polimerisasi curah

7/23/2019 polimerisasi curah

1/13

1

7. POLIMERISASI LARUTAN

A. Polimer

Kata polimer pertama kali digunakan oleh kimiawan Swedia Berzelius pada tahun

1833. Sepanjang abad 19 para kimiawan bekerja dengan polimer tanpa memiliki suatu

pengertian yang jelas tentang polimer terutama strukturnya.

B. Pengertian Polimer

Istilah polimer berasal dari kata poly yang artinya banyak dan meros yang

artinya bagian yaitu molekul raksasa atau makromolekul yang biasanya memiliki bobot

molekul tinggi. Polimer juga didefinisikan sebagai makromolekul yang dibangun dari

pengulangan unit-unit molekul yang lebih sederhana yang dinamakan monomer.

Alam telah menyediakan polimer seperti selulosa, protein dan karet alam jauh

sebelum manusia menemukan polimer sintetik. Polimer-polimer tersebut telah digunakan

sejak berabad-abad sebagai bahan makanan, pakaian dan peralatan sederhana. Namun

sekarang polimer sintetis telah banyak digunakan sehari-hari tidak hanya sebagai

makanan, pakaian, dan peralatan sederhana, tetapi juga sebagai peralatan elektronik,

peralatan masak juga bahan untuk keperluan peralatan dengan teknologi tinggi.

C. Penggolongan Polimer

Ada beberapa penggolongan polimer, diantaranya adalah :

1. Berdasarkan Asalnya

a.

Polimer alam

adalah polimer yang terbentuk secara alami di dalam tubuh makhluk hidup.

Tabel 1. Beberapa contoh polimer alam

No. Polimer Monomer Polimerisasi Terdapat pada

1. Amilum Glukosa Kondensasi Biji-bijian,akar umbi

2. Selulosa Glukosa Kondensasi Sayur,kayu, kapas

3. Protein Asam amino KondensasiSusu,daging,telur,

wol, sutera

4. Asam nukleat Nukleotida Kondensasi Molekul DNA, RNA

5. Karet alam Isoprene Adisi Getah karet alam


2/13

b. Polimer semi sintetis

adalah polimer yang diperoleh dari hasil modifikasi polimer alam dan bahan

kimia. Contoh : selulosa nitrat yangsering dipasarkan dengan nama celluloiddan

guncotton.

c. Polimer sintetis

adalah polimer yang tidak terdapat di alam, tetapi disintesis dari monomer-

monomernya dalam reaktor.

Tabel 2. Beberapa contoh polimer sintetis

No. Polimer Monomer Polimerisasi Terdapat pada

1. Polietena Etena Adisi Kantung,kabel plastik

2. Polipropena Propena Adisi Tali,karung,botol plastik

3. PVC Vinil klorida AdisiPipapralon,pelapis

lantai, kabel listrik

4.Polivinil

alkoholVinil alkohol Adisi Bak air

5. Teflon Tetrafluoro etena Adisi Wajan,panci anti lengket

6. DakronMetal tereftalat

dan etilen glikolKondensasi

Pita rekam magnetik,

kain,tekstil,wol sintetis

7. Nilon

Asam adipat dan

heksametilen

diamin

Kondensasi Tekstil

8. Polibutadiena Butadiena Adisi Ban motor, mobil

2. Berdasarkan Jenis Monomernya

a. Homopolimer

adalah polimer yang tersusun dari monomer-monomer yang sama atau sejenis.

Contoh : PVC, protein, karet alam, polivinil asetat (PVA), polistirena, amilum,

selulosa, dan teflon.

b.

Kopolimer


3/13

adalah polimer yang tersusun dari monomer-monomer yang berlainan jenis.

Berdasarkan susunan monomernya, terdapat empat jenis kopolimer sebagai

berikut.

1) Kopolimer bergantian

2) Kopolimer blok

3)

Kopolimer bercabang

4) Kopolimer tidak beraturan

3. Berdasarkan Sifat terhadap Pemanasan atau Sifat Kekenyalannya

a.

