Polimer Definisi: Bahan yang memiliki struktur molekuler yang sangat besar dan berikatan kovalen Bahan yang sebagian besar merupakan senyawa organik Bahan yang terbentuk dari gabungan monomer-monomer
Polimer Polietilen
Polimer berdasar asal A. Polimer Alamiah B. Polimer Sintetis
Polimer Alamiah Polimer yang berasal dari tanaman & hewan yang telah digunakan selama berabad-abad yang lalu Contoh: Kayu Karet Cotton Wool Protein Enzim Sellulosa
Polimer Sintetis Polimer yang hasil sintesa dari molekul organik yang kecil Karakter: Murah Sifat dapat diatur dan lebih unggul dari polimer alamiah Contoh: Plastik Serat sintetis
Sifat Polimer Analog seperti logam & keramik, sifat polimer = f (unsur penyusun polimer) Monomer: Struktur terkecil yang berulang secara teratur & periodik pada polimer
Monomer dan Polimer polytetrafluoroethylene Polyvinyl chloride Polypropylene
Tetrafluoroethylene, CF 2 =CF 2 Polytetrafluoroethylene (PTFE)
PTFE (Teflon) Melting point 327 o C coefficient of friction is 0.05 to 0.10 has excellent dielectric properties used to coat certain types of hardened, armor-piercing bullets used as 'feet' for computer mice high corrosion resistance makes it ideal for laboratory environments as containers used to prevent insects climbing up surfaces painted with the material.
Ikatan Kovalen SINGLE DOUBLE TRIPLE
Ikatan Kovalen A. UNSATURATED molekul yang memiliki ikatan kovalen double dan triple B. SATURATED molekul yang memiliki ikatan kovalen single
Karakteristik Umum Polimer Ringan (ρ = 1 1,7 g/cm 3 ) Mampu cetak/bentuk baik Sensitip terhadap suhu, laju regangan, dan sifat kimia lingkungan pemakaian Isolator yang baik Ketahanan terhadap air dan zat kimia sangat baik Produk dengan sifat yang berbeda dapat dibuat tergantung pada cara pembuatannya Murah Kurang tahan terhadap panas Kekerasannya lebih rendah daripada logam dan keramik Kurang tahan terhadap pelarut Mudah termuati listrik secara elektrostatik
Karakteristik Mekanik Polimer 1) Sifat tarik 2) Sifat bending 3) Sifat compress/tekan 4) Kekuatan impak 5) Kekerasan 6) Ketahanan aus dan gesek 7) Ketahanan lelah
Kekuatan Tarik Lebih rendah dari logam & keramik Berubah-ubah tergantung faktor: Temperatur T kekuatan tarik Laju regangan laju regangan elongation Kelembaban kelembaban kekuatan tarik + E +strain
Kekuatan Tarik E polimer = (0,1-21).10 2 kg/mm 2 E baja = 200.10 2 kg/mm 2 Sifat bending, tekan, impak polimer < logam dan keramik
Kekuatan Tarik
Kekuatan Tarik
Kekerasan Polimer Lebih rendah dari logam + keramik karena polimer bersifat viskoelastik (kental+elastik)
Ketahanan aus dan gesekan Polimer Logam: Koefisien gesek hampir konstan tidak tergantung beban, luas bidang kontak, dan laju gesekan Polimer: Koefisien gesek tergantung beban, luas bidang kontak, dan laju gesekan
Ketahanan fatik/lelah Dipengaruhi oleh: Temperatur T ketahanan lelah Frekuensi f ketahanan lelah
Struktur Molekul Polimer
Struktur Polimer Semi crystalline
KLASIFIKASI POLIMER A. TERMOPLASTIK B. TERMOSET
TERMOPLASTIK Jenis polimer yang apabila dipanaskan akan melunak dan mencair, serta jika didinginkan akan mengeras. Proses ini dapat diulang ( reversible ) Sifat: Relatif lunak dan ulet Proses pembuatan dgn menerapkan pemanasan dan tekanan bersamasama Sebagian polimer linear + beberapa polimer cabang
TERMOPLASTIK Contoh: PE (polyethylene) PP (polypropylene) PS (polystyrene) PC (polycarbonat) PVC (polyvinyl chloride) PA (polyamide/nylon)
