BAB VII
P O L I M E R
Sampah plastik merupakan sampah yang sangat mengganggu
lingkungan karena plastik tidak dapat diuraikan oleh bakteri
menjadi tanah dalam waktu yang singkat, bahkan bisa mencapai
puluhan tahun untuk jenis plastik tertentu. Plastik termasuk salah
satu bentuk polimer. Apa yang dimaksud dengan polimer? Apa saja
bahan yang terbuat dari polimer dan bagaimana sifatnya, semuanya
akan kita pelajari bersama dalam bab ini.
Polimer berasal dari kata poli(banyak) dan meros (bagian).
Polimer adalah suatu molekul yang sangat besar (makro molekul)
hasil reaksi penggabungan secara berulang beberapa molekul kecil
(molekul sederhana). Polimer mempunyai berat molekul sekitar 500
10.000 kali berat molekul unit ulangnya.
Polimer dapat kita bedakan dari berat molekulnya, di mana
polimer alam selalu memiliki susunan dan berat molekul yang tetap
dan tertentu, sedangkan polimer sintetik biasanya hasil campuran
molekul-molekul dengan berat molekul yang berbeda-beda. Jadi dengan
mengatur berat monomer dan berat molekul monomer kita dapat membuat
polimer sintetik yang memiliki sifat sesuai dengan kebutuhan.
Berdasarkan sifat kegunaan polimer dikelompokkan kedalam
Elastromer, plastik dan serat.
Alam hanya menyediakan jenis polimer tertentu, dengan semakin
berkembangnya kebutuhan manusia akan bahan tertentu, mermbuat
polimer yang disediakan oleh alam tersebut kurang dapat menunjang.
Untuk itulah orang mulai mempelajari kemungkinan lain bentuk
polimer yang telah ada, polimer yang berhasil dari proses
polimerisasi di laboratorium dengan kombinasi monomer disesuaikan
dengan kebutuhan manusia tersebut dikelompokkan dalam polimer
sintetis.
Polimer saat ini semakin merajalela sebagai bahan produk atau
barang jadi, kita dapat dengan mudah menemukan kantong yang terbuat
dari plastik, tas, jas hujan, galon air, pipa, perangkat elektronik
mulai dari televisi, komputer, kursi, tenda, lemari, payung, baju,
peralatan makan mulai dari sendok, garfu piring dan wadah-wadah
lainnya sekarang terbuat dari bahan polimer. Keberadaan polimer
mengantikan bahan-bahan semula seperti kayu, logam atau keramik
dikarenakan berbagai faktor, diantaranya :
1. kemudahan teknologi pembuatan polimer yang menghasilkan
polimer dalam jumlah besar
2. polimer mudah dibentuk sesuai kebutuhan
3. bahan baku polimer murah
4. dapat menghasilkan keragaman bentuk dan sifat yang
dihasilkan.
Perkembangan pemanfaatan polimer di masyarakat semakin luas,
bahkan polimer tertentu memiliki sifat penghantar listrik yang
sanagat baik, sehingga dapat megantikan logam tertentu untuk
menghantarkan listrik tanpa adanya konsekuensi kerugian akibat
terjadinya perkaratan, karena polimer memiliki ketahanan yang
sangat kuat terhadap perubahan lingkungan.
Namun tidak dapat dipungkiri, sifat polimer pada umumnya yang
tahan terhadap kerusakan akibat lingkungan menimbulkan efek yang
merugikan juga, salah satunya penggunaan plastik tidak mudah
diuraikan oleh mikroorganisme sehingga mencemari lingkungan dalam
jangka waktu lama. Pembakaran material plastik dapat menghasilkan
gas yang berbahaya seperti karbon monoksida, hidrogen sianida,
hidrogen klorida (terutama dari PVC). Masalah ini menuntut untuk
dibuatnya plastik yang dapat didaur ulang, sehingga kantong kertas
sebagai kantong belanja yang ramah lingkungan dapat digantikan
fungsinya.
14.1. Polimer berdasarkan pembentukkannya
Reaksi polimerisasi atau reaksi pembentukan polimer, merupakan
reaksi penggabungan monomer-monomer membentuk rantai yang lebih
panjang. Reaksi polimerisasi dapat terjadi melalui reaksi adisi
atau kondensasi.
A. Polimer Adisi
Polimer adisi merupakan polimer yang terbentuk melalui
polimerisasi adisi, dimana reaksi pembentukan polimer dari monomer
yang memiliki ikatan rangkap. Ketika terbentuk rantai polimer
ikatan rangkap pada monomer berfungsi sebagai tali pengikat dengan
cara mengubahnya menjadi ikatan jenuh (tunggal).
Contoh : Polimerisasi poli(etena)
polimer diberi nama sesuai nama unit monomernya, contoh
poli(etena) berasal dari polimer etena, penulisan polietena dapat
ditunjukkan sebagai unit ulang monomernya sebagai berikut :
Polimer polimer lain yang terbentuk melalui polimerisasi ini
diantaranya, teflon, PVC, polistirena dan lain-lain.
