There was an error in this gadget

Sunday, 28 February 2010

Ancaman Polimer Sintetik Bagi Kesehatan Manusia

Ancaman Polimer Sintetik Bagi Kesehatan Manusia (Bagian I)

Kata Kunci: polimer sintetik, sintetik

Ditulis oleh Sapto Nugroho Hadi pada 21-01-2004

Pernahkah dalam satu hari saja, kita tidak menggunakan bahan-bahan yang terbuat dari polimer sintetik seperti plastik misalnya? Tentu tidak bukan! Polimer sintetik tidak pernah lepas dalam kehidupan kita. Mereka telah menjadi bagian yang erat dan menjadi kebutuhan primer bagi kita. Perlengkapan rumah tangga, perlengkapan sekolah, perangkat komputer, telepon, kabel, mainan anak-anak, pembungkus makanan sampai klep jantung buatan, semuanya tidak lepas dari campur tangan polimer sintetik. Polimer sintetik telah banyak berjasa dan memberi kemudahan bagi kita dalam menghadapi kehidupan sehari-hari. Namun benarkah tidak ada masalah yang ditimbulkannya? Tulisan ini dibuat bukan untuk menakut-nakuti, tetapi memberi sedikit informasi tentang bahaya yang mungkin ditimbulkan oleh polimer sintetik bagi kesehatan kita. Sehingga kita diharapkan bisa lebih berhati-hati dan lebih selektif dalam pemanfaatan polimer buatan ini. Sebelum menuju pokok permasalahan tentang kemungkinan ancaman bahaya dari polimer sintetik ini, alangkah baiknya jika kita terlebih dahulu mengenal secara singkat tentang polimer. Apa itu polimer dan bagaimana sejarahnya sehingga begitu pesat dikembangkan oleh dunia industri di seluruh belahan bumi.
Definisi dan Jenis Polimer
Hart (1983) dalam bukunya, Organic Chemistry, menyebutkan bahwa polimer (poly = banyak, meros = bagian) adalah molekul raksasa yang biasanya memiliki bobot molekul tinggi, dibangun dari pengulangan unit-unit. Molekul sederhana yang membentuk unit-unit ulangan ini dinamakan monomer. Sedangkan reaksi pembentukan polimer dikenal dengan istilah polimerisasi.
Polimer digolongkan menjadi dua macam, yaitu polimer alam (seperti pati, selulosa, dan sutra) dan polimer sintetik (seperti polimer vinil). Plastik yang kita kenal sehari-hari sering dipertukarkan dengan polimer sintetik. Ini dikarenakan sifat plastik yang mudah dibentuk (bahasa latin; plasticus = mudah dibentuk) dikaitkan dengan polimer sintetik yang dapat dilelehkan dan diubah menjadi bermacam-macam bentuk. Padahal sebenarnya plastik mempunyai arti yang lebih sempit. Plastik termasuk bagian polimer termoplastik, yaitu polimer yang akan melunak apabila dipanaskan dan dapat dibentuk sesuai pola yang kita inginkan. Setelah dingin polimer ini akan mempertahankan bentuknya yang baru. Proses ini dapat diulang dan dapat diubah menjadi bentuk yang lain. Golongan polimer sintetik lain adalah polimer termoset (materi yang dapat dilebur pada tahap tertentu dalam pembuatannya tetapi menjadi keras selamanya, tidak melunak dan tidak dapat dicetak ulang). Contoh polimer ini adalah bakelit yang banyak dipakai untuk peralatan radio, toilet, dan lain-lain.

Gambar 1. Struktur bakelit
Perkembangan Polimer Sintetik
Penemuan dan pengembangan polimer sintetik didasari pada adanya beberapa keterbatasan yang ditemukan manusia pada pemanfaatan polimer alam. Sebagai contoh, polimer alam seperti karet alam memiliki beberapa keterbatasan seperti berbau, lunak dan lengket jika suhu udara terlalu panas, keras dan rapuh jika suhu udara terlalu dingin, berbau, dan sering melekat pada saat pengolahannya. Selain itu ketersediaan yang terbatas di alam menjadi faktor pembatas pemanfaatannya. Indonesia sendiri bersama Malaysia menjadi negara pemasok kebutuhan karet terbesar di dunia.
Karena beberapa keterbatasan tersebut, manusia mengganti penggunaan karet alam dengan polimer sintetik seperti poliisoprena (polimer dari isoprena; 2-metil-1,3-butadiena), suatu zat yang memiliki sifat seperti karet alam namun bahan ini tidak dipanen dari kebun karet. Selain itu masih ada contoh karet sintetik yang dewasa ini banyak dimanfaatkan seperti neoprena (polimer dari kloroprena) yang digunakan untuk insulator kawat dan kabel, butadiena stirena (kopolimer dari 1,3-butadiena (75%) dan sirena (25%)) yang banyak digunakan oleh industri ban kendaraan bermotor.




nCH2 = CHC6H5 + 3nCH2 = CH – CH = CH2
radikal bebas inisiator

Gambar 2. Reaksi pembentukkan SBR
Contoh lain dari polimer alam yang mulai diganti penggunaannya adalah serat untuk keperluan tekstil. Serat seperti kapas, wol, dan sutera meskipun sampai sekarang masih digunakan sebagai bahan baku dalam industri tekstil, tetapi karena keterbatasan ketersediaan dan memiliki kelemahan dalam hal ketahanan terhadap regangan dan kerutan serta serangan ngengat (sejenis serangga), mulai digantikan oleh polimer sintetik seperti poliakrilonitril (Orlon, Acrilan, Creslan), poliester (dacron), dan poliamida (nylon). Selain itu untuk lebih memuaskan selera, manusia juga telah mengembangkan polimer sintetik untuk industri tekstil yang terbuat dari bahan yang tahan api seperti tris [tris (2,3-dibromopropil)] fosfat.

Gambar 3. Struktur nilon
Polimer sintetik lain yang perkembangannya sangat pesat adalah plastik. Kemudahan dan keistimewaan plastik sedikit banyak telah dapat menggantikan bahan-bahan seperti logam dan kayu dalam membantu kehidupan manusia.
Sejak ditemukan oleh seorang peneliti dari Amerika Serikat pada tahun 1968 yang bernama John Wesley Hyatt, plastik menjadi primadona bagi dunia industri. Produksinya di seluruh negara lebih dari 100 juta ton per tahunnya.
Contoh plastik yang banyak digunakan dalam kehidupan kita adalah polietilena (bahan pembungkus, kantong plastik, mainan anak, botol), teflon (pengganti logam, pelapis alat-alat masak), polivinilklorida (untuk pipa, alat rumah tangga, cat, piringan hitam), polistirena (bahan insulator listrik, pembungkus makanan, styrofoam, mainan anak), dan lain-lain.

