TEKNOLOGI POLIMEROleh:

RochmadiJurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik

Universitas Gadjah Mada

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA

KULIAH UMUM 201029 Desember 2010

PolimerPoly – meros (=bagian yang terulang)

Polimer terdiri dari monomer

Contoh: etilen CH2=CH2 menjadi polietilen‐CH2‐CH2‐‐CH2‐CH2‐‐CH2‐CH2‐‐CH2‐CH2‐

Jenis polimer:• Polimer alam: karet alam, selulose• Polimer sintetis: PE, PP, PS, epoksi

Rantai polimer• Linear   bisa bercabang, tapi tidak membentuk jaring

• Jaring (network)  3 dimensi

PE, PP, PS,PVC

Vulkanisasi karet,epoksi

Termoplastik

• Apabila dipanaskan akan melunak/meleleh.• Bila dididinginkan akan kembali ke bentuk semula.

• Mempunyai struktur linier.

Termosetting

• Apabila dipanaskan akan tetap padat dan suatu saat akan rusak.

• Mempunyai struktur rantai jaring (network).

BIDANG POLIMER

• Material, komposit, nanomaterial

• Sintesis/reaksi polimer, degradasi

• Biopolimer

• Rheology

• Polymer processing

• Serat/fiber

• .................

bidang yang sangat luas!

SIFAT POLIMER DARI STRUKTURNYA1. Rantai utama (‐C‐C‐C‐ ..........)

Termoplastik dan termoset

Kelurusan rantai (cis dan trans) Viskositas polimer dan larutan 

Alkil (‐CH2‐) atau fenil (‐C6H4‐)  plastisitas dan kekerasan

2. Rantai cabangTaktisitas (tacticity)

3. Posisi terhadap molekul lainAmorf dan kristalin

Sifat Fisis dan Struktur

Sifat fisis dipengaruhi oleh struktur molekul (konfigurasi) dan berat molekul (distribusi BM)

Struktur molekul:• Letak ikatan di dalam rantai• Letak rantai cabang : isotaktik, sindiotaktik, ataktik

Karakteristik:• Amorf, kristal• Glass point, melting point

CH3 H CH3 CH2

C=C C=C

CH2 CH2 CH2 H

cis trans

H2 H H H2 H2 H H H2 C = C – C = C - C – C = C – C – H H C - C = C C = C C = C C H C – C C

- C H2 H2 H2 trans cis

Posisi cis dan trans

Isotaktik• cabangnya teratur (ke atas semua)• Contoh: polypropylene (R adalah CH3)

H R H R H R H- C – C – C – C – C – C – C -

H H H H H H H

Sindiotaktik• teratur atas-bawah

H R H R H R H- C – C – C – C – C – C – C -

H H R H H H H

Ataktik• Arah cabang tak teratur

H R H H H R R- C – C – C – C – C – C – C -

H H H R H H H

kristalin amorf

Kristalin dan amorf

amorf

POLIMER Tg, oCPolietilen (LDPE)Polipropilen (ataktik)Polipropilen (isotaktik)Polivinil asetat (PVAc)Polietilentereftalat (PET)Polivinil alkohol (PVA)Polivinil chlorida (PVC)PolistirenePolimetilmetakrilat (ataktik)

-125-2010028698581100105

MEKANISME REAKSI POLIMERISASIPolimerisasi kondensasi :• Bersifat  step reaction (satu per satu)• Reaksinya lebih lambat• Reaksinya berhenti saat kehabisan gugus fungsional

Polimerisasi adisi :• bersifat chain reaction, ada 3 step: initiation, propagation, termination

• Reaksinya cepat• Pembukaan ikatan rangkap (mengaktifkan ikatan rangkap)

• Perlu initiator

Mekanisme reaksi Etilen oksid dengan ‐OH atau –NH2

O               O O              OH

C – C – R‐ C – C   + HO –R’– OH             C – C –R— C – C – O‐R’– OH  

H2 H        H   H2 H2 H           H   H2

Reaksi adisi, tetapi mekanismenya termasuk step reaction.

Klasifikasi yang lain:

• Step growth reaction

• Chain growth reaction

POLIMERISASI KONDENSASI

Penggabungan 2 molekul menjadi sebuah molekul besar + molekul sederhana

• Contoh: poliesterifikasi, poliamidasi

• Poliester: Polyethylene terephtalate (PET)

• Poliamida: nylon 6, nylon 66, Kevlar

‐COOH + HO‐ ‐COO‐ +  H2O

‐COOH + H2N‐ ‐CONH‐ +  H2OUntuk menyempurnakan reaksi, pada akhir reaksi perlu dihampakan, agar H2O dapat ditarik dari sistem reaksi.Molekul polimer rantai panjang diperoleh pada waktu reaksi yang lama (step reaction).

POLIMERISASI ADISI

Penggabungan 2 molekul menjadi sebuah molekul besar. Mekanisme reaksi:

Initiation (pemicuan)

Monomer menjadi aktif untuk bereaksi: M Maktif

Propagation

Maktif + M  MMaktif +  M MMMMMM...

Termination

2 polimer aktif bertabrakan   polimer mati.

Kadang terjadi chain transfer

Langkah initiation dapat dilakukan dengan:

Senyawa Initiator  pecah menjadi 2 radikal

Radiasi monomer, menjadi Maktif

Langkah propagation sangat cepat, sehingga dalam waktu sangat singkat, terbentuk rantai polimer sangat panjang chain reaction

Jenis mekanisme polimerisasi adisi:

Radikal: yang paling banyak digunakan

Ionik (kationik, anionik)

Koordinasi