Polimer & komposit

KOMPOSIT DAN POLIMER 2010

BAB I PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang 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), UreaFormaldehyde (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

Jurusan Teknik Material dan Metalurgi FTI ITS

Page 1


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? Dalam tulisan ini, material komposit didefinisikan sebagai campuran makroskopik antara serat dan matriks. Serat berfungsi memperkuat matriks karena, umumnya, serat jauh lebih kuat dari matriks. Matriks berfungsi melindungi serat dari efek lingkungan dan kerusakan akibat benturan (impact). Komposit dikategorikan menjadi beberapa jenis: komposit serat kontinu, komposit serat anyam, komposit serat acak, komposit hibrid dan komposit seratlogam. Serat terbuat dari karbon, aramid, boron, silicon carbide, alumina atau material lainnya. Matriks terbuat dari polimer (misal: epoksi), keramik dan logam (aluminum, titanium, etc). Dua istilah penting dalam komposit adalah lamina dan laminate. Lamina merujuk pada satu lembar komposit dengan arah serat tertentu, sedangkan laminate adalah gabungan beberapa lamina. Di pasaran, komposit ada juga yang dijual dalam bentuk pre-preg (pre-impregnated). Laminate bisa dibuat dengan cara memasukkan prepreg ini ke dalam autoclave (oven bertekanan) dalam waktu, tekanan dan temperatur tertentu. Komposit telah dipakai di industri pesawat terbang lebih dari 40 tahun, dan kini, aplikasi komposit telah merambah ke industri lain seperti otomotif (misal: bodi mobil balap F1), olahraga (misal: raket tenis), perkapalan; industri minyak dan gas juga telah memakai komposit untuk membangun infrastrukturnya. Komposit memiliki kekuatan yang bisa diatur (tailorability), memiliki kekuatan


Page 2


lelah (fatigue) yang baik, memiliki kekuatan jenis (strength/weight) yang tinggi dan tahan korosi. Namun demikian, komposit masih cukup mahal untuk diproduksi, sehingga hanya komponen atau bagian tertentu saja yang dibuat dari komposit. (FYI, meski mahal, Boeing memakai komposit sebanyak 50% total struktur pesawat Boeing 787 yang baru di-launch). Sejak 1980an, komposit mulai dikenal di industri minyak dan gas setelah sebuah panel anti-api untuk heli-deck dibangun memakai komposit serat gelas (glass-fiber reinforced-plastics). Berikut beberapa aplikasi material komposit di industri minyak dan gas: Komposit juga bisa dipakai untuk menambal kerusakan akibat beban impak dan korosi di permukaan pipa baja. Metode penambalan menggunakan komposit telah lama digunakan di industri pesawat. Dengan mengatur serat ke arah circumferencial, penambal komposit juga memberikan penguatan secara melingkar pula. Joining atau penyambungan antar pipa juga bisa menggunakan komposit ini. Pemilihan adhesive atau perekat sangat penting ketika proses penyambungan dilakukan. Tahun 1980an, desainer dan fabrikator di industri minyak dan gas kurang berminat menggunakan komposit karena kurang familiar dengan sifat-sifat mekanik, perilaku dan metode inspeksi komposit. Namun sekarang, design code seperti BS4994 (1987) dan ASME (1992) untuk composite pressure vessels dan API specifications untuk composite tubing telah memberikan guidance untuk mengaplikasikan komposit. Design code untuk „composite for load-bearing structures‟ kini juga tersedia seperti Eurocode for Composites (1994) dan DNV Design Guideline for Design with Composites (2000). Industri komposit biasanya berskala kecil dan menengah. Hal ini kurang bisa mengakomodasi kebutuhan industri minyak dan gas yang memerlukan produksi skala besar. Ini pekerjaan rumah industri komposit untuk terus mengembangkan skala enterprisenya supaya bisa memenuhi keperluan industri minyak dan gas. Selain mengacu kepada design code, desainer di industri minyak dan gas diharapkan juga mengacu kepada buku-buku mengenai mekanika komposit (kini


