Polimer kimia adalah studi dan manipulasi bahan kimia sintetis dan organik yang dikenal sebagai polimer. Polimer adalah rantai berulang dari molekul yang bergabung untuk membentuk apa yang disebut makromolekul.
Polimer adalah zat serbaguna, memiliki berbagai sifat fleksibilitas, ringan, kekerasan, dan daya tahan. Cara yang ditemukan oleh ahli kimia polimer untuk mengisolasi dan mengembangkan properti ini. Selain itu, mereka mengidentifikasi konduktif unik dan sifat kimia polimer yang diberikan untuk keperluan industri dan medis.
Dalam satu bentuk atau lain, cabang kimia telah hadir di bidang ilmu pengetahuan sejak pertengahan abad ke-19. Nitroselulosa, suatu polimer awal, dikembangkan menggunakan penelitian Henri Braconnot dan Christian Schonbein, masing-masing. Selama tahun-tahun berikutnya, nitroselulosa dan turunannya digunakan dalam berbagai cara, termasuk sebagai luka yang efektif berpakaian selama Perang Saudara Amerika.
Pabrik manufaktur pertama untuk serat sintetis dibuka pada tahun 1884 oleh seorang industrialis Perancis bernama Hilaire de Chardonnet. Ini menghasilkan kain polimer disebut rayon viskosa, yang digunakan sebagai pengganti murah untuk sutra. Sejak saat itu, bidang kimia polimer telah berkembang pesat, mencapai puncaknya pada awal abad 20 dengan perkembangan Kevlar ® dan nilon.
Pengembangan bahan tersebut mengakibatkan sejumlah besar bunga yang berlanjut hingga hari ini. Beberapa ribu zat dengan aplikasi praktis telah diproduksi sejak awal abad ke-20 sebagai akibat dari kemajuan dalam kimia polimer.
Penggunaan polimer tersebar luas di masyarakat modern, menyediakan komponen kimia penting dari banyak benda orang menggunakan setiap hari. Ban, kantong plastik, compact disc, dan lensa kontak sekali pakai semuanya mengandung bahan yang dikembangkan oleh bidang ilmu ini. Setiap tahun, semakin banyak barang yang mengandung polimer sintetis dan organik diperkenalkan ke pasar.
Karena kebanyakan polimer sintetis, produk memanfaatkan mereka umumnya memerlukan jumlah yang lebih kecil dari sumber daya tak terbarukan bila dibandingkan dengan rekan-rekan mereka terbuat dari bahan lain.
Penelitian Polimer kimia adalah multi-miliar US Dollar industri dengan sendirinya. Hal ini disebabkan penerapan luas di hampir setiap bidang industri dan ilmiah. Seringkali kebutuhan itu dapat dipenuhi oleh polimer pertama kali diidentifikasi, dan kemudian diikuti dengan pendanaan untuk mengembangkan polimer yang cocok untuk tujuan tertentu.
Setelah polimer dikembangkan, maka dapat dieksplorasi oleh ahli kimia polimer untuk menemukan kemungkinan aplikasi lainnya, serta derivatif yang mungkin memiliki kegunaan sendiri.
Beberapa keuntungan polimer adalah:
- Murah untuk dibuat
- Banyak kegunaan karena sifatnya yang berbeda.
- Menyediakan pekerjaan di perusahaan yang membuat polimer dan produk.
- Beberapa polimer dapat didaur ulang, dilebur dan dibuat menjadi sesuatu yang lain yang menghemat sumber daya alam yang berharga.
- Jika polimer digunakan sebagai pengganti kayu, lebih sedikit pohon yang harus ditebang.
Polimer memiliki kepadatan rendah, mereka dapat digunakan dalam isolasi listrik dan mereka memiliki konduktivitas termal yang rendah, tetapi mereka juga membengkak dengan air, membutuhkan suhu rendah dan memiliki kepekaan terhadap sinar UV. Polimer mudah diproduksi dan hemat biaya, tetapi banyak yang mudah terbakar dan memiliki toksisitas tertentu.
Polimer diklasifikasikan ke dalam satu dari tiga kategori. Termoplastik mengalir saat dipanaskan dan mengeras saat didinginkan. Thermosets terurai ketika dipanaskan dan sering terurai karena ikatan silang antara rantai panjang, membuat mereka tidak stabil. Elastomer bersifat karet pada suhu kamar dan harus dipanaskan pada suhu tinggi untuk bereaksi.
