Polimer – Konsep, jenis, sifat dan karakteristik

Polimer memiliki struktur molekuler yang unik, di mana monomer-monomer yang berulang membentuk rantai panjang atau jaringan polimer. Polimer dapat dibagi menjadi dua kategori utama: polimer alam, yang ditemukan secara alami, dan polimer sintetis, yang dibuat melalui reaksi kimia.

Polimer adalah makromolekul yang tersusun dari monomer.

Apa itu polimer?

Dalam kimia, polimer adalah sejenis makromolekul yang terdiri dari rantai unit yang lebih sederhana, yang disebut monomer, dihubungkan satu sama lain melalui ikatan kovalen. Namanya berasal dari bahasa Yunani polys (“banyak”) dan meros (“segmen”).

Mereka umumnya merupakan molekul organik yang sangat penting baik di dunia alam maupun industri. Molekul-molekul ini termasuk DNA dalam sel kita, pati pada tumbuhan, nilon, dan sebagian besar plastik.

Pada akhir abad ke-19 dan awal abad ke-20, ditemukan cara memanipulasinya. Dengan demikian, penanganan material oleh umat manusia mengalami revolusi selamanya.

• • Jika digolongkan berdasarkan asal usulnya, polimer dapat berupa:
    • Polimer alami. Asal usulnya adalah biologis.
    • Polimer sintetik. Mereka diciptakan seluruhnya oleh manusia.
    • Polimer semi-sintetis. Mereka diciptakan melalui transformasi polimer alami.
  • Jika diklasifikasikan menurut komposisinya, kita dapat membedakannya:
    • Polimer organik. Mereka memiliki rantai utama atom karbon.
    • Polimer organik vinil. Mirip dengan organik, tetapi dengan ikatan rangkap karbon-karbon. Bahan-bahan tersebut termasuk poliolefin, stirena, vinil terhalogenasi, dan akrilik.
    • Polimer organik non-vinil. Mereka memiliki atom oksigen dan/atau nitrogen di rantai utamanya, selain karbon. Bahan-bahan tersebut termasuk poliester, poliamida, dan poliuretan.
    • Polimer anorganik. Berdasarkan unsur lain seperti belerang (polisulfida) atau silikon (silikon).
  • Jika diklasifikasikan menurut reaksinya terhadap kenaikan suhu, kita dapat membedakannya menjadi:
    • Polimer elastomer. Mereka berubah bentuk seiring meningkatnya suhu, namun kembali ke bentuk aslinya.
    • Polimer termostabil. Saat mereka naik, suhunya terurai secara kimia. Mereka tidak berubah bentuk, artinya material tidak mengalir.
    • Polimer termoplastik. Ketika suhu dinaikkan, mereka meleleh dan menjadi cair, tetapi ketika dingin, mereka menjadi padat kembali.

Ini mungkin membantu Anda: Bahan organik

Definisi dan Struktur Polimer

Polimer adalah senyawa kimia yang terbentuk dari penggabungan monomer-monomer melalui proses polimerisasi. Struktur dasar polimer terdiri dari rantai panjang yang bisa bersifat linier, bercabang, atau jaringan tiga dimensi.

1. Monomer: Unit dasar yang berulang dalam polimer.
2. Polimerisasi: Proses kimia di mana monomer bergabung membentuk polimer.
3. Rantai Polimer: Rangkaian panjang dari monomer yang terhubung.

Jenis-Jenis Polimer

Polimer dapat diklasifikasikan berdasarkan asal, struktur, atau sifat fisiknya.

Berdasarkan Asal

1. Polimer Alam:
   • Ditemukan secara alami di alam.
   • Contoh: Selulosa (ditemukan dalam tumbuhan), protein, dan karet alam.
2. Polimer Sintetis:
   • Dihasilkan melalui reaksi kimia di laboratorium atau industri.
   • Contoh: Polietilena, polipropilena, dan polistirena.

Berdasarkan Struktur

1. Polimer Linier:
   • Terdiri dari rantai panjang tanpa cabang.
   • Contoh: Polietilena, polivinil klorida.
2. Polimer Bercabang:
   • Terdiri dari rantai utama dengan cabang-cabang yang menyebar.
   • Contoh: Polipropilena bercabang rendah.
3. Polimer Jaringan:
   • Terdiri dari rantai yang terhubung dalam struktur tiga dimensi.
   • Contoh: Resin epoksi, polimer termoset.

Berdasarkan Sifat Fisik

1. Termoplastik:
   • Melunak saat dipanaskan dan mengeras saat didinginkan.
   • Dapat didaur ulang.
   • Contoh: Polietilena, polistirena.
2. Termoset:
   • Tidak melunak saat dipanaskan setelah proses pengerasan.
   • Stabil dan tahan terhadap panas.
   • Contoh: Bakelit, melamin.

