Laporan Praktikum Pengaruh Temperatur Terhadap Material Polimer [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA POLIMER PERCOBAAN I PENGARUH TEMPERATUR TERHADAP MATERIAL POLIMER Waktu Percobaan : Kamis, 24 Oktober 2019



Disusun oleh Kelompok I Anggota : 1.



Nur Azizah Kurniasari



(1518010)



2.



Afif Pratama Putra



(1518019)



3.



Rebecca Christine



(1518021)



4.



Annisa Feby Maharani



(1518025)



LABORATORIUM POLIMER TEKNIK KIMIA POLIMER POLITEKNIK STMI JAKARTA 2019 1



I.



TUJUAN Membahas pengaruh temperatur pemanasan terhadap material polimer



II.



TEORI DASAR Bahan-bahan polimer sejak dahulu telah dikenal dan dimanfaatkan seperti kapas, wool, serat alam, dan lain-lain. Polimer sintesis dikenal mulai tahun 1925, dan setelah hipotesis makromolekul yang dikemukakan oleh Staudinger mendapat hadiah Nobel pada tahun 1955, teknologi polimer mulai berkembang pesat. Beberapa contoh polimer sintesis yang ada dalam kehidupan sehari-hari adalah serat-serat tekstil poliester dan nilon, plastik polietilena untuk botol susu, karet untuk ban mobil, dan plastik poliuretana untuk jantung buatan (Sari, 2018). Polimer adalah molekul besar yang tersusun secara berulang dari molekul molekul kecil yang saling berikatan. Polimer mempunyai massa molekul relatif sangat besar, yaitu sekitar 500 - 10.000 kali berat molekul unit ulangnya. Istilah polimer berasal dari bahasa yunani, polys = banyak dan meros = bagian, yang berarti banyak bagian atau banyak monomer. Polimer merupakan molekul besar (makromolekul) yang terbentuk dari susunan unit ulang kimia yang terikat melalui ikatan kovalen. Unit ulang pada polimer, biasanya ekivalen dengan monomer, yaitu bahan dasar polimer tersebut (Billmeyer,1971). Polimer sangat luas pemanfaatannya di dunia ini. Maka dari itu polimer banyak dikembangkan sebagai materi baru. Dengan banyaknya jenis polimer, maka sistem klasifikasi polimer akan sangat membantu untuk mengenali jenis polimer. Polimer dapat diklasifikasikan dengan beberapa cara, yaitu: 1) berdasarkan sumber, 2) berdasarkan sifat termal, dan berdasarkan yang lainnya. Klasifikasi polimer berdasarkan sumbernya dapat dikelompokkan menjadi 3, yaitu: 1.



Polimer alam, yaitu polimer yang terjadi secara alami. Contoh : karet alam, karbohidrat, protein, selulosa, wol.



2



2.



Polimer semi sintetik, yaitu polimer yang diperoleh dari hasil modifikasi polimer alam dan bahan kimia. Contoh : selulosa nitrat yang dipasarkan dengan nama celluloid.



3.



Polimer sintetik, yaitu polimer yang dibuat melalui reaksi polimerisasi dari



monomer-monomer.



Contoh



Polietilena,



Polipropilena,



Polistirena, dan lain sebagainya. Klasifikasi polimer berdasarkan sifat termalnya dapat dikelompokan menjadi 2, yaitu : 1.



Termoplastik (Thermoplastics) Polimer yang dapat mencair melalui proses pemanasan dan dapat diubah



bentuknya



melalui



pencetakan



(reversible).



Contoh:



Polietilena, Polipropilena, Poli Vinil Klorida (PVC), dan lain-lain. 2.



Termosetting (Thermosetting) Polimer yang tidak dapat meleleh jika mengalami pemanasan (irreversible). Contoh: Bakelit, melamin, resin epoksi, unsaturated poliester, dan lain-lain.



III.



ALAT DAN BAHAN 1.



Alat a. Gunting b. Hot plate/kompor listrik c. Timbangan d. Stopwatch e. Aluminium foil



2.



Bahan a. Sampel A b. Sampel B c. Sampel C d. Sampel D



3



IV.



PROSEDUR KERJA 1.



Siapkan peralatan dan bahan



2.



Gunting aluminium foil dengan ukuran secukupnya



3.



Letakkan sampel di atas aluminium foil



4.



Letakkan sampel yang telah dialasi aluminium foil di atas hot plate atau kompor listrik, lalu nyalakan hot plate



5.



set suhu hot plate awal 50



dan dan lihat waktu yang diperlukan



untuk mencapai suhu tersebut. 6.



