A. Bagaimana Cara Mengelompokkan Polimer ?

Dari berbagai jenis polimer yang banyak kita jumpai, polimer dapat digolongkan berdasarkan asalnya, pembuatannya, jenis monomer, sifatnya terhadap panas dan reaksi pembentukannya.

a. Penggolongan polimer berdasarkan asalnyaBerdasarkan asalnya, polimer dapat dibedakan atas polimer alam dan polimer

sintesis.

1) Polimer AlamPolimer alam adalah polimer yang terdapat di alam dan berasal dari makhluk

hidup. Contoh polimer alam dapat dilihat pada table di bawah ini

No Polimer Monomer Polimerisasi Contoh1. Pati/amilum Glukosa Kondensasi Biji-bijian, akar umbi2. Selulosa Glukosa Kondensasi Sayur, Kayu, Kapas3. Protein Asam amino Kondensasi Susu, daging, telur, wol, sutera4. Asam nukleat Nukleotida Kondensasi Molekul DNA dan RNA (sel)5. Karet alam Isoprena Adisi Getah pohon karet

Sifat-sifat polimer alam kurang menguntungkan. Contohnya, karet alam kadang-kadang cepat rusak, tidak elastis, dan berombak. Hal tersebut dapat terjadi karena karet alamtidak tahan terhadap minyak bensin atau minyak tanah serta lama terbuka di udara. Contoh lain, sutera dan wol merupakan senyawa protein bahan makanan bakteri, sehingga wol dan sutera cepat rusak. Umumnya polimer alam mempunyai sifat hidrofilik (suka air), sukar dilebur dan sukar dicetak, sehingga sangat sukar mengembangkan fungsi polimer alam untuk tujuan-tujuan yang lebih luas dalam kehidupan masyarakat sehari-hari.

2) Polimer SintesisPolimer sintesis atau polimer buatan adalah polimer yang tidak terdapat di

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

No Polimer Monomer Terdapat pada1. Polietena Etena Kantung, kabel plastik2. Polipropena Propena Tali, karung, botol

plastik3. PVC Vinil klorida Pipa paralon, pelapis

lantai4. Polivinil

alcoholVinil alcohol Bak air

5. Teflon Tetrafluoroetena Wajan atau panci anti lengket

6. Dakron Metil tereftalat dan etilena glikol Pipa rekam magnetik, kain atau tekstil (wol sintetis)

7. Nilon Asam adipat dan heksametilena diamin

Tekstil

8. Polibutadiena Butadiena Ban motor9. Poliester Ester dan etilena glikol Ban mobil10. Melamin Fenol formaldehida Piring dan gelas

melamin11. Epoksi resin Metoksi benzena dan alcohol

sekunderPenyalut cat (cat epoksi)

b. Penggolongan Polimer Berdasarkan Proses PembentukannyaReaksi pembentukan polimer dinamakan polimerisasi, jadi reaksi polimerisasi

adalah reaksi penggabungan molekul-molekul kecil (monomer) membentuk molekul yang besar (polimer). Ada dua jenis polimerisasi, yaitu polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi.

1) Polimer adisi Seperti yang telah kita ketahui, bahwa reaksi adisi adalah reaksi pemecahan

ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal sehingga ada atom yang bertambah di dalam senyawa yang terbentuk. Jadi, polimerisasi adisi adalah reaksi pembentukan polimer dari monomer-monomer yang berikatan rangkap (ikatan tak jenuh). Pada reaksi ini monomer membuka ikatan rangkapnya lalu berikatan dengan monomer lain sehingga menghasilkan polimer yang berikatan tunggal (ikatan jenuh). Artinya, monomer pembentuk polimer adisi adalah senyawa yang ikatan karbon berikatan rangkap seperti alkena, sterina, dan haloalkena. Polimer adisi ini biasanya identik dengan plastik, karena hampir semua plastik dibuat dengan polimerisasi adisi. Misalnya polietena, polipropena, polivinil klorida, teflon dan poliisoprena.

Berikut beberapa contoh pembentukannya :a. Pembentukan polietena (polietilena) dari etena (etilena)

O2

nCH2 = CH2 - (CH2 - CH2)n - etena tegangan tinggi polietena

b. Pembentuka teflon dari tetrafluoro etena

nCF2 = CF2 - (CF2 - CF2)n –tetrafluoroetena politetraetilena (teflon)

c. Pembentukan polivinil dari isoprena (2-metil-1,3-butadiena)

