Kali ini kita akan membahas sebuah materi pembelajaran kimia tingkat SMA/SMK/MA kurikulum 2013 edisi revisi 2017 terbaru yaitu tentang rangkuman materi polimer, adapun yang akan kita bahas mengenai pengertian polimer, sifat, perbedaan sifat sifat polimer, klasifikasi, struktur, pembentukan, tata nama dan manfaat polimer. Semoga dapat membantu
Polimer
Pengertian Polimer
Pengertian polimer adalah suatu makromolekul atau molekul raksasa yang tersusun atas beberapa monomer (molekul-molukul kecil yang sederhana). Molekul kecil atau monomer yang menyusun polimer dapat berupa senyawa berikatan rangkap maupun senyawa yang memiliki gugus fungsional.
Sifat Sifat Polimer
Polimer merupakan makromolekul yang terdiri atas banyak kelas material alami dan sintetik dan memiliki sifat yang berbeda beda. Perbedaan kedua material tersebut terletak pada mudah tidaknya sebuah polimer didegradasi atau dirombak oleh mikroba.
Berikut adalah perbedaan sifat sifat yang dipengaruhi oleh struktur polimernya, antara lain:
- Panjang Rantai Polimer
Semakin panjang rantai polimer, maka kekuatan dan titik leleh senyawanya semakin tinggi.
- Gaya Antar Molekul
Semakin besar gaya antar molekul pada rantai polimer maka polimer akan menjadi kuat dan sukar (sulit) meleleh.
- Percabangan
Rantai polimer yang bercabang banyak memiliki daya tegang rendah dan mudah meleleh.
- Ikatan Silang Antar Rantai Polimer
Semakin banyaknya ikatan silang maka polimer semakin kaku dan rapuh sehingga mudah patah. Hal tersebut dikarenakan Ikatan silang antar rantai polimer menyebabkan terjadinya jaringan yang kaku dan membentuk bahan yang keras.
- Sifat Kristalinitas rantai polimer
Semakin tinggi sifat kristalinitas, rantai polimer akan lebih kuat dan lebih tahan terhadap bahaan-bahan kimia dan enzim. Biasanya yang memiliki sifat kristalinitas tinggi adalah polimer dengan struktur teratur, sedangkan polimer berstruktur tidak teratur cenderung memiliki kristanilitas rendah dan bersifat amorf (tidak keras).
Sifat Polimer
Secara umum polimer memiliki sifat sifat sebagai berikut:
Polimer sebagai isolator memiliki sifat termal yang baik meskipun polimer bukan merupakan konduktor. Jika ditinjau dari jenisnya, polimer yang dipanaskan ada yang menjadi lunak namun ada juga yang menjadi keras. Perubahan ini penting untuk bahan komponen tertentu.
Karena bersifat lentur, polimer mudah diolah menjadi produk yang diinginkan. Namun, polimer alam lebih diolah sesuai dengan keinginan dibandingkan polimer sintetis.
- Sifat Ketahanan Terhadap Organisme
Sifat ini biasanya dimiliki oleh polimer sintetis. Sedangkan polimer alam seperti sutra, wol, dan polimer alam lainnya tidak tahan terhadap mikroorganisme.
Lalu Polimer juga bersifat Ringan, Tahan terhadap Korosi dan Dimensinya Stabil
Klasifikasi dan Struktur Polimer
Struktur polimer dapat dibedakan berdasarkan penggolongannya. Penggolongan polimer terdiri dari:
1. Berdasarkan Asalnya
Polimer berdasarkan asalnya dibedakan menjadi 2 yaitu dari alam dan sintetik
- Polimer alam adalah senyawa yang jumlahnya terbatas dan dihasilkan dari proses metabolisme mahluk hidup. Polimer alam bersifat kurang stabil, mudah menyerap air, tidak stabil karena pemanasan dan sukar dibentuk.
Contohnya dapat berupa protein, amilum, glikogen, selulosa, karet alam (poliisoprena), asam nukleat.
- Polimer sintetik adalah polimer yang tidak terdapat di alam, tetapi disintesis dari monomer-monomernya. Polimer ini sengaja dibuat di untuk memenuhi kebutuhan sekunder dan tersier manusia.
Contoh polimer sintetik berupa polietena, polivinilklorida, polipropilena, tetrafloroetilena.