Tidak seperti logam dan keramik, polimer tidak membutuhkan finishing agar terlihat bagus dan bertahan lama. Polimer seperti plastik dapat dengan mudah dibentuk untuk membuat hampir semua bentuk yang dapat dibayangkan dan biasanya tahan lama. Namun, banyak polimer yang tidak dapat terpapar pada suhu ekstrem dan tidak selalu memegang bentuknya di dalam air.
Pengertian Polimer:
Polimer adalah molekul yang terdiri dari banyak molekul kecil yang disebut monomer yang bergabung bersama untuk membentuk molekul yang lebih besar. Kata “polimer” terdiri dari dua bagian: “poli” yang berarti “banyak”, dan “mer” yang berarti “satuan”.
Istilah “polimer” mengacu pada jumlah unit monomer yang tidak diketahui. Ketika terdapat banyak monomer, campuran tersebut terkadang disebut sebagai polimer tinggi. Monomer dengan berat molekul, bentuk, atau susunan kimiawi yang sama tidak diperlukan untuk membentuk polimer. Satu jenis monomer membuat beberapa polimer alami. Namun, sebagian besar polimer, baik alami maupun buatan manusia, terdiri dari dua atau lebih jenis monomer yang berbeda; polimer ini disebut sebagai kopolimer.
Klasifikasi Polimer
Polimer diklasifikasikan ke dalam berbagai jenis berdasarkan kategori yang berbeda. Klasifikasi Polimer diilustrasikan dalam bagan di bawah ini:
Jenis Polimer
Polimer terdiri dari berbagai macam seperti yang telah disebutkan di atas. Tetapi beberapa jenis utama Polimer dijelaskan di bawah secara rinci:
Polimer Alami
Polimer yang diperoleh secara alami dikenal sebagai polimer alami. Polimerisasi tambahan atau polimerisasi kondensasi digunakan untuk membuat polimer ini. Misalnya, DNA, RNA, Kolagen, Lateks, Selulosa, Pati, dll.
Polimer Sintetik
Polimer yang dibuat oleh manusia disebut sebagai polimer sintetik. Monomer, yang merupakan unit struktural berulang, adalah polimer rias. Etena atau etilen berfungsi sebagai unit monomer dalam polietilen, yang merupakan salah satu polimer paling sederhana. Polietilen densitas tinggi, atau HDPE, juga merupakan polimer sintetik.
Karakteristik Polimer
Tergantung pada penggunaan, polimer dapat dibuat sesuai dengan sifat dan karakteristik yang diinginkan. Seperti:
- Elastisitas – Baik polimer alami maupun sintetik menunjukkan sifat elastis yang membuatnya berguna untuk Ban Mobil, dll.
- Tahan Dampak – Polimer dapat menahan penanganan yang kasar dan penggunaan yang keras oleh karena itu, dapat digunakan untuk koper, kotak pelindung, dll.
- Kekuatan Tarik – Polimer memiliki Kekuatan tarik tinggi dan digunakan dalam pembuatan kabel, dll.
- Rapuh – Polimer sangat rapuh, oleh karena itu dapat dideformasi dengan mudah menggunakan panas.
- Reflektifitas dan Tembus Cahaya – Beberapa Polimer dapat tembus pandang dan bersifat reflektif, yang paling baik digunakan sebagai film reflektif, dll.
Polimer dan Monomernya
Monomer adalah sejenis molekul dengan kemampuan membentuk rantai panjang ikatan kimia dengan molekul lain; polimer adalah rantai yang terdiri dari sejumlah monomer. Berikut adalah daftar Polimer dengan monomernya.
- Lipid – Di sini polimer adalah digliserida, dan trigliserida; monomernya adalah gliserol dan asam lemak.
- Plastik – Dalam hal ini, polimernya adalah Polyvinyl Chloride (PVC) sedangkan monomernya adalah Styrene.
- Protein – Dalam polimer ini terdapat polipeptida; monomernya adalah asam amino.
- Asam Nukleat – Polimer adalah DNA dan RNA; monomer adalah nukleotida.
- Karbohidrat – Di sini polimer adalah polisakarida dan disakarida sedangkan monomer adalah monosakarida.
Bagaimana Menghitung Massa Molekul Polimer?
Berat atom total dari semua molekul yang membentuk polimer dikenal sebagai Berat Molekul Polimer.
