lamanya waktu dan tingkatan kecepatan shear dimana larutan polimer diaduk sebelumnya) tetapi juga pada kecepatan aliran shear (dan pada konsentrasi dan temperatur tentu saja)

PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI

bull Gel adalah semipadat yang dikarakterisasi oleh nilai hasil yang relatif tinggi Viskositas plastiknya mungkin rendah tetapi gel mempunyai beberapa elastisitas Gel terdiri dari dua fase kontinu yang berinterpenetrasi Satu padatan terbuat dari partikel yang sangat asimetris dengan luas permukaan tinggi lainnya adalah cairan

bull Fase padatan yang tersebar di dalam gel berair dapat berupa tipe suatu ldquorumah kartu-karturdquo terbuat dari keping-keping tanah liat bentonit setebal 10 ndash 50 Aring yang memiliki sudut bermuatan positif yang menarik muka keping yang bermuatan negatif atau dapat juga terdiri dari benang-benang sabun mikroskopik yang dihasilkan dari kristalisasi molekul sabun menjadi pita-pita Fase cairan menembus perancah padatan memenuhi ruang kosong

bull Larutan polimer cenderung untuk tertata menjadi gel karena solut terdiri dari rantai-rantai panjang dan fleksibel dari ketebalan molekul yang cenderung untuk menjadi belitan saling tarik-menarik dengan gaya valensi sekunder dan terkadang terkristalisasi Ketika polimerisasi tiga dimensi monomer-monomer multifungsional (fungsionalitas ge 3) mencapai suatu konversi yang diberikan gelasi terjadi pada suatu titik tajam ldquotitik gelrdquo Sambung silang molekul-molekul polimer terlarut juga menyebabkan larutan menjadi gel Kedua jenis reaksi tersebut menghasilkan gel permanen saling berhubungan dengan gaya valensi primer

bull Pembentukan gel reversibel larutan polimer hanya melibatkan gaya valensi sekunder terjadi jika solven menjadi sedemikian buruk sehingga polimer terendapkan kontak intermolekuler antara segmen-segmen lebih terbentuk dalam kontak antara segmen-segmen polimer dan molekul solven menyusun titik-titik belitan rantai menjadi sambung silang fisik Jenis pembentukan gel semacam ini terjadi jika temperatur larutan diturunkan 10oC atau lebih di bawah temperatur Misalnya larutan gelatin dalam air mulai menjadi gel jika diturunkan ke suhu sekitar 30oC (titik lebur gel) Suhu ini menurun dengan naiknya konsentrasi Larutan metilselulosa dalam air menjadi gel jika dipanaskan di atas 50oC (gelasi termal) karena polimer tersebut berkurang kelarutannya dalam air panas dan terendapkan

bull Karena kecenderungan untuk terkristalisasi polietilen terpisah dari larutan dalam pelarut organik sebagai padatan kristalin Karena rantai polietilen tunggal memanjang dalam beberapa daerah kristalin dan menyambung mereka gel terbentuk jika konsentrasi polietilen cukup tinggi untuk memenuhi seluruh larutan dengan jaringan kontinu dari rantai yang saling tersambung terhubung bersama oelh kristal-kristal yang digunakan bersama Resin polietilen terlarut dalam minyak mineral panas pada konsentrasi 5 mengkristal pada pendinginan untuk membentuk basis salep hidrokarbon yang disebut Plastibase atau Jelene Larutan pektin dalam air panas dan agar yang hanya mengandung 2 ndash 5 polisakarida ini mulai menjadi gel pada pendinginan menghentikan 95-98 air interstitial Polimer lain membutuhkan konsentrasi lebih tinggi untuk menjadi gel atau memadat

bull Gel sering berkontraksi (mengerut) jika didiamkan dan beberapa cairan interstitial keluar Fenomena ini disebut sineresis disebabkan kristalisasi lanjutan atau pembentukan titik kontak tambahan antara segmen-segmen polimer pada penyimpanan Dalam kasus gel ireversibel yang terbentuk dengan polimerisasi tiga dimensional sambung silang kontinu atau reaksi polikondensasi mempererat jaringan polimer dan menyusutkan fase padatan

bull Jika tidak cukup polimer yang tersedia untuk membentuk suatu perluasan jaringan serat melalui seluruh larutan ketika terjadi pemisahan fase endapan gelatin mengandung 10 ndash 20 polimer memisah dari pelarut yang hampir murni Komposisi dua fase ini diberikan oleh poin C dan B pada gambar 20-9 Pemisahan fase demikian dapat disebabkan tidak hanya oleh pendinginan larutan di bawah Tc tetapi juga oleh penambahan cairan non-solven dan dengan demikian menaikkan di atas c

bull Dalam kasus larutan polimer dalam air penambahan garam dapat juga menyebabkan pemisahan fase disebut salting out Pemisahan air hidrasi dari polimer disebabkan oleh penambahan sejumlah besar garam (beberapa molal) yang membutuhkan air untuk hidrasi mereka sendiri menaikkan 2 efektif larutan polimer di atas nilai kritisnya 2xc Polielektrolit terutama cenderung untuk salting out Tolak menolak elektrostatik antara segmen-segmen yang berdekatan yang bersama dengan hidrasi menyumbangkan ke kelarutan mereka dalam air dibanjiri oleh penambahan sejumlah besar ion-ion anorganik selanjutnya menyebabkan pengendapan Kombinasi cairan non-solven yang dapat bercampur dengan air dan suatu garam menghasilkan efek salting out yang sinergis

bull Pembentukan gel demikian atau endapan gelatin adalah reversibel Pemanasan gel gelatin atau Plastibase di atas titik lelehnya pendinginan gel metilselulosa di bawah suhu gelasi termalnya dan penambahan lebih banyak pelarut setelah sautu cairan non-solven atau sautu garam menghasilkan pemisahan fase kembali pada sistem dua fase ini menjadi larutan homogen

bull Faktor yang sama yang disebabkan gelasi reversibel atau pemisahan endapan gelatin dari larutan polimer mungkin di bawah kondisi komposisi dan suhu yang berbeda menyebabkan koaservasi yaitu pemisahan droplet kecil kaya polimer fase cairan kedua Pada pendiaman droplet-droplet ini terkadang berkoalesensi Fenomena ini dipelajari terhadap gelatin oleh Bungenberg de Jong

bull Dengan menjaga suhu 50oC untuk menghindari pembentukan gel penambahan alkohol atau natrium sulfat ke larutan gelan dalam air isoelektrik menghasilkan koaservasi Contohnya suatu sistem mengandung 13 gelatin 38 air dan 49 alkohol memisahkan koaservat yang mengandung 27 gelatin 37 airdan 36 alkohol Sistem yang lain dengan komposisi 9 gelatin 80 air dan 11 natrium sulfat memisahkan suatu koaservat terdiri dari 25 gelatin 69 air dan 6 natrium sulfat

bull Di antara sistem cairan polimer-pelarut-non pelarut yang dapat terkoaservasi adalah karet alam-benzen-metanol polistirena ndash xylene-pe-troleum eter etilselulosa-diklormetan-n-heksan Contohnya koaservasi terjadi ketika larutan 9 etilselulosa dalam diklormetan dikombinasikan dengan n heksan 2-4 kali volumenya

bull Koaservasi merupakan salah satu dasar metoda mikroenkapsulasi obat padat atau cair yang secara luas diterapkan secara komersial contohnya dalam pembuatan bentuk sediaan sustained-release Bahan inti yaitu obat yang akan dienkapsulasi harus tersedia sebagai serbuk halus lebih baik jika mikronized atau sebagai suatu cairan yang tidak bercampur Bahan tersebut terdispersi (atau teremulsi) dalam larutan polimer sebelum koaservasi dan harus tidak larut dalam medium cairan Cairan yang terendapkan atau elektrolit salting out ditambahkan dengan pengadukan kontinu

bull Droplet koaservat terbentuk terutama di sekitar partikel inti yang bertindak sebagai nuklei karena sering sebelum penambahan endapan permukaan padatan tersalut oleh lapisan polimer yang teradsorpsi sekalipun suatu yang sangat tipis Pengadukan terus dijaga untuk mencegah droplet koaservat yang meliputi partikel inti dari koalesensi Fase koaservat haruslah cukup cair untuk melapis sempurna sekitar partikel inti tetapi cukup kental untuk menghindari lsquosheared offrsquo permukaan partikel selama pengadukan Untuk mengubah cairan kental amplop koaservat menjadi padatan cangkang polimer kontinu membungkus secara sempurna partikel inti fase koaservat tersebut harus dikeringkan dan dikeraskan Tahap pertama biasanya terdiri dari pendinginan sistem pada suhu di bawa suhu transisi orde ke dua polimer tersebut

bull Pendinginan akan memekatkan menyusutkan dan mengeraskan bahan dinding polimerik Polimer juga dapat disambungsilang untuk menyusutkan dan selanjutnya mengeraskan cangkang mikrokapsul menyebabkan mereka mengeratkan dan mengempis sekitar partikel inti Dinding gelatin biasanya disambungsilang dengan formaldehid yang membentuk jembatan metilen antarmolekul Partikel ter-mikroenkapsulasi dengan cangkangnya masih mengembang dengan pelarut yang dicuci dengan dekantasi dan akhirnya dikeringkan Mikrokapsul komersial mempunyai diameter 5 -500 m dan ketebalan dinding antara 1 ndash 10 m

HIDROGEL

bull Definition

-water insoluble three dimensional network of polimeric chains that are crosslinked

-polimers capable of swelling substantially in aqueous conditions (eghydrophilic)

-polimeric network in which water is dispersed throughout the structure

-typically in the swollen state the mass fraction of water is much higher than the mass fraction of polimer

bull The Cross-links may be physical or chemical

by reaction of one or more monomers with pendant functional groups

1048698Electrostatic hydrogen or van der Waalsinteractions (physical) heating creates a solution

1048698Covalent bonds (chemical)

bull What are polimers

bull Large molecules made by connecting

bull small molecules (called monomers)

bull Principles of polimer Sciencebull 1 Macromolecules structure and properties (molecular mass conformation

andbull configuration)bull 2 Major strategies for synthesis of polimersbull 3 Methods of polimer modificationbull 4 Solid state properties of polimersbull 5 polimers in solutionsbull 6 Methods of polimer characterization in solutionbull 7 Viscosity and viscoelasticity of polimersbull 3bull 8 Polyelectrolytes and polyampholytesbull 9 Cross-linked polimersbull 10 polimer complexesbull 11 Test

• Ilmu Polimer
• Slide 2
• APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI
• Slide 4
• DEFINISI POLIMER
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Ukuran menentukan sifat
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA
• Slide 14
• Slide 15
• BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• LATIHAN SOAL
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN
• Slide 26
• SOAL
• KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL
• Slide 36
• Slide 37
• Slide 38
• Slide 39
• Slide 40
• Slide 41
• Slide 42
• Slide 43
• PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI
• Slide 45
• Slide 46
• Slide 47
• Slide 48
• Slide 49
• Slide 50
• Slide 51
• Slide 52
• Slide 53
• Slide 54
• HIDROGEL
• Slide 56
• Slide 57
• Slide 58

PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI

bull Gel adalah semipadat yang dikarakterisasi oleh nilai hasil yang relatif tinggi Viskositas plastiknya mungkin rendah tetapi gel mempunyai beberapa elastisitas Gel terdiri dari dua fase kontinu yang berinterpenetrasi Satu padatan terbuat dari partikel yang sangat asimetris dengan luas permukaan tinggi lainnya adalah cairan

bull Fase padatan yang tersebar di dalam gel berair dapat berupa tipe suatu ldquorumah kartu-karturdquo terbuat dari keping-keping tanah liat bentonit setebal 10 ndash 50 Aring yang memiliki sudut bermuatan positif yang menarik muka keping yang bermuatan negatif atau dapat juga terdiri dari benang-benang sabun mikroskopik yang dihasilkan dari kristalisasi molekul sabun menjadi pita-pita Fase cairan menembus perancah padatan memenuhi ruang kosong

bull Larutan polimer cenderung untuk tertata menjadi gel karena solut terdiri dari rantai-rantai panjang dan fleksibel dari ketebalan molekul yang cenderung untuk menjadi belitan saling tarik-menarik dengan gaya valensi sekunder dan terkadang terkristalisasi Ketika polimerisasi tiga dimensi monomer-monomer multifungsional (fungsionalitas ge 3) mencapai suatu konversi yang diberikan gelasi terjadi pada suatu titik tajam ldquotitik gelrdquo Sambung silang molekul-molekul polimer terlarut juga menyebabkan larutan menjadi gel Kedua jenis reaksi tersebut menghasilkan gel permanen saling berhubungan dengan gaya valensi primer

bull Pembentukan gel reversibel larutan polimer hanya melibatkan gaya valensi sekunder terjadi jika solven menjadi sedemikian buruk sehingga polimer terendapkan kontak intermolekuler antara segmen-segmen lebih terbentuk dalam kontak antara segmen-segmen polimer dan molekul solven menyusun titik-titik belitan rantai menjadi sambung silang fisik Jenis pembentukan gel semacam ini terjadi jika temperatur larutan diturunkan 10oC atau lebih di bawah temperatur Misalnya larutan gelatin dalam air mulai menjadi gel jika diturunkan ke suhu sekitar 30oC (titik lebur gel) Suhu ini menurun dengan naiknya konsentrasi Larutan metilselulosa dalam air menjadi gel jika dipanaskan di atas 50oC (gelasi termal) karena polimer tersebut berkurang kelarutannya dalam air panas dan terendapkan

bull Karena kecenderungan untuk terkristalisasi polietilen terpisah dari larutan dalam pelarut organik sebagai padatan kristalin Karena rantai polietilen tunggal memanjang dalam beberapa daerah kristalin dan menyambung mereka gel terbentuk jika konsentrasi polietilen cukup tinggi untuk memenuhi seluruh larutan dengan jaringan kontinu dari rantai yang saling tersambung terhubung bersama oelh kristal-kristal yang digunakan bersama Resin polietilen terlarut dalam minyak mineral panas pada konsentrasi 5 mengkristal pada pendinginan untuk membentuk basis salep hidrokarbon yang disebut Plastibase atau Jelene Larutan pektin dalam air panas dan agar yang hanya mengandung 2 ndash 5 polisakarida ini mulai menjadi gel pada pendinginan menghentikan 95-98 air interstitial Polimer lain membutuhkan konsentrasi lebih tinggi untuk menjadi gel atau memadat

bull Gel sering berkontraksi (mengerut) jika didiamkan dan beberapa cairan interstitial keluar Fenomena ini disebut sineresis disebabkan kristalisasi lanjutan atau pembentukan titik kontak tambahan antara segmen-segmen polimer pada penyimpanan Dalam kasus gel ireversibel yang terbentuk dengan polimerisasi tiga dimensional sambung silang kontinu atau reaksi polikondensasi mempererat jaringan polimer dan menyusutkan fase padatan

bull Jika tidak cukup polimer yang tersedia untuk membentuk suatu perluasan jaringan serat melalui seluruh larutan ketika terjadi pemisahan fase endapan gelatin mengandung 10 ndash 20 polimer memisah dari pelarut yang hampir murni Komposisi dua fase ini diberikan oleh poin C dan B pada gambar 20-9 Pemisahan fase demikian dapat disebabkan tidak hanya oleh pendinginan larutan di bawah Tc tetapi juga oleh penambahan cairan non-solven dan dengan demikian menaikkan di atas c

bull Dalam kasus larutan polimer dalam air penambahan garam dapat juga menyebabkan pemisahan fase disebut salting out Pemisahan air hidrasi dari polimer disebabkan oleh penambahan sejumlah besar garam (beberapa molal) yang membutuhkan air untuk hidrasi mereka sendiri menaikkan 2 efektif larutan polimer di atas nilai kritisnya 2xc Polielektrolit terutama cenderung untuk salting out Tolak menolak elektrostatik antara segmen-segmen yang berdekatan yang bersama dengan hidrasi menyumbangkan ke kelarutan mereka dalam air dibanjiri oleh penambahan sejumlah besar ion-ion anorganik selanjutnya menyebabkan pengendapan Kombinasi cairan non-solven yang dapat bercampur dengan air dan suatu garam menghasilkan efek salting out yang sinergis

bull Pembentukan gel demikian atau endapan gelatin adalah reversibel Pemanasan gel gelatin atau Plastibase di atas titik lelehnya pendinginan gel metilselulosa di bawah suhu gelasi termalnya dan penambahan lebih banyak pelarut setelah sautu cairan non-solven atau sautu garam menghasilkan pemisahan fase kembali pada sistem dua fase ini menjadi larutan homogen

bull Faktor yang sama yang disebabkan gelasi reversibel atau pemisahan endapan gelatin dari larutan polimer mungkin di bawah kondisi komposisi dan suhu yang berbeda menyebabkan koaservasi yaitu pemisahan droplet kecil kaya polimer fase cairan kedua Pada pendiaman droplet-droplet ini terkadang berkoalesensi Fenomena ini dipelajari terhadap gelatin oleh Bungenberg de Jong

bull Dengan menjaga suhu 50oC untuk menghindari pembentukan gel penambahan alkohol atau natrium sulfat ke larutan gelan dalam air isoelektrik menghasilkan koaservasi Contohnya suatu sistem mengandung 13 gelatin 38 air dan 49 alkohol memisahkan koaservat yang mengandung 27 gelatin 37 airdan 36 alkohol Sistem yang lain dengan komposisi 9 gelatin 80 air dan 11 natrium sulfat memisahkan suatu koaservat terdiri dari 25 gelatin 69 air dan 6 natrium sulfat

bull Di antara sistem cairan polimer-pelarut-non pelarut yang dapat terkoaservasi adalah karet alam-benzen-metanol polistirena ndash xylene-pe-troleum eter etilselulosa-diklormetan-n-heksan Contohnya koaservasi terjadi ketika larutan 9 etilselulosa dalam diklormetan dikombinasikan dengan n heksan 2-4 kali volumenya

bull Koaservasi merupakan salah satu dasar metoda mikroenkapsulasi obat padat atau cair yang secara luas diterapkan secara komersial contohnya dalam pembuatan bentuk sediaan sustained-release Bahan inti yaitu obat yang akan dienkapsulasi harus tersedia sebagai serbuk halus lebih baik jika mikronized atau sebagai suatu cairan yang tidak bercampur Bahan tersebut terdispersi (atau teremulsi) dalam larutan polimer sebelum koaservasi dan harus tidak larut dalam medium cairan Cairan yang terendapkan atau elektrolit salting out ditambahkan dengan pengadukan kontinu

bull Droplet koaservat terbentuk terutama di sekitar partikel inti yang bertindak sebagai nuklei karena sering sebelum penambahan endapan permukaan padatan tersalut oleh lapisan polimer yang teradsorpsi sekalipun suatu yang sangat tipis Pengadukan terus dijaga untuk mencegah droplet koaservat yang meliputi partikel inti dari koalesensi Fase koaservat haruslah cukup cair untuk melapis sempurna sekitar partikel inti tetapi cukup kental untuk menghindari lsquosheared offrsquo permukaan partikel selama pengadukan Untuk mengubah cairan kental amplop koaservat menjadi padatan cangkang polimer kontinu membungkus secara sempurna partikel inti fase koaservat tersebut harus dikeringkan dan dikeraskan Tahap pertama biasanya terdiri dari pendinginan sistem pada suhu di bawa suhu transisi orde ke dua polimer tersebut

bull Pendinginan akan memekatkan menyusutkan dan mengeraskan bahan dinding polimerik Polimer juga dapat disambungsilang untuk menyusutkan dan selanjutnya mengeraskan cangkang mikrokapsul menyebabkan mereka mengeratkan dan mengempis sekitar partikel inti Dinding gelatin biasanya disambungsilang dengan formaldehid yang membentuk jembatan metilen antarmolekul Partikel ter-mikroenkapsulasi dengan cangkangnya masih mengembang dengan pelarut yang dicuci dengan dekantasi dan akhirnya dikeringkan Mikrokapsul komersial mempunyai diameter 5 -500 m dan ketebalan dinding antara 1 ndash 10 m

HIDROGEL

bull Definition

-water insoluble three dimensional network of polimeric chains that are crosslinked

-polimers capable of swelling substantially in aqueous conditions (eghydrophilic)

-polimeric network in which water is dispersed throughout the structure

-typically in the swollen state the mass fraction of water is much higher than the mass fraction of polimer

bull The Cross-links may be physical or chemical

by reaction of one or more monomers with pendant functional groups

1048698Electrostatic hydrogen or van der Waalsinteractions (physical) heating creates a solution

1048698Covalent bonds (chemical)

bull What are polimers

bull Large molecules made by connecting

bull small molecules (called monomers)

bull Principles of polimer Sciencebull 1 Macromolecules structure and properties (molecular mass conformation

andbull configuration)bull 2 Major strategies for synthesis of polimersbull 3 Methods of polimer modificationbull 4 Solid state properties of polimersbull 5 polimers in solutionsbull 6 Methods of polimer characterization in solutionbull 7 Viscosity and viscoelasticity of polimersbull 3bull 8 Polyelectrolytes and polyampholytesbull 9 Cross-linked polimersbull 10 polimer complexesbull 11 Test

