Resume Logam Paduan dan Polimer

TUGAS PENGANTAR FISIKA MATERIAL
RESUME PADUAN LOGAM DAN STRUKTUR POLIMER

DISUSUN OLEH :
MARIA OKTAFIANI
140310110018

PADUAN LOGAM

Definisi dan Klasifikasi
Logam paduan adalah bahan campuran yang memiliki sifat – sifat logam , terdiri dari dua atau
lebih unsur-unsur., dimana logam adalah unsure utama dalam bahan campuran tersebut. Logam paduan
merupakan campuran dari dua jenis logam atau lebih.
Tujuan paduan logam ialah untuk mendapatkan karakteristik logam yang lebih baik serta untuk
mendapatkan sifat listrik, mekanik, dan visual yang lebih baik.
Paduan logam ini secara garis besar di klasifikaskan menjadi 2 macam :
1. Paduan logam besi (Ferrous Alloy)
2. Paduan logam non-besi (Non-Ferrous Alloy)
Atau secara skematik dapat digambarkan sebagai berikut :

A. Paduan Besi (Ferrous Alloy)

Paduan besi adalah paduan logam dimana besi paling dominan yang artinya prosudki logamnya
lebih besar dibanding jenis logam yang lain. dan digunakan secara luas didalam masyarakat.
Kegunaannya yang sangat meluas ini terutama untuk para teknisi di bidang konstruksi material
bedasarkan oleh 3 faktor yakni :
a) Jumlah senyawa besi yang sangat melimpah di kerak bumi
b) Paduan logam dan besi ini dapat dengan mudah diproduksi secara ekonomis
c) Aplikasi paduan besi ini sangatlah serbaguna untuk berbagai aplikasi di kehidupan seharihari.
Klasifikasi atau skema berbagai logam besi ditunjukkan oleh gambar berikut ini:

Steel
Steel atau Baja adalah paduan karbon dan besi yang memiliki konsentrasi yang tinggi dari
paduan unsure yang lainnya. Baja ini sendiri diklasifikasikan lagi menurut konsentrasi paduan dengan
unsur karbonnya, yakni Low Alloy dan High Alloy.
Untuk Low Alloy :
1. Baja rendah karbon
Atau biasa disebut Low Carbon Steel ini diklasifikasikan lagi menjadi 2 mcam yakni
-

Baja karbon rendah biasa (Plain Low Carbon Steel)
Biasanya sangat tidak responsive terhadap perlakuan panas, sifat bahannya lemah lunak

tangguh dan ulet, mampu dipeorses dengan permesinan, di las, dan harganya tidak mahal,
serta memiliki nilai kekuatan yield strength sebesar 275 MPa (40,000 psi), tensile strengths
antara 415 dan 550 MPa (60,000 and 80,000 psi)

-

High strength low alloy (HSLA)

Mengandung unsure paduan seperti Cu,V,Ni,Mo dengan kadar >10wt%, baja jenis ini lebih
kuat daripaada baja karbon rendah biasa, ulet, mampu dibentuk dan mampu diproses
secara permesinan.
2. Baja dengan karbon sedang (Medium Carbon Steel)
Atau biasa disebut baja karbon menengah, memiliki konsentrasi karbon sebesar 0.25 wt
% sampai 0.60 wt%. dapat diperlakukan secara thermal namun hanya pada bagian tipis saja.
Sifatnya lebih kuat dibanding baja karbon rendah tetapi kurang ulet dan kurang tangguh. Namun
baja jenis ini cenderung memiliki ketahanan aus atau kerusakan yang baik. Biasanya aplikasi
untuk baja jenis ini banyak digunakan untuk roda, rel kereta api, roda gigi dan lain-lain.
3. Baja degan karbon tinggi (High Carbon Steel)
Memiliki konsentrasi karbon sebesar 0.60wt% sampai 1.4wt%. atau biasa disebut baja
karbon tinggi. Sifatnya lebih keras,kuat dan paling kuat dibanding semua baja. Hampir selalu

