Makalah Kimia Tentang Polimer

 

 

 

BAB I.

PENDAHULUAN

 

1.1. Latar Belakang

Kita hidup dalam era polimer. Bahan-bahan polimer alam yang sejak dahulu telah dikenal dan dimanfaatkan, seperti kapas, wool, dan damar. Polimer sintesis dikenal mulai tahun 1925, dan setelah hipotesis makromolekul yang dikemukakan oleh Staudinger mendapat hadiah Nobel pada tahun 1955, teknologi polimer mulai berkembang pesat. Beberapa contoh polimer sintesis yang ada dalam kehidupan sehari-hari, antara lain serat-serat tekstil poliester dan nilon, plastik polietilena untuk botol susu, karet untuk ban mobil dan plastik poliuretana untuk jantung buatan. Apakah Anda pernah melihat ibu Anda menggoreng telur dengan menggunakan penggorengan teflon? Bila struktur teflon ditentukan, maka molekul teflon ditemukan mengandung rantai karbon dengan mengikat atom-atom fluorin. Tetra fluoroetena (tetra fluoroetilena) merupakan molekul yang sangat non polar dan relatif kecil ukurannya serta cenderung berupa gas pada suhu kamar.

 

1.2. Tujuan Penyusunan Makalah

Tujuan pembuatan makalah ini merupakan salah satu dari proses kegiatan pembelajaran  Kimia yang sedang dipelajari dan dibahas di SMK Negeri 1 Mundu Cirebon khususnya pada semester VI pada tahun pembelajaran 2013/2014 supaya memperoleh pengetahuan dan gambaran tentang materi pembelajaran yang di pelajari serta agar mengenal lebih jauh pemahaman para peserta didik tentang materi tersebut.

Selain itu juga pembuatan makalah ini pun mengacu pada pengevaluasian terhadap materi-materi yang umum di pelajari di sekolah-sekolah yang ada.  

1.3. PerumusanMasalah

Mengingat dalam pembahasan materi pada semester VI ini banyak cakupan pembahasannya, maka materi-materi tersebut di pecah menjadi beberapa bagian dimana kelomok kami mendapatkan materi yang akan membahas materi Polimer yang meliputi :

a)     Pengertian Polimer

b)     Klasifikasi Polimer

c)      Kegunaan Polimer

 

1.4. Metode Pendekatan

Metode pendekatan makalah dan presentasi ini berdasarkan sumber-sumber materi berkaitan yang berasal dari buku-buku, internet dan sumber lainnya sebagai pelengkap penyusunan makalah ini.

BAB II.

PEMBAHASAN

 

2.1. Pengertian Polimer

Suatu molekul raksasa (makromolekul) yang terbentuk dari susunan ulang molekul kecil yang terikat melalui ikatan kimia disebut polimer (poly = banyak; mer = bagian). Suatu polimer akan terbentuk bila seratus atau seribu unit molekul yang kecil (monomer), saling berikatan dalam suatu rantai. Jenis-jenis monomer yang saling berikatan membentuk suatu polimer terkadang sama atau berbeda. Sifat-sifat polimer berbeda dari monomer-monomer yang menyusunnya.

 

2.1.1.   Contoh Polimer

Teflon (politetra-fluoroetilena) yang berwujud padat dibuat bila molekul-molekul gas tetra-fluoroetilena bereaksi membentuk rantai panjang. Contoh lain, molekul-molekul gas etilena bereaksi membentuk rantai panjang plastik polietilena yang ada pada kaleng susu. Vinil klorida, propena, tetra-fluoroetilena, dan stirena. Monomer akrilonitril membentuk polimer poliakrilonitril (PAN), yang dikenal dengan nama orlon, dan digunakan sebagai karpet dan pakaian “rajutan”. Ikatan rangkap pada karbon dalam monomer berubah menjadi ikatan tunggal, dan berikatan dengan atom karbon lain membentuk polimer.

 

2.1.2.   Struktur Polimer

 

Bila Anda ingin memahami struktur polimer, Anda dapat mengidentifikasi monomer yang secara berulang-ulang menyusun polimer tersebut. Karena polimer merupakan molekul yang besar, maka polimer umumnya disajikan dengan menggambarkan hanya sebuah rantai. Sebuah rantai yang digambarkan tadi harus mencakup paling tidak satu satuan ulang yang lengkap.