Page 3


jumlahnya ratusan) yang menjelaskan mengenai perilaku komposit yang “agak” berbeda dari logam yang isotropik dan homogeneous. Pada umumnya bentuk dasar suatu bahan komposit adalah tunggal dimana merupakan susunan dari paling tidak terdapat dua unsur yang bekerja bersama untuk menghasilkan sifat-sifat bahan yang berbeda terhadap sifat-sifat unsur bahan penyusunnya. Dalam prakteknya komposit terdiri dari suatu bahan utama (matrik - matrix) dan suatu jenis penguatan (reinforcement) yang ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan dan kekakuan matrik. Penguatan ini biasanya dalam bentuk serat (fibre, fiber).

I.2. Tujuan Penulisan 1. Mengetahui pengertian dari komposit dan polimer secara detail dan terperinci.


Page 4


BAB II PEMBAHASAN

II.1. KOMPOSIT Material komposit adalah material yang terbuat dari dua bahan atau lebih yang tetap terpisah dan berbeda dalam level makroskopik selagi membentuk komponen tunggal. Bahan komposit (atau komposit) merupakan bahan yang dibuat melalui gabungan dua atau lebih bahan. Salah satu bahan biasanya gentian yag kukuh seperti gentian kaca, kevlar atau gentian karbon yang memberikan bahan tersebut kekuatan tensil, sementara bahan lain (dinamakan matriks) biasanya sejenis bahan berdamar seperti polyester atau epoxy yang memegang gentian dan menjadikan bahan tersebut keras dan kukuh. Ada bahan komposit yang menggunakan aggregrat selain daripada, atau bersama-sama gentian.

Contoh bahan komposit: 

Plastik diperkukuhkan dengan kaca atau GRP



komposit matriks logam



komposit matriks seramik



Perisai Chobham (lihat perisai komposit)



papan lapis


Page 5


Komposit Penggabungannya

didefinisikan sangat

sebagai

beragam;

gabungan

fiber

ada

serat-serat

yang

diatur

dan

resin.

memanjang

(unidirectional composites), ada yang dipotong-potong lalu dicampur secara acak (random fibers), ada yang dianyam silang lalu dicelupkan dalam resin (fabrics atau woven), ada pula yang campuran beberapa macam serat (hybrid) dan lainnya. Serat yang dipakai di industri pesawat terbang biasanya terbuat dari karbon dan gelas, sedangkan resinnya adalah epoxy, sejenis polimer. Tebal lamina untuk komposit serat karbon adalah 0.125 mm. Komposit karbon/epoxy ini dibuat dari pre-impregnation ply atau pre-preg, kemudian dimasukkan ke dalam oven bertekanan yang disebut autoclave. Komposit memiliki sifat mekanik yang lebih bagus dari logam; kekakuan jenis (modulus Young/density) dan kekuatan jenisnya lebih tinggi dari logam. Lembaran komposit yang diproduksi dengan mesin bertekanan (autoclave) disebut sebagai laminae. Sejumlah laminae dapat ditumpuk dengan arah orientasi serat yang berbeda. Gabungan lamina ini disebut sebagai laminate. Pada umumnya bentuk dasar suatu bahan komposit adalah tunggal dimana merupakan susunan dari paling tidak terdapat dua unsur yang bekerja bersama untuk menghasilkan sifat-sifat bahan yang berbeda terhadap sifat-sifat unsur bahan penyusunnya. Dalam prakteknya komposit terdiri dari suatu bahan utama (matrik - matrix) dan suatu jenis penguatan (reinforcement) yang ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan dan kekakuan matrik. Penguatan ini biasanya dalam bentuk serat (fibre, fiber). Sekarang, pada umumnya komposit yang dibuat manusia dapat dibagi kedalam tiga kelompok utama: 1. Komposit Matrik Polimer (Polymer Matrix Composites – PMC) 2. Komposit Matrik Logam (Metal Matrix Composites – MMC) 3. Komposit Matrik Keramik (Ceramic Matrix Composites – CMC) Komposit Matrik Polimer (Polymer Matrix Composites – PMC) – Bahan ini merupakan bahan komposit yang sering digunakan disebut, Polimer Berpenguatan Serat (FRP – Fibre Reinforced Polymers or Plastics) – bahan ini menggunakan suatu polimer-berdasar resin sebagai matriknya, dan suatu jenis