TERMOSET Jenis polimer yang apabila dipanaskan akan mengeras secara permanen, dan tidak akan melunak jika dipanaskan berlanjut. Proses ini dapat tidak dapat diulang ( irreversible ) Sifat dibanding termoplastik: Lebih keras Lebih kuat dan getas Memiliki kestabilan dimensi yang lebih baik Lebih baik ketahanan panas Tahan terhadap larutan kimia
TERMOSET Contoh: Resin epoksi Resin fenol Resin poliester Resin melamin Resin poliuretan
PE Karakteristik: Murah Isolator Tangguh Low friction coefficient Good flexibility Excellent corrosion resistance Low strength and poor resistance to wheathering Aplikasi: flexible bottles, electrical insulation, chemical tubing, toys, and film wrapping materials
PP Karakteristik: Ringan (ρ = 0,90-0,92 gr/cm 3 ) Murah Isolator Excellent fatigue strength Chemically inert Poor resistance to UV light Mampu cetaknya baik Aplikasi: bottles, packing film, TV cabinets,
polystyrene
polycarbonat
PVC
NYLON Karakteristik: Good mechanical strength Good abrasion resistance Toughness Low coefficient friction Good dimension stability Absorb waters Aplikasi: bearing, gear, cam, handle, jacketing for wires and cable
RESIN EPOKSI Karakteristik: Excellent combination of mechanical properties and corrosion resistance Dimensionally stable Good adhesion Relatively inexpensive Good electrical properties Aplikasi: electrical molding, adhesive, protective coating, dan sebagai bahan matrik komposit
RESIN PHENOLIC/FENOL Karakteristik: Excellent thermal stability to over 150 C Inexpensive Aplikasi: motor housing, telephones, electrical fixtures
RESIN POLYESTER Karakteristik: Murah Excellent electrical properties Low to high temperature use Good as matrix for composites Aplikasi: helmet, fiberglass boat, auto body components, chairs, fan
TEKNIK PEMBENTUKAN POLIMER Teknik bergantung: Jenis polimer (termoplasik or termoset) Melting point Kestabilan terhadap atmosfer Geometri dan ukuran produk akhir
FABRIKASI POLIMER Termoplastik: Material polimer dibentuk pada temperatur di atas melting point + tekanan Ekonomis (recyclable) Method: compression molding, injection molding, blow molding, extrusion, vacuum forming
FABRIKASI POLIMER Termoset: Terdiri 2 tahap: preparasi polimer linear (prepolymer, cair + low molecular weight) Method: Curing Not recyclable hand lay up / casting, compression molding
INJECTION MOLDING
INJECTION MOULDING Proses: Pelet dimasukkan ke feed hopper, masuk ke barrel zone, dipanaskan dan ditekan masuk ke cetakan. Material: termoplastik + komposit sebagian termoset (reaction injection molding / RIM)
COMPRESSION MOLDING
COMPRESSION MOULDING Proses: Pelet dimasukkan ke dalam cetakan yang dipanaskan selanjutnya ditekan, mendesak matrial masuk ke cetakan Material: terutama termoset, komposit, elastomer, termoplastik
VACUUM FORMING
VACUUM MOULDING Proses: Lembaran plastik dilunakan dengan elemen pemanas dan ditarik pada kondisi vakum untuk membentuk bentuk tertentu dan dibiarkan dingin Material: sebagian besar termoplastik Material harus memiliki high uniform elongation
BLOW MOULDING
BLOW MOULDING Proses: Pellet masuk extruder, dipanaskan dan ditekan masuk ke cetakan sehingga terbentuk pipa berlubang/parison, pipa ini disuntikan ke bawah Udara panas ditiupkan ke parison sehingga mengembang dan mengisi cetakan dingin Material: sebagian besar termoplastik
EXTRUSION
EXTRUSION Proses: Pellet masuk hopper dan masuk ke barrel yang dipanaskan, didorong maju dan mengisi cetakan Material: sebagian besar termoplastik Elastomer