MAKALAH BAHAN KONSTRUKSI KIMIA

POLIMER THERMOSETTING

Disusun Oleh :

Ayu Kusumaningsih : 0610 3040 0315

Indah Oktaviana : 0610 3040 0322

Maya Laila : 0610 3040 0327

Kelas : 4 KA

Dosen Pembimbing : Ir Fatria, M.T.

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

PALEMBANG

2012

POLIMER THERMOSETTING

1. POLIMER

Polimer disebut juga dengan makromolekul merupakan molekul besar yang dibangun

dengan pengulangan oleh molekul sederhana yang disebut monomer. Polimer merupakan

molekul raksasa (makromolekul) yang terbentuk dari susunan ulang ratusan bahkan ribuan

molekul sederhana yang disebut monomer. Oleh karena itu polimer mempunyai massa

molekul relatif yang sangat basar.Polimer (polymer) berasal dari dua kata, yaitu poly

(banyak) dan meros (bagian – bagian).

karakteristik polimer secara umum yaitu sebagai berikut :

• Densitas yang rendah, dibandingkan dengan logam dan keramik.

• Rasio kekuatan terhadap berat (strength to weight) yang baik untuk beberapa jenis

polimer.

• Ketahanan korosi yang tinggi.

• Konduktivitas listrik dan panas yang rendah

Klasifikasi polimer dapat dibedakan berdasarkan ketahanan terhadap panas (termal) dan

berdasarkan asalnya.

1. Polimer berdasarkan asalnya

Berdasarkan asalnya, polimer dibedakan atas polimer alam dan polimer buatan. Polimer

alam telah dikenal sejak ribuan tahun yang lalu, seperti amilum, selulosa, kapas, karet,

wol, dan sutra. Polimer buatan dapat berupa polimer regenerasi dan polimer sintetis.

Polimer regenerasi adalah polimer alam yang dimodifikasi. Contohnya rayon, yaitu serat

sintetis yang dibuat dari kayu (selulosa). Polimer sintetis adalah polimer yang dibuat dari

molekul sederhana (monomer) dalam pabrik

2. Polimer berdasarkan ketahan terhadap panas

polimer termoplastik

polimer termoseting

2. POLIMER THERMOSETTING

Polimer termoseting adalah polimer yang mempunyai sifat tahan terhadap panas. Jika

polimer ini dipanaskan, maka tidak dapat meleleh. Sehingga tidak dapat dibentuk ulang

kembali. Susunan polimer ini bersifat permanen pada bentuk cetak pertama kali (pada saat

pembuatan). Bila polimer ini rusak/pecah, maka tidak dapat disambung atau diperbaiki lagi.

Polimer ini terdiri dari molekul rantai lurus dengan ikatan yang kuat antarsesamanya

Atau bisa dikatakan Polimer thermosetting adalah polimer network. Polimer ini

menjadi keras secara permanen selama pembentukannya dan tidak melunak ketika

dipanaskan. Polimer network mempunyai crosslink kovalen di antara rantai polimer yang

berdekatan. Selama pemanasan, ikatan ini mengikat rantai polimer menjadi satu untuk

menahan gerakan vibrasi dan rotasi rantai pada temperature tinggi. Hal inilah yang menjadi

penyebab mengapa material tidak melunak ketika dipanaskan.

Plomer termoseting memiliki ikatan – ikatan silang yang mudah dibentuk pada waktu

dipanaskan. Hal ini membuat polimer menjadi kaku dan keras. Semakin banyak ikatan silang

pada polimer ini, maka semakin kaku dan mudah patah. Bila polimer ini dipanaskan untuk

kedua kalinya, maka akan menyebabkan rusak atau lepasnya ikatan silang antar rantai

polimer. Hanya pemanasan yang berlebih yang akan menyebabkan beberapa ikatan crosslink

dan polimer itu sendiri mengalami degradasi. Polimer termoset biasanya lebih keras dan kuat

daripada termoplastik dan mempunyai stabilitas dimensional yang lebih baik. Kebanyakan

polimer crosslink dan network termasuk vulcanized rubbers, epoxies, dan phenolics and

beberapa resin polyester adalah termosetting

Tidak dapat menerima siklus pemanasan-pendinginan seperti termoplastik:

• Ketika dipanaskan pada tahap awal, termoset melunak dan mampu mengalir di

dalam cetakan.