2. Berdasarkan Jenis Monomernya
Berdasarkan jenis monomernya, polimer dibedakan menjadi dua macam yaitu:
Monopolimer adalah polimer yang terdiri dari monomer-monomer sejenis dengan struktur A – A – A – A – A.
Contohnya dapt berupa polietilena, polistirena, polipropilena, PVC, amilum, teflon, selulosa dan poliisoprena.
Kopolimer adalah polimer yang terdiri dari dua atau lebih monomer yang tidak sejenis dengan struktur A – B – A – B – A – B. Polimer jenis ini sendiri terdiri atas 4 jenis, yaitu:
- Kopolimer bergantian adalah kopolimer yang memiliki beberapa kesatuan ulang yang berbeda berselang-seling adanya dalam rantai polimer. Strukturnya meliputi A-B-A-B-A.
- Kopolimer balok adalah kopolimer yang memiliki suatu kesatuan berulang berselang-seling dengan kesatuan berulang lainnya dalam rantai polimer. Strukturnya berupa A-A-AA-B-B-B-B-A-A-A-A.
- Kopolimer tidak beraturan adalahpolimer dengan jumlah satuan berulang yang berbeda dan tersusunsecara acak dalam rantai polimer. Strukturnya berupa A-B-A-A-B-B-A-A.
- Kopolimer tempel atau grafit adalah kopolimer yang memiliki satu macam kesatuan berulang menempel pada polimer tulang punggung lurus yang mengandung hanya satu maca kesatuan berulang dari satu jenis monomer. Strukturnya yaitu A-A-A-A-A-A.
3. Berdasarkan Sifat Kekekalannya
Berdasarkan sifat kekekalannya, polimer dibedakan menjadi 2 macam, yaitu:
- Polimer Termoplastik adalah polimer yang tidak tahan panas sehingga akan meliat jika dipanaskan dan dapat dibentuk sesuai dengan keinginan.
- Polimer Termoset adalah polimer tahan panas yang tidak akan meliat (melelleh) jika dipanaskan.
Berbeda dengan polimer termoplastik, polimer ini sangah mudah dibentuk sesuai keinginan.
4. Berdasarkan Susunan Rantainya
Berdasarkan susunan rantainya, polimer dibedakan menjadi 3 macam, yaitu:
- Polimer Linier adalah polimer yang tersusun satu sama lain melalui unit ulang yang sama sehingga membentuk rantai polimer yang panjang.
Polimer linier biasanya bersifat padat pada temperatur normal dan dapat larut dalam beberapa pelarut.
Contohnya PVC, polietelena, nylon 66, dsb.
- Polimer Bercabang adalah polimer yang terbentuk jika polimer linier membentuk cabang.
- Polimer Berikatan Silang (Cross-linking) adalah polimer yang terbentuk karena beberapa rantai polimer saling berikatan satu sama lain pada rantai utamanya. Jika sambungan silang polimer terjadi dengan ikatan kimia antara rantainya akan terbentuk sambung silang tiga dimensi yang sering disebut polimer jaringan tiga dimensi (three-dimension network).
Pembentukan Polimer
Pembentukan polimer adalah penggabungan beberapa monomer hingga terbentuk suatu molekul raksasa atau makromolekul (polimer). Reaksi pembentukan ini disebut dengan polimerasi. Berdasarkan jenis reaksi yang terjadi, polimerasi ini dibedakan menjadi dua macam, yaitu Polimerasi Adhisi dan Polimerasi Kondensasi.
1. Polimerasi Adhisi
Pengertian Polimerasi adhisi adalah suatu reaksi pemebentukan polimer dengan prinsip pemutusan ikatan rangkap (tidak jenuh) diikuti oleh adhisi (penggabungan) dari monomer-monomernya yang membentuk ikatan tunggal.
Pada reaksi ini, molekul molekul H₂O atau NH₃ sebagai hasil sampingan tidak terbentuk. Pada prinsipnya, polimerasi adhisi ini melibatkan reaksi rangkap seperti berikut:
- Tahap Inisiasi adalah tahap pembentukan pusat-pusat aktif.
- Tahap Propagasi adalah tahap pembentukan rantai lewat adisi monomer secara berkelanjutan.
