MATERIAL POLIMER

DEPARTEMEN METALURGI DAN MATERIAL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MATARAM

SISTEM PENILAIANTugas (kuis) + Absen ; 25 %Mid Term ; 20%Final Test (UAS); 55%

REFERENSIMechanics of composites material, Robert M Jones, Mc Graw Hill Book Company, new YorkComposite struktur of steel of concrete, R.P Jhonson, Second editionMechanical properties of ceramics and composites,grain and particle effect Roy W Rice

3-SEPT-09 Definisi dan Konsep Dasar Polimer Sejarah Penemuan dan Aplikasi terkini Gaya-gaya molekular dan ikatan-ikatan kimiawi dalam polimer

Sejarah PolimerPolimer (polymer) merupakan ilmu pengetahuan yang berkembang secara aplikatif. Kertas, plastik, ban, serat-serat alamiah, merupakan produkproduk polimer. Polimer - polimer yang sudah digunakan itu adalah jenis polimer alam seperti selulosa, pati, protein, wol, dan karet.Istilah polimer pertama kali digunakan oleh kimiawan dari Swedia, Berzelius (1833). Berkembangnya industri polimer ini diawali ketika Charles Goodyear dari Amerika Serikat : vulkanisasi pada tahun 1839.

Sejarah Polimer (Continue)

Hingga tahun 1970 terdapat lebih dari 25 produk polimer, dan pada tahun 1980 polimer mencapai 2 juta m3 tiap tahunnya, melebihi produksi kayu dan baja.

Definisi dan Konsep Dasar Polimer

Definisi dan Konsep Dasar PolimerIstilah PLASTIK dan POLIMER seringkali dipakaisecara bergantian Faktanya, plastik adalah suatu material rekayasa yang tidak sederhana dalam struktur molekulnyamelainkan memiliki komposisi yang rumit,yg dgnsengaja diatur untuk memenuhi aplikasi aplikasispesifik yang diinginkan.

PLASTIK = POLIMER + ADITIF

PLASTIK = POLIMER + ADITIF

Aditif adalah material yang ditambahkan untukmeningkatkan kemampuan (properties) daripolimer

Jenis-jenis aditif:

(i) bahan pengisi (filler)(ii) penstabil (stabilizer) (iii) pewarna (colorants)(iv) penghambat nyala/api (flame retardant) (v) pemlastik (plasticizer)(vi) pelumas (lubricant)(viii) dll

KARAKTERISTIK UMUM POLIMER Densitas yang rendah, dibandingkan dengan logam dan keramik.

Rasio kekuatan terhadap berat (strength to weight) yang baik untuk beberapa jenis polimer.

Ketahanan korosi yang tinggi.

Konduktivitas listrik dan panas yang rendah.

MENGAPA POLIMER PENTING? Plastik dapat difabrikasi dengan cetakan menjadi bentuk-bentuk yang rumit, umumnya tanpa proses pengerjaan lanjutan: Atas dasar kriteria volumetric basis, polimer:sangat kompetitif dalam hal harga dibandingkan logam.umumnya membutuhkan energi proses yang lebih sedikit dibandingkan logam. Beberapa jenis plastik adalah sangat transparan seperti polymethyl methacrylate PMMA atau akrilik, yang sangat kompetitif dibandingkan dengan gelas/kaca.

KETERBATASAN POLIMER SEBAGAI MATERIAL REKAYASA:Kekuatan yang relatif lebih rendah daripada logam dan keramik.Kekakuan yang rendah.Temperatur penggunaan terbatasi hanya beberapa ratus derajat C saja. Perilaku viskoelastis, merupakan keterbatasan khusus dalam aplikasi struktur penanggung beban. Beberapa jenis polimer mengalami degradasi ketika di-ekspos dalam cahaya matahari dan radiasi lainnya.

