polimer & komposit ppt

8/17/2019 Polimer & Komposit ppt

1/58

POLIMER DAN KOMPOSIT


2/58

Polimer

I. Prinsip-Prinsip Dasar

1.1 Definisi dan Klasifikasi

1.2 Proses Polimerisasi1. Ta!anama

1." Pem#$a!an Polimer Se%ara Ind$s!ri

1.& Polimer-Polimer Ind$s!ri


3/58

II. 'era! Molek$l ('M)

2.1 Ma%am-Ma%am 'era! Molek$l

2.2 Pene!apan 'era! Molek$l

2. Dis!ri#$si 'era! Molek$l

2." *$#$n+an 'M den+an 'e#erapa Sifa!

,isik Polimer


4/58

III. S!r$k!$r Kimia dan Morfolo+i Polimer

.1 Penda$l$an

.2 'era! Molek$l dan a/a An!ar Molek$l

. S$$ Transisi elas

." S!ereokimia

.& Kekris!alan

.0 Ika!an Silan+ Kimia dan ,isika

. Polimer Pad$an


5/58

I. E3al$asi4 Karak!erisasi 5 Analisis Polimer

".1 Me!ode Analisis Kimia

".2 Me!ode Analisis Spek!roskopik

". *am#$ran Sinar

"." Karak!erisasi 5 Analisis Perm$kaan

".& Analisis Termal

".0 Pen+$k$ran Sifa!-Sifa! Mekanik

". E3al$asi Ke!aanan Kimia


6/58

. Pemrosesan Polimer

&.1 Pen%amp$ran dan Pra-pem#en!$kan

&.2 Pen%e!akan

- 6e!ak Kompresi

- 6e!ak Transfer - 6e!ak In7eksi

- 6e!ak Ti$p

- Spinning

- Calendering - Eks!r$si


7/58

I.PRINSIP-PRINSIP DASAR

1.1. Definisi 5 Klasifikasi

a. Ka!a 8Polimer9 !ers$s$n a!as ka!a poli

/an+ #erar!i #an/ak dan mer /an+#erar!i #a+ian ke%il /an+ #er$lan+.

#. Polimer : molek$l-molek$l #esar

(makromolek$l) /an+ mer$pakan

+a#$n+an dari molek$l-molek$l ke%il

/an+ dise#$! mer.


8/58

%.'erdasarkan s!r$k!$r4 polimer !er#a+i /ai!$;polimer linier4 #er%a#an+ dan 7arin+an.

d.'erdasarkan sifa! !aan panasn/a4 polimer!er#a+i 24 /ai!$ polimer !ermoplas!ik dan

!ermose!!in+.e.'erdasarkan 7$mla 7enis a!om dalam

ran+kan/a4 polimer !er#a+i men7adi polimeromoran!ai dan e!eroran!ai.

f. 'erdasarkan %ara !er#en!$kn/a4 polimer !er#a+imen7adi polimer addisi dan polimer kondensasi.


9/58

1.2 Proses Polimerisasia.Ada 2 ma%am4 /ai!$; polimerisasi addisi

dan kondensasi.

#.Polimerisasi Addisi : Reaksi polimerisasi/an+ dida$l$i den+an proses pem#$kaan

ika!an ran+kap.

6on!o; Polimerisasi E!ilen*26 : 6*2


10/58

%.Mekanisme?!aapan dalam polimerisasi addisi;1. Inisiasi

- Dekomposisi inisia!or

- Pem#en!$kan radikal primer

2. Propa+asi

. Terminasi

- Disproporsionasi

- Kom#inasi


11/58

d.Reaksi addisi dise#$! 7$+a reaksi #eran!ai.

e.Sifa!-sifa! reaksi #eran!ai- %epa! 5 seren!ak.

- dera7ad polimerisasi !in++i?#esar.

- reaksi #eren!i 7ika !er7adi !erminasi a!a$

monomern/a a#is.- memerl$kan inisia!or

f. Polimerisasi kondensasi : Reaksi polimerisasi den+an

melepaskan molek$l-molek$l sederana.

Reaksin/a dise#$! 7$+a den+an reaksi #er!aap.+.Mekanismen/a melip$!i !aap pem#en!$kan monomer

dan !aap polimerisasi.


12/58

.Sifa!-sifa! reaksi #er!aap

- reaksi #er!aap4 lam#a!?lama

- dera7ad polimerisasi renda-sedan+- reaksi akan #er7alan !er$s 7ika +$+$s

f$n+sional masi ada

- !idak perl$ inisia!or.

i.6on!o poli kondensasi; polies!erifikasi

60*&O* @ 6*2O 60*"O*(6*2O*)

60*"O*(6*2O*) @ 60*"O*(6*2O*)

60*"O*(6*2(60*O*(6*2O*))) @ *2O


13/58

1. Ta!anama

Ada 2 !a!a%ara pem#erian nama4 /ai!$

#erdasarkan nama s$m#er dan nama

IPA6.

1.".Pem#$a!an Polimer Se%ara Ind$s!ri - Bulk Polymerization (6$ra)

Proses sederana4 ses$ai $n!$k kapasi!as ke%il4asiln/a ken!al?pada!4 perpindaan panasn/a

7elek.


14/58


15/58

1.& Polimer-Polimer Ind$s!ri

- plas!ik

#erdasarkan per!im#an+an ekonomis

dan ke+$naann/a4 di#edakan a!as;

- plas!ik komodi!i C 3ol$m ke%il4 ar+am$ra 5 disposable. 6on!o;LDPE4*DPE4PP4P64PS

- plas!ik !eknik C 3ol$m renda4 maal4

sifa! mekanik 5 da/a !aan #aik. 6on!o;ase!al4poliamid


16/58

- Sera!

Di%irikan ole mod$l$s 5 kek$a!ann/a /an+

!in++i4 elon+asi dan s!a#ili!as panas /an+ #aik.

Sera! !er#a+i men7adi 24 /ai!$ sera! alam 5

sin!e!is. Sera! alam C kapas (sell$losa polisakarida) 5

ool (pro!ein)

Sera! sin!e!is C sell$losa (sell$losa ase!a!) dannon sell$losa (polies!er4 nilon 5 akrila!)


17/58

- Kare!?Elas!omer Merpk. polimer /an+ memperlia!kan da/a

pe+as4 kemamp$an mere+an+ dan

kem#ali ke keadaan sem$la den+an%epa!.

Se#a+ian #esar memp$n/ai s!r$k!$r

7arin+an.


18/58


19/58

a.'M Ra!a-ra!a $mla4

'er+an!$n+ pada #esarn/a $k$ran

den+an ; N : 7$mla mol

M : #era! molek$l

Mn : i

ii

N

NM

∑∑

:

tot

ii

N

NM∑

Mn


20/58


21/58

2.2 Pene!apan 'era! Molek$l

Ada #e#erapa ma%am %ara4 /ai!$;a. Analisa $+$s 7$n+

#. Sifa!-sifa! Koli+a!if Lar$!an

%. iskosi!as

d. *am#$ran 6aa/a

e. l!rasen!rif$+asi

Mn

Mv

Mw


22/58

a. Analisa $+$s 7$n+

ika s$a!$ polimer dike!a$i men+and$n+

7$mla !er!en!$ +$+$s $7$n+ per molek$ln/a4maka 7$mla +$+$s i!$ dapa! di!en!$kan dalam

se7$mla massa polimer den+an me!ode

anali!is.

Kelemaan me!ode ini (1)ar$s men+andaikan

s!r$k!$r molek$l4 (2) ak$rasin/a !er+an!$n+

pada kepekaan me!ode anali!isn/a.

Analisa +$+$s $7$n+ ses$ai $n!$k polimerkondensasi /an+ 'M-n/a renda.


23/58

Me!ode /an+ dapa! di+$nakan

$n!$k pene!apan +$+$s $7$n+

- Ti!rasi- Analisa $ns$r +$+$s $7$n+

- Pen+$k$ran ak!ifi!as +$+$s $7$n+ /an+

#ersifa! radioak!if - Pene!apan spek!roskopik $l!ra3iole!


24/58

*al-al /an+ ar$s dipera!ikan

dalam pen+++$naan me!ode

analisis +$+$s $7$n+

1. Me!ode ini !idak #isa di!erapkan ke

polimer #er%a#an+ ke%$ali 7ika 7$mla%a#an+n/a dike!a$i den+an pas!i.

2. Dalam s$a!$ polimer linier !erdapa!

+$+$s-+$+$s $7$n+ se#an/ak d$a kalimolek$l-molek$l linier.


25/58

. ika polimer men+and$n+ +$+$s /an+ #er#eda

pada masin+-masin+ $7$n+ ran!ain/a 5pen+$k$ran an/a dilak$kan pada sala sa!$

+$+$s $7$n+ /an+ #isa dikarak!erisasi4 maka

7$mla !ipe +$+$s $7$n+ ini sama den+an

7$mla molek$l primern/a.

". Analisa +$+$s $7$n+ an/a memp$n/ai ar!i

7ika mekaisme inisiasi dan !erminasi dimen+er!i

den+an #aik.


26/58

#. Sifa!-sifa! koli+a!if

F Pen$r$nan !i!ik #ek$ (krioskopi)

F Kenaikan !i!ik didi (e#$lliome!ri)

F Osmome!ri

CAMH

RT

C

T2

nf

2

0C

f +∆ρ

=

∆

=

CAMH

RT

C

T2

nv

2

0C

b +∆ρ

=

∆

=

CAM

RT

C 2

n

2

0C

+=

π

=hg∆ρ=π


27/58

%. *am#$ran %aa/a

-Mer$pakan me!ode /an+ palin+ #an/ak

dipakai $n!$k mendapa!kan 'M m$!lak.

-Me!ode ini didasarkan pada fak!a #aa

%aa/a 7ika melea!i s$a!$ lar$!an akan

melepaskan ener+i /an+ diaki#a!kan ole

a#sor#si4 kon3ersi ke panas dan am#$ran.

-,ak!or /an+ mempen+ar$i; konsen!rasi4

$k$ran4 polari#ili!as molek$l pen+am#$r.


28/58

Den+an G: !$r#idi!as< no : indeks refraksi4 H:

pan7an+ +elom#an+4dn?d%:kenaikan refraksispesifik4 No: #ilan+an A3o+rado

wMHc=τ2

o

4

c

n

23

N

dd

o3

32H n

λ

π=

CA2)(MP

1HC2+θ

=

τ


29/58

d. l!rasen!rif$+asi

Teknikn/a didasarkan pada prinsip #aa

molek$l-molek$l #ila di #aa pen+ar$

medan sen!rif$+al /an+ k$a!4 maka akan

mendis!ri#$si diri men$r$! #esarn/a se%ara!e+ak l$r$s s$m#$ p$!ar s$a!$ proses /an+

dise#$! sedimen!asi.

Ada 2 pendeka!an $? memperole 'Mden+an me!ode ini4 /ai!$ ;


30/58

1. Me!ode kese!im#an+an sedimen!asi

2. Me!ode ke%epa!an sedimen!asi

( ) )(v1c

c

lnRT2M

r r 2

1

2

2

2

1

2

w

−ωρ−

=

f

)v1(

dt

dr

r

1!

2

ρ−==ω

)v1((M

RT

!

"

w ρ−=

f

#T" =


31/58

e.iskome!ri

-Mer$pakan !eknik /an+ palin+ sederana 5

palin+ #an/ak dipakai

-iskosi!as di$k$r pada konsen!rasi en%er

den+an %ara mene!apkan laman/a aliran

se7$mla 3ol$m lar$!an memal$i kapiler

/an+ pan7an+n/a !e!ap.

-iskosi!as di!e!apkan pada s$$ kons!an.


32/58

Pers. Mark *o$ink Sak$rada

o

o

!$ t

)tt( −

=η[ ]

0c

!$

c=

η=η

[ ] avMΚ=η

ii

a1

iiv

M NM NM ∑∑=

+


33/58

2. Dis!ri#$si 'era! Molek$l Ra!a-ra!a

F Kroma!o+rafi permeasi +el (P6)

F Pelar$!an fraksi

F Pen+endapan fraksi $l!rasen!rif$+asiF Kroma!o+rafi lapisan !ipis (TL6)

Pen/erapan

Pen+endapan


34/58

2." *$#$n+an 'era! Molek$l Ra!a-ra!a

den+an 'e#erapa Sifa! ,isik Polimer

F Ti!ik #ek$-'M

F Tensile s!ren+!-'M


35/58

F iskosi!as-'M

F Plas!isi!as-'M


36/58

III.STRKTR KIMIA 5 MOR,OLOI POLIMER

.1 Penda$l$anFS!r$k!$r kimia polimer #er$#$n+an era!

den+an sifa!-sifa! polimer.