Gambar 3. Beberapa contoh struktur polimer plastik

Sentuhan Teknik Nuklir Dalam Produk Elektronik

Ada tiga jenis reaktor nuklir dilihat dari tujuan penggunaannya. Pertama adalah reaktor yang digunakan untuk tujuan penelitian yang lazim disebut reaktor penelitian (research reactor). Kedua adalah reaktor yang dirancang untuk menghasilkan listrik yang lazim disebut reaktor daya (power reactor) dan digunakan dalam Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN). Ketiga adalah reaktor yang dirancang berperan ganda, yaitu sebagai penghasil listrik (berperan sebagai reaktor daya) dan produksi bahan bakar fisi (membiakkan bahan bakar nuklir) yang lazim dikenal sebagai reaktor pembiak (breeder reactor).
Reaktor penelitian mempunyai peran yang sangat besar dalam rangka pemanfaatan teknik nuklir di luar energi. Reaktor jenis ini hanya memanfaatkan neutron hasil reaksi fisi nuklir, sedang panas yang keluar dari reaksi nuklir itu akan dibuang. Karena memanfaatkan neutron, reaktor penelitian dirancang mempunyai fluks neutron yang cukup besar sehingga cocok sebagai sarana untuk melakukan irradiasi dengan neutron. Agar fluks neutronnya mencapai optimum, maka pada teras reaktor dikelilingi balok berlillium (Be) dan beberapa baris elemen Be sebagai pemantul neutron. Selain itu, karena panasnya tidak dimanfaatkan, maka reaktor penelitian dirancang berdaya thermal rendah, yaitu berkisar dari beberapa ratus kilo Watt (kW) hingga puluhan Mega Watt (MW).
Pemanfaatan teknik nuklir di luar sektor energi dapat dilakukan dengan melibatkan reaktor penelitian maupun tanpa melibatkan reaktor penelitian secara langsung. Pemanfaatan yang melibatkan reaktor penelitian umumnya adalah dengan melakukan irradiasi neutron di dalam teras reaktor. Proses irradiasi neutron ini banyak dimanfaatkan untuk penelitian dalam bidang kedokteran, fisika, kimia, biologi, pertanian, industri, studi lingkungan, metalurgi bahan dan sebagainya. Sedang pemanfaatan teknik nuklir yang tidak melibatkan reaktor penelitian secara langsung biasanya dilakukan dengan memanfaatakan radiasi yang dipancarkan oleh radioisotop. Dengan teknik ini, irradiasi bisa dilakukan di luar teras reaktor. Sedang radioisotopnya sendiri diproduksi dengan teknik irradiasi neutron di dalam teras reaktor.
Irradiasi gamma dengan radioisotop banyak dimanfaatkan dalam berbagai bidang. Teknologi irradiasi telah diaplikasikan dalam proses-proses kimia suatu industri. Tanpa disadari sebetulnya banyak produk-produk industri yang dipakai dalam kehidupan sehari-hari mengandung komponen yang proses pembuatannya melibatkan teknologi irradiasi. Barang-barang dari plastik untuk keperluan rumah tangga dapat dibuat melalui proses irradiasi. Produk berupa pesawat televisi maupun mobil misalnya, mengandung komponen-komponen maupun kabel yang pembungkusnya diperkuat oleh proses irradiasi.
Polimerisasi Radiasi
Penggunaan teknologi irradiasi yang cukup besar adalah dalam proses kimia suatu industri. Karena membawa energi yang cukup tinggi, radiasi dapat bertindak sebagai katalis untuk merangsang terjadinya perubahan kimia suatuÆÒhan, salah satunya adalah untuk merubah bahan kimia sejenis cairan dari senyawa organik dalam golongan monomer menjadi polimer. Salah satu sifat dari monomer ini adalah apabila menerima paparan radiasi dapat berubah menjadi bahan baru yang disebut polimer, yaitu bahan padat yang sangat keras pada suhu kamar. Teknik pembuatan polimer dengan bantuan radiasi ini disebut polimerisasi radiasi. Dalam bidang industri, teknologi polimerisasi radiasi dapat dipakai untuk memproduksi plastik bermutu tinggi karena sifatnya yang sangat kuat serta tahan terhadap panas.
Secara umum dapat dikatakan bahwa polimerisasi merupakan usaha untuk memadukan beberapa unsur menjadi satu zat yang berpadu. Pemanfaatan polimer hasil irradiasi dalam industri yang paling banyak adalah untuk pembuatan bahan isolasi kabel listrik. Irradiasi menyebabkan rantai molekul panjang pada polimer bergandengan pada tempat-tempat tertentu yang prosesnya dikenal sebagai pengikatan silang (crosslinking). Energi radiasi dapat merangsang terjadinya ikatan silang antar polimer sehingga terbentuk jaringan tiga dimensi yang dapat mengubah sifat polimer. Peristiwa inilah yang sebenarnya menyebabkan bahan isolasi kabel lebih tahan terhadap panas dan listrik tegangan tinggi.
Kabel tidak pernah dapat dipisahkan dari listrik. Hampir pada setiap barang elektronik dapat kita jumpai kabel di dalamnya. Secara umum, kabel yang kita kenal biasanya terdiri atas satu atau lebih logam konduktor yang dibungkus dengan bahan isolator. Kabel jenis ini sering kita temui baik untuk transmisi arus listrik maupun pengiriman pulsa listrik dalam telekomunikasi. Isolasi kabel listrik umumnya dibuat dari bahan plastik polietilen atau polivinil chlorida (PVC). Kedua polimer ini merupakan jenis linier, yaitu polimer yang melunak atau leleh apabila dipanaskan. Kelemahan bahan isolasi ini tentu tidak diinginkan untuk kabel yang digunakan pada alat atau instalasi tertentu.
Logam-logam konduktor yang saat ini digunakan untuk kabel transmisi listrik masih memiliki tahanan-dalam, sehingga menyebabkan sebagian arus listrik yang dialirkannya berubah menjadi panas yang dikenal sebagai pemanasan Joule. Semakin tinggi temperatur, semakin tinggi pula tahanan-dalamnya, sehingga semakin banyak energi listrik yang dialirkannya berubah menjadi panas. Karena pemanasan Joule itu pula, maka kuat arus yang mengalir dalam kabel harus dibatasi. Itulah sebabnya, barang-barang elektronik tertentu, komputer misalnya, dilengkapi dengan kipas angin untuk mengeluarkan panas yang terjadi dalam sirkuit-sirkuitnya.
Plastik PVC yang dibuat dari bahan polimer hasil irradiasi dapat mempertahankan kepadatannya pada temperatur yang jauh lebih tinggi dibandingkan plastik PVC biasa (hasil proses kimia). Dengan teknologi irradiasi ini, bahan isolasi kabel menjadi lebih kuat, lebih elastis, dan lebih tahan terhadap minyak serta larutan kimia lainnya. Kelebihan ini dapat dicapai tanpa menyebabkan perubahan sifat kelistrikan maupun daya isolasinya.
Teknologi irradiasi juga dapat memodifikasi polietilen menjadi produk polimer yang dapat menyusut volumenya apabila diberi perlakuan panas yang sering disebut sebagai heat shrinkable tube. Produk ini banyak digunakan dalam industri listrik untuk mengisolasi sambungan-sambungan listrik. Heat shrinkable tube juga sering digunakan dalam industri telekomunikasi untuk membungkus satuan-satuan kabel seperti satuan kabel telepon, agar terlindung dari pengaruh luar, lebih awet, aman serta dapat ditanam di bawah tanah.
Teknologi irradiasi sangat efisien dan ekonomis untuk pembuatan polimer bahan isolasi kabel berdiameter kecil yang banyak dipakai dalam industri elektronika yang memerlukan akurasi tinggi, seperti komputer dan pesawat telekomunikasi. Untuk beberapa jenis produk barang elektronik, penggunaan kabel bermutu tinggi ini seringkali menjadi syarat mutlak, sehingga produk yang dihasilkannya benar-benar dapat diandalkan dan berdaya saing.
Lapisan permukaan sangat tipis (membran) pada baterai perak oksida yang digunakan dalam jam digital maupun kalkulator, demikian juga permukaan floppy disks dan pita rekam video tape, diproses menggunakan teknologi irradiasi. Peneliti dari Jepang telah berhasil membuat membran polimer dari selulosa yang digunakan untuk sistim akustik mikrofon atau pembesar suara. Membran berkualitas tinggi ini sedang dikembangkan nilai komersialnya untuk pembuatan sound systems dan alat musik bermutu tinggi. Dalam bidang energi, polimer elektrolit padat (solid polymer electrolyte) dapat digunakan untuk pembuatan sel fotoelektro kimia. Polimer ini dibuat dari polietilen oksida (PEO) yang dikopel dengan kalium jodida (KJ) dan jodium (J2). Penelitian dalam bidang ini masih terus dikembangkan untuk mendapatkan suatu sistim polimer elektrolit padat yang kelak dapat digunakan sebagai baterai untuk keperluan sistim pembangkit listrik bertenaga matahari (solar energy).
Pembuatan Bahan Semikonduktor
Hampir semua alat maupun perkakas sedikit atau banyak bertumpu pada teknologi elektronika. Oleh sebab itu, hampir semua aspek kehidupan manusia dipengaruhi oleh penggunaan bahan semikonduktor dalam produk-produk elektronik. Penggunaan semikonduktor dalam berbagai peralatan elektronik akan meningkat seiring dengan semakin canggihnya produk elektronik. Semikonduktor diperkirakan paling banyak dipakai oleh industri komputer (57 %), peralatan komunikasi (17 %), peralatan elektronik rumah tangga (15 %) dan sisanya sekitar 11 % untuk keperluan lainnya, seperti peralatan militer, otomotif dan mesin industri. Reaktor penelitian seringkali dilengkapi dengan berbagai fasilitas, salah satunya adalah fasilitas doping untuk memproduksi bahan semikonduktor. Pembuatan bahan baru dengan struktur yang berbeda dari bahan aslinya dapat dilakukan dengan teknik irradiasi neutron. Karena penyerapan neutron itu, maka kestabilan inti atom bahan menjadi terganggu dan bahan akan berubah menjadi isotop lain dengan sifat fisika yang berbeda dari unsur aslinya. Teknik ini ternyata dapat dimanfaatkan untuk memproduksi bahan semikonduktor, terutama mengubah karakteristik silikon (Si) murni menjadi silikon yang tercangkok dengan phosphor (P) dengan kadar tertentu, sehingga berperan sebagai bahan semikonduktor yang sangat baik. Fasilitas doping dengan transmutasi neutron (neutron doping facility) pada suatu reaktor nuklir dapat digunakan untuk melakukan irradiasi neutron pada sampel semikonduktor Si yang umumnya terdapat di alam dengan nomor atom 30. Karena proses irradiasi ini maka sebagian sangat kecil inti atom 30Si akan menyerap neutron dan berubah menjadi inti atom radioaktif 31Si, selanjutnya 31Si meluruh menjadi 31P. Dengan teknik irradiasi neutron ini dapat diperoleh bahan semikonduktor Si yang tercangkok P melalui reaksi inti sebagai berikut :
30Si + 1n Æ [31Si]* —> 31P + b-
Dalam abad moderen saat ini, semikonduktor merupakan komponen yang sangat penting dan merupakan bagian utama dari hampir semua rangkaian elektronik. Semikonduktor Si dengan dopan P ini banyak digunakan untuk pembuatan transistor, thyristor tegangan tinggi maupun CCD untuk kamera video. Komputer elektronik generasi baru dikembangkan dengan menggunakan mikroprosesor yang makin renik sehingga secara fisik tampil dengan ukuran yang lebih kecil, namun dengan kecepatan kerja yang jauh lebih tinggi. Semakin reniknya komponen elektronik juga menuntut semakin murninya bahan semikonduktor yang digunakannya. Teknologi irradiasi neutron ternyata mampu memenuhi tuntutan tersebut, bahkan merupakan metode terbaik yang ada saat ini untuk memproduksi bahan semikonduktor dengan tingkat kemurnian sangat tinggi.
Perkembangan teknologi telah mengantarkan elektronika beralih dari orde mikro ke nano, yang berarti komponen elektronika kelak dapat dibuat dalam ukuran seribu kali lebih kecil dibandingkan generasi mikroelektronika sebelumnya. Proses pembuatan bahan semikonduktor dengan teknik irradiasi neutron dapat dilakukan dengan hasil yang sangat baik, sehingga mendukung ke arah terealisasinya teknologi nano elektronika di masa mendatang. Kadar dopan P dapat diatur dengan teknik pengaturan waktu irradiasi yang tepat. Komponen elektronik seperti transistor biasanya sangat peka terhadap pengotoran, misal pengotoran Si pada saat pabrikasi. Dengan teknik irradiasi neutron, kehadiran pengotor-pengotor lainnya yang tidak dikehendaki dalam produksi komponen berbahan semikonduktor dapat dihindari sejak sebelum proses irradiasi. q
Mukhlis Akhadi, Ahli Peneliti Muda bidang fisika di Badan Tenaga Nuklir Nasional