Termoplastik

adalah polimer yang bersifat kenyal atau liat jika dipanaskan dan dapat dibentuk

menurut pola yang diinginkan. Setelah dingin, polimer menjadi keras dan

kehilangan sifat kekenyalannya.

Contoh : polietilena, PVC, seluloid, polistirena, polipropilena, asetal, vinil, nilon

dan Perspex.

b.

Termosetting

adalah polimer yang bersifat kenyal saat dipanaskan, tetapi setelah dingin tidak

dapat dilunakkan kembali. Jika pecah, polimer tersebut tidak dapat disambungkan

kembali dengan pemanasan. Contoh : bakelit, uretana, epoksi, polyester,

dan formika.

4.

Berdasarkan Bentuk Susunan Rantainya

a. Polimer linear

adalah polimer yang tersusun dengan unit ulang berikatan satu sama lainnya

:membentuk rantai polimer yang panjang.

b. Polimer bercabang

adalah polimer yang terbentuk jika beberapa unit ulang membentuk cabang pada

rantai utama.

c. Polimer berikatan silang (Cross-linking)

adalah polimer yang terbentuk karena beberapa rantai polimer saling berikataan

satu sama lain pada rantai utamanya. Sambungan silang dapat terjadi ke berbagai

arah sehingga terbentuk sambung silang tiga dimensi yang disebut polimer

jaringan.

5.

Berdasarkan Apilkasinya

a. Polimer komersial


4/13

adalah polimer yang disintesis dengan harga murah dan diproduksi secara besar-

besaran.

Contoh : polietilena, polipropilena, pilivinil klorida dan polistirena.

b. Polimer teknik

adalah polimer yang mempunyai sifat unggul tetapi harganya mahal. Contoh :

poliamida, polikarbonat, asetal, dan polyester.

D. Sifat-sifat Polimer

Beberapa faktor yang mempengaruhi sifat fisik polimer sebagai berikut.

1.

Panjang rata-rata rantai polimer

Kekuatan dan titik leleh naik dengan bertambah panjangnya rantai polimer.

2. Gaya antarmolekul

Jika gaya antar molekul pada rantai polimer besar maka polimer akan menjadi kuat

dan sukar meleleh.

3.

Percabangan

Rantai polimer yang bercabang banyak memiliki daya tegang rendah dan mudah

meleleh

4.

Ikatan silang antar rantai polimer

Ikatan silang antar rantai polimer menyebabkan terjadinya jaringan yang kaku dan

membentuk bahan yang keras. Jika ikatan silang semakin banyak maka polimersemakin kaku dan mudah patah.

5. Sifat kristalinitas rantai polimer

Polimer berstruktur tidak teratur memil;iki kristanilitas rendah dan bersifat amorf

(tidak keras). Sedangkan polimer dengan struktur teratur mempunyai kristanilita

tinggi sehingga lebih kuat dan lebih tahan terhadap bahaan-bahan kimia dan enzim.

E. Reaksi- Reaksi Polimer


5/13

Reaksi polimerisasi yaitu reaksi penggabungan sejumlah monomer menjadi polimer.

Polimerisasi dibedakan menjadi dua macam sebagai berikut.

1. Polimerisasi adisi

adalah reaksi pembentukan polimer dari monomer-monomer yang berikatan rangkap

menjadi ikatan tunggal.

Polimerisasi adisi dibedakan menjadi dua sebagai berikut.

a. Polimerisasi adisi alami

Polimerisasi adisi alami misalnya pembentukan karet alam atau poliisoprena.Monomernya berupa isoprene atau senyawa 2-metil-1,3-butadiena.

b. Polimerisasi adisi sintesis

Contoh : pembentukan PVC, polipropena, Teflon, polifenil etena atau polistirena,

dan polietilena.

2. Polimerisasi kondensasi

yaitu reaksi yang terjadi jika dua atau lebih monomer sejenis atau berbeda jenis

bergabung membentuk molekul besar sambil melepaskan molekul-molekul kecil

seperti H2O, NH3, dan HCl.