digunakan dalam kondisi tempering, baja jenis ini juga memiliki ketahana aus yang baik,
karbidanya sulit dibentuk dan tahan aus terhadap nsur paduan. Aplikasi untuk baja jenis ini
antara lain untuk perkakas potong, cetakan, pisau, pisau cukur, pegas, dan kawat kuat.
Untuk High Alloy :
1. Stainless Steel (baja anti karat)
- Sangat tahan korosi terhadap banyak lingkungan
- Elemen aduan yang dominan adalah chromium sekitar 11%
- Ketahanan korosi dapat ditingkatkan dengan penambahan Ni dan Mo
- Terdiri dari 4 kelas : ferritic, austenitic, martensitic, dan precipitation-hardening
- Digunakan pada suhu tinggi diatas 1000°C dan pada lingkungan yang buruk
- Banyak digunakan untuk boiler uap, turbin gas, pesawat dan rudal
- Oksidasi unsure aditif sangat sulit , tahan korosi, dan dapat memperbaiki dirinya sendiri
Beberapa kelas stainless steel :
1.1
-

Ferritic Stainless Steel
Biasanya mengandung >12% Cr
Tahan karat
Daktilitas atau sifat mampu dibentuk terbatas tetapi mampu di las

Merupakan jenis stainless steel termurah

1.2 Martensitic stainless steel
- Memiliki kadar CR yang rendah sehingga austenite lebih stabil pada suhu tinggi
- Pendinginan lambat memungkinankan karbida Cr

-

Biaya lebih mahal karena perlakuan thermal yang banyak

1.3
-

Austenitic stainless steel
Penstabilnya menggunakan unsure Ni
Stainless steel paling mahal Karen unsir Ni ini juga mahal
Mn dan n juga bisa digunakan sebagai penstabil hanya saja kualitasnya lebih rendah
dibanding Ni walaupun harganya lebih murah
Tidak memiliki sifat kemagnetan
Sangat tahan karat kecuali terhadap HCl

Membentuk struktur Kristal FCC

-

struktur stainless steel berdasarkan paduannya :

Cast Iron (besi Cor)
Secara umum, cast iron ini adalah termasuk ke dalam kelas paduan logam yang memiliki
kandungan karbon diatas. 2.14 wt%. dan ditambah unsure paduan lainnya. Cast iron ini jika dilihat dalam
diagram fasa memiliki rentang komposisi yang menyebabkan cast iron ini berfasa cair pada suhu 1150° C
dan suhu ini lebih rendah dibanding suhu pada baja, sehingga cast iron ini sangat rapuh dan mudah
meleleh.
Seperti yang telah disebutkan bahwa cast iron ini memiliki kandungan karbon yang cukup banyak
dimana di dalam kandungan carbon yang sangat tinggi misalnay 100% akan dihasilkan grafit. Atau
biasanya kandungan karbida besi ini dikurangai untuk menghasilkan α ferrit dan grafit.
Kecenderungan untuk membentuk grafit ini diatur oleh komposisi dan rentang pendinginan.
Pembentukan grafit ini disebabkan oleh kehadiran silicon dengan konsentrasi lebih besar dari
1 wt% dan oleh laju pendinginan yang lebih lambat. Pada kebanyakan cast iron ini, karbon hadir sebagai
grafit dimana mikrostruktur dan sifat mekanik dari cast iron ini dipengaruhi dari komposisi grafit dan
perlakukan thermal pada cast iron ini.