 

Selulosa, merupakan komponen utama tumbuhan, suatu senyawa organik yang kemungkinan sangat berlimpah di bumi. Bahan tumbuhan ini ditemukan di dalam dinding sel buah-buahan dan sayuran, tidak dapat dicerna oleh manusia. Selulosa yang melewati sistem pencernaan makanan tidak diubah, namun digunakan sebagai serat makanan yang diterima sistem pencerna makanan manusia dengan baik. Panjang molekul selulosa berjarak dari beberapa ratus hingga beberapa ribu unit glukosa, tergantung dari sumbernya

Selulosa merupakan polimer yang ditemukan di dalam dinding sel tumbuhan seperti kayu, dahan, dan daun. Selulosa itulah yang menyebabkan struktur-struktur kayu, dahan dan daun menjadi kuat. Dapatkah Anda menemukan bagian dari struktur molekul selulosa yang diulang? Ingat bahwa bagian cincin dari molekul selulosa semuanya identik. Ada satuan-satuan monomer yang bergabung membentuk polimer. Glukosa adalah nama monomer yang ditemukan di dalam selulosa. Satuan glukosa yang digambarkan dalam bentuk sederhana tanpa atom karbon dan hidrogen. Struktur lengkap glukosa digambarkan sebagai berikut.

 

 

2.2. Klasifikasi Polimer

 

2.2.1. Polimer Berdasarkan Reaksi Pembentukannya

Dua jenis utama dari reaksi polimerisasi adalah polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi. Jenis reaksi yang monomernya mengalami perubahan reaksi tergantung pada strukturnya. Suatu polimer adisi memiliki atom yang sama seperti monomer dalam unit ulangnya, sedangkan polimer kondensasi mengandung atom-atom yang lebih sedikit karena terbentuknya produk sampingan selama berlangsungnya proses polimerisasi.

A.                 Polimer Adisi

Reaksi pembentukan teflon dari monomer-monomernya tetrafluoroetilen, disebut reaksi adisi. Perhatikan Gambar yang menunjukkan bahwa monomer etilena mengandung ikatan rangkap dua, sedangkan di dalam polietilena tidak terdapat ikatan rangkap dua.

Gambar 3. Reaksi Adisi

Monomer etilena mengalami reaksi adisi membentuk polietilena yang digunakan sebagai tas plastik, pembungkus makanan, dan botol. Pasangan elektron ekstra dari ikatan rangkap dua pada tiap monomer etilena digunakan untuk membentuk suatu ikatan baru menjadi monomer yang lain.

Menurut jenis reaksi adisi ini, monomer-monomer yang mengandung ikatan rangkap dua saling bergabung, satu monomer masuk ke monomer yang lain, membentuk rantai panjang. Produk yang dihasilkan dari reaksi polimerisasi adisi mengandung semua atom dari monomer awal. Berdasarkan diatas, yang dimaksud polimerisasi adisi adalah polimer yang terbentuk dari reaksi polimerisasi disertai dengan pemutusan ikatan rangkap diikuti oleh adisi dari monomer­monomernya yang membentuk ikatan tunggal. Dalam reaksi ini tidak disertai terbentuknya molekul-molekul kecil seperti H2O atau NH3.

 

          Mekanisme polimerisasi adisi dapat dibagi menjadi tiga tahap yaitu:

Sebagai contoh mekanisme polimerisasi adisi dari pembentukan polietilena

 

Ø  Inisiasi, untuk tahap pertama ini dimulai dari penguraian inisiator dan adisi molekul monomer pada salah satu radikal bebas yang terbentuk. Bila kita nyatakan radikal bebas yang terbentuk dari inisiator sebagai R’, dan molekul monomer dinyatakan dengan  CH2 = CH2, maka tahap inisiasi dapat digambarkan sebagai berikut:

 

 

Ø  Propagasi, dalam tahap ini terjadi reaksi adisi molekul monomer pada radikal monomer yang terbentuk dalam tahap inisiasi

 

Bila proses dilanjutkan, akan terbentuk molekul polimer yang besar, dimana ikatan rangkap C= C dalam monomer etilena akan berubah menjadi ikatan tunggal C – C pada polimer polietilena

 

Ø  Terminasi, dapat terjadi melalui reaksi antara radikal polimer yang sedang tumbuh dengan radikal mula-mula yang terbentuk dari inisiator (R’) CH2 – CH2 + R �CH2 – CH2- R atau antara radikal polimer yang sedang tumbuh dengan radikal polimer lainnya, sehingga akan membentuk polimer dengan berat molekul tinggi R-(CH2)n-CH2° + °CH2-(CH2)n-R’ �R-(CH2)n-CH2CH2-(CH2)n-R’ Beberapa contoh polimer yang terbentuk dari polimerisasi adisi dan reaksinya antara lain.