Mengenal Polimer Cerdas (Smart Polymer)
Kata Kunci: cerdas, polimer
Ditulis oleh Sinly Evan Putra pada 08-09-2008
Istilah polimer cerdas (smart polymer) mungkin masih terdengar asing di telingga kita. Kata "cerdas" disini janganlah diintreprestasikan seperti "cerdas" yang dimiliki oleh manusia yang cakupannya sangat luas. Di sini karena polimer adalah benda mati, sehingga apablia polimer tersebut mampu beradaptasi atau memberikan respon kecil terhadap berubahnya kondisi lingkungan, sudah cukup untuk menyebut polimer tersebut sebagai polimer cerdas.
Kondisi lingkungan pada polimer biasanya meliputi pH, temperatur, medan listrik, medan magnet, cahaya, pelarut, agen biokimia (enzim), tekanan, faktor ionik, dan sebagainya. Dari kondisi lingkungan ini, kita dapat mengklasifikasikan jenis polimer cerdas. Untuk polimer yang mampu merespon perubahan pH disebut polimer cerdas peka pH atau lazim dinamakan polimer peka pH. Untuk yang mampu merespon perubahan temperatur, dinamakan polimer peka temperatur, dan seterusnya.
Respon yang diberikan polimer cerdas terhadap berubahnya kondisi lingkungan dapat berupa dengan menjadi mengkerut, mengembung, melarut, mengendap, membentuk misel ataupun membentuk transisi antara sol dan gel (sol-gel) bergantung pada bentuk fisik ikatannya, bentuk fisik ini dapat dilihat secara makroskopis.
Tabel 1. Bentuk fisik ikatan pada polimer cerdas dan jenis responnya.
Bentuk Fisik Ikatan Jenis Respon
Ikatan linear bebas tanpa crosslink (Konjugat) Melarut/Mengendap, Transisi Sol-Gel
Kopolimer block dan graft amphiphilic (tanpa crosslink) Terbentuk Misel
Crosslink Kimia (Hidrogel) Menggembung/Mengkerut
Modifikasi Permukaan Respon Interface (antarmuka)
Sumber: Aguilar et al (2007)
Respon diatas umumnya bersifat reversible (dalam artian dapat bolak-balik). Sebagai contoh polimer cerdas adalah hidrogel poli Asam Akrilat (AA) yang mampu beradaptasi sesuai perubahan pH lingkungannya. Pada pH rendah hidrogel AA akan mengkerut (Unswell/Shrinking) dan apabila pH bertambah naik (tinggi), AA akan menggembung (swelling).

Gambar ilustrasi respon hidrogel poli asam akrilat terhadap pH.
Untuk beberapa contoh polimer cerdas lainnya dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel 2. Contoh-contoh polimer cerdas.

Nama Polimer Cerdas Klasifikasi
Polyacrylic acid (PAA) Peka pH
Polmethacrylic acid (PMAA) Peka pH
Poly(ethylene imine) Peka pH
Poly(L-lysine) Peka pH
Poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAM) Peka Temperatur
Poly(N,N-diethylacrylamide) (PDEAAM) Peka Temperatur
Poly(ethylene oxide) (PEO) Peka Temperatur
Poly(ethylene glycol) (PEG) Peka Cahaya
Poly(Vinyl alcohol) (PVA) Peka Cahaya
Diblock copolymer (PEO-PPO) Peka Cahaya
Poly(D,L-lactide) Peka Phase
Poly(amino acid) Peka Phase
Aplikasi Polimer Cerdas
Dewasa ini polimer cerdas telah dimanfaatkan untuk berbagai aplikasi. Sebut saja untuk baju olahragawan pada Olimpiade Beijing 2008, telah memanfaatkan polimer peka temperatur untuk mengatur suhu tubuh atlet. Begitupun dengan produk plastik kemasan yang juga telah memanfaatkan berbagai jenis polimer cerdas. Selain sebagian kecil pemanfaatan diatas, polimer cerdas juga telah dikembangkan sebagai biomaterial dalam bidang medis.
Pemanfaatan polimer cerdas di bidang medis terutama dalam aplikasi pada sistem drug delivery (penyampai obat), gen carier, sensor glukosa, tes diagnosis, kontak lensa mata, pemisahan membran, mempertinggi biokompaktibel permukaan, penyerapan air (water-sorption), dan lain-lain. Semua pemanfaatan ini didasarkan pada sifat kepekaan dari polimer cerdas. Sebagai contoh untuk sistem drug delivery digunakan polimer yang mempunyai kemampuan dalam hal peka pH ataupun temperatur.
Cara kerja dari drug delivery dari polimer cerdas ini adalah dengan memanfaatkan variasi pH yang terdapat pada gastrointestinal tract (GIT) atau lambung perut yang mempunyai variasi pH antara 2 (pada perut) dan 10 (pada usus besar). Dalam lingkungan asam, drug delivery (polimer cerdas) menahan obat yang dikandungnya untuk tidak terdegradasi dengan cara mengkerut, dan ketika telah tiba pada lokasi spesifiknya yang bermedium basa, polimer cerdas akan mengembung sekaligus melepas obat yang dikandungnya ke target. Variasi pH ini, juga terdapat pada lokasi spesifik lainnya seperti pada jaringan (termasuk pada jaringan tumor) atau pada sub-sub sel. Polimer peka temperatur dengan T kritis juga ideal untuk digunakan sebagai drug delivery pada daerah fisiologis ini.
Pada beberapa tahun belakangan, pengembangan polimer cerdas mulai dikembangkan kearah polimer yang mempunyai dua kepekaan sekaligus. Umumnya metode yang digunakan adalah dengan pencangkokan atau dikenal dengan istilah grafting. Beberapa peneliti telah sukses mengrafting seperti Leung et al (2005) yang telah mempreparasi mikrogel kulit-inti (core-shell) cerdas bebasis PNIPAAm, MBAAm, dan kitosan (Polyethyleneimine) yang menghasilkan mikrogel yang dapat peka pH sekaligus peka temperatur. Kurata dan Dobashi (2004) yang telah berhasil membuat kopolimer baru dari N,N-dimethylaminoethylmethacrylate (DMAEM) dan asam akrilat (AA) yang mampu peka pH dan temperatur. Begitupun dengan Gonzalez et al (2005) yang telah menemukan polimer baru turunan dari ethylpyrrolidine yaitu N-ethylpyrrolidine methacrylate (EPyM) yang juga peka pH dan temperatur.
Polimer yang mempunyai dua kepekaan sekaligus ini juga sangat potensial dikembangkan baik sebagai drug delivery maupun pemanfaatan di bidang lain. Sebagai contoh polimer cerdas dalam bentuk selaput yang telah ditemukan oleh Andrea Puci dari Universitas Pisa yang mempunyai kemampuan peka tekanan (pressure) sekaligus peka temperatur. Polimer ini dapat dimanfaatkan dalam produk plastik kemasan makanan/minuman yang rentan terpapar tekanan dan temperatur yang berlebihan.


