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 1.000.000 g/g.mol. Poly = banyak dan Meros atau Mer = “ruangan”, jadi Polymer berarti banyak ruangan Ikatan atom bahan Polymer dapat berupa ikatan- 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 erbentuknya rantai panjang saling menyusun dirinya sendiri. Masing-masing atom menjadi satu ikatan dengan Ikatan Van Der Waals 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 H2n+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 ( W1 . M1 ) W1 = Fraksi massa dalam setiap interval ukuran. M1 = 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 ( x1 . M1 ) X1 = Jumlah fraksi molekul setiap interval ukuran. M1 = Harga tengah tiap interval ukuran.

Sifat-Sifat Mekanis Bahan Polymer Structure Tensile Strength (psi) %Elongation Modulus of Elastis (ksi) Densory (g/cmᶟ) Polyethylene Low density (LD) High density (HD) 600-3.000 3.000-5.500 50-800 15-130 15-40 60-180 0.92 0.96 Polyvinyl chloride 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 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 : AAAAAAAAAA ........ AAAAAAAA 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 ABABABABABAB AAAAA – BBBBBB – AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA 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 Etana 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 dan 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