Beberapa sifat cast iron :

-

Secara teoritis berisi 2.14 wt% karbon
Secara realistis biasanya terdiri dari 3 – 4.5 wt% karbon sehingga cenderung sangat rapuh
Juga terdapat 1.3 wt% silicon
Mencar dengan mudah di suhu 1150° C dan 1300° C sehingga dapat dengan mudah di
cor/casting
Murah, mampu permesinan dan tahan aus

Terdapat 4 jenis cast iron, yakni :
1. Besi cor kelabu (gray cast iron)
Karbon dan silicon yang terkandung dalam besi cor kelabu ini adalah antara 2.5 dan 4.0 wt% dan
1.0 - 3.0 wt%. untuk cast iron jenis ini biasanya grafit muncul dalam bentuk sejenis serpihan/flake dan
biasanya divisualisasikan dalam warna abu-abu. Secara mekanis, besi cor kelabu ini lemah dan sangat
rapuh dikarenakan mikrostrukturnya yang memperlihatkan serpihan grafit yang tajam dan berujung.
Namun kekuatan duktilitasnya lebih tinggi, selain itu besi ini sangat efektif dalam damping vibrational
energy. Sebagai tambahan, besi kelabu ini memiliki ketahanan yang relative tinggi dan dalam keadaan
meleleh memiliki fluiditas yang tinggi di suhu pengecorannya, dan besi jenis ini termasuk yang paling

mahal dibanding material logam lainnya.
2. Besi cor nodular (nodular cast iron)
Besi cor jenis ini memiliki tambahan unsure berupa magnesium atau cerium yang diberikan
kepada besi cor kelabu sebelum pengecoran. Besi jenis ini memiliki mikrosruktur yang berbeda
dibanding besi cor kelabu dimana di dalam besi ini masih tebentuk grafit namun grafitnya terbentuk
sebagai bongkahan kecil. Pengecoran jenis ini lebih kuat dan memiliki duktilitas lebih besar dibanding
besi cor kelabu. Aplikasi untuk besi cor jenis ini misalnya untu pembuatan katup, badan pipa, poros
mesin, komponen otomotif, dan lain-lain
3. Besi cor putih (white cast iron)
Besi jenis ini memiliki kandungan silicon yang sangat rendah dan karbon dalam besi cor jenis ini
biasanya berupa semen bukan grafit. Permukaaan materialnya memiliki warna putih. Bagian yang tebal
memiliki lapisan putih yang tebal yang “mendingin” selama proses pengecoran berlangsung, lalu di
bagian luarnya terbentuk besi kelabu yang pendinginannya lebih rendah. Dikarenakan kandungan
semennya tinggi, besi ini sangat keras namun juga sangat rapuh dan sulit dilakukan permesinan.
Kegunaan dari besi cor putih ini biasanya digunakan untuk bahan campuran untuk membentuk
besi cor jenis lain yakni besi cor tempa. Besi cor tempa (malleable cast iron)
4. Besi cor tempa / malleable iron
Pemanasan pada besi cor putih dilakukan pada temperature 800°C dan padda suhu atmosfer
netral, kandungan semen pada besi cor putih sebelumnya ini akan berkurang dan lama kelamaan
terbentuklah grafit mikrostruktur yang dihasilkan dari besi cor tempa ini mirip dengan besi cor nodular

dimana kekuatannya cukup tinggi dan mudah dibentuk

B. Paduan Non-Besi (non Ferrous Alloy)
Dalam keadaan murni logam bukan besi ini memiliki sifat yang sangat baik namun untuk
meningkatkan kekuatan umumnya dicampur dengan logam lain sehingga membentuk paduan. Cirri dari
logam non besi adalah mempunyai daya tahan terhadap korosi yang tinggi, daya hantar listrik yang baik
dan dapat berubah bentuk secara mudah. Pemilihan dari peduan logam non besi ini tergantung pada
banyak hal antara lain kekuatan, kemudahan dalam pemberian bentuk, berat jenis, harga bahan baku,
upah pembuatan dan penampilannya.
Logan bukan besi ini di bagi dalam dua golongan menurut berat jenisnya, yaitu logam berat dan
logam ringan. Logam berat adalag logam yang mempunyai berat jenis diatas 5 kg/m3.
Berat jenis dari masing-masing non besi ini dapat dilihat pada tabel .1. Secara umum dapat
dinyