Polimer Sintetik 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 10LlMR IlNIIlk1. Definisi dan Penggolongan2. Polimerisasi Adisi Radikal Bebas3. Polistirena4. Polivinil klorida (PVC)5. Polimerisasi Adisi Kationik6. Polimerisasi Adisi Anionik7. Polimer Stereoregular; Polimerisasi Ziggler-Natta8. Polimer Diena : Karet Alam dan Sintetik9. Kopolimer10.Polimerisasi Kondensasi : Dakron dan Nilon11.Poliuretan dan Polimer Kondensasi Lain0FlNlIlPolimer adalahmolekul besar (makromolekul) yang dibangun dari perangkaian berulang sejumlah besar satuan yang lebih kecil (monomer).Area aplikasi utama :- Plastik- Serat- Elastomer/karet- Lem, adhesive- CoatingPolimer Sintetik 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 2RIlN LAIIlk 0IAMA 0AN N000NAANNVAResin Code Resin NameCommon UsesExamples of Recycled ProductsPolyethylene Terephthalate (PET or PETE) Soft drink bottles, peanut butter jars, salad dressing bottles, mouth wash jars Liquid soap bottles, strapping, fiberfill for winter coats, surfboards, paint brushes, fuzz on tennis balls, soft drink bottles, film High density Polyethylene (HDPE) Milk, water, and juice containers, grocery bags, toys, liquid detergent bottles Soft drink based cups, flower pots, drain pipes, signs, stadium seats, trash cans, re-cyclingbins, traffic barrier cones, golf bag liners, toysPolyvinyl Chloride or Vinyl (PVC-V) Clear food packaging, shampoo bottles Floor mats, pipes, hoses, mud flaps Low density Polyethylene (LDPE) Bread bags, frozen food bags, grocery bags Garbage can liners, grocery bags, multi purpose bags Polypropylene (PP) Ketchup bottles, yogurt containers, margarine, tubs, medicine bottles Manhole steps, paint buckets, videocassette storage cases, ice scrapers, fast food trays, lawn mower wheels, automobile battery parts. Polystyrene (PS) Video cassette cases, compact disk jackets, coffee cups, cutlery, cafeteria trays, grocery store meat trays, fast-food sandwich container License plate holders, golf course and septic tank drainage systems, desk top accessories, hanging files, food service trays, flower pots, trash cans1. Polimer AlamContoh : karbohidrat (pati, selulosa), protein, asam nukleat (DNA dan RNA)2. Polimer Sintetik, dibagi menjadi:a.Polimer Adisi (polimer Rantai Tumbuh, chain growth polymer) Dibuat melalui adisi satu unit monomer ke unit lain dengan cara berulang-ulang. Diperlukan sedikit katalis untuk mengawali polimerisasinya Mempertahankan semua atom dari unit monomernyaContoh :PENGGOLONGANb.Polimer Kondensasi (polimer seselangkah, step-growth polymer)Dibuat melalui reaksi dua gugus fungsi berbeda dengan melepaskan molekul kecil, misalnya : air.Polimer kondensasi tidak mengandung semua atom yang semula ada dalam monomer.Contoh :Polimer Sintetik 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 3POLIMERISASI ADISI RADIKAL BEBASReaksi keseluruhan :L adalah substituen tertentu.Memerlukan inisiator radikal bebas seperti benzoil peroksidaRadikal inisisator dapat ditulis In*Polimer Sintetik 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 4Radikal inisiator mengadisi ikatan rangkap karbon karbon dari monomer vinil menghasilkan radikal karbonPOLIMERISASI ADISI RADIKAL BEBAS1. Propagasi rantai dapat berlanjut dari beberapa ratus sampai beberapa ribu unit monomer terhubung.2. Jauhnya reaksi tergantung pada beberapa faktor, seperti : Kondisi reaksi (misalnya : suhu, tekanan, pelarut, konsentrasi monomer dan katalis) Sifat monomer, terutama substituen L Laju reaksi pesaing, yang dapat menamatkan rantaiPOLIMERISASI ADISI RADIKAL BEBAS Dari teori di atas, semua polimer berbentuk linier. Padahal banyak polimer yang bercabang. Polimer bercabangmengalami reaksi transfer rantai. Radikal polimer yang sedang tumbuh dapat mengambil atom hidrogen dari rantai polimer lain Langkah ini menamatkan satu rantai tetapi menginisiasi rantai lain di suatu tempat sepanjang polimerPolimer Sintetik 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 5Reagen tertentu, seperti tiol, memiliki hidrogen yang mudah diambil. Radikal RS* yang dihasilkan tidak cukup reaktif untuk mengadisi ikatan rangkap. Radikal