TUGAS

Ilmu Kimia dan Bahan

Bahan Konstruksi Polimer

Ricky Bunawan

Timotius Hazel

Henry Wijaya

Fakultas Teknik Sipil 2015

Universitas Tarumanagara

Kata Pengantar

Puji dan syukur diucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan

rahmat-Nya, maka laporan makalah tentang Bahan Konstruksi Polimer ini dapat

terselesaikan dengan baik.

Tugas ini dibuat dalam rangka memenuhi tugas yang diberikan oleh Ibu Dra. Taty

Ruslianty , Apt. , M.Si. Paper ini disusun untuk membantu proses pembelajaran

mahasiswa khususnya untuk mahasiswa Teknik Sipil.

Makalah ini berisi tentang polimer, struktur polimer, sifat –sifat polimer,

definisi dan konsep dasar polimer, serta proses pembuatannya yang didapat dari

berbagai buku dan berbagai referensi.

Saya sangat berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah

wawasan serta pengetahuan kita tentang Polimer.

Semoga paper sederhana ini dapat dipahami bagi siapapun yang membacanya.

Sekiranya paper yang telah saya susun ini dapat berguna bagi saya sendiri maupun

orang yang membacanya.

Oleh sebab itu, Saya mohon maaf bila ada kesalahan dalam membuat paper

ini,saya berharap adanya kritik, saran dan usulan demi kebaikan kami dalam

membuat paper untuk yang selanjutnya.

Jakarta,....Agustus 2015

Tim Penulis

Daftar Isi

Daftar Gambar

Bagan Terbentuknya Ikatan Atom Polymer

Masing-masing atom menjadi satu dengan Ikatan Van Der Walls

Terbentuknya rantai panjang salig menyusun dirinya sendiri

Perubahan monomer menjadi polimer

Metoda umum industri polimer

Proses produksi polietilen

Bab 1. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Polimer adalah bahan organik dengan ciri molekul raksasa

yang emmiliki berat molekul lebih besar dari 1.000.000. g/g

mol. Pembentukan molekul raksasa ini terjadi karena adanya

suatu proses penggabungan dari molekul-molekul kecil.

Umunya suatu bahan Polymer dibangun oleh satuan struktur.

Tersusun secara berulang dan diikar dengan gaya tarik

menarik yang kuat dengan ikatan kovalen, ikatan atom bahan

polymer dapat berupa ikatan-ikatan :

1.Ikatan Ion

2.Ikatan Logam

3.Ikatan Hidrogen

4.Ikatan Van Der Walls.

Bahan Polysmer tidak dapat berfusi, tetapi terurai akibat

perubahan suhu tanpa penguapan pada akhirnya berubah

menjadi karbon.Nama Polymer adalah jabaran dari kata-

kata : Poly yang berarti banyak dan Meros atau Mer berarti

Ruangan, jadi Polymer berarti banyak ruang.

1.2. Sifat Umum

Bahan polymer memiliki sifat-sifat yang berbeda

dibandingkan dengan bahanorganik lain. Polymer memiliki

berat molekulrendah yang berubah menjadi bahan cair

dengan viskositas rendah.

Sifat-sifat umum yang utama adalah :

1. Serat molekul rendah, jadi bersifat ringan.

2. Bahan yang mudah menyesuaikan dengan lingkungan, jadi

mudah dibentuk.

3. Untuk membentuk dan mengolah diperlukan energi sedikit

dan kerja yang minimum.

4. Memiliki titik lebur yang rendah.

1.3 Bagan Terbentuknya Ikatan Atom Polymer

a. Masing-masing atom menjadi satu dengan Ikatan Van Der Walls

b. Terbentuknya rantai panjang salig menyusun dirinya sendir

1.4 Struktur

Bahan ini sukar membentuk kristal, karena struktur berupa

molekul besar dan tersusun dari atom tunggal , Molekul –

molekulnya memiliki ikatan antar atom yang diterangkan

sebelumnya yaitu kurang kuat. Pada lintasan gerak elektron,

tidak terdapat elektron bebas , karena itu bersifat isolator.

Sifat-sifat plastisitasnya berbeda dengan unsur dan bahan lain

seperti logam. Beberapa macam polymer rantai sepertu

Polyetilen atau nylon, memliki molekul-molekul yang

tersusun secara teratur membentuk kristal. Bahan ini disebut

sebagai polymer kristal walau tidak seluruhnya mengkristal.

