Top Banner

of 55

Polimer5

Feb 19, 2018

Download

Documents

Muhammad Afnan M
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript

  • 7/23/2019 Polimer5

    1/55

    Teknik Polimerisasi1.Polimerisasi Ruah (Bulk)

    dilakukan dengan cara mereaksikan monomer-monomernya ke dalamkeadaan murni baik gas maupun cairan dengan bantuan inisiator.

    2.Polimerisasi Larutan

    dilakukan dengan cara melarutkan monomer-monomer ke dalam pelarutyang sesuai sebelum polimerisasi berlangsung.

    4. Polimerisasi Emulsi

    dilakukan dengan pembuatan emulsi ke dalam pelarut dibantu dengan

    emulsifier untuk memantapkan tetesan-tetesan monomer.

    3.Polimerisasi Suspensi

    dilakukan dengan cara membuat suspensi monomer yang akan

    direaksikan dalam suatu pelarut dengan bantuan pengadukan sehinggaterbentuk tetesan-tetesan monomer.

  • 7/23/2019 Polimer5

    2/55

    Teknik Polimerisasi

    1. Teknik polimerisasi Bulk, dilakukan dengan cara mereaksikan

    monomer-monomernya ke dalam keadaan murni baik gas

    maupun cairan dengan bantuan inisiator.

    Monomer

    Inisiator

    ditambahkan

    kemudian

    Terminator

    ditambahkan

    terakhir

    Keuntungan :-Tanpa solvent

    -Tak perlu separasisolvent-Baik diterapkan padasystemyang langsung dicetak

    Kerugian : Ada kenaikanviskositas yang besar,sehingga perlu modifer,

    misal pakai chain

    Menghindari

    Gell effect

  • 7/23/2019 Polimer5

    3/55

    Monomer

    Inisiator

    ditambahkan

    kemudian

    Terminator

    ditambahkan

    terakhir

  • 7/23/2019 Polimer5

    4/55

    2. Teknik polimerisasi larutan, yaitu dengan melarutkanmonomer-monomer ke dalam pelarut yang sesuai sebelum

    reaksi polimerisasi berlangsung dan memisahkan pelarut dari

    polimer yang terbentuk pada proses akhir.

    Monomer +

    solvent

    Inisiator

    ditambahkan

    kemudian

    Terminator

    ditambahkan

    terakhir

  • 7/23/2019 Polimer5

    5/55

    Bentuk produk dengan solution, and bulkpoly

  • 7/23/2019 Polimer5

    6/55

    3. Suspension polymerization

    Monomer droplets dispersed in aqueous phase

    Suspension aent (P!")

    Monomer#solu$le initiator

    Pol%mer insolu$le in monomer

    Bat&h#'ise in auto&lae

    Monomer +

    initiator

    Air

    Terminator

    ditambahkan

    terakhir

  • 7/23/2019 Polimer5

    7/55

  • 7/23/2019 Polimer5

    8/55

  • 7/23/2019 Polimer5

    9/55

  • 7/23/2019 Polimer5

    10/55

    Mekanisme Polimerisasi EmulsiMekanisme Polimerisasi EmulsiMekanisme Polimerisasi EmulsiMekanisme Polimerisasi Emulsi

  • 7/23/2019 Polimer5

    11/55

  • 7/23/2019 Polimer5

    12/55

  • 7/23/2019 Polimer5

    13/55

    HLB (Hydrophile-Lipophile Balance)is an empirical expression for the relationship of the

    hydrophilic (water-loving) and hydrophobic (water-

    hating) groups of a surfactant

    The higher the HLB value, the more water-soluble the surfactant.

    !ater-in-oil (w"o)# water is dispersed

    in oil

    $il-in-water (o"w)# oil is dispersedin a%ueous phase

    HLB system identify surfactants for oil and water emulsification.

    low HLB surfactants.

    require higher HLB surfactants.