• Ilmu Polimer
• Slide 2
• APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI
• Slide 4
• DEFINISI POLIMER
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Ukuran menentukan sifat
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA
• Slide 14
• Slide 15
• BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• LATIHAN SOAL
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN
• Slide 26
• SOAL
• KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL
• Slide 36
• Slide 37
• Slide 38
• Slide 39
• Slide 40
• Slide 41
• Slide 42
• Slide 43
• PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI
• Slide 45
• Slide 46
• Slide 47
• Slide 48
• Slide 49
• Slide 50
• Slide 51
• Slide 52
• Slide 53
• Slide 54
• HIDROGEL
• Slide 56
• Slide 57
• Slide 58

bull Larutan polimer cenderung untuk tertata menjadi gel karena solut terdiri dari rantai-rantai panjang dan fleksibel dari ketebalan molekul yang cenderung untuk menjadi belitan saling tarik-menarik dengan gaya valensi sekunder dan terkadang terkristalisasi Ketika polimerisasi tiga dimensi monomer-monomer multifungsional (fungsionalitas ge 3) mencapai suatu konversi yang diberikan gelasi terjadi pada suatu titik tajam ldquotitik gelrdquo Sambung silang molekul-molekul polimer terlarut juga menyebabkan larutan menjadi gel Kedua jenis reaksi tersebut menghasilkan gel permanen saling berhubungan dengan gaya valensi primer

bull Pembentukan gel reversibel larutan polimer hanya melibatkan gaya valensi sekunder terjadi jika solven menjadi sedemikian buruk sehingga polimer terendapkan kontak intermolekuler antara segmen-segmen lebih terbentuk dalam kontak antara segmen-segmen polimer dan molekul solven menyusun titik-titik belitan rantai menjadi sambung silang fisik Jenis pembentukan gel semacam ini terjadi jika temperatur larutan diturunkan 10oC atau lebih di bawah temperatur Misalnya larutan gelatin dalam air mulai menjadi gel jika diturunkan ke suhu sekitar 30oC (titik lebur gel) Suhu ini menurun dengan naiknya konsentrasi Larutan metilselulosa dalam air menjadi gel jika dipanaskan di atas 50oC (gelasi termal) karena polimer tersebut berkurang kelarutannya dalam air panas dan terendapkan

bull Karena kecenderungan untuk terkristalisasi polietilen terpisah dari larutan dalam pelarut organik sebagai padatan kristalin Karena rantai polietilen tunggal memanjang dalam beberapa daerah kristalin dan menyambung mereka gel terbentuk jika konsentrasi polietilen cukup tinggi untuk memenuhi seluruh larutan dengan jaringan kontinu dari rantai yang saling tersambung terhubung bersama oelh kristal-kristal yang digunakan bersama Resin polietilen terlarut dalam minyak mineral panas pada konsentrasi 5 mengkristal pada pendinginan untuk membentuk basis salep hidrokarbon yang disebut Plastibase atau Jelene Larutan pektin dalam air panas dan agar yang hanya mengandung 2 ndash 5 polisakarida ini mulai menjadi gel pada pendinginan menghentikan 95-98 air interstitial Polimer lain membutuhkan konsentrasi lebih tinggi untuk menjadi gel atau memadat

bull Gel sering berkontraksi (mengerut) jika didiamkan dan beberapa cairan interstitial keluar Fenomena ini disebut sineresis disebabkan kristalisasi lanjutan atau pembentukan titik kontak tambahan antara segmen-segmen polimer pada penyimpanan Dalam kasus gel ireversibel yang terbentuk dengan polimerisasi tiga dimensional sambung silang kontinu atau reaksi polikondensasi mempererat jaringan polimer dan menyusutkan fase padatan

bull Jika tidak cukup polimer yang tersedia untuk membentuk suatu perluasan jaringan serat melalui seluruh larutan ketika terjadi pemisahan fase endapan gelatin mengandung 10 ndash 20 polimer memisah dari pelarut yang hampir murni Komposisi dua fase ini diberikan oleh poin C dan B pada gambar 20-9 Pemisahan fase demikian dapat disebabkan tidak hanya oleh pendinginan larutan di bawah Tc tetapi juga oleh penambahan cairan non-solven dan dengan demikian menaikkan di atas c

bull Dalam kasus larutan polimer dalam air penambahan garam dapat juga menyebabkan pemisahan fase disebut salting out Pemisahan air hidrasi dari polimer disebabkan oleh penambahan sejumlah besar garam (beberapa molal) yang membutuhkan air untuk hidrasi mereka sendiri menaikkan 2 efektif larutan polimer di atas nilai kritisnya 2xc Polielektrolit terutama cenderung untuk salting out Tolak menolak elektrostatik antara segmen-segmen yang berdekatan yang bersama dengan hidrasi menyumbangkan ke kelarutan mereka dalam air dibanjiri oleh penambahan sejumlah besar ion-ion anorganik selanjutnya menyebabkan pengendapan Kombinasi cairan non-solven yang dapat bercampur dengan air dan suatu garam menghasilkan efek salting out yang sinergis

bull Pembentukan gel demikian atau endapan gelatin adalah reversibel Pemanasan gel gelatin atau Plastibase di atas titik lelehnya pendinginan gel metilselulosa di bawah suhu gelasi termalnya dan penambahan lebih banyak pelarut setelah sautu cairan non-solven atau sautu garam menghasilkan pemisahan fase kembali pada sistem dua fase ini menjadi larutan homogen

bull Faktor yang sama yang disebabkan gelasi reversibel atau pemisahan endapan gelatin dari larutan polimer mungkin di bawah kondisi komposisi dan suhu yang berbeda menyebabkan koaservasi yaitu pemisahan droplet kecil kaya polimer fase cairan kedua Pada pendiaman droplet-droplet ini terkadang berkoalesensi Fenomena ini dipelajari terhadap gelatin oleh Bungenberg de Jong

bull Dengan menjaga suhu 50oC untuk menghindari pembentukan gel penambahan alkohol atau natrium sulfat ke larutan gelan dalam air isoelektrik menghasilkan koaservasi Contohnya suatu sistem mengandung 13 gelatin 38 air dan 49 alkohol memisahkan koaservat yang mengandung 27 gelatin 37 airdan 36 alkohol Sistem yang lain dengan komposisi 9 gelatin 80 air dan 11 natrium sulfat memisahkan suatu koaservat terdiri dari 25 gelatin 69 air dan 6 natrium sulfat

bull Di antara sistem cairan polimer-pelarut-non pelarut yang dapat terkoaservasi adalah karet alam-benzen-metanol polistirena ndash xylene-pe-troleum eter etilselulosa-diklormetan-n-heksan Contohnya koaservasi terjadi ketika larutan 9 etilselulosa dalam diklormetan dikombinasikan dengan n heksan 2-4 kali volumenya

bull Koaservasi merupakan salah satu dasar metoda mikroenkapsulasi obat padat atau cair yang secara luas diterapkan secara komersial contohnya dalam pembuatan bentuk sediaan sustained-release Bahan inti yaitu obat yang akan dienkapsulasi harus tersedia sebagai serbuk halus lebih baik jika mikronized atau sebagai suatu cairan yang tidak bercampur Bahan tersebut terdispersi (atau teremulsi) dalam larutan polimer sebelum koaservasi dan harus tidak larut dalam medium cairan Cairan yang terendapkan atau elektrolit salting out ditambahkan dengan pengadukan kontinu

bull Droplet koaservat terbentuk terutama di sekitar partikel inti yang bertindak sebagai nuklei karena sering sebelum penambahan endapan permukaan padatan tersalut oleh lapisan polimer yang teradsorpsi sekalipun suatu yang sangat tipis Pengadukan terus dijaga untuk mencegah droplet koaservat yang meliputi partikel inti dari koalesensi Fase koaservat haruslah cukup cair untuk melapis sempurna sekitar partikel inti tetapi cukup kental untuk menghindari lsquosheared offrsquo permukaan partikel selama pengadukan Untuk mengubah cairan kental amplop koaservat menjadi padatan cangkang polimer kontinu membungkus secara sempurna partikel inti fase koaservat tersebut harus dikeringkan dan dikeraskan Tahap pertama biasanya terdiri dari pendinginan sistem pada suhu di bawa suhu transisi orde ke dua polimer tersebut

bull Pendinginan akan memekatkan menyusutkan dan mengeraskan bahan dinding polimerik Polimer juga dapat disambungsilang untuk menyusutkan dan selanjutnya mengeraskan cangkang mikrokapsul menyebabkan mereka mengeratkan dan mengempis sekitar partikel inti Dinding gelatin biasanya disambungsilang dengan formaldehid yang membentuk jembatan metilen antarmolekul Partikel ter-mikroenkapsulasi dengan cangkangnya masih mengembang dengan pelarut yang dicuci dengan dekantasi dan akhirnya dikeringkan Mikrokapsul komersial mempunyai diameter 5 -500 m dan ketebalan dinding antara 1 ndash 10 m

HIDROGEL

bull Definition

-water insoluble three dimensional network of polimeric chains that are crosslinked

-polimers capable of swelling substantially in aqueous conditions (eghydrophilic)

-polimeric network in which water is dispersed throughout the structure

-typically in the swollen state the mass fraction of water is much higher than the mass fraction of polimer

bull The Cross-links may be physical or chemical

by reaction of one or more monomers with pendant functional groups

1048698Electrostatic hydrogen or van der Waalsinteractions (physical) heating creates a solution

1048698Covalent bonds (chemical)

bull What are polimers

bull Large molecules made by connecting

bull small molecules (called monomers)

bull Principles of polimer Sciencebull 1 Macromolecules structure and properties (molecular mass conformation

andbull configuration)bull 2 Major strategies for synthesis of polimersbull 3 Methods of polimer modificationbull 4 Solid state properties of polimersbull 5 polimers in solutionsbull 6 Methods of polimer characterization in solutionbull 7 Viscosity and viscoelasticity of polimersbull 3bull 8 Polyelectrolytes and polyampholytesbull 9 Cross-linked polimersbull 10 polimer complexesbull 11 Test

• Ilmu Polimer
• Slide 2
• APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI
• Slide 4
• DEFINISI POLIMER
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Ukuran menentukan sifat
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA
• Slide 14
• Slide 15
• BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• LATIHAN SOAL
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN
• Slide 26
• SOAL
• KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL
• Slide 36
• Slide 37
• Slide 38
• Slide 39
• Slide 40
• Slide 41
• Slide 42
• Slide 43
• PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI
• Slide 45
• Slide 46
• Slide 47
• Slide 48
• Slide 49
• Slide 50
• Slide 51
• Slide 52
• Slide 53
• Slide 54
• HIDROGEL
• Slide 56
• Slide 57
• Slide 58

bull Pembentukan gel reversibel larutan polimer hanya melibatkan gaya valensi sekunder terjadi jika solven menjadi sedemikian buruk sehingga polimer terendapkan kontak intermolekuler antara segmen-segmen lebih terbentuk dalam kontak antara segmen-segmen polimer dan molekul solven menyusun titik-titik belitan rantai menjadi sambung silang fisik Jenis pembentukan gel semacam ini terjadi jika temperatur larutan diturunkan 10oC atau lebih di bawah temperatur Misalnya larutan gelatin dalam air mulai menjadi gel jika diturunkan ke suhu sekitar 30oC (titik lebur gel) Suhu ini menurun dengan naiknya konsentrasi Larutan metilselulosa dalam air menjadi gel jika dipanaskan di atas 50oC (gelasi termal) karena polimer tersebut berkurang kelarutannya dalam air panas dan terendapkan

bull Karena kecenderungan untuk terkristalisasi polietilen terpisah dari larutan dalam pelarut organik sebagai padatan kristalin Karena rantai polietilen tunggal memanjang dalam beberapa daerah kristalin dan menyambung mereka gel terbentuk jika konsentrasi polietilen cukup tinggi untuk memenuhi seluruh larutan dengan jaringan kontinu dari rantai yang saling tersambung terhubung bersama oelh kristal-kristal yang digunakan bersama Resin polietilen terlarut dalam minyak mineral panas pada konsentrasi 5 mengkristal pada pendinginan untuk membentuk basis salep hidrokarbon yang disebut Plastibase atau Jelene Larutan pektin dalam air panas dan agar yang hanya mengandung 2 ndash 5 polisakarida ini mulai menjadi gel pada pendinginan menghentikan 95-98 air interstitial Polimer lain membutuhkan konsentrasi lebih tinggi untuk menjadi gel atau memadat

bull Gel sering berkontraksi (mengerut) jika didiamkan dan beberapa cairan interstitial keluar Fenomena ini disebut sineresis disebabkan kristalisasi lanjutan atau pembentukan titik kontak tambahan antara segmen-segmen polimer pada penyimpanan Dalam kasus gel ireversibel yang terbentuk dengan polimerisasi tiga dimensional sambung silang kontinu atau reaksi polikondensasi mempererat jaringan polimer dan menyusutkan fase padatan