 

• Polivinil klorida

n CH2 = CHCl   →   [ - CH2 - CHCl - CH2 - CHCl - ]n Vinil klorida polivinil klorida

• Poliakrilonitril

n CH2 = CHCN →  [ - CH2 - CHCN - ]n

 

B.     Polimer Kondensasi

 

Polimer kondensasi terjadi dari reaksi antara gugus fungsi pada monomer yang sama atau monomer yang berbeda. Dalam polimerisasi kondensasi kadang-kadang disertai dengan terbentuknya molekul kecil seperti H2O, NH3, atau HCl.

Di dalam jenis reaksi polimerisasi yang kedua ini, monomer-monomer bereaksi secara adisi untuk membentuk rantai. Namun demikian, setiap ikatan baru yang dibentuk akan bersamaan dengan dihasilkannya suatu molekul kecil – biasanya air – dari atom-atom monomer. Pada reaksi semacam ini, tiap monomer harus mempunyai dua gugus fungsional sehingga dapat menambahkan pada tiap ujung ke unit lainnya dari rantai tersebut. Jenis reaksi polimerisasi ini disebut reaksi kondensasi.

Dalam polimerisasi kondensasi, suatu atom hidrogen dari satu ujung monomer bergabung dengan gugus-OH dari ujung monomer yang lainnya untuk membentuk air.

 

Kondensasi terhadap dua monomer yang berbeda yaitu 1,6 – diaminoheksana dan asam adipat yang umum digunakan untuk membuat jenis nylon. Nylon diberi nama menurut jumlah atom karbon pada setiap unit monomer. Dalam gambar ini, ada enam atom karbon di setiap monomer, maka jenis nylon ini disebut nylon 66.

 

Contoh lain dari reaksi polimerisasi kondensasi adalah bakelit yang bersifat keras, dan dracon, yang digunakan sebagai serat pakaian dan karpet, pendukung pada tape – audio dan tape – video, dan kantong plastik.

Monomer yang dapat mengalami reaksi polimerisasi secara kondensasi adalah monomer-monomer yang mempunyai gugus fungsi, seperti gugus -OH; -COOH; dan NH3.

 

2.2.2.               Polimer Berdasarkan Sifat Thermalnya

 

Plastik adalah salah satu bentuk polimer yang sangat berguna dalam kehidupan sehari-hari. Beberapa plastik memiliki sifat-sifat khusus, antara lain lebih mudah larut pada pelarut yang sesuai, pada suhu tinggi akan lunak, tetapi akan mengeras kembali jika didinginkan dan struktur molekulnya linier atau bercabang tanpa ikatan silang antar rantai. Proses melunak dan mengeras ini dapat terjadi berulang kali. Sifat ini dijelaskan sebagai sifat termoplastik.

Bahan-bahan yang bersifat termoplastik mudah untuk diolah kembali karena setiap kali dipanaskan, bahan-bahan tersebut dapat dituangkan ke dalam cetakan yang berbeda untuk membuat produk plastik yang baru. Polietilen (PE) dan polivinilklorida (PVC) merupakan contoh jenis polimer ini.

Sedangkan beberapa plastik lainnya mempunyai sifat-sifat tidak dapat larut dalam pelarut apapun, tidak meleleh jika dipanaskan, lebih tahan terhadap asam dan basa, jika dipanaskan akan rusak dan tidak dapat kembali seperti semula dan struktur molekulnya mempunyai ikatan silang antar rantai. Polimer seperti ini disusun secara permanen dalam bentuk pertama kali mereka dicetak disebut polimer termosetting.