Setelah mencapai suhu yang ditentukan, catat waktu dan perubahan yang terjadi pada sampel lalu foto sampel tersebut.



7.



Biarkan sampel pada hot plate selama 10 menit.



8.



Dinginkan sampel dengan cara mengambil sampel yang dialasi aluminium foil dari hot plate selama 5 menit.



9.



Panaskan lagi wadahnya dengan diberikan penambahan suhu sebesar 50 .



10. Lanjutkan langkah tersebut hingga perubahan besar terjadi (misal: meleleh atau gosong) dan catat suhunya (pada saat terjadi perubahan) (maksimum 200 ). 11. Ulangi untuk sampel B, C, dan D dengan cara yang sama.



V.



DATA PENGAMATAN 1.



Mula - Mula Sampel



Berat



A



0,0947 g



Foto



4



2.



B



1,2552 g



C



0,0877 g



D



1,6322 g



Pemanasan 1 Pemanasan I Sampel



Suhu



Waktu (Pukul)



Perubahan/Foto



16 menit A



(08.5250



09.08 WIB) Belum ada perubahan



5



10 menit B



(10.3550



10.45 WIB) Belum ada Perubahan



13 menit C



(08.4750



09.00 WIB) Belum ada perubahan



10 menit D



(10.3450



10.44 WIB) Belum ada perubahan



3.



Pemanasan 2 Pemanasan II Sampel



Suhu



Waktu (Pukul)



Perubahan/Foto



16 menit A



(09.13100



09.29 WIB) Belum ada perubahan



6



5 menit B



(10.5097



10.55 WIB) Meleleh



20 menit C



(09.05100



09.25 WIB) Belum ada perubahan



11 menit D



(10.49100



11.00 WIB) Belum ada perubahan



4.



Pemanasan 3 Pemanasan III Sampel



Suhu



Waktu (Pukul)



Perubahan/Foto



13 menit A



(09.34150



09.47 WIB) Belum ada perubahan



B



-



-



-



7



33 menit C



(09.30150



10.03 WIB) Belum ada perubahan



13 menit D



150



(11.0511.18) Belum ada perubahan



5. Pemanasan 4 Pemanasan IV Sampel



Suhu



Waktu (Pukul)



Perubahan/Foto



15 menit A



(09.52200



10.07 WIB) Meleleh



B



-



-



-



2 menit C



(10.08194



10.10 WIB) Meleleh



8



2 menit D



(11.23198



11.25 WIB) Meleleh



VI.



PEMBAHASAN Sifat khas bahan polimer sangat berubah oleh perubahan temperatur. Hal ini disebabkan apabila temperatur berubah, pergerakan molekul karena temperatur akan mengubah struktur (terutama struktur yang berdimensi besar). Selanjutnya, Karena panas, oksigen, dan air bersamasama memancing reaksi kimia pada molekul, terjadilah depolimerisasi, oksidasi, hidrolisa, dan seterusnya pada temperatur tinggi. Sifat termal dapat dicontohkan dari polimer plastik. Plastik adalah salah satu bentuk polimer yang sangat berguna dalam kehidupan seharihari. Beberapa plastik memiliki sifat-sifat khusus, antara lain lebih mudah larut pada pelarut yang sesuai, pada suhu tinggi akan lunak (meleleh), tetapi akan mengeras kembali jika didinginkan dan struktur molekulnya linier atau bercabang tanpa ikatan silang antar rantai. Proses melunak dan mengeras ini dapat terjadi berulang kali. Sifat ini dijelaskan sebagai sifat termoplastik. Bahan-bahan yang bersifat termoplastik mudah untuk diolah kembali karena setiap kali dipanaskan, bahan-bahan tersebut melunak atau meleleh sehingga dapat dituangkan ke dalam cetakan yang berbeda untuk membuat produk plastik yang baru. Polietilena (PE) dan polivinilklorida (PVC) merupakan beberapa contoh jenis polimer termoplastik. Sedangkan beberapa plastik lainnya mempunyai sifat-sifat tidak dapat larut dalam pelarut apapun, tidak meleleh jika dipanaskan, lebih tahan terhadap asam dan basa, jika dipanaskan akan rusak (gosong) dan tidak dapat kembali seperti semula dan struktur molekulnya mempunyai ikatan