nCH2 = CH2 - (CH2 - CH)n – Cl Cl

d. Pembentukan polisoprena dari isoprena (2-metil-1,3-butadiena) CH3 CH3

nH2C = C – CH = CH2 - (HC = C - CH = CH)n -

Pada pembentukan poliisoprena, mula-mula kedua ikatan rangkap dari nomor 1 dan C nomor 3 terbuka, kemudian ikatan tunggal dari C nomor 2 dan C nomor 3 membentuk ikatan rangkap. Dari contoh-contoh reaksi di atas, dapat disimpulkan bahwa pada polimerisasi adisi tidak terbentuk hasil samping dan monomernya harus mengandung ikatan rangkap. Contoh polimer adisi dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Monomer Polimer Nama polimer KegunaanPolietilena Tas plastik, botol,

mainan, isolasi listrik

Polipropilena Karpet plastik, botolPolistirena Pernis kayu,

styrofoam, isolasi plastik, gelas plastik, mainan, bahan pengepakkan

Polivinil klorida Pipa, genteng plastikPolivinil dienklorida Plastik wrapPolitetraetilena (teflon)

Alat masak, isolasi listrik (penutup kabel)

Poliakrilonitril Wig (rambut palsu), cat, benang

Polivinilasetat Tekstil, gumresin, cat

Polimetilmetakrilat Bahan pembuat gelas, pembuat bola bowling

2) Polimer kondensasiKondensasi merupakan reaksi penggabungab gugus-gugus fungsi antara kedua

monomernya. Artinya, polimerisasi kondensasi adalah reaksi pembentukan polimer dari monomer-monomer yang mempunyai dua gugus fungsi. Misalnya, senyawa polipeptida atau protein dan polisakarida merupakan senyawa biomolekul yang dibentuk oleh reaksi polimerisasi kondensasi. Berikut beberapa contoh pembentukan polimerisasi kondensasi :

a) Pembentukan nilonNilon merupakan suatu polimer yang ditemukan oleh Wallace Hume

Carothers di tahun 1934 sewaktu bekerja di perusahaan Du Pont. Polimer nilon dibentuk dari monomer asam 6-aminoheksanoat (HOOCCH2(CH2)3CH2NH2). Dalam polimerisasi ini, gugus karboksil dari monomer berikatan dengan gugus amino dari monomer tersebut.

Perhatikan reaksi tersebut, setiap dua monomer asam 6-aminoheksanoat akan menghasilkan satu polimer dan dua molekul air.

Adapun nilon-66 dibentuk dengan heteropolimer (monomernya beragam), yaitu antara heksametilena diamina, (1,6-heksana diamin) dengan asam adipat (asam 1,6-heksanadioat).

Pada heteropolimer (kopolimer) setiap 2 monomer yang berlainan bersatu akan dihasilkan 2 molekul air.

b) Pembentukan polyester (polietilena tereftalat) atau dakronSama halnya pada nilon-66, polyester dakron dibentuk oleh 2 polimer

berlainan, yaitu dari etilena glikol (polialkohol) dengan dimetil tereftalat (senyawa ester).

Dari contoh-contoh reaksi di atas dapat disimpulkan bahwa polimerisasi kondensasi akan menghasilkan molekul kecil air dan monomernya mempunyai gugus fungsi pada kedua ujung rantainya. Apabila dirumuskan, secara umum reaksinya adalah sebagai berikut :

n monomer → 1 polimer + (n - 1) H2O

c) Penggolongan polimer berdasarkan jenis monomernyaBerdasarkan jenis monomernya, polimer dapat terdiri atas homopolimer dan

kopolimer.

1) HomopolimerHomopolimer adalah polimer yang monomernya sejenis. Contohnya, selulosa

dan protein.

(-P-P-P-P-P-P-P-P-)n

Pada polimer adisi homopolimer, ikatan rangkapnya terbuka lalu berikatan membentuk polimer yang berikatan tunggal.

2) KopolimerKopolimer atau disebut juga heteropolimer adalah polimer yang monomernya

tidak sejenis. Contoh dakron, nilon-66, melamin (fenol formaldehida). Proses pembentukan polimer berlangsung dengan suhu dan tekanan tinggi atau dibantu

dengan katalis, namun tanpa katalis strukyur molekul yang terbentuk tidak beraturan. Jadi, fungsi katalis adalah untuk mengendalikan proses pembentukan striktur molekul polimer agar lebih teratur sehingga sifat-sifat polimer yang diperoleh sesuai dengan yang diharapkan. Contoh struktur rantai molekul polimer tidak beraturan 9produk polimerisasi tanpa katalis) adalah sebagai berikut :

(-P-S-S-P-P-S-S-S-P-S-P-)n

Kopolimer tidak beraturan

Pada proses pembentukan polimer yang digunakan katalis, struktur molekul yang terbentuk akan beraturan. Contoh struktur rantai molekul polimer teratur (produk polimerisasi dengan katalis) adalah sebagai berikut :

Sistem blok :

(-P-P-P-S-S-S-P-P-P-S-S-S-)n

Kopolimer blok

Sistem berseling :

(-P-S-P-S-P-S-P-S-P-S-P-S-P-)n

Kopolimer berseling

d) Penggolongan polimer berdasarkan sifatnya terhadap panasBerdasarkan sifatnya terhadap panas, polimer dapat dibedakan atas polimer

termoplas (tidak tahan panas, seperti plastik) dan polimer termosting (tahan panas, seperti melamin).