Pengertian Polimer
Kata Kunci: molekul raksasa, Monomer akrilonitril, orlon, pembentukan polimer, polimer poliakrilonitril, politetra-fluoroetilena
Ditulis oleh Utiya Azizah pada 18-04-2009
Kita hidup dalam era polimer. Bahan-bahan polimer alam yang sejak dahulu telah dikenal dan dimanfaatkan, seperti kapas, wool, dan damar. Polimer sintesis dikenal mulai tahun 1925, dan setelah hipotesis makromolekul yang dikemukakan oleh Staudinger mendapat hadiah Nobel pada tahun 1955, teknologi polimer mulai berkembang pesat. Beberapa contoh polimer sintesis yang ada dalam kehidupan sehari-hari, antara lain serat-serat tekstil poliester dan nilon, plastik polietilena untuk botol susu, karet untuk ban mobil dan plastik poliuretana untuk jantung buatan.
Apakah Anda pernah melihat ibu Anda menggoreng telur dengan menggunakan penggorengan teflon? Bila struktur teflon ditentukan, maka molekul teflon ditemukan mengandung rantai karbon dengan mengikat atom-atom fluorin. Tetra fluoroetena (tetra fluoroetilena) merupakan molekul yang sangat non polar dan relatif kecil ukurannya serta cenderung berupa gas pada suhu kamar. Bagaimana caranya molekul tetrafluoroetilena dalam wujud gas dapat bereaksi dengan molekul lainnya membentuk molekul besar yang berantai panjang dan umumnya berupa padatan? Coba perhatikan Gambar 1 untuk membantu Anda memvisualisasikan reaksi tersebut.

Gambar 1. Teflon memberikan suatu lapisan yang baik untuk wajan, karena teflon bersifat tidak reaktif dan makanan tidak akan lengket pada wajan
Suatu molekul raksasa (makromolekul) yang terbentuk dari susunan ulang molekul kecil yang terikat melalui ikatan kimia disebut polimer (poly = banyak; mer = bagian). Suatu polimer akan terbentuk bila seratus atau seribu unit molekul yang kecil yang disebut monomer, saling berikatan dalam suatu rantai. Jenis-jenis monomer yang saling berikatan membentuk suatu polimer terkadang sama atau berbeda.
Sifat-sifat polimer berbeda dari monomer-monomer yang menyusunnya. Pada contoh diatas, teflon (politetra-fluoroetilena) yang berwujud padat dibuat bila molekul-molekul gas tetra-fluoroetilena bereaksi membentuk rantai panjang. Contoh lain, molekul-molekul gas etilena bereaksi membentuk rantai panjang plastik polietilena yang ada pada kaleng susu. Dapatkah Anda mencari contoh-contoh pembentukan polimer yang lain?
Beberapa contoh monomer ditunjukkan dalam Gambar 2, sedangkan Gambar 3 mengilustrasikan pembentukan polimer.

Gambar 2. Beberapa contoh monomer dari kiri ke kanan: vinil klorida, propena, tetra-fluoroetilena, dan stirena

Gambar 3. Monomer akrilonitril membentuk polimer poliakrilonitril (PAN), yang dikenall dengan nama orlon, dan digunakan sebagai karpet dan pakaian “rajutan”. Ikatan rangkap pada karbon dalam monomer berubah menjadi ikatan tunggal, dan berikatan dengan atom karbon lain membentuk polimer.


Ditulis oleh dahlanforum di/pada Agustus 8, 2009
Penggunaan polimer dalam kehidupan sehari-hari sudah menjadi bagian hidup kita dan jarang kita perhatikan. Beberapa polimer tersebut adalah :
Polietilena
Kita lebih sering menyebutnya dengan plastik.
Polimer ini dibentuk dari reaksi adisi monomer-monomer etilena. Ada dua macam polietilena, yaitu yang memiliki densitas (kerapatan) rendah dan polietilena yang memiliki densitas tinggi.
Perbedaan dari kedua polimer ini adalah cara pembuatannya dan agak berbeda sifat fisikanya.
Secara umum sifat polietilena adalah sebagai zat yang tidak berbau, tidak berwarna dan tidak beracun. Untuk polietilen dengan densitas rendah biasanya dipergunakan untuk lembaran tipis pembungkus makanan, kantung-kantung plastik, jas hujan.
Sedangkan untuk polietilen yang memiliki densitas tinggi, polimernya lebih keras, namun masih mudah untuk dibentuk sehingga banyak dipakai sebagai alat dapur misal ember, panci, juga untuk pelapis kawat dan kabel.
Polipropilena,
Polimer ini mirip dengan polietilen, Monomer pembentuknya adalah propilena (CH3��CH = CH2), berbeda dalam jumlah atom C dengan etilen.
Polipropilena lebih kuat dan lebih tahan dari polietilena, sehingga banyak dipakai untuk membuat karung, tali dan sebagainya. Karena lebih kuat, botol��botol dari polipropilena dapat dibuat lebih tipis dari pada polietilena. Botol minuman adalah salah satu contoh polimer propilena yang banyak dipergunakan.
Teflon
Nama Teflon merupakan nama dagang, nama ilmiahnya adalah politetrafluoroetilena dan disingkat dengan PTFE. Polimer dihasilkan dari proses polimerisasi adisi senyawa turunan etilen yaitu tetrafluoroetilena (CF2 = CF2). Teflon sangat tahan terhadap bahan kimia, panas dan sangat licin.
Penggunaan teflon sebagai pelapis barang yang tahan panas seperti tangki di pabrik kimia, pelapis panci dan kuali anti lengket di dapur serta pelapis dasar seterika.
Polivinil klorida (PVC)
Polimer ini merupakan polimer yang dibentuk oleh monomer kloro etilen (CH2=CHCl). Polimer ini memiliki sifat yang lebih kuat dibandingkan dengan etilen, tahan panas atau tidak mudah terbakar.
Berdasarkan sifat inilah maka, polivinil klorida banyak dipergunakan untuk untuk membuat pipa, selang keras, lapisan lantai, piringan hitam, dan lain-lain.
Bakelit
Polimer bakelit merupakan plastik termoseting, polimer ini dihasilkan dari suatu kopolimer kondensasi antara metanal dan fenol. Bakelit sudah banyak dibahas pada plastik termoseting. Polimer ini banyak digunakan untuk peralatan listrik, sebagai kotak isolator, dan dudukan lampu.
Polimer Akrilat
Ada dua jenis polimer Akrilat yang banyak dipergunakan dalam kehidupan sehari-hari yaitu polimetil metakrilat dan serat akrilat atau orlon.
Polmetilmetakrilat (PMMA) merupakan senyawa homopolimer yang dibentuk dari reaksi polimerisasi adisi senyawa metil metakrilat. Senyawa ini juga dikenal dengan nama dagang flexiglass (gelas yang fleksibel). PMMA berupa plastik bening, keras dan kuat, namun ringan dan fleksibel. Pemanfaatannya sebagai bahan pencampur gelas dan pencampur logam, dan yang paling mudah kita amati adalah digunakan untuk lampu belakang mobil ataupun kaca jendela pesawat terbang.
Polimerisasi dari asam akrilat (asam 2-propenoat) atau turunannya menghasilkan serat akrilat seperti orlon, serat ini menyrupai wol, sehingga dipergunakan untuk jamper, kaos kaki, karpet dan lain-lain. Serat sutra didapat dari ulat sutra sebagai bahan yang mengkilat dan halus serta lembut. Polimer sintetik dari sutra adalah serat sintetik nylon 66 dan nylon 6, walapun hasilnya tidak sebaik sutra namun sudah mendekati.
Polimer ini merupakan poliimida, cocok untuk tekstil halus , misalnya untuk pakaian dan pakaian dalam.
Poliester
Poliester merupakan polimer yang disusun oleh monomer ester. Penggunaan dari polimer ini adalah pengganti bahan pakaian yang berasal dari kapas.
Produk yang dikenal adalah Dacron dan tetoron nama dagang sebagai serat tekstil. Polimer ini juga dapat dikembangkan lagi dan dipergunakan sebagai pita perekam magnetic dengan nama dagang mylar.
Karet sintetik
Keterbatasan sumber daya karet dan sifatnya yang perlu ditingkatkan maka diteliti dan didapatkan karet sintetik. Karet sintetik merupakan kopolimer yang terbentuk dari dua monomer yaitu stirena dan 1,3 butadiena disingkat dengan SBR.
Rantai polimer senyawa ini dapat berikatan membentuk ikatan silang dengan atom belerang (sulfide) melalui proses vulkanisasi, sehingga karet sintetik memiliki sifat keras dan kuat. Cocok untuk ban mobil.


