A. Polimerisasi Radikal Bebas
Menurut F.W Billmeyer pada tahun 1984, tahap-tahap yang terjadi pada polimerisasi radikal bebas yaitu:
1. Inisiasi tahap pemicuan Pemicuan dapat dipandangsenagai penguraian pemicu dan adisi molekul
monomer pada salah satu radikal bebas yang terbentuk. Jika merupakan pemicu , R sebagai Radikal Bebas dan molekul monomer dinyatakan dengan
CH
2
=CHx, Proses pemicuan dapat digambarkan sebagai berikut:
I 2R •
H R
• + CH
2
=CHX R CH
2
C •
X
2. Propagasi tahap perambatan Pada tahap ini terbentuk rantai radikal, dan dapat berturut-turut bereaksi
dengan monomer sehingga memperbanyak rantai. H H
R-CH
2
CHX-
x
CH
2
C • + CH
2
=CHX …. R-CH
2
CHX-
x+1
CH
2
C •
X X Tahap ini berjalan terus menerus sampai suplai monomer habis.
3. Terminasi tahap pengakhiran Tahap terminasi dapat tercapai dengan dua cara, yaitu:
Kombinasi atau Coupling H H H H
CH
2
C • + •CCH
2
- -CH
2
C-CCH
2
- X X X X
Universitas Sumatera Utara
Disproporsionasi H H H H
CH
2
C • + •CCH
2
- -CH
2
C-H + C=CH X X X X
Tranfer hidrogen menghasilkan dua bentuk akhir molekul jenuh dan tak jenuh. Terminasi Polystyrene lebih banyak menggunakan cara kombinasi.
Sedangkan Poly methylmethacrylate menggunakan disproporsionasi.
B. Polimerisasi Ion
Menurut M.A.Cowd pada tahun 1991, polimerisasi ion dapat berlangsung dengan mekanisme yang tidak melibatkan radikal bebas. Misalnya, pembawa rantai
dapat berupa ion carbonium polimerisasi kation atau carbonium polimerisasi anion.
a. Polimerisasi Kation Pada polimerisasi ini, monomernya CH
2
=CHX dan pembawa rantainya adalah ion karbonium. Katalis yang digunakan pada reaksi polimerisasi
adalah asam Lewis penerima pasangan elektron dan katalis Friedel-Crafts AlCl
3
, AlBr
3
, BF
3
, TiCl
4
, SnCl
4
, H
2
SO
4
dan asam kuat lainnya. Berbeda dengan polimerisasi radikal bebas yang umumnya berlangsung pada suhu
tinggi, polimerisasi kation paling baik berlangsung pada suhu rendah. Misalnya, polimerisasi 2-methyl propena isobutilena berlangsung sangat
cepat pada suhu -100
o
C dengan adanya katalis AlCl
3
atau BF
3
. Pelarut sangat berpengaruh, sebab mekanisme ion melibatkan partikel-partikel bermuatan.
Sedangkan radikal bebas umumnya netral. Polimerisasi kation sering terjadi pada monomer yang mengandung gugus pelepasan elektron. Dengan katalis
asam, proses dapat digambarkan sebagai berikut: 1. Inisiasi
H HA + CH
2
=CHX CH
3
-C
+
+ A
-
X
Universitas Sumatera Utara
HA adalah molekul asam, seperti: asam sulfat, asam klorida, asam perklorat. Pada tahap pemicuan ini, proton dialihkan dari asam ke
monomer sehingga menghasilkan ion karbonium. 2. Propagasi
Tahap perambatan ini berupa adisi monomer pada ion karbonium yang dihasilkan tadi.
H H H H CH
3
-C
+
+ CH
2
=CHX CH
3
C-C-C
+
X X H X
Oleh karena katalis Friedel-Crafts tidak mengandung hidrogen, polimerisasi memerlukan bantuan katalis co-catalis berupa air:
BF
3
+ H
2
O BF
3
.H
2
O H H
BF
3
.H
2
O + H
2
C=C H
3
C-C
+
+ [BF
3
OH]
-
X X Adanya air menyebabkan alih proton terjadi.
3. Terminasi Pengakhiran rantai paling sederhana dan nyata adalah penggabungan ion
karbonium dan anion pasangannya ion lawan.
H H ~~~CH
2
-C
+
+ A
-
~~~CH
2
-C-A X X
b. Polimerisasi Anion Pada polimerisasi anion, monomer H2C=CX, dan karbonium bertindak
sebagai pembawa rantai. Monomer yang dapat mengalami polimerisasi seperti ini adalah propenitril akrilonitril, metil 2-metil propeonat metil
Universitas Sumatera Utara
metakrilat , dan fenilethena styrena. Polimerisasi anion bersuhu rendah -73
o
C. Katalis yang dipakai meliputi logam alkali, alki, aril dan amida logam alkali. Salah satu penerapan paling awal polimerisasi ini dalam dunia industri
asalah pada pembuatan karet sintetis, di Jerman dan Rusia, dari buta-1,3- diena butadiena
dengan katalis logam alkali. Contoh polimerisasi anion:
1. Inisiasi Amida logam alkali, seperti kalium amida KNH
2
dalam pelarut amonia cair terionisasi kuat, sehingga tahap pemicuannya:
H H H
2
N
-
+ H
2
C=C H
2
N-CH
2
-C
-
: H X
2. Propagasi Ion lawan penetral bagi karbonium adalah K
+
H H H H H H H H
2
N-C-C
-
: + H
2
C=C H
2
N-C-C-C-C: H X X H X H X
3. Terminasi Polimerisasi hanya berhenti ketika seluruh monomer pereaksi habis
terpakai. Walaupun demikian, pusat aktif atau karbonium tidak rusak, dan jika lebih banyak monomer ditambahkan, maka dapat
dipicu lagi. Untuk mengakhiri pertumbuhan rantai, hanya diperlukan sedikit air, karbondioksida dan alkohol.
H H H H C-C
-
:K
+
+ H
2
O ~~~C-C-H + K
+
OH
-
H X H X
Universitas Sumatera Utara
Katalis utama bagi polimerisasi anion adalah katalis Ziegler-Natta Katalis Ziegler yang ditemukan oleh Ziegler pada tahun 1953. ia
menggunakan katalisnya untuk polimerisasi ethylene. Selanjutnya, Natta pada tahun 1955 menggunakan katalis tersebut untuk
polimerisasi propilene dan monomer jenuh lainnya. Katalis ziegler- Natta
dapat dibuat dengan mencampurkan alkil atau aril dari golongan I-III pada susunan berkala, dengan halida unsur transisi. Misalnya Tri
Isobutil Alumunium {Ali-C
4
H
9 3
} yang jika ditambahkan ke dalam Titanium IV Klorida dalam pelarut heksana, menghasilkan endapan
coklat hitam yang dapat mempercepat polimerisasi etena pada tekanan rendah.
2.2.3 Penggolongan Polimer
Kategori