Kimia Polimer Lazulva, M.Si
SERAT DAN PLASTIK
Oleh :
IRA MAHARTIKA
10817003620
FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN
JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SULTAN SYARIF KASIM RIAU
1432 H/ 2011 M
BAB I
PENDAHULUAN
Polimer merupakan suatu golongan bahan kimia yang banyak digunakan dalam kehidupan kita sehari-hari maupun dalam industri. Polimer meliputi plastik, karet, serat dan nilon.
Beberapa senyawa penting lain dalam tubuh makhluk hidup, yaitu karbohidrat, protein dan asam nukleat, juga merupakan polimer. Kita akan melihat bahwa polimer adalah suatu makromolekul yang terbentuk dari molekul-molekul sederhana yang kita sebut dengan monomer. Proses pembentukan polimer dari monomernya kita sebut sebagai polimerisasi.
Makalah ini akan membahas mengenai polimer plasitik dan serat. Dua hal tersebut sangat sering didengar dan sangat familiar bagi kita. Dengan mengetahui bagaimana esensi dari kedua hal tersebut maka dapat membentuk pengalaman dan pengetahuan yang baik dan bermanfaat untuk kemudian hari.
BAB II
PEMBAHASAN
A. PENGERTIAN POLIMER
Polimer adalah molekul raksasa sehingga sering dikenal dengan makromolekul.[1] Polimer alamiah mencakup protein (seperti sutera serat otot dan enzime), polisakarida (pati dan selulosa), karet dan asam nukleat. Polimer buatan manusia hampir sama aneka ragamnya dengan polimer alam. Suatu polimer terbuat dari ribuan satuan berulang dari bagian kecil yang disebut monomer. Dalam suatu reaksi polimerisasi produk pertama ialah dimer, kemudian trimer, tetramer dan akhirnya setelah sederetan tahap reaksi menjadi polimer.
Dikatakan juga Polimer (makromolekul) merupakan senyawa yang terdiri dari penggabungan satuan molekular yang berulang.[2] Nama ini diturunkan dari bahasa yunani, yaitu : Poly yang berarti banyak, dan mer yang berarti bagian polimer juga merupakan bahan yang penting dalam pembuatan komposit. Polimer berfungsi sebagai matriks yang berfungsi mengikat penguat yang digunakan pada komposit. Beberapa contoh bahan polimer yaitu resin phenolformaldehyde, urea formaldehyde, poliester, epoksi dan lainnya. Pada umumnya polimer memiliki sifat yang menguntungkan karena massa jenisnya kecil, mudah dibentuk, tahan karat. Akan tetapi polimer memiliki kekurangan seperti kekakuan dan kekuatan rendah. Oleh karena itu agar diperoleh komposit yang lebih baik, maka polimer tersebut dipadukan dengan bahan yang lain yang berfungsi sebagai bahan penguat seperti: serat (fiber), partikel (particulate), lapisan (lamina) dan serpihan (flakes). Pada saat ini berbagai industri telah menggunakan komposit yang diperkuat oleh serat mulai dari industri perabot rumah tangga (panel, kursi, meja), industri kimia (pipa, tangki, selang), alat-alat olah raga, bagian-bagian mobil yang salah satunya bumper mobil, alat-alat listrik, industri pesawat terbang (badan pesawat, roda pendarat, sayap dan baling baling helikopter) dan industri perkapalan (salah satunya body speed boat). Pembentuk polimer dari minomer suatu senyawa disebut polimerisasi.[3]
B. PLASTIK
1. Sejarah
Plastik merupakan material yang baru secara luas dikembangkan dan digunakan sejak abad ke-20 yang berkembang secara luar biasa penggunaannya dari hanya beberapa ratus ton pada tahun 1930-an, menjadi 150 juta ton/tahun pada tahun 1990-an dan 220 juta ton/tahun pada tahun 2005. Saat ini penggunaan material plastik di negara-negara Eropa Barat mencapai 60kg/orang/tahun, di Amerika Serikat mencapai 80kg/orang/tahun, sementara di India hanya 2kg/orang/tahun.