Polimer
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Langsung ke: navigasi, cari
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.
Daftar isi
[sembunyikan]
1 Sekilas
2 Klasifikasi polimer
o 2.1 Berdasarkan sumbernya
o 2.2 Berdasarkan jumlah rantai karbonnya
3 Industri
4 Daftar pustaka

[sunting] 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.
[sunting] Klasifikasi polimer
[sunting] 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)
[sunting] 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)
[sunting] 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.











1.1 KONSEP DASAR ILMU POLIMER

MAKROMOLEKUL adalah molekul raksasa (giant) dimana paling sedikit seribu atom terikat bersama oleh ikatan kovalen. Makromolekul ini mungkin rantai linear, bercabang, atau jaringan tiga dimensi.

Makromolekul dibagi atas dua material yaitu

1. Material biologis (makromolekul alam)
Contoh : karet alam, wool, selulosa, sutera dan asbes

2. Material non biologis (makromolekul sintetik)
Contoh : plastik, serat sintetik, elastomer sintetik

Material biologis dapat menunjang tersediaanya pangan dan dibahas dalam biokimia sedang material non biologis mencakup bahan sintetik. Banyak makromolekul sintetik memiliki struktur yang relatif sederhana, karena mereka terdiri dari unit ulangan yang identik (unit struktural). Inilah sebabnya mereka disebut polimer.
Polimer sangat penting karena dapat menunjang tersedianya pangan, sandang, transportasi dan komunikasi (serat optik). Saat ini polimer telah berkembang pesat. Berdasarkan kegunaannya polimer digolongkan atas :

a. Polimer komersial (commodity polymers)
Polimer ini dihasilkan di negara berkembang, harganya murah dan banyak dipakai dalam kehidupan sehari hari. Kegunaan sehari-hari dari polimer ini ditunjukkan dalam tabel 1.1

Contoh : Polietilen (PE), polipropilen (PP), polistirena (PS), polivinilklorida (PVC), melamin formaldehid
Tabel 1.1 Contoh dan kegunaan polimer komersial

Polimer komersial Kegunaan atau manfaat
Polietilena massa jenis rendah(LDPE)

Polietilena massa jenis rendah(HDPE)

Polipropilena (PP)

Poli(vinil klorida) (PVC)


Polistirena (PS)
Lapisan pengemas, isolasi kawat, dan kabel, barang mainan, botol yang lentur, bahan pelapis

Botol, drum, pipa, saluran, lembaran, film, isolasi kawat dan kabel

Tali, anyaman, karpet, film

Bahan bangunan, pipa tegar, bahan untuk lantaui, isolasi kawat dan kabel

Bahan pengemas (busa), perabotan rumah, barang mainan


b. Polimer teknik (engineering polymers)
Polimer ini sebagian dihasilkan di negara berkembang dan sebagian lagi di negara maju. Polimer ini cukup mahal dan canggih dengan sifat mekanik yang unggul dan daya tahan yang lebih baik. Polimer ini banyak dipakai dalam bidang transportasi (mobil, truk, kapal udara), bahan bangunan (pipa ledeng), barang-barang listrik dan elektronik (mesin bisnis, komputer), mesin-mesin industri dan barang-barang konsumsi

Contoh : Nylon, polikarbonat, polisulfon, poliester

c. Polimer fungsional (functional polymers)
Polimer ini dihasilkan dan dikembangkan di negara maju dan dibuat untuk tujuan khusus dengan produksinya dalam skala kecil

Contoh : kevlar, nomex, textura, polimer penghantar arus dan foton, polimer peka cahaya, membran, biopolimer



1.1.1 Definisi Dan Tata Nama (Nomenklatur)

 Definisi

 Polimer
Molekul besar (makromolekul) yang terbangun oleh susunan unit ulangan kimia yang kecil, sederhana dan terikat oleh ikatan kovalen. Unit ulangan ini biasanya setara atau hampir setara dengan monomer yaitu bahan awal dari polimer.

 Monomer
Sebarang zat yang dapat dikonversi menjadi suatu polimer. Untuk contoh, etilena adalah monomer yang dapat dipolimerisasi menjadi polietilena (lihat reaksi berikut). Asam amino termasuk monomer juga, yang dapat dipolimerisasi menjadi polipeptida dengan pelepasan air

Reaksi :
Monomer polimer













Unit ulangan dapat memiliki struktur linear atau bercabang. Unit ulangan bercabang dapat membentuk polimer jaringan tiga dimensi. Tabel 1.2 menunjukkan beberapa contoh polimer, monomer, dan unit ulangannya.

Tabel 1.2 Polimer, monomer, dan unit ulangannya

Polimer Monomer
unit ulangan

Polietilena CH2 = CH2
- CH2CH2 –

poli(vinil klorida) CH2 = CHCl
- CH2CHCl –




Poliisobutilena















polistirena









Polikaprolaktam (nylon-6)









Poliisoprena (karet alam)









 Tata Nama (Nomenklatur)
Jumlah yang sangat besar dari struktur polimer menuntut adanya sistem tata nama yang masuk akal. Berikut ini adalah aturan pemberian nama polimer vinil yang didasarkan atas nama monomer (nama sumber atau umum), taktisitas dan isomer :
 Nama monomer satu kata :
Ditandai dengan melekatkan awalan poli pada nama monomer
Contoh :
Polistirena




polietilena

Politetrafluoroetilena
(teflon, merk dari du Pont)

 Nama monomer lebih dari satu kata atau didahului sebuah huruf atau angka
Nama monomer diletakkan dalam kurung diawali poli
Contoh :
Poli(asam akrilat)



Poli(-metil stirena)






Poli(1-pentena)


 Untuk taktisitas polimer
- diawali huruf i untuk isotaktik atau s (sindiotaktik) sebelum poli
Contoh : i-polistirena (polimer polistirena dengan taktisitas isotaktik)

 Untuk isomer struktural dan geometrik
- Ditunjukkan dengan menggunakan awalan cis atau trans dan 1,2- atau 1,4- sebelum poli
Contoh : trans-1,4-poli(1,3-butadiena)

IUPAC merekomendasikan nama polimer diturunkan dari struktur unit dasar, atau unit ulang konstitusi (CRU singkatan dari constitutional repeating unit) melalui tahapan sebagai berikut :
1. Pengidentifikasian unit struktural terkecil (CRU)
2. Sub unit CRU ditetapkan prioritasnya berdasarkan titik pengikatan dan ditulis prioritasnya menurun dari kiri ke kanan (lihat penulisan nama polistirena)


3. Substituen-substituen diberi nomor dari kiri ke kanan
4. Nama CRU diletakkan dalam kurung biasa (atau kurung siku dan kurung biasa kalau perlu), dan diawali dengan poli

Tabel 1.3 Contoh pemberian beberapa nama polimer menurut sumber monomernya dan IUPAC

Nama Sumber Nama IUPAC
Polietilena
Politetrafluoroetilena
Polistirena
Poli(asam akrilat)
Poli(-metilstirena)
Poli(1-pentena) Poli(metilena)
Poli(difluorometilena)
Poli(1-feniletilena)
Poli(1-karboksilatoetilena)
Poli(1-metil-1-feniletilena)
Poli[1-(1-propil)etilena]
Untuk tata nama polimer non vinil seperti polimer kondensasi umumnya lebih rumit darpada polimer vinil. Polimer polimer ini biasanya dinamai sesuai dengan monomer mula-mula atau gugus fungsional dari unit ulangan.

