Kemudian tiga macam polimer B dari bahan resin dibuat dengan ditambah variasi 3 jumlah hardener yang berbeda, yaitu 2, 4, dan 6 tetes, diaduk rata, kemudian dimasukan dalam cetakan yang telah disediakan. Lalu polimer ditunggu hingga kering dan dilepaskan dari cetakan. Kemudian bola dijatuhkan di atas permukaan polimer B dan C dari ketinggian yang sama dan tinggi pantulan diukur. Percobaan dilakukan sebanyak 5 kali. Semua data dimasukan pada tabel. Selanjutnya dilakukan perhitungan statistik pada seluruh data (rata-rata, standar deviasi, range, error). Kemudian data pada hasil pengukuran dianalisa manakah yang termasuk termoset dan termoplastik berdasarkan ketinggian pantulan. Untuk percobaan selanjutnya, bahan polimer B dan C dimasukan ke dalam wadah tahan panas. Wadah diletakan di atas hot plate atau kompor listrik, lalu dinyalakan dan set suhu hot plate 300oC. Kemudian kenaikan suhu polimer diamati dan jika terjadi perubahan pada polimer dicatat. Pengamatan dilanjutkan hingga perubahan besar terjadi misal: meleleh atau gosong dan suhunya dicatat pada saat terjadi perubahan. Kemudian ditentukan manakah yang termasuk termoplastik dan termoset serta dijelaskan alasannya.

Pengertian PolimerPolimer merupakan jenis bahan baru yang saat ini banyak digunakan karena memiliki banyak keunggulan

dibandingkan dengan bahan jenis lainnya. Polimer merupakan senyawa kimia yang mempunyai massa molekul sangat tinggi dan tersusun dari unit ulangan sederhana yang tergabung melalui proses polimerisasi. Kata polimer berasal dari bahasa Yunani polus yang berarti banyak, dan meros yang berarti bagian/unit, dimana menunjukkan struktur polimer yang tersusun atas unit ulangan. Jadi, polimer berarti molekul yang terdiri dari unit-unit yang sama berulang-ulang. Unit ulangan polimer adalah molekul sederhana bermassa rendah yang disebut monomer. Polimer terbuat dari ratusan hingga ribuan unit monomer, hampir sama dengan makromolekul. Contoh makromolekul adalah karbohidrat, lipida, dan protein sedangkan contoh polimer adalah PVC, polietena. Semua polimer merupakan makromolekul sedangkan tidak semua makromolekur adalah polimer. Polietilen adalah molekul etilen dalam jumlah banyak bersambung berulang hingga mencapai ratusan ribu kali.

Secara umum, karakteristik polimer adalah sebagai berikut:a. Densitas rendah dibandingkan dengan logam dan keramik.b. Rasio kekuatan terhadap berat (strength to weight) yang baik untuk beberapa jenis polimer.c. Ketahanan korosi yang tinggi dan tahan kerusakan terhadap lingkungan yang agresif.d. Konduktivitas listrik dan panas yang rendah.e. Mudah diolah untuk berbagai macam produk pada suhu rendah dengan biaya murah. f. Ringan; maksudnya rasio bobot/volumenya kecil. g. Bersifat isolator yang baik terhadap panas dan listrik. h. Berguna untuk bahan komponen khusus karena sifatnya yang elastis dan plastis. i. Berat molekulnya besar sehingga kestabilan dimensinya tinggi.

Dibandingkan dengan bahan – bahan jenis lain, polimer memegang peranan penting dalam kehidupan manusia, karena:a. Dapat difabrikasi dengan cetakan menjadi bentuk – bentuk yang rumit, umumnya tanpa proses pengerjaan

lanjutan.b. Atas dasar kriteria volumetric basis, polimer:

Sangat kompetitif dalam hal harga dibandingkan logam. Umumnya membutuhkan energi proses yang lebih sedikit dibandingkan logam.

c. Beberapa jenis plastik sangat transparan seperti polymethyl methacrylate PMMA atau akrilik, yang sangat kompetitif dibandingkan dengan gelas/kaca.

Meski demikian, secara umum polimer memiliki keterbatasan sebagai material teknik, antara lain: Kekuatan yang relatfif lebih rendah daripada logam dan keramik. Kekakuan yang rendah. Temperatur penggunaan terbatasi hanya beberapa ratus derajat oC saja. Perilaku viskoelastis merupakan keterbatasan khusus dalam aplikasi struktur penanggung beban. Beberapa jenis polimer mengalami degradasi ketika diekspos dalam cahaya matahari dan radiasi lainnya.

