BAB 6 BAHAN POLYMER Part 1 Polymer Pengantar

BAB 6 BAHAN POLYMER Part 1

Polymer

Pengantar • Polymer: bahan organik dengan ciri molekul raksasa yang memiliki berat molekul lebih besar dari 10. 000 g/g. mol, bahkan dapat mencapai 1. 000 g/g. mol. • Poly = banyak dan Meros atau Mer = “ruangan”, jadi Polymer berarti banyak ruangan • Ikatan atom bahan Polymer dapat berupa ikatan: ▫ ▫ IKATAN ION IKATAN LOGAM IKATAN HIDROGEN IKATAN VAN DER WAALS.

Sifat Umum • Berat molekul rendah, jadi bersifat ringan • Bahan yang mudah menyesuaikan dengan lingkungan, jadi mudah dibentuk • Untuk membentuk dan mengolah diperlukan energy sedikit dan kerja yang minimum

Bagan Terbentuknya Ikatan Atom Polymer • Masing-masing atom menjadi satu ikatan dengan Ikatan Van Der Waals • erbentuknya rantai panjang saling menyusun dirinya sendiri. • Dalam menyusun rantainya dapat terjadi pula pergeseran antar atomnya. Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir. Hastono Reksotenojo Msc. Eng. Met , Bab 6 : Hal 130

BENTUK IKATAN RANTAI “TIGA DIMENSI” Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir. Hastono Reksotenojo Msc. Eng. Met , Bab 6 : Hal 131

DALAM BENTUK RUANG YANG LUAS Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir. Hastono Reksotenojo Msc. Eng. Met , Bab 6 : Hal 131

BENTUK DUA DIMENSI MODEL RANTAI Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir. Hastono Reksotenojo Msc. Eng. Met , Bab 6 : Hal 131

CONTOH SEDERHANA DUA DIMENSI Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir. Hastono Reksotenojo Msc. Eng. Met , Bab 6 : Hal 131

Struktur • Bahan ini sukar membentuk Kristal, karena struktur berupa molekul besar tersusun dari atom tunggal. Molekul-molekulnya memiliki ikatan antar atom yang diterangkan sebelumnya yaitu kurang kuat. Pada lintasan gerak electron, tidak terdapat electron bebas, karena itu bersifat isolator.

Molekul Raksasa • Polymer memiliki molekul raksasa yang bersumber dari: 1. ALAM Bahan organik ini dapat berupa bahan: -Kayu -Minyak -Gabus -Resin -Serat -Zat perekat 2. BUATAN Dibentuk dan diproses dalam industri, membuat molekul besar dari molekul kecil, seperti: Polyvinil Chlorida. Benzen, dll.

Beberapa Contoh Bangun Atom H-C Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir. Hastono Reksotenojo Msc. Eng. Met , Bab 6 : Hal 134

contoh salah satu pembentukkan bangun monomer menjadi polymer suatu bahan organik. Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir. Hastono Reksotenojo Msc. Eng. Met , Bab 6 : Hal 135

Ukuran Molekul • molekul besar akan lebih tahan daripada bahan polymer dengan molekul kecil. • Hidrokarbon dengan rumus Cn H 2 n+2 juga menyatakan ukuran molekul. Jumlah mer per molekul dalam bahan polymer disebut sebagai “tingkat polimerisasi” dan simbolkan dengan huruf “n”, sehingga berlaku”: n = Jumlah “mer” per molekul n= Massa molekul polymer (g/mol) massa mer (g/mol)

Distribusi Ukuran Molekul • Untuk dapat mewakilkan molekul besar dengan ukuran mana yang tepat, haruslah dihitung “tingkat polimerisasi rata-rata”, sehingga diperoleh “indeks ukuran tunggal”. Untuk melaksanakan ini dapat dilalui 2 cara, yaitu: 1. Berat Fraksi Massa rata-rata ukuran molekuler Mn, berlaku: Ṁ = Σ ( W 1. M 1 ) W 1 = Fraksi massa dalam setiap interval ukuran. M 1 = Nilai representatif (tengah) dari setiap interval ukuran. 2. Jumlah Fraksi Menentukan molekul yang terdapat pada setiap interval ukuran. Mn = Jumlah rata-rata ukuran molekukler. Mn = Σ ( x 1. M 1 ) X 1 = Jumlah fraksi molekul setiap interval ukuran. M 1 = Harga tengah tiap interval ukuran.

