polimer biomaterial
DESCRIPTION
biomaterial, polimer, jenis polimer, struktur polimer, sifat polimerTRANSCRIPT
Teknologi Bioproses Universitas Indonesia Biomaterial-Pemicu 2
1 Polimer dan Biokomposit
POLIMER
Oleh
Yenni Auliawati, 0906640942, Kelompok 2
A. Definisi
Polimer adalah suatu molekul raksasa (makromolekul) yang terbentuk dari
susunan ulang molekul kecil yang terikat melalui ikatan kimia disebut polimer
(poly = banyak; mer = bagian). Suatu polimer akan terbentuk bila seratus atau
seribu unit molekul yang kecil yang disebut monomer, saling berikatan dalam
suatu rantai.
B. Jenis Polimer
1. Polimer Berdasarkan Asalnya
• Polimer alam
Polimer Alam, yaitu polimer yang berasal dari alam. Contoh: karet alam,
karbohidrat, protein, selulosa dan wol.
• Polimer Semi Sintetik
Adalah polimer yang diperoleh dari hasil modifikasi polimer alam dan
bahan kimia. Contoh: selulosa nitrat (yang dikenal lewat misnomer nitro selulosa)
yang dipasarkan dibawah nama - nama “Celluloid” dan “guncotton”.
• Polimer Sintetis
Adalah polimer yang dibuat melalui polimerisasi dari monomer -
monomer polimer. Beberapa contoh polimer yang dibuat oleh pabrik adalah nylon
dan poliester, kantong plastik dan botol, pita karet, dll.
2. Polimer Berdasarkan Sifat Thermalnya
• Termoset
Polimer ini dibentuk dari pencampuran antara dua komponen, yaitu resin
dan hardener yang saling bereaksi dan dapat mengeras secara permanent bila
dipanaskan di atas suhu tertentu. Umumnya polimer ini memiliki ikat silang
(cross-link). Plastik-plastik termosetting biasanya bersifat keras karena mereka
mempunyai ikatan-ikatan silang. Plastik termoset menjadi lebih keras ketika
dipanaskan karena panas itu menyebabkan ikatan-ikatan silang lebih mudah
Teknologi Bioproses Universitas Indonesia Biomaterial-Pemicu 2
2 Polimer dan Biokomposit
terbentuk. Bakelit, poli (melanin formaldehida) dan poli (urea formaldehida)
adalah contoh polimer ini.
• Termoplastik
Polimer ini disebut juga sebagai polimer linier atau tidak memiliki ikatan
silang, sehingga pembuatannya diproses secara termal. Bahan-bahan yang bersifat
termoplastik mudah untuk diolah kembali karena setiap kali dipanaskan, bahan-
bahan tersebut dapat dituangkan ke dalam cetakan yang berbeda untuk membuat
produk plastik yang baru. Polietilen (PE) dan polivinilklorida (PVC) merupakan
contoh jenis polimer ini.
Perbedaan sifat-sifat plastik termoplas dan termoset disimpulkan pada Tabel 1
Tabel 1. Perbedaan sifat plastik termoplas dan plastik termoset
sumber: http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/400polymers.html
3. Elastomer
Elastomer atau karet adalah salah satu jenis polimer yang memiliki
perilaku khas yaitu memiliki daerah elastis non-linear yag sangat besar. Perilaku
tersebut ada kaitannya dengan struktur molekul karet yang memiliki ikatan silang
(cross link) antar rantai molekul. Ikatan silang ini berfungsi sebagai ‘pengingat
bentuk’ (shape memory) sehingga karet dapat kembali ke bentuk dan dimensi
asalnya pada saat mengalami deformasi dalam jumlah yang sangat besar.
C. Sifat-Sifat Polimer
Sifat yang paling dasar dari suatu polimer adalah identitas dari monomer
pembentuknya. Sifat lainnya, yang dikenal sebagai mikrostruktur, pada dasarnya
menggambarkan susunan monomer ini dalam polimer pada skala dari satu rantai.
Sifat struktural dasar ini memainkan peran penting dalam menentukan sifat fisik
massal dari polimer, yang menggambarkan bagaimana polimer berperilaku
sebagai materi makroskopik kontinu.
Teknologi Bioproses Universitas Indonesia Biomaterial-Pemicu 2
3 Polimer dan Biokomposit
Sifat polimer di tentukan oleh kombinasi ikatan primer dan sekunder.
Monomer yang berbeda akan memiliki kekuatan ikatan sekunder yang berbeda.
Beberapa faktor molekuler yang mengontrol perilaku dan sifat-sifat polimer, baik
dalam kondisi padatan maupun lelehan, adalah:
• Bobot Molekul
Polimer biasa disebut juga polidispersi. Polidispersi adalah banyaknya
hamburan yang artinya satu molekul yang dibentuk dari molekul yang sama tetapi
berat molekul tidak sama. Bobot molekul rata - rata jumlah adalah bilangan atau
ukuran jumlah molekul dari setiap berat dalam sampel uji. Sehingga, berat total
dari suatu sampel uji polimer, W = jumlah berat darisetiap bagian molekul
polimer, dirumuskan:
dimana: N = jumlah mol; M = berat molekul
• Derajat Polimerisasi
Jumlah satuan struktur berulang dalam rantai polimer (n) dikenal dengan
derajat polimerisasi (DP). Berdasarkan jumlah satuan berulangnya, hasil
polimerisasi monomer dapat disebut dimmer, trimer, tetramer, dst, bila masing-
masing n = 2,3,4, … … …, dst. DP ialah jumlah total unit - unit
struktur, termasuk gugus ujung. Sehingga, Bobot molekul = DP x berat molekul.
Polimer dengan derajat polimerisasi besar (bobot molekul > 104)
disebutpolimer tinggi, sedang polimer dengan bobot molekul rendah (< 104)
disebut oligomer. Sebagian besar polimer tinggi yang termasuk dalam jenis
plastik, karet dan serat mempunyai bobot molekul antara 104 – 106.
D. Struktur Kimia Polimer
• Homopolimer
Homopolimer merupakan polimer yang terdiri dari satu macammonomer, dengan
struktur polimer contohnya polivinil klorida. Strukturnya:
. . . – A – A – A – A – A – A –. . .
• Kopolimer
Teknologi Bioproses Universitas Indonesia Biomaterial-Pemicu 2
4 Polimer dan Biokomposit
Kopolimer merupakan polimer yang tersusun dari dua macam atau lebih monomer
yang berbeda. Contoh: polimer SBS (polimer stirena-butadiena-stirena)
Jenis-jenis kopolimer:
a) Kopolimer acak, yaitu kopolimer yang mempunyai sejumlah satuan
berulang yang berbeda tersusun secara acak dalam rantai polimer.
Strukturnya: . . . – A – B – A – A – B – B – A – A –. . . .
b) Kopolimer bergatian, yaitu kopolimer yang mempunyai beberapa kesatuan
ulang yang berbeda berselang-seling adanya dalam rantai polimer.
Strukturnya:. . . – A – B – A – B – A – B – A – B – . . .
c) Kopolimer balok (blok), yaitu kopolimer yang mempunyai suatu kesatuan
berulang berselang-seling dengan kesatuan berulang lainnya dalam rantai
polimer. Strukturnya: ...- A – A – A – B – B – B – B – A – A – A – ...
d) Kopolimer tempel/grafit, yaitu kopolimer yang mempunyai satumacam
kesatuan berulang menempel pada polimer tulang punggung lurus yang
mengandung hanya satu macam kesatuan berulang dari satu jenis
monomer. Strukturnya: -A-A-A(B-B-B)A-A-A-A(B-B-B)A
• Konformasi:
Geometri yang timbul dari rotasi gugus terhadap ikatan tunggal atau
disebut juga perubahan konformasi. Konformasi ini tidak menimbulkan
perubahan struktur kimia rantai polimer karena perubahan konformasi adalah
reversibel (bolak -
balik). Konformasi hanya menyebabkan perubahan sifat fisik dari bahan polimer
seperti perbedaan derajat kristalinitas dan sebagainya.
• Konfigurasi
Geometri kedua dari rantai polimer adalah susunanan yang dapat berubah
hanya dengan jalan pemutusan ikatan kimia, ini disebut dengan konfigurasi.
Perubahan konfigurasi rantai polimer akan menyebabkan perubahan struktur
kimia, dan karena itu menyebabkan perubahan sifat kimia dan sifat fisika dari
bahan polimer yang bersangkutan. Misalnya perubahan konfigurasi cis dan trans
pada poliisoprena, menimbulkan dua macam struktur polimer karet alam (isomer
cis) dan getah perca (isomer trans).
Teknologi Bioproses Universitas Indonesia Biomaterial-Pemicu 2
5 Polimer dan Biokomposit
Morfologi Polimer
• Struktur Polimer
1. Polimer rantai lurus
Polimer ini memiliki monomer-monomer yang terikat rantai panjang dan lurus
tanpa adanya cabang pada rantai utamanya. Umumnya sifat polimer rantai lurus
elastis atau memiliki kelenturan yang tinggi.
2. Polimer rantai cabang
Jenis polimer ini memiliki cabang pada rantai utamanya. Cabang juga merupakan
pengulangan dari beberapa unit monomer. Sifatnya kurang elastis dibandingkan
dengan polimer rantai lurus. Polyethylene adalah contoh dari jenis polimer dengan
struktur rantai linear dan bercabang.
3. Polimer Jaringan
Polimer ini memiliki beberapa rantai utama yang saling berikatan satu sama
lainnya. Polimer jaringan disebut polimer ikat silang. Karena adanya ikat silang,
maka polimer ini bersifat rigid dan kaku, tidak elastis seperti 2 jenis struktur di
atas.
Gbr 1: struktur polimer.
Sumber: http://www.ndt-
ed.org/EducationResources/CommunityCollege/Materials/Structure/polymer.htm
• Bentuk Fisik Polimer
� Amorf
Molekul-molekulnya tersusun acak dan dalam rantai panjang yang menyimpul
dan membelokkan satu sama lain. Hal ini membuatnya menjadi suatu bagian besar
akan morfologi strukturnya.
� Kristalin
Bahan polimer berstruktur kristal bersifat lebih keras, liat dan tahan terhadap
bahan kimia dibandingkan dengan struktur bukan kristal (amorf). Molekul-
molekulnya tersusun teratur dalam pola berulang.Contoh: polietilena
Teknologi Bioproses Universitas Indonesia Biomaterial-Pemicu 2
6 Polimer dan Biokomposit
DAFTAR PUSTAKA
• Anonim. Structure of Polymer. http://www.ndt-
ed.org/EducationResources/CommunityCollege/Materials/Structure/polym
er.htm (diakses tanggal 4 Maret 2011)
• Anonim. Polymers.
http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/400polymers.html (diakses
tanggal 4 Maret 2011)
• Anonim. Polymers and Composites.
http://www.polymerexpert.biz/PolymersandComposites.html (diakses
tanggal 4 Maret 2011)
• Anonim. Types of Polymers. http://www.plastic-polymer.com/Types-of-
polymers.html
• Anonim. Kimia Polimer. http://www.vincentapps.co.cc/2010/10/kimia-
polimer.html (diakses 4 maret 2011)