KLASIFIKASI POLIMERBerdasarkan SumberPolimer Alam, yaitu polimer yang terjadi secara alami. Contoh: karet alam, karbohidrat, protein, selulosa dan wol.Polimer Semi Sintetik, yaitu polimer yang diperoleh dari hasil modifikasi polimer alam dan bahan kimia. Contoh: selulosa nitrat yang dipasarkan dg nama Celluloid dan guncotton.Polimer sintesis, yakni polimer yang dibuat melalui polimerisasi dari monomer - monomer polimer. Ex. bakelit

KLASIFIKASI POLIMERBerdasarkan Bentuk Susunan Rantainya.Polimer Linier, yaitu polimer yang tersusun dengan unit ulang berikatan satu sama lainnya membentuk rantai polimer yang panjang.

Polimer Bercabang, yaitu polimer yang terbentuk jika beberapa unit ulang membentuk cabang pada rantai utama.

Polimer Berikatan Silang (Cross linking), yaitu polimer yang terbentuk karena beberapa rantai polimer saling berikatan satu sama lain pada rantai utamanya.

KLASIFIKASI POLIMERBerdasarkan Reaksi Polimerisasi1. Poliadisi, yaitu polimer yang terjadi karena reaksi adisi. Reaksi adisi atau reaksi rantai adalah reaksi penambahan (satu sama lain) molekul-molekul monomer berikatan rangkap atau siklis biasanya dengan adanya suatu pemicu berupa radikal bebas atau ion.2. Polikondensasi, yaitu polimer yang terjadi karena reaksi kondensasi/reaksi bertahap. Mekanisme reaksi polimer kondensasi identik dengan reaksi kondensasi senyawa bobot molekul rendah yaitu: reaksi dua gugus aktif dari 2 molekul monomer yang berbeda berinteraksi dengan melepaskan molekul kecil. Contohnya H2O. Contoh terkenal dari polimerisasi kondensasi ini adalah pembentukan protein dari asam amino.

KLASIFIKASI POLIMER4. Berdasarkan Jenis Monomer1. Homopolimer, yakni polimer yang terbentuk dari penggabungan monomer sejenis dengan unit berulang yang sama. 2. Kopolimer, yakni polimer yang terbentuk dari beberapa jenis monomer yang berbeda.

Bila semua monomer adalah dari jenis yang sama, maka polimer yang dihasilkan disebut homopolimer. Sedangkan bila polimer tersebut disusun oleh lebih dari satu jenis monomer maka hasilnya disebut kopolimer. HOMOPOLIMER DAN KOPOLIMER

Dewasa ini sangat banyak terdapat polimer sintetis. Sifat-sifat dan kemampuan mereka ditentukan oleh formulasi kimia molekul penyusun dan struktur ikatan primer/sekunder antar rantai-rantainya. Berdasarkan thermalnya polimer dibedakan:KLASIFIKASI POLIMER

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

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

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.

Contoh thermoset

6. Berdasarkan Aplikasinya, Dibagi dalam 3 kelompok yaitu:Polimer komersial, yaitu polimer yang disintesis dengan biaya murah dan diproduksi secara besar - besaran. yaitu: Polietilena, Polipropilena, Poli(vinil klorida), dan Polisterena.

Polimer teknik, yaitu polimer yang memiliki sifat unggul tetapi harganya mahal. Konsumsi plastik teknik kimia thn 1980-an kira - kira 1,5 x 109 kg/tahun diantaranya poliamida, polikarbonat, asetal, poli(fenilena oksida) dan poliester mewakili sekitar 99% dari pemasaran.

Polimer dengan tujuan khusus, yaitu polimer yang memiliki sifat spesifik yang unggul dan dibuat untuk keperluan khusus. Contoh: alat-alat kesehatan seperti termometer/timbangan.

Manfaat PolimerKita hidup dalam era polimer, plastik, serat, elastomer, karet, protein, selulosa semuanya ini merupakan istilah umum yang merupakan bagian dari polimer. manfaat dari polimer ini antara lain: 1. Dalam bidang kedokteran: banyak diciptakan alat-alat kesehatan seperti: termometer, botol infus, selang infus, jantung buatan dan alat transfusi darah.2. Dalam bidang pertanian: dengan adanya mekanisasi pertanian. 3. Dalam bidang teknik: diciptakan alat-alat ringan seperti peralatan pesawat.4. Dalam bidang otomotif: dibuat alat-alat pelengkap mobil.

**