Polimer

PETA KONSEP

POLIMER

PENGGABUNGAN MONOMER – MONOMER YANG MEMPUNYAI IKATAN RANGKAP

POLIMERISASI ADISI

POLIMERISASI KONDENSASI

PENGGABUNGAN MONOMER – MONOMER YANG MEMPUNYAI GUGUS FUNGSIONAL

dibuat dengan cara

merupakan

merupakan

 

                                             

PENGERTIAN POLIMER

Polimer merupakan molekul raksasa (makromolekul) yang terbentuk dari susunan ulang ratusan bahkan ribuan molekul sederhana yang disebut monomer. Nama ini diturunkan dari bahasa yunani, yaitu Polys = banyak dan meros = bagian , yang berarti banyak bagian atau banyak monomer. Contoh terkenal dari polimer adalah plastik dan DNA atau deoxyribonucleic acid (sejenis asam nukleat yang tergolong biomolekul utama penyusun berat kering setiap organisme. Di dalam sel, DNA umumnya terletak di dalam inti sel). Polimer didefinisikan sebagai substansi yang terdiri dari molekul-molekul yang menyertakan satu atau lebih rangkaian dari satu unit monomer. Manusia sudah berabad-abad menggunakan polimer dalam bentuk minyak, aspal, damar, dan permen karet. Akan tetapi industri polimer modern baru mulai berkembang pada masa revolusi industri.

Kebanyakan polimer didasarkan pada karbon dan karena itu dianggap sebagai bahan kimia organik. Namun, kelompok ini juga mencakup sejumlah polimer anorganik.
Polimer membentuk organisme hidup dan proses-proses vital semua kehidupan di bumi. Bagi manusia prasejarah, polimer biologis adalah sumber makanan, tempat tinggal, dan banyak dari alat mereka. Dengan pengecualian karet alam, hampir semua bahan yang digunakan polimer rekayasa sintetis yang dibuat oleh proses kimia.

Polimer dapat dipisahkan ke dalam plastik dan karet. Sebagai bahan rekayasa, polimer relatif baru dibandingkan dengan logam dan keramik. Polimer dibagi menjadi tiga kategori:

1.      Polimer termoplastik (TP), adalah bahan padat pada suhu kamar, tapi akan menjadi cairan kental saat dipanaskan sampai temperatur hanya beberapa ratus derajat. Karakteristik ini memungkinkan termoplastik untuk dapat dengan mudah dan ekonomis dibentuk menjadi produk. Termoplastik dapat mengalami pemanasan dan pendinginan, siklus ini berulang-ulang tanpa degradasi signifikan dari polimer.

2.      Polimer termosetting (TS), tidak bisa mentolerir siklus pemanasan ulang sebagai termoplastik. Ketika awalnya dipanaskan, termosetting melunak dan mengalir untuk pelumeran. Akan tetapi temperatur tinggi juga menghasilkan reaksi kimia yang mengeras materi menjadi padat dapat dicairkan. Jika dipanaskan, polimer termoseting menurunkan dan cair bukannya melunak.

3.      Elastomer (E) adalah karet. Elastomer adalah polimer yang menunjukkan kemungkinan diperpanjang elastis ekstrim ketika mengalami stres mekanik relatif rendah. Beberapa elastomer dapat ditarik oleh faktor dari sepuluh dan belum sepenuhnya pulih ke bentuk asli mereka. Meskipun sifat mereka sangat berbeda dari termoset, mereka berbagi molekul yang sama, yang berbeda dari termoplastik.

PEMBUATAN POLIMER

Dua jenis utama dari reaksi polimerisasi adalah polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi. Jenis reaksi yang monomernya mengalami perubahan reaksi tergantung pada strukturnya. Suatu polimer adisi memiliki atom yang sama seperti monomer dalam unit ulangnya, sedangkan polimer kondensasi mengandung atom-atom yang lebih sedikit karena terbentuknya produk sampingan selama berlangsungnya proses polimerisasi.

Polimer Adisi

Reaksi pembentukan teflon dari monomer-monomernya tetrafluoroetilen, disebut reaksi adisi. Perhatikan Gambar 1 yang menunjukkan bahwa monomer etilena mengandung ikatan rangkap dua, sedangkan di dalam polietilena tidak terdapat ikatan rangkap dua.

Gambar 1

Monomer etilena mengalami reaksi adisi membentuk polietilena yang digunakan sebagai tas plastik, pembungkus makanan, dan botol. Pasangan elektron ekstra dari ikatan rangkap dua pada tiap monomer etilena digunakan untuk membentuk suatu ikatan baru menjadi monomer yang lain.