Page 6


serat seperti kaca, karbon dan aramid (Kevlar) sebagai penguatannya. Komposit Matrik Logam (Metal Matrix Composites – MMC) – ditemukan berkembang pada industri otomotif, bahan ini menggunakan suatu logam seperti aluminium sebagai matrik dan penguatnya dengan serat seperti silikonkarbida. Komposit Matrik Keramik (Ceramic Matrix Composites – CMC) – digunakan pada lingkungan bertemperatur sangat tinggi, bahan ini menggunakan keramik sebagai matrik dan diperkuat dengan serat pendek, atau serabut-serabut (whiskers) dimana terbuat dari silikon karbida atau boron nitrida Komposit Matrik Polimer Sistem resin seperti epoksi dan poliester mempunyai batasan penggunaan dalam manufaktur strukturnya, dikarenakan sifat-sifat mekanik tidak terlalu tinggi dibandingkan sebagai contoh sebagian besar logam. Bagaimanapun, bahan tersebut mempunyai sifat-sifat yang diinginkan, sebagian besar khususnya kemampuan

untuk

dibentuk

dengan

mudahkedalambentukyangrumit.

Bahan seperti kaca, aramid dan boron mempunyai kekuatan tarik dan kekuatan tekan yang luar biasa tinggi tetapi dalam „bentuk padat‟ sifat-sifat ini tidak muncul. Hal ini berkenaan dengan kenyataan ketika ditegangkan, serabut retak permukaan setiap bahan menjadi retak dan gagal dibawah titik tegangan patah teoritisnya. Untuk mengatasi permasalahan ini, bahan diproduksi dalam bentuk serat, sehingga, meskipun dengan jumlah serabut retak yang terjadi sama, serabut retak tersebut terbatasi dalam sejumlah kecil serat dengan memperlihatkan sisa kekuatan teoritis bahan. Oleh karena itu seikat serat akan mencerminkan lebih akurat kinerja optimum bahan. Bagaimanapun juga satu serat dapat hanya memperlihatkan sifat-sifat kekuatan tarik sesuai panjang serat, seperti halnya serat dalam suatu tali. Jika sistem resin dikombinasikan dengan serat penguat seperti kaca, karbon dan aramid, sifat-sifat yang luarbiasa dapat diperoleh. Matrik resin menyebarkan beban yang dikenakan terhadap komposit antara setiap individu serat dan juga melindungi serat dari kerusakan karena abrasi dan benturan. Kekuatan dan kekakuan yang tinggi, memudahkan pencetakan bentuk yang rumit,


Page 7


ketahanan terhadap lingkungan yang tinggi dengan berat jenis rendah, membuat kesimpulan komposite lebih superior terhadap logam dalam banyak aplikasi. Bila Komposit Matrik Polimer mengabungkan sistem resin dan serat penguat, sifat-sifat yang dihasilkan bahan komposit akan memadukan beberapa hal sifat-sifat yang dimiliki oleh resin dan yang dimiliki oleh serat.

Secara umum, sifat-sifat komposit ditentukan oleh: 1. Sifat-sifat serat 2. Sifat-sifat resin 3. Rasio serat terhadap resin dalam komposit (Fraksi Volume Serat – Fibre Volume Fraction) 4. Geometri dan orientasi serat pada komposit

Bahan komposit dibentuk pada saat yang sama ketika struktur tersebut dibuat. Hal ini berarti bahwa orang yang membuat struktur menciptakan sifat-sifat bahan komposit yang dihasilkan, dan juga proses manufaktur yang digunakan biadanya merupakan bagian yang kritikal yang berperanan menentukan kinerja struktur yang dihasilkan.