1) Polimer termoplasPolimer termoplas adalah polimer yang tidak tahan panas. Polimer tersebut

apabila dipanaskan akan meleleh (melunak), dan dapat dilebur untuk dicetak kembali (didaur ulang). Contohnya polietilene, polipropilena, dan PVC.

2) Polimer termostingPolimer termosting adalah polimer yang tahan panas. Polimer tersebut apabila

dipanaskan tidak akan meleleh (sukar melunak), dan sukar didaur ulang. Contohnya melamin dan bakelit.

B. Polimer BuatanDalam kehidupan sehari-hari, kita pasti banyak menggunakan polimer buatan.

Berikut ini beberapa contoh polimer buatan di sekitar kita :

1) Karet Sintetis

Dengan semakin meningkatnya kebutuhan akan ban mobil dan motor, ahli-ahli kimia organic telah mengembangkan pembuatan karet sintetis untuk mempercepat perolehan kebutuhan tersebut.

Karet-karet sintetis tersebut dibuat dengan menggunakan bahan dasar monomer, seperti butadiene dan stirena denganm cara kopolimerisasi.

Polibutadiena-stirena disebut juga dengan Buna atau nama dagangnya SBR (stirena-butadiena rubber). Ada dua jenis Buna, yaitu Buna-N dan Buna-S. tidak seperti polimer lain yang monomernya 1:1, pada Buna-N perbandingan antara 1,3-butadiena dan stirena adalah 3:1, sedangkan Buna-S perbandingan antara 1,3-butadiena dan stirena adalah 7:3. polimer tersebutb merupakan karet sintetis yang kuat hamper menyamai karet alam karena resisten oksidasi dan abrasi dibandingkan karet alam. SBR mengandung ikatan rangkap dan dapat di cross-linked kan dengan sulfur dengan proses vulkanisasi. Saat ini Buna banyak digunakan sebagai ban mobil.

Jika karet yang divulkanisasi ini diregangkan, jembatan belerang menahan rantai-rantai polimer sehingga tidak mudah putus, kemudian karet tersebut akan kembali pada bentuk semula setelah meregang. Karet sintetis lain adalah neoprene yang berasal dari monomer kloropropena, polibutadiena, dan Thiokol.

2) Serat SintetisKapas merupakan serat alam yang merupakan polimer dari karbohidrat

(selulosa), dan polimer dari protein (wol dan sutera). Seperti halnya karet, serat memiliki polimer sintetis, yaitu nilon dan poliester (dakron).

Dakron atau tetoron merupakan polyester. Polimer ini yang sangat kuat, sangat lentur dan transparan. Polimer ini juga digunakan untuk membuat sintetis dan membuat lembaran film tipis yang dalam perdagangan disebut mylar. Mylar banyak digunakan untuk pita rekam magnetic dan untuk membuat gelembung balon yang dimanfaatkan dalam penelitian cuaca di atmosfer.

Nilon-66 merupakan serat polimer yang titik leburnya tinggi. Disebut nilon-66 karena polimernya tersususn dari enam atom C dari 1,6-heksametilena diamina dan enam atom C dari molekul asam 1,6 heksanadioat. Nilon-66 digunakan untuk serat kain.

3) OrlonOrlon merupakan polimer adisi dari monomer akrilonitril. Polimer ini

merupakan serat sintetis, seperti wol digunakan dalam tekstil sebagai campuran wol, karpet, dan kaus kaki.

4) PlastikPlastik merupakan polimer sintetis yang paling populer karena banyak

digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

Berdasarkan jenis monomernya, ada beberapa jenis plastik yaitu sebagai berikut :

a) Polietena (Polietilena) Polietilena merupakan polimer plastik yang sifatnya ulet (liat), massa jenis

rendah, lentur, sukar rusak apabila lama dalam keadaan terbuka di udara maupun apabila terkena tanah Lumpur, tetapi tidak tahan panas. Polietena adalah plastik yang banyak diproduksi, dicetak lembaran untuk kantong plastik, pembungkus halaman, ember, dsb.

b) Polipropena (Polipropilena)Polipropena mempunyai sifat yang sama dengan polietena. Oleh karena plastik

ini juga banyak diproduksi, hanya kekuatannya lebih besar dari polietena dan lebih tahan panas serta tahan terhadap reaksi asam dan basa. Plastik ini juga digunakan untuk membuat botol plastik, karung, bak air, tali, dan kanel listrik (insulator).

