Polymer Pertemuan ke-2.pptx

Program Studi Teknik Kimia
Institut Teknologi Indonesia
MATERIAL POLIMER
12 Juni 2022

Program Studi Teknik Kimia ITI 2
Struktur Polimer
Sifat Polimer
Klasifikasi Polimer

Struktur Polimer

 Molekul polimer adalah makromolekul, berukuran besar yang memiliki ikatan
kovalen internal.
 Untuk kebanyakan polimer, molekul-molekul ini memiliki rantai yang sangat
 panjang.
 Rangka utama dari polimer biasanya berupa serangkaian atom karbon, sering
kali berikatan tunggal.
 Polimer terdiri dari struktur dasar yang disebut unit-unit monomer yang
berulang-ulang. Monomer, yang merupakan unit terkecil dari polimer.

 Struktur polimer dipengaruhi oleh:
1. identitas monomer
2. rantai polimer
3. ukuran rantai
4. susunan monomer dalam kopolimer
5. stereokimia Polimer

 Struktur unit ulang dari polimer tidak hanya merefleksikan monomer-monomer
pembentuk polimer tersebut, tetapi juga memudahkan alternatif penulisan
struktur polimer menjadi lebih sederhana untuk merepresentasikan
makromolekul ini
 Tatanama polimer biasanya berdasarkan pada tipe monomer yang menyusun
polimer.
 Polimer yang terdiri dari hanya satu jenis monomer disebut homopolimer,
sedangkan campuran beberapa monomer disebut kopolimer.
 Molekul polimer yang mengandung sub-unit yang dapat di ionisasi disebut
sebagai polyelectrolyte. Polyelectrolyte yang mengandung sub-unit yang fraksi
ionisasinya rendah disebut ionomer.

 Polimer yang terdiri dari satu jenis monomer
 Biasanya, penamaannya diawali dengan kata poli untuk nama monomernya.
 Monomer terdiri dari “satu kata”
Misalnya untuk polietena, dinilai sebagai polimer yang paling sederhana, penulisan
struktur polimernya dapat dijelaskan sebagai berikut:

 Yang berperan sebagai monomer adalah etena, sedangkan polimer linier yang
dihasilkan disebut sebagai polietena, atau densitas-tinggi (high-density)
poliethylene atau sering disingkat HDPE
 HDPE tersusun atas makromolekul-makromolekul dengan jumlah unit ulang (n)
berkisar antara 10.000 sampai 100.000 (berat molekul antara 2 x105 hingga
3x106).

 Monomer terdiri dari “lebih dari satu kata”
Misalnya untuk poli (metil metakrilat), penulisan struktur polimernya dapat
dijelaskan sebagai berikut:
Poli metil metakrilat disingkat PMMA mempunyai nama dagang flexiglass. Polimetil
metakrilat merupakan polimerisasi adisi dari monomer metil metakrilat
(H2C = CH-COOH3).
PMMA merupakan plastik yang kuat dan transparan. Polimer ini digunakan untuk
jendela pesawat terbang dan lampu belakang mobil.

 Monomer berdasarkan taktisitas
 Berdasarkan taktisitas (kristalinitas) dapat dibedakan menjadi tiga konfigurasi
yaitu sindiotaktik (semi-kristal), isotaktik (mostly kristal), ataktik (amorph).
 Bentuk isotaktik adalah polimer yang bentuk susunannya sejajar antara
monomer satu dan monomer lainnya.
 Contoh: polimer polistirena yang mempunyai taktisitas isotaktik Metode produksinya
adalah katalisis Ziegler-Natta, ditulis i-polistirena
 Bentuk sindiotaktik adalah polimer yang tersusun secara selang-seling antara
Contoh: polimer polystirena melalui polimerisasi katalisis metallocene, itu memberikan
bahan polystyrene syndiotactic, ditulis s-polistirena
 Bentuk ataktik memiliki memiliki konfigurasi yang tidak beraturan antara
 Contoh: polietilen, PVC (tidak ada penamaan khusus)