2. Polimer Kondensasi
Polimer kondensasi merupakan polimer yang terbentuk melalui
polimerisasi kondensasi, dimana polimer terbentuk dari monomer yang
mengikat gugus fungsi yang berbeda satu dengan yang lainnya. Pada
reaksi polimerisasi kondensasi selalu terdapat bagian molekul yang
hilang. Misal. Contoh polimerisasi nylon dari asam adipat dengan
heksana diamina.
asam adipatheksana diamina
Polimer yang terbentuk :
Nylon (serat sintetik poliamina)
Polimer yang terbentuk melalui polimerisasi kondensasi
diantaranya polikarbonat, kevlar, dacron dan lain-lain.
Pada pembentukkan nylon tampak polimer dibentuk dari dua jenis
monomer atau lebih, polimer seperti ini dinamakan kopolimer. Contoh
kopolimer diantaranya nylon dan dacron. Penamaan polimer hasil
polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi disesuaikan dengan
monomer yang terikat serta diberi awalan yang menunjukkan jumlah
monomer yang terikat.
B. Polimer berdasarkan kegunaannya
Polimer memegang peranan penting dalam berbagai bidang
kehidupan, baik untuk sandang, papan, transportasi dan komunikasi.
Polimer memiliki keragaman kegunaan didasarkan pada keunikan
sifatnya, misalnya keras, ringan, tahan korosi, tahan cuaca, kaku,
fleksibel, elastis, inert dan bahkan bebrapa polimer memiliki sifat
khusus dalam konduktivitas listrik atau bahkan bersifat
luminesensi. Berdasarkan kegunaannya polimer dapat dikelompokkan
dalam polimer industri, polimer teknik dan polimer khusus.
1. Polimer Industri
Polimer yang termasuk dalam polimer industri diantaranya
polietilen, polipropilena, polivinil klorida dan polistirena.
a. Polivinil Klorida (PVC)
Polivinil Klorida adalah salah satu bentuk polimer yang tersusun
atas monomer-monomer vinil-klorida. Monomer vinil-klorida dapat
dihasilkan dengan bahan etena atau etuna. PVC biasanya dibuat
dengan proses reaksi polimerisasi suspensi dengan menggunakan suhu
antara 20(C sampai 50(C. Polimer jenis ini tahan terhadap asam
maupun basa serta tidak dapat terbakar, tetapi warnanya akan
berubah bila terkena cahaya.
poli(vinil klorida)
Plastik jenis PVC ini setelah diolah lebih lanjut sesuai dengan
kegunaannya, dapat dimanfaatkan untuk pembuatan pipa, lempengan,
isolasi kabel, tabung, piringan hitam, bahan lantai, serta
kebutuhan lainnya. PVC, lebih keras dan liat dibanding polietana
dan tahan terhadap panas, sehingga sering dipakai untuk menutupi
instlalasi listrik, atau menggantikan logam untuk saluran air dan
gas. Penguraian atau pembakaran plastik jenis ini akan menghasilkan
gas beracun karena adanya klor dalam struktur PVC.
b. Polietilen
Polietilen pertama ditemukan oleh Fawcett dan Gibson dengan
menggunakan teknik tekanan tinggi. Namun pabrik polietilen baru
berproduksi pada tahun 1929, dengan menggunakan tekanan 1000 sampai
3000 atmosfer dan temperatur 250(C.
polietilen
Sifat-sifat polietilen yang terpenting diantaranya sebagai
berikut
a. tahan terhadap asam maupun basa, kecuali dengan asam nitrat
pekat.
b. bersifat sangat lembam.
c. tidak larut banyak pelarut, tetapi dapat mengembung dalam
hidrokarbon atau karbontetraklorida.
d. tidak tahan terhadap cahaya dan oksigen.
e. Polietilen yng bermassa jenis rendah bersifat tidak mudah
sobek, kenyal dan tahan kelembaban.
Beberapa kegunaan dari plastik ini, diantaranya:
a. Polietilen bermassa jenis rendah digunakan untuk bahan
pembuatan film, pembungkus, dus isolator listrik, serta sebagai
pelapis kawat atau kabel.
b. Polietilen bermassa jenis tinggi digunakan untuk bahan
pembuat pipa tabung, bejana, serta bahan lain dengan daya regang
dan kekakuan besar.
c. Hipalon, suatu bahan yang tahan terhadap bahan kimia, cuaca
serta perengkahan, dibuat dengan pengklorsulfonanan polietilen.
c. Jenis Plastik Lain
Selain kedua jenis plastik di atas di pasaran banyak pula
dikenal beberapa jenis plastik lain, diantaranya polipropilena,
dihasilkan dari polimerisasi adisi monomer propilena.