Polimer terdiri dari unit berulang. Molekul monomer awalnya adalah unit berulang ini. Rantai polimer memiliki bobot dan panjang yang berbeda saat pertama kali terbentuk. Kemampuan untuk menggambarkan struktur polimer adalah penting. Setiap karakterisasi dari polimer esensial adalah berat molekul rata-rata berat atau berat molekul rata-rata.
Jumlah Massa Molekul Rata-Rata (M n )
Rata-rata angka atau rata-rata aritmatika sederhana, mewakili berat semua molekul dibagi dengan jumlah molekul.
Secara matematis, ini dapat dihitung sebagai:
di mana,
- N i adalah jumlah rata-rata molekul, dan
- M i adalah massa molekul rata-rata.
Berat Massa Molekul Rata-Rata (M w )
Rata-rata berat atau rata-rata aritmatika sederhana, mewakili massa dan massa molekul semua molekul dibagi dengan massa.
Secara matematis, ini dapat dihitung sebagai:
Derajat Polimerisasi
Tingkat Polimerisasi mewakili jumlah unit monomer dalam Polimer. Ini didefinisikan sebagai rasio massa molar polimer terhadap massa molar unit monomer dan diberikan sebagai,
DP atau p = M / n
di mana,
- M adalah massa molar polimer, dan
- n adalah massa molar unit monomer.
Kegunaan Polimer
Polimer memiliki berbagai aplikasi, seperti:
- Polypropylene memiliki berbagai kegunaan, termasuk plastik, tekstil, kemasan, alat tulis, dan pesawat terbang.
- Polystyrene, salah satu plastik yang paling banyak digunakan, sering digunakan dalam kemasan. Produk yang terbuat dari polystyrene antara lain mainan, nampan, piring, lemari untuk televisi, botol, dan tutup. Oleh karena itu dapat juga digunakan sebagai isolator listrik.
- PVC adalah polimer yang banyak digunakan untuk membuat pipa limbah. Bahan ini juga digunakan untuk membuat isolator kabel.
- Polivinil klorida sangat digunakan dalam pembuatan pintu dan jendela selain digunakan dalam pakaian dan perabotan.
- Karena massa molekul yang tinggi dari polimer ini, resin urea-formaldehida dapat digunakan untuk membuat berbagai macam produk. Produk termasuk perekat, cetakan, lembaran laminasi, dan lainnya termasuk dalam hal ini.
FAQ tentang Polimer
Pertanyaan 1: Definisikan vulkanisasi karet.
Menjawab:
Karet alam memiliki stabilitas fisik yang rendah karena elastisitasnya yang kuat. Belerang pada konsentrasi 5% meningkatkan ikatan silang rantai linier, mengeraskan karet untuk digunakan dalam aplikasi ban.
Pertanyaan 2: Apa saja contoh polimer biodegradable?
Menjawab:
Contoh polimer biodegradable adalah Poly-β-hydroxybutyrate-co-β-hydroxy valerate (PHBV), Polyglycolic acid (PGA), Polylactic acid (PLA), Poly (ε-caprolactone) (PCL) dan Nylon-2-Nylon- 6.
Pertanyaan 3: Apa itu Plastik Rekayasa?
Menjawab:
Polimer dengan resin sintetis berkinerja tinggi, daya tahan tinggi, dan tahan panas disebut Plastik Rekayasa. Contoh: Silikon, Polikarbonat, ABS, dan Polisulfon.
Pertanyaan 4: Untuk apa Polimer digunakan?
Menjawab:
Polimer digunakan untuk berbagai keperluan seperti, pembuatan serat sintetis, barang pecah belah sekali pakai, fiberglass, cat plastik, peralatan masak berlapis teflon, dll.
Pertanyaan 5: Tulis beberapa Sifat fisik Polimer.
Menjawab:
Berikut adalah beberapa sifat fisik penting dari polimer –
- Polimer alami dan sintetik menunjukkan sifat elastis yang membuatnya berguna untuk Ban Mobil, dll.
- Polimer dapat menahan penanganan yang kasar dan penggunaan yang keras oleh karena itu, dapat digunakan untuk koper, kotak pelindung, dll.
- Polimer memiliki Kekuatan tarik tinggi dan digunakan dalam pembuatan kabel, dll.
- Polimer sangat rapuh, oleh karena itu dapat berubah bentuk dengan mudah menggunakan panas.
- Beberapa Polimer dapat tembus pandang dan bersifat reflektif, yang paling baik digunakan sebagai film reflektif, dll.