bull Jika tidak cukup polimer yang tersedia untuk membentuk suatu perluasan jaringan serat melalui seluruh larutan ketika terjadi pemisahan fase endapan gelatin mengandung 10 ndash 20 polimer memisah dari pelarut yang hampir murni Komposisi dua fase ini diberikan oleh poin C dan B pada gambar 20-9 Pemisahan fase demikian dapat disebabkan tidak hanya oleh pendinginan larutan di bawah Tc tetapi juga oleh penambahan cairan non-solven dan dengan demikian menaikkan di atas c

bull Dalam kasus larutan polimer dalam air penambahan garam dapat juga menyebabkan pemisahan fase disebut salting out Pemisahan air hidrasi dari polimer disebabkan oleh penambahan sejumlah besar garam (beberapa molal) yang membutuhkan air untuk hidrasi mereka sendiri menaikkan 2 efektif larutan polimer di atas nilai kritisnya 2xc Polielektrolit terutama cenderung untuk salting out Tolak menolak elektrostatik antara segmen-segmen yang berdekatan yang bersama dengan hidrasi menyumbangkan ke kelarutan mereka dalam air dibanjiri oleh penambahan sejumlah besar ion-ion anorganik selanjutnya menyebabkan pengendapan Kombinasi cairan non-solven yang dapat bercampur dengan air dan suatu garam menghasilkan efek salting out yang sinergis

bull Pembentukan gel demikian atau endapan gelatin adalah reversibel Pemanasan gel gelatin atau Plastibase di atas titik lelehnya pendinginan gel metilselulosa di bawah suhu gelasi termalnya dan penambahan lebih banyak pelarut setelah sautu cairan non-solven atau sautu garam menghasilkan pemisahan fase kembali pada sistem dua fase ini menjadi larutan homogen

bull Faktor yang sama yang disebabkan gelasi reversibel atau pemisahan endapan gelatin dari larutan polimer mungkin di bawah kondisi komposisi dan suhu yang berbeda menyebabkan koaservasi yaitu pemisahan droplet kecil kaya polimer fase cairan kedua Pada pendiaman droplet-droplet ini terkadang berkoalesensi Fenomena ini dipelajari terhadap gelatin oleh Bungenberg de Jong

bull Dengan menjaga suhu 50oC untuk menghindari pembentukan gel penambahan alkohol atau natrium sulfat ke larutan gelan dalam air isoelektrik menghasilkan koaservasi Contohnya suatu sistem mengandung 13 gelatin 38 air dan 49 alkohol memisahkan koaservat yang mengandung 27 gelatin 37 airdan 36 alkohol Sistem yang lain dengan komposisi 9 gelatin 80 air dan 11 natrium sulfat memisahkan suatu koaservat terdiri dari 25 gelatin 69 air dan 6 natrium sulfat

bull Di antara sistem cairan polimer-pelarut-non pelarut yang dapat terkoaservasi adalah karet alam-benzen-metanol polistirena ndash xylene-pe-troleum eter etilselulosa-diklormetan-n-heksan Contohnya koaservasi terjadi ketika larutan 9 etilselulosa dalam diklormetan dikombinasikan dengan n heksan 2-4 kali volumenya

bull Koaservasi merupakan salah satu dasar metoda mikroenkapsulasi obat padat atau cair yang secara luas diterapkan secara komersial contohnya dalam pembuatan bentuk sediaan sustained-release Bahan inti yaitu obat yang akan dienkapsulasi harus tersedia sebagai serbuk halus lebih baik jika mikronized atau sebagai suatu cairan yang tidak bercampur Bahan tersebut terdispersi (atau teremulsi) dalam larutan polimer sebelum koaservasi dan harus tidak larut dalam medium cairan Cairan yang terendapkan atau elektrolit salting out ditambahkan dengan pengadukan kontinu

bull Droplet koaservat terbentuk terutama di sekitar partikel inti yang bertindak sebagai nuklei karena sering sebelum penambahan endapan permukaan padatan tersalut oleh lapisan polimer yang teradsorpsi sekalipun suatu yang sangat tipis Pengadukan terus dijaga untuk mencegah droplet koaservat yang meliputi partikel inti dari koalesensi Fase koaservat haruslah cukup cair untuk melapis sempurna sekitar partikel inti tetapi cukup kental untuk menghindari lsquosheared offrsquo permukaan partikel selama pengadukan Untuk mengubah cairan kental amplop koaservat menjadi padatan cangkang polimer kontinu membungkus secara sempurna partikel inti fase koaservat tersebut harus dikeringkan dan dikeraskan Tahap pertama biasanya terdiri dari pendinginan sistem pada suhu di bawa suhu transisi orde ke dua polimer tersebut

bull Pendinginan akan memekatkan menyusutkan dan mengeraskan bahan dinding polimerik Polimer juga dapat disambungsilang untuk menyusutkan dan selanjutnya mengeraskan cangkang mikrokapsul menyebabkan mereka mengeratkan dan mengempis sekitar partikel inti Dinding gelatin biasanya disambungsilang dengan formaldehid yang membentuk jembatan metilen antarmolekul Partikel ter-mikroenkapsulasi dengan cangkangnya masih mengembang dengan pelarut yang dicuci dengan dekantasi dan akhirnya dikeringkan Mikrokapsul komersial mempunyai diameter 5 -500 m dan ketebalan dinding antara 1 ndash 10 m

HIDROGEL

bull Definition

-water insoluble three dimensional network of polimeric chains that are crosslinked

-polimers capable of swelling substantially in aqueous conditions (eghydrophilic)

-polimeric network in which water is dispersed throughout the structure

-typically in the swollen state the mass fraction of water is much higher than the mass fraction of polimer

bull The Cross-links may be physical or chemical

by reaction of one or more monomers with pendant functional groups

1048698Electrostatic hydrogen or van der Waalsinteractions (physical) heating creates a solution

1048698Covalent bonds (chemical)

bull What are polimers

bull Large molecules made by connecting

bull small molecules (called monomers)

bull Principles of polimer Sciencebull 1 Macromolecules structure and properties (molecular mass conformation

andbull configuration)bull 2 Major strategies for synthesis of polimersbull 3 Methods of polimer modificationbull 4 Solid state properties of polimersbull 5 polimers in solutionsbull 6 Methods of polimer characterization in solutionbull 7 Viscosity and viscoelasticity of polimersbull 3bull 8 Polyelectrolytes and polyampholytesbull 9 Cross-linked polimersbull 10 polimer complexesbull 11 Test

• Ilmu Polimer
• Slide 2
• APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI
• Slide 4
• DEFINISI POLIMER
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Ukuran menentukan sifat
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA
• Slide 14
• Slide 15
• BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• LATIHAN SOAL
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN
• Slide 26
• SOAL
• KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL
• Slide 36
• Slide 37
• Slide 38
• Slide 39
• Slide 40
• Slide 41
• Slide 42
• Slide 43
• PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI
• Slide 45
• Slide 46
• Slide 47
• Slide 48
• Slide 49
• Slide 50
• Slide 51
• Slide 52
• Slide 53
• Slide 54
• HIDROGEL
• Slide 56
• Slide 57
• Slide 58

bull Karena kecenderungan untuk terkristalisasi polietilen terpisah dari larutan dalam pelarut organik sebagai padatan kristalin Karena rantai polietilen tunggal memanjang dalam beberapa daerah kristalin dan menyambung mereka gel terbentuk jika konsentrasi polietilen cukup tinggi untuk memenuhi seluruh larutan dengan jaringan kontinu dari rantai yang saling tersambung terhubung bersama oelh kristal-kristal yang digunakan bersama Resin polietilen terlarut dalam minyak mineral panas pada konsentrasi 5 mengkristal pada pendinginan untuk membentuk basis salep hidrokarbon yang disebut Plastibase atau Jelene Larutan pektin dalam air panas dan agar yang hanya mengandung 2 ndash 5 polisakarida ini mulai menjadi gel pada pendinginan menghentikan 95-98 air interstitial Polimer lain membutuhkan konsentrasi lebih tinggi untuk menjadi gel atau memadat

bull Gel sering berkontraksi (mengerut) jika didiamkan dan beberapa cairan interstitial keluar Fenomena ini disebut sineresis disebabkan kristalisasi lanjutan atau pembentukan titik kontak tambahan antara segmen-segmen polimer pada penyimpanan Dalam kasus gel ireversibel yang terbentuk dengan polimerisasi tiga dimensional sambung silang kontinu atau reaksi polikondensasi mempererat jaringan polimer dan menyusutkan fase padatan

bull Jika tidak cukup polimer yang tersedia untuk membentuk suatu perluasan jaringan serat melalui seluruh larutan ketika terjadi pemisahan fase endapan gelatin mengandung 10 ndash 20 polimer memisah dari pelarut yang hampir murni Komposisi dua fase ini diberikan oleh poin C dan B pada gambar 20-9 Pemisahan fase demikian dapat disebabkan tidak hanya oleh pendinginan larutan di bawah Tc tetapi juga oleh penambahan cairan non-solven dan dengan demikian menaikkan di atas c

bull Dalam kasus larutan polimer dalam air penambahan garam dapat juga menyebabkan pemisahan fase disebut salting out Pemisahan air hidrasi dari polimer disebabkan oleh penambahan sejumlah besar garam (beberapa molal) yang membutuhkan air untuk hidrasi mereka sendiri menaikkan 2 efektif larutan polimer di atas nilai kritisnya 2xc Polielektrolit terutama cenderung untuk salting out Tolak menolak elektrostatik antara segmen-segmen yang berdekatan yang bersama dengan hidrasi menyumbangkan ke kelarutan mereka dalam air dibanjiri oleh penambahan sejumlah besar ion-ion anorganik selanjutnya menyebabkan pengendapan Kombinasi cairan non-solven yang dapat bercampur dengan air dan suatu garam menghasilkan efek salting out yang sinergis

bull Pembentukan gel demikian atau endapan gelatin adalah reversibel Pemanasan gel gelatin atau Plastibase di atas titik lelehnya pendinginan gel metilselulosa di bawah suhu gelasi termalnya dan penambahan lebih banyak pelarut setelah sautu cairan non-solven atau sautu garam menghasilkan pemisahan fase kembali pada sistem dua fase ini menjadi larutan homogen

bull Faktor yang sama yang disebabkan gelasi reversibel atau pemisahan endapan gelatin dari larutan polimer mungkin di bawah kondisi komposisi dan suhu yang berbeda menyebabkan koaservasi yaitu pemisahan droplet kecil kaya polimer fase cairan kedua Pada pendiaman droplet-droplet ini terkadang berkoalesensi Fenomena ini dipelajari terhadap gelatin oleh Bungenberg de Jong

bull Dengan menjaga suhu 50oC untuk menghindari pembentukan gel penambahan alkohol atau natrium sulfat ke larutan gelan dalam air isoelektrik menghasilkan koaservasi Contohnya suatu sistem mengandung 13 gelatin 38 air dan 49 alkohol memisahkan koaservat yang mengandung 27 gelatin 37 airdan 36 alkohol Sistem yang lain dengan komposisi 9 gelatin 80 air dan 11 natrium sulfat memisahkan suatu koaservat terdiri dari 25 gelatin 69 air dan 6 natrium sulfat

bull Di antara sistem cairan polimer-pelarut-non pelarut yang dapat terkoaservasi adalah karet alam-benzen-metanol polistirena ndash xylene-pe-troleum eter etilselulosa-diklormetan-n-heksan Contohnya koaservasi terjadi ketika larutan 9 etilselulosa dalam diklormetan dikombinasikan dengan n heksan 2-4 kali volumenya

bull Koaservasi merupakan salah satu dasar metoda mikroenkapsulasi obat padat atau cair yang secara luas diterapkan secara komersial contohnya dalam pembuatan bentuk sediaan sustained-release Bahan inti yaitu obat yang akan dienkapsulasi harus tersedia sebagai serbuk halus lebih baik jika mikronized atau sebagai suatu cairan yang tidak bercampur Bahan tersebut terdispersi (atau teremulsi) dalam larutan polimer sebelum koaservasi dan harus tidak larut dalam medium cairan Cairan yang terendapkan atau elektrolit salting out ditambahkan dengan pengadukan kontinu

bull Droplet koaservat terbentuk terutama di sekitar partikel inti yang bertindak sebagai nuklei karena sering sebelum penambahan endapan permukaan padatan tersalut oleh lapisan polimer yang teradsorpsi sekalipun suatu yang sangat tipis Pengadukan terus dijaga untuk mencegah droplet koaservat yang meliputi partikel inti dari koalesensi Fase koaservat haruslah cukup cair untuk melapis sempurna sekitar partikel inti tetapi cukup kental untuk menghindari lsquosheared offrsquo permukaan partikel selama pengadukan Untuk mengubah cairan kental amplop koaservat menjadi padatan cangkang polimer kontinu membungkus secara sempurna partikel inti fase koaservat tersebut harus dikeringkan dan dikeraskan Tahap pertama biasanya terdiri dari pendinginan sistem pada suhu di bawa suhu transisi orde ke dua polimer tersebut

bull Pendinginan akan memekatkan menyusutkan dan mengeraskan bahan dinding polimerik Polimer juga dapat disambungsilang untuk menyusutkan dan selanjutnya mengeraskan cangkang mikrokapsul menyebabkan mereka mengeratkan dan mengempis sekitar partikel inti Dinding gelatin biasanya disambungsilang dengan formaldehid yang membentuk jembatan metilen antarmolekul Partikel ter-mikroenkapsulasi dengan cangkangnya masih mengembang dengan pelarut yang dicuci dengan dekantasi dan akhirnya dikeringkan Mikrokapsul komersial mempunyai diameter 5 -500 m dan ketebalan dinding antara 1 ndash 10 m

HIDROGEL

bull Definition

-water insoluble three dimensional network of polimeric chains that are crosslinked

-polimers capable of swelling substantially in aqueous conditions (eghydrophilic)

-polimeric network in which water is dispersed throughout the structure

-typically in the swollen state the mass fraction of water is much higher than the mass fraction of polimer

bull The Cross-links may be physical or chemical

by reaction of one or more monomers with pendant functional groups

1048698Electrostatic hydrogen or van der Waalsinteractions (physical) heating creates a solution

1048698Covalent bonds (chemical)

bull What are polimers

bull Large molecules made by connecting

bull small molecules (called monomers)

bull Principles of polimer Sciencebull 1 Macromolecules structure and properties (molecular mass conformation

andbull configuration)bull 2 Major strategies for synthesis of polimersbull 3 Methods of polimer modificationbull 4 Solid state properties of polimersbull 5 polimers in solutionsbull 6 Methods of polimer characterization in solutionbull 7 Viscosity and viscoelasticity of polimersbull 3bull 8 Polyelectrolytes and polyampholytesbull 9 Cross-linked polimersbull 10 polimer complexesbull 11 Test

• Ilmu Polimer
• Slide 2
• APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI
• Slide 4
• DEFINISI POLIMER
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Ukuran menentukan sifat
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA
• Slide 14
• Slide 15
• BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• LATIHAN SOAL
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN
• Slide 26
• SOAL
• KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL
• Slide 36
• Slide 37
• Slide 38
• Slide 39
• Slide 40
• Slide 41
• Slide 42
• Slide 43
• PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI
• Slide 45
• Slide 46
• Slide 47
• Slide 48
• Slide 49
• Slide 50
• Slide 51
• Slide 52
• Slide 53
• Slide 54
• HIDROGEL
• Slide 56
• Slide 57
• Slide 58

bull Gel sering berkontraksi (mengerut) jika didiamkan dan beberapa cairan interstitial keluar Fenomena ini disebut sineresis disebabkan kristalisasi lanjutan atau pembentukan titik kontak tambahan antara segmen-segmen polimer pada penyimpanan Dalam kasus gel ireversibel yang terbentuk dengan polimerisasi tiga dimensional sambung silang kontinu atau reaksi polikondensasi mempererat jaringan polimer dan menyusutkan fase padatan

bull Jika tidak cukup polimer yang tersedia untuk membentuk suatu perluasan jaringan serat melalui seluruh larutan ketika terjadi pemisahan fase endapan gelatin mengandung 10 ndash 20 polimer memisah dari pelarut yang hampir murni Komposisi dua fase ini diberikan oleh poin C dan B pada gambar 20-9 Pemisahan fase demikian dapat disebabkan tidak hanya oleh pendinginan larutan di bawah Tc tetapi juga oleh penambahan cairan non-solven dan dengan demikian menaikkan di atas c

bull Dalam kasus larutan polimer dalam air penambahan garam dapat juga menyebabkan pemisahan fase disebut salting out Pemisahan air hidrasi dari polimer disebabkan oleh penambahan sejumlah besar garam (beberapa molal) yang membutuhkan air untuk hidrasi mereka sendiri menaikkan 2 efektif larutan polimer di atas nilai kritisnya 2xc Polielektrolit terutama cenderung untuk salting out Tolak menolak elektrostatik antara segmen-segmen yang berdekatan yang bersama dengan hidrasi menyumbangkan ke kelarutan mereka dalam air dibanjiri oleh penambahan sejumlah besar ion-ion anorganik selanjutnya menyebabkan pengendapan Kombinasi cairan non-solven yang dapat bercampur dengan air dan suatu garam menghasilkan efek salting out yang sinergis

bull Pembentukan gel demikian atau endapan gelatin adalah reversibel Pemanasan gel gelatin atau Plastibase di atas titik lelehnya pendinginan gel metilselulosa di bawah suhu gelasi termalnya dan penambahan lebih banyak pelarut setelah sautu cairan non-solven atau sautu garam menghasilkan pemisahan fase kembali pada sistem dua fase ini menjadi larutan homogen

bull Faktor yang sama yang disebabkan gelasi reversibel atau pemisahan endapan gelatin dari larutan polimer mungkin di bawah kondisi komposisi dan suhu yang berbeda menyebabkan koaservasi yaitu pemisahan droplet kecil kaya polimer fase cairan kedua Pada pendiaman droplet-droplet ini terkadang berkoalesensi Fenomena ini dipelajari terhadap gelatin oleh Bungenberg de Jong

bull Dengan menjaga suhu 50oC untuk menghindari pembentukan gel penambahan alkohol atau natrium sulfat ke larutan gelan dalam air isoelektrik menghasilkan koaservasi Contohnya suatu sistem mengandung 13 gelatin 38 air dan 49 alkohol memisahkan koaservat yang mengandung 27 gelatin 37 airdan 36 alkohol Sistem yang lain dengan komposisi 9 gelatin 80 air dan 11 natrium sulfat memisahkan suatu koaservat terdiri dari 25 gelatin 69 air dan 6 natrium sulfat

bull Di antara sistem cairan polimer-pelarut-non pelarut yang dapat terkoaservasi adalah karet alam-benzen-metanol polistirena ndash xylene-pe-troleum eter etilselulosa-diklormetan-n-heksan Contohnya koaservasi terjadi ketika larutan 9 etilselulosa dalam diklormetan dikombinasikan dengan n heksan 2-4 kali volumenya

bull Koaservasi merupakan salah satu dasar metoda mikroenkapsulasi obat padat atau cair yang secara luas diterapkan secara komersial contohnya dalam pembuatan bentuk sediaan sustained-release Bahan inti yaitu obat yang akan dienkapsulasi harus tersedia sebagai serbuk halus lebih baik jika mikronized atau sebagai suatu cairan yang tidak bercampur Bahan tersebut terdispersi (atau teremulsi) dalam larutan polimer sebelum koaservasi dan harus tidak larut dalam medium cairan Cairan yang terendapkan atau elektrolit salting out ditambahkan dengan pengadukan kontinu

bull Droplet koaservat terbentuk terutama di sekitar partikel inti yang bertindak sebagai nuklei karena sering sebelum penambahan endapan permukaan padatan tersalut oleh lapisan polimer yang teradsorpsi sekalipun suatu yang sangat tipis Pengadukan terus dijaga untuk mencegah droplet koaservat yang meliputi partikel inti dari koalesensi Fase koaservat haruslah cukup cair untuk melapis sempurna sekitar partikel inti tetapi cukup kental untuk menghindari lsquosheared offrsquo permukaan partikel selama pengadukan Untuk mengubah cairan kental amplop koaservat menjadi padatan cangkang polimer kontinu membungkus secara sempurna partikel inti fase koaservat tersebut harus dikeringkan dan dikeraskan Tahap pertama biasanya terdiri dari pendinginan sistem pada suhu di bawa suhu transisi orde ke dua polimer tersebut

bull Pendinginan akan memekatkan menyusutkan dan mengeraskan bahan dinding polimerik Polimer juga dapat disambungsilang untuk menyusutkan dan selanjutnya mengeraskan cangkang mikrokapsul menyebabkan mereka mengeratkan dan mengempis sekitar partikel inti Dinding gelatin biasanya disambungsilang dengan formaldehid yang membentuk jembatan metilen antarmolekul Partikel ter-mikroenkapsulasi dengan cangkangnya masih mengembang dengan pelarut yang dicuci dengan dekantasi dan akhirnya dikeringkan Mikrokapsul komersial mempunyai diameter 5 -500 m dan ketebalan dinding antara 1 ndash 10 m

HIDROGEL

bull Definition

-water insoluble three dimensional network of polimeric chains that are crosslinked

-polimers capable of swelling substantially in aqueous conditions (eghydrophilic)

-polimeric network in which water is dispersed throughout the structure

-typically in the swollen state the mass fraction of water is much higher than the mass fraction of polimer

bull The Cross-links may be physical or chemical

by reaction of one or more monomers with pendant functional groups

1048698Electrostatic hydrogen or van der Waalsinteractions (physical) heating creates a solution

1048698Covalent bonds (chemical)

bull What are polimers

bull Large molecules made by connecting

bull small molecules (called monomers)

bull Principles of polimer Sciencebull 1 Macromolecules structure and properties (molecular mass conformation

andbull configuration)bull 2 Major strategies for synthesis of polimersbull 3 Methods of polimer modificationbull 4 Solid state properties of polimersbull 5 polimers in solutionsbull 6 Methods of polimer characterization in solutionbull 7 Viscosity and viscoelasticity of polimersbull 3bull 8 Polyelectrolytes and polyampholytesbull 9 Cross-linked polimersbull 10 polimer complexesbull 11 Test