9



silang antar rantai. Polimer seperti ini disusun secara permanen dalam bentuk pertama kali mereka dicetak, disebut polimer termosetting. Plastikplastik termosetting biasanya bersifat keras karena mereka mempunyai ikatan-ikatan silang. Plastik termoset menjadi lebih keras ketika dipanaskan karena panas itu menyebabkan ikatan-ikatan silang lebih mudah terbentuk. Bakelit, poli (melanin formaldehida) dan poli (urea formaldehida) adalah beberapa contoh polimer termosetting. Sekalipun polimer-polimer termoseting lebih sulit untuk dipakai ulang daripada termoplastik, namun polimer tersebut lebih tahan lama. Polimer ini banyak digunakan untuk membuat alat-alat rumah tangga yang tahan panas seperti cangkir. Pada percobaan kali ini, dilakukan pemanasan terhadap 4 sampel polimer dengan menggunakan hot plate untuk menidentifikasi apakah sampel tersebut termasuk ke dalam jenis polimer termoplastik atau termosetting dan untuk mengetahui bagaimana pengaruh kenaikan temperatur (pemanasan) pada sampel tersebut dengan melihat perubahan fisiknya, apakah sampel tersebut akan meleleh atau gosong. Pemanasan ini dilakukan dengan rentang suhu (0-50) , (50-100) , (100-150) , (150200)



dimana setelah mancapai suhu set point dilakukan penahanan



selama 10 menit lalu didinginkan (dikeluarkan dari hot plate) selama 5 menit dan selanjutnya dilakukan pemanasan pada rentang suhu berikutnya. jika sampel telah mengalami perubahan maka pemanasan dihentikan lalu dicatat suhu akhirnya dan foto perubahan yang terjadi pada sampel. Berdasarkan percobaan yang dilakukan, didapatkan hasil yaitu pada suhu 97 , sampel B mengalami perubahan fisik yaitu meleleh dengan waktu pemanasan total yaitu 15 menit. Pada suhu 194 , sampel C meleleh dengan waktu pemanasan total yaitu 68 menit. Pada suhu 198 , sampel D meleleh dengan waktu pemanasan total yaitu 36 menit. Pada suhu 200 , sampel A meleleh dengan waktu pemanasan total yaitu 60 menit.



10



Dari hasil percobaan yang dilakukan, dapat dilihat bahwa semua sampel percobaan mengalami perubahan yaitu meleleh saat dipanasakan sehingga dapat ditentukan bahwa semua sampel merupakan jenis polimer termoplastik. Beberapa contoh polimer termoplastik diantaranya yaitu polietilena



(PE)



dan



polipropilena



(PP).



Berdasarkan



literatur,



polipropilena memiliki temperatur transisi glass (Tg) pada rentang (-20) - (-5)



dan temperatur leleh (Tm) pada rentang 165



- 175 . Sedangkan



polietilena untuk HDPE memiliki temperatur transisi glass (Tg) yaitu (125)



dan temperatur leleh (Tm) pada rentang 130



- 140 . untuk



LDPE memiliki temperatur transisi glass (Tg) yaitu (-130) temperatur leleh (Tm) pada rentang 85



dan



- 125 .



Kendala yang kami alami pada percobaan ini yaitu kami menggunakan 2



hot plate dimana satu diantaranya terkadang error



sehingga menyebabkan suhu pemanasan yang tidak stabil. Saran dari kami yaitu sebaiknya alat dikalibrasi kembali.



VII.



KESIMPULAN Temperatur sangat berpengaruh terhadap material polimer untuk mengidentifikasi sifat termal dari polimer tersebut dan mengklasifikasikan polimer tersebut berdasarkan sifat termalnya yaitu apakah termasuk ke dalam jenis polimer termoplastik atau termosetting. Berdasarkan hasil percobaan, semua sampel termasuk ke dalam jenis polimer termoplastik karena semua sampel meleleh jika dipanaskan pada temperatur tertentu. Hasil percobaan yang diperoleh yaitu sampel A meleleh pada temperatur 200 , sampel B meleleh pada temperatur 97 , sampel C meleleh pada temperatur 194



sampel D meleleh pada



temperatur 198 .



11



VIII. DAFTAR PUSTAKA Admadi, B., & I, Wayan. A. (2015). Teknologi Polimer. Modul Universitas Udayana, 34-36. Aryanti, F. I. (2019, Juli). Petunjuk Praktik Komposit Polimer. Laboratorium Polimer, Teknik Kimia Polimer, Politeknik STMI Jakarta, 11-13.



12