Polimerisasi adalah — Sejarah, Jenis, proses dan manfaat

Bagi yang belum tau dengan apa yang disebut polimerisasi berikut adalah penjelasan tentang polimerisasi yang merupakan reaksi pembentukan rantai polimer. Berikut adalah ulasan singkat tentang polimerisasi semoga bisa menambah pembendaharaan wawasan anda semua.

Pengertian

Polimerisasi adalah proses kimia dimana reagen, monomer (senyawa dengan berat molekul rendah) secara kimia dikelompokkan bersama, sehingga menimbulkan molekul besar, yang disebut polimer, atau rantai linear atau makromolekul tiga dimensi.

Polimerisasi adalah reaksi kimia yang dilakukan terutama di hadapan katalis yang bergabung membentuk molekul raksasa.

Polimerisasi terjadi melalui berbagai mekanisme reaksi yang bervariasi dalam kompleksitas karena gugus fungsional yang ada dalam monomer1 dan efek steriknya (jika mereka memiliki rantai samping yang besar atau monomer dengan pembatasan rotasi…) mereka dapat mempengaruhi polimerisasi. Dalam polimerisasi paling sederhana, dengan alkena, yang relatif stabil karena ikatan antara atom karbon, polimer dibentuk melalui reaksi radikal; sebaliknya, reaksi yang lebih kompleks, seperti yang melibatkan substitusi pada gugus karbonil, memerlukan sintesis yang lebih kompleks karena cara molekul bereaksi dengan kondensasi.

Sejarah

Sebelum awal 1920-an, ahli kimia meragukan keberadaan molekul yang memiliki berat molekul lebih dari beberapa ribu. Pandangan yang membatasi ini ditentang oleh Hermann Staudinger, seorang ahli kimia Jerman yang berpengalaman dalam mempelajari senyawa alami seperti karet dan selulosa. Berbeda dengan rasionalisasi yang berlaku dari zat-zat ini sebagai agregat molekul kecil, Staudinger mengusulkan mereka terbuat dari makromolekul yang terdiri dari 10.000 atom atau lebih. Dia merumuskan struktur polimer untuk karet, berdasarkan unit isoprene berulang (disebut sebagai monomer). Untuk kontribusinya di bidang kimia, Staudinger menerima Hadiah Nobel 1953. Istilah polimer dan monomer berasal dari bahasa Yunani akar poli (banyak), mono (satu) dan mero (bagian).

Pengakuan bahwa makromolekul polimerik membentuk banyak bahan alami yang penting diikuti oleh pembuatan analog sintetik yang memiliki berbagai sifat. Memang, aplikasi bahan-bahan ini sebagai serat, film fleksibel, perekat, cat tahan dan benda padat tapi ringan telah mengubah masyarakat modern. Beberapa contoh penting dari zat ini dibahas di bagian berikut.

Ada dua jenis umum reaksi polimerisasi: polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi. Selain polimerisasi, monomer saling menambah sedemikian rupa sehingga polimer mengandung semua atom monomer awal. Molekul etilen bergabung bersama dalam rantai panjang.

Proses polimerisasi

Ada berbagai proses untuk menggabungkan molekul kecil dengan yang lain untuk membentuk molekul besar. Klasifikasi ini didasarkan pada mekanisme di mana struktur monomer terpasang atau pada kondisi reaksi eksperimental. Mekanisme polimerisasi Polimerisasi dapat dilakukan dengan metode yang berbeda, yaitu:

Polimerisasi adisi

Penambahan molekul kecil dari jenis yang sama satu sama lain dengan membuka ikatan rangkap tanpa melepaskan bagian mana pun dari molekul (polimerisasi tipe vinil).

Penambahan molekul kecil dari jenis yang sama satu sama lain dengan membuka cincin tanpa melepaskan bagian mana pun dari molekul (polimerisasi epoksida).

Penambahan molekul kecil dari jenis yang sama satu sama lain dengan membuka ikatan rangkap dengan menghilangkan bagian dari molekul (polimerisasi alifatik tipe diazo).

Penambahan molekul kecil satu sama lain dengan memutus cincin dengan menghilangkan bagian molekul (polimerisasi tipe a-aminocarboxyanhydro).

Penambahan bi-radikal yang dibentuk oleh dehidrogenasi (polimerisasi tipe p-xylene).

Manfaat Polimerisasi adisi

Monomer Polimer Nama Polimer Beberapa penggunaan
CH 2 = CH 2 ~ CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 ~ polietilen kantong plastik, botol, mainan, isolasi listrik
CH 2 = CHCH 3 Polipropilena karpet, botol, koper, pakaian olahraga
CH 2 = CHCl polivinil klorida tas untuk solusi intravena, pipa, tabung, penutup lantai
CF 2 = CF 2 ~ CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 ~ Politetrafluoroetilena lapisan antilengket, isolasi listrik

Polimerisasi kondensasi

Pembentukan poliester, poliamida, polieter, polianhidro, dll., Dengan menghilangkan air atau alkohol, dengan molekul bifungsional, seperti asam atau glikol, diamina, diester, antara lain (polimerisasi jenis poliester dan poliamida).

Pembentukan polihidrokarbon, dengan menghilangkan halogen atau hidrogen halida, dengan bantuan katalis logam atau logam halida (polikondensasi tipe Friedel-Craffts dan Ullmann).

Pembentukan polisulfida atau poli-polisulfida, dengan menghilangkan natrium klorida, dengan alkil atau aril halida bifungsional dan alkali sulfida atau alkali polisulfida atau dengan oksidasi dimercaptans (polikondensasi tipe Thiokol).

Karakteristik Polimer Kondensasi

Polimer kondensasi terbentuk lebih lambat daripada polimer adisi, seringkali membutuhkan panas, dan mereka umumnya lebih rendah dalam berat molekul. Kelompok fungsional terminal pada rantai tetap aktif, sehingga kelompok rantai yang lebih pendek bergabung menjadi rantai yang lebih panjang pada tahap akhir polimerisasi. Kehadiran gugus fungsi polar pada rantai sering meningkatkan daya tarik rantai-rantai, terutama jika ini melibatkan ikatan hidrogen, dan dengan demikian kristalinitas dan kekuatan tarik. Contoh-contoh polimer kondensasi berikut bersifat ilustratif.

Perhatikan bahwa untuk sintesis komersial, komponen asam karboksilat sebenarnya dapat digunakan dalam bentuk turunan seperti ester sederhana. Juga, reaksi polimerisasi untuk Nylon 6 dan Spandex tidak dilanjutkan dengan menghilangkan air atau molekul kecil lainnya. Namun demikian, polimer jelas terbentuk oleh proses langkah-pertumbuhan.

Banyak polimer, baik adisi maupun kondensasi, digunakan sebagai serat Metode utama pemintalan polimer sintetik menjadi serat berasal dari larutan leleh atau kental. Poliester, poliamida dan poliolefin biasanya dipintal dari lelehan, asalkan Tm tidak terlalu tinggi. Polimer akrilat mengalami degradasi termal dan karena itu dipintal dari larutan dalam pelarut yang mudah menguap. Cold-drawing adalah perawatan fisik penting yang meningkatkan kekuatan dan penampilan serat polimer ini. Pada suhu di atas Tg, serat yang lebih tebal dari yang diinginkan dapat ditarik secara paksa hingga berkali-kali panjangnya; dan dengan demikian rantai polimer menjadi tidak terurai, dan cenderung sejajar secara paralel. Prosedur menggambar dingin ini mengatur domain kristal berorientasi acak, dan juga menyelaraskan domain amorf sehingga mereka menjadi lebih kristal. Dalam kasus ini, morfologi yang berorientasi fisik distabilkan dan dipertahankan dalam produk akhir. Ini kontras dengan polimer elastomer, di mana morfologi yang diregangkan atau disejajarkan tidak stabil relatif terhadap morfologi kumparan acak amorf.

Polimerisasi dalam suspensi, emulsi, dan massa

Polimerisasi dalam suspensi. Dalam hal ini peroksida larut dalam monomer. Polimerisasi dilakukan dalam air, dan karena monomer dan polimer yang diperoleh darinya tidak larut dalam air, suspensi diperoleh. Untuk mencegah polimer menggumpal dalam reaktor, sejumlah kecil polivinil alkohol dilarutkan dalam air, yang menutupi permukaan tetesan polimer dan mencegahnya lengket.

Polimerisasi emulsi. Reaksi ini juga dilakukan dalam air, dengan peroksida yang larut dalam air tetapi alih-alih menambahkan zat pensuspensi seperti polivinil alkohol, ditambahkan pengemulsi, yang dapat berupa deterjen atau sabun. Di bawah kondisi-kondisi ini monomer diemulsi, yaitu, ia membentuk tetesan-tetesan sedemikian kecil sehingga tidak dapat dilihat dengan mikroskop. Mikrodroplet ini distabilkan oleh sabun selama seluruh proses polimerisasi, dan akhirnya membentuk getah yang tampak seperti susu, dari mana polimer diendapkan dengan memecah emulsi. Selanjutnya, dicuci, selalu meninggalkan jejak sabun, yang memberikan karakteristik adsorpsi khusus aditif.

Polimerisasi massa. Dalam jenis reaksi ini, satu-satunya bahan adalah monomer dan peroksida. Polimer yang diperoleh sangat mirip dengan suspensi, tetapi lebih murni dari ini dan memiliki beberapa keunggulan dalam adsorpsi aditif karena tidak terkontaminasi dengan polivinil alkohol. Namun, karena ukuran partikelnya yang besar, ia tidak membubarkan plasticizer dan tidak digunakan untuk plastisol.

Related Posts