Polimerisasi kondensasi dibagi menjadi dua sebagai berikut.

a. Polimerisasi kondensasi alami

Contoh : pembentukan selulosa, amilum dan protein.

b. Polimerisasi kondensasi sintesis

Contoh : pembentukan nilon, tetoron, bakelit, dan urea-metanal.

F. Teknik Polimerisasi


6/13

Pada dasarnya, ada dua teknik polimerisasi yang dapat digunakan untuk

memproduksi polimer, yaitu teknik homogen dan teknik heterogen. Teknik homogen

dapat dilakukan secara polimerisasi massa dan larutan, sedangkan teknik heterogen

dilaksanakan secara emulsi dan suspensi.

1. Teknik Polimerisasi Homogen

Dalam teknik polimerisasi homogen, terdiri dari 2 sub polimerisasi, yaitu polimerisasi

massa dan polimerisasi larutan.

a. Polimerisasi Massa

Teknik polimerisasi massa atau yang sering disebut bulk polimerisation

adalah teknik yang bertujuan untuk pembuatan polimer kondensasi, reaksinya

bersifat eksotermis dengan viskositas campuran yang rendah sehingga panas dapat

berpindah melalui pengeluaran gelembung. Sistem pada polimerisasi massa jarang

digunakan secara komersil untuk pembuatan polimer visual, kecuali untuk

membuat polimetil metakrilat tuang.

b.

Polimerisasi Larutan

Polimerisasi larutan adalah teknik polimerisasi dimana monomer dan

katalis dilarutkan suatu pelarut, kemudian setelah polimerisasi pelarutnyadikeluarkan. Contoh dari polimerisasi larutan ialah konversi polivinil asetat

menjadi polivinil alcohol ester akrilik.

2. Teknik Polimerisasi Heterogen

Dalam teknik polimerisasi hoterogen, terdiri dari 2 sub polimerisasi, yaitu

polimerisasi emulsi dan polimerisasi suspensi.

Contoh : The high pressure free radical process for the manufacture of Low Density

Polyethylene. Polyethylene membentuk cabang karena proses self-branching.

Cabang yang lebih panjang dari metil tidak dapat masuk ke kisi kristal polyethylene,

sehingga polimer padat yang dihasilkan kurang bersifat kristal (tidak transparan) dan

lebih kaku daripada HDPE (0.935-0.96 g cm-3

) yang dibuat dengan reaksi

coordination polymerization.

a.

Polimerisasi Emulsi

Polimerisasi jenis ini, dapat menghasilkan polimer dengan laju dan berat

molekul yang tinggi. Sistem pada polimerisasi emulsi merupakan dua fase cairanyang tidak larut, Fase pertama ialah fase kontinu aqueous, yang merupakan


7/13

inisiator, sedangkan fase kedua ialah fase diskontinu nonaqueous yang

merupakan bentuk monomer dan polimer.

Contoh teknik polimerisasi ini adalah pada pembuatan karet SBR.

b. Polimerisasi Suspensi

Teknik pada polimerisasi suspensi berlangsung dalam system aqueous

dengan monomer sebagai fase terdispersi sehingga menghasilkan polimer yang

berada fase solid terdispersi. Metode polimerisasi ini digunakan secara komersil

untuk menghasilkan polimer vinil yang keras, contohnya polistirena, polimetil

metaklirat, polivinil klorida serta poliakrilonitril. Contoh teknik polimerisasi

suspense adalah pada proses pembuatan PMMA.

BAB III

ISI

A. Pengertian Polimerisasi Larutan

Polimerisasi larutan adalah teknik polimerisasi dimana monomer dan katalis

dilarutkan suatu pelarut, kemudian setelah polimerisasi pelarutnya dikeluarkan.

B.

Proses Polimerisasi LarutanPolimerisasi larutan digunakan untuk membuat polimer dan kopolimer dengan

melarutkan monomer dan katalis dalam pelarut non-reaktif. Berikut ini adalah gambar

sederhana untuk polimerisasi larutan.

Gambar1. Reaktor


8/13

Gambar 2. Diagram Proses Polimerisasi

Dalam proses polimerisasi larutan, monomer bersama dengan inisiator dilarutkandalam pelarut. Pelarut bertindak sebagai pengencer & membantu dalam memfasilitasi

perpindahan terus menerus panas polimerisasi. Oleh karena itu kontrol suhu mudah.

Pelarut memungkinkan pengadukan mudah karena mengurangi viskositas campuran

reaksi. Pelarut juga memfasilitasi kemudahan penghapusan polimer dari reaktor. Pelarut

cair yang digunakan dalam prosedur polimerisasi larutan biasanya adalah pelarut tetap

untuk polimer atau kopolimer yang dihasilkan. Proses ini hanya cocok untuk penciptaan

jenis polimer basah, karena sulit untuk memisahkan kelebihan pelarut. Sementara

pemisahan kelebihan pelarut mungkin menggunakan distilasi, namun biasanya tidak

dianggap ekonomis dalam situasi industri.

Pada polimerisasi larutan, monomer dilarutkan dalam pelarut yang cocok sebelum

terjadi polimerisasi. Dalam sistemnya, pelarut dapat membantu melesapkan bahan reaksi.

Kekurangan cara ini adalah kemungkinan terjadinya pengalihan rantai kepada pelarut

dengan akibat pembentukan polimer bermassa molekul lebih rendah dan pelarut

kemudian harus dipisahkan dari polimer hasil. Masalah tersebut dapat diatasi dengan

menggunakan pelarut yang dapat melarutkan monomer tetapi tidak melarutkan polimer,

sehingga polimer dapat diperoleh secara langsung sebagai suatu bubur.

Pelarut yang digunakan dalam prosedur polimerisasi larutan harus dipilih dengan

hati-hati. Sebuah pelarut yang non-reaktif (inert) terhadap monomer sangat penting untuk

proses. Perlunya memilih pelarut inert untuk menghilangkan kemungkinan transfer rantai

untuk pelarut.

Jika pelarut reaktif digunakan, proses reaksi berantai yang berbahaya atau efek yang tidak

diinginkan lainnya dapat terjadi sebagai akibat dari percepatan otomatis. Percepatan


9/13

otomatis adalah reaksi yang terjadi ketika panas yang dihasilkan oleh polimerisasi tidak

hilang cukup cepat dengan pelarut. Sebagai panas menumpuk, viskositas larutan

meningkat, menyebabkan proses polimerisasi dapat aman dikendalikan dengan cepat.

Contoh pelarut non-reaktif yang dapat digunakan adalah air dan carbon tetraklorida. Air

merupakan salah satu pelarut yang paling penting. Banyak polimer seperti polyvinyl

alkohol dan karboxyl methyl seulosa dibuat untuk mudah terlarut dalam air. Carbon

tetraklorida dapat berperan pula dalam penambahan rantai polimer. Untuk pelarut yang

aktif contohnya aseton dan etylene diklorida. Sedikit penjelasan, meskipun sangat

berbahaya untuk menggunakan pelarut yang aktif, ada trik khusus untuk melakukannya,

yaitu dengan pelarut didinginkan dahulu pada kondisi non-aktif dan polimer akan tersebar

dan dengan pengadukan yang tetap berjalan sambil memanaskan polimer yang tersebar.

Ketika pelarut menjadi hangat/panas pada titik aktifnya, pelarut akan melarutkan polimer

yang tersebar dengan cepat.

Beberapa pelarut dapat melarutkan resin, tetapi yang lain tidak. Pada umumnya,

berlaku aturan terdahulu, aplikasi suka melarutkan suka. Pelarut klorinasi adalah

pelarut yang baik untuk resin vinil klorida, tetapi tidak untuk keton. Ester adalah pealrut

untuk ester (yang memuat resin) seperti polimetil methacrylate, tetapi pelarut klorinasi

masih lebih baik.

Pelarut sering menyajikan bahaya toksisitas, kebakaran, ledakan, korosi, dan

masalah bau tidak terkait dengan produk itu sendiri.