Istilah plastik mencakup produk polimerisasi sintetik atau semi-sintetik. Mereka terbentuk dari kondensasi organik atau penambahan polimer dan bisa juga terdiri dari zat lain untuk meningkatkan performa atau ekonomi. Ada beberapa polimer alami yang termasuk plastik. Plastik dapat dibentuk menjadi film atau fiber sintetik. Nama ini berasal dari fakta bahwa banyak dari mereka "malleable", memiliki properti keplastikan. Plastik didesain dengan varias yang sangat banyak dalam properti yang dapat menoleransi panas, keras, "reliency" dan lain-lain. Digabungkan dengan kemampuan adaptasinya, komposisi yang umum dan beratnya yang ringan memastikan plastik digunakan hampir diseluruh bidang industri. Pellet atau bijih plastik yang siap diproses lebih lanjut (injection molding, ekstrusi, dll).
Plastik dapat juga menuju ke setiap barang yang memiliki karakter yang deformasi atau gagal karena shear stress- lihat keplastikan (fisika) dan ductile. Plastik dapat dikategorisasikan dengan banyak cara tapi paling umum dengan melihat tulang-belakang polimernya (vinyl{chloride}, polyethylene, acrylic, silicone, urethane, dll.). klasifikasi lainnya juga umum.
Plastik adalah polimer; rantai-panjang atom mengikat satu sama lain. Rantai ini membentuk banyak unit molekul berulang, atau "monomer". Plastik yang umum terdiri dari polimer karbon saja atau dengan oksigen, nitrogen, chlorine atau belerang di tulang belakang. (beberapa minat komersial juga berdasar silikon). Tulang-belakang adalah bagian dari rantai di jalur utama yang menghubungkan unit monomer menjadi kesatuan. Untuk mengeset properti plastik grup molekuler berlainan "bergantung" dari tulang-belakang (biasanya "digantung" sebagai bagian dari monomer sebelum menyambungkan monomer bersama untuk membentuk rantai polimer).
Pengesetan ini oleh grup "pendant" telah membuat plastik menjadi bagian tak terpisahkan di kehidupan abad 21 dengan memperbaiki properti daripolimertersebut.Pengembangan plastik berasal dari penggunaan material alami (seperti: permen karet, "shellac") sampai ke material alami yang dimodifikasi secara kimia (seperti: karet alami, "nitrocellulose") dan akhirnya ke molekul buatan-manusia (seperti: epoxy, polyvinylchloride,polyethylene).
Plastik mempunyai berbagai sifat yang menguntungkan, diantaranya:
a. Umumnya kuat namun ringan.
b. Secara kimia stabil (tidak bereaksi dengan udara, air, asam, alkali dan berbagai zat kimia lain).
c. Merupakan isolator listrik yang baik.
d. Mudah dibentuk, khusunya dipanaskan.
e. Biasanya transparan dan jernih.
f. Dapat diwarnai.
g. Fleksibel/plastis
h. Dapat dijahit.
i. Harganya relatif murah.
2. Contoh-contoh Plastik
Beberapa contoh plastik yang banyak digunakan antara lain polietilen, poli(vinil klorida), polipropilen, polistiren, poli(metil pentena), poli (tetrafluoroetilen) atau teflon.
a. Polietilen
Poli etilen adalah bahan termoplastik yang kuat dan dapat dibuat dari yang lunak sampai yang kaku. Ada dua jenis polietilen yaitu polietilen densitas rendah (low-density polyethylene / LDPE) dan polietilen densitas tinggi (high-density polyethylene / HDPE). Polietilen densitas rendah relatif lemas dan kuat, digunakan antara lain untuk pembuatan kantong kemas, tas, botol, industri bangunan, dan lain-lain.