2.3 Klasifikasi PolimerPolimer dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1. Berdasarkan Sumber

Berdasarkan sumbernya polimer dapat dikelompokkan dalam 3 kelompok, yaitu: a. Polimer Alam, yaitu polimer yang terjadi secara alami. Contoh: karet alam, karbohidrat, protein, selulosa

dan wol. b. Polimer Semi Sintetik, yaitu polimer yang diperoleh dari hasil modifikasi polimer alam dan bahan kimia.

Contoh: selulosa nitrat (yang dikenal lewat misnomer nitro selulosa) yang dipasarkan dibawah nama-nama “Celluloid” dan “guncotton”.

c. Polimer sintesis, yakni polimer yang dibuat melalui polimerisasi dari monomer - monomer polimer. Polimer sintesis sesungguhnya yang pertama kali digunakan dalam skala komersial adalah dammar fenol formaldehida. Dikembangkan pada permulaan tahun 1900-an oleh kimiawan kelahiran Belgia Leo Baekeland (yang telah memperoleh banyak sukses dengan penemuanya mengenai kertas foto sensitif cahaya), dan dikenal secara komersial sebagai bakelit. Sampai dekade 1920-an bakelit merupakan salah satu jenis dari produk - produk konsumsi yang dipakai luas, dan penemuannya meraih visibilitas yang paling mewah, yakni dimunculkan di kulit muka majalah Time.

2. Berdasarkan Bentuk Susunan RantainyaDibagi atas 3 kelompok, yaitu:

a. Polimer Linier, yaitu polimer yang tersusun dengan unit ulang berikatan satu sama lainnya membentuk rantai polimer yang panjang.

Gambar 2.1. Struktur polimer linierb. Polimer Bercabang, yaitu polimer yang terbentuk jika beberapa unit ulang membentuk cabang pada rantai

utama.

Gambar 2.2. Struktur polimer bercabangc. Polimer Berikatan Silang (Cross – linking), yaitu polimer yang terbentuk karena beberapa rantai polimer

saling berikatan satu sama lain pada rantai utamanya. Jika sambungan silang terjadi ke berbagai arah maka akan terbentuk sambung silang tiga dimensi yang sering disebut polimer jaringan.

Gambar 2.3. Struktur polimer berikatan silangAdakalanya pembentukan sambungan silang dilakukan dengan sengaja melaluli proses industri untuk

mengubah sifat polimer, sebagaimana terjadi pada proses vulkanisasi karet. Banyak sistim polimer sifatnya sangat ditentukan oleh pembentukan jaringan tiga dimensi, seperti misalnya bakelit yang merupakan damar mengeras – bahang fenol – metanal. Dalam sistim polimer seperti itu pembentukan sambungan silang tiga dimensi terjadi pada tahap akhir produksi. Proses ini memberikan sifat kaku dan keras kepada polimer. Jika tahap akhir produksi melibatkan penggunaan panas, polimer tergolong mengeras – bahang dan polimer disebut dimatangkan. Akan tetapi, beberapa sistim polimer dapat dimatangkan pada keadaan dingin dan karena itu tergolong polimer mengeras – dingin. Polimer lurus (hanya mengandung sedikit sekali sambungan silang, atau bahkan tidak ada sama sekali) dapat dilunakkan dan dibentuk melalui pemanasan. Polimer seperti itu disebut polimer lentur – bahang.

3. Berdasarkan Sifat Termal Berdasarkan sifat termalnya, polimer dibagi menjadi 3 yaitu:a. Polimer Termoplastik

Polimer termoplastik adalah polimer yang mempunyai sifat tidak tahan terhadap panas. Jika polimer jenis ini dipanaskan, maka akan menjadi lunak dan didinginkan akan mengeras. Proses tersebut dapat terjadi berulang kali sehingga dapat dibentuk ulang dalam berbagai bentuk melalui cetakan yang berbeda untuk mendapatkan produk polimer yang baru. Termoplastik berupa material padatan pada temperatur ruang tetapi berubah menjadi cairan kental ketika dipanaskan pada temperatur beberapa ratus derajat saja. Termoplastik

harganya murah dan ekonomis. Dapat diberikan siklus pemanasan–pendinginan berulang kali tanpa degradasi berarti sehingga karakteristik ini menyebabkan termoplastik mudah dan ekonomis difabrikasi menjadi beragam bentuk.

