Polimerisasi (Jeahani T. 160110150157 dan Sartika F. 160110150024)

2.13.5 Polimerisasi (Jeahani T. 160110150157 dan Sartika F. 160110150024)

Polimer merupakan senyawa makromolekul yang terbentuk dari susunan ulang molekul kecil (monomer) yang saling berikatan. Polimerisasi merupakan reaksi penggabungan dari monomer-monomer menjadi polimer, merupakan proses pembentukan polimer tinggi.

Proses polimerisasi Resin Akrilik disebut curing. Proses curing merupakan polimerisasi antara monomer yang bereaksi dengan polimer bila dipanaskan. Monomer disini berupa cairan yaitu metilmetakrilat serta hydroquinone.

berupa bubuk, yaitu polimetilmetakrilatserta benzoyl peroxide sebagai inisiator. Yang biasa dilakukan di lab yaitu pemanasan/ perendaman/ memasak kuvet di air panas dengansuhu awal 70 derajat Celsius dinaikkan menjadi 100 derajat Celsius yang merupakan titik didih monomer dengan waktu 45-60 menit. Reaksi monomer dan polimer ini merupakan reaksi eksotermis sehingga suhu akrilik akan lebih tinggi dari airnya

Sedangkan

polimer

disini disini

Reaksi polimerisasi terdiri dari dua golongan, yaitu :

1. Polimerisasi Adisi Polimer yang terbentuknya dari reaksi polimerisasi disertai dengan

pemutusan ikatan rangkap diikuti oleh adisi dari monomer-monomernya yang membentuk ikatan tunggal. Pembukaan ikatan rangkap yaitu mengaktifkan ikatan rangkap sehingga disebut sebagai chain reaction sehingga rantai terus bertambah. Reaksinya cepat, perlu inisiator, penyebab terjadinya yaitu radikal bebas/ion yang mana partikel aktifnya mengandung elektron tidak berpasangan.

Polimerisasi dimulai pusat/centre yang paling aktif, tidak ada perubahan komposisi selama proses. Molekul besar terbentuk dari unit-unit kecil/monomer, tanpa perubahan komposisi karena monomer dan polimer memiliki pola empiris yang sama yaitu struktur monomer berulang berkali- kali dalam polimer.

Jika dibandingkan dengan Polimerisasi Kondensasi, Polimerisasi Adisi ini lebih tidak mudah untuk di kontrol dan dapat segera memproduksi molekul Jika dibandingkan dengan Polimerisasi Kondensasi, Polimerisasi Adisi ini lebih tidak mudah untuk di kontrol dan dapat segera memproduksi molekul

1) Induction/ Initiation Dilakukan penguraian inisiator (benzoyl peroxide) supaya menjadi radikal bebas. Radikal bebas didapat dari pengaktifan molekul monomer dengan sinar UV, panas, maupun energy. Disebut inisiator, bukan katalis, karena inisiator tersebut ikut serta dalam reaksi dan menjadi bagian dalam produk akhir. Radikal bebas dalam bentuk elektron tidak berpasangan sehingga sangat reajtif dan mudah bereaksi. Benzoyl peroxide akan mengalami dekomposisi (aktivasi) pada suhu relative rendah (50-100 derajat Celsius), akan melepaskan dua radikal bebas.

Periode initiation dipengaruhi oleh :

a) Kemurnian Monomer

b) Suhu Bila impurity dan suhu tingga sekali, akan memperpanjang periode

inisiasi. Polimeriasi resin dental biasanya diaktifkan oleh 3 proses, yaitu :

a) Pada bahan yang melalui panas, pada saat dipanaskan, benzoyl peroxide akan terbagi menjadi dua radikal bebas.

b) Pada bahan yang melalui kimia (selfcured), tertiary amine sebagai activator mengaktifkan benzoyl peroxide untuk membentuk dua radikal bebas.

c) Pada bahan yang melalui sinar, foton mengaktifkan inisiator, lalu terbentuk radikal bebas. Sinar UV/ sinar tampak akan c) Pada bahan yang melalui sinar, foton mengaktifkan inisiator, lalu terbentuk radikal bebas. Sinar UV/ sinar tampak akan

Gambar 2. 55 Initiation (Sumber: Phillips’ Science of Dental Materials)

2) Propagation Reaksi pada rantai-rantai terus berlanjut dengan adanya panas sampai semua monomer menjadi polimer. Sesungguhnya, reaksi polimerisasi tidak pernah sempurna.