Plastik-plastik termosetting biasanya bersifat keras karena mereka mempunyai ikatan-ikatan silang. Plastik termoset menjadi lebih keras ketika dipanaskan karena panas itu menyebabkan ikatan-ikatan silang lebih mudah terbentuk. Bakelit, poli(melanin formaldehida) dan poli (urea formaldehida) adalah contoh polimer ini. Sekalipun polimer-polimer termoseting lebih sulit untuk dipakai ulang daripada termoplastik, namun polimer tersebut lebih tahan lama. Polimer ini banyak digunakan untuk membuat alat-alat rumah tangga yang tahan panas seperti cangkir.

Perbedaan sifat-sifat plastik termoplas dan termoset disimpulkan pada Tabel 2. Perbedaan sifat plastik termoplas dan plastik termoset

        Tabel 2. Perbedaan Plastik Termoplast dan Termoset

Plastik Termoplas	Plastik Termoset
Mudah diregangkan	Keras dan Rigid
Fleksibel	Tidak Fleksibel
Tidak leleh rendah	Tidak meleleh jika dipanaskan
Dapat dibentuk ulang	Tidak dapat dibentuk ulang

 

 

 

 

 

 

2.2.3.            Polimer Berdasarkan Asalnya

 

Berdasarkan asalnya, polimer dibedakan atas polimer alam dan polimer buatan. Polimer alam telah dikenal sejak ribuan tahun yang lalu, seperti amilum, selulosa, kapas, karet, wol, dan sutra. Polimer buatan dapat berupa polimer regenerasi dan polimer sintetis. Polimer regenerasi adalah polimer alam yang dimodifikasi. Contohnya rayon, yaitu serat sintetis yang dibuat dari kayu (selulosa). Polimer sintetis adalah polimer yang dibuat dari molekul sederhana (monomer) dalam pabrik.

 

 

A.   Polimer Sintetis

Polimer sintetis yang pertama kali yang dikenal adalah bakelit yaitu hasil kondensasi fenol dengan formaldehida, yang ditemukan oleh kimiawan kelahiran Belgia Leo Baekeland pada tahun 1907. Bakelit merupakan salah satu jenis dari produk-produk konsumsi yang dipakai secara luas. Beberapa contoh polimer yang dibuat oleh pabrik adalah nylon dan poliester, kantong plastik dan botol, pita karet, dan masih banyak produk lain yang Anda lihat sehari-hari.

 

Ahli kimia telah mensintesis polimer di dalam laboratorium selama 100 tahun. Dapatkah Anda membayangkan kehidupan tanpa  mengenal polimer sintesis ini? Pada musim hujan, Anda mungkin akan kehujanan saat pergi sekolah tanpa membawa jas hujan yang terbuat dari nilon, makan makanan yang basi untuk makan siang tanpa kantong plastik atau suatu wadah dari bahan polimer, dan memakai seragam olahraga yang terbuat dari bahan tekstil yang lebih berat dari buatan pabrik sintesis. Banyak polimer telah membantu kita dalam menyumbang kehidupan kita.

 

B.  Polimer alam

Laboratorium bukan satu-satunya tempat mensintesis polimer. Sel­sel kehidupan juga merupakan pabrik polimer yang efisien.

Protein, DNA, kitin pada kerangka luar serangga, wool, jaring laba-laba, sutera dan kepompong ngengat, adalah polimer-polimer yang disintesis secara alami. Serat-serat selulosa yang kuat menyebabkan batang pohon menjadi kuat dan tegar untuk tumbuh dengan tinggi seratus kaki dibentuk dari monomer-monomer glukosa, yang berupa padatan kristalin yang berasa manis.

Banyak polimer-polimer sintesis dikembangkan sebagai pengganti sutra. Gagasan untuk proses tersebut adalah benang-benang sintesis yang dibentuk di pabrik diambil dari laba-laba. Amati Gambar 6 yang menggambarkan kesamaan antara pemintalan dari laba-laba dan pemintalan secara industri.

Gambar 12. Pemintalan secara industri (a) dan pemintalan dari laba-laba (b)

Benang yang panjang, halus dipintal ketika molekul-molekul polimer itu ditekan melalui lubang kecil didalam pemintalan, baik secara alami dan industri

Karet merupakan polimer alam yang terpenting dan dipakai secara luas. Bentuk utama dari karet alam, terdiri dari 97% cis-1,4-poliisoprena, dikenal sebagai hevea rubber. Karet ini diperoleh dengan menyadap kulit sejenis pohon (hevea brasiliensis) yang tumbuh liar. Hampir semua karet alam diperoleh sebagai lateks yang terdiri dari sekitar 32 – 35% karet dan sekitar 5% senyawa lain, termasuk asam lemak, gula, protein, sterol, ester dan garam.