Polimer yang termasuk polimer termoplastik adalah jenis polimer plastik. Jenis plastik ini tidak memiliki ikatan silang antar rantai polimernya, melainkan dengan struktur molekul linear atau bercabang. Bentuk struktur termoplastik sebagai berikut.

Gambar 2.4 Struktur Polimer TermoplastikBentuk struktur bercabang termoplastik.

Gambar 2.5 Struktur Bercabang Polimer TermoplastikPolimer termoplastik memiliki sifat – sifat khusus sebagai berikut:

Berat molekul kecil Tidak tahan terhadap panas. Jika dipanaskan akan melunak. Jika didinginkan akan mengeras. Mudah untuk diregangkan. Fleksibel. Titik leleh rendah. Dapat dibentuk ulang (dau rulang). Mudah larut dalam pelarut yang sesuai. Memiliki struktur molekul linear/bercabang.Contoh plastik termoplastik sebagai berikut: Polietilena (PE) = Botol plastik, mainan, bahan cetakan, ember, drum, pipa saluran, isolasi kawat dan kabel,

kantong plastic dan jashujan. Polivinilklorida (PVC) = pipa air, pipa plastik, pipa kabel listrik, kulit sintetis, ubin plastik, piringan hitam,

bungkus makanan, sol sepatu, sarung tangan dan botol detergen. Polipropena (PP) = karung, tali, botol minuman, serat, bak air, insulator, kursi plastik, alat-alat rumah sakit,

komponen mesin cuci, pembungkus tekstil, danp ermadani. Polistirena (PS) = Insulator, sol sepatu, penggaris, gantungan baju. Nylon

b. Polimer TermosetPolimer termoset adalah polimer yang mempunyai sifat tahan terhadap panas. Jika polimer ini dipanaskan

maka tidak dapat meleleh sehingga tidak dapat dibentuk ulang kembali. Susunan polimer ini bersifat permanen pada bentuk cetak pertama kali (pada saat pembuatan). Bila polimer ini rusak / pecah, maka tidak dapat disambung atau diperbaiki lagi. Polimer Termoset tidak dapat menerima siklus pemanasan-pendinginan seperti termoplastik sehingga ketika dipanaskan pada tahap awal, termoset melunak dan mampu mengalir di dalam cetakan. Tapi pada temperatur yang tinggi, terjadi reaksi kimia yang mengeraskan material sehingga akhirnya menjadi padatan yang tidak mampu lebur kembali (infusible solid). Namun ika dipanaskan ulang, tidak mampu melunak kembali melainkan akan terdegradasi menghasilkan arang.

Polimer termoseting memiliki ikatan–ikatan silang yang mudah dibentuk pada waktu dipanaskan. Hal ini membuat polimer menjadi kaku dan keras. Semakin banyak ikatan silang pada polimer ini, maka semakin kaku

dan mudah patah. Bila polimer ini dipanaskan untuk kedua kalinya, maka akan menyebabkan rusak atau lepasnya ikatan silang antar rantai polimer. Bentuk struktur ikatan silang sebagai berikut.

Gambar 2.6 Struktur Ikatan Silang Polimer TermosetSifat polimer termoseting sebagai berikut:

Keras dan kaku (tidak fleksibel) Jika dipanaskan akan mengeras. Tidak dapat dibentuk ulang (sukar didaur ulang). Tidak dapat larut dalam pelarut apapun. Jika dipanaskan akan meleleh. Tahan terhadap asam basa. Mempunyai ikatan silang antar rantai molekul.

Contoh plastik termoseting: bakelit = asbak, fitting lampu listrik, steker listrik, peralatan fotografi, radio, perekat plywood, phenolics, epoxies, dan beberapa jenis polyesters.

c. Polimer ElastomerElastomer mengacu kepada materi yang tersusun atas molekul berukuran panjang, atau polimer, yang

mampu kembali ke bentuk yang semula setelah ditarik dan direntangkan ke ukuran yang relatif panjang dibandingkan dengan ukuran awalnya. Oleh karena itu, elastomer juga merupakan singkatan dari "elastic polymer" (polimer elastis). Pada kondisi normal, molekul materi elastomer membentuk semacam pilinan. Kemudian jika direntangkan, lilitan molekul terbentang, menjadi lurus, dan memanjang kearah gaya diberikan. Ketika elastomer dilepaskan, secara spontan, molekul akan kembali kebentuk asalnya, yaitu untaian molekul yang terpilin dan terlilit. Jadi, elastomer adalah material yang mampu memanjang secara elastis ketika dikenakan tegangan mekanis yang relatif rendah dan lebih umum dikenal sebagai karet (rubber). Beberapa elastomer dapat diregangkan hingga 10 kali lipat dan masih mampu kembali sempurna ke ukuran asal. Meskipun perilakunya cukup berbeda dengan termoset, namun elastomer memiliki struktur yang lebih mirip dengan termoset, dibandingkan dengan termoplastik.