• Ilmu Polimer
• Slide 2
• APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI
• Slide 4
• DEFINISI POLIMER
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Ukuran menentukan sifat
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA
• Slide 14
• Slide 15
• BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• LATIHAN SOAL
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN
• Slide 26
• SOAL
• KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL
• Slide 36
• Slide 37
• Slide 38
• Slide 39
• Slide 40
• Slide 41
• Slide 42
• Slide 43
• PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI
• Slide 45
• Slide 46
• Slide 47
• Slide 48
• Slide 49
• Slide 50
• Slide 51
• Slide 52
• Slide 53
• Slide 54
• HIDROGEL
• Slide 56
• Slide 57
• Slide 58

bull Dalam kasus larutan polimer dalam air penambahan garam dapat juga menyebabkan pemisahan fase disebut salting out Pemisahan air hidrasi dari polimer disebabkan oleh penambahan sejumlah besar garam (beberapa molal) yang membutuhkan air untuk hidrasi mereka sendiri menaikkan 2 efektif larutan polimer di atas nilai kritisnya 2xc Polielektrolit terutama cenderung untuk salting out Tolak menolak elektrostatik antara segmen-segmen yang berdekatan yang bersama dengan hidrasi menyumbangkan ke kelarutan mereka dalam air dibanjiri oleh penambahan sejumlah besar ion-ion anorganik selanjutnya menyebabkan pengendapan Kombinasi cairan non-solven yang dapat bercampur dengan air dan suatu garam menghasilkan efek salting out yang sinergis

bull Pembentukan gel demikian atau endapan gelatin adalah reversibel Pemanasan gel gelatin atau Plastibase di atas titik lelehnya pendinginan gel metilselulosa di bawah suhu gelasi termalnya dan penambahan lebih banyak pelarut setelah sautu cairan non-solven atau sautu garam menghasilkan pemisahan fase kembali pada sistem dua fase ini menjadi larutan homogen

bull Faktor yang sama yang disebabkan gelasi reversibel atau pemisahan endapan gelatin dari larutan polimer mungkin di bawah kondisi komposisi dan suhu yang berbeda menyebabkan koaservasi yaitu pemisahan droplet kecil kaya polimer fase cairan kedua Pada pendiaman droplet-droplet ini terkadang berkoalesensi Fenomena ini dipelajari terhadap gelatin oleh Bungenberg de Jong

bull Dengan menjaga suhu 50oC untuk menghindari pembentukan gel penambahan alkohol atau natrium sulfat ke larutan gelan dalam air isoelektrik menghasilkan koaservasi Contohnya suatu sistem mengandung 13 gelatin 38 air dan 49 alkohol memisahkan koaservat yang mengandung 27 gelatin 37 airdan 36 alkohol Sistem yang lain dengan komposisi 9 gelatin 80 air dan 11 natrium sulfat memisahkan suatu koaservat terdiri dari 25 gelatin 69 air dan 6 natrium sulfat

bull Di antara sistem cairan polimer-pelarut-non pelarut yang dapat terkoaservasi adalah karet alam-benzen-metanol polistirena ndash xylene-pe-troleum eter etilselulosa-diklormetan-n-heksan Contohnya koaservasi terjadi ketika larutan 9 etilselulosa dalam diklormetan dikombinasikan dengan n heksan 2-4 kali volumenya

bull Koaservasi merupakan salah satu dasar metoda mikroenkapsulasi obat padat atau cair yang secara luas diterapkan secara komersial contohnya dalam pembuatan bentuk sediaan sustained-release Bahan inti yaitu obat yang akan dienkapsulasi harus tersedia sebagai serbuk halus lebih baik jika mikronized atau sebagai suatu cairan yang tidak bercampur Bahan tersebut terdispersi (atau teremulsi) dalam larutan polimer sebelum koaservasi dan harus tidak larut dalam medium cairan Cairan yang terendapkan atau elektrolit salting out ditambahkan dengan pengadukan kontinu

bull Droplet koaservat terbentuk terutama di sekitar partikel inti yang bertindak sebagai nuklei karena sering sebelum penambahan endapan permukaan padatan tersalut oleh lapisan polimer yang teradsorpsi sekalipun suatu yang sangat tipis Pengadukan terus dijaga untuk mencegah droplet koaservat yang meliputi partikel inti dari koalesensi Fase koaservat haruslah cukup cair untuk melapis sempurna sekitar partikel inti tetapi cukup kental untuk menghindari lsquosheared offrsquo permukaan partikel selama pengadukan Untuk mengubah cairan kental amplop koaservat menjadi padatan cangkang polimer kontinu membungkus secara sempurna partikel inti fase koaservat tersebut harus dikeringkan dan dikeraskan Tahap pertama biasanya terdiri dari pendinginan sistem pada suhu di bawa suhu transisi orde ke dua polimer tersebut

bull Pendinginan akan memekatkan menyusutkan dan mengeraskan bahan dinding polimerik Polimer juga dapat disambungsilang untuk menyusutkan dan selanjutnya mengeraskan cangkang mikrokapsul menyebabkan mereka mengeratkan dan mengempis sekitar partikel inti Dinding gelatin biasanya disambungsilang dengan formaldehid yang membentuk jembatan metilen antarmolekul Partikel ter-mikroenkapsulasi dengan cangkangnya masih mengembang dengan pelarut yang dicuci dengan dekantasi dan akhirnya dikeringkan Mikrokapsul komersial mempunyai diameter 5 -500 m dan ketebalan dinding antara 1 ndash 10 m

HIDROGEL

bull Definition

-water insoluble three dimensional network of polimeric chains that are crosslinked

-polimers capable of swelling substantially in aqueous conditions (eghydrophilic)

-polimeric network in which water is dispersed throughout the structure

-typically in the swollen state the mass fraction of water is much higher than the mass fraction of polimer

bull The Cross-links may be physical or chemical

by reaction of one or more monomers with pendant functional groups

1048698Electrostatic hydrogen or van der Waalsinteractions (physical) heating creates a solution

1048698Covalent bonds (chemical)

bull What are polimers

bull Large molecules made by connecting

bull small molecules (called monomers)

bull Principles of polimer Sciencebull 1 Macromolecules structure and properties (molecular mass conformation

andbull configuration)bull 2 Major strategies for synthesis of polimersbull 3 Methods of polimer modificationbull 4 Solid state properties of polimersbull 5 polimers in solutionsbull 6 Methods of polimer characterization in solutionbull 7 Viscosity and viscoelasticity of polimersbull 3bull 8 Polyelectrolytes and polyampholytesbull 9 Cross-linked polimersbull 10 polimer complexesbull 11 Test

• Ilmu Polimer
• Slide 2
• APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI
• Slide 4
• DEFINISI POLIMER
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Ukuran menentukan sifat
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA
• Slide 14
• Slide 15
• BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• LATIHAN SOAL
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN
• Slide 26
• SOAL
• KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL
• Slide 36
• Slide 37
• Slide 38
• Slide 39
• Slide 40
• Slide 41
• Slide 42
• Slide 43
• PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI
• Slide 45
• Slide 46
• Slide 47
• Slide 48
• Slide 49
• Slide 50
• Slide 51
• Slide 52
• Slide 53
• Slide 54
• HIDROGEL
• Slide 56
• Slide 57
• Slide 58

bull Pembentukan gel demikian atau endapan gelatin adalah reversibel Pemanasan gel gelatin atau Plastibase di atas titik lelehnya pendinginan gel metilselulosa di bawah suhu gelasi termalnya dan penambahan lebih banyak pelarut setelah sautu cairan non-solven atau sautu garam menghasilkan pemisahan fase kembali pada sistem dua fase ini menjadi larutan homogen

bull Faktor yang sama yang disebabkan gelasi reversibel atau pemisahan endapan gelatin dari larutan polimer mungkin di bawah kondisi komposisi dan suhu yang berbeda menyebabkan koaservasi yaitu pemisahan droplet kecil kaya polimer fase cairan kedua Pada pendiaman droplet-droplet ini terkadang berkoalesensi Fenomena ini dipelajari terhadap gelatin oleh Bungenberg de Jong

bull Dengan menjaga suhu 50oC untuk menghindari pembentukan gel penambahan alkohol atau natrium sulfat ke larutan gelan dalam air isoelektrik menghasilkan koaservasi Contohnya suatu sistem mengandung 13 gelatin 38 air dan 49 alkohol memisahkan koaservat yang mengandung 27 gelatin 37 airdan 36 alkohol Sistem yang lain dengan komposisi 9 gelatin 80 air dan 11 natrium sulfat memisahkan suatu koaservat terdiri dari 25 gelatin 69 air dan 6 natrium sulfat

bull Di antara sistem cairan polimer-pelarut-non pelarut yang dapat terkoaservasi adalah karet alam-benzen-metanol polistirena ndash xylene-pe-troleum eter etilselulosa-diklormetan-n-heksan Contohnya koaservasi terjadi ketika larutan 9 etilselulosa dalam diklormetan dikombinasikan dengan n heksan 2-4 kali volumenya

bull Koaservasi merupakan salah satu dasar metoda mikroenkapsulasi obat padat atau cair yang secara luas diterapkan secara komersial contohnya dalam pembuatan bentuk sediaan sustained-release Bahan inti yaitu obat yang akan dienkapsulasi harus tersedia sebagai serbuk halus lebih baik jika mikronized atau sebagai suatu cairan yang tidak bercampur Bahan tersebut terdispersi (atau teremulsi) dalam larutan polimer sebelum koaservasi dan harus tidak larut dalam medium cairan Cairan yang terendapkan atau elektrolit salting out ditambahkan dengan pengadukan kontinu

bull Droplet koaservat terbentuk terutama di sekitar partikel inti yang bertindak sebagai nuklei karena sering sebelum penambahan endapan permukaan padatan tersalut oleh lapisan polimer yang teradsorpsi sekalipun suatu yang sangat tipis Pengadukan terus dijaga untuk mencegah droplet koaservat yang meliputi partikel inti dari koalesensi Fase koaservat haruslah cukup cair untuk melapis sempurna sekitar partikel inti tetapi cukup kental untuk menghindari lsquosheared offrsquo permukaan partikel selama pengadukan Untuk mengubah cairan kental amplop koaservat menjadi padatan cangkang polimer kontinu membungkus secara sempurna partikel inti fase koaservat tersebut harus dikeringkan dan dikeraskan Tahap pertama biasanya terdiri dari pendinginan sistem pada suhu di bawa suhu transisi orde ke dua polimer tersebut

bull Pendinginan akan memekatkan menyusutkan dan mengeraskan bahan dinding polimerik Polimer juga dapat disambungsilang untuk menyusutkan dan selanjutnya mengeraskan cangkang mikrokapsul menyebabkan mereka mengeratkan dan mengempis sekitar partikel inti Dinding gelatin biasanya disambungsilang dengan formaldehid yang membentuk jembatan metilen antarmolekul Partikel ter-mikroenkapsulasi dengan cangkangnya masih mengembang dengan pelarut yang dicuci dengan dekantasi dan akhirnya dikeringkan Mikrokapsul komersial mempunyai diameter 5 -500 m dan ketebalan dinding antara 1 ndash 10 m

HIDROGEL

bull Definition

-water insoluble three dimensional network of polimeric chains that are crosslinked

-polimers capable of swelling substantially in aqueous conditions (eghydrophilic)

-polimeric network in which water is dispersed throughout the structure

-typically in the swollen state the mass fraction of water is much higher than the mass fraction of polimer

bull The Cross-links may be physical or chemical

by reaction of one or more monomers with pendant functional groups

1048698Electrostatic hydrogen or van der Waalsinteractions (physical) heating creates a solution

