Macam-macam Polimer

Menurut Jons Jacob Berzelius, senyawa dengan rumus empiris sama, tetapi massa molekulnya berbeda dinamakan polimer. Polimer didefinisikan sebagai senyawa dengan massa molekul besar dan merupakan gabungan dari monomer-monomer pembentuknya. Polimer yang berasal dari alam disebut polimer alam. Polimer yang dapat dibuat di laboratorium maupun diproduksi dalam jumlah besar di industri, dikenal dengan polimer sintetik.

a. Polimer Alam

Polimer yang terjadi secara alami dikenal sebagai polimer alam, seperti selulosa, protein, dan karet alam. Berikut dibahas secara lebih terperinci mengenai polimer alam.

1) Struktur Selulosa

Selulosa merupakan polisakarida yang banyak dijumpai dalam dinding sel tanaman. Selulosa merupakan polimer yang terbentuk dari monomer β –D–glukosa melalui ikatan β (1→ 4) glikosidik. Panjang rantai beragam, dari ratusan sampai ribuan unit glukosa.

Kayu mengandung sekitar 50% berat selulosa dan kapas hampir 90% mengandung selulosa. Selulosa dari serat kayu mengandung banyak pengotor yang dapat dimurnikan dengan cara melarutkannya ke dalam campuran NaOH dan CS2. Dalam proses pelarutan ini akan terbentuk cairan kental. Jika cairan kental itu dimasukkan ke dalam pipa berpori pada bak asam, dihasilkan fiber selulosa yang dikenal sebagai rayon. Proses serupa digunakan untuk membuat film tipis selulosa yang dikenal sebagai kertas selofan.

Gambar 10.7 Monomer selulosa ( β -D-glukosa).

Pada setiap monomer selulosa mengandung tiga gugus –OH yang dapat bereaksi dengan asam nitrat membentuk ester nitrat dan dikenal dengan selulosa nitrat. John Wesley Hyatt (1869) menemukan bahwa campuran selulosa nitrat dan yang dilarutkan dalam alkohol menghasilkan plastik yang dinamakan seluloid. Selulosa nitrat atau seluloid digunakan sebagai bahan baku pembuatan sisir hingga bola bilyar. Selulosa nitrat mudah terbakar sehingga saat ini sudah banyak digantikan oleh plastik jenis lain.

2) Karet Alam

Karet alam tersusun atas satuan monomer cis–1,4–isoprena dengan panjang rantai rata-rata sekitar 5.000 satuan isoprena. Masalah utama karet alam adalah taktisitas atau cara penyusunan polimer yang teratur (isotaktik).

cis-1,4-isoprena

Masalah taktisitas karet alam dapat diselesaikan oleh Charles Goodyear (1839). Dia menemukan metode vulkanisasi karet alam dengan belerang sehingga karet alam dapat diubah elastisitasnya. Vulkanisasi karet alam melibatkan pembentukan ikatan silang –S–S– di antara rantai poliisoprena. Vulkanisasi karet berguna untuk menghasilkan karet alam dengan derajat elastisitas sesuai harapan.

Pada vulkanisasi karet alam, penyisipan rantai-rantai pendek dari atom belerang akan mengikat secara silang di antara dua rantai polimer karet alam. Jika jumlah ikatan silang relatif besar, polimer dari karet alam menjadi lebih tegar.

Gambar 10.8 Pada vulkanisasi karet alam, makin banyak ikatan silang, makin tegar karet yang terbentuk

b. Polimer Sintetik

Hampir semua peralatan terbuat dari bahan polimer, mulai dari alat-alat dapur sampai alat picu jantung buatan. Sampai saat ini, penelitian dan pengembangan bahan polimer masih terus dilakukan dalam upaya menemukan aneka penerapan bahan polimer. Sesuai dengan mekanisme pembuatannya, polimer sintetik tinggi dapat digolongkan menjadi polimer adisi dan polimer kondensasi.

1) Polimer Adisi

Polimer adisi adalah polimer yang terjadi melalui reaksi adisi, yaitu reaksi yang melibatkan senyawa yang mengandung ikatan rangkap, kemudian diubah menjadi ikatan tunggal. Contoh polimer adisi adalah polietilen (PE), polipropilen (PP), politetrafluoroetilen, polivinilklorida (PVC), dan akrilik.

a) Polietilen (PE)

Secara kimia, PE sangat inert. Polimer ini tidak larut dalam pelarut apapun pada suhu kamar, tetapi dapat menggembung dalam cairan hidrokarbon (bensin) dan karbon tetraklorida (CCl4). PE tahan terhadap asam dan basa, tetapi dapat rusak oleh asam nitrat pekat. Jika dipanaskan secara kuat, PE membentuk ikatan silang yang diikuti oleh pemutusan ikatan secara acak pada suhu lebih tinggi, tetapi tidak terdepolimerisasi. PE dibagi menjadi dua jenis, yaitu PE kerapatan tinggi (HDPE) dan PE kerapatan rendah (LDPE) seperti di tunjukkan pada Gambar 10.9. Plastik HDPE bersifat kenyal, tidak mudah sobek, dan tahan terhadap kelembapan. Bahan kimia plastik HDPE banyak digunakan untuk pembungkus, dus, isolator listrik, pelapis kabel, dan lain-lain.