Polietilen densitas tinggi sifatnya lebih keras, kurang transparan dan tahan panas sampai suhu 1000C. Campuran polietilen densitas rendah dan polietilen densitas tinggi dapat digunakan sebagai bahan pengganti karat, mainan anak-anak, dan lain-lain.
b. Polipropilen
Polipropilen mempunyai sifat sangat kaku; berat jenis rendah; tahan terhadap bahan kimia, asam, basa, tahan terhadap panas, dan tidak mudah retak. Plastik polipropilen digunakan untuk membuat alat-alat rumah sakit, komponen mesin cuci, komponen mobil, pembungkus tekstil, botol, permadani, tali plastik, serta bahan pembuat karung.
c. Polistirena
Polistiren adalah jenis plastik termoplast yang termurah dan paling berguna serta bersifat jernih, keras, halus, mengkilap, dapat diperoleh dalam berbagai warna, dan secara kimia tidak reaktif. Busa polistirena digunakan untuk membuat gelas dan kotak tempat makanan, polistirena juga digunakan untuk peralatan medis, mainan, alat olah raga, sikat gigi, dan lainnya. Polisterina di buat dari srirena, C6H5-CH=CH2.[4]
d. Polivinil klorida (PVC)
Plastik jenis ini mempunyai sifat keras, kuat, tahan terhadap bahan kimia, dan dapat diperoleh dalam berbagai warna. Jenis plastik ini dapat dibuat dari yang keras sampai yang kaku keras. Banyak barang yang dahulu dapat dibuat dari karet sekarang dibuat dari PVC. Penggunaan PVC terutama untuk membuat jas hujan, kantong kemas, isolator kabel listrik, ubin lantai, piringan hitam, fiber, kulit imitasi untuk dompet, dan pembalut kabel.
e. Potetrafluoroetilena (teflon)
Teflon memiliki daya tahan kimia dan daya tahan panas yang tinggi (sampai 2600C) Keistimewaan teflon adalah sifatnya yang licin dan bahan lain tidak melekat padanya. Penggorengan yang dilapisi teflon dapat dipakai untuk menggoreng telur tanpa minyak.
f. Polimetil pentena (PMP)
Plastik poli metil pentena adalah plastik yang ringan dan melebur pada suhu 2400C. Barang yang dibuat dari PMP bentuknya tidak berubah bila dipanaskan sampai 2000C dan daya tahannya terhadap benturan lebih tinggi dari barang yang dibuat dari polistiren.
Bahan ini tahan terhadap zat-zat kimia yang korosif dan tahan terhadap pelarut organik, kecuali pelarut organik yang mengandung klor, misalnya kloroform dan karbon tetraklorida. PMP cocok untuk membuat alatalat laboratorium dan kedokteran yang tahan panas dan tekanan, tanpa mengalami perubahan, Barang-barang dari bahan ini tahan lama.
3. Jenis Plastik
Plastik dapat digolongkan berdasarkan:
a. Sifat fisikanya
1. Termoplastik. Merupakan jenis plastik yang bisa didaur-ulang/dicetak lagi dengan proses pemanasan ulang. Contoh: polietilen (PE), polistiren (PS), ABS, polikarbonat (PC)
2. Termoset. Merupakan jenis plastik yang tidak bisa didaur-ulang/dicetak lagi. Pemanasan ulang akan menyebabkan kerusakan molekul-molekulnya. Contoh: resin epoksi, bakelit, resin melamin, urea-formaldehida
b. Kinerja dan penggunaanya
1. Plastikkomoditas
a. bersifat mekanik tidak terlalu bagus
a. tidak tahan panas
b. Contohnya: PE, PS, ABS, PMMA, SAN
c. Aplikasi: barang-barang elektronik, pembungkus makanan, botol minuman
2. Plastik teknik
a. Tahan panas, temperatur operasi di atas 100 °C
b. Sifat mekanik bagus
c. Contohnya: PA, POM, PC, PBT
d. Aplikasi: komponen otomotif dan elektronik
3. Plastik teknik khusus
a. temperatur operasi di atas 150 °C
b. Sifat mekanik sangat bagus (kekuatan tarik di atas 500 Kgf/cm²
c. Contohnya: PSF, PES, PAI, PAR
d. Aplikasi: komponen pesawat
c. Berdasarkan jumlah rantai karbonnya
1. 1 ~ 4 Gas (LPG, LNG)
2. 5 ~ 11 Cair (bensin)
3. 9 ~ 16 Cairan dengan viskositas rendah
4. 16 ~ 25 Cairan dengan viskositas tinggi (oli, gemuk)
5. 25 ~ 30 Padat (parafin, lilin)
6. 1000 ~ 3000 Plastik (polistiren, polietilen, dll)
4. Proses Manufaktur Plastik
1. Injection molding
Bijih plastik (pellet) yang dilelehkan oleh sekrup di dalam tabung yang berpemanas diinjeksikan ke dalam cetakan.