1.5 Molekul Raksasa

Molekul raksasa atau Giant Molecule telah dijelaskan,

bahwa terbentuk dari molekul-molekul kecil dengan ikatan

tertentu. Polymer memiliki molekul raksasa yang bersumber

dari :

1. A L A M

Bahan organik ini dapat berupa bahan :

- Kayu

- Gabus

- Minyak

- Serat

- Resin

- Zat perekat

2. B u a t a n

Dibentuk dan diproses dalam industri, membaut

molekul besar dari molekul kecil, seperti : Polyvinil Chlorida,

Senzen, dll. Pemakaian bahan-bahan organik di atas dalam

industri atau dalam rumah tangga sudah sangat meluas.

Hanya kni terus diupayakan agar kualitasnya makin baik.

Pengetahuan bidang ini mengalami kemajuan pesat sekali.

Alam yang memberikan molekul besar penggunaannya harus

ditunjak dengan IPTEK agar dapat di atur sehingga efisien

dan tidak merusak lingkungan.

Gambar dibawah ini, contoh salah satu pembentukan bangun

monomer menjadi polymer suatu bahan organik :

1.6 Ukuran molekul

Terhadap pengaruh mekanis seperti tengangan termal,

bahan polymer dengan molekul besar akan lebih tahan

daripada bahan polymer dengan molekul kecil. Seperti telah

diterangkan pada awal tulisan ini, molekul besar terbentuk

dari satuan berulang-ulang dari molekul uang lebih kecil

disebut “mer” . Sehingga jelaslah, bahwa molekul besar

polymer merupakan kelipatan dari sejumlah “massa mer”

yang ada dalam molekul besar. Ukuran molekul yang

dimaksud tidak lain adalah ukuran molekul yang dinyatakan

dalam massa.

Hidrokarbon dengan rumus molekul Cm · H2m+2 juga

menyatakan ukuran molekul. Jumlahnya mer per molekul

dalam bahan p[olymer disebut sebagai “tingkat polimerisasi”

dan disimbolkan dengan huruf “n”. Sehingga berlaku :

n = Jumlah “mer” permolekul.

n = Massa Molekul Polymer (g/mol) / Massa mer (g/mer)

n = mer / mol

1.7 DISTRIBUSI UKURAN MOLEKUL

Kita perhatikan bahan polymer Polyetilen, terbentuknya

dari molekul-molekul kecil hingga terbentuk molekul besar

dan ternyata besarnya tidak memiliki ukuran yang sama ,

beberapa molekul memiliki ukuran yang lebih besar. Untuk

dapat mewakilkan molekul besar dengan ukuran yang sama

tepat, haruslah dihitung “tingkat polimerisasi rata-rata”,

sehingga diperoleh “ indek ukuran tunggal “. Untuk

melaksanakan ini dapat dilalu 2 cara yaitu :

1. Berat Fraksi.

Massa rata- rata ukuran molekuler Mm :

Berlak :

M : Σ ( Wi . Mi ).

Wi : Fraksi massa dalam setiap intervalukuran.

Mi : Nilai representif ( tengah) dari setiap interval ukuran.

Cara kedua dilaksanakan melalui Fraksi Molekul, cara yang

lain dengan cara :

2. Jumlah Fraksi

Menentukan molekul yang terdapat pada setiap interval

ukuran.

Mn = Jumlah rata-rata ukuran molekul.

Mn= Σ ( XiMi ).

Xi= Jumlah fraksi molekul setiap inverval ukuran.

Mi = harga tengah tiap inverval ukuran.

Dalam perhitungan selanjutnya untuk kedua cara diatas

dilakukan dengan pertolongan data-data dari grafik.

Dalam kaitannya dengan panjang rata-rata ini, perlu

diketahui pula tentang “panjang molekuler”. Sebagai contoh

diambil senyawa Polyvinil Chlorida, panjang rata-rata

molekulnya dengan tingkat polimerisasi = 037 mer sebesar

95nm, ini disebabkan karena setiap ikatan C – C adalah 0,154

dan jumlah ikatan sama dengan 2 kali jumlah mer.

Dibawah ini pada gambar diberikan beberapa contoh

bangun senyawa Hidrokarbon :

- Vinyl Chlorida.

- Vinyl Acetate.

1.8. HOMOPOLYMER DAN COPOLYMER

Bahan polymer dibedakan antara Homopolymer dengan

Copolymer dalam hal kombinasi dari pembentuk

senyawanya.

1. Homopolymer

Senyawa ini terbentuk dari molekul-molekul yang sejenis

yang membentuk rantai panjang bagaimanapun. Bila molekul

ini diberi kode nama : A, maka bentuksenyawanya akan

berupa : AAAAAAAAAA ......... AAAAAAAA

2. Copolymer

Senyawa ini membentuk rantai panjang, tetapi tidak dari

satu jenis molekul, tetapi terdiri dari dua atau lebih jenis.