 Monomer berdasarkan geometri isomerisasi
 Isomer adalah senyawa kimia yang memiliki rumus molekul sama, tetapi struktur
berbeda atau pengaturan yang berbeda dalam ruang.
 Isomer cis terjadi pada senyawa dengan gugus fungsi yang sama pada karbon
berikatan rangkap saling berhadapan. Sementara isomer trans terjadi pada
senyawa dengan gugus fungsi yang sama pada karbon berikatan rangkap saling
berseberangan.
Contoh:

 Turunan polimer untuk lebih dari satu jenis monomer (Kopolimer) sesuai
rekomendasi IUPAC penamaannya dengan gabungan istilah konektif dan
penulisannya miring diantara nama-nama monomer yang masuk tanda kurung
atau bisa juga ditulis diantara dua/lebih nama-nama polimer tersebut.
 Istilah konektif menunjukkan jenis dari kopolimer tersebut. Ada jenis kopolimer
seperti tampak pada Tabel berikut

 Bentuk paling sederhana dari molekul polimer adalah rantai lurus atau disebut
juga sebagai polimer linear yang terdiri dari satu rantai utama
 Molekul polimer bercabang disusun dari rantai utama dengan satu atau lebih
cabang
 Beberapa tipe dari struktur rantai polimer:
1. Polimer Linear (linear polymers)
2. Polimer Cabang (branched polymers)
3. Polimer Ikatan Silang (cross-linked polymers)

 Sifat jenuh polimer sangat bergantung pada ukuran dari rantai polimer.
 Seperti kebanyakan molekul, ukuran molekul polimer dapat digambarkan melalui
berat molekul
 Pada polimer, berat molekul dapat digambarkan oleh derajat polimerisasi,yaitu
jumlah monomer yang membentuk polimer.
 Untuk polimer sintetik, berat molekul digambarkan dengan statistik untuk
menjelaskan distribusi berat molekul pada sampel. Hal ini karena hampir semua
proses industri memproduksi distribusi ukuran rantai polimer yang terukur.
 Contoh adalah number average molecular weight dan weight average molecular
weight  Perbandingan dari kedua nilai tersebut disebut polydispersity index,
biasanya digunakan untuk menggambarkan “ukuran rantai” dari berat molekul.

Susunan Monomer dalam Kopolimer (Monomer Arrangement in Copolymers) dibagi
4 yaitu:
a. Alternating copolymers : monomer yang berbeda tersusun beruturan
b. Random copolymers : monomer yang berbeda tersusun secara acak
c. Block copolymers : monomer yang sama membentuk grup dan 2 grup yang
berbeda tersusun berurutan
d. Graft copolymers : rantai cabang terdiri dari monomer yang berbeda dengan
rantai utama.

Sifat Polimer

 Sifat polimer sangat dipengaruhi oleh gaya tarik menarik antara rantai polimer.
 Panjangnya rantai polimer menyebabkan berlipat gandanya gaya tarik antar
rantai bila dibanding dengan gaya tarik antar molekul biasa.
 Dengan semakin meningkatnya kekuatan gaya akan menyebabkan pula
peningkatan kuat tarik, titik lebur dan tingkat kristalinitas.
 Dipol dalam unit monomer mempengaruhi gaya intermolekuler pada polimer
 Ikatan hidrogen antara rantai yang berdekatan dapat dibentuk oleh polimer yang
mengandung gugus amida atau karbonil.
 Dimana pada gugus amida, atom hidrogen pada gugus N-H yang memiliki
muatan positif ditarik dengan kuat oleh atom oksigen yang memiliki muatan
negative pada gugus C=O, maka akan terjadi ikatan hidrogen yang kuat.

 Contoh Ikatan Hidrogen pada polimer uretan (poliuretan)

 Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat fisik polimer diantaranya:
1. Panjang rata-rata rantai polimer
Dengan bertambah panjangnya rantai polimer, Kekuatan dan titik leleh akan naik.
2. Gaya antarmolekul
Polimer akan menjadi kuat dan sukar meleleh bila pada polimernya gaya antar
molekulnya besar.
3. Percabangan
Rantai polimer yang mempunyai cabang banyak daya tegang dan titik leburnya
rendah.

 Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat fisik polimer diantaranya:
4. Ikatan silang antar rantai polimer
Jaringan yang kaku dan keras pada polimer disebabkan oleh ikatan silang antar
rantai polimer. Bila ikatan silang pada polimer bertambah banyak maka polimer
akan bertambah kaku dan mudah patah.
5. Sifat kristalinitas rantai polimer
Polimer dengan struktur yang beraturan memiliki kristanilitas yang tinggi sehingga
memiliki ketahanan dan kekuatan yang lebih baik terhadap pengaruh berbagai
bahan kimia dan enzim. Sedangkan polimer yang strukturnya tak beraturan memiliki
kristanilitas yang rendah sehingga rapuh atau sifatnya amorf.

 Sifat mekanik polimer sebagai berikut :
1. Strength/kekuatan adalah sifat mekanik yang dimiliki polimer. Macam kekuatan
polimer, antara lain:
a) Tensile Strength/Kekuatan Tarik.
Kekuatan tarik ialah tegangan yang diperlukan guna memutuskan suatu contoh
benda. Ini sangat diperlukan untuk mengetahui kemampuan polimer yang ditarik,
misalnya : fiber kekutan tariknya baik
b) Compressive strength/Ketahanan terhadap Tekanan.
Ketahanan terhadap tekanan ialah kemampuan suatu bahan untuk menahan
beban tekanan yang berat. Misalnya, beton kekuatan tekannya bagus

1. Strength/kekuatan
adalah sifat mekanik yang dimiliki polimer. Macam kekuatan polimer, antara
lain:
c) Flexural strength/Ketahanan pada bending adalah ketahanan saat bahan
tersebut dibengkokkan. Jika Polimer kuat saat dibengkokkan maka polimer
dikatakan mempunyai flexural strength
d) Impact strength ialah kekuatan polimer terhadap suatu reaksi yang datang
tiba-tiba. Misalnya suatu polimer tetap kuat meskipun tiba-tiba dipukul dengan
keras.

2. Elongation
Salah satu bentuk deformasi adalah elongation. Deformasi adalah berubahnya
ukuran ketika suatu bahan diberi gaya. Elongasi biasanya dinyatakan dengan
persentase dimana persentase elongasi adalah panjang polimer setelah diberi
gaya (L) dibagi panjang sampel sebelum diberi gaya (Lo) kalikan 100.
3. Modulus
Modulus diukur dengan cara tegangan dibagi elongasi. Satuan modulus = satuan
kekuatan (N/cm2).
4. Toughness/Ketangguhan
Ketangguhan adalah seberapa besar energi yang mampu diserap suatu bahan
sebelum patah.

 Bahan polimer mempunyai sifat khas yaitu sangat mudah berubah dengan
adanya perubahan temperatur.
 Bila terjadi perubahan temperatur maka akan terjadi pergerakan molekul,
pergerakan molekul ini membuat struktur bahan polimer berubah (terutama
yang dimensinya besar).
 Dengan semakin meningkatnya suhu menyebabkan oksigen dan air bersama
memicu reaksi kimia pada molekul, maka akan terjadi depolimerisasi, oksidasi
dan hidrolisa.

 Beberapa sifat termal pada polimer:
1. Koefisien pemuaian termal
Koefisien pemuaian panjang pada film dan serat acap kali menyusut karena panas,
bila temperatur meningkat maka pergerakan termal molekul akan mengubah cara
pengumpulan molekul.
2. Panas jenis
Panas jenis ialah panas yang dipakai untuk pergerakan termal molekul pada
strukturnya. Panas jenis bahan polimer bila dibanding dengan logam dan keramik
masih lebih besar yaitu antara 0,25 - 0,55 cal/g/oC.

