MAKALAH POLIAMIDA Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Kimia Polimer
Di Susun Oleh : Dipika Saulantika
SEKOLAH SEKOLA H TINGGI TINGG I MIPA OGO! OGO! "#
%$ POLIAMIDA
Pengertian
Pol&ami'e (Poliami'a) a'alah polimer &ang ter'iri 'ari monomer ami'a &ang terga*ung 'engan ikatan pepti'a+ Poliami'a 'apat ter*entuk se,ara alami ataupun *uatan+ Salah satu *entuk poliami'a alami &aitu protein- seperti .ol 'an sutra+ Poliami'a 'apat 'i*uat se,ara arti/isial melalui polimerisasi atau sintesis (/ase pa'at)+ 0ontoh poliami'a *uatan 'iantaran&a nilon- arami' 'an so'ium pol&(aspartat)+ Poliami'a *iasan&a 'igunakan 'alam in'ustri tekstil- otomoti/karpet 'an pakaian olahraga karena memiliki si/at kuat 'an 'a&a tahan &ang ekstrim+ (De.i-A "#$")
Pembentukan dari Monomer
Ikatan ami'a 'ihasilkan 'ari reaksi kon'ensasi gugus amino 'an asam kar*oksilat atau gugus asam klori'a+ Suatu molekul ke,il- *iasan&a air atau hi'rogen klori'a 'ieliminasi+ Kelompok amino 'an kelompok asam kar*oksilat *isa *era'a pa'a monomer &ang sama- atau polimer 'apat 'i*entuk 'ari 'ua monomer *i/ungsional &ang *er*e'a+ Satu 'engan 'ua gugus amino- 'an &ang lain 'engan 'ua asam kar*oksilat atau gugus asam klori'a+ Asam amino 'apat 'iam*il 'ari monomer tunggal (1ika per*e'aan antara kelompok ! 'ia*aikan) *ereaksi
1
'engan molekul i'entik untuk mem*entuk poliami'a+ Persamaan reaksin&a 'apat terlihat pa'a gam*ar *erikut :
!eaksi Pem*entukan Poliami'a Pem*entukan poliami'a 'ari gugus monomer 1uga 'apat terlihat pa'a pem*uatan arami' (aromati, pol&ami'e) se*agai *erikut :
!eaksi Pem*entukan Arami' (aromati, pol&ami'e)
Si/at Poliami'a Si/at poliami'a tergantung 'ari sen&a.a pen&usunn&a+ Se,ara umum- serat poliami'a mempun&ai penampang mem*u1ur *er*entuk silin'er 'an penampang melintang *ulat+ Serat n&lon 'i*uat untuk *er*agai tu1uan- seperti untuk keperluan in'ustri 'i*uat serat 'engan kekuatan tinggi 'an mulur ke,il- se'angkan untuk tekstil pakaian 'i*uat 'engan kekuatan &ang ti'ak terlalu tinggi 'an mulur &ang agak tinggi+ Serat poliami'a tahan terha'ap serangan 1amur- *akteri 'an serangga+ Serat ini 1uga sangat tahan *asa- rusak 'alam asam kuat+'an'apat 'i,elup 'engan 2at .arna 'ispersi asam 'an *asa+ (De.i-A "#$")
2
Mor/ologi Serat Poliami'a Serat poliami'a 'ipintal 'engan pemintalan leleh- seperti haln&a serat *uatan lainn&a+ Poliami'a mempun&ai penampang melintang &ang *erma,am3ma,amtetapi &ang paling umum *entuk trilo*al 'an *ulat+