FMorfolo+i polimer s!r$k!$r4 s$s$nan 5#en!$k fisik molek$l polimer

amorfos 5 kris!al


37/58

.2 'M dan a/a An!ar Molek$l

F Sifa!-sifa! polimer di!en!$kan ole 'M dan

s!r$k!$r kimian/a

F Sifa! mekanik di!en!$kan 'M4 'M dapa!

!er+an!$n+ pada s!r$k!$r kimia

F Sifa! mekanik !er7adi dari +a/a !arik an!ar

molek$l. a/a !arik an!ar molek$l dapa!

#er$pa in!eraksi an!ar dipol4 +a/a ind$ksi

dan dispersi a!a$ +a/a london


38/58

. S$$ Transisi elas

F Mer$pakan s$$ !er!in++i pada saa!

polimer #erada an!ara fase pada! dan %air.

F Dipen+ar$i ole;

S!r$k!$r kimia

'era! molek$l

k$ran polimer

Polari!as


39/58

." S!ereokimia

F Mer$pakan sala sa!$ parame!er s!r$k!$r /an+

!erpen!in+ /an+ melairkan sifa! kekris!alan4

/akni s!ereore+$lari!as.

F Ada s$s$nan s!ereore+$lari!as /ai!$ Iso!ak!ik

S/ndio!ak!ik

A!ak!ik


40/58

.& Kekris!alan

Polimer #erada dalam #en!$k kris!al 7ika;-Memiliki s!r$k!$r /an+ san+a! s!ereore+$lar

-Per%a#an+an ran!ai sediki! a!a$ !idak ada

-Men+and$n+ +$+$s-+$+$s /an+ san+a! polar Kekris!alan dapa! diperole den+an %araannealin+ 5 drain+

Taap kris!alisasi ;F N$kleasi

F Per!$m#$an in!i


41/58

.0 Ika!an Silan+ Kimia dan ,isika

F Ika!an silan+ kimia : %$rin+4 ada 2 /ai!$

(1)pen+ika!an pada saa! polimerisasi dan

(2)pen+ika!an se!ela polimer linier

!er#en!$k.

F Ika!an silan+ fisika dapa! dilak$kan

den+an (1)pendin+inan dan (2)

memas$kkan +a/a !arik ika!an sek$nder/an+ k$a! an!ara ran!ai-ran!ai polimer.


42/58

. Polimer Pad$an

F Kopolimerisasi

Monomer A @ monomer '

Polimer A @ monomer '

F Polyblend = men%amp$r polimer den+an

polimer

*omo+en

*e!ero+en


43/58

F Ma%am polyblend Pad$an mekanik

Pad$an mekanokimia

Pad$an !$an+-lar$!an Pad$an la!eks

Pad$an kimia


44/58

I. EALASI4 KARAKTERISASI 5

ANALISIS POLIMER

".1 Me!ode Analisis Kimia

Melak$kan analisis kimi men++$nakan #aankimia /an+ sifa!n/a spesifik.

".2 Me!ode Spek!roskopik Infrared

Raman

Resonansi ma+ne!ik n$klir (NMR)

Resonansi Spin Elek!ron (RSE) l!ra3iole! ($3)

,l$orosensi


45/58

". Me!ode *am#$ran Sinar

Sinar J4

Elek!ron 5

Ne$!ron

"." Karak!erisasi 5 Analisis Perm$kaan Polimer

Mikroskopi elek!ron skan

Spek!roskopi reflek!ansi !o!al a!en$asi

Spek!roskopi fo!oak$s!ik

Spek!roskopi elek!ron $n!$k analisis kimia Spek!rome!ri massa ion

Spek!roskopi am#$ran ion


46/58

".& Analisis Termal

F Kalorime!ri skan diferensial

F Analisis !ermomekanik

F Analisis Termo+ra3ime!rik

F 7i da/a n/ala


47/58

".0 Pen+$k$ran Sifa! Mekanik

Men++$nakan me!ode s!andar misal ASTM

". E3al$asi Ke!aanan Kimia

Dilak$kan den+an %ara men%el$pkanpolimer ke dalam pelar$! /an+ #er#eda-

#eda4 didiamkan dalam ak!$ !er!en!$4

selan7$!n/a sifa! mekanikn/a di$k$r.