 Beberapa sifat termal pada polimer:
3. Koefisien hantaran termal
Ialah nilai penting suatu bahan polimer berkaitan dengan panas pada proses cetak
dan pemakaian produk serta mekanisme hantaran panas yang berasal dari
propagasi panas akibat gerakan molekul.
4. Titik tahan panas
Terjadi bila suhu bahan polimer meningkat dan menyebabkan molekul bergerak
aktif menuju titik transisi. Hal ini mengakibatkan lebih rendahnya modulus elastik
dan kekerasannya, lebih kecilnya tegangan patahnya dan lebih besarnya
perpanjangannya.

Klasifikasi Polimer

 Dengan semakin banyaknya jenis polimer dan memudahkan kita mengetahui
jenis polimer dibuatlah sistem klasifikasi.
 Klasifikasi Polimer:
1. berdasarkan sumber
2. berdasarkan struktur
3. Berdasarkan gaya molukuler
4. berdasarkan monomer.

 Polimer terbagi atas tiga kelompok berdasarkan sumbernya, yaitu :
1) Polimer Alami
yaitu bahan yang berasal dari makhluk hidup dan terjadi secara alami.
Contoh polimer alam antara lain selulosa, protein, karet alam dan pati.
• Polimer umumnya bersifat tidak stabil saat pemanasan, bersifat hidrofilik
(mudah menyerap air), dan sukar dilebur dan dibentuk.
• Polimer alam umumnya memiliki beberapa kelemahan, misalnya :
karet alam bersifat tidak elastis, cepat rusak sebab karet jenis ini tak tahan
pada minyak tanah dan bensin serta tak bisa tahan lama di udara terbuka.
Sutera dan wol mudah sekali rusak karena tersusun dari protein dimana
protein ini adalah media hidup bakteri.
• Polimer alam memiliki banyak kelebihan seperti tersedia melimpah, mudah
terurai, pemanfaatan SDA lokal, tidak toksik dan berkelanjutan

 Polimer terbagi atas tiga kelompok berdasarkan sumbernya, yaitu :
2. Polimer sintetis
suatu polimer yang tidak ada di alam, tetapi disintesis tersebut dari monomer-
monomernya melalui proses polimerisasi.
• Polimer sintetis yang pertama kali diproduksi dalam skala besar/komersial
ialah bakelit (dammar fenol formaldehida).
• Sifat dan karakteristik polimer alam sangat baik dan diaplikasikan ke berbagai
produk
• Polimer ini susah terurai dan beberapa bersifat toksik.

 Berdasarkan struktur/susunan rantainya dapat dibagi menjadi tiga golongan
antara lain:
1. Polimer linier
2. Polimer Bercabang
3. Polimer Ikatan Silang (Cross-linking)

 Polimer linear tersusun atas satu rantai panjang yang kontinu, tanpa adanya
percabangan dari rantai tersebut.
 Polimer Linear memiliki kepadatan tinggi, kekuatan tarik tinggi dan titik leleh
tinggi.
 Contoh: polietena berdensitas tinggi, polivinil klorida, nilon 6 dan lain-lain.

 Branched polymer terdiri atas satu rantai utama yang mempunyai rantai molekul
lebih kecil sebagai cabang.
 Sebuah struktur rantai bercabang cendrung menurunkan tingkat kristanilitas (
cristanility ) dan kepadatan ( density ) polymer tersebut
 Polimer ini memiliki kekuatan tarik rendah dan titik leleh rendah.
 Contoh Polimer Rantai Bercabang adalah polietena berdensitas rendah

 Polimer ikatan silang ini dapat terjadi secara langsung terjadi diantara rantai
tetangganya, atau dua rantai dapat terikat menjadi rantai yang lain
 Meskipun tidak sekuat ikatan pada rantai, cross-links yang banyak mempunyai
“memory” berperan penting pada polymer
 Pada saat polymer diregangkan, ikatan cross-links mencegah rantai untuk
berpisah, dan ikatan ini menguat, namun ketika tegangan dihilangkan maka
struktur akan kembali kebentuk semula dan objek pun demikian
 Contohnya: Bakelit dan Melamin

 Gaya intermolekuler polimer mempengaruhi sifat mekanik dan kimia polimer
 Beberapa gaya molekuler pada polimer diantaranya gaya van der waals, ikatan
hydrogen dan tarik menarik dipol-dipol antara rantai polimer.
 Besar kecilnya molekul dan banyak sedikitnya gugus fungsional pada polimer
mengakibatkan gaya intermolekuler berlipat ganda.
 Berdasarkan gaya intermolekuler, polimer dikelompokkan jadi empat macam,
ialah :
1. Elastomer
2. Serat
3. Termoplastik
4. termoset.