Penggunaan serat poliami'a Serat poliami'a memiliki kekuatan &ang ,ukup tinggi 'an ketahanan kimia &ang ,ukup *aik- oleh karena itu penggunaan&a ,ukup luas+ Dapat 'igunakan untuk tekstil pakaian misaln&a kaos kaki- pakaian 'alam- *a1u olah raga sampai pa'a penggunaan teknik seperti *enang penguat *an- terpal- *elt penarik 'an lain se*again&a+ 0ontoh Sen&a.a Poliami'a Poliami'a pertama kali 'i*uat oleh 4+0arothers pa'a tahun $5"6 'engan nama 'agang n&lon+ Poliami'a 'i*uat 'ari hasil reaksi sen&a.a 'iamina 'an 'ikar*oksilat+ Poliami'a &ang pertama 'i*uat 'ari heksametilen'iamina 'an asam a'ipat+ Serat &ang 'ihasilkann&a 'ise*ut n&lon 77- 'imana persamaan reaksin&a se*agai *erikut : NH"(0H")7NH"80OOH(0H")90OOH 8H"O
;
NH"(0H")7NH0O(0H")90OOH
Menurut Muslimah "#$<- Angka 'i*elakang nama n&lon menun1ukkan 1umlah atom kar*on pen&usun 'ari sen&a.a amina 'an sen&a.a kar*oksilatn&a+ Serat n&lon lain &ang 'i*uat a'alah 'ari asam se*asat 'an heksametilen'iamina &ang hasil reaksin&a 'inamakan n&lon 7+$#+ Pem*uatan serat n&lon 'ilakukan 'engan mem*uat garam n&lon &ang merupakan hasil reaksi 'ari asam kar*oksilat 'engan sen&a.a amina+ Kemu'ian garam n&lon 'ipolimerisasikan pa'a suhu tinggi sehingga ter1a'i polimerisasi 'an 'ihasilkan poliami'a se*agai *ahan *aku serat n&lon+ Selan1utn&a poliami'a &ang 'ihasilkan (pa'a umumn&a 'alam *entuk ,hips) 'ilelehkan pa'a suhu titik le*urn&a kemu'ian
3
'ipintal+ Menurut 1umlah pengulangan unitn&a- poliami'a 'apat 'i*e'akan men1a'i: •
•
homopolimer : o PA 7 : =NH>(0H ")?>0O@n ter*entuk 'ari 30aprola,tam+ o PA 77 : =NH>(0H ")7>NH>0O>(0H")9>0O@n ter*entuk
'ari
heBameth&lene'iamine 'an asam a'ipi,+ kopolimer : o PA 7C77 :
o
=NH(0H")7>NH>0O>(0H")9>0O@n>=NH>(0H")?>0O@m ter*entuk 'ari ,aprola,tam- heBameth&lene'iamine 'an asam a'ipi,+ PA77C7$# : =NH>(0H ")7>NH>0O>(0H")9>0O@n>=NH>
(0H")7>NH>0O>(0H")6>0O@m ter*entuk 'ari heBameth&lene'iamineasam a'ipi, 'an asam se*a,i,+ er'asarkan kristalinitasn&a- poliami'a 'i*e'akan men1a'i : •
•
semi3kristalin : o kristalinitas tinggi : PA97- PA 77+ o kristalinitas ren'ah : PA mD7 ter*entuk 'ari m3B&l&lene'iamine 'an asam a'ipi,+ amor/ : PA 7I ter*entuk 'ari heBameth&lene'iamine 'an asam isophthali,+
PEMBUATAN SERAT NILON
ahan *aku pem*uatan serat nilon 77 a'alah asam a'ipat 'an heksametilena 'iamina &ang ke'uan&a 'apat 'i*uat 'engan *e*erapa ,ara-misaln&a 'engan pengolahan 'ari *i1i *i1ian -*uta'iena atau 'ari /enol+ Menurut I*na.ati 'kk "##%- Pem*uatan n&lon 'ari /enol se*agai salah satu ,ara terse*ut 'apat 'igam*arkan melalui proses proses se*agai *erikut : 0OOH (0H")90OOH 8 (asam a'ipat )
"NH <
H" NO0 (0H")90ONH" 8 "H"O
(amoniak )