Contoh : nylon, umumnya disebut nylon-6,6 (66 atau 6/6), lebih deskriptif disebut poli(heksametilen adipamida) yang menunjukkan poliamidasi heksametilendiamin (disebut juga 1,6-heksan diamin) dengan asam adipat. Lihat gambar berikut


Mengikuti rekomendasi IUPAC, kopolimer (polimer yang diturunkan dari lebih satu jenis monomer) dinamai dengan cara menggabungkan istilah konektif yang ditulis miring antara nama nama monomer yang dimasukkan dalam kurung atau antara dua atau lebih nama polimer. Istilah konektif menandai jenis kopolimer sebagaimana enam kelas kopolimer yang ditunjukkan dalam tabel 1.4 berikut

Tabel 1.4 Berbagai jenis kopolimer
Jenis kopolimer Konektif Contoh
Tak dikhususkan -co- Poli[stirena-co-(metil metakrilat)]
Statistik -stat- Poli(stirena-stat-butadiena)
Random/acak -ran- Poli[etilen-ran-(vinil asetat)]
Alternating (bergantian) -alt- Poli(stirena-alt-(maleat anhidrida)]
Blok -blok- Polistirena-blok-polibutadiena
Graft (cangkok/tempel) -graft- Polibutadiena-graft-polistirena

1.1.2 Proses Polimerisasi
Polimerisasi kondensasi adalah polimerisasi yang disertai dengan pembentukan molekul kecil (H2O, NH3).
Contoh :
Alkohol + asam ester + air

HOCH2CH2OH + + H2O



Polimerisasi adisi adalah polimerisasi yang disertai dengan pemutusan ikatan rangkap diikuti oleh adisi monomer.
Contoh :







1.1.3 Klasifikasi Polimer

Polimer dapat diklasifikasikan atas dasar asalnya (sumbernya), dan strukturnya.
a. Asal atau sumbernya
1. Polimer Alam :
 tumbuhan : karet alam, selulosa
 hewan : wool, sutera
 mineral
2. Polimer Sintetik :
 hasil polimerisasi kondensasi
 hasil polimerisasi adisi

b. Struktur
Berdasarkan strukturnya polimer dibedakan atas :
1. Polimer linear
Polimer linear terdiri dari rantai panjang atom-atom skeletal yang dapat mengikat gugus substituen. Polimer ini biasanya dapat larut dalam beberapa pelarut, dan dalam keadaan padat pada temperatur normal. Polimer ini terdapat sebagai elastomer, bahan yang fleksibel (lentur) atau termoplastik seperti gelas).

Rantai utama linear


Contoh :
Polietilena, poli(vinil klorida) atau PVC, poli(metil metakrilat) (juga dikenal sebagai PMMA, Lucite, Plexiglas, atau perspex), poliakrilonitril (orlon atau creslan) dan nylon 66

2. Polimer bercabang
Polimer bercabang dapat divisualisasi sebagai polimer linear dengan percabangan pada struktur dasar yang sama sebagai rantai utama. Struktur polimer bercabang diilustrasikan sebagai berikut
Rantai utama
(terdiri dari atom-atom skeletal)






3. Polimer jaringan tiga dimensi (three-dimension network)
Polimer jaringan tiga dimensi adalah polimer dengan ikatan kimianya terdapat antara rantai, seperti digambarkan pada gambar berikut. Bahan ini biasanya di”swell” (digembungkan) oleh pelarut tetapi tidak sampai larut. Ketaklarutan ini dapat digunakan sebagai kriteria dari struktur jaringan. Makin besar persen sambung-silang (cross-links) makin kecil jumlah penggembungannya (swelling). Jika derajat sambung-silang cukup tinggi, polimer dapat menjadi kaku, titik leleh tinggi, padat yang tak dapat digembungkan, misalnya intan (diamond).
Ikatan kimia



Polimer linear dan bercabang memiliki sifat :
1. Lentur
2. Berat Molekul relatif kecil
3. Termoplastik

1.1.4 Kopolimer
Kopolimer adalah suatu polimer yang dibuat dari dua atau lebih monomer yang berlainan. Berikut ini adalah jenis jenis kopolimer yang terbentuk dari monomer pertama (A) dan monomer ke dua (B).

Jenis kopolimer :
1. Kopolimer blok
Kopolimer blok mengandung blok dari satu monomer yang dihubungkan dengan blok monomer yang lain. Kopolimer blok biasanya terbentuk melalui proses polimerisasi ionik. Untuk polimer ini, dua sifat fisik yang khas yang dimiliki dua homopolimer tetap terjaga.

-A-A-A-A-A----------B-B-B-B-B-
Poli(A-b-B)

2. Kopolimer graft (tempel/cangkok)
Kopolimer graft biasanya dibuat dengan mengikatkan bersama dua polimer yang berbeda. Untuk contoh, homopolimer yang diturunkan dari monomer A dapat diinduksi untuk bereaksi dengan homopolimer yang diturunkan dari monomer B untuk menghasilkan kopolimer graft, yang ditunjukkan pada gambar berikut





Poli(A-g-B)



Perkembangan selanjutnya ada yang berbentuk kopolimer sisir (comb copolymer) dan bintang (star copolymer).







3. Kopolimer bergantian (alternating)
Kopolimer yang teratur yang mengandung sequensial (deretan) bergantian dua unit monomer. Polimerisasi olefin yang terjadi lewat mekanisme jenis ionik dapat menghasilkan kopolimer jenis ini.

Poli(A-alt-B)
4. Kopolimer Acak
Dalam kopolimer acak, tidak ada sequensial yang teratur. Kopolimer acak sering terbentuk jika jenis monomer olefin mengalami kopolimerisasi lewat proses jenis radikal bebas. Sifat kopolimer acak sungguh berbeda dari homopolimernya.

poli(A-co-B)

1.2 BERAT MOLEKULAR DAN DISTRIBUSI BERAT MOLEKULAR

Berat molekular polimer merupakan salah satu sifat yang khas bagi polimer yang penting untuk ditentukan. Berat molekular (BM) polimer merupakan harga rata-rata dan jenisnya beragam yang akan dijelaskan kemudian. Dengan mengetahui BM kita dapat memetik beberapa manfaat.

1.2.1 Manfaat berat molekular rata-rata polimer
 Menentukan aplikasi polimer tersebut
 Sebagai indikator dalam sintesa dan proses pembuatan produk polimer
 Studi kinetika reaksi polimerisasi
 Studi ketahanan produk polimer dan efek cuaca terhadap kualitas produk
1.2.2 Sifat dan konsep Berat Molekular polimer
Hal yang membedakan polimer dengan spesies berat molekul rendah adalah adanya distribusi panjang rantai dan untuk itu derajat polimerisasi dan berat molekular dalam semua polimer yang diketahui juga terdistribusi (kecuali beberapa makromolekul biologis). Distribusi ini dapat digambarkan dengan Mem”plot” berat polimer (BM diberikan) lawan BM, seperti terlihat pada gambar 1.1.
Panjang rantai polimer ditentukan oleh jumlah unit ulangan dalam rantai, yang disebut derajat polimerisasi (DPn). Berat molekular polimer adalah hasil kali berat molekul unit ulangan dan DPn.


Mn = berat molekul rata-rata polimer
M0 = berat molekul unit ulangan ( sama dengan berat molekul monomer)
DP = derajat polimerisasi

Contoh : polimer poli(vinil klorida), PVC memiliki DP = 1000 maka berat molekulnya (Mn) adalah

Mn = DP x M0 M0 (– CH2CHCl - ) = 63, DP = 1000
Mn = 63 x 1000
= 63000.