Polimer alam lain adalah polisakarida, selulosa dan lignin yang merupakan bahan dari kayu.

 

2.2.4.            Polimer Berdasarkan Jenis Monomernya

 

Berdasarkan jenis monomernya, polimer dibedakan atas homopolimer dan kopolimer. Homopolimer terbentuk dari sejenis monomer, sedangkan kopolimer terbentuk lebih dari sejenis monomer. Uraian berikut menjelaskan perbedaan dua golongan polimer tersebut.

 

A.     Homopolimer

Homopolimer merupakan polimer yang terdiri dari satu macam monomer, dengan struktur polimer. . . – A – A – A – A – A – A -. . .

 

B.     Kopolimer

Kopolimer merupakan polimer yang tersusun dari dua macam atau lebih monomer. Contoh: polimer SBS (polimer stirena-butadiena-stirena)

 

 

 

 

B.1. Jenis-jenis kopolimer

a)  Kopolimer acak, yaitu kopolimer yang mempunyai sejumlah satuan berulang yang berbeda tersusun secara acak dalam rantai polimer. Strukturnya: . . . – A – B – A – A – B – B – A – A -. . . .

b)  Kopolimer bergantian, yaitu kopolimer yang mempunyai beberapa kesatuan ulang yang berbeda berselang-seling adanya dalam rantai polimer. Strukturnya:. . . – A – B – A – B – A – B – A – B – . . .

c)  Kopolimer balok (blok), yaitu kopolimer yang mempunyai suatu kesatuan berulang berselang-seling dengan kesatuan berulang lainnya dalam rantai polimer. Strukturnya: . . . – A – A – A – A – B – B – B – B – A – A – A – A -. . .

d)   Kopolimer tempel/grafit, yaitu kopolimer yang mempunyai satu macam kesatuan berulang menempel pada polimer tulang punggung lurus yang mengandung hanya satu macam kesatuan berulang dari satu jenis monomer. Strukturnya

Gambar 15. Kopolimer/Grafit

Kalau bicara masalah polymer sangat luas sekali, yang di bicarakan di atas adalah sebagian kecil tiori yang ada di polymer. Memang benar salah satu adalah polymer addisi seperti yang di jumpai di acrylic solution,di mana applikasinya banyak sekali terutama untuk bahan dasar cat,baik cat mobil maupun car dekorative. Ada juga polymer yang medianya adalah air,bahan adalah acrylic dan reaksi yang terjadi adalah addisi. Aplikasi nya juga banyak di antaranya , cat tembok,textil. ink dan pigment printing. Sedangkan polymer yang terbentuk karena proses kondensasi seperti saturated polyester dan unsaturated polyester .dimana aplikasi dari saturated adalah utk cat kayu,cat mobil dll,sedangkan utk unsaturated aplikasinya adalah utk fiber glass,yang biasanya orang menyebutnya resin dan kancing baju dll.

 

2.3.          Jenis-ienis Polimer

 

a)     Poly Ethylene (PE)

Barang Plastik Yang Digunakan Sebagai Packing Minuman Atau Barang Cairan.

b)     Poly Propylene (PP)

Bahan Plastik Yang Digunakan Untuk Dipakai Pada Packing Makanan Kering Atau Snack.

c)      Poly Vinly Chlorine (PVC)

Bahan Plastik Yang dipergunakan Untuk Packing Botol Minyak,Daging,Pipa Air Dan Jendela Plastik.

d)     Oriented Polystyrene (OPP)

Sangat Bening,Kurang Tahan Panas.

e)     High Density Polyethylene (HDPE)

Bahan Plastik Yang Berwarna Putih susu Atau Putih Bersih.

f)       Karet Bahan

Adalah Karet Yang Berupa Karet Gelang Bersifat Transparant,Kuat dan Elastis.

g)     Low Density Polyethylene (LDPE)

Bahan Plastik Yang digunakan Untuk Pelapis Kaleng.

h)     Polyethylene Terephthalate (PET)