Gambar 2. 56 Propagation (Sumber: Phillips’ Science of Dental Materials)

3) Chain Transfer Radikal bebas yang aktif pada rantai yang sedang berkembang di transfer ke molekul lain dan pembentukan radikal yang baru untuk perkembangan selanjutnya.

Gambar 2. 57 Chain Transfer (Sumber: Phillips’ Science of

Dental Materials

4) Termination Pengakhiran rantai-rantai melalui cara langsung (antar rantai) atau pertukaran rantai dengan atom H dr rantai yang baru tumbuh.

Gambar 2. 58 Termination (Sumber: Phillips’ Science of Dental Materials)

2. Polimerisasi Kondensasi (Step Polymerization) Menurut M.A Cowdpada tahun 1991, polimerisasi kondensasi yaitu

polimerisasi yang terjadi pada saat zat bermassa molekul rendah, dimana terjadi reaksi antara dua molekul bergugus fungsi banyak (molekul yang mengandung dua gugus fungsi atau lebih yang dapat bereaksi) dan terbentuk satu molekul besar bergugus fungsi banyak, disertai penyingkiran molekul kecil (seperti air). Contohnya, jika campuran ethanol (etil alkohol) dan asam etanoat (asam asetat) dipanasi bersama sedikit asam sulfat pekat, akan dihasilkan ester etil etanoat (etil asetat) yang disertai penyingkiran air, reaksinya

CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5+ H2O Reaksi berhenti sampai disini, karena tidak terdapat gugus fungsi yang dapat bereaksi (pada contoh ini gugus –COOH dan -OH) akan tetapi, jika tiap molekul pereaksi mengandung dua atau tiga gugus fungsi, maka reaksi berikutnya dapat terjadi.Misalnya reaksi antara 2 monomer asam heksanadioat (asam adiapat) dan etana 1,2-diol :

HOOC(CH2)4COOH

HO(CH2)OH HO(CH2)2COO(CH2)4COO(CH2)2OH + H2O Polimerisasi kondensasi hampir selalu berlangsung secara bertahap dengan

reaksi antara pasangan gugus fungsi, sehingga terbentuk dimer, trimer, reaksi antara pasangan gugus fungsi, sehingga terbentuk dimer, trimer,

[-O(CH2)2COO(CH2)4CO-]n

Dengan demikian massa molekul nisbi bertambah secara bertahap selama reaksi berlangsung dan waktu reaksi lama jika diperlukan massa molekul polimer nisbi yang besar. Jadi berbeda dengan polimerisasi adisi rantai yang membentuk polimer bernassa molekul besar sekaligus.

Hambatan dalam Polimerisasi

Reaksi polimerisasi dapat terhambat apabila monomer yang ada di dalam resin tidaklah murni. Hal ini dikarenakan bahan-bahan yang terdapat pada monomer dapat bereaksi dengan molekul aktif dan bebas serta bereaksi dengan salah satu inisiator aktif atau rantai aktif yang berkembang sehingga reaksi ini pun dapat terhambat. Contoh sederhana dari adanya hambatan ini adalah adanya hydroquinone dengan jumlah minimal pada monomer dan zat ini pun dapat menghambat adanya polimerisasi kondensi pada resin. Selain zat tersebut, oksigen ternyata juga dapat membuat proses polimerisasi terhambat sehingga untuk alasan ini proses pencampuran polimer dan monomer haruslah dilakukan pada kondisi yang tertutup.

Monomer yang banyak ditemui di pasaran akan memakai sedikit hydroquinone atau methyl ether agar polimerisasi kondensi dapat dicegah saat Monomer yang banyak ditemui di pasaran akan memakai sedikit hydroquinone atau methyl ether agar polimerisasi kondensi dapat dicegah saat