Polimerisasi Adisi

a. Polimerisasi Adisi

Polimerisasi adisi terjadi dalam tiga tahap, yaitu pemicuan, perambatan, dan pengakhiran. Oleh 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 dengan R• dan molekul monomer

dinyatakan dengan CH 2 = CHX maka tahap pemicuan dapat digambarkan

sebagai berikut.

R• + H 2 C = CHX ⎯ → ⎯ R – CH 2 – CHX•

Tahap perambatan adalah perpanjangan (elongasi) radikal bebas yang terbentuk pada tahap pemicuan dengan monomer-monomer lain:

R – CH 2 – CHX• + CH 2 = CHX ⎯ → ⎯ R – CH 2 – CHX – CH 2 – CHX•

Tahap pengakhiran dapat terjadi dengan cara berikut. R CH 2 – CHX• + • XHC – H 2 C R⎯ → ⎯ R CH – CHX – XHC – H 2 C R 2 Gambar 8.4

atau melalui reaksi disproporsionasi:

Dibenzoil peroksida m udah m enjadi radikal bebas.

R CH 2 –CHX• + •XHC–H 2 C R ⎯⎯ → R CH 2 –CH 2 X + XHC= HC R

Makrom olekul

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 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. Persamaannya:

Sumber: Chemistry: The Central Science, 2000

R CH 2 – CHX• + O 2 ⎯→ ⎯ R – CH 2 CH 2 X–O–O –

Gambar 8.5

Pada kem asan plast ik biasanya

2) Polimerisasi Ionik

t erdapat sim bol di bagian baw ahnya, sim b ol t erseb ut m enunjukkan

Polimerisasi adisi dapat terjadi melalui mekanisme yang tidak

kom posisi polim ernya.

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 .

Sekilas

Polimerisasi kation terjadi pada monomer yang memiliki gugus yang

Kimia mudah melepaskan elektron. Dalam polimerisasi yang dikatalis oleh asam,

tahap pemicuan dapat digambarkan sebagai berikut.

Nilon

Nilon merupakan suatu jenis polimer sintetik yang diciptakan pada

HA + H 2 C = CHX ⎯ → ⎯ H 3 C C + + A –

1935 oleh Wallace Carothers di DuPont. Produk pertama adalah sikat

gigi berbulu nilon (1938), dilanjutkan dengan stoking untuk wanita pada

HA adalah molekul asam, seperti HCl, H 2 SO 4 , dan HClO 4 . Pada

1940. Nilon tersusun atas monomer

tahap pemicuan, proton dialihkan dari asam ke monomer sehingga menghasilkan ion karbonium (C yang dihubungkan dengan ikatan + ).

peptida (ikatan amida) dan sering diistilahkan dengan poliamida (PA).

Tabel 8.1

Beberapa Singkatan Polimer

Nilon merupakan polimer pertama

yang sukses secara komersial dan merupakan serat sintetik pertama

1 PET

Polyethyleneterephthalate

yang dibuat seluruhnya dari bahan

2 HDPE

High density polyethylene

anorganik (batu bara, air, dan udara).

3 PVC

Polyvinyl chloride

Nilon digunakan sebagai bahan parasut setelah Amerika Serikat

4 LDPE

o density polyethylene

5 PP

Polypropylene

memasuki Perang Dunia II (1941).

Oleh karenanya, stoking sulit

6 PS

Polystyrene

diperoleh hingga Perang Dunia II berakhir.

Perambatan berupa adisi monomer terhadap ion karbonium, prosesnya hampir sama dengan perambatan pada radikal bebas.

C = CHX ⎯ → ⎯

Mudah dan Akt if Belajar Kim ia unt uk Kelas XII

Pengakhiran rantai dapat terjadi melalui berbagai proses. Proses paling sederhana adalah penggabungan ion karbonium dan anion pasangannya (disebut ion lawan).

+ A – ⎯⎯ →

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 optimum pada suhu rendah. Katalis yang dapat dipakai adalah logam alkali, alkil, aril, Sumber: Chemistry: The Central Science, 2000 dan amida logam alkali.

Gambar 8.6

Contohnya adalah kalium amida (KNH 2 ) yang dalam pelarut amonia Pet ugas pem adam kebakaran cair dapat mempercepat polimerisasi monomer CH

2 = CHX dalam amonia. api yang t erbuat dari polim er. Kalium amida akan terionisasi kuat sehingga pemicuan dapat berlangsung

selalu m em akai pakaian t ahan

seperti berikut.

H N – + H C C ⎯⎯ →

2 2 H 2 N C C: X X

Perambatan merupakan adisi monomer pada karbanion yang dihasilkan, yaitu:

H 2 N C C: + H 2 C C ⎯⎯ → H 2 N C C C C: X X X X

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.