Bercakap mengenai Polimer, sebilangan daripada kita mungkin masih tidak tahu - kecuali pelajar kelas XII. Walau bagaimanapun, polimer ini sebenarnya wujud begitu dekat dengan kehidupan seharian kita. Dalam pelbagai bentuk. Ya, kami telah menggunakan polimer selama ribuan tahun, dalam bentuk kayu, getah, kapas, bulu, kulit, sutera dan sebagainya. Dalam kehidupan seharian, kita semua mesti biasa dengan objek seperti cawan plastik, kanta lekap, sikat, gelang getah, kuali dan lain-lain bukan? Ini semua polimer. Bukan hanya itu, beberapa polimer bahkan terdapat di dalam badan kita, misalnya asid nukleik dan protein (rambut, darah dan lain-lain).
Jadi, apa sebenarnya yang disebut polimer?
Kata Polimer itu sendiri berasal dari bahasa Yunani, yang terdiri dari dua kata, iaitu Poli yang bererti banyak, dan meros yang bermaksud unit atau bahagian. Jadi Polimer adalah sebatian besar yang terbentuk dari gabungan sejumlah (banyak) unit molekul kecil. Unit molekul yang membentuk sebatian ini disebut monomer. Ini bermaksud sebatian polimer terdiri daripada banyak monomer.
Pengelasan Polimer
Polimer dikelaskan berdasarkan sumber, struktur, mod pempolimeran, dan daya molekulnya.
Polimer mengikut Sumber
Berdasarkan sumbernya, Polimer terbahagi kepada 3, iaitu Polimer Asli, Polimer Sintetik dan Polimer Semi-Sintetik.
Polimer Semula jadi
Polimer semulajadi diperoleh dari tumbuhan dan haiwan. Contohnya protein, selulosa, pati, resin dan lain-lain.
Polimer Sintetik
Polimer sintetik adalah polimer buatan manusia, yang dibuat di makmal. Contoh: polietena, nilon 66 dan Buna-S.
Polimer Separuh Sintetik
Polimer Semi-Sintetik adalah polimer semula jadi dengan pengubahsuaian kimia. Contoh: getah tervulkan dan selulosa asetat.
Polimer Berdasarkan Struktur
Berdasarkan strukturnya, polimer terbahagi kepada tiga, iaitu Polimer Linear, Polimer Rantaian Bercabang dan Polimer Silang Berikat atau Polimer Rangkaian.
Polimer Linear
Dalam Polimer Linear, monomer dihubungkan dalam rantai lurus dan panjang. Rantai polimer biasanya bertumpuk satu sama lain dan membentuk struktur yang kemas.
Polimer linear mempunyai ketumpatan tinggi, kekuatan tegangan tinggi dan takat lebur tinggi. Contoh: polietena berketumpatan tinggi, polivinil klorida, nilon 6 dan lain-lain.
Polimer Rantai bercabang
Polimer ini terdiri daripada rantai sisi unit monomer yang dilekatkan pada rantai utama. Oleh kerana percabangan ini, polimer rantai bercabang tidak dapat disusun rapat. Polimer ini mempunyai ketumpatan rendah, kekuatan tegangan rendah dan takat lebur rendah. Contoh Polimer Rantai bercabang adalah polietena berketumpatan rendah.
Polimer Ikatan Silang
Polimer bersilang silang juga dikenali sebagai polimer tisu. Polimer ini bukan sahaja keras, tetapi juga kaku dan rapuh. Contohnya: Bakelit, Melamine, Resin Formaldehid.
Polimer Berdasarkan Mod Polimerisasi
Berdasarkan mod pempolimeran, polimer terbahagi kepada dua, iaitu polimer penambahan dan polimer pemeluwapan. Polimer Penambahan kemudian dibahagikan kepada dua lagi, iaitu Kopolimer dan Homopolimer.
Polimer Penambahan
Polimer penambahan dibentuk dengan menambahkan monomer tanpa penghapusan molekul sampingan. Monomer polimer penambahan adalah sebatian tak jenuh. Contoh: Polyethene Teflon dan lain-lain.
Homopolimer
Polimer penambahan yang dibentuk oleh pempolimeran spesies monomer tunggal. Contoh: Polyvinyl chloride, Polypropylene, Polyethene
Kopolimer
Polimer penambahan dibentuk dengan pempolimeran penambahan dari dua jenis monomer yang berlainan. Contoh: Buna-S, Buna-N, dan lain-lain.
Polimer Pemeluwapan
Polimer Kondensasi dibentuk oleh pemeluwapan dua monomer yang berbeza dengan atau tanpa pembebasan molekul kecil, seperti air, alkohol, dan hidrogen klorida.