2. Ekstrusi
Bijih plastik (pellet) yang dilelehkan oleh sekrup di dalam tabung yang berpemanas secara kontinyu ditekan melalui sebuah orifice sehingga menghasilkan penampang yang kontinyu.
3. Thermoforming
Lembaran plastik yang dipanaskan ditekan ke dalam suatu cetakan.
4. Blow molding
Bijih plastik (pellet) yang dilelehkan oleh sekrup di dalam tabung yang berpemanas secara kontinyu diekstrusi membentuk pipa (parison) kemudian ditiup di dalam cetakan.
C. SERAT
1. Pengertian Serat
Serat (Inggris: fiber) adalah suatu jenis bahan berupa potongan-potongan komponen yang membentuk jaringan memanjang yang utuh. Contoh serat yang paling sering dijumpai adalah serat pada kain. Material ini sangat penting dalam ilmu Biologi baik hewan maupun tumbuhan sebagai pengikat dalam tubuh. Manusia menggunakan serat dalam banyak hal: untuk membuat tali, kain, atau kertas. Serat dapat digolongkan menjadi dua jenis yaitu serat alami dan serat sintetis (serat buatan manusia). Serat sintetis dapat diproduksi secara murah dalam jumlah yang besar. Namun demikian, serat alami memiliki berbagai kelebihan khususnya dalam hal kenyamanan.
Serat polimer adalah bagian dari serat sintetis. Serat jenis ini dibuat melalui proses kimia. Bahan yang umum digunakan untuk membuat serat polimer:
c. fenol-formaldehid (PF)
d. serat polivinyl alkohol (PVOH)
e. serat polivinyl khlorida (PVC)
f. poliolefin (PP dan PE)
2. Sejarah
Sejarah perkembangan serat sintetis dimulai dengan dibuatnya serat poliamida oleh Dupont pada tahun 1938 dengan nama nilon, dan oleh IG Farben pada tahun 1939 dengan nama perlon. Serat dapat juga diperoleh dari hasil pengolahan selulosa secara kimiawi. Selulosa merupakan serat alami dan merupakan bagian terbesar yang terdapat dalam tumbuhtumbuhan. Serat diperoleh dari hasil pengolahan selulosa adalah rayon. Serat banyak digunakan dalam industri tekstil.
Dengan ditemukannya beberapa macam serat sintetis, perkembangan selanjutnya diarahkan pada memperbaiki cara pembuatan dan pengubahan bahan serat untuk mendapatkan kualitas hasil akhir yang lebih baik. Serat poliamida (nilon) mempunyai banyak jenis antara lain: nilon 66, nilon 6, nilon 610, nilon 7, nilon 11 (krislan). Nomor yang ada di belakang nama nilon menunjukkan jumlah atom karbon monomer pembentuknya.
