KIMIA POLIMER

Polimer

Polimer didefinisikan sebagai substansi yang terdiri dari molekul-molekul yang menyertakan rangkaian satu atau lebih dari satu unit monomer. Manusia sudah berabad-abad menggunakan polimer dalam bentuk minyak, aspal, damar, dan permen karet. Tapi industri polimer modern baru mulai berkembang pada masa revolusi industri. Di akhir 1830-an, Charles Goodyear berhasil memproduksi sebentuk karet alami yang berguna melalui proses yang dikenal sebagai “vulkanisasi”. 40 tahun kemudian, Celluloid (sebentuk plastik keras dari nitrocellulose) berhasil dikomersialisasikan. Adalah diperkenalkannya vinyl, neoprene, polystyrene, dan nilon di tahun 1930-an yang memulai ‘ledakan’ dalam penelitian polimer yang masih berlangsung sampai sekarang.

Sebelum mendiskusikan peranan polimer dalam konstruksi komersial, berikut ini kami sajikan sedikit infromasi mengenasi struktur, tipe, dan sifat-sifat fisik polimer.
Polimer seperti kapas, wol, karet, dan semua plastik digunakan di hampir semua industri. Polimer alami dan sintetik bisa diproduksi dengan beragam kekakuan, kekuatan, ketebalan, dan ketahanan terhadap panas. Elastomer (polimer bersifat elastis) memiliki struktur yang saling bersilangan dan longgar. Struktur rantai bertipe inilah yang menyebabkan elastomer memiliki ingatan. Rata-rata 1 dari 100 molekul saling bersilangan. Saat jumlah rata-rata ikatan saling bersilangan itu meningkat (sekitar 1 dalam 30), material menjadi lebih kaku dan rapuh. Baik karet alami dan sintetis adalah contoh dari elastomer. Di bawah kondisi temperatur dan tekanan tertentu, plastik yang juga termasuk polimer dapat dibentuk atau dicetak. Berbeda dengan elastomer, plastik lebih kaku dan tidak memiliki elastisitas yang dapat dibalik. Selulosa mreupakan salah satu contoh material berpolimer yang harus dimodifikasi secara bertahap sebelum diproses dengan metode yang biasanya digunakan untuk plastik. Beberapa plastik (seperti nilon dan selulosa asetat) dibentuk menjadi fiber.

Padatan amorf terbentuk saat rantai memiliki orientasi yang kecil di sepanjang polimer yang besar. Temperatur transisi kaca merupakan titik dimana polimer mengeras menjadi padatan amorf. Istilah ini digunakan sebab padatan amorf punya sifat-sifat yang mirip dengan kaca. Dalam proses kristalisasi, ditemukan bahwa rantai-rantai yang relatif pendek mengorganisir diri mereka sendiri menjadi struktur kristalin lebih cepat daripada molekul yang lebih panjang. Dengan begitu, derajat polimerisasi (DP) merupakan sebuah faktor yang penting dalam menentukan kekristalinan sebuah polimer. Polimer dengan DP yang tinggi sulit diatur menjadi lapisan-lapisan sebab cenderung menjadi kusut.

Dalam mempelajari polimer dan aplikasinya, penting untuk memahami konsep temperatur transisi kaca, T g. Polimer yang temperaturnya jatuh di bawah T g akan semakin kusut. Sedang polimer yang temperaturnya naik di atas T g akan menjadi lebih mirip dengan karet. Dengan begitu, pengetahuan akan T g merupakan hal yang penting dalam memilih bahan-bahan untuk berbagai aplikasi. Pada umumnya, nilai T g di bawah temperatur ruangan menentukan bidang elastomer sedang nilai T g di atas temperatur ruangan menyebabkan polimer berstruktur kaku.

Perilaku ini bisa dipahami dalam hal struktur bahan berkaca yang biasanya dibentuk oleh substansi yang mengandung rantai-rantai yang panjang, jaringan atom-atom yang berhubungan, atau apapun yang memiliki struktur molekul yang komples. Normalnya dalal keadaan cair, bahan-bahan seperti itu memiliki sifat rekat/kekentalan yang tinggi. Saat temperatur berubah menjadi dingin dengan cepat, kristalin berada dalam keadaan lebih stabil sedang pergerakan molekul menjadi terlalu pelan atau geometri terlalu kaku untuk membentuk kristalin. Istilah kaca bersinonim dengan keadaan tak seimbang yang terus-menerus. Sifat polimer lainnya, yang juga sangat tergantung pada temperaturnya, adalah responsnya terhadap gaya—sebagaimana diindikasikan oleh dua tipe perilaku yang utama: elastis dan plastik. Bahan-bahan bersifat elastis akan kembali ke bentuk asalnya begitu gaya tidak ada lagi. Bahan-bahan plastik takkan kembali ke bentuk asalnya. Di dalam bahan plastik berlangsung aliran yang mirip dengan cairan yang sifat rekat/kekentalannya tinggi. Kebanyakan material mendemonstrasikan kombinasi dari perilaku elastis dan plastik, memperlihatkan perilaku plastik setelah melebihi batasan elastis.

Polimer

Suatu polimer adalah rantai berulang dari atom yang panjang, terbentuk dari pengikat yang berupa molekul identik yang disebut monomer. Sekalipun biasanya merupakan organik (memiliki rantai karbon), ada juga banyak polimer inorganik. Contoh terkenal dari polimer adalah plastik dan DNA.

Sekilas

Meskipun istilah polimer lebih populer menunjuk kepada plastik, tetapi polimer sebenarnya terdiri dari banyak kelas material alami dan sintetik dengan sifat dan kegunaan yang beragam. Bahan polimer alami seperti shellac dan amber telah digunakan selama beberapa abad. Kertas diproduksi dari selulosa, sebuah polisakarida yang terjadi secara alami yang ditemukan dalam tumbuhan. Biopolimer seperti protein dan asam nukleat memainkan peranan penting dalam proses biologi.

Klasifikasi polimer

Berdasarkan sumbernya

1. Polimer alami : kayu, kulit binatang, kapas, karet alam, rambut
2. Polimer sintetis
1. Tidak terdapat secara alami: nylon, poliester, polipropilen, polistiren
2. Terdapat di alam tetapi dibuat oleh proses buatan: karet sintetis
3. Polimer alami yang dimodifikasi: seluloid, cellophane (bahan dasarnya dari selulosa tetapi telah mengalami modifikasi secara radikal sehingga kehilangan sifat-sifat kimia dan fisika asalnya)

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)

Industri

Sekarang ini utamanya ada enam komoditas polimer yang banyak digunakan, mereka adalah polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polystyrene, dan polycarbonate. Mereka membentuk 98% dari seluruh polimer dan plastik yang ditemukan dalam kehidupan sehari-hari.

Masing-masing dari polimer tersebut memiliki sifat degradasi dan ketahanan panas, cahaya, dan kimia.

Daftar pustaka

Strong, A. Brent (2006). "Plastics: Materials and Processing". Pearson Prentice Hall ISBN 0-13-114558-4