infokemendikbud.com Info Kemendikbud
Halo teman-teman, sudah pernah mendengar tentang polimerisasi? Jangan-jangan, beberapa dari kalian masih belum tahu apa itu polimerisasi, ya. Nah, pada kesempatan kali ini, kami akan membahas apa itu polimerisasi. Polimerisasi adalah sebuah proses kimia yang menyatukan molekul-molekul yang sangat kecil menjadi molekul-molekul yang lebih besar, yang membentuk bahan yang disebut polimer. Polimerisasi memiliki peran penting dalam kehidupan kita sehari-hari, mulai dari pengobatan, industri tekstil, hingga kosmetik. Yuk, kita simak bersama-sama apa itu polimerisasi.
Apa Itu Polimerisasi?
Polimerisasi adalah suatu proses kimia yang terjadi ketika molekul-molekul kecil bergabung menjadi molekul-molekul yang lebih besar dan kompleks, disebut polimer. Polimer itu sendiri dibentuk dari banyak monomer atau unit struktural yang diulang-ulang. Sebagai contoh sederhana, karet alam menjadi polimer ketika molekul-molekul monomer berulang kali bergabung membentuk benang karet yang panjang. Selain karet, polimer juga bisa ditemukan pada bahan-bahan seperti plastik, serat, lem, cat, dan sebagainya.
Polimer sendiri terbentuk melalui polimerisasi, yang mana reaksi kimia yang terlibat akan mengubah monomer monomer menjadi ikatan yang lebih panjang di antara mereka. Proses polimerisasi dapat dipercepat dengan menambahkan katalis atau panas. Ada tiga tipe polimerisasi, yaitu polimerisasi persenyawaan, polimerisasi adisi, dan polimerisasi kondensasi. Semua jenis polimerisasi ini memiliki perbedaan dalam mekanisme reaksi kimiawi dan polimer yang dihasilkan.
Polimerisasi Persenyawaan
Polimerisasi persenyawaan terjadi ketika dua atau lebih monomer berikatan melalui gugus fungsional aktif di dalam molekul mereka. Contoh polimerisasi persenyawaan antara lain pembentukan nilon dan polyester. Prosesnya melibatkan reaksi esterifikasi dalam keadaan asam atau basa, di mana satu gugus karboksil dan satu gugus hidroksil bergabung membentuk molekul air, dan menghasilkan gugus ganda pada setiap molekul ester. Gugus tersebut kemudian dapat berikatan satu sama lain membentuk polimer. Contoh polymer persenyawaan adalah nilon, terylene, dan Dacron.
Polimerisasi Adisi
Polimerisasi adisi terjadi ketika monomer dengan ikatan rangkap bergabung membentuk molekul polimer. Proses ini melibatkan tambahan monomer ke sebuah molekul reaktif yang mengandung ikatan rangkap seperti karbon-karbon rangkap ganda atau karbon-xenon rangkap ganda. Proses ini memerlukan penggunaan katalis dan dapat dilakukan dalam kondisi suhu dan tekanan normal. Contoh polymers adisi antara lain polietilen, polipropilen, dan PVC.
Polimerisasi Kondensasi
Polimerisasi kondensasi terjadi ketika dua monomer berikatan dengan kehilangan satu molekul sederhana yang biasanya berupa air. Prosedur ini dilakukan melalui kondensasi dari gugus fungsional aktif dalam setiap monomer. Polimerisasi kondensasi melibatkan molekul yang memiliki dua gugus reaktif yang memiliki kemampuan untuk bergabung dengan satu sama lain untuk membentuk suatu ikatan yang lebih panjang. Contoh polymers kondensasi antara lain polimer poliester seperti merkuri dan poliamida seperti nilon.
Polimerisasi dapat digunakan untuk membuat banyak produk yang kita gunakan sehari-hari seperti perabot, pakaian, sampai alat kesehatan. Dalam industri kimia, polimerisasi sangat penting karena memungkinkan bahan baku yang tidak berguna seperti minyak bumi, gas alam, dan produk sampingan petroleum untuk diubah menjadi produk yang memiliki nilai tinggi.
Tahapan Polimerisasi
Polimerisasi adalah proses kimia di mana molekul-molekul kecil disatukan menjadi rantai panjang dan besar yang disebut polimer. Polimerisasi terjadi melalui reaksi kimia dan melalui tiga tahapan, yaitu inisiasi, propagasi, dan terminasi.
Inisiasi
Tahap pertama dari polimerisasi adalah inisiasi. Ini adalah saat ketika molekul awal yang disebut inisiator, mengarahkan reaksi kimia awal, untuk membentuk radikal bebas. Radikal bebas merupakan molekul dengan satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan.
Pada tahap inisiasi, satu molekul awal dapat membentuk beberapa radikal bebas dan setiap radikal bebas akan menyebar ke molekul lain. Inisiator ini biasanya peroksid atau azoisobutyronitrile (AIBN). Ini adalah bahan kimia yang terdiri dari molekul-molekul yang stabil pada suhu dan tekanan normal, tetapi dapat mengalami penguraian menjadi senyawa dengan radikal bebas, seperti hidrogen dan oksigen.