Page 8


Gambar 1. Contoh Bahan komposit 

Pembebanan Terdapat empat beban langsung utama dimana setiap bahan dalam suatu struktur harus menahannya: tarik, tekan, geser/lintang dan lentur



Tarik Gambar dibawah memperlihatkan beban tarik yang diterapkan pada suatu komposit. Reaksi komposit terhadap beban tarik sangat tergantung pada sifat kekakuan dan kekuatan tarik dari serat penguat, dimana jauh lebih tinggi dibandingkan dengan resinnya.



Tekan Gambar dibawah ini memperlihatkan suatu komposit dibawah beban tekan. Disini sifat daya rekat dan kekakuan dari sistem resin adalah penting, sebagaimana resin menjaga serat sebagai kolom lurus dan menjaganya dari tekukan (buckling)



Geser/Lintang Gambar dibawah ini memperlihatkan suatu komposit dikenakan beban geser. Beban ini mencoba untuk meluncurkan setiap lapisan seratnya. Dibawah beban geser resin memainkan peranan utama, memindahkan tegangan melintang komposit. Untuk membuat komposit tahan terhadap beban geser, unsur resin harus tidak hanya mempunyai sifat-sifat mekanis yang baik tetapi juga daya rekat yang tinggi terhadap serat penguat.



Lenturan Beban lentursebetulnya merupakan kombinasi beban tarik, tekan dan geser. Ketika beban seperti diperlihatkan, bagian atas terjadi tekan, bagian bawah terjadi tarik dan bagian tengah lapisan terjadi geser.



Sistem-sistem Resin Apapun sistem resin yang digunakan dalam bahan komposit akan memerlukan sifat-sifat berikut: 1. Sifat-sifat mekanis yang bagus 2. Sifat-sifat daya rekat yang bagus


Page 9


3. Sifat-sifat ketangguhan yang bagus 4. Ketahanan terhadap degradasi lingkungan bagus 

Sifat-sifat Mekanis Sistem Resin Gambar dibawah memperlihatkan kurva tegangan/regangan untuk suatu sistem resin ideal. Kurva untuk resin menunjukkan kekuatan puncak tinggi, kekakuan tinggi (ditunjukkan dengan kemiringan awal) dan regangan tinggi terhadap kegagalan. Hal ini berarti bahwa resin pada awalnya kaku tetapi pada waktu yang sama tidak akan mengalami kegagalan getas.

Seharusnya dicatat dimana ketika suatu komposit di bebani tarik, untuk mencapai sifat-sifat mekanis yang optimal dari komponen serat, resin harus mampu berubah panjang paling tidak sama dengan serat. Gambar dibawah ini memberikan regangan terhadap kegagalan yang dimiliki untuk serat kaca-E, serat kaca-S, serat aramid, dan serat karbon berkekuatan tinggi (yaitu bukan dalam bentuk komposit). Disini terlihat, sebagai

contoh,

serat

kaca-S

dengan perpanjangan 5,3%,

akan

membutuhkan resin dengan perpanjangan paling tidak sama dengan nilai tersebut untuk mencapai sifat tarik yang maksimum.


Page 10


Sifat-sifat

Daya

rekat

Sistem

Resin

Daya rekat yang tinggi antara resin dan serat penguat diperlukan untuk apapun jenis sistem resin. Hal ini akan menjamin bahwa beban dipindahkan secara efisiensi dan akan menjaga pecahnya atau lepasnya ikatan serat dan resin ketika ditegangkan. Sifat Ketangguhan Sistem Resin. Ketangguhan adalah suatu ukuran dari ketahanan bahan terhadap propaganda retak, tetapi dalam komposit hal ini akan susah untuk diukur secara akurat. Bagaimanapun juga, kurva tegangan dan regangan yang dimiliki sistem resin menyediakan beberapa indikasi ketangguhan bahan. Sistem resin dengan regangan terhadap kegagalan yang rendah akan cenderung menciptakan komposit yang getas, dimana retak dapat mudah terjadi. Sifat terhadap Lingkungan Sistem Resin. Ketahanan terhadap lingkungan, air dan substansi agresif lain yang bagus, bersama-sama dengan kemampuan untuk bertahan terhadap siklus tegangan konstan, adalah sifat yang paling esensi untuk apapun jenis sistem resin. Sifat-sifat ini secara khusus penting untuk penggunaan pada lingkungan laut. Jenis Komposit Particulate composites Flake composites Fiber composites Nanocomposites


