KLASIFIKASI POLIMER Secara umum, polimer dibagi menjadi 2 (dua)
kategori: PLASTIK dan KARET. Berdasarkan kriteria material
rekayasa, polimer dikelompokkan menjadi 3 (tiga) kategori:1.
TERMOPLASTIK 2. TERMOSET 3. ELASTOMER
dimana (1) dan (2) adalah plastik; sementara (3) adalah
karet
TERMOPLASTIK: Berupa material padatan pada temperatur ruang
tetapi berubah menjadi cairan kental ketika dipanaskan pada
temperatur beberapa ratus derajat saja. Karakteristik ini
menyebabkan termoplastik mudah dan ekonomis difabrikasi menjadi
beragam bentuk. Dapat diberikan siklus pemanasan-pendinginan
berulang kali tanpa degradasi berarti.
Contoh: Polyethylene (PE), polyvinylchloride (PVC),
polypropylene (PP), polystyrene (PS), dan nylon
PlastikJenis plastik berdasarkan sifat fisiknya :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
Jenis plastik berdasarkan kinerja dan penggunaannya Plastik
komoditas sifat mekanik tidak terlalu bagus tidak tahan panas
Contohnya: PE, PS, ABS, PMMA, SAN Aplikasi: barang-barang
elektronik, pembungkus makanan, botol minuman
Plastik teknik Tahan panas, temperatur operasi di atas 100 C
Sifat mekanik bagus Contohnya: PA, POM, PC, PBT Aplikasi: komponen
otomotif dan elektronik
Plastik teknik khusus Temperatur operasi di atas 150 C Sifat
mekanik sangat bagus (kekuatan tarik di atas 500 Kgf/cm) Contohnya:
PSF, PES, PAI, PAR Aplikasi: komponen pesawat
Polietilena (PE)Polietilena terdiri dari berbagai jenis
berdasarkan kepadatan dan percabangan molekul. Sifat mekanis dari
polietilena bergantung pada tipe percabangan, struktur kristal, dan
berat molekulnya. Polietilena bermassa molekul sangat tinggi (Ultra
high molecular weight polyethylene) (UHMWPE) Polietilena bermassa
molekul sangat rendah (Ultra low molecular weight polyethylene)
(ULMWPE atau PE-WAX) Polietilena bermassa molekul tinggi (High
molecular weight polyethylene) (HMWPE) Polietilena berdensitas
tinggi (High density polyethylene) (HDPE) [[Polietilena
cross-linked berdensitas tinggi]] (High density cross-linked
polyethylene) (HDXLPE) [[Polietilena cross-linked]] (Cross-linked
polyethylene) (PEX atau XLPE) Polietilena berdensitas menengah
(Medium density polyethylene) (MDPE) Polietilena berdensitas rendah
(Low density polyethylene) (LDPE) Polietilena linier berdensitas
rendah (Linear low density polyethylene) (LLDPE) Polietilena
berdensitas sangat rendah (Very low density polyethylene)
(VLDPE)
UHMWPE adalah polietilena dengan massa molekul sangat tinggi,
hingga jutaan. Biasanya berkisar antara 3.1 hingga 5.67 juta.
Tingginya massa molekul membuat plastik ini sangat kuat, namun
mengakibatkan pembentukan rantai panjang menjadi struktur kristal
tidak efisien dan memiliki kepadatan lebih rendah dari pada HDPE.
UHMWPE bisa dibuat dengan teknologi katalis, dan katalis Ziegler
adalah yang paling umum. Karena ketahanannya terhadap penyobekan
dan pemotongan serta bahan kimia, jenis plastik ini memiliki
aplikasi yang luas. UHMWPE digunakan sebagai onderdil mesin pembawa
kaleng dan botol, bagian yang bergerak dari mesin pemutar, roda
gigi, penyambung, pelindung sisi luar, bahan anti peluru, dan
sebagai implan pengganti bagian pinggang dan lutut dalam
operasi.