- Tahap Terminasi adalah tahap deaktivasi pusat aktif.
Contoh polimerasi adhisi yaitu pembentukan polietilena.
Sehingga dapat kita smpulkan bahwa pada reaksi adhisi, monomer-monomer yang mengandung ikatan rangkap akan bergabung, tiap monomer akan masuk ke monomer yang lain hingga membentuk rantai panjang. Produk yang dihasilkan dari reaksi polimerisasi adisi mengandung semua atom dari monomer awal.
2. Polimerasi Kondensasi
Pengertian Polimerisasi kondensasi adalah reaksi pembentukan polimer dari monomer-monomer yang memiliki dua gugus fungsional baik pada monomer yang sama ataupun berbeda, ataupun monomernya mempunyai gugus fungsi -COOH,-OH,-NH2.
Apabila monomer-monomer tersebut berikatan, akan terjadi reduksi pada gugus fungsionalnya sehingga terjadi pelepasan molekul-molekul kecil seperti H₂O atau CH₃OH (metanol).
Contoh reaksi polimerasi kondensasi bisa kita pelajari pada pembentukan nylon 66 dari 1,6-diaminoheksana (heksametilen diamin) dengan asam 1,6-heksanadioat (asam adipat). Untuk lebih memahami reaksi tersebut, anda dapat perhatikan reaksi dibawah ini !
Tatanama Polimer
Jika kita ditinjau dari strukturnya, jumlah polimer sangat banyak. Untuk memudahkan dalam membedakan tiap-tiap polimer maka dibuatlah tata nama polimer. Tata nama polimer dibedakan menjadi 2 yaitu polimer vinil dan polimer non vinil.
Tata Nama Polimer Vinil
Tatanama polimer vinil didasarkan atas monomer (nama sumber atau umum), taktisitas, dan isomer.
Penamaan monomer satu kata yakni dengan melekatkan awalan poli- pada nama monomer. Contohnya polistirena dan polietilena.
Penamaan monomer lebih dari satu yaitu dengan didahului sebuah huruf atau angka, kemudian diikuti nama monomer yang diletakkan dalam kurung.
Contohnya poli (asam akrilat), poli(1-pentena).
Dalam taksisitas, penamaan polimer diawali dengan huruf “i” untuk isotaktik atau “s” untuk sindiotaktik sebelum poli.
Contohnya seperti, i-polistirena (polimer polistirena dengan taktisitas isotaktik).
Isomer suatu polimer dapat ditunjukkan dengan menggunakan awalan cis atau trans dan 1,2- atau 1,4- sebelum poli.
Contohnya trans-1,4-poli (1,3 butadiena).
Menurut IUPAC tatanama polimer vinil dapat diturunkan dari struktur unit dasar atau unit ulang konstitusi dan harus memenuhi tahapan berikut ini:
- Pengidentifikasian unit struktural terkecil (CRU).
- Sub unit CRU ditetapkan prioritasnya berdasarkan titik pengikatan dan ditulis prioritasnya menurun dari kiri ke kanan.
- Substituen-substituen diberi nomor dari kiri ke kanan.
- Nama CRU (diletakkan dalam kurung biasa) dan diawali dengan poli.
Berikut dibawah ini adalah contoh tabel tatanama polimer menurut IUPAC:
|
Nama Sumber (Monomer)
|
IUPAC
|
|
Polietilena
|
Poli(metilena)
|
|
Politetrafluoroetilena
|
Poli(difluorometilena)
|
|
Poli(asam akrilat)
|
Poli(1-karboksilatoetilena)
|
|
Poli(1-pentena)
|
Poli[1-(1-propil)etilena]
|
Tata Nama Polimer Non-Vinil
Tata nama polimer non-vinil cenderung lebih sulit. Adapun prinsip tatanama polimer non-vinil adalah polimer-polimer ini biasanya dinamai sesuai dengan monomer mula-mula.
Contonya seperti nylon, umumnya disebut nylon-6,6 dan akan lebih deskriptif disebut poli(heksametilen adipamida) yang menunjukkan poliamidasi heksametilendiamin (disebut juga 1,6-heksan diamin) dengan asam adipat.