c) PVC (Polivinil Klorida)PVC mempunyai sifat keras dan kaku digunakan untuk membuat pipa plastik,

pipa paralon, pipa kabel listrik, kulit sintetis, dan ubin plastik.

d) Teflon (Tetrafluoroetena)Teflon merupakan lapisan tipis yang sangat tahan panas dan tahan terhadap

bahan kimia. Teflon digunakan untuk pelapis wajan (panic anti lengket), pelapis tangki di pabrik kimia, pipa anti patah, dan kabel listrik.

e) Bakelit (Fenol Formaldehida)Bakelit adalah suatu jenis polimer yang dibuat dari dua jenis monomer, yaitu

fenol dan formaldehida. Polimer ini sangat keras, titik leburnya sangat tinggi dantahan api. Bakelit digunakan untuk instalasi listrik dan alat-alat yang tahan suhu tinggi, misalnya asbak dan fiting lampu listrik.

f) Flexiglass (Polimetil Metakrilat)Polimetil Metakrilat disingkat PMMA mempunyai nama dagang flexiglass.

Polimetil metakrilat merupakan polimerisasi adisi dari monomer metil metakrilat (H2C = CH-COOH3). PMMA merupakan plastik yang kuat dan transparan. Polimer ini digunakan untuk jendela pesawat terbang dan lampu belakang mobil.

C. Kegunaan PolimerKegunaan polimer dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut :

a) Plastik Polietilentereftalat (PET)Plastik PET merupakan serat sintetik poliester (dakron) yang transparan

dengan daya tahan kuat, tahan terhadap asam, kedap udara, fleksibel, dan tidak rapuh. Dalam hal penggunaannya, plastik PET menempati urutan pertama. Penggunannya sekitar 72 % sebagai kemasan minuman dengan kualitas yang baik. Plastik PET merupakan poliester yang dapat dicampur dengan polimer alam seperti : sutera, wol dan katun untuk menghasilkan bahan pakaian yang bersifat tahan lama dan mudah perawatannya.

b) Plastik Polietena/Polietilena (PE)

Terdapat dua jenis plastik PE, yaitu Low Density Polyethylene (LDPE) dan High Density Polyethylene (HDPE). Plastik LDPE banyak digunakan sebagai kantung plastik serta pembungkus makanan dan barang.

Plastik HDPE banyak digunakan sebagai bahan dasar membuat mainan anak-anak, pipa yang kuat, tangki korek api gas, badan radio dan televisi, serta piringan hitam.

c) Polivinil Klorida (PVC)Plastik PVC bersifat termoplastik dengan daya tahan kuat. Plastik ini juga

bersifat tahan serta kedap terhadap minyak dan bahan organik. Ada dua tipe plastik PVC yaitu bentuk kaku dan bentuk fleksibel.

Plastik bentuk kaku digunakan untuk membuat konstruksi bangunan, mainan anak-anak, pipa PVC (paralon), meja, lemari, piringan hitam, dan beberapa komponen mobil. Adapun plastik bentuk fleksibel, jenis ini digunakan untuk membuat selang plastik dan isolasi listrik.

Dalam hal penggunaannya, plastic PVC menempati urutan ketiga dan sekitar 68 % digunakan untuk konstruksi bangunan (pipa saluran air).

d) Plastik NilonPlastik nilon merupakan polimer poliamida (proses pembentukannya seperti

pembentukan protein). Plastik Nilon ditemukan pada tahun 1934 oleh Wallace Carothers dari Du Pont Company. Ketika itu, Carothers mereaksikan asam adipat dan heksametilendiamin. Plastik yang bersifat sangat Kuat (tidak cepat rusak) dan halus ini banyak digunakan untuk pakaian, peralatan kemah dan panjat tebing, peralatan rumah tangga serta peralatan laboratorium.

e) Karet SintetikKaret Sintetik yang terkenal adalah Styrene Butadiene Rubber (SBR), suatu

polimer yang terbentuk dari reaksi polemerisasi antara stirena dan 1,3-butadiena. Karet sintetik ini banyak digunakan untuk membuat ban kendaraan karena memiliki kekuatan yang baik dan tidak mengembang apabila terkena minyak atau bensin.

f) WolWol adalah serat alami dari protein hewani (keratin) yang tidak larut. Struktur

protein wol yang lentur menghasilkan kain dengan mutu yang baik, namun kadang-kadang menimbulkan masalah karena dapat mengerut dalam pencucian. Oleh karena itu, wol dicampur dengan PET untuk menghasilkan kain yang bermutu baik dan tidak mengerut pada saat pencucian.

g) KapasKapas merupakan serat alami dari bahan nabati (selulosa) yang paling banyak

digunakan (hamper 50 % pemakaian serat alami berasal dari kapas). Kain katun dibuat dari serat kapas dengan perlakuan kimia sehingga menghasilkan kain yang kuat, enak dipakai, dan mudah perawatannya.