HDPE dicirikan dengan densitas yang melebihi atau sama dengan
0.941 g/cm3. HDPE memiliki derajat rendah dalam percabangannya dan
memiliki kekuatan antar molekul yang sangat tinggi dan kekuatan
tensil. HDPE bisa diproduksi dengan katalis kromium/silika, katalis
Ziegler-Natta, atau katalis metallocene. HDPE digunakan sebagai
bahan pembuat botol susu, botol/kemasan deterjen, kemasan margarin,
pipa air, dan tempat sampah.PEX adalah polietilena dengan kepadatan
menengah hingga tinggi yang memiliki sambungan cross-link pada
struktur polimernya. Sifat ketahanan terhadap temperatur tingi
meningkat seperti juga ketahanan terhadap bahan kimia.
MDPE dicirikan dengan densitas antara 0.9260.940 g/cm3. MDPE
bisa diproduksi dengan katalis kromium/silika, katalis
Ziegler-Natta, atau katalis metallocene. MDPE memiliki ketahanan
yang baik terhadap tekanan dan kejatuhan. MDPE biasa digunakan pada
pipa gas.
LDPE dicirikan dengan densitas 0.9100.940 g/cm3. LDPE memiliki
derajat tinggi terhadap percabangan rantai panjang dan pendek, yang
berarti tidak akan berubah menjadi struktur kristal. Ini juga
mengindikasikan bahwa LDPE memiliki kekuatan antar molekul yang
rendah. Ini mengakibatkan LDPE memiliki kekuatan tensil yang
rendah. LDPE diproduksi dengan polimerisasi radikal bebas.
LLDPE dicirikan dengan densitas antara 0.9150.925 g/cm3. LLDPE
adalah polimer linier dengan percabangan rantai pendek dengan
jumlah yang cukup signifikan. Umumnya dibuat dengan kopolimerisasi
etilena dengan rantai pendek alfa-olefin (1-butena, 1heksena,
1-oktena, dan sebagainya). LLDPE memiliki kekuatan tensil yanglebih
tinggi dari LDPE, dan memiliki ketahanan yang lebih tinggi terhadap
tekanan. VLDPE dcirikan dengan densitas 0.8800.915 g/cm3. VLDPE
adalah polimer linier dengan tingkat percabangan rantai pendek yang
sangat tinggi. Umumnya dibuat dengan kopolimerisasi etilena dengan
rantai pendek alfa-olefin.
Sifat fisikMelihat kristalinitas dan massa molekul, titik leleh,
dan transisi gelas sulit melihat sifat fisik polietilena.
Temperatur titik tersebut sangat bervariasi bergantung pada tipe
polietilena. Pada tingkat komersil, polietilena berdensitas
menengah dan tinggi, titik lelehnya berkisar 120oC hingga 135oC.
Titik leleh polietilena berdensitas rendah berkisar 105oC hingga
115oC.
Kebanyakan LDPE, MDPE, dan HDPE mempunyai tingkat resistansi
kimia yang sangat baikdan tidak larut pada temperatur ruang karena
sifat kristalinitas mereka. Polietilena umumnya bisa dilarutkan
pada temperatur yang tinggi dalam hidrokarbon aromatik seperti
toluena atau xilena, atau larutan terklorinasi seperti
trikloroetana atau triklorobenzena.
Polivinil kloridaPolivinil klorida (IUPAC:
Poli(kloroetanadiol)), biasa disingkat PVC, adalah polimer
termoplastik urutan ketiga dalam hal jumlah pemakaian di dunia,
setelah polietilena dan polipropilena. Di seluruh dunia, lebih dari
50% PVC yang diproduksi dipakai dalam konstruksi. Sebagai bahan
bangunan, PVC relatif murah, tahan lama, dan mudah dirangkai. PVC
bisa dibuat lebih elastis dan fleksibel dengan menambahkan
plasticizer, umumnya ftalat. PVC yang fleksibel umumnya dipakai
sebagai bahan pakaian, perpipaan, atap, dan insulasi kabel listrik.
PVC diproduksi dengan cara polimerisasi monomer vinil klorida
(CH2=CHCl). Karena 57% massanya adalah klor, PVC adalah polimer
yang menggunakan bahan baku minyak bumi terendah di antara polimer
lainnya.
Aplikasi PVC Pakaian PVC telah digunakan secara luas pada bahan
pakaian, yaitu membuat bahan serupa kulit. PVC lebih murah dari
karet, kulit, atau lateks sehingga digunakan secara luas. PVC juga
waterproof sehingga dijadikan bahan pembuatan jaket, mantel, dan
tas.