1048698Covalent bonds (chemical)

bull What are polimers

bull Large molecules made by connecting

bull small molecules (called monomers)

bull Principles of polimer Sciencebull 1 Macromolecules structure and properties (molecular mass conformation

andbull configuration)bull 2 Major strategies for synthesis of polimersbull 3 Methods of polimer modificationbull 4 Solid state properties of polimersbull 5 polimers in solutionsbull 6 Methods of polimer characterization in solutionbull 7 Viscosity and viscoelasticity of polimersbull 3bull 8 Polyelectrolytes and polyampholytesbull 9 Cross-linked polimersbull 10 polimer complexesbull 11 Test

• Ilmu Polimer
• Slide 2
• APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI
• Slide 4
• DEFINISI POLIMER
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Ukuran menentukan sifat
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA
• Slide 14
• Slide 15
• BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• LATIHAN SOAL
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN
• Slide 26
• SOAL
• KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL
• Slide 36
• Slide 37
• Slide 38
• Slide 39
• Slide 40
• Slide 41
• Slide 42
• Slide 43
• PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI
• Slide 45
• Slide 46
• Slide 47
• Slide 48
• Slide 49
• Slide 50
• Slide 51
• Slide 52
• Slide 53
• Slide 54
• HIDROGEL
• Slide 56
• Slide 57
• Slide 58

bull Dengan menjaga suhu 50oC untuk menghindari pembentukan gel penambahan alkohol atau natrium sulfat ke larutan gelan dalam air isoelektrik menghasilkan koaservasi Contohnya suatu sistem mengandung 13 gelatin 38 air dan 49 alkohol memisahkan koaservat yang mengandung 27 gelatin 37 airdan 36 alkohol Sistem yang lain dengan komposisi 9 gelatin 80 air dan 11 natrium sulfat memisahkan suatu koaservat terdiri dari 25 gelatin 69 air dan 6 natrium sulfat

bull Di antara sistem cairan polimer-pelarut-non pelarut yang dapat terkoaservasi adalah karet alam-benzen-metanol polistirena ndash xylene-pe-troleum eter etilselulosa-diklormetan-n-heksan Contohnya koaservasi terjadi ketika larutan 9 etilselulosa dalam diklormetan dikombinasikan dengan n heksan 2-4 kali volumenya

bull Koaservasi merupakan salah satu dasar metoda mikroenkapsulasi obat padat atau cair yang secara luas diterapkan secara komersial contohnya dalam pembuatan bentuk sediaan sustained-release Bahan inti yaitu obat yang akan dienkapsulasi harus tersedia sebagai serbuk halus lebih baik jika mikronized atau sebagai suatu cairan yang tidak bercampur Bahan tersebut terdispersi (atau teremulsi) dalam larutan polimer sebelum koaservasi dan harus tidak larut dalam medium cairan Cairan yang terendapkan atau elektrolit salting out ditambahkan dengan pengadukan kontinu

bull Droplet koaservat terbentuk terutama di sekitar partikel inti yang bertindak sebagai nuklei karena sering sebelum penambahan endapan permukaan padatan tersalut oleh lapisan polimer yang teradsorpsi sekalipun suatu yang sangat tipis Pengadukan terus dijaga untuk mencegah droplet koaservat yang meliputi partikel inti dari koalesensi Fase koaservat haruslah cukup cair untuk melapis sempurna sekitar partikel inti tetapi cukup kental untuk menghindari lsquosheared offrsquo permukaan partikel selama pengadukan Untuk mengubah cairan kental amplop koaservat menjadi padatan cangkang polimer kontinu membungkus secara sempurna partikel inti fase koaservat tersebut harus dikeringkan dan dikeraskan Tahap pertama biasanya terdiri dari pendinginan sistem pada suhu di bawa suhu transisi orde ke dua polimer tersebut

bull Pendinginan akan memekatkan menyusutkan dan mengeraskan bahan dinding polimerik Polimer juga dapat disambungsilang untuk menyusutkan dan selanjutnya mengeraskan cangkang mikrokapsul menyebabkan mereka mengeratkan dan mengempis sekitar partikel inti Dinding gelatin biasanya disambungsilang dengan formaldehid yang membentuk jembatan metilen antarmolekul Partikel ter-mikroenkapsulasi dengan cangkangnya masih mengembang dengan pelarut yang dicuci dengan dekantasi dan akhirnya dikeringkan Mikrokapsul komersial mempunyai diameter 5 -500 m dan ketebalan dinding antara 1 ndash 10 m

HIDROGEL

bull Definition

-water insoluble three dimensional network of polimeric chains that are crosslinked

-polimers capable of swelling substantially in aqueous conditions (eghydrophilic)

-polimeric network in which water is dispersed throughout the structure

-typically in the swollen state the mass fraction of water is much higher than the mass fraction of polimer

bull The Cross-links may be physical or chemical

by reaction of one or more monomers with pendant functional groups

1048698Electrostatic hydrogen or van der Waalsinteractions (physical) heating creates a solution

1048698Covalent bonds (chemical)

bull What are polimers

bull Large molecules made by connecting

bull small molecules (called monomers)

bull Principles of polimer Sciencebull 1 Macromolecules structure and properties (molecular mass conformation

andbull configuration)bull 2 Major strategies for synthesis of polimersbull 3 Methods of polimer modificationbull 4 Solid state properties of polimersbull 5 polimers in solutionsbull 6 Methods of polimer characterization in solutionbull 7 Viscosity and viscoelasticity of polimersbull 3bull 8 Polyelectrolytes and polyampholytesbull 9 Cross-linked polimersbull 10 polimer complexesbull 11 Test

• Ilmu Polimer
• Slide 2
• APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI
• Slide 4
• DEFINISI POLIMER
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Ukuran menentukan sifat
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA
• Slide 14
• Slide 15
• BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• LATIHAN SOAL
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN
• Slide 26
• SOAL
• KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL
• Slide 36
• Slide 37
• Slide 38
• Slide 39
• Slide 40
• Slide 41
• Slide 42
• Slide 43
• PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI
• Slide 45
• Slide 46
• Slide 47
• Slide 48
• Slide 49
• Slide 50
• Slide 51
• Slide 52
• Slide 53
• Slide 54
• HIDROGEL
• Slide 56
• Slide 57
• Slide 58

bull Di antara sistem cairan polimer-pelarut-non pelarut yang dapat terkoaservasi adalah karet alam-benzen-metanol polistirena ndash xylene-pe-troleum eter etilselulosa-diklormetan-n-heksan Contohnya koaservasi terjadi ketika larutan 9 etilselulosa dalam diklormetan dikombinasikan dengan n heksan 2-4 kali volumenya

bull Koaservasi merupakan salah satu dasar metoda mikroenkapsulasi obat padat atau cair yang secara luas diterapkan secara komersial contohnya dalam pembuatan bentuk sediaan sustained-release Bahan inti yaitu obat yang akan dienkapsulasi harus tersedia sebagai serbuk halus lebih baik jika mikronized atau sebagai suatu cairan yang tidak bercampur Bahan tersebut terdispersi (atau teremulsi) dalam larutan polimer sebelum koaservasi dan harus tidak larut dalam medium cairan Cairan yang terendapkan atau elektrolit salting out ditambahkan dengan pengadukan kontinu

bull Droplet koaservat terbentuk terutama di sekitar partikel inti yang bertindak sebagai nuklei karena sering sebelum penambahan endapan permukaan padatan tersalut oleh lapisan polimer yang teradsorpsi sekalipun suatu yang sangat tipis Pengadukan terus dijaga untuk mencegah droplet koaservat yang meliputi partikel inti dari koalesensi Fase koaservat haruslah cukup cair untuk melapis sempurna sekitar partikel inti tetapi cukup kental untuk menghindari lsquosheared offrsquo permukaan partikel selama pengadukan Untuk mengubah cairan kental amplop koaservat menjadi padatan cangkang polimer kontinu membungkus secara sempurna partikel inti fase koaservat tersebut harus dikeringkan dan dikeraskan Tahap pertama biasanya terdiri dari pendinginan sistem pada suhu di bawa suhu transisi orde ke dua polimer tersebut

bull Pendinginan akan memekatkan menyusutkan dan mengeraskan bahan dinding polimerik Polimer juga dapat disambungsilang untuk menyusutkan dan selanjutnya mengeraskan cangkang mikrokapsul menyebabkan mereka mengeratkan dan mengempis sekitar partikel inti Dinding gelatin biasanya disambungsilang dengan formaldehid yang membentuk jembatan metilen antarmolekul Partikel ter-mikroenkapsulasi dengan cangkangnya masih mengembang dengan pelarut yang dicuci dengan dekantasi dan akhirnya dikeringkan Mikrokapsul komersial mempunyai diameter 5 -500 m dan ketebalan dinding antara 1 ndash 10 m

HIDROGEL

bull Definition

-water insoluble three dimensional network of polimeric chains that are crosslinked

-polimers capable of swelling substantially in aqueous conditions (eghydrophilic)

-polimeric network in which water is dispersed throughout the structure

-typically in the swollen state the mass fraction of water is much higher than the mass fraction of polimer

bull The Cross-links may be physical or chemical

by reaction of one or more monomers with pendant functional groups

1048698Electrostatic hydrogen or van der Waalsinteractions (physical) heating creates a solution

1048698Covalent bonds (chemical)

bull What are polimers

bull Large molecules made by connecting

bull small molecules (called monomers)

bull Principles of polimer Sciencebull 1 Macromolecules structure and properties (molecular mass conformation

andbull configuration)bull 2 Major strategies for synthesis of polimersbull 3 Methods of polimer modificationbull 4 Solid state properties of polimersbull 5 polimers in solutionsbull 6 Methods of polimer characterization in solutionbull 7 Viscosity and viscoelasticity of polimersbull 3bull 8 Polyelectrolytes and polyampholytesbull 9 Cross-linked polimersbull 10 polimer complexesbull 11 Test

• Ilmu Polimer
• Slide 2
• APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI
• Slide 4
• DEFINISI POLIMER
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Ukuran menentukan sifat
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA
• Slide 14
• Slide 15
• BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• LATIHAN SOAL
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN
• Slide 26
• SOAL
• KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL
• Slide 36
• Slide 37
• Slide 38
• Slide 39
• Slide 40
• Slide 41
• Slide 42
• Slide 43
• PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI
• Slide 45
• Slide 46
• Slide 47
• Slide 48
• Slide 49
• Slide 50
• Slide 51
• Slide 52
• Slide 53
• Slide 54
• HIDROGEL
• Slide 56
• Slide 57
• Slide 58

bull Droplet koaservat terbentuk terutama di sekitar partikel inti yang bertindak sebagai nuklei karena sering sebelum penambahan endapan permukaan padatan tersalut oleh lapisan polimer yang teradsorpsi sekalipun suatu yang sangat tipis Pengadukan terus dijaga untuk mencegah droplet koaservat yang meliputi partikel inti dari koalesensi Fase koaservat haruslah cukup cair untuk melapis sempurna sekitar partikel inti tetapi cukup kental untuk menghindari lsquosheared offrsquo permukaan partikel selama pengadukan Untuk mengubah cairan kental amplop koaservat menjadi padatan cangkang polimer kontinu membungkus secara sempurna partikel inti fase koaservat tersebut harus dikeringkan dan dikeraskan Tahap pertama biasanya terdiri dari pendinginan sistem pada suhu di bawa suhu transisi orde ke dua polimer tersebut

bull Pendinginan akan memekatkan menyusutkan dan mengeraskan bahan dinding polimerik Polimer juga dapat disambungsilang untuk menyusutkan dan selanjutnya mengeraskan cangkang mikrokapsul menyebabkan mereka mengeratkan dan mengempis sekitar partikel inti Dinding gelatin biasanya disambungsilang dengan formaldehid yang membentuk jembatan metilen antarmolekul Partikel ter-mikroenkapsulasi dengan cangkangnya masih mengembang dengan pelarut yang dicuci dengan dekantasi dan akhirnya dikeringkan Mikrokapsul komersial mempunyai diameter 5 -500 m dan ketebalan dinding antara 1 ndash 10 m