  • 7/23/2019 Polimer5

    14/55

    HLB &roperty 'xamples of elected urfactant

    *+ $il soluble

    ,*+ !ater oluble

    -. /ntifoaming agent 0'1230$L *4--5

    6-** !ater-in-oil emulsifier 0'1230$L *4--4

    *7-*8 $il-in-water emulsifier 0'1230$L *4--69 *4--:9 *4--*79 *4--*4

    **-* !etting agent 0'1230$L *4--69 *4--:

    *7-*4 ;etergent 0'1230$L *4--69 *4--:9 *4--*7

    *8-7+ tabili

  • 7/23/2019 Polimer5

    15/55

    Glass transition temperature, Tg

    Melting temperature, Tm

    Tgadalah temperature transisi yang menandai bahanpolymer akan berubah men"adi keras seperti gelas biladidinginkan diba#ah temperature ini, dan men"adi lunakbila dipanaskan di atasnya.

    $unak dan%e&ible

    PS dan PMMA iunakan pada keadaan las (padat*keras)

    !aret polyisoprene

    dan polyisobutyleneiunakan pada keadaan lunak (ru$$er%)

  • 7/23/2019 Polimer5

    16/55

    Melting temperature, Tm adalah :temperature transisi %an ter+adi padapolymer berkristal

    'elting(pelelehan ter"adi manakala strukturkristal yang terbentuk dari rantai)rantaipolymer yang terikat kuat rdan teraturruntuh, sehingga men"adi dapat mengalir

    !lass transition temperature ter"adi padapolymer dengan susunan struktur kristalyang tak teratur dan terikta tidak sekuatpolymer berkristal. Tapi bentuk polimermasih solid, #alau keadaannya lunak.

    Tak ada polimer yang "## $ berkristal sa%a.

    Polimer terdiri dari bagian berkristal dan bagian

    tak berkristal &amorf'

  • 7/23/2019 Polimer5

    17/55

  • 7/23/2019 Polimer5

    18/55

    *erhatikan proses pemanasan plastik

    Gambaran pemanasan dan perubahan temperaturedari material plastik dengan 100 % berkristal (kiri)dan 100 % amorf (kanan)

    Pada pemanasan( temperature meningkat( tapi pada Tm( pemberian energi berlan%ut

    tanpa diikuti perubahan suhu( lalu meningkat dengan slope tertentu lagi

    Pada pemanasan( temperature meningkat( tapi pada Tgter%adi perubahankebutuhan panas untuk meningkatkan temperature plastik &slope semakin ta%am'

    Perubahan fase

    Perubahan kapasitasPanas( )p

  • 7/23/2019 Polimer5

    19/55

    Molecular *actors and Tg

    *ree ,olume

    ackbone Stiffness

    Steric effects &side groups'

    et/ork structure &thermosets'

    Anything /hich makes movement moredifficult /ill increase Tg

  • 7/23/2019 Polimer5

    20/55

    0lass Transition Temp.

    ". reakdo/n of ,an 1er 2aals *orces

    3. 4nset of large scale molecular

    motions5. Polymer goes from 0lassy67igid to

    rubbery behavior

    8. 9pper service temperature inamorphous polymers

  • 7/23/2019 Polimer5

    21/55

    ackbone 7igidity : Tg

  • 7/23/2019 Polimer5

    22/55

    Side 0roup Symmetry : Tg

  • 7/23/2019 Polimer5

    23/55

  • 7/23/2019 Polimer5

    24/55

    Side 0roup Polarity : Tg

    * kt f kt b h d T

  • 7/23/2019 Polimer5

    25/55

    *aktor-faktor berpengaruh pada Tg

  • 7/23/2019 Polimer5

    26/55

  • 7/23/2019 Polimer5

    27/55

  • 7/23/2019 Polimer5

    28/55

  • 7/23/2019 Polimer5

    29/55

    *actors Influencing )rystallinity

    ackbone stiffness

    ackbone symmetry

    Absence or presence of branches

    Pendant group si;e

    Pendant group polarity

    Pendant group regularity

  • 7/23/2019 Polimer5

    30/55

  • 7/23/2019 Polimer5

    31/55

    Polyethylene ,arieties

    igh 1ensity P = almost no branching(

    long molecules

  • 7/23/2019 Polimer5

    32/55

    1egree of )rystallinity : Properties

  • 7/23/2019 Polimer5

    33/55

    DataPVT(PressureVolumeTemperature)

  • 7/23/2019 Polimer5

    34/55

    +pecifc volumenya tergantung "uga terhadap se"arah

    pemrosesansebelumnya, eek panasdan tekananturutmempengaruhi struktur kristalan di dalamnya.

