1.1.3 Klasifikasi Polimer

Polimer dapat diklasifikasikan atas dasar asalnya (sumbernya), dan strukturnya.
a. Asal atau sumbernya
1. Polimer Alam :
 tumbuhan : karet alam, selulosa
 hewan : wool, sutera
 mineral
2. Polimer Sintetik :
 hasil polimerisasi kondensasi
 hasil polimerisasi adisi

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 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

1.1.4 Kopolimer
Kopolimer adalah suatu polimer yang dibuat dari dua atau lebih monomer yang berlainan. Berikut ini adalah jenis jenis kopolimer yang terbentuk dari monomer pertama (A) dan monomer ke dua (B).

Jenis kopolimer :
1. Kopolimer blok
Kopolimer blok mengandung blok dari satu monomer yang dihubungkan dengan blok monomer yang lain. Kopolimer blok biasanya terbentuk melalui proses polimerisasi ionik. Untuk polimer ini, dua sifat fisik yang khas yang dimiliki dua homopolimer tetap terjaga.

-A-A-A-A-A----------B-B-B-B-B-
Poli(A-b-B)

2. Kopolimer graft (tempel/cangkok)
Kopolimer graft biasanya dibuat dengan mengikatkan bersama dua polimer yang berbeda. Untuk contoh, homopolimer yang diturunkan dari monomer A dapat diinduksi untuk bereaksi dengan homopolimer yang diturunkan dari monomer B untuk menghasilkan kopolimer graft, yang ditunjukkan pada gambar berikut





Poli(A-g-B)



Perkembangan selanjutnya ada yang berbentuk kopolimer sisir (comb copolymer) dan bintang (star copolymer).







3. Kopolimer bergantian (alternating)
Kopolimer yang teratur yang mengandung sequensial (deretan) bergantian dua unit monomer. Polimerisasi olefin yang terjadi lewat mekanisme jenis ionik dapat menghasilkan kopolimer jenis ini.

Poli(A-alt-B)
4. Kopolimer Acak
Dalam kopolimer acak, tidak ada sequensial yang teratur. Kopolimer acak sering terbentuk jika jenis monomer olefin mengalami kopolimerisasi lewat proses jenis radikal bebas. Sifat kopolimer acak sungguh berbeda dari homopolimernya.

poli(A-co-B)

1.2 BERAT MOLEKULAR DAN DISTRIBUSI BERAT MOLEKULAR

Berat molekular polimer merupakan salah satu sifat yang khas bagi polimer yang penting untuk ditentukan. Berat molekular (BM) polimer merupakan harga rata-rata dan jenisnya beragam yang akan dijelaskan kemudian. Dengan mengetahui BM kita dapat memetik beberapa manfaat.

1.2.1 Manfaat berat molekular rata-rata polimer
 Menentukan aplikasi polimer tersebut
 Sebagai indikator dalam sintesa dan proses pembuatan produk polimer
 Studi kinetika reaksi polimerisasi
 Studi ketahanan produk polimer dan efek cuaca terhadap kualitas produk
1.2.2 Sifat dan konsep Berat Molekular polimer
Hal yang membedakan polimer dengan spesies berat molekul rendah adalah adanya distribusi panjang rantai dan untuk itu derajat polimerisasi dan berat molekular dalam semua polimer yang diketahui juga terdistribusi (kecuali beberapa makromolekul biologis). Distribusi ini dapat digambarkan dengan Mem”plot” berat polimer (BM diberikan) lawan BM, seperti terlihat pada gambar 1.1.
Panjang rantai polimer ditentukan oleh jumlah unit ulangan dalam rantai, yang disebut derajat polimerisasi (DPn). Berat molekular polimer adalah hasil kali berat molekul unit ulangan dan DPn.


Mn = berat molekul rata-rata polimer
M0 = berat molekul unit ulangan ( sama dengan berat molekul monomer)
DP = derajat polimerisasi

Contoh : polimer poli(vinil klorida), PVC memiliki DP = 1000 maka berat molekulnya (Mn) adalah

Mn = DP x M0 M0 (– CH2CHCl - ) = 63, DP = 1000
Mn = 63 x 1000
= 63000.

Rata-rata jumlah,

Jumlah Rata-rata berat,
polimer





Berat molekular
Gambar 1.1 Distribusi berat molekular dari suatu jenis polimer
Karena adanya distribusi dalam sampel polimer, pengukuran eksperimental berat molekular dapat memberikan hanya harga rata-rata. Beberapa rata-rata yang berlainan adalah penting. Untuk contoh, beberapa metoda pengukuran berat molekular perlu perhitungan jumlah molekul dalam massa material yang diketahui. Melalui pengetahuan bilangan Avogadro, informasi ini membimbing ke berat molekul rata-rata jumlah sampel. Untuk polimer sejenis, rata-rata jumlah terletak dekat puncak kurva distribusi berat atau berat molekul paling boleh jadi (the most probable molecular weight). Jika sampel mengandung Ni molekul jenis ke i, untuk jumlah total molekul dan setiap jenis molekul ke i memiliki massa mi, maka massa total semua molekul adalah . Massa molekular rata-rata jumlah adalah

(1-1)

dan perkalian dengan bilangan bilangan Avogadro memberikan berat molekul rata-rata jumlah (berat mol) :

(1-2)

Berat molekular rata-rata jumlah dari polimer komersial biasanya terletak dalam kisaran 10000 – 100000. Setelah berat molekular rata-rata jumlah , berat molekular rata-rata berat . Besaran ini didefinisikan sebagai berikut

(1-3)
Seharusnya dicatat bahwa setiap molekul menyumbang kepada yang sebanding dengan kuadrat massanya. Besaran yang sebanding dengan pangkat pertama dari M mengukur hanya konsentrasi dan bukan berat molekularnya. Dalam istilah konsentrasi ci = Ni Mi dan fraksi berat wi = ci/c, dimana ,

(1-4)

Karena molekul yang lebih berat menyumbang lebih besar kepada daripada yang ringan, selalu lebih besar daripada , kecuali untuk polimer monodispers hipotetik. Harga terpengaruh sekali oleh adanya spesies berat molekul tinggi, sedangkan dipengaruhi oleh spesies pada ujung rendah dari kurva distribusi BM .
Besaran indeks dispersitas, adalah ukuran yang bermanfaat dari lebarnya kurva distribusi berat molekular dan merupakan parameter yang sering digunakan untuk menggambarkan situasi (lebar kurva distribusi) ini. Kisaran harga dalam polimer sintetik sungguh besar, sebagaimana diilustrasikan dalam tabel 1.5.

Tabel 1.5 Kisaran indeks polidispersitas (I) berbagai macam polimer
Polimer Kisaran I
Polimer monodispers hipotetik
Polimer “living” monodispers nyata
Polimer adisi, terminasi secara coupling
Polimer adisi, terminasi secara disproporsionasi, atau polimer kondensasi

Polimer vinil konversi tinggi

Polimer yang dibuat dengan autoakselerasi
Polimer adisi yang dibuat melalui polimerisasi koordinasi
Polimer bercabang 1,00
1,01 – 1,05
1,5
2,0

2 – 5
5 – 10
8 – 30
20 - 50



Pada umumnya berlaku hal berikut :

 Bila distribusinya sempit maka
 Bila distribusinya lebar maka
 Indeks dispersitas (I)