ini berdimerisasi menjadi disulfidaDengan demikian, tiol adalah suatu penamat. Bila ditambahkan pada campuran reaksi polimerisasi dalam jumlah sedikit akan membatasi panjang rantai polimer.Polimerisasi Adisi Radikal Bebas Polimerisasi adisi radikal bebas merupakan reaksi yang sangat cepat. Sebuah rantai dapat tumbuh sampai 1000 unit monomer atau lebih dalam waktu kurang dari satu detik. Sifat polimer sangat ditentukan oleh monomer tertentu yang digunakan.POLISTIRENA Merupakan polimer termoplastik yang amorf Amorf : rantai tersusun secara acak Polimer termoplastik dapat dibentuk ulang sebab material ini meleleh jika dipanaskan dan mengeras kembali jika didinginkan. Styrofoam dihasilkan dengan memasukkan hidrokarbon bertitik didih rendah (seperti: pentana) dalam pengolahannya untuk penghasil busa.Polimer Sintetik 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 6Polistirena dapat dibuat lebih kaku melalui penautan silang rantai polimer dengan memasukkan sedikit p-divinilbenzenaDengan sulfonasi, polimer bertaut silang dikonversi menjadi resin penukar ion.POLISTIRENAPOLIVINIL KLORIDA (PVC) Merupakan polimer keras tetapi dapat dilunakkan dengan pemlastis (plasticizer). Pemlastis seperti ester berbobot molekul rendah bertindak sebagai pelumas di antara rantai-rantai polimer untuk melunakkan polimer keras. Contohnya : bis-2-etilheksil ftalat PVC digunakan untuk membuat ubin lantai, jok vinil (kulit imitasi), pipa air, botol plastik yang dapat ditekan dan masih banyak lagiPolimer Sintetik 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 7POLIMERISASI ADISI KATIONIK Senyawa vinil tertentu lebih baik dipolimerisasi melalui kationik, bukan intermediet radikal bebas. Contoh : Isobutilena yang dipolimerisasi dengan katalis Friedel-Craft dalam reaksi yang melibatkan intermediet karbokation tersierInisiasiPolimer Sintetik 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 8POLIMERISASI ADISI KATIONIK Inisiasi menghasilkan kation tert-butil yang dalam langkah propagasi akan mengadisi karbon CH2dari ikatan rangkap secara Markovnikov untuk menghasilkan karbokation tersier lain. Rantai ditamatkan melalui lepasnya proton dari atom karbon di sebelah karbon positif. Poliisobutilena yang dihasilkan dengan cara ini (n = sekitar 50) digunakan sebagai aditif dalam minyak lumas dan sebagai perekat dalam kertas label peka tekanan dan label kertas yang dapat dilepas kembali. Polimer berbobot molekul lebih ntinggi digunakan dalam pembuatan ban dalam untuk truk dan sepedaPOLIMERISASI ADISI ANIONIK Gugus L adalah siano, karbometoksi, fenil atau vinil Polimerisasi anionik ditamatkan dengan sumber proton (seperti air atau alkohol) Alkena dengan substituen penarik elektron dapat diolimerisasi melalui intermediet (zat antara) karbanion. Katalisnya dapat berupa senyawa organologam, seperti : alkillitiumPolimer Sintetik 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 9POLIMER STEREOREGULAR; POLIMERISASI ZIGGLER-NATTABila senyawa vinil dengan monosubstitusi dipolimerisasikan, setiap atom karbon yang posisinya berseling dalam rantai menjadi pusat stereogenik.Ada tiga golongan polimer :1. Ataktik : pusat stereogenik mempunyai konfigurasi acak2. Isotaktik : semua pusat stereogenik mempunyai konfigurasi sama3. Sindiotaktik : pusat stereogenik mempunyai konfigurasi berseling Polimer Ataktik merupakan stereorandom Polimer Isotaktik dan Sindiotaktik merupakan stereoregular Ketiga golongan ini meskipun monomernya sama, tetapi mempunyai sifat fisis yang berbeda Polimerisasi radikal bebas biasanya menghasilkan polimer ataktik.Polimer Sintetik 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 10Tahun 1950-an, Ziegler dan Natta menemukan katalis organologam campuran yang menghasilkan polimer stereoregular.Contoh : Campurantrietilaluminium (atau trialkilaluminium) dan titanium tetrakloridaDengan katalis ini, propilen menghasilkan polimer isotaktik lebih dari 98%Polipropilen yang diperoleh melalui kaltalisis Ziegler-Natta berbentuk linier, struktur yang lebih kristalin, densitas lebih tinggi, kekuatan tarik serta kekerasan lebih tinggi dibandingkan polimer