Sedangkan untuk tatanama polimer yang diturunkan dari lebih satu jenis monomer atau dikenal dengan istilah kopolimer dinamai sesuai dengan rekomendasi dari IUPAC. Cara tersebut adaalah dengan menggabungkan istilah konektif yang ditulis miring antara nama-nama monomer yang dimasukkan dalam kurung atau antara dua atau lebih nama polimer.
Contohnya dapat dilihat dengan mengamati tabel dibawah ini!
|
Jenis Kopolimer
|
Konektif
|
IUPAC
|
|
Tak dikhususkan
|
-co-
|
Poli[stirena-co-(metilmetakrilat)]
|
|
Statistik
|
-stat-
|
Poli(stirena-stat-butadiena)
|
|
Random/acak
|
-ran-
|
Poli[etilen-ran-(vinil asetat)
|
|
Alternating
|
-alt-
|
Poli(stirena-alt-(maleat anhidrida)]
|
|
Alternating
|
-blok-
|
Polistirena-blok-polibutadiena
|
|
Graft (cangkok/tempel)
|
-graft-
|
Polibutadiena-graft-poli
|
Manfaat Polimer
Polimer ini sangat berguna bagi kehidupan manusia khususnya dalam kegiatan sehari hari manusia. Adapun pemanfaatan polimer diantaranya, yaitu:
1. Polietilena
Pengertian monomer polietilena adalah etilena dengan rumus kimianya CH2=CH2. Sifat polimer ini yaitu tidak berbau, tidak berwarna dan tidak beracun. Pemanfaatan polietilena dalam kehidupan sehari-hari adalah digunakan sebagai pembuatan kantong palastik dan pembungkus kabel plastik lembaran.
2. Poli Vinil chlorida (PVC)
Pengertian PVC adalah polimer yang bersifat kuat dan keras dengan monomer Vinil klorida (CH2=CHCI).
PVC dimanfaatkan dalam pembuatan pipa, pelapis lantai, dan selang.
3. Nilon
Nilon memiliki monomer berupa asam adipat dan heksametilendianima.
Nilon bersifat kuat dan elastis dan banyak digunakan dalam pembuatan jala, jas hujan, tenda, dan lainnya.
4. Polistirena
Polimer ini bersifat lebih kuat dan keras dibandingkan polimer lainnya. Monomernya ialah stirena (C6H5-CH=CH2). Polimer ini banyak dimanfaatkan dalam pembuatan gelas minuman ringan, kemasan makanan dan lainnya.
5. Serat Akrilat atau Orlon Sifat
Pengertian Serat Akrilat adalah akrilonitril (CH2=CH-CN). Karena sifat polimer ini yang elastis dan kuat sehingga banyak dimanfaatkan dalam pembuatan baju wol, kaos kaki, karpet, dan lainnya.
6. Polipropilen
Polipropilen bersifat lebih kuat daripada polietilena. Monomer polimer ini adalah propilena (CH2=CH-CH3). Kegunaan polipropilen adalah bahan baku dalam pembuatan kantong plastik, tali, botol, dan lain sebagainya.
7. Teflon
Teflon banyak digunakan sebagai pelapis tangki di pabrik kimia, pelapis panci anti lengket, dan masih banyak lagi. Teflon bersifat kuat, tidak lengket, dan tahan panas. Monomer polimer teflon adalah tetrafloroeten (CF2=CF2).
8. Flexiglass atau Polimetilmetakrilat (PMMA)
Flexiglass bersifat bening, ringan dan keras dan banyak digunakan dalam pembuatan kaca jendela pesawat terbang, lampu belakang mobil, dan lain sebagainya. Monomer PMMA adalah metil metakrilat (CH2=CHCN).
Penggunaan polimer sintesis dalam kehidupan sehari-hari lebih banyak dibandingkan dengan penggunaan polimer alam. Adapun polimer sintesis yang digunakan kebanyakan merupakan bahan-bahan yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme. Sehingga barang-barang tersebut menumpuk dalam bentuk sampah yang tidak dapat membusuk yang akibatnya dapat menyebabkan sumbatan pada saluran air yang berdampak dan memicu terjadinya banjir. Selain itu, barang-barang dengan bahan baku polimer sintesis tidak boleh dibakar karena akan menghasilkan senyawa dioksin, yaitu suatu gas beracun yang bersifat karsiogenik sehingga meningkatkan faktor resiko terjadinya kanker.