48/58

. PEMROSESAN POLIMER

&.1 Pen%amp$ran 5 Pra-pem#en!$kan

Pen%amp$ran: proses penam#aan #aan

adi!if

Prapem#en!$kan ---C lelean a!a$ ser#$k&.2 6e!ak Kompresi

'iasan/a pada s$$ 1&B 6el%i$s dan !ekanan

1BBB-BBB psiDapa! di!erapkan pada !ermoplas!ik 5

!ermose!!in+.


49/58

&. 6e!ak Transfer

Mer$pakan modifikasi dari %e!akkompresi. 'iasan/a $n!$k !ermose!!in+.

&." 6e!ak In7eksi

Se%ara $m$m di+$nakan $n!$k!ermoplas!ik.

S$$ operasi C 2&B %el%i$s

Tekanan operasi 1BBBB-BBBB psi


50/58

&.& 6e!ak Ti$p

'iasan/a $n!$k pem#$a!an #o!ol.

&.0 Pemin!alan?Spinning

'iasan/a $n!$k pem#$a!an sera!

&. Calendering

Di+$nakan $n!$k mem#$a! lem#aran.&. Eks!r$si

S$$ operasi 1& %el%i$s

a/a !ekan 1"-2 MPa


51/58

Komposi!

I. Prinsip-Prinsip Dasar

1.1 Definisi

1.2 KlasifikasiII. Proses Pem#$a!an Komposi!

III.Analisis4 E3al$asi4 5 Karak!erisasi

Komposi!


52/58

I. PRINSIP-PRINSIP DASAR

1.1 Definisi

Mer$pakan ma!erial /an+ !er#en!$k dari d$a

a!a$ le#i #aan dasar /an+ #er#eda.

Sifa!-sifa!n/a mer$pakan +a#$n+an dari #aanpen/$s$nn/a.

'aan pen/$s$nn/a !er#a+i a!as (1)ma!riks

/an+ #erf$n+si se#a+ai pen+isi?pem#$a!

#en!$k4 pen/an++a dan pen+ika!4 (2) pen+$a!

(reinorced )


53/58

1.2 Klasifikasi

Komposi! #erdasarkan 7enis ma!riksn/a4

!er#a+i men7adi 4 /ai!$

Polimer komposi!

Me!al (lo+am) komposi!

Keramik komposi!


54/58

II. PROSES PEM'ATAN KOMPOSIT

2.1 Polimer Komposi!

!eacti"e Processing

F Sheet #olding Compounds

F !eaction $n%ection #olding

F !esin &ranser #olding

F Structural !eaction $n%ection #olding

'abrication &echni(ue

F )igh Pressure Compression #olding

F )and *ayup

F Spray *ayup

F $n%ection #olding


55/58

2.2 Lo+am (Me!al) Komposi!

Pem#$a!anF ,ase 6air

F ,ase Pada!

F D$a ,ase

F Deposisi

F In Si!$

Pemrosesan

F Casting F Spray

F Solidiication


56/58

2. Keramik Komposi!

Me!ode Pemrosesan an!ara lain; Poder &echni(ue

Casting

Chemical ,apor $niltration )ot Pressing

Sinter

Chemical Based #ethods


57/58

III. E3al$asi4 Analisis dan Karak!erisasi Komposi!

F Mikromekanik

E3al$asi dan analisis !eradap komposi!

se#a+ai ma!erial /an+ !erdiri dari pen+$a! dan

ma!riks4 sein++a ada kai!an an!ara kek$a!anpen+$a! dan kek$a!an ma!riks

F Makromekanik

E3al$asi dan analisis !eradap komposi!se#a+ai ma!erial /an+ $!$.


58/58

F Komponen /an+ di-e3al$asi?analisis :!e+an+an dan re+an+an.

F Sifa! mekanik /an+ dikarak!erisasi Elas!isi!as

Kek$a!an !arik

Kek$a!an l$l$ Elongation at break

F Me!ode s!andar $?karak!erisasi ; ASTM4

ISO dll.

polimer & komposit ppt

Documents