bercabang.POLIMER STEREOREGULAR; POLIMERISASI ZIGGLER-NATTA Produksi komersial polipropilen dilakukan seluruhnya dengan katalis Ziegler-Natta, yang menghasilkan polimer isotaktik yang stereoregular dengan kristalinitas tinggi. Polietilena yang diperoleh melalui katalisis Ziegler-Natta berbentuk linier, berlawanan dengan polietilena sangat bercabang yang diperoleh dari proses radikal bebas Polietilena linier memiliki struktur yang lebih kristalin, densitas yang lebih tinggi dan kekuatan tarik serta kekerasan yang lebih tinggi dibandingkan polimer bercabangPOLIMER DIENA : KARET ALAM DAN SINTETIK Karet alam ialah polimer hidrokarbon tak jenuh Diperoleh dari getah (lateks) pohon karet Merupakan poliisoprena Kita dapat mensintesis material yang nyaris identik dengan karet alam melalui pengolahan isoprena menggunakan katalis Ziegler-Natta, seperti campuran trietilaluminium, (CH3CH2)3Al dan Titanium tetraklorida, TiCl4. Molekul-molekul isoprena ini mengadisi satu sama lain melalui adisi 1,4 kepala ke ekorPolimer Sintetik 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 11 Kelemahan karet alam : Lengket dan berbau Melunak dalam cuaca panas dan mengeras dalam cuaca dingin Kelemahan ini diatasi oleh Charles Goodyear dengan proses vulkanisasi, yaitu proses penautan silang rantai polimer melalui pemanasan karet dengan sulfur. Taut silang ini menambah kekuatan karet sekaligus bertindak sebagai `memori` yang membantu polimer pulih ke bentuk asli sesudah diregangkanPOLIMER DIENA : KARET ALAM DAN SINTETIKPOLIMER DIENA : KARET ALAM DAN SINTETIK Karet sintetik lebih unggul dengan sifat kimia agak berbeda. Banyak monomer atau campuran monomer membentuk elastomer (zat seperti karet) bila dipolimerisasikan Karet sintetik komersial adalah kopolimer dari 25% stirena dan 75% 1,3 butadiena yang disebut SBR (styrene butadiene rubber)Polimer Sintetik 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 12KOPOLIMER Homopolimer dibentuk dari satu jenis monomer Kopolimer dibentuk dari dua jenis monomer atau lebihPOLIMERISASI KONDENSASI : DAKRON DAN NILONPolimerisasi kondensasi biasanya dihasilkan melalui reaksi di antara dua monomer, masing-masing dengan sekurang-kurangnya 2 gugus fungsiMisalnya pembentukan poliester dari diol dan diasamTahap berikutnya,Polimer Sintetik 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 13Dakron (poliester dari asam tereftalat dan etilen glikol) digunakan dalam serat. POLIMERISASI KONDENSASI : DAKRON DAN NILONDakron terdiri dari sekitar 10020 monomer. Poliester mentah dapat dipintal menjadi serat yang digunakan sebagai tekstil yang sangat tahan kusut.POLIMERISASI KONDENSASI : DAKRON DAN NILONNilon adalah poliamida; polimer kondensasi yang dibuat dari diasam dan diamina Nilon 6,6 dibuat dari diamina dan diasam Nilon 6 dibuat dari kaprolaktamNilon digunakan sebagai material untuk menghasilkan tekstil halus lembut, karpet dan sebagainya.Polimer Sintetik 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 14Poliuretan dan Polimer Kondensasi LainUretan (atau karbamat) mengandung gugus fungsi ester dan amida pada karbonil yang samaPoliuretan adalah polimer kondensasi yang dibuat dari diisosianat dan diolReaksi ini sedikit berbeda dengan polimerisasi kondensasi karena tidak ada molekul kecil yang tereliminasiPenambahan air akan membentuk busaPoliuretan dan Polimer Kondensasi LainPolimer Sintetik 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 15Bakelit dibuat dari fenol dan formaldehidaBakelit merupakan polimer termoset, yang bila dipanaskan membentuk taut silang tambahan dan mengeras. Prosesnya tidak reversibelPoliuretan dan Polimer Kondensasi LainUreaformadehidaResin Epoksi dibuat dari epiklorohidrin dan bisfenol ADigunakan untuk perekat logam, kaca dan keramik.Polimer Sintetik 17-Nov-11Jimmy, ST, MT (Teknik Kimia-ITN Malang) 16TUGASBuatlah review mengenai : Nilon Karet sintetik Katalis Ziegler-NattaAmbil materi dari jurnal ilmiah melalui Proquest (http://proquest.umi.com/pqdweb)Setiap kelompok terdiri dari maks 3 orangAsistensi : s.d. Selasa, 22 Nop 2011 Review terpilih akan dipresentasikan : Jumat, 25 Nop 2011Good Luck