Elastomer yang sejarah penggunaannya paling panjang adalah poli-isoprena. Polimer tersebut merupakan materi penyusun dari karet alami, yang dipanen dari getah berbagai pohon, biasanya merupakan pohon karet Hevea. Karet alami masih merupakan polimer industri yang penting, akan tetapi saat ini polimer tersebut bersaing dengan polimer sintetik, seperti karet stirena-butadiena dan butadiena. Karet elastomer tersebut merupakan bahan sintetik yang berbahan dasar minyak bumi.

Tabel 2.1 Perbedaan Sifat Polimer Termoplastik dan Termoset Termoplastik Termoset

Mudah diregangkanFleksibelMelunak jika dipanaskan Titik leleh rendah

Dapat dibentuk ulang

Keras dan rigidTidak fleksibelMengeras jika dipanaskanTidak meleleh jika dipanaskan Tidak dapat dibentuk ulang

2.4 Perilaku dan Sifat Polimer1. Sifat Mekanik

a. Kekuatan Tarik (Tensile Strength)

Kekuatan tarik adalah tegangan yang dibutuhkan untuk mematahkan suatu sampel. Kekuatan tarik penting untuk polimer yang akan ditarik, contohnya fiber, harus mempunyai kekuatan tarik yang baik.

b. Compressive strengthAdalah ketahanan terhadap tekanan. Beton merupakan contoh material yang memiliki kekuatan tekan yang bagus. Segala sesuatu yang harus menahan berat dari bawah harus mempunyai kekuatan tekan yang bagus.

c. Flexural strengthAdalah ketahan pada bending (flexing). Polimer mempunyai flexural strength jika dia kuat saat dibengkokkan.

d. Impact strengthAdalah ketahanan terhadap tegangan yang datang secara tiba – tiba. Polimer mempunyai kekuatan impak jika dia kuat saat dipukul dengan keras secara tiba – tiba seperti dengan palu.

2. Sifat TermalPolimer sering dianggap sebagai material yang tidak mampu memberikan performa yang baik pada

temperatur tinggi. Namun, pada kenyataannya, terdapat beberapa polimer yang cocok untuk penggunaan pada temperatur tinggi, bahkan lebih baik daripada traditional materials. Pada polimer, khususnya plastik, definisi temperatur tinggi adalah diatas 135°C. Pada temperatur tinggi, polimer tidak hanya melunak, tetapi juga dapat mengalami degradasi termal. Sebuah plastik yang mengalami pelunakan pada temperatur tinggi tetapi mulai mengalami degaradasi termal pada suhu yang jauh lebih rendah hanya dapat digunakan pada suhu di bawah suhu dia mulai mengalami degradasi. Menentukan temperatur membutuhkan pengetahuan mengenai perilaku degradasi termal dari polimer tersebut.

2.5 Manfaat PolimerAdapun manfaat dari polimer ini antara lain sebagai berikut:

a. Dalam bidang kedokteran: banyak diciptakan alat-alat kesehatan seperti: termometer, botol infus, selang infus, jantung buatan dan alat transfusi darah.

b. Dalam bidang pertanian: dengan adanya mekanisasi pertanian. c. Dalam bidang teknik: diciptakan alat-alat ringan seperti peralatan pesawat. d. Dalam bidang otomotif: dibuat alat-alat pelengkap mobil.

Pada kondisi normal, molekul materi elastomer membentuk semacam pilinan. Kemudian jika direntangkan, lilitan molekul terbentang, menjadi lurus, dan memanjang kearah gaya diberikan. Ketika elastomer dilepaskan, secara spontan, molekul akan kembali kebentuk asalnya, yaitu untaian molekul yang terpilin dan terlilit. Jadi, elastomer adalah material yang mampu memanjang secara elastis ketika dikenakan tegangan mekanis yang relatif rendah dan lebih umum dikenal sebagai karet (rubber). Beberapa elastomer dapat diregangkan hingga 10 kali lipat dan masih mampu kembali sempurna ke ukuran asal. Meskipun perilakunya cukup berbeda dengan termoset, namun elastomer memiliki struktur yang lebih mirip dengan termoset, dibandingkan dengan termoplastik.