Sifat-Sifat Mekanis Bahan Polymer Polyethylene Low density (LD) High density (HD) Polyvinyl chloride Structure Tensile Strength (psi) %Elongation Modulus of Elastis (ksi) Densory (g/cmᶟ) 600 -3. 000 -5. 500 50 -800 15 -130 15 -40 60 -180 0. 92 0. 96 5. 000 -9. 000 2 -100 300 -600 1. 40 Polypropylene 4. 000 -6. 000 10 -700 160 -220 0. 90 Polystyrene 3. 200 -8. 000 1 -60 380 -150 1. 06 Polymethyl methacrylate 6. 000 -12. 000 2 -5 350 -150 1. 22 3. 500 -5. 000 160 -240 50 -80 1. 15 4. 500 -6. 000 80 -250 150 -300 2. 15 2. 000 -7. 000 100 -400 60 -80 2. 17 Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir. Hastono Reksotenojo Msc. Eng. Met , Bab 6 : Hal 139

Homopolymer dan Copolymer • Homopolymer Senyawa ini terbentuk dari molekul-molekul yang sejenis yang membentuk rantai panjang bagaimanapun. Bila molekul ini diberi kode nama: A, maka bentuk senyawanya akan berupa : AAAAA. . . . AAAA Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir. Hastono Reksotenojo Msc. Eng. Met , Bab 6 : Hal 141

• Copolymer Senyawa ini membentuk rantai panjang, tetapi tidak dari satu jenis molekul, tetapi terdiri dari dua atau lebih jenis. Kombinasinya dapat memiliki berbagai macam, seperti pada contoh gambar F. ▫ ▫ AABABBBBAABAAB ABABAB AAAAA – BBBBBB – AAAAAAAAAAAAAA Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir. Hastono Reksotenojo Msc. Eng. Met , Bab 6 : Hal 141

Pembentuk Struktur Tetramedral dengan Kombinasinya Karbon tetrahedron Metana dengan ikatan lengkap Ethylen dengan ikatan lengkap Bangun susun unsur Polyethylene Sumber: Diktat Ilmu Pengetahuan Bahan Industri, oleh Ir. Hastono Reksotenojo Msc. Eng. Met , Bab 6 : Hal 143

Polymer Processing

Plastik 1. THERMOPLASTIK Sifat-sifat bahan ini: ▫ Dapat dipanaskan kembali tanpa terjadi perubahan besar pada sifat-sifat dan strukturnya. ▫ Ikatan rantai panjang yang terjalin adalah ikatan karbon. ▫ Pada rantai utama molekuler dapat terikat atom-atom unsur-unsur: Nitrogen, Oksigen dan Sulphur. ▫ Rantai panjang molekuler terikat satu dengan lainnya dengan cara ikatan sekunder.

2. THERMOSETTING PLASTIK Sifat-sifat bahan ini: ▫ Membentuk ikatan tetap dengan sudut tertentu dengan cara reaksi kimia. ▫ Tak dapat di cairkan lagi dan dibentuk yang baru. ▫ Untuk menghancurkan kembali diperlukan temperatur tinggi. ▫ Jaringan atom karbonnya dengan ikatan kovalen dan membentuk larutan padat sebagai kristal. ▫ Dapat mengikat atom unsur-unsur: Oksigen, Nitrogen dan Sulphur atau atom-atom lain