Page 11


II.2. POLIMER Polimer ialah rangkaian atom yang panjang dan berulang-ulang dan dihasilkan daripada sambungan beberapa molekul lain yang dinamakan monomer. 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

Lapisan pengemas, isolasi kawat, dan kabel,

rendah(LDPE)

barang mainan, botol yang lentur, bahan pelapis

Polietilena massa jenis rendah(HDPE)

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

Polipropilena (PP) Tali, anyaman, karpet, film Poli(vinil klorida) (PVC) Bahan bangunan, pipa tegar, bahan untuk lantaui, isolasi kawat dan kabel Polistirena (PS) Bahan pengemas (busa), perabotan rumah, barang mainan

b. Polimer teknik (engineering polymers)


Page 12


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 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

polimerisasi


polimer

Page 13


monomer

n H2C

Unit Ulangan terikat secara kovaken dengan unit ulangan lainnya

CH2

CH2

etilena

CH2

n

Polimer polietilena

n H2N

R

O

C

C

OH

H

R

O

N

C

C

- H2O

H

H asam amino

n

polipeptida

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 –

CH2 = CHCl

- CH2CHCl –

poli(vinil klorida)

CH3

Poliisobutilena

CH2

C CH3


CH3 CH2

C CH3

Page 14


CH2

CH2

CH

CH

polistirena

- N(CH2)5C -

H - N(CH2)5C - OH Polikaprolaktam (nylon-

O

H

6)

CH2 = CH - C = CH2

H

O

- CH2CH = C - CH2 -

Poliisoprena (karet alam) CH3

CH3

Proses Polimerisasi Polimerisasi adalah proses reaksinya molekul-molekul monomer didalam suatu reaksi kimia untuk membentuk jaringan tiga dimensi dari rantai-rantai polimer. Polimerisasi

kondensasi

adalah

polimerisasi

yang

disertai

dengan

pembentukan molekul kecil (H2O, NH3). Contoh :


Page 15


Alkohol + asam

ester + air

HOCH2CH2OH + HOC - (CH2)4COH + H2O

O

O

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

H n H2C = CH Cl vinilklorida

CH2

C n Cl

polivinilklorida (PVC)

Klasifikasi Polimer Polimer dapat diklasifikasikan atas dasar asalnya (sumbernya), dan strukturnya. a. Asal atau sumbernya 1. Polimer Alam : 

tumbuhan : karet alam, selulosa



hewan



mineral

: wool, sutera

2. Polimer Sintetik : 

hasil polimerisasi kondensasi



hasil polimerisasi adisi


Page 16


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

Page 17


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

JENIS POLIMER 1. Polimer Termoplastik : Polimer yang bila dipanaskan berubah bersifat plastik dan mudah mengalir sehingga dapat dibentuk dengan cara cetak atau tiu •

Acrylonitrile butadiene styrene (ABS), Acrylic, Celluloid, Cellulose acetate, Ethylene-Vinyl Acetate (EVA), Ethylene vinyl alcohol (EVAL), Fluoroplastics (PTFEs, including FEP, PFA, CTFE, ECTFE, ETFE), Ionomers, Kydex, a trademarked acrylic/PVC alloy , Liquid Crystal Polymer (LCP), Polyacetal (POM or Acetal), Polyacrylates (Acrylic), Polyacrylonitrile (PAN or Acrylonitrile), Polyamide (PA or Nylon), Polyamide-imide