Rata-rata jumlah,

Jumlah Rata-rata berat,
polimer





Berat molekular
Gambar 1.1 Distribusi berat molekular dari suatu jenis polimer
Karena adanya distribusi dalam sampel polimer, pengukuran eksperimental berat molekular dapat memberikan hanya harga rata-rata. Beberapa rata-rata yang berlainan adalah penting. Untuk contoh, beberapa metoda pengukuran berat molekular perlu perhitungan jumlah molekul dalam massa material yang diketahui. Melalui pengetahuan bilangan Avogadro, informasi ini membimbing ke berat molekul rata-rata jumlah sampel. Untuk polimer sejenis, rata-rata jumlah terletak dekat puncak kurva distribusi berat atau berat molekul paling boleh jadi (the most probable molecular weight). Jika sampel mengandung Ni molekul jenis ke i, untuk jumlah total molekul dan setiap jenis molekul ke i memiliki massa mi, maka massa total semua molekul adalah . Massa molekular rata-rata jumlah adalah

(1-1)

dan perkalian dengan bilangan bilangan Avogadro memberikan berat molekul rata-rata jumlah (berat mol) :

(1-2)

Berat molekular rata-rata jumlah dari polimer komersial biasanya terletak dalam kisaran 10000 – 100000. Setelah berat molekular rata-rata jumlah , berat molekular rata-rata berat . Besaran ini didefinisikan sebagai berikut

(1-3)
Seharusnya dicatat bahwa setiap molekul menyumbang kepada yang sebanding dengan kuadrat massanya. Besaran yang sebanding dengan pangkat pertama dari M mengukur hanya konsentrasi dan bukan berat molekularnya. Dalam istilah konsentrasi ci = Ni Mi dan fraksi berat wi = ci/c, dimana ,

(1-4)

Karena molekul yang lebih berat menyumbang lebih besar kepada daripada yang ringan, selalu lebih besar daripada , kecuali untuk polimer monodispers hipotetik. Harga terpengaruh sekali oleh adanya spesies berat molekul tinggi, sedangkan dipengaruhi oleh spesies pada ujung rendah dari kurva distribusi BM .
Besaran indeks dispersitas, adalah ukuran yang bermanfaat dari lebarnya kurva distribusi berat molekular dan merupakan parameter yang sering digunakan untuk menggambarkan situasi (lebar kurva distribusi) ini. Kisaran harga dalam polimer sintetik sungguh besar, sebagaimana diilustrasikan dalam tabel 1.5.

Tabel 1.5 Kisaran indeks polidispersitas (I) berbagai macam polimer
Polimer Kisaran I
Polimer monodispers hipotetik
Polimer “living” monodispers nyata
Polimer adisi, terminasi secara coupling
Polimer adisi, terminasi secara disproporsionasi, atau polimer kondensasi

Polimer vinil konversi tinggi

Polimer yang dibuat dengan autoakselerasi
Polimer adisi yang dibuat melalui polimerisasi koordinasi
Polimer bercabang 1,00
1,01 – 1,05
1,5
2,0

2 – 5
5 – 10
8 – 30
20 - 50



Pada umumnya berlaku hal berikut :

 Bila distribusinya sempit maka
 Bila distribusinya lebar maka
 Indeks dispersitas (I)



1.2.3 Penentuan Berat molekular rata-rata
Berat molekular polimer dapat ditentukan dengan berbagai metoda. Metoda ini dapat disebutkan sebagai berikut :
 Analisis gugus fungsional secara fisik atau kimia
 Pengukuran sifat koligatif
 Hamburan cahaya
 Ultrasentrifugasi
 Pengukuran viskositas larutan encer
 Gel Permeation chromatography

Metoda-metoda ini memiliki keunggulan dan keterbatasan dalam pemakaian. Beberapa dari metoda ini akan dijelaskan dalam bab tersendiri.















1. Tuliskan definisi singkat bagi istilah berikut :
a. Polimer h. Kopolimer alternasi (selang-seling)
b. Monomer i. Polimer sisir
c. Unit ulang j. Plastik komoditi, teknik
d. Makromolekul k. homopolimer
e. Jaringan 3-D l. Monomer vinil
f. Derajat polimerisasi m. Distribusi berat molekular polimer
g. Polimerisasi adisi, kondensasi n. Indeks dispersitas

2. Berapa polistiren dengan berat molekul rata-rata 50000 dan poli(metil metakrilat) dengan berat molekul rata-rata 30000 ?
3. Tuliskan nama monomer dan struktur monomer serta berikan nama umum dan menurut IUPAC untuk polimer vinil berikut

a.



b.


4. Berapa berat molekul rata-rata berat dan rata-rata jumlah dari sampel oligomer etilena yang terdiri dari 4 mol pentamer dan 8 mol heksamer ?

5. Suatu sampel polimer yang dibuat dari campuran tiga fraksi dengan massa molar 10000, 30000, dan 100000. Hitunglah dan untuk setiap campuran berikut
a. Jumlah molekul (N) sama untuk setiap fraksi
b. Massa molekul (w) sama untuk setiap fraksi
c. Dua fraksi 10000 dan 100000 dicampur dalam rasio 0,145 (w1) : 0,855 (w2) (berdasar massa). Berikan komentar harga indeks dispersitas (I) untuk soal c !
6. Suatu sampel polistirena polidispers dibuat dengan mencampur tiga sampel monodispers dalam perbandingan sebagai berikut :

1 g BM = 10.000
2 g BM = 50.000
2 g BM = 100.000

Dengan menggunakan informasi ini, tentukan : (a) BM rata-rata jumlah; (b) BM rata-rata berat; (c) BM rata-rata-z dari campuran.

7. Suatu polimer difraksinasi dan ditemukan memiliki distribusi berat molekul yang ditunjukkan di bawah ini. Untuk distribusi kontinu, hitunglah : (a) BM rata-rata jumlah; (b) BM rata-rata berat ; (c) BM rata-rata-z










8. Berapa berat molekular rata-rata jumlah dari polistirena yang diperoleh pada polimerisasi anionik yang sempurna (yaitu living), yang menggunakan 0,01 g n-butillitium dan 10 g monomer stirena ? BM butillitium dan stirena masing-masing adalah 64,06 dan 104,12.

9. Jelaskan manfaat yang dapat diperoleh dari data BM rata-rata polimer dan berikan contoh-contoh aplikasinya !

10. Jelaskan tentang klasifikasi polimer yang didasarkan pada asal atau sumber dan strukturnya dan berikan contoh-contohnya !





1. Malcolm, P.S., 2001. Polymer Chemistry : An Introduction, diindonesiakan oleh Lis Sopyan, cetakan pertama, PT Pradnya Paramita : Jakarta

2. Fried, J.R., 1995. Polymer Science and Technology. Prentice Hall PTR : New Jersey

3. Mark, J.E. 1992. Inorganic Polymers. Prentice-Hall International, Inc. : New Jersey

4. Odian, G. 1991. Principles of Polymerization. 3rd edition, John Wiley & Sons, Inc : New York

5. Van Krevelen, D.W., 1990. Properties of Polymers. Elsevier Science B.V : Amsterdam

6. Sperling, L.H., 1986. Introduction to Physical Polymer Science. John Wiley & Sons, Inc : New York

7. Billmeyer, F.W., 1984. TextBook of Polymer Science. 3rd edition, Joh Willey & Sons Inc : New York

8. McCaffery, E.L., 1970. Laboratory Preparation for Macromolecular Chemistry. McGraw-Hill Book Company : New York





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 elastic


POLIMER #1
Untuk bahan diskusi kelompok tanggal 14 Mei 2007
Fisika Material

Problem Based Learning
(keywords: kata atau kalimat dengan underline)


Polimer tersusun atas perulangan monomer menggunakan ikatan kimia tertentu. Ukuran polimer, dinyatakan dalam massa (massa rata-rata ukuran molekul dan jumlah rata-rata ukuran molekul) dan tingkat polimerisasi, sangat mempengaruhi sifatnya, seperti suhu cair dan viskositasnya terhadap ukuran molekul (misal seri hidrokarbon).
Untuk aplikasi yang lebih luas, polimer dapat dibedakan antara polimer termoplastik, polimer termoset dan polimer elastomer. Beberapa contoh polimer termoplastik antara lain adalah PTFE (teflon), Polyethylene Terephthalate (soda bottles), High-Density Polyethylene (Dish Soap Bottles, Milk Jugs), Polyvinyl Chloride (Plumbing, Shampoo Bottles), Low-Density Polyethylene (Film, Stretch Wrap), Polypropylene (Pediatric Containers), Polystyrenes (Plastic Plates, Styrofoam) dan Composite (Milk Cartons). Sementara itu, beberapa polimer termoset antara lain adalah Phenolic (Cookware, Knobs, dan Handles), Urea-Formaldehyde (Bottle Caps, Electrical Fittings), Epoxies (Surface Coatings, Composites) dan SBR Rubbers (ban). Sedangkan polimer elastomer dapat berupa termoset (membutuhkan vulkanisasi) maupun berupa termoplastik. Beberapa contoh polimer elastomer antara lain adalah karet tak saturasi (unsaturated) seperti karet alam, polyisoprene, polybutadine, maupun karet chloroprene.
Karet merupakan jenis polimer linier, banyak digunakan sebagai ban. Betapa pentingnya ban untuk mobil maupun pesawat terbang, maka pemprosesan karet dan polimerisasinya (penambahan dan kondensasi) harus melalui standar yang tinggi. Sejalan dengan perkembangan otomotif yang sangat pesat, kebutuhan ban pun semakin meningkat. Terutama, bagi kendaraan yang tingkat mobilitasnya tinggi, seperti tranportasi umum, penggantian ban kendaraan terasa cepat. Pada sisi lain harga ban baru relatif mahal, untuk ban mobil sekisar Rp 310.000,00 hingga Rp 2.500.000,00. Untuk kendaraan darat seperti mobil dan motor, kiranya masih layak jika menggunakan ban vulkanisir (retreading tyres) yang lebih murah asalkan berkualitas baik.
Dengan peralatan pembuatan yang modern ban vulkanisir cukup stabil digunakan, aman, dan kualitasnya terjamin. Sementara itu, dari sisi lingkungan karena ban vulkanisir bukan merupakan polimer yang degradable (dapat terurai) tetapi merupakan komoditas green product (menghijaukan lingkungan), sehingga bisa menekan limbah dan menyelamatkan kerusakan pada lingkungan. Tetapi apa jadinya jika pesawat terbang menggunakan ban vulkanisir?
Masih ingatkah kita pada kasus Sriwijaya Air, tahun lalu (Kompas, 27 Januari 2006), dimana kembang vulkanisir ban depan pesawat diketahui lepas oleh petugas menara pengawas lalu lintas udara (air traffic control) di Bandara Pangkal Pinang. Vulkanisir ban tersebut lepas saat pesawat lepas landas. Luar biasa! Bagaimana dengan kecelakaan Garuda awal tahun 2007?