Proses Pembuatan Polimer

Proses pembuatan polimer melibatkan reaksi kimia yang dikenal sebagai polimerisasi. Ada dua jenis utama polimerisasi:

1. Polimerisasi Adisi:
   • Monomer dengan ikatan rangkap atau rangkap tiga bergabung.
   • Tidak ada produk sampingan.
   • Contoh: Polimerisasi etilena menjadi polietilena.
2. Polimerisasi Kondensasi:
   • Monomer bergabung dengan eliminasi molekul kecil seperti air atau metanol.
   • Contoh: Pembentukan nilon dari asam adipat dan heksametilendiamin.

Polimer alami

Polimer alami ada di alam, sebagai biomolekul dan senyawa yang membentuk tubuh makhluk hidup. Munculnya polimer alami di dunia mewakili poin penting dalam kompleksitas biokimia kehidupan.

Ini termasuk sebagian besar protein, asam nukleat, polisakarida (gula kompleks, seperti selulosa tumbuhan dan kitin jamur), dan karet nabati.

Polimer sintetik

Polimer sintetik pertama dibuat pada tahun 1907: Bakelite, bahan yang tahan lama dan berbiaya rendah. Keberhasilan industrinya yang besar sebagian besar disebabkan oleh pembuatannya yang sederhana dan ekonomis, menggunakan fenol dan formaldehida. Banyak kemajuan telah dicapai sejak saat itu dalam memperoleh bahan organik baru dan lebih kuat, khususnya di industri petrokimia.

Polimer dapat dibuat di laboratorium dengan menggabungkan monomer tertentu ke dalam suatu rantai, menggunakan masukan organik atau anorganik, dalam kondisi suhu, tekanan, dan keberadaan katalis yang terkendali. Dengan demikian, reaksi berantai atau langkah dihasilkan yang menghasilkan pembentukan senyawa.

Sifat dan karakteristik polimer

Secara umum polimer merupakan penghantar listrik yang buruk sehingga sering digunakan sebagai isolator pada industri kelistrikan, misalnya plastik sebagai pembungkus kabel. Namun, ada polimer konduktif, yang dibuat pada tahun 1974, yang penerapannya masih dipelajari hingga saat ini.

Suhu, sebaliknya, merupakan faktor penting dalam perilaku polimer. Pada suhu rendah menjadi keras, rapuh, mirip kaca, sedangkan pada suhu normal cenderung elastis. Jika suhu meningkat mendekati titik lelehnya, sebagian akan kehilangan bentuknya dan sebagian lagi akan membusuk.

Selengkapnya di: Sifat-sifat materi

Contoh polimer

Beberapa polimer yang paling terkenal dan paling penting bagi manusia adalah:

• • Polivinilklorida. Juga dikenal sebagai PVC dan dengan rumus umum (C ₂ H ₃ Cl)n, diperoleh dari polimerisasi unit vinil klorida. Ini adalah turunan plastik paling serbaguna yang diketahui dan digunakan untuk semua jenis kemasan, alas kaki, pelapis, bahan fleksibel dan bahkan pipa.
  • Polistiren. Dikenal sebagai PS, diperoleh dari styrene monomer, dan dapat memperoleh hasil yang sangat beragam: varian yang kurang lebih transparan, lebih atau kurang rapuh, atau bahkan sangat padat dan tahan air. Ini pertama kali disintesis di Jerman pada tahun 1930 dan sejak itu sekitar 10,6 juta ton telah diproduksi setiap tahunnya di dunia.
  • Polimetilmetakrilat. Disingkat dengan akronim PMMA, ini adalah plastik rekayasa yang khas, dan merupakan salah satu yang paling kompetitif dalam hal aplikasi industri, karena sangat transparan dan tahan.
  • Polipropilena. Disebut dalam akronimnya sebagai PP, ini adalah polimer termoplastik, sebagian berbentuk kristal dan terbuat dari propilena atau propena. Ini digunakan dalam kemasan makanan, kain, peralatan laboratorium dan film transparan atau film untuk menutupi benda.
  • Poliuretan. Polimer ini diperoleh dengan menggabungkan basa hidroksil dan diisosianat, dan dapat bersifat termoplastik atau termostabil. Bahan ini sering digunakan dalam industri alas kaki, cat, serat tekstil sintetis, kemasan, kondom atau komponen mesin dan kendaraan.

Lanjutkan dengan: Polietilen

Aplikasi Polimer

Polimer memiliki aplikasi luas dalam berbagai industri karena sifatnya yang serbaguna dan mudah dimodifikasi.

1. Industri Pengemasan:
   • Polimer seperti polietilena dan polipropilena digunakan untuk membuat kantong plastik, botol, dan kemasan makanan.
2. Konstruksi:
   • PVC digunakan untuk pipa, jendela, dan bahan bangunan lainnya.
3. Tekstil:
   • Serat sintetis seperti poliester, nilon, dan akrilik digunakan dalam pembuatan pakaian dan tekstil rumah tangga.
4. Medis:
   • Polimer digunakan dalam alat medis, implan, dan perangkat kesehatan seperti kateter dan kantong darah.
5. Elektronika:
   • Polimer konduktif digunakan dalam pembuatan sirkuit fleksibel dan perangkat elektronik lainnya.
6. Otomotif:
   • Polimer digunakan dalam pembuatan bagian-bagian mobil seperti bumper, dashboard, dan pelapis interior.