Monomer polimer pemeluwapan mempunyai sekurang-kurangnya dua kumpulan berfungsi. Contohnya: Bakelit, Nylon 66, Terylene dan lain-lain.
Polimer Berdasarkan Angkatan Molekul
Berdasarkan gaya molekul, polimer dapat dibahagikan kepada elastomer, serat, polimer termoplastik dan polimer termoset.
Elastomer
Dalam elastomer, rantai polimer disatukan oleh daya intermolekul yang lemah. Daya lemah membolehkan polimer diregangkan. Rantai polimer mempunyai beberapa silang silang yang membantu polimer kembali ke bentuk asalnya. Contoh: Buna-S, Buna-N, Neoprene.
Serat
Dalam Serat, rantai polimer disatukan oleh daya antermolekul yang kuat (ikatan hidrogen atau interaksi dipol-dipol). Kekuatan yang kuat memberikan sifat kristal.
Serat berbentuk seperti benang dengan kekuatan tegangan tinggi dan modulus tinggi. Contoh: Poliamida (nilon 66) dan poliester (terylene).
Termoplastik
Polimer termoplastik mempunyai rantai polimer linear atau sedikit bercabang. Tarikan intermolekul adalah pertengahan antara elastomer dan serat.
Polimer termoplastik dapat dilembutkan berulang kali pada pemanasan dan dikeraskan pada penyejukan dengan sedikit perubahan sifat. Polimer jenis ini boleh dibentuk menjadi bentuk yang dikehendaki. Contoh: Polyethene, Polystyrene, Polyvynichloride dan lain-lain.
Kerana termoplastik tidak mempunyai pautan silang, daya intermolekul yang ada di antara rantai polimer mudah rosak dengan pemanasan. Oleh itu, mereka boleh dibentuk menjadi bentuk yang diinginkan.
Pemanasan terma
Polimer termoset adalah rantai polimer yang berangkai silang atau bercabang tinggi. Rantai polimer mengalami pengembangan pautan silang pada pemanasan dalam acuan. Polimer termoset mengalami perubahan kekal pada pemanasan. Polimer termoset tidak boleh digunakan semula seperti polimer termoplastik. Contoh: Bakelit, Resin, Urea-formaldehid dan lain-lain.
Tindak balas polimerisasi
Terdapat 2 jenis tindak balas pempolimeran, iaitu pempolimeran penambahan dan pempolimeran pemeluwapan.
Pempolimeran Penambahan
Sebagai tambahan pempolimeran monomer bergabung tanpa penghapusan molekul produk. Monomer adalah sebatian tak jenuh dan turunannya. Monomer ditambahkan ke rantai yang mengakibatkan peningkatan panjang rantai.
Polimer penambahan secara amnya tidak reaktif secara kimia. Ini disebabkan oleh ikatan CC dan CH yang sangat kuat. Oleh kerana itu, sangat sukar untuk mengitar semula polimer penambahan. Atau dengan cara lain, polimer penambahan tidak terbiodegradasi.
Pempolimeran penambahan berlaku melalui dua mekanisme, iaitu mekanisme radikal bebas dan mekanisme ion. Walau bagaimanapun, mekanisme radikal bebas lebih kerap dijumpai. Sebatian tak jenuh dan turunannya mengikuti mekanisme radikal bebas. Untuk menghasilkan radikal bebas, diperlukan pemula. Ini termasuk benzoil peroksida tersier dan butil peroksida.
Pempolimeran penambahan radikal bebas : Sebatian tak jenuh dan turunannya berpolimerisasi dengan kaedah ini. Ini berlaku pada pemula yang menghasilkan radikal bebas seperti benzil peroksida, butil peroksida tersier, dll. Polimerisasi melibatkan langkah-langkah berikut:
(i) Permulaan rantai : Peroksida organik mengalami pembelahan homolitik untuk membentuk radikal bebas yang bertindak sebagai pemula. Pemula menambahkan ikatan berganda pada karbon untuk membentuk radikal bebas baru.
(ii) Penyebaran rantai : Radikal bebas menambahkan ikatan ganda monomer untuk membentuk radikal bebas yang lebih besar. Proses ini berterusan sehingga radikal musnah
iii) Penamatan rantai : Rantai berakhir apabila dua radikal bebas bergabung.
Polimerisasi Pemeluwapan
Dalam kaedah ini, dua atau lebih monomer dwifungsi mengalami pemeluwapan dengan penyingkiran beberapa molekul sederhana seperti air, alkohol, dll. Produk setiap langkah sekali lagi adalah jenis dua fungsi dan urutannya berterusan. Oleh kerana setiap langkah menghasilkan jenis fungsi yang berbeza dan bebas, proses ini juga dikenali sebagai polimerisasi pertumbuhan.