HIDROGEL

bull Definition

-water insoluble three dimensional network of polimeric chains that are crosslinked

-polimers capable of swelling substantially in aqueous conditions (eghydrophilic)

-polimeric network in which water is dispersed throughout the structure

-typically in the swollen state the mass fraction of water is much higher than the mass fraction of polimer

bull The Cross-links may be physical or chemical

by reaction of one or more monomers with pendant functional groups

1048698Electrostatic hydrogen or van der Waalsinteractions (physical) heating creates a solution

1048698Covalent bonds (chemical)

bull What are polimers

bull Large molecules made by connecting

bull small molecules (called monomers)

bull Principles of polimer Sciencebull 1 Macromolecules structure and properties (molecular mass conformation

andbull configuration)bull 2 Major strategies for synthesis of polimersbull 3 Methods of polimer modificationbull 4 Solid state properties of polimersbull 5 polimers in solutionsbull 6 Methods of polimer characterization in solutionbull 7 Viscosity and viscoelasticity of polimersbull 3bull 8 Polyelectrolytes and polyampholytesbull 9 Cross-linked polimersbull 10 polimer complexesbull 11 Test

• Ilmu Polimer
• Slide 2
• APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI
• Slide 4
• DEFINISI POLIMER
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Ukuran menentukan sifat
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA
• Slide 14
• Slide 15
• BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• LATIHAN SOAL
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN
• Slide 26
• SOAL
• KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL
• Slide 36
• Slide 37
• Slide 38
• Slide 39
• Slide 40
• Slide 41
• Slide 42
• Slide 43
• PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI
• Slide 45
• Slide 46
• Slide 47
• Slide 48
• Slide 49
• Slide 50
• Slide 51
• Slide 52
• Slide 53
• Slide 54
• HIDROGEL
• Slide 56
• Slide 57
• Slide 58

bull Pendinginan akan memekatkan menyusutkan dan mengeraskan bahan dinding polimerik Polimer juga dapat disambungsilang untuk menyusutkan dan selanjutnya mengeraskan cangkang mikrokapsul menyebabkan mereka mengeratkan dan mengempis sekitar partikel inti Dinding gelatin biasanya disambungsilang dengan formaldehid yang membentuk jembatan metilen antarmolekul Partikel ter-mikroenkapsulasi dengan cangkangnya masih mengembang dengan pelarut yang dicuci dengan dekantasi dan akhirnya dikeringkan Mikrokapsul komersial mempunyai diameter 5 -500 m dan ketebalan dinding antara 1 ndash 10 m

HIDROGEL

bull Definition

-water insoluble three dimensional network of polimeric chains that are crosslinked

-polimers capable of swelling substantially in aqueous conditions (eghydrophilic)

-polimeric network in which water is dispersed throughout the structure

-typically in the swollen state the mass fraction of water is much higher than the mass fraction of polimer

bull The Cross-links may be physical or chemical

by reaction of one or more monomers with pendant functional groups

1048698Electrostatic hydrogen or van der Waalsinteractions (physical) heating creates a solution

1048698Covalent bonds (chemical)

bull What are polimers

bull Large molecules made by connecting

bull small molecules (called monomers)

bull Principles of polimer Sciencebull 1 Macromolecules structure and properties (molecular mass conformation

andbull configuration)bull 2 Major strategies for synthesis of polimersbull 3 Methods of polimer modificationbull 4 Solid state properties of polimersbull 5 polimers in solutionsbull 6 Methods of polimer characterization in solutionbull 7 Viscosity and viscoelasticity of polimersbull 3bull 8 Polyelectrolytes and polyampholytesbull 9 Cross-linked polimersbull 10 polimer complexesbull 11 Test

• Ilmu Polimer
• Slide 2
• APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI
• Slide 4
• DEFINISI POLIMER
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Ukuran menentukan sifat
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA
• Slide 14
• Slide 15
• BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• LATIHAN SOAL
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN
• Slide 26
• SOAL
• KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL
• Slide 36
• Slide 37
• Slide 38
• Slide 39
• Slide 40
• Slide 41
• Slide 42
• Slide 43
• PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI
• Slide 45
• Slide 46
• Slide 47
• Slide 48
• Slide 49
• Slide 50
• Slide 51
• Slide 52
• Slide 53
• Slide 54
• HIDROGEL
• Slide 56
• Slide 57
• Slide 58

HIDROGEL

bull Definition

-water insoluble three dimensional network of polimeric chains that are crosslinked

-polimers capable of swelling substantially in aqueous conditions (eghydrophilic)

-polimeric network in which water is dispersed throughout the structure

-typically in the swollen state the mass fraction of water is much higher than the mass fraction of polimer

bull The Cross-links may be physical or chemical

by reaction of one or more monomers with pendant functional groups

1048698Electrostatic hydrogen or van der Waalsinteractions (physical) heating creates a solution

1048698Covalent bonds (chemical)

bull What are polimers

bull Large molecules made by connecting

bull small molecules (called monomers)

bull Principles of polimer Sciencebull 1 Macromolecules structure and properties (molecular mass conformation

andbull configuration)bull 2 Major strategies for synthesis of polimersbull 3 Methods of polimer modificationbull 4 Solid state properties of polimersbull 5 polimers in solutionsbull 6 Methods of polimer characterization in solutionbull 7 Viscosity and viscoelasticity of polimersbull 3bull 8 Polyelectrolytes and polyampholytesbull 9 Cross-linked polimersbull 10 polimer complexesbull 11 Test

• Ilmu Polimer
• Slide 2
• APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI
• Slide 4
• DEFINISI POLIMER
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Ukuran menentukan sifat
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA
• Slide 14
• Slide 15
• BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• LATIHAN SOAL
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN
• Slide 26
• SOAL
• KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL
• Slide 36
• Slide 37
• Slide 38
• Slide 39
• Slide 40
• Slide 41
• Slide 42
• Slide 43
• PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI
• Slide 45
• Slide 46
• Slide 47
• Slide 48
• Slide 49
• Slide 50
• Slide 51
• Slide 52
• Slide 53
• Slide 54
• HIDROGEL
• Slide 56
• Slide 57
• Slide 58

bull The Cross-links may be physical or chemical

by reaction of one or more monomers with pendant functional groups

1048698Electrostatic hydrogen or van der Waalsinteractions (physical) heating creates a solution

1048698Covalent bonds (chemical)

bull What are polimers

bull Large molecules made by connecting

bull small molecules (called monomers)

bull Principles of polimer Sciencebull 1 Macromolecules structure and properties (molecular mass conformation

andbull configuration)bull 2 Major strategies for synthesis of polimersbull 3 Methods of polimer modificationbull 4 Solid state properties of polimersbull 5 polimers in solutionsbull 6 Methods of polimer characterization in solutionbull 7 Viscosity and viscoelasticity of polimersbull 3bull 8 Polyelectrolytes and polyampholytesbull 9 Cross-linked polimersbull 10 polimer complexesbull 11 Test

• Ilmu Polimer
• Slide 2
• APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI
• Slide 4
• DEFINISI POLIMER
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Ukuran menentukan sifat
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA
• Slide 14
• Slide 15
• BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• LATIHAN SOAL
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN
• Slide 26
• SOAL
• KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL
• Slide 36
• Slide 37
• Slide 38
• Slide 39
• Slide 40
• Slide 41
• Slide 42
• Slide 43
• PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI
• Slide 45
• Slide 46
• Slide 47
• Slide 48
• Slide 49
• Slide 50
• Slide 51
• Slide 52
• Slide 53
• Slide 54
• HIDROGEL
• Slide 56
• Slide 57
• Slide 58

bull What are polimers

bull Large molecules made by connecting

bull small molecules (called monomers)

bull Principles of polimer Sciencebull 1 Macromolecules structure and properties (molecular mass conformation

andbull configuration)bull 2 Major strategies for synthesis of polimersbull 3 Methods of polimer modificationbull 4 Solid state properties of polimersbull 5 polimers in solutionsbull 6 Methods of polimer characterization in solutionbull 7 Viscosity and viscoelasticity of polimersbull 3bull 8 Polyelectrolytes and polyampholytesbull 9 Cross-linked polimersbull 10 polimer complexesbull 11 Test

• Ilmu Polimer
• Slide 2
• APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI
• Slide 4
• DEFINISI POLIMER
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Ukuran menentukan sifat
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA
• Slide 14
• Slide 15
• BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• LATIHAN SOAL
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN
• Slide 26
• SOAL
• KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL
• Slide 36
• Slide 37
• Slide 38
• Slide 39
• Slide 40
• Slide 41
• Slide 42
• Slide 43
• PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI
• Slide 45
• Slide 46
• Slide 47
• Slide 48
• Slide 49
• Slide 50
• Slide 51
• Slide 52
• Slide 53
• Slide 54
• HIDROGEL
• Slide 56
• Slide 57
• Slide 58

bull Principles of polimer Sciencebull 1 Macromolecules structure and properties (molecular mass conformation

andbull configuration)bull 2 Major strategies for synthesis of polimersbull 3 Methods of polimer modificationbull 4 Solid state properties of polimersbull 5 polimers in solutionsbull 6 Methods of polimer characterization in solutionbull 7 Viscosity and viscoelasticity of polimersbull 3bull 8 Polyelectrolytes and polyampholytesbull 9 Cross-linked polimersbull 10 polimer complexesbull 11 Test

• Ilmu Polimer
• Slide 2
• APLIKASI POLIMER DI BIDANG FARMASI
• Slide 4
• DEFINISI POLIMER
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Slide 10
• Slide 11
• Ukuran menentukan sifat
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL RATA-RATA
• Slide 14
• Slide 15
• BERAT MOLEKUL RATA-RATA JUMLAH
• Slide 17
• Slide 18
• Slide 19
• Slide 20
• Slide 21
• Slide 22
• Slide 23
• LATIHAN SOAL
• PENENTUAN BERAT MOLEKUL DARI VISKOSITAS LARUTAN
• Slide 26
• SOAL
• KONFORMASI MAKROMOLEKUL LINEAR TERLARUT
• Slide 29
• Slide 30
• Slide 31
• Slide 32
• Slide 33
• Slide 34
• POLIMER SEBAGAI ZAT PENGENTAL
• Slide 36
• Slide 37
• Slide 38
• Slide 39
• Slide 40
• Slide 41
• Slide 42
• Slide 43
• PEMBENTUKAN GEL KOASERVASI DAN MIKROENKAPSULASI
• Slide 45
• Slide 46
• Slide 47
• Slide 48
• Slide 49
• Slide 50
• Slide 51
• Slide 52
• Slide 53
• Slide 54
• HIDROGEL
• Slide 56
• Slide 57
• Slide 58