Poliakrionitril, dihasilkan dari reaksi polimerisasi monomer
akrionitril. Polistirena, dihasilkan dari hasil reaksi polimerisasi
monomer stirena
2. Polimer Teknik
Polimer yang termasuk dalam polimer teknik diantaranya
polikarbonat, polietilen thereflalat, nylon dan LCP.
a. Polikarbonat (PC)
Polimer-polimer polikarbonat banyak digunakan sebagai bahan
wadah pendingin, helm pengaman atau mungkin kita sering melihat
canopi di taman kota atau di pinggir jalan, jika canopi itu terbuat
dari polimer polikarbonat, maka canopinya akan lebih tahan terhadap
sinar matahari, sehingga warnanya tidak cepat kusam. Polikarbonat
juga tahan terhadap pemanasan, sehingga dapat digunakan sebagai
botol susu bayi yang dapat digodok saat penstrerilan botol.
adanya benzen dalam struktur polikarbonat membuat materi
bersifat keras, pemasukkan gugus benzen pada struktur polikarbonat
ini membutuhkan biaya yang relatif mahal, polikarbonat jenis ini
biasa digunakan sebagai galon air mineral yang relatif kuat dan
tahan panas. Polikarbonat juga banyak digunakan sebagai bahan
penyusun LCD (Liquid Crystal Display), dimana polikarbonat
digunakan sebagai bahan yang meningkatkan display warna, juga
sebagai backlight waveguide.
b. Polietilen thereflalat(PET)
Polietilen thereflalat atau yang lebih dikenal sebagai dacron,
merupakan polimer dari kelompok poliester yang paling penting, di
inggris lebih dikenal sebagai terylene. Dacron terbentuk melalui
reaksi kondensasi dari asam thereflalat dan etilen glikol.
jumlah gugus benzen pada dacron lebih sedikit dibandingkan pada
PC, sehingga PET lebih fleksibel dibanding PC.
Polimer ini dapat diubah menjadi bentuk serat dengan melelehkan
kemudian melewatkannya pada pemintal. Ukuran lubang pada pemintal
tergantung pada ukuran serat yang ingin dihasilkan.
c. Polimer teknis lainnya
Nylon merupakan serat sintetis tertua yang pernah ada. Nylon
yang terbentuk dari hasil polimerisasi dari asam adipat dengan
heksana diamina disebut nylon 66, karena terdiri dari dua unit
karbon 6 atom. Proses pembuatan nylon menjadi serat seperti proses
dari dacron. Liquid crystal polymer diantaranya adalah xydar.
3. Polimer Khusus
Polimer yang termasuk kelompok polimer khusus diantaranya
polifenil sulfida, poliestersulfon, polieterketon, polieterimid dan
kevlar. Polimer kelompok khusus ini merupakan pengemabangan polimer
sejenis polimer teknik namaun dengan pengantian gugus tertentu
menghasilkan performan yang luar biasa. Misalakan dengan kevlar
yang merupakan kelompok polimer nylon yang biasa digunakan sebagai
serat tekstil, dengan mengantikan aklil pada rantai polimer yang
asalnya merupakan rantai alifatik dengan aromatik menghasilkan
suatu bahan yang tahan terhadap peluru.
C. Polimer termoplastik dan termoset
Polimer linier yang amorf umumnya bersifat termoplastik, artinya
polimer tersebut akan menjadi lunak jika mengalami pemanasan atau
suhunya dinaikkan. Sebagian polimer lain bersifat tidak larut,
tidak melebur dan bersifat inert terhadap berbagai bahan kimia.
Polimer seperti itu dikelompokkan kedalam polimer termostet.
polimer diatas tidak membentuk ikatan silang sehingga bersifat
termoplastik, tetapi untuk polimer berikut :
merupakan polimer termostet. Polimer termostet atau sering kita
sebut resin terbentuk akibat pembentukkan ikatan silang saat
pemanasan. Polimer ini pertama kali disintesis oleh Leo Baekeland
pada tahun 1890, yang merupakan hasil sintesis antara fenol dengan
formaldehid.
Karet alam merupakan polimer yang bersifat termoplastik, tetapi
dengan proses vulkanisasi terbentuk ikatan silang sehingga menjadi
polimer termostet. Kadar ikatan silang semakin tinggi menyebabkan
polimer lebih bersifat rigid, contohnya karet untuk sisir. Bahkan
bisa menjadi keras sepertri pada bola bowling.
Tugas Mandiri
1. Apa perbedaan polimer alam dan polimer sintetsia? Jelaskan
dan beri contoh !
2. Apa perbedaan polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi?
Jelaskan dan beri contoh !
3. Tentukan monomer, proses polimerisasi dan kegunaan dari :
a. teflon
b. nylon
c. dacron
d. PVC
4. Apa perbedaan antara polimer termoplastik dan termostat?
Jelaskan dan beri contoh !
5. Jelaskan bagaimana proses vulkanisasi pada karet alam
sehingga berubah menjadi bersifat termostat !