Propagasi
Tahapan kedua dari polimerisasi adalah propagasi. Pada tahap ini, radikal bebas yang terbentuk selama inisiasi akan bereaksi dengan monomer lain untuk membentuk rantai polymer yang stabil. Ketika radikal bebas bereaksi dengan monomer, maka akan muncullah radikal bebas baru, yang dapat bereaksi dengan molekul monomer lain dan membentuk rantai polimer yang lebih panjang.
Reaksi propagasi akan terus berlangsung hingga semua monomer habis bereaksi, atau hingga rantai polimer mencapai ukuran yang diinginkan. Peristiwa ini akan terjadi dalam waktu yang sangat singkat dan tergantung pada suhu, tekanan, dan jumlah inisiator yang digunakan.
Terminasi
Tahap terakhir dari polimerisasi adalah terminasi. Ini adalah saat ketika reaksi polimerisasi berakhir. Pada tahap ini, radikal bebas yang tersisa akan saling bereaksi atau dengan molekul inisiator lain, yang mengurangi jumlah radikal bebas dalam sistem.
Ketika jumlah radikal bebas dalam sistem sudah sangat sedikit, maka tidak akan ada lagi radikal bebas yang tersisa untuk melanjutkan pembentukan rantai polimer. Reaksi polimerisasi berakhir pada tahap ini. Tahapan ini sangat penting karena akan mempengaruhi sifat fisik dan kimia polimer yang terbentuk.
Oleh karena itu, tahap inisiasi, propagasi, dan terminasi sangat penting dalam proses pembentukan polimer. Ketika semua tahapan dilakukan dengan benar, maka akan terbentuk polimer yang memiliki sifat-sifat yang sesuai dengan kebutuhan. Namun, jika ada gangguan atau kesalahan pada satu atau beberapa tahapan, maka dapat menghasilkan polimer yang cacat atau bahkan tidak berguna sama sekali.
Jenis-Jenis Polimerisasi
Polimerisasi adalah proses pembentukan polimer dari monomer. Berdasarkan jenis monomernya, terdapat dua macam polimer, yaitu homopolimer dan kopolimer. Polimerisasi sendiri memiliki macam-macam, diantaranya:
1. Polimerisasi Adisi
Polimerisasi adisi adalah suatu reaksi polimerisasi dengan cara menambahkan monomer ke dalam unsur atau senyawa yang mempunyai ikatan rangkap. Polimerisasi ini biasanya terjadi pada senyawa alkena atau alkitrin. Contoh senyawa yang biasa mengalami polimerisasi adisi adalah polietilena, polipropilena, dan polivinil klorida.
Polimerisasi adisi dapat terjadi dengan cara radikal bebas, kation, atau anion. Prosesnya berlangsung dengan cara memutuskan ikatan rangkap yang dimiliki monomer, kemudian membentuk ikatan dengan monomer lainnya. Proses ini berlangsung secara bertahap dan saling terkait, sehingga membentuk rantai polimer yang panjang.
2. Polimerisasi Kondensasi
Polimerisasi kondensasi adalah reaksi polimerisasi dengan cara memutuskan gugus H dan OH pada dua monomer berbeda, sehingga membentuk ikatan ester atau ikatan amida, dan menghasilkan air sebagai hasil samping. Contoh senyawa polimerisasi kondensasi adalah nilon, poliester, dan poliuretan.
Proses polimerisasi kondensasi membutuhkan kondisi khusus seperti temperatur dan tekanan tertentu serta katalisator agar dapat berlangsung secara optimal. Selain itu, waktu reaksi juga harus diperhatikan agar hasil yang diperoleh sesuai dengan yang diinginkan.
3. Polimerisasi Radikal Bebas, Kation dan Anion
Polimerisasi radikal bebas, kation dan anion merupakan sub-proses dari polimerisasi adisi. Pada proses polimerisasi radikal bebas, reaksi berawal dari pemutusan ikatan rangkap pada unsurnya yang terpapar cahaya atau panas, kemudian memproliferasi dengan adanya radikal bebas yang terbentuk, sehingga membentuk rantai polimer. Contoh senyawa yang dihasilkan dari proses polimerisasi radikal bebas adalah polivinil klorida, polistirena, dan polimetil metakrilat.
Sementara pada polimerisasi kation, prosesnya dimulai dengan pertumbuhan partikel ion positif, yakni kation, pada senyawa yang mengandung ikatan rangkap. Setelah itu, lon-lon kation ini akan bertambah dengan menarik molekul-molekul monomer yang lain, sehingga membentuk rantai polimer yang panjang. Contoh polimer dari proses kation adalah polivinil asetat dan polietilena.
Pada polimerisasi anion, proses berlangsung karena adanya reaksi antara ion negatif pada senyawa dengan ion positif dari monomer, sehingga terbentuk rantai yang panjang. Contoh senyawa polimer dari proses ini adalah polivinil asetat, polietilena, dan polibutadiena.
Itulah beberapa jenis polimerisasi yang penting untuk diketahui. Pemahaman mengenai hal tersebut tentu sangat berguna, terutama bagi mereka yang bekerja di industri yang berhubungan dengan polymers dan juga bagi para mahasiswa yang mempelajari kimia organik. Dengan mengetahui lebih dalam tentang proses polimerisasi, maka akan memudahkan dalam pengembangan material-material baru yang dapat digunakan dalam berbagai bidang.