    Data PVT (Pressure Volume Temperature)

    -dapat diprediksi bentuk akhir produk cetak-*erubahan volume dari material karena eek

    tekanan dan temperatur selama pemrosesan) ukuran dari produk dengan teliti) compressibility, bulk modulus, thermal e&pan

    ) dan lain)lain

    Dari data ini :

  • 7/23/2019 Polimer5

    35/55

    ,am$ar -. Peru$ahan P! dari plastik $erkirstal/ PP dan 0PE.

    Melting temperature , Tm :

    PP tidak terlalu $an%ak $eru$ah pada $er$aai tekanan

    0PE ada peru$ahan %an siniikan

  • 7/23/2019 Polimer5

    36/55

    ,am$ar . Peru$ahan P! dari plastik amor P/ dan peru$ahan 5 m pada PE

    ?@.#@.#

  • 7/23/2019 Polimer5

    37/55

    0as terlarut Bmg 36g PPC D

    Tm

  • 7/23/2019 Polimer5

    38/55

    Kelarutan gas : 4,95 mg N2/g PP

    PP-N2

  • 7/23/2019 Polimer5

    39/55

    1ata yang menun%ukkan adany

    diskontinuity yang tak dapatdiapresiasi sebagai Tg.

  • 7/23/2019 Polimer5

    40/55

    Perhitungan perubahan volume karena proses pelelehan

    dapat dilakukan dengan persamaan berikutD

    VmTm

    Vm3EF

    "E.#=

    RTg

    TPV

    m

    n

    O

    '"&

    '"&

    E83".#

    #"3#.#+

    +

    =

    y

    x

    P

    Tg

    TKV

    =

    , ( cm56gG P( atmG T( !G

    Tg pada atmospheric(

    7 gas const( atm cm56mol !G

    ,g6cm5pada room : " atm

    >arga H dan y dapat dilihat

    pada gambar berikutD

  • 7/23/2019 Polimer5

    41/55

  • 7/23/2019 Polimer5

    42/55

  • 7/23/2019 Polimer5

    43/55

  • 7/23/2019 Polimer5

    44/55

  • 7/23/2019 Polimer5

    45/55

    +pecifc heat Cp- dan thermal conductivity, k

    uniue untuk setiap palstik. +ehingga dapat

    diperhitungkan beban energi dan metodepemanasan untuk suatu la"u massa pemrosesanyang dikehendaki.

    Panas Specifik dan Konduktivitas Thermal

    6edua siat thermal ini $erhu$unan denan keperluan

    perhitunan eneri $alan&e/ %an diperlukan dalam prosespelelehan plastik/ sampai siap dikeluarkan dari mold.

    hermal &ondu&tiit% (k) merupakan $esaran

    %an men%atakan da%a hantar panas dari suatu

    material.

    Plastik umumn%a memiliki hara %an le$ih

    rendah di$andinkan metal/ terle$ih oam

    plastik dimana hara k#n%a le$ih rendah dari

    solid plastik.

  • 7/23/2019 Polimer5

    46/55

    Menurut prinsip thermodinamika kapasitas panas dinyatakan

    dalam volume konstan &)v' dan tekanan konstan &)p'. !apasitas

    panas dalam tekanan konstan &)p' selalu lebih besar dari pada

    volume konstan &)v'. >al ini dapat dipahami karena panas yang

    ditambahkan %uga dipakai untuk energi eHpansi dari material.

    >ubungan kedua besaran kapasitas panas ditun%ukkan dalamD

    &"'

    esaran &96,'Tsangat berarti untuk solid atau lelehan palstik.>al ini berhubungan dengan perubahan sifat gaya saling terik-

    menarik antar molekul dalam palstik yang direpresentakan padaperubahan density &volume' pada temperature konstan. !arena

    harga dari &,6T'Puntuk plastik kecil( maka persamaan di atasdapat dianggap men%adiD

    )p )v &3'

    +=

    TV

    VUP

    PT

    CvCp

    Pada tekanan specific heat dari palstik amorf solid meningkat dengan

  • 7/23/2019 Polimer5

    47/55

    Perubahan harga )p pada berbagai temperatur dari P)

    kenaikan temperatur. Di sekitar Tg terjadikenaikan mendadaksebagaitanda adanya gerakan dari rantai dalam polymer. Pada daerah lelehan,laju kenaikanC

    prelatif kecil.