• Tapi pada temperatur yang tinggi, terjadi reaksi kimia yang mengeraskan material

sehingga akhirnya menjadi padatan yang tidak mampu lebur kembali (infusible

solid).

• Jika dipanaskan ulang, tidak mampu melunak kembali melainkan akan terdegradasi

menghasilkan arang.

Bentuk struktur ikatan silang sebagai berikut.

3. SIFAT POLIMER THERMOSETTING

Sifat polimer termoseting sebagai berikut.

Ketika dipanaskan pada tahap awal, termoset melunak dan mampu mengalir di

dalam cetakan.

Tapi pada temperatur yang tinggi, terjadi reaksi kimia yang mengeraskan material

sehingga akhirnya menjadi padatan yang tidak mampu lebur kembali (infusible

solid).

Jika dipanaskan ulang, tidak mampu melunak kembali melainkan akan terdegradasi

menghasilkan arang.

Keras dan kaku (tidak fleksibel)

Tidak dapat dibentuk ulang (sukar didaur ulang).

Tidak dapat larut dalam pelarut apapun.

Tahan terhadap asam basa.

Mempunyai ikatan silang antar rantai molekul.

4. JENIS-JENIS THERMOSETTING

4.1 Resin Urea formaldehid (Resin Amino)

Resin Urea formaldehid adalah hasil polimerisasi kondensasi urea dengan formaldehid.

Resin ini termasuk dalam kelas resin thermosetting yang mempunyai sifat tahan terhadap

asam ,basa , tidak dapat melarut dan tidak dapat meleleh. Karena sifat-sifat tersebut, aplikasi

resin urea-formaldehid yang sangat luas sehingga industri urea-formaldehid berkembang

pesat. Resin urea ini dapat dicetak tekan, memiliki permukaan yang keras dan mempunyai

nilai dielektrik yang tinggi dan dapat diberi berbagai warna. Contoh industri yang

menggunakan industri formaldehid adalah laminating, coating, tekstil resin finishing. Jenis

resin ini banyak juga digunakan untuk mencegah berkerut dan kusut nya kain katun dan

untuk mencegah menyusutnya kayu.

4.2 Fenol-formaldehida/bakelit (Resin Phenol)

Merupakan resin sintetik yang dibuat dengan mereaksikan phenol denganformaldehida,

wujud nya keras, kuat, awet dan dapat dicetak pada berbegai kondisi.Bahan ini mempunyai

daya tahan panas dan air yang baik dan dapat diberi macam-macam warna,sering digunakan

sebagai bahan pelapis dan laminating, pengikat batu gerinda, pengikat logam ataugelas, dapat

dicetak menjadi kotak, isolator listrik, tutup botol dan tangkai pisau, plastik yang digunakan

untuk peralatan listrik seperti fitting lampu listrik, steker listrik, peralatan fotografi, radio,

perekat plywo.

4.3 Melamin-formaldehida.(Resin Amino)

Resin melamin-formaldehida diperkenalkan di Jerman oleh Henkel pada tahun 1935.

Resin ini termasuk dalam golongan resin amino yang diproduksi melalui reaksi

polikondensasi antara melamin dan formaldehida. Dibandingkan dengan resin urea-

formaldehida, resin ini mempunyai kelebihan yakni transparan; kekerasan(hardeness) yang

lebih baik; stabilitas termal yang tinggi; tahan terhadap  air, bahan kimia, dan goresan.   Dari

kelebihan ini, penggunaan resin ini sangat luas, seperti pada industri perekat, tekstil, laminasi,

kertas, pelapisaan permukaan ( surface coatings) dan sebagainya.