1. Elastomer
 Elastomer adalah polimer yang dapat diregang di bawah tekanan (direntangkan)
dan dapat kembali pada bentuk awalnya bila tekanan dikurangi (elastis).
Contoh elastomer antara lain ialah karet (alam maupun sintetis) dan silikon.
2. Serat
 Serat adalah polimer yang mempunyai sifat gaya regang yang tinggi di sepanjang
sumbunya.
 Polimer ini seperti benang yang dapat ditenun menjadi kain. Contoh kapas, wool
dan sutera

3. Termoplastik.
 polimer plastik yang memiliki sifat unggul yaitu bisa dilunakan dan dikeraskan
kembali secara berulang-ulang.
 Plastik termoplastik lebih mudah larut pada pelarut yang sesuai, menjadi lunak
pada suhu tinggi, namun akan kembali keras bila didinginkan dan punya struktur
molekul linier atau bercabang dimana antar rantai tidak ada ikatan silangnya.
4. Termoseting
 Polimer bersifat tetap dan tidak bisa dilunakkan untuk dibentuk seperti keadaan
semula/pertama kali bahan ini dicetak
 Plastik termosetting sifatnya keras sebab bahan ini memiliki ikatan ikatan silang

 Polimer dikelompokkan berdasarkan macam monomernya ialah
1. homo-polimer
2. ko-polimer
1. Homopolimer
Homopolimer adalah polimer yang tersusun atas monomer tunggal, struktur
polimernya . . .
Contoh: PVC, Selulosa, Teflon, polisterina, polipropilena.
Strukturnya :

2. Kopolimer
Kopolimer adalah polimer yang terdiri atas dua macam atau lebih monomer tak
sejenis.
Contoh: DNA (dari pentosa, basa nitrogen, dan asam fosfat), dakron, nilon 66,
melamin (dari urea dan formaldehida), tetoron, protein, bakelit (fenol dan
formaldehida).
Jenis Kopolimer anatara lain:
a. Kopolimer acak
Kopolimer adalah rantai polimer yang terdiri atas satuan berulang tak sama yang
berikatan secara acak.
Strukturnya:

2. Kopolimer
Jenis Kopolimer antara lain:
b. Kopolimer bergantian,
Kopolimer adalah rantai polimer yang terdiri atas sejumlah grup berulang yang tidak
sama yang berikatan secara selang-seling.
Strukturnya:
c. Kopolimer balok (blok)
Kopolimer adalah rantai polimer yang terdiri atas suatu grup berulang yang senama
yang berikatan secara selang-seling dengan grup berulang lainnya yang juga
senama.
Strukturnya:

2. Kopolimer
Jenis Kopolimer anatara lain:
d. Kopolimer tempel/grafit
Kopolimer yang mempunyai satu macam grup berulang menempel pada punggung
polimer yang lurus dimana grup berulang tersebut cuma punya satu jenis monomer.

1. Buat Kelompok terdiri dari 5-6 mahasiswa
2. Tentukan satu jenis polimer dan jelaskan
A. Manfaat dan dampak Polimer tersebut
B. Karakteristik Polimer
• Struktur polimer terpilih tersebut
• Sifat polimer terpilih tersebut
• Klasifikasinya polimer terpilih tesebut
3. Presentasikan secara singkat dan menarik pada pertemuan berikutnya.

Polymer Pertemuan ke-2.pptx

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Polymer Pertemuan ke-2.pptx

Similar to Polymer Pertemuan ke-2.pptx (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (11)

Polymer Pertemuan ke-2.pptx