  • 7/23/2019 Polimer5

    48/55

    Pada plastik $erkristal/ Cpmeninkat

    sampai sekitar meltin point/ dan

    mendadak mem$entuk hara

    ma7imum lalu turun lai sampai haradi $a'ah hara se$elum meltin point

    0ara Cpdari $e$erapa

    &ontoh material plasti&.

  • 7/23/2019 Polimer5

    49/55

    /arga dari012-

    dan012-

    adalah harga Cppada

    012 K yang dapat diambil untuk beberapa

    polymer pada Tabel 3. /arga Cp semicrystalline- dapatdihitung dengan kaidah pembobotan sebagaiberikut:

    ( )

    ( )T

    K

    T

    C

    CSP

    S

    P ##5.#"#@.#3EF

    +=

    ( )( )

    TK

    T

    CC

    l

    P

    l

    P ##"3.#@8.#3EF

    +=

    CS

    PCl

    P

    "pa$ila data Cpdari suatu pol%mer tak ditemukan

    maka dapat menunakan persamaan empiris untuk

    solid ($erkristal/ Csp

    ) atau liquid (amor/ Clp) $erikut

    ( ) ( ) ( )( )xxC CC l

    P

    S

    Pllinesemicrystap += "

    1imananxadalah dera%at kekristalan

    a$el -. 0ara(289)

    dan(289)

    untuk $e$erapa pol%merCS

    Cl

    P

  • 7/23/2019 Polimer5

    50/55

    a$el -. 0ara(289)

    dan(289)

    untuk $e$erapa pol%merCP CP

  • 7/23/2019 Polimer5

    51/55

    !onduktivitas thermal dari berbagai %enis plastik telah banyak di%umpai di dalam

    literature. Apabila ternyata tidak ditemukan( maka kita dapat memperkirakan

    dengan mengestimasinya dengan persamaan korelasi. Sebagai contoh kasus( untuk

    polymer di atas titik Tg( maka harga k dapat dihitungD

    a' Solid amorf

    dimana D k konduktivitas thermal &kal6cm s o)'

    M berat mer &error J 3$'

    b'

  • 7/23/2019 Polimer5

    52/55

    gaimana kalau sistemnya tidak homogen( seperti adanya filler(

    blend dan lain-lainK 9ntuk sistem semacam ini maka

    perlakuannya mirip dengan fluida homogen dengan menggunakan

    istilah konduktivitas efektif( keD

    dimana D

    ke, kp, dan kf masing-masing adalah konduktivitas thermal

    efektif( polymer dan filler

    xv fraksi volume komponen minor &filler'

    ( )

    ( )

    ++

    +=

    ff

    ff

    p kk3

    k3k3k

    pvp

    pvp

    e kxk

    kxkk

  • 7/23/2019 Polimer5

    53/55

    Penaruh : kristal

    terhadap kpada

    $er$aai temperature

    dari PE (di $a'ah m)(;

  • 7/23/2019 Polimer5

    54/55

    thermal diusiit% serin le$ih $eruna dari pada k/ karena $esaran ini lansun menun+ukkan

    kemampuan suatu pol%mer dipenetrasi oleh eneri panas. ampak $ah'a hara thermal

    diusiit% menurun denan kenaikan temperatur.

    0ambar "3. !etergantungan thermal diffusivity dari PI

    &'( PS* &'( dan SA &' &kiri'( dan sebelah kanan adalah

    untuk P) &'( PI &'( dan PS &' &kiri'.

  • 7/23/2019 Polimer5

    55/55

    hermal diusiit% dipenaruhi $erat molekul pada $er$aai temperature.

    Penaruh $erat molekul tern%ata $erpenaruh &ukup siniikan