Menurut jenis reaksi adisi ini, monomer-monomer yang mengandung ikatan rangkap dua saling bergabung, satu monomer masuk ke monomer yang lain, membentuk rantai panjang. Produk yang dihasilkan dari reaksi polimerisasi adisi mengandung semua atom dari monomer awal. Berdasarkan Gambar 1, yang dimaksud polimerisasi adisi adalah polimer yang terbentuk dari reaksi polimerisasi disertai dengan pemutusan ikatan rangkap diikuti oleh adisi dari monomer­ - monomernya yang membentuk ikatan tunggal. Dalam reaksi ini tidak disertai terbentuknya molekul-molekul kecil seperti H₂O atau NH₃.

Contoh lain dari polimer adisi diilustrasikan pada Gambar 2. Suatu film plastik yang tipis terbuat dari monomer etilen dan permen karet dapat dibentuk dari monomer vinil asetat.

Gambar 2

Polietilen dan polivinil asetat adalah contoh polimer yang dibuat melalui polimerisasi adisi. Dalam reaksi polimerisasi adisi, umumnya melibatkan reaksi rantai. Mekanisme polimerisasi adisi dapat dibagi menjadi tiga tahap yaitu:

Sebagai contoh mekanisme polimerisasi adisi dari pembentukan polietilena

a.       Inisiasi, untuk tahap pertama ini dimulai dari penguraian inisiator dan adisi molekul monomer pada salah satu radikal bebas yang terbentuk. Bila kita nyatakan radikal bebas yang terbentuk dari inisiator sebagai R’, dan molekul monomer dinyatakan dengan  CH₂ = CH₂, maka tahap inisiasi dapat digambarkan sebagai berikut:

 

b.      Propagasi, dalam tahap ini terjadi reaksi adisi molekul monomer pada radikal monomer yang terbentuk dalam tahap inisiasi.

 

Bila proses dilanjutkan, akan terbentuk molekul polimer yang besar, dimana ikatan rangkap C = C dalam monomer etilena akan berubah menjadi ikatan tunggal C – C pada polimer polietilena.

 

c.       Terminasi, dapat terjadi melalui reaksi antara radikal polimer yang sedang tumbuh dengan radikal mula-mula yang terbentuk dari inisiator (R’) CH₂ – CH₂ + R � CH₂ – CH₂- R atau antara radikal polimer yang sedang tumbuh dengan radikal polimer lainnya, sehingga akan membentuk polimer dengan berat molekul tinggi R-(CH₂)n-CH₂° + °CH₂-(CH₂)n-R’ � R-(CH₂)n-CH₂CH₂-(CH₂)n-R’ Beberapa contoh polimer yang terbentuk dari polimerisasi adisi dan reaksinya antara lain:

·         Polivinil klorida

n CH₂ = CHC_l   →   [ - CH₂ – CHCl - CH₂ - CHCl - ]n Vinil klorida polivinil klorida

·         Poliakrilonitril

n CH₂ = CHCN →  [ - CH₂ - CHCN - ]n

·        
Polistirena

Polimer Kondensasi

Polimer kondensasi terjadi dari reaksi antara gugus fungsi pada monomer yang sama atau monomer yang berbeda. Dalam polimerisasi kondensasi kadang-kadang disertai dengan terbentuknya molekul kecil seperti H₂O, NH₃, atau HCl.

Di dalam jenis reaksi polimerisasi yang kedua ini, monomer-monomer bereaksi secara adisi untuk membentuk rantai. Namun demikian, setiap ikatan baru yang dibentuk akan bersamaan dengan dihasilkannya suatu molekul kecil – biasanya air – dari atom-atom monomer. Pada reaksi semacam ini, tiap monomer harus mempunyai dua gugus fungsional sehingga dapat menambahkan pada tiap ujung ke unit lainnya dari rantai tersebut. Jenis reaksi polimerisasi ini disebut reaksi kondensasi.

Dalam polimerisasi kondensasi, suatu atom hidrogen dari satu ujung monomer bergabung dengan gugus-OH dari ujung monomer yang lainnya untuk membentuk air. Reaksi kondensasi yang digunakan untuk membuat satu jenis nilon ditunjukkan pada Gambar 9 dan Gambar 10.

Gambar 9.

Kondensasi terhadap dua monomer yang berbeda yaitu 1,6 – diaminoheksana dan asam adipat yang umum digunakan untuk membuat jenis nylon. Nylon diberi nama menurut jumlah atom karbon pada setiap unit monomer. Dalam gambar ini, ada enam atom karbon di setiap monomer, maka jenis nylon ini disebut nylon 66.

Gambar 10.

Pembuatan Nylon 66 yang sangat mudah di laboratorium. Contoh lain dari reaksi polimerisasi kondensasi adalah bakelit yang bersifat keras, dan dracon, yang digunakan sebagai serat pakaian dan karpet, pendukung pada tape – audio dan tape – video, dan kantong plastik. Monomer yang dapat mengalami reaksi polimerisasi secara kondensasi adalah monomer-monomer yang mempunyai gugus fungsi, seperti gugus -OH; -COOH; dan NH₃.