Struktur polietilen

LDPE

HDPE

Tabel 10.1 Sifat-Sifat Fisik Polietilen

Sifat

Polietilen

HDPE

LDPE

Dapat dipotong dengan mudah

×

√

Tidak pecah

√

√

Dapat dilipat

×

√

Tenggelam dalam air

√

×

Menjadi lunak akibat panas

×

√

b) Polipropilen (PP)

Plastik PP bersifat tegar dan stabil terhadap panas, tekanan, rengkahan, dan bahan kimia. Plastik PP lebih kuat dari PE. PP banyak digunakan untuk botol kemasan karena dapat dibentuk lebih tipis. Kursi plastik yang dapat ditumpuk juga terbuat dari PP.

Struktur polipropilen

c) Politetrafluoroetilen (Teflon)

Politetrafluoroetilen tahan terhadap korosi dan pelarut organik. Dari hasil pengujian, hanya lelehan logam alkali atau alkali yang dilarutkan dalam amonia yang dapat mendegradasi polimer ini. Politetrafluoroetilen banyak digunakan untuk insulator listrik, peralatan kimia, dan peralatan rumah seperti pada Gambar 10.10 sebab tahan terhadap air dan suhu tinggi hingga 350°C.

Struktur politetra fluoroetilen

Tabel 10.2 Produk dari Polimer Sintetik

Polimer

Produk

PE

Kantong plastik, lembaran plastik, dan alat-alat dapur

PP

Botol, jeriken, dan kursi

PVC

Pipa air, waterproof, isolasi listrik, dan rak susun

PS (polistiren)

Kemasan (tempat minum) bantalan, dan styrofoam

Teflon

Pot, alat dapur, dan wadah

PMMA

Pengganti gelas/kaca

d) Polivinilklorida (PVC)

Sekitar 20% klorin digunakan untuk membuat monomer vinilklorida (CH₂=CHCl), sebagai bahan baku plastik poliviliklorida (PVC). Substituen klorin pada rantai polimer menjadikan PVC lebih tahan terhadap api dibandingkan PE. Plastik PVC memiliki gaya tarik antara rantai polimer sehingga meningkatkan kekerasan plastik jenis ini. Sifat-sifat PVC dapat divariasikan sesuai fungsinya dengan cara mengubah sifat keplastisan, stabilisasi, pengisi, dan celupannya sehingga menjadikan PVC sebagai plastik serbaguna.

Gambar 10.10 Teflon

e) Polimetilmetakrilat (Polimer Akrilik)

Salah satu polimer akrilik adalah polimetilmetakrilat (PMMA), dikomersialkan dengan nama dagang Lucite dan Plexiglass. PMMA berupa kristal bening yang sangat ringan sehingga banyak digunakan untuk jendela pesawat terbang dan lensa cahaya. PMMA yang sangat transparan digunakan untuk contact lens seperti pada Gambar 10.11.

Gambar 10.11 PPMA digunakan untuk lensa kontak.

Struktur PPMA

2) Polimer Kondensasi

Polimer kodensasi yaitu polimer yang terbentuk melalui reaksi kondensasi. Reaksi ini melibatkan pembentukan senyawa tidak jenuh dari senyawa jenuh. Plastik sintetis pertama adalah bakelit, yang dikembangkan oleh Baekland (1905). Monomer bakelit merupakan hasil reaksi formaldehid (H2CO) dan fenol (C6H5OH) membentuk fenol tersubstitusi. Pada suhu di atas 100°C, fenol-fenol ini terkondensasi membentuk polifenoksi. Polifenoksi digunakan untuk membuat asesoris, seperti gantungan kunci. Untuk pengerasnya digunakan katalis. Carothers dan koleganya (1920) menemukan rumpun polimer kondensasi yang dikenal sebagai poliamida dan poliester. Poliamida diperoleh melalui reaksi diasilklorida dan diamina.

Alkilen diamina Alkilen diasilklorida poliamida

Poliester dibuat melalui reaksi alkil diasilklorida dengan dihidroksi.
Reaksi polimerisasinya adalah sebagai berikut.

Alkilen dihidroksi Alkilen diasilklorida Poliester

Fiber sintetik yang pertama dibuat adalah nilon. Fiber ini dapat dilihat dengan cara menuangkan larutan heksametilen diamina dalam pelarut air ke dalam larutan adipoilklorida dalam pelarut CH₂Cl₂.

Polimer nilon-6,6 terbentuk pada antarmuka antara kedua fasa pereaksi membentuk film tipis. Jika film itu disentuh, kemudian ditarik, akan tampak serat nilon seperti benang (perhatikan Gambar 10.12). Polimer tersebut dinamakan nilon–6,6 sebab polimer dibentuk dari diamin yang memiliki enam atom karbon dan adipoil yang juga mengandung enam atom karbon.

Gambar 10.12 Nilon–6,6.

Polikarbonat terbentuk melalui polimerisasi esterkarbonat dan suatu alkohol. Polikarbonat yang dihasilkan dipasarkan dengan nama dagang Lexan. Lexan memiliki ketahanan tinggi terhadap panas dan cuaca sehinggabanyak digunakan untuk pengaman gelas, rangka jendela, dan helm.

• Tweet
• Share
• Share
• Share
• Share