(PAI),

Polyaryletherketone

(PAEK

or

Ketone),

Polybutadiene (PBD), Polybutylene (PB), Polybutylene terephthalate (PBT), Polyethylene terephthalate (PET), Polycyclohexylene dimethylene, terephthalate (PCT), Polycarbonate (PC), Polyhydroxyalkanoates (PHAs), Polyketone (PK), Polyester , Polyethylene (PE), Polyetheretherketone (PEEK), Polyetherimide (PEI), Polyethersulfone (PES)- see Polysulfone, Polyethylenechlorinates (PEC), Polyimide (PI), Polylactic acid (PLA), Polymethylpentene (PMP), Polyphenylene oxide (PPO), Polyphenylene sulfide (PPS), Polyphthalamide (PPA), Polypropylene (PP), Polystyrene (PS), Polysulfone (PSU), Polyvinyl chloride (PVC) , Spectralon


Page 18


2. Polimer Termo Setting : Polimer yang mengeras apabila dipanaskan sehingga sesuai untuk pelapisan (coating) seperti cat atau lem perekat. Contoh: •

Vulcanized rubber

•

Bakelite, a Phenol Formaldehyde Resin (used in electrical insulators and plastic wear)

•

Duroplast

•

Urea-formaldehyde foam (used in plywood, particleboard and mediumdensity fibreboard)

•

Melamine (used on worktop surfaces)

•

Polyester Resin (used in glass-reinforced plastics/fibreglass (GRP))

•

Epoxy Resin (used as an adhesive and in fibre reinforced plastics such as glass reinforced plastic and graphite-reinforced plastic)

3. Elastomer Elastomer berasal dari bentuk elastic (kemampuan suatu material untuk kembali ke bentuk awalnya apabila beban yang ada padanya dihilangkan) dan mer (dari polymer) Contoh: •

Unsaturated rubbers that can be cured by sulfur vulcanization:

•

Natural Rubber (NR), Polyisoprene (IR), Butyl rubber (copolymer of isobutylene and isoprene, IIR), Halogenated butyl rubbers (Chloro Butyl Rubber: CIIR; Bromo Butyl Rubber: BIIR), Polybutadiene (BR)

•

Styrene-butadiene Rubber (copolymer of polystyrene and polybutadiene, SBR), Nitrile Rubber (copolymer of polybutadiene and acrylonitrile, NBR), also called buna N rubbers, Hydrated Nitrile Rubbers (HNBR) Therban® and Zetpol®, Chloroprene Rubber (CR), polychloroprene, Neoprene, Baypren etc.

•

Saturated Rubbers that cannot be cured by sulfur vulcanization:

•

EPM (ethylene propylene rubber, a copolymer faeces of polyethylene and polypropylene) and EPDM rubber (ethylene propylene diene rubber, a terpolymer of polyethylene, polypropylene and a diene-


Page 19


component), Epichlorohydrin rubber (ECO), Polyacrylic rubber (ACM, ABR), Silicone rubber (SI, Q, VMQ), Fluorosilicone Rubber (FVMQ), Fluoroelastomers (FKM, FPM) Viton®, Tecnoflon®, Fluorel® and DaiEl®, Perfluoroelastomers (FFKM), Tetrafluoro ethylene/propylene rubbers (FEPM), Chlorosulfonated Polyethylene (CSM), (Hypalon®), Ethylenevinyl acetate (EVA) •

Various other types of elastomers:

•

Thermoplastic Elastomers (TPE), for example Hytrel®, Santoprene® etc.

•

Polyurethane rubber

•

Resilin, Elastin

•

Polysulfide Rubber

SIFAT UMUM POLIMER Ringan Mampu cetak baik (plastik) Tahan korosi Sifat dapat dimodifikasi dengan membentuk komposit Kekuatan dan kekerasan rendah Tidak tahan temperatur tinggi


Page 20


BAB III KESIMPULAN

III.1. Kelebihan 1. Minimalisir sumber daya alam. 2. Kombinasi barang-barang komposit lebih bervariasi.

III.2. Kekurangan Harga barang-barang komposit relatif lebih mahal. Karakteristik komposit lebih kompleks daripada karakteristik material pada umumnya. Proses pengolahan komposit termasuk proses yang rumit. Komposit tidak memiliki kekuatan yang tinggi apabila dibandingkan dengan material pada umumnya.


Page 21


DAFTAR PUSTAKA

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


Page 22

Polimer & komposit

Recommend Documents