4.4 Polyesters

Poliester di industri digunakan dalam penguatan ban, tali, kain buat sabuk mesin

pengantar (konveyor), sabuk pengaman, kain berlapis dan penguatan plastik dengan tingkat

penyerapan energi yang tinggi.Serat-serat poliester juga bisa dicampur dengan serat-serat

katun, wol, rayon dan sutera. Sifat-sifat serat poliester adalah sebagai berikut:

o Tahan kusut, baik untuk pakaian wanita maupun pria.o Tahan cuci dan tidak kusut kalau dicuci. o Lebih tahan sinar matahari dari pada nylon.o Dapat ditekan dengan setrika panas (150° C), hingga terjadi lipatan tetapi dapat

dihilangkan dengan panas yang sama

4.5 Resin Furan

Resin ini berasal dari hasil pengolahan limbah pertanian, seperti: tongkol jagung dan bijikapas. Warna produk nya agak tua, tahan air dan mempunyai sifat-sifat listrik yang baik.

4.6 Resin Epoksida

Resin jenis ini banyak dipakai untuk keperluan: pengecoran, pelapisan, protektor alat-alat listrik,

campuran cat dan sebagai adhesif (perekat/lem).Karena alasan resin ini tahan terhadap aus dan beban

kejut, maka sering juga digunakan untuk membuat cetakan tekan (metalurgi serbuk), panel sirkuit

listrik, tangki dan jig.

4.7 Silikon polimer dengan silikon sebagai bahan dasar

Mempunyai sifat yang sangat berbeda dengan bahan dasar plastik (atom karbon) lain

nya. Sifat-sifat spesifik nya adalah: stabilitas (tahan terhadapsuhu tinggi), kedap air, oleh

karena itu sering digunakan untuk membuat: minyak gemuk (fat), resin, perekat dan karet

sintetis.Contoh polimer termoplastik ialah Selulosa yang dibuat dari serat kapas dan kayu,

namun sangat kuat dan ulet serta dapat diberi ber- bagai warna.

5. PROSES PENGERJAAN THERMOSETTING

5.1 Cetak Tekan

Prinsip cetak tekan dibambarkan pada gambar di bawah ini. Sejumlah bahan dimasukan

dalam cetakan logam yang telah dipanaskan terlebih dahulu. Pada waktu cetakan ditutup,

bahan yang telah lunak tertekan sehingga mengalir mengisi rongga cetakan. Bahan yang

digunakan dapat berbentuk serbuk atau tablet prabentuk. Tekanan yang lazim digunakan

berkisar antara 0,7 sampai 55 Mpa, tergantung pada bahan yang digunakan dan bentuk

produk. Suhunya berkisara antara 120 hingga 205˚C. Panas sangat penting bagi resin

termosetting, karena pertama-tama diperlukan untuk plastisasi, kemudian untuk polimerisasi

atau untuk pengerasan. Serbuk perlu dipanaskan secara merata, suatu hal yang cukup sulit

karena daya hantar panas bahan tidak baik. Beberapa jenis bahan diolah dengan penekanan,

akan tetapi siklus pemanasan dan pendinginan cetakan yang cepat akan menimbulkan

kesulitan. Produk mungkin cacat sewaktu dikeluarkan bila pendonginan cetakan tidak

sempurna.

Proses cetak tekan

5.2 Cetak Transfer

Pada proses cetak transfer, serbuk termosetting atau benda prabentuk diletakkan pada

tempat tersendiri atau alam ruang tekanan di atas rongga cetakan, seperti tampak pada

gambar di bawah ini. Di sini bahan mengalami plastisasi akibat panas dan tekanan dan

diinjeksikan ke dalam rongga cetakan, sebagai cairan panas, di sini bahan tersebut kemudian

mengalami pengerasan. Waktu reaksi pengerasan untuk cetak-transfer lebih singkat

dibandingkan proses cetak-tekan. Waktu pengisian pun lebih singkat karena digunakan bahan

pembentuk yang lebih besar yang dapat dipanaskan lebih cepat. Proses ini sangat cocok untuk

membuat bagian-bagian yang memerlukan sisipan logam yang keecil, karena bahan plastik

yang panas memasuki rongga cetakan secara bertahap tanpa tekanan yang tinggi. Bentuk

yang rumit dan bentuk dengan variasi penampang yang besar dapat juga duhasilkan dengan

cara cetak transfer. Keterbatasan dari proses ini ialah: kehilangan bahan dalam saluran

pengalir, spru dan harga cetakan yang lebih mahal dibandingkan dengan cetakan pada proses

cetak-tekan.