3. Syarat Serat Polimer
Supaya dapat dibuat menjadi serat, polimer harus memenuhi syarat sebagai berikut:
a. Polimer harus linear dan mempunyai berat molekul lebih dari 10.000, tetapi pada saat yang bersamaan juga tidak boleh terlalu besar sebab nantinya akan sulit untuk dilelehkan atau dilarutkan.
b. Molekul harus simetris dan mempunyai gugus-gugus samping yang besar yang dapat mencegah terjadinya susunan yang rapat.
c. Polimer harus memberikan kemungkinan untuk mendapatkan derajat orientasi yang tinggi, sehingga sewaktu terjadi proses penarikan pada serat akan menambah kekuatan.
d. Polimer harus mempunyai gugus polar yang letaknya teratur untuk mendapatkan kohesi antar molekul yang kuat dan titik leleh yang tinggi.
e. Khusus untuk keperluan tekstil sandang, serat harus mudah diberi zat warna. Apabila diberi zat warna maka sifat fisika seratnya tidak boleh mengalami perubahan yang mencolok dan warna bahan jadinya harus tahan terhadap pencucian, keringat dan cahaya.
4. Serat Sebagai Penguat
Secara umum dapat dikatakan bahwa fungsi serat adalah sebagai penguat bahan untuk memperkuat komposit sehingga sifat-sifat mekaniknya lebih kaku, tangguh dan lebih kokoh bila dibandingkan dengan tanpa serat penguat, selain itu serat juga menghemat penggunaan resin. Beberapa syarat untuk dapat memperkuat matriks antara lain:
1. Mempunyai modulus elastisitas yang tinggi.
2. Kekuatan lentur yang tinggi
3. Perbedaan kekuatan diameter serat harus relatif sama
4. Mampu menerima perubahan gaya dari matriks dan mampu menerima gaya yang bekerja padanya.
Arah serat mempengaruhi jumlah serat yang dapat diisikan ke dalam matriks. Makin cermat penataannya, makin banyak penguat yang dapat dimasukkan. Bila sejajar berpeluang sampai 90 %, bila separuh-separuh saling tegak lurus peluangnya 75 % dan tatanan acak hanya memberi peluang pengisian 15 – 50 % .
Arah serat penguat menentukan kekuatan komposit, sesuai dengan arah kekuatan maksimum. Arah serat juga mempengaruhi jumlah serat yang dapat diisikan ke dalam matriks. Makin cermat penataannya, makin banyak penguat dapat dimasukkan. Bila sejajar berpeluang sampai 90%, bila separuh-separuh saling tegak lurus peluangnya 75%, dan tatanan acak hanya berpeluang pengisian 15-50%.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Polimer (makromolekul) merupakan molekul besar yang terbentuk dari unit – unit berulang sederhana. Nama ini diturunkan dari bahasa yunani, yaitu : Poly yang berarti banyak, dan mer yang berarti bagian. Plastik adalah polimer rantai-panjang atom mengikat satu sama lain. Rantai ini membentuk banyak unit molekul berulang, atau "monomer". Plastik yang umum terdiri dari polimer karbon saja atau dengan oksigen, nitrogen, chlorine atau belerang di tulang belakang. (beberapa minat komersial juga berdasar silikon). Serat (Inggris: fiber) adalah suatu jenis bahan berupa potongan-potongan komponen yang membentuk jaringan memanjang yang utuh. Serat polimer adalah bagian dari serat sintetis. Serat jenis ini dibuat melalui proses kimia.
B. Saran
Kepada mahasiswa jurusan pendidikan kimia agar terus meningkatkan kompetensi-kompetensi keguruan secara umum maupun secara khusus menyangkut kajian kelimuan kimia.
DAFTAR PUSTAKA
HAM, Mulyono, 2006. Kamus Kimia, Jakarta: Bumi Aksara.
Purba, Michael, 2006. Kimia 3 untuk SMA kelas XII. Jakarta: Erlangga.
Tim Reality, 2009. Kamus Biologi, Surabaya: Realita Publisher.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar