Polimer – jenis, struktur, karakteristik, kegunaan, contoh

Kami menjelaskan apa itu polimer, bagaimana mereka diklasifikasikan dan strukturnya. Juga, apa saja karakteristik dan aplikasinya.

Polimer dapat berasal dari alam atau sintetis, tetapi selalu merupakan hasil dari proses yang disebut polimerisasi, di mana fenomena seperti suhu, waktu reaksi atau sifat monomer akan menentukan panjang rantai yang dihasilkan. Struktur kompleks ini sangat penting untuk evolusi makhluk hidup yang kompleks (molekul DNA adalah polimer), serta zat organik industri yang sangat serbaguna di dunia modern, seperti plastik dan turunan minyak bumi lainnya.

Apa itu Polimer?

Polimer disebut satu set makromolekul biasanya organik, yang dihasilkan dari penyatuan molekul sederhana yang disebut monomer melalui ikatan kimia kovalen. Dengan demikian, struktur molekul panjang terbentuk dihubungkan bersama oleh kekuatan yang berbeda (ikatan hidrogen, gaya Van der Waals atau interaksi hidrofobik).

Polimer adalah molekul besar, dengan perulangan unit struktural yang disebut monomer. Monomer ini terikat satu sama lain dengan ikatan kovalen membentuk polimer. Mereka memiliki berat molekul tinggi, dan terdiri lebih dari 10.000 atom. Dalam proses sintesis, yang dikenal sebagai polimerisasi, rantai polimer panjang akan diperoleh.

Ada dua jenis utama dari polimer tergantung pada metode sintesis mereka. Jika monomer memiliki ikatan ganda antara karbon, dari reaksi penambahan polimer dapat disintesis. Polimer ini dikenal sebagai polimer adisi. Dalam beberapa reaksi polimerisasi, ketika dua monomer bergabung, sebuah molekul kecil seperti air dihapus. Polimer tersebut polimer kondensasi.

Polimer memiliki sifat fisik dan kimia yang sangat berbeda dari monomer-nya. Selain itu, menurut jumlah unit yang berulang dalam polimer akan memiliki sifat yang berbeda. Ada sejumlah besar polimer yang terdapat dalam lingkungan alam, dan mereka memainkan peran yang sangat penting. Polimer sintetis juga digunakan secara luas untuk tujuan yang berbeda. Polietilena, polipropilena, PVC, nilon, Bakelite adalah beberapa polimer sintetis. Ketika memproduksi polimer sintetis, proses tersebut harus sangat dikontrol untuk mendapatkan produk yang diinginkan. Polimer sintetis yang digunakan sebagai perekat, pelumas, cat, film, serat, barang-barang plastik, dll.

Polimer adalah molekul besar atau makromolekul yang terdiri dari unit tunggal berulang, monomer. Polimer memiliki berbagai sifat dan itulah mengapa mereka melakukan berbagai fungsi dalam organisme hidup dan bahkan digunakan dalam produksi bahan yang berguna seperti karet dan produk plastik lainnya.

Terutama polimer terdiri dari dua jenis, polimer sintetik dan alami (biopolimer). Contoh polimer sintetis adalah polivinil klorida (PVC), polistiren (PS), dan nilon, sedangkan contoh biopolimer adalah asam nukleat, lipid, karbohidrat dan protein.

Biopolimer adalah polimer yang diproduksi oleh organisme hidup untuk melakukan berbagai fungsi atau mereka diambil dari asupan organisme hidup dalam makanan. Seperti yang kita tahu bahwa unit tunggal molekul yang lebih kecil, monomer membentuk polimer.

Polimer yang dibuat dapat terdiri dari unit tunggal yang sama (monomer) atau berbagai jenis unit tunggal dapat bergabung untuk membentuk rantai seperti struktur yang disebut polimer. Polimer yang dibuat dengan pengulangan polimer sejenis disebut ‘homo-polimer’. Proses yang dilalui monomer menjadi polimer disebut polimerisasi.

Asal usul polimer

Kata polimer berasal dari gabungan dua kata Yunani: polys (“banyak”) dan meros (“bagian, segmen”), dan mereka dinamai demikian untuk pertama kalinya pada tahun 1866 oleh Marcellin Berthelot.

Banyak bahan yang digunakan oleh umat manusia sejak zaman kuno adalah polimer, seperti kayu, wol atau sutra, dan dari modifikasi mereka dimungkinkan untuk mendapatkan bentuk yang lebih tahan dan berguna, bahkan sebelum memahami banyak tentang kompleksitas molekulnya. Polimer sintetik penuh pertama diperoleh pada tahun 1907, ketika orang Belanda Leo Hendrik Baekeland mengembangkan bakelite, dari fenol dan formaldehida.

Namun, studi formal tentang polimer dimulai pada tahun 1922, ketika Herman Staudinger dari Jerman menetapkan (1926) bahwa mereka adalah rantai molekul yang panjang, dan memulai proses penamaan dan pemahamannya, meletakkan dasar bagi ilmu makromolekul. Yang terakhir akan mengambil dorongan definitif setelah Perang Dunia Kedua dan dari paruh kedua abad ke-20 revolusi sejati polimer sintetis akan tiba.

Nomenklatur polimer

Di luar standar IUPAC yang ditetapkan untuk penamaan bahan kimia, polimer biasanya dinamai dengan mengambil nama monomer dasar untuk konformasinya, didahului dengan awalan poli (“banyak”). Misalnya, kita berbicara tentang polistirena, polietilen, dll.

Cara umum lainnya adalah dengan menambahkan kata “karet”, “resin” atau “akrilik” sebelum nama kopolimer, seperti karet stirena-butadiena, atau resin fenol-formaldehida.

