LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: POLIMER
KELOMPOK KOMPETENSI H
Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Kimia SMA
77
4. Pembentukan Polimer
Pembentukan polimer atau polimerisasi dapat terjadi melalui dua mekanisme,
polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi. Polimerisasi adisi melibatkan
reaksi rantai oleh radikal bebas atau ion. Polimerisasi ini terjadi pada senyawa yang memiliki ikatan rangkap, seperti etena. Adapun polimerisasi kondensasi
adalah reaksi dua molekul bergugus fungsi lebih dari satu yang menghasilkan molekul besar dengan gugus fungsi yang juga lebih dari satu dan diikuti dengan
pelepasan molekul kecil seperti molekul air.
a. Polimerisasi Adisi
Polimerisasi adisi terjadi dalam tiga tahap, yaitu pemicuan, perambatan, dan pengakhiran. Karena pembawa rantai dapat berupa ion atau radikal bebas, maka
polimerisasi adisi digolongkan ke dalam polimerisasi radikal bebas dan polimerisasi ion.
1 Radikal Bebas Radikal bebas biasanya dibentuk melalui penguraian zat kurang stabil dengan
energi tertentu. Radikal bebas menjadi pemicu pada polimerisasi. Zat pemicu berupa senyawa peroksida, seperti dibenzoil peroksida dan azodiisobutironitril.
Jika radikal bebas dinyatakan den gan R• dan molekul monomer dinyatakan
dengan CH
2
=CHX maka tahap pemicuan dapat digambarkan sebagai berikut.
Tahap perambatan adalah perpanjangan elongasi radikal bebas yang terbentuk pada tahap pemicuan dengan monomer-monomer lain:
Tahap pengakhiran dapat terjadi dengan cara berikut.
Atau melalui reaksi disproporsionasi berikut.
Laju polimerisasi dapat dikendalikan dengan menggunakan zat penghambat inhibitor dan pelambat retarder. Penghambat bereaksi dengan radikal bebas
ketika radikal bebas terbentuk. Polimerisasi tidak akan berlanjut sebelum seluruh zat penghambat habis terpakai. Kuinon dapat bertindak sebagai zat penghambat
bagi banyak sistem polimerisasi sebab kuinon bereaksi dengan radikal bebas
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: POLIMER
KELOMPOK KOMPETENSI H
78
menghasilkan radikal yang mantap akibat resonansi. Radikal bebas yang mantap ini tidak dapat memicu polimerisasi lebih lanjut. Zat pelambat yang biasa
digunakan adalah gas oksigen. Gas ini kurang reaktif dibandingkan dengan penghambat. Cara kerja zat pelambat adalah melalui persaingan dengan
monomer untuk bereaksi dengan radikal bebas sehingga laju polimerisasi menurun. Persamaan reaksinya sebagai berikut.
2 Polimerisasi Ionik Polimerisasi adisi dapat terjadi melalui mekanisme yang tidak melibatkan radikal
bebas. Dalam hal ini, pembawa rantai dapat berupa ion karbonium polimerisasi kation atau ion karbanion polimerisasi anion. Dalam polimerisasi kation,
monomer pembawa rantai adalah ion karbonium. Katalis untuk reaksi ini adalah asam Lewis, seperti AlCl
3
, BF
3
, TiCl
4
, SnCl
4
, H
2
SO
4
, dan asam kuat lainnya. Polimerisasi radikal bebas memerlukan energi atau suhu tinggi, sebaliknya
polimerisasi kation paling baik dilakukan pada suhu rendah. Misalnya, polimerisasi 2
–metilpropena berlangsung optimum pada –100
o
C dengan adanya katalis BF
3
atau AlCl
3
. Polimerisasi kation terjadi pada monomer yang memiliki gugus yang mudah melepaskan elektron. Dalam polimerisasi yang dikatalis oleh
asam, tahap pemicuan dapat digambarkan sebagai berikut.
HA adalah molekul asam, seperti HCl, H
2
SO
4
, dan HClO
4
. Pada tahap pemicuan, proton dialihkan dari asam ke monomer sehingga menghasilkan ion karbonium
C
+
. Perambatan berupa adisi monomer terhadap ion karbonium, prosesnya hampir
sama dengan perambatan pada radikal bebas.
Pengakhiran rantai dapat terjadi melalui berbagai proses, di antaranya adalah penggabungan ion karbonium dan anion pasangannya.
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: POLIMER
KELOMPOK KOMPETENSI H
Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Kimia SMA
79
Dalam polimerisasi anion, monomer pembawa rantai adalah suatu karbanion C
–
. Dalam hal ini, monomer pembawa rantai adalah yang memiliki gugus dengan
keelektronegatifan tinggi, seperti propenitril akrilonitril, 2 –metilpropenoat metil
metakrilat, dan feniletena stirena. Seperti polimerisasi kation, reaksi polimerisasi anion berlangsung optimum pada suhu rendah. Katalis yang dapat dipakai adalah
logam alkali, alkil, aril, dan amida logam alkali. Contohnya, kalium amida KNH
2
yang dalam pelarut amonia cair dapat mempercepat polimerisasi monomer CH
2
=CHX dalam amonia. Kalium amida akan terionisasi kuat sehingga terjadi pemicuan sebagai berikut.
Perambatan merupakan adisi monomer pada karbanion yang dihasilkan, yaitu:
Proses pengakhiran pada polimerisasi anion tidak begitu jelas seperti pada polimerisasi kation sebab penggabungan rantai anion dengan ion lawan K
+
tidak terjadi. Namun demikian, jika terdapat sedikit air, karbon dioksida, atau alkohol akan mengakhiri pertumbuhan rantai.
Contoh polimer yang dibuat melalui reaksi polimerisasi adisi, di antaranya
polistirena styrofoam, PVC, dan PMMA Plexiglas, Lucite. Gambar 3.10
menunjukkan reaksi polimerisasi stirena dan contoh produknya styrofoam.
stirena polistirena
styrofoam
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: POLIMER
KELOMPOK KOMPETENSI H
80
Gambar 3.10. Styrofoam merupakan suatu produk polimer yang dibentuk melalui polimerisasi adisi dari monomer stirena
sumber: http:courses.chem.psu.edu; store.unipack.sg
b. Polimerisasi Kondensasi