Suatu polimer adalah rantai berulang dari atom yang panjang, terbentuk dari pengikat yang berupa molekul identik yang disebut monomer. Sekalipun biasanya merupakan organik (memiliki rantai karbon), ada juga banyak polimer inorganik. Contoh terkenal dari polimer adalah plastik dan DNA.
Polimer didefinisikan sebagai substansi yang terdiri dari
molekul-molekul yang menyertakan rangkaian satu atau lebih dari satu
unit monomer. Manusia sudah berabad-abad menggunakan polimer dalam
bentuk minyak, aspal, damar, dan permen karet. Tapi industri polimer
modern baru mulai berkembang pada masa revolusi industri. Di akhir
1830-an, Charles Goodyear berhasil memproduksi sebentuk karet alami yang
berguna melalui proses yang dikenal sebagai “vulkanisasi”. 40 tahun
kemudian, Celluloid (sebentuk plastik keras dari nitrocellulose)
berhasil dikomersialisasikan. Adalah diperkenalkannya vinyl, neoprene,
polystyrene, dan nilon pada tahun 1930-an yang memulai ‘ledakan’ dalam
penelitian polimer yang masih berlangsung sampai sekarang.
Sekilas
Meskipun istilah polimer lebih populer menunjuk kepada plastik,
tetapi polimer sebenarnya terdiri dari banyak kelas material alami dan
sintetik dengan sifat dan kegunaan yang beragam. Bahan polimer alami
seperti shellac dan amber telah digunakan selama beberapa abad. Kertas diproduksi dari selulosa, sebuah polisakarida yang terjadi secara alami yang ditemukan dalam tumbuhan. Biopolimer seperti protein dan asam nukleat memainkan peranan penting dalam proses biologi.
Polimer Termoplastik dan Termoset
Respon polimer terhadap gaya mekanik
pada peningkatan temperatur tergantung pada struktur molekul yang
dominan pada polimer. Perbedaan perilaku polimer ini menjadi salah satu
dasar klasifikasinya. Dikenal ada dua jenis polimer, yaitu Termoplastik
(polimer termoplastik) dan termoset (polimer termoset).
Termoplastik melunak ketika dipanaskan dan mengeras ketika didinginkan. Proses ini terjadi secara reversible dan dapat diulang. Pada level molekular, ketika temperatur ditingkatkan, gaya ikatan sekunder hilang (dengan adanya peningkatan gerakan molekular) sehingga gerakan relatif rantai yang berdekatan menjadi meningkat. Sebaliknya apabila temperatur diturunkan, akan terbentuk ikatan kembali dan polimer akan mengeras. Degradasi irreversible hanya dihasilkan ketika temperaturnya sangat tinggi.
Temoplastik relatif lunak. Banyak polimer linear dan yang mempunyai beberapa struktur bercabang dengan rantai fleksibel merupakan termoplastik. Material ini dibuat dengan aplikasi panas dan tekanan secara simultan. Kebanyakan polimer adalah termoplastik. Sebagai contoh adalah polyethylene, polystyrene, poly(ethylene terephthalate), dan poly(vinyl chloride).
Polimer thermosetting adalah polimer network. Mereka menjadi keras secara permanen selama pembentukannya dan tidak melunak ketika dipanaskan. Polimer network mempunyai crosslink kovalen di antara rantai polimer yang berdekatan. Selama pemanasan, ikatan ini mengikat rantai polimer menjadi satu untuk menahan gerakan vibrasi dan rotasi rantai pada temperature tinggi. Hal inilah yang menjadi penyebab mengapa material tidak melunak ketika dipanaskan. Crosslink biasanya dominan, 10 hingga 50% unit pengulanang rantai mengalami crosslink.
Hanya pemanasan yang berlebih yang akan menyebabkan beberapa ikatan crosslink dan polimer itu sendiri mengalami degradasi. Polimer termoset biasanya lebih keras dan kuat daripada termoplastik dan mempunyai stabilitas dimensional yang lebih baik. Kebanyakan polimer crosslink dan network termasuk vulcanized rubbers, epoxies, dan phenolics and beberapa resin polyester adalah termosetting.
Termoplastik melunak ketika dipanaskan dan mengeras ketika didinginkan. Proses ini terjadi secara reversible dan dapat diulang. Pada level molekular, ketika temperatur ditingkatkan, gaya ikatan sekunder hilang (dengan adanya peningkatan gerakan molekular) sehingga gerakan relatif rantai yang berdekatan menjadi meningkat. Sebaliknya apabila temperatur diturunkan, akan terbentuk ikatan kembali dan polimer akan mengeras. Degradasi irreversible hanya dihasilkan ketika temperaturnya sangat tinggi.
Temoplastik relatif lunak. Banyak polimer linear dan yang mempunyai beberapa struktur bercabang dengan rantai fleksibel merupakan termoplastik. Material ini dibuat dengan aplikasi panas dan tekanan secara simultan. Kebanyakan polimer adalah termoplastik. Sebagai contoh adalah polyethylene, polystyrene, poly(ethylene terephthalate), dan poly(vinyl chloride).
Polimer thermosetting adalah polimer network. Mereka menjadi keras secara permanen selama pembentukannya dan tidak melunak ketika dipanaskan. Polimer network mempunyai crosslink kovalen di antara rantai polimer yang berdekatan. Selama pemanasan, ikatan ini mengikat rantai polimer menjadi satu untuk menahan gerakan vibrasi dan rotasi rantai pada temperature tinggi. Hal inilah yang menjadi penyebab mengapa material tidak melunak ketika dipanaskan. Crosslink biasanya dominan, 10 hingga 50% unit pengulanang rantai mengalami crosslink.
Hanya pemanasan yang berlebih yang akan menyebabkan beberapa ikatan crosslink dan polimer itu sendiri mengalami degradasi. Polimer termoset biasanya lebih keras dan kuat daripada termoplastik dan mempunyai stabilitas dimensional yang lebih baik. Kebanyakan polimer crosslink dan network termasuk vulcanized rubbers, epoxies, dan phenolics and beberapa resin polyester adalah termosetting.
Klasifikasi polimer
Teknologi polimer berdasarkan sumbernya dapat dikelompokkan dalam 3
kelompok, yaitu (1) Polimer Alam yang terjadi secara alami seperti karet
alam, karbohidrat, protein, selulosa, dan wol. (2) Polimer Semi
Sintetik yang diperoleh dari hasil modifikasi polimer alam dan bahan
kimia seperti serat rayon dan selulosa nitrat. (3) Polimer Sintesis,
yaitu polimer yang dibuat melalui polimerisasi dari monomer-monomer
polimer, seperti formaldehida."
Berdasarkan sumbernya
- Polimer alami : kayu, kulit binatang, kapas, karet alam, rambut
- Polimer sintetis
- Tidak terdapat secara alami: nylon, poliester, polipropilen, polistiren
- Terdapat di alam tetapi dibuat oleh proses buatan: karet sintetis
- Polimer alami yang dimodifikasi: seluloid, cellophane (bahan dasarnya dari selulosa tetapi telah mengalami modifikasi secara radikal sehingga kehilangan sifat-sifat kimia dan fisika asalnya)
Berdasarkan jumlah rantai karbonnya
- 1 ~ 4 Gas (LPG, LNG)
- 5 ~ 11 Cair (bensin)
- 9 ~ 16 Cairan dengan viskositas rendah
- 16 ~ 25 Cairan dengan viskositas tinggi (oli, gemuk)
- 25 ~ 30 Padat (parafin, lilin)
Polimer konduktif
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebasArtikel ini perlu dirapikan agar memenuhi standar Wikipedia
Merapikan artikel bisa berupa membagi artikel ke dalam paragraf atau wikifikasi artikel. Setelah dirapikan, tolong hapus pesan ini.Polypropylene Kecuali dinyatakan sebaliknya, data di atas berlaku
pada temperatur dan tekanan standar (25°C, 100 kPa) Sangkalan dan referensi
Daftar isi
Sejarah
Pada oktober 2000 Alan Fleeger dan Shirakawa memperoleh penghargaan nobel kimia dalam kerjanya dibidang polimer konduktif. Pekerjaan dengan polimer ini dimulai pada polyacetilen. Polimer banyak dipelajari karena struktur, sifat dan mekanismenya yang unik dan atraktif. Penemuan polimer yang dapat menghantarkan arus listrik, dikenal dengan polimer konduktif pada pertengahan tahun 1970-an dan telah melahirkan penelitian yang intensif yang menunjukkan sifat-sifat elektrik pada polimer yang berkisar dari insulating (tidak dapat menghantar), semi konduktif sampai konduktif. Material jenis baru yang bersifat semikonduktif dan konduktif ini dapat disebut gabungan sifat-sifat elektrik dan optic semikonduktor anorganik dengan polimer yang memiliki kelenturan mekanis. Akan tetapi mekanisme pembawa muatan dan transport muatan pada polimer semikonduktif memiliki perbedaan mendasar dengan semikonduktor anorganik.
Sifat polimer konduktif
Polimer semikonduktif dan konduktif adalah polimer terkonjugasi yang menunjukkan perubahan ikatan tunggal dan ganda antara atom-atom karbon pada rantai utama polimer. Ikatan ganda diperoleh dari karbon yang memiliki empat elektron valensi, namun pada molekul terkonjugasi hanya memiliki tiga (kadang-kadang dua) atom lain. Elektron yang tersisa membentuk ikatan π, elektron yang terdelokalisasi pada seluruh molekul. Suatu zat dapat bersifat polimer konduktif jika mempunyai ikatan rangkap yang terkonjugasi. Contoh dari polimer terkonjugasi adalah plastik tradisonal (polyethylen), sedangkan polimer konduktif antara lain : polyacetilen, polpyrol, polytiopen, polyaniline dan lain lain.
Pembuatan Polyacetilen
Polimer konduktif dapat dibuat dari polyacetilen. Polyacetilen merupakan polimer terkonjugasi sederhana yang mempunyai dua bentuk: yaitu bentuk cis dan trans polyacetilen.
Sedangkan pembuatan polyacetilen dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu
- 1. cara pemanasan
- 2. cara dopping.
Polyacetilen bentuk trans dibuat dengan kondisi temperatur yang berbeda. Katalis Ti(O-n-C4H9)4-(C2H5)3Al.
Temperatur (oC) | % trans |
---|---|
150 | 100 |
100 | 92,5 |
50 | 67,6 |
18 | 40,7 |
0 | 21,4 |
-18 | 4,6 |
-78 | 1,9 |
Temperatur yang menunjukan proses isomerisasi irreversibel dengan bentuk cis terjadi pada temperatur yang lebih tinggi pada 145 oC
menghasilkan bentuk trans. Bentuk cis secara termodinamika kurang
stabil dibandingkan dengan bentuk trans. Pada temperatur tinggi, dan
secara spontan isomer cis dapat berubah menjadi trans.
Konduktifitas polyacetilen dapat ditingkatkan dengan proses
halogenasi. Struktur polyacetilen dapat mengalami resonansi sehingga
konduktifitasnya menjadi lebih besar. Adanya resonansi pada poliasetilen
menyebabkan material dapat menghantarkan arus listrik.
Bila klorin ditambahkan pada film, ternyata tidak menghasilkan
spektrum garis, tetapi reaksi adisi klorin menghasilkan spektrum
polyacetilen yang jelas. Sekarang dikenal doping-induced pita IR yang disusun dari 3 pita yaitu pada 1397, 1288 dan 888 cm-1, absorbsi kuat jelas dibanding undoped polymer.
Konduktifitas listrik cis dan trans polyacetilen
Trans polyacetilen mempunyai konduktifitas listrik yang lebih tinggi,
karena trans polyacetilen mempunyai dua degenerasi keadaan dasar. Untuk
memperbesar hantaran listrik polimer terkonjuasi dapat dilakukan dengan
cara dopping. Cis dan trans polyacetilen merupakan semikonduktor dengan
konduktifitas relatif rendah. Bahan polyacetilen dapat didoping untuk
membentuk semikonduktor tipe p atau tipe n. Pada doping tinggi tingkat
efektifitas sama dengan bahan logam.
Keuntungan dari polimer konduktif
- 1. Merupakan gabungan dari sifat logam dan plastik
- 2. Konduktifitas tinggi
- 3. Terang/ tembus cahaya/ transparan
- 4. Prosesnya mudah dan tidak rumit
- 5. Harganya murah
- 6. Sintesisnya bisa dipilih
Industri
Sekarang ini utamanya ada enam komoditas polimer yang banyak digunakan, mereka adalah polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polystyrene, dan polycarbonate. Mereka membentuk 98% dari seluruh polimer dan plastik yang ditemukan dalam kehidupan sehari-hari.
Masing-masing dari polimer tersebut memiliki sifat degradasi dan ketahanan panas, cahaya, dan kimia.
olimer adalah suatu makromolekul dengan rantai panjang yang terdiri
atas unit-unit lebih kecil yang tergabung bersama sedangkan monometer
adalah unit-unit lebih kecil penyusun polimer. Senyawa-senyawa
makromolekul yang ada di alam (polimer alam) contohnya:
1. amilum dalam beras, jagung, kentang
2. selulosa dalam kayu
3. protein yang terdapat dalam jagung
4. karet alam.
1. amilum dalam beras, jagung, kentang
2. selulosa dalam kayu
3. protein yang terdapat dalam jagung
4. karet alam.
Polimerisasi
Polimerisasi adalah reaksi pembentukan polimer. Polimerisasi ada 2 jenis, yaitu adisi dan kondensasi.
Polimerisasi adalah reaksi pembentukan polimer. Polimerisasi ada 2 jenis, yaitu adisi dan kondensasi.
Polimerisasi adisi
Polimerisasi adisi adalah reaksi pembentukan polimer dengan monomer-monomer molekul yang memiliki ikatan rangkap dua atau tiga, tanpa melepas molekul kecil.
Polimerisasi ini terjadi pada monomer yang mempunyai ikatan tak jenuh (ikatan rangkap) dengan cara membuka ikatan rangkap dan menghasilkan senyawa polimerisasi dengan ikatan jenuh.
Dalam polimerisasi adisi, polimer merupakan satu-satunya produk.
Polimerisasi adisi adalah reaksi pembentukan polimer dengan monomer-monomer molekul yang memiliki ikatan rangkap dua atau tiga, tanpa melepas molekul kecil.
Polimerisasi ini terjadi pada monomer yang mempunyai ikatan tak jenuh (ikatan rangkap) dengan cara membuka ikatan rangkap dan menghasilkan senyawa polimerisasi dengan ikatan jenuh.
Dalam polimerisasi adisi, polimer merupakan satu-satunya produk.
Beberapa contoh polimer yang terbentuk dari polimerisasi adisi:
a. PVC (Polivinil klorida). PVC terbentuk melalui proses polimerisasi adisi dari monomer-monomer kloro elena (Vinil klorida).
b. Polietena (Polietilena). Polietilena terbentuk melalui proses polimerisasi adisi monomer-monomer etena (CH2H4).
c. Poliisoprena (karet alam). Poliisoprena terbentuk melalui proses polimerisasi adisi monomer-monomer 2-metil – 1, 3-butadiena (isoprena).
d. Teflon (PTFE). Teflon terbentuk dari polimerisasi adisi monomer-monomer tetrafluoro etena. Teflon merupakan lapisan anti lengket yang digunakan sebagai alat memasak (penggorengan).
a. PVC (Polivinil klorida). PVC terbentuk melalui proses polimerisasi adisi dari monomer-monomer kloro elena (Vinil klorida).
b. Polietena (Polietilena). Polietilena terbentuk melalui proses polimerisasi adisi monomer-monomer etena (CH2H4).
c. Poliisoprena (karet alam). Poliisoprena terbentuk melalui proses polimerisasi adisi monomer-monomer 2-metil – 1, 3-butadiena (isoprena).
d. Teflon (PTFE). Teflon terbentuk dari polimerisasi adisi monomer-monomer tetrafluoro etena. Teflon merupakan lapisan anti lengket yang digunakan sebagai alat memasak (penggorengan).
Polimerisasi kondensasi
Polimerisasi kondensasi adalah reaksi pembentukan polimer dengan monomer-monomer yang saling berikatan dengan melepaskan molekul kecil.
Jadi pada polimerisasi kondensasi, di samping dihasilkan senyawa polimer dihasilkan juga zat lain yang struktur molekulnya sederhana (kecil).
Polimerisasi kondensasi adalah reaksi pembentukan polimer dengan monomer-monomer yang saling berikatan dengan melepaskan molekul kecil.
Jadi pada polimerisasi kondensasi, di samping dihasilkan senyawa polimer dihasilkan juga zat lain yang struktur molekulnya sederhana (kecil).
Contoh polimer yang terbentuk dari polimerisasi kondensasi:
a. Nilon 66
b. Dakron atau terilen. Polimer ini terbentuk dari polimerisasi kondensasi 2 jenis monomer yang berbeda, yaitu 1, 4 benzena dioat (asam tereftalat) dan 1, 2 etanadiol (glikol).
a. Nilon 66
b. Dakron atau terilen. Polimer ini terbentuk dari polimerisasi kondensasi 2 jenis monomer yang berbeda, yaitu 1, 4 benzena dioat (asam tereftalat) dan 1, 2 etanadiol (glikol).
Terimakasih atas artikel tentang polimer konduktifnya gan, kunjungi juga ya...
BalasHapusUnityofscience.org/polimer-konduktif