Proses cetak transfer

5.3 Cara Injeksi Bahan Thermosett

Bahan termosett dalam batas-batas tertentu dapat dibentuk dengan cara cetak-jet. Setelah

dimodifikasi mesin cetak-injeksi untuk bahan termoplastik, dapat diubah untuk keprluan

cetak jet. Nosel, yang merupakan bahan terpenting dari mesin harus dapat dipanaskan dan

didinginkan selama siklus injeksi. Mula-mula resin dipanaskan dalam silinder yang

menglilingi penekanan, sampai lunak namun belum terpolimerisasi. Pada waktu penekan

menekan resin melalui nosel ke dalam cetakan, terjadi panas tambahan. Pada saat cetakan

penuh, nosel didinginkan dengan cepat dengan mengalirkan air untuk mencegah polimerisasi

bahan yang tersisa.

Mesin ulir umpan balik kini mulai digantikan dengan mesin cetak-jet seperti tampak

pada gambar di bawah ini. Bahan masuk, (di bawah pengaruh gravitasi), sementara didorong

oleh ulir yang berputar, bahan sekaligus dipanaskan. Pada waktu ulir berputar, bahan

terplastisasi di muka ulir, dan masih terhalang oleh plunyer sampai terkumpul sejumlah

bahan tertentu. Plunyer kemudian turun, dan ulir memaksa bahan memasuki ruang transfer.

Bahan kemudian ditekan memasuki rongga cetakan.

Proses dengan reaction injection

5.4 Spraying

Pengerjaan plastik dengan spraying menggunakan suatu alat penyemprot yang

dikendalikan seorang operator atau control computer. Dan hal ini merupakan paling cukup

populer sejak pertengahan abad 21. Pembuatan produk dengan cara spraying sering

digunakan sebagai komponen pendukung untuk struktur solid dan aplikasi lainnya. Alat

penyemprot itu sendiri biasanya dilengkapi dengan mekanisme yang dapat memotong serat

fiber menjadi helaian-helaian dan kemudian di distribusikan sepanjang permukaan cetakan.

Kemajuan teknologi dengan cara spraying telah terbukti lebih efisien dan merupakan

sistem penyemprotan yang lebih bersih, dengan mengurani emisi stirena, kapasitas

penyemprotan yang lebih besar dan keseragaman lebih baik diantara pola penyemprotan. Alat

penyemprot dihasilkan dengan konfigurasi yang bemaca-macam, masingmasing dengan

kemampuan yang berbeda-beda.

Proses dengan spraying

5.5 Pengecoran

Bahan termoset yang dicor antara lain adalah phenol, polyester, epoksi dan resinalyl.

Yang terakhir ini sangat cocok untuk lensa optik dan penggunaan lainnya yangmemerlukan

plastik yang sangat jernih. Resin ini mudah dicor karena memiliki sifatfluiditas yang baik.

Akrilik digunakan untuk mengecor benda yang tembus cahaya danlembaranPlastik di cor

apabila jumlah tidak seberapa. Sering kali dibuat cetakan terbukadari timah hitam dengan

menceluokan mandril baja dengan bentuk tertentu dalam timahhitam cair yang kemudian

dilepaskan setelah membeku.Dapat digunakan inti timah hitam, adukan semen atau karet bila

diperlukan.Cetakan yang kosong dibuat dengan cara pengecoran ‘slush-casting’ :yaitu bahan

bakudituang dalam cetakan, lalu kelebihannya dikeluarkan kembali.Benda padat dapat dibuat

dengan menggunakan cetakan dari adukan semen,gelas,kayu, logam, atau karet sintetis

.DAFTAR PUSTAKA

Tim Penyusun.2012.BAHAN KONSTRUKSI KIMIA TK 081406. Politeknik Negeri

Sriwijaya.Palembang

http://www.facebook.com/pages/Poliester/111934102156768

http://www.authorstream.com/Presentation/aninditays-594658-anindita-reggie-xii-ipa-2/

http://hadiyantokimia.guru-indonesia.net/artikel_detail-21224.html

http://www.chem-is-try.org/kategori/materi_kimia/kimia-polimer/klasifikasi-polimer/

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-polimer/klasifikasi-polimer/polimer-

termoplastik-dan-termosetting/

http://www.blogger-index.com/perbedaan%20termoset%20dan%20termoplastik.html