Kabel listrik PVC yang digunakan sebagai insulasi kabel listrik
harus memakai plasticizer agar lebih elastis. Namun jika terpapar
api, kabel yang tertutup PVC akan menghasilkan asap HCl dan menjadi
bahan yang berbahaya bagi kesehatan. Aplikasi di mana asap adalah
bahaya utama (terutama di terowongan), PVC LSOH (low smoke, zero
halogen) adalah bahan insulasi yang pada umumnya dipilih.
Perpipaan Secara kasar, setengah produksi resin PVC dunia
dijadikan pipa untuk berbagai keperluan perkotaan dan industri.
Sifatnya yang ringan, kekuatan tinggi, dan reaktivitas rendah,
menjadikannya cocok untuk berbagai keperluan. Pipa PVC juga bisa
dicampur dengan berbagai larutan semen atau disatukan dengan pipa
HDPE oleh panas,menciptakan sambungan permanen yang tahan
kebocoran.
PolistirenaPolistirena : Kepadatan1050 kg/m3 Konduktivitas
listrik()10-16 S/m Konduktivitas panas0.08 W/(mK) Temperatur
transisi gelas100 C Polistirena adalah sebuah polimer dengan
monomer stirena, sebuah hidrokarbon cair yang dibuat secara
komersial dari minyak bumi. Pada suhu ruangan, polistirena biasanya
bersifat termoplastik padat, dapat mencair pada suhu yang lebih
tinggi. Stirena tergolong senyawa aromatik.
karekteristik Stabilitas dimensi yang tinggi dan shrinkage yang
rendah Temperatur operasi maksimal < 90 C Tahan air, bahan kimia
non-organik, alkohol Rapuh ( perpanjangan 1-3%) Tidak cocok untuk
aplikasi luar ruangan Mudah terbakar
TERMOSET: Tidak dapat menerima siklus pemanasan-pendinginan
seperti termoplastik: Ketika dipanaskan pada tahap awal, termoset
melunak dan mampu mengalir di dalam cetakan. Tapi pada temperatur
yang tinggi, terjadi reaksi kimia yang mengeraskan material
sehingga akhirnya menjadi padatan yang tidak mampu lebur kembali
(infusible solid). Jika dipanaskan ulang, tidak mampu melunak
kembali melainkan akan terdegradasi menghasilkan arang.
Contoh: phenolics, epoxies, dan beberapa jenis polyesters
SIFATNYA TERHADAP PANAS
1.
TERMOPLAS Polimer yang melunak bila dipanaskan dan dapat
dibentuk ulang. Contoh : PE PP PVC
2.
TERMOSETING Polimer yang tidakmelunak bila dipanaskan, sehingga
tidak dapat dibentuk ulang. Contoh : Bakelit (peralatan
listrik)
ELASTOMER: Material yang mampu memanjang secara elastis ketika
dikenakan tegangan mekanis yang relatif rendah. Lebih umum dikenal
sebagai karet (rubber). Beberapa elastomer dapat diregangkan hingga
10 kali lipat dan masih mampu kembali sempurna ke ukuran asal.
Meskipun perilakunya cukup berbeda dengan termoset, namun elastomer
memiliki struktur yang lebih mirip dengan termoset, dibandingkan
dengan termoplastik.
Contoh: Karet alam: vulcanized natural rubber. Karet sintetis:
Styrene-Butadiene (SBR), Nitrile butadiene rubber (NBR), Silicone
rubber.
Elastomer Karet (Elastomer) Karet atau elastomer merupakan salah
satu jenis polimer yang memiliki perilaku khas yaitu memiliki
daerah elastis (mudah berubah bentuknya dan mudah kembali ke bentuk
asal) non-linear yag sangat besar. Perilaku tersebut ada kaitannya
dengan struktur molekul karet yang memiliki ikatan silang (cross
link) antar rantai molekul. Ikatan silang ini berfungsi sebagai
pengingat bentuk (shape memory) sehingga karet dapat kembali ke
bentuk dan dimensi asalnya pada saat mengalami deformasi dalam
jumlah yang sangat besar.