Kombinasinya dapat memiliki berbagai macam

Jadi senyawa Homopolymer dan Copolymer dapat terdiri atas

berbagai tipe monomer dan tersusun dengan berbagai rantai

panjang dan simpangan-simpangannnya.

1.9 P L A S T I K

Senyawa bahan polymer yang paling terkenal adalah

bahan plastik. Secara umum diklarifikasikan sebagai =

Plastic : 1. Thermoplastik

2. Thermosettingplastik.

Pembagian tersebut diatas, tergantung dari macam ikatan

kimianya.

1. Thermoplastik

Secara umum sifat-sifat bahan ini dapat disimpulkan

sebagai berikut :

1. Dapat dipanaskan dan dipanaskan kembali tanpa terjadi

perubahan besar pada sifat- sifat dan strukturnya.

2. Ikatan rantai panjang yang terjalin adalah ikatan karbon.

3. Pada rantai utama: molekuler dapat terikat atom-atom

unsur unsur : Nitrogen, Oksigen, dan Sulphur

4. Rantai panjang molekuler terikat satu dengan lainnya

dengan cara ikatan sekunder.

2. Thermosetting plastik.

Secara umum sifat-sifat disimpulkan sebagai :

1. Membentuk ikatan tetap dengan sudut tertentu dengan cara

reaksi kimia.

2. Tak dapat dicairkan lagi dan dibentuk yang baru.

3. Untuk menghancurkan kembali diperlukan temperatur

tinggi.

4. Jaringan atom karbonnya dengan ikatan kovalen dan

membentuk larutan padat sebagai kristal

5. Dapat mengikat atom unsur-unsur : Oksigen, Nitrogen,

dan Sulphur atau atom-atom lain.

Dengan klasifikasi dan sifat-sifat umum seperti diatas,

maka plastik tergolong “bahan teknik” yang memiliki masa

depan. Sebagai bahan teknik memiliki lagi sifat-sifat sebagai

berikut ini :

1. Bahan teknik yang penting.

2. Memiliki berbagai sifat.

3. Kadang-kadang tidak dapat disubstitusikan dengan bahan

lain.

4. Umunya harganya rendah

5. Masuk kategori bahan engineering design, karena :

1. Mudah diproses.

2. Ringan.

3. Meredam suara.

4. Penting untuk lubrikasi.

5. Bahan elektronik, sangat meluas penggunaannya,

untuk:

Connectors

switches

relays

TV Turner

Circuit

boards

coil form

dll.

1.10. INDUSTRI BAHAN POLYMER

Bahan polymer berperan sekali pada dasa warsa

terakhir ini dan akan terus meningkan perannnya dalam

industri. Juga di negara kita pada tahun-tahun akhir ini saja

telah dibangun berpuluh-puluh indsutri polymer yang sangat

menunjang pengembangan teknologi. Produk-produknya

telah sangat berhasil dapat men-suplai sebagai bahan

substitusi di banyak sektor industri. Bahkan produk-

produknya telah dapat mengimbangi tuntutan teknis yang

tinggi, karena memiliki sifat-sifat mekanis yang baik.

Kebutuhan bahan ini makin mengembang dengan ruang

lingkup yang meluas pula, kini pasti relevan dengan tuntutan

yang ada pada sistem produksinya masa kini karena :

1. Kegiatan industri pengolahan bahan yang maju pesat.

2. Proses produksinya dapat melalui berbagai sistim dan

terus dikembangkan.

3. Dengan pengembangan ilmu dan teknologi dapat terus

ditemukan bahan- bahan baru.

4. Dapat berhasil dengan baik dan lancar produknya,

karena tersedia bahan baku yang cukup.

Industri bahan polymer bahan bakunya diperoleh dari :

1. Natural gas.

2. Petroleum.

3. Coal.

Faktor-faktor yang kurang menguntungkan diantaranya

adalah :

1. Prosesnya cukup reaktif.

2. Timbul panas.

3. Limbah yang berbahaya.

Hasil-hasil produk industri polymer berupa :

1. Granules

2. Pellet

3. Powder

4. Cairan.

Perkembangan IPTEK pada saat ini memungkinkan untuk

memproduksi bahan polymer dengan berbagai sistim.

Perhatikan proses dan peralatan yang dipergunakan :

Proses produksi polyethylene :

Daftar Pustaka

ILMU PENGETAHUN BAHAN INDUSTRI , Ir. Hartono Reksotenojo Msc. Eng-Met.

Jakarta 1992

Ebewele, R.O., 2000. Polymer and Science Technology. CRC Press LLC :

NewYork.Fried, J.R., 1995. Polymer and Science Technology. Prentice Hall PTR :

NewJersey.Rangga, D. 2011. Polimer Sintetis. Kimiamanten.blogspot.com,

diakses tanggal 25 September 2015