Terakhir, ada beberapa polimer dengan nama sendiri, biasanya berasal dari merek yang menjualnya, seperti nilon (poliamida), Teflon (politetrafluretilen), atau neoprene (polikloroprena).

Jenis polimer

Polimer biasanya diklasifikasikan menurut asalnya, dalam:

  • Alami. Yang berasal dari alam, berasal dari alam, seperti asam amino atau protein.
  • Semisintetik. Mereka diperoleh dari transformasi polimer alami.
  • Sintetis. Diperoleh secara industri dengan menangani monomer organik.

Demikian juga, mereka dapat diklasifikasikan berdasarkan struktur kimianya, dalam:

  • Organik. Mereka yang rantai molekulnya terutama terdiri dari karbon (C).
    vinil organik. Mereka sebagian besar memiliki atom karbon, tetapi dikombinasikan dengan formasi halogen, stirena atau olefin lainnya.
  • Non-vinil organik. Mereka memiliki oksigen (O) dan nitrogen (N) selain atom karbon.
  • Anorganik. Mereka dapat didasarkan pada belerang (S) atau silikon (Si).

Akhirnya, menurut strukturnya, kita dapat berbicara tentang:

  • Homopolimer. Terdiri dari makromolekul yang sama yang berulang.
  • Kopolimer. Terdiri dari dua molekul yang secara berurutan diulang dalam rantai.

Karakteristik kimia polimer

Mereka cenderung menjadi konduktor listrik yang buruk, itulah sebabnya mereka sering digunakan sebagai isolator. Hal ini juga sering bahwa mereka menyajikan elektrokromisme (perubahan warna sebelum listrik) dan dalam beberapa kasus pendar atau fluoresensi.

Polimer sintetik tidak terlalu reaktif, meskipun keberadaan asam dan pelarut organik cenderung cepat menimbulkan korosi.

Karakteristik fisik polimer

Polimer biasanya berbentuk kristal, dalam kasus struktur yang lebih teratur, meskipun penyajiannya bisa sangat bervariasi. Pada suhu rendah mereka bereaksi memperoleh lebih banyak kekerasan dan sifat vitreous, sedangkan pada suhu tinggi mereka lebih elastis sampai mencapai suhu lelehnya (Tf) di mana sel kristal mereka meleleh. Jauh lebih tinggi adalah suhu dekomposisi, di mana ikatan antara monomer larut.

Secara umum, hal yang paling menarik tentang polimer adalah sifat mekaniknya: viskoelastisitas, elastisitas, aliran plastis dan patah, yang menjadikannya bahan yang cocok untuk berbagai kegiatan industri.

Struktur polimer

Biasanya tiga jenis struktur diidentifikasi dalam polimer: linier (rantai panjang monomer dalam garis lurus), radial (polimer dengan struktur melingkar) dan bercabang (rantai divergen polimer, seperti cabang-cabang pohon).

Polimerisasi

Proses konstruksi polimer adalah polimerisasi, dan terdiri dari penyatuan oleh ikatan kovalen dari berbagai monomer yang menyusunnya. Proses ini dapat terdiri dari dua jenis:

  • Dengan kondensasi. Ini menghasilkan kopolimer dan homopolimer, melalui hilangnya molekul kecil (air, misalnya) di setiap persimpangan monomer. Hal ini juga dikenal sebagai tahap polimerisasi.
  • Dengan adisi. Ini terjadi dalam proses tiga fase: inisiasi, propagasi, dan terminasi, di mana kerusakan homolitik terjadi dan monomer bersatu.

Cacat polimer

Polimer industri sering memiliki cacat, yang berkaitan dengan distribusi monomernya yang tidak homogen, atau kontaminasi rantai dengan unsur-unsur asing pada zat tersebut. Cacat seperti itu biasanya tidak terlihat dengan mata telanjang dan memerlukan pemeriksaan dengan mikroskop LUMOS.

Aplikasi polimer

Polimer sangat serbaguna. Ketahanannya terhadap konduksi listrik membuatnya ideal untuk pelapis dan isolator, serta beberapa titik leleh yang sangat tinggi juga berfungsi untuk mengisolasi peralatan dapur. Dalam kasus lain, mereka adalah bahan konstruksi yang cocok, untuk pelapis dan kedap air, atau sebagai bahan struktural.

Banyak polimer yang berasal dari minyak bumi adalah bahan baku untuk membuat semua jenis dan fungsi plastik, mulai dari wadah, peralatan, suku cadang, mainan, dll.

Contoh Polimer

Polimer sangat melimpah di dunia. Beberapa kenalannya adalah:

  • Selulosa. Protein yang terbuat dari kayu dan kertas.
  • DNA. Asam deoksiribonukleat yang ada dalam inti sel kita adalah contoh yang baik dari polimer alami.
  • PCV. Polivinil klorida, diperoleh dengan mempolimerisasi vinil klorida dan merupakan salah satu turunan plastik paling serbaguna yang ada.
  • Pati. Pati adalah zat berwarna putih, tidak berbau dan tidak berasa, tersusun dari dua jenis gula oleh tumbuhan sebagai bahan cadangan energi.
  • Nilon. Dikenal sebagai nilon itu adalah poliamida, yang digunakan dalam pembuatan stoking wanita tradisional, serta untuk tali, parasut, dan ribuan input tekstil lainnya.
  • Bakelit. Zat plastik sintetis pertama, digunakan dalam produksi industri selongsong untuk peralatan listrik, peralatan dapur dan corong untuk tong anggur tradisional.

Related Posts