Polimer konduktif
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Langsung ke: navigasi, cari

Artikel ini perlu dirapikan agar memenuhi standar Wikipedia
Merapikan artikel bisa berupa membagi artikel ke dalam paragraf atau wikifikasi artikel. Setelah dirapikan, tolong hapus pesan ini.

Polypropylene


Nama Sistematis
Poly(propane-1,2-diyl)
Kecuali dinyatakan sebaliknya, data di atas berlaku
pada temperatur dan tekanan standar (25°C, 100 kPa)
Sangkalan dan referensi

Umumnya polimer dikenal sebagai materi yang bersifat non konduktif. Penelitian polimer telah menemukan berbagai polimer yang bersifat konduktif maupun semi-konduktif. Polimer konduktif adalah polimer yang dapat menghantarkan arus listrik. Hantaran listrik terjadi karena ada elektron ikatan terdelokalisasi, yang mempunyai struktur pita seperti silikon. Polimer konduktif kebanyakan semikonduktor, karena struktur pita mirip silicon. Tapi ada beberapa polimer yang mempunyai gap pita kosong sehingga bersifat seperti logam.
Daftar isi
[sembunyikan]
1 Sejarah
2 Sifat polimer konduktif
3 Konduktifitas listrik cis dan trans polyacetilen
4 Keuntungan dari polimer konduktif
5 Aplikasi polimer konduktif dalam kehidupan sehari hari
6 Referensi

[sunting] Sejarah
Pada oktober 2000 Alan Fleeger dan Shirakawa memperoleh penghargaan nobel kimia dalam kerjanya dibidang polimer konduktif. Pekerjaan dengan polimer ini dimulai pada polyacetilen. Polimer banyak dipelajari karena struktur, sifat dan mekanismenya yang unik dan atraktif. Penemuan polimer yang dapat menghantarkan arus listrik, dikenal dengan polimer konduktif pada pertengahan tahun 1970-an dan telah melahirkan penelitian yang intensif yang menunjukkan sifat-sifat elektrik pada polimer yang berkisar dari insulating (tidak dapat menghantar), semi konduktif sampai konduktif. Material jenis baru yang bersifat semikonduktif dan konduktif ini dapat disebut gabungan sifat-sifat elektrik dan optic semikonduktor anorganik dengan polimer yang memiliki kelenturan mekanis. Akan tetapi mekanisme pembawa muatan dan transport muatan pada polimer semikonduktif memiliki perbedaan mendasar dengan semikonduktor anorganik.
[sunting] Sifat polimer konduktif
Polimer semikonduktif dan konduktif adalah polimer terkonjugasi yang menunjukkan perubahan ikatan tunggal dan ganda antara atom-atom karbon pada rantai utama polimer. Ikatan ganda diperoleh dari karbon yang memiliki empat elektron valensi, namun pada molekul terkonjugasi hanya memiliki tiga (kadang-kadang dua) atom lain. Elektron yang tersisa membentuk ikatan π, elektron yang terdelokalisasi pada seluruh molekul. Suatu zat dapat bersifat polimer konduktif jika mempunyai ikatan rangkap yang terkonjugasi. Contoh dari polimer terkonjugasi adalah plastik tradisonal (polyethylen), sedangkan polimer konduktif antara lain : polyacetilen, polpyrol, polytiopen, polyaniline dan lain lain.


Pembuatan Polyacetilen
Polimer konduktif dapat dibuat dari polyacetilen. Polyacetilen merupakan polimer terkonjugasi sederhana yang mempunyai dua bentuk: yaitu bentuk cis dan trans polyacetilen.
Sedangkan pembuatan polyacetilen dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu
1. cara pemanasan
2. cara dopping.
Polyacetilen bentuk trans dibuat dengan kondisi temperatur yang berbeda. Katalis Ti(O-n-C4H9)4-(C2H5)3Al.
Temperatur (oC) % trans
150 100
100 92,5
50 67,6
18 40,7
0 21,4
-18 4,6
-78 1,9
Temperatur yang menunjukan proses isomerisasi irreversibel dengan bentuk cis terjadi pada temperatur yang lebih tinggi pada 145 oC menghasilkan bentuk trans. Bentuk cis secara termodinamika kurang stabil dibandingkan dengan bentuk trans. Pada temperatur tinggi, dan secara spontan isomer cis dapat berubah menjadi trans.
Konduktifitas polyacetilen dapat ditingkatkan dengan proses halogenasi. Struktur polyacetilen dapat mengalami resonansi sehingga konduktifitasnya menjadi lebih besar. Adanya resonansi pada poliasetilen menyebabkan material dapat menghantarkan arus listrik.
Bila klorin ditambahkan pada film, ternyata tidak menghasilkan spektrum garis, tetapi reaksi adisi klorin menghasilkan spektrum polyacetilen yang jelas. Sekarang dikenal doping-induced pita IR yang disusun dari 3 pita yaitu pada 1397, 1288 dan 888 cm-1, absorbsi kuat jelas dibanding undoped polymer.
[sunting] Konduktifitas listrik cis dan trans polyacetilen
Trans polyacetilen mempunyai konduktifitas listrik yang lebih tinggi, karena trans polyacetilen mempunyai dua degenerasi keadaan dasar. Untuk memperbesar hantaran listrik polimer terkonjuasi dapat dilakukan dengan cara dopping. Cis dan trans polyacetilen merupakan semikonduktor dengan konduktifitas relatif rendah. Bahan polyacetilen dapat didoping untuk membentuk semikonduktor tipe p atau tipe n. Pada doping tinggi tingkat efektifitas sama dengan bahan logam.
[sunting] Keuntungan dari polimer konduktif
1. Merupakan gabungan dari sifat logam dan plastik
2. Konduktifitas tinggi
3. Terang/ tembus cahaya/ transparan
4. Prosesnya mudah dan tidak rumit
5. Harganya murah
6. Sintesisnya bisa dipilih
[sunting] Aplikasi polimer konduktif dalam kehidupan sehari hari
1. Full colour display
2. Ink-jet printing
3. Comercial products (Norelco spectra 8894 XL; Philips/CDT)
4. Organic Solar Cells



SUNDAY, 11 OCTOBER 2009
SENYAWA POLIMER BERILIUM KHLORIDA
BeCl2 dapat membentuk senyawa polimer. Tanda panah menunjukkan ikatan koordinasi yang terbentuk antara Cl pada molekul BeCl2 yang satu dengan Be pada molekul BeCl2 yang lain. Be ternyata masih mampu menarik pasangan elektron dari Cl yang terikat pada molekul BeCl2 yang lain. Karena kemampuan itulah maka BeCl2 tidak hanya mampu membentuk dimer, bahkan dapat juga mapa haembentuk polimer.
Berikan alasanmu, mengapa hal itu dapat terjadi. Apakah karena harga keelektronegatifannya? Mengapa unsur-unsur lain dalam golongan IIA tidak seperti BeCl2?

No comments:

Post a Comment