Penanganan pelarut dan pemulihan dan pemisahan polimer melibatkan biaya tambahan,

dan penghapusan monomer bereaksi bisa sulit. Penghapusan lengkap pelarut sulit dalam

beberapa kasus.

Katalis merupakan suatu zat yang ditambahkan dalam reaksi. Penggunaan katalis

ini dimaksudkan untuk memperbesar kecepatan reaksi, tanpa mengalami perubahan atau

terpakai oleh reaksi itu sendiri. Suatu katalis berperan dalam reaksi tetapi bukan sebagai

pereaksi atau produk. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi

yang lebih rendah. Katalis juga dapat mengurangi energi yang dibutuhkan dalam

berlangsungnya reaksi. Katalis yang pada umumnya berupa padatan, diproduksi

sedemikian rupa sehingga tidak ada air dan oksigen pada katalis.

Pemindahan pemanas dari reaktor dapat dilakukan dengan merefluks pelarut

(penguapan) menggunakan jaket-jaket pendingin atau dengan alat pemindah panas ecara

eksternal, atau kombinasi dari berbagai cara tersebut.


10/13

Katalis tidak dilapisi oleh polimer sehingga efisiensi yang berkelanjutan dan

penghapusan residu katalis dari polimer, jika diperlukan, disederhanakan.

Polimerisasi larutan adalah salah satu cara untuk mengurangi masalah perpindahan panas

yang dihadapi dalam polimerisasi massal.

Bertindak sebagai pelarut pengencer inert, meningkatkan kapasitas panas keseluruhan

tanpa memberikan kontribusi untuk memanaskan generasi. Berbagai contoh katalis yang

dapat digunakan antara lain (lihat gambar).


11/13

Gambar 3. Tipe Proses Polimerisasi Larutan

Inisiator merupakan sumber radikal bebas dalam proses polimerisasi larutan.

Dalam hal ini radikal bebas merupakan atom atau gugus apa saja yang memiliki satu atau

lebih elektron tidak berpasangan. Dengan adanya inisiator, maka inisiasi yang merupakan


12/13

tahap polimerisasi akan berlangsung. Initiator yang umumnya digunakan dalam proses

polimerisasi larutan adalah

Selain diatas, contoh dari polimerisasi larutan ialah konversi polivinil asetat

menjadi polivinil alcohol ester akrilik. Polimerisasi monomer vinil, berlangsung dalam

larutan untuk memudahkan perpindahan panas dan control. Pada pembuatan polimerisasi

monomer vinil, diperlukan pelarut yang benar sehingga tidak terjadi chain transfer, dan

polimer yang akan dihasilkan dapat digunakan dalam larutan.

C. Keuntungan dan Kelemahan Polimerisasi Larutan

Proses polimerisasi larutan menawarkan beberapa keuntungan serta satu

kelemahan utama.

Keuntungan polimerisasi larutan adalah:1. Mudahnya dalam melakukan kontrol yang tepat dari reaksi kimia, pengendalian

panas dan viskositas yang dihasilkan, dan kontrol atas auto percepatan proses serta

pengambilan .

2. Polimer hasil yang terbentuk berupa butiran kecil sehingga mudah disimpan.

Kerugian dan kelemahan dari proses ini adalah:

1. Kesulitan yang terlibat dalam pemisahan kelebihan pelarut.

2.

Polimer yang dihasilkan sedikit tidak murni karena sisa bahan-bahan pensuspensiyang teradsorbsi di permukaan artikel.


13/13

3. Polimerisasi tidak dapat dilakukan secara kontinu

Karakteristik Polimerisasi Larutan :

1.

Dapat dilakukan untuk polimerisasi vinil dengan pelarut yang sesuai.

2. Keuntungannya panas dapat dipindahkan ke pelarut.

3. Kesukarannya dapat terjadi pemindahan rantai kepelarut dan sukar

menghilangkan pelarut.

polimerisasi curah

Documents

Transcript of polimerisasi curah