4
( a'ipami'a)
H" NO0(0H")90ONH"
P "
O<
N0 (0H")90N 8 " H"O (a'iponitril)
'ehi'ratasi
N0 (0H")90N 8 9H"
katalis
H" N0H"(0H")90H" NH" (heksametilena 'iamina)
Gambar 1. Pembuatan
serat poliamida
Heksametilena 'iamina 'an asam a'ipat masing masing 'ilarutkan se,ara terpisah 'alam methanol untuk mem*entuk garam nilon pa'a saat 'i,ampurkan +Garam nilon itu 'ilelehkan 'alam atmos/ir nitrogen pa'a suhu "6? "5# #0 kemu'ian 'isemprotkan mem*entuk suatu pita 'an 'i'imnginkan 'engan air 'ingin untuk mengurangi ukuran kristal+Pita pita nilon ta'i 'ipotong potong men1a'i serpih serpihan nilon &ang kemu'ian 'ipintal 'engan ,ara pemintalan leleh SIFAT FISIKA SERAT NILON 66
Stuktur /isika serat nilon se,ara umum ter'iri atas 'ua *agian *esar -&aitu amor/ 'an kristalin+ Pa'a serat nilon ini komposisi kristalin sekitar 6? se'angkan *agian amor/n&a $? +Si/at si/at /isik &ang 'imiliki serat nilon ini antara lain : $+ Kekuatan 'an mulur Kekuaatan nilon *erkisar antara 9-< 6-6 gC'enier se'angkan mulurn&a $6 9? kekuatan *asahn&a sekitar 6# 5# kekuatan kering "+ Elastisitas Elastisitas nilon termasuk tinggi+Pa'a penarik 6 elastisitasn&a masih $## se'angkan pa'a penarikan $7 elastisitasn&a 5$
<+ Moisture !egain 5
Moisture regain pa'a kon'isi stan'ar a'alah 9-" 9+ Kilau Se*elum penarikan nilon tampak suram -tetapi setelah penarikan seratn&a men1a'i *erkilau 'an ,erah+Fntuk men'apatkan
serat &ang suram
-ke'alam polimern&a perlu 'itam*ahkan T $O"+ ?+ Titik leleh Pa'a atmos/ir nitrogen nilon meleleh pa'a suhu "7< #0-se'angkan 'iu'ara 'apat meleleh pa'a suhu "?# #0+Pa'a pemanasan $?# #0 'iu'ara selama ? 1am -nilon 'apat *eru*ah men1a'i kekuning kuningan -sehu*ungan 'engan itu -pa'a pem*akaran nilon ti'ak meneruskan api + 7+ erat 1enis nilon a'alah $-$9
SIFAT KIMIA SERAT NILON 66
Stuktur kimia serat nilon merupakan rantai pan1ang sen&a.a poliami'a &ang mempun&ai gugus gugus ami'a (30ONH3) -amino(3NH ") 'an kar*oksilat (3 0OOH)+ Nilon tahan terha'ap penger1aan asam asam lemah atau asam en,er +Asam asam kuat seperti H0l pekat pa'a suhu men'i'ih 'apat menguraikan nilon men1a'i asam a'ipat 'an heksametilena 'iamonium hi'roklori'a+ Nilon sangat tahan terha'ap *asa-penger1aan 'engan NaOH $# pa'a suhu 6? #0 selama $# 1am han&a mengurangi kekuatan nilon se*an&ak ?+ Nilon tahan terha'ap pelarut pelarut &ang 'igunakan pa'a pen,u,ian kering + Pelarut &ang *iasa 'ipakai untuk melarutkan nilon a'alah asam /ormiat -/enol 'an kresol+
6
MEKANISME PENCELUPAN NLON dengan !AT "ARNA ASAM
N&lon 'apat 'i,elup 'engna 2at .arna asam karena a'an&a gugus amina 'an ami'a pa'a struktur kimian&a terutama pa'a gugusan aminan&a akan men&erap ion ion h&'rogen 'ari larutan ,elup asamn&a sehingga akan *ersi/at positi/ 'ari muatan gugus terse*ut -&ang selan1utn&a akan *erikatan 'engan ion ion 2at .arna+ Dengan a'an&a penam*ahan asam 'ari larutan ,elupn&a serat nilon akan memiliki ion ammonium *e*as &ang mamungkinkan ter1a'in&a ikatan 'engan 2at .arna asam+!eaksi terse*ut 'apat 'igam*arkan se*agai *erikut : Serat nilon H" N 0ONH 0OOH
8
H< N 3 0ONH 0OO 3
8
H< N 3 0ONH 0OOH
8
H< N 0ONH"8 0OOH
Serat n&lon akan men&errap (mengikat) ion ion h&'rogen (HT)'ari larutan &ang mengan'ung asam -'imana ion ion h&'rogen terse*ut akan 'iikat oleh gugus ami'a -amina atau gugus gugus kar*oksilat 'engan mem*entuk ikatan garam &ang 'apat mengikat anion 'ari molekul 2at .arna asam 'engan ikatan elektroalen+ !eaksin&a se*agai *erikut: 8
H< N 3 0ONH 0OOH 8 4 3
43 8 H< N3 0ONH 0OOH
8
H< N 0ONH"8 0OOH 8 "43
4 8H< N 0ONH"8 3 0OOH
7
Pem*erian elektrolit &ang mengham*at pen&erapan 2at .arna asam pa'a serat nilon 'ise*a*kan karena anion elektrolitmemiliki stuktur &ang le*ih se'erhana sehingga le*ih mu'ah *ergerak 'an *erikatan 'engan serat+Akan tetapi karena ikatan terse*ut lemah -pa'aakhirn&a ikatan terse*ut 'igantikan 'engan ikatan antara 2at .arna 'engan seratn&a+
FAKTOR FAKTOR AN# MEMPEN#ARU$I PENCELUPAN
aktor /a,tor &ang mempengaruhi pen,elupan n&lon 'engan 2at .arna asam : $+ Pengaruh 4aktu Pen,elupan aktor .aktu pen,elupan merupakan suatu aria*le &ang turut menentukan 'alam pen,elupan+Apa*ila suatu 2at 'ipergunakan 'alam men,elup serat n&lon 'engn suatu interal temperature $# #0 maka keseim*angan pen,elupan akan 'apat 'i,apai 'alam .aktu 7# menit+Ja'i 1elas 'isini *ah.a /a,tor .aktu pen,elupan akan merupakan suatu aria*le &ang turut menentukan 'alam melakukan pen,elupan+Fntuk mengim*angi ke,epatan ,elup &ang *ertam*ah pa'a suhu &ang le*ih tinggi -maka 'iperlukan .aktu &ang ,ukup untuk memperoleh keseim*angan ,elup+ "+ Pengaruh Asam (pH larutan pen,elupan) Pa'aumumn&a 2at .arna asam ti'ak akan men,elup atau han&a mem*eri no'a pa'a serat n&lon 'alam suasana netral +Tetapi *ila 'itam*ahkan asam pa'a larutan ,elup -maka pen&erapan akan *ertam*ah *aik+
8
DATA! PFSTAKA
De.i-A+4+"#$"+Makalah Poliami'a 'iakses pa'a tanggal "? Desem*er "#$7 I*na.ati-N+"##%+Proses Pen,elupan Kapas Dengan at 4arna !eakti/ Panas+Sekolah Tinggi Ilmu Tekstil an'ung+an'ung Nurmuslimah-I+"#$<+I'enti/ikasi at 4arna Pa'a Serat Poliami'a Golongan I 'an II+ Sekolah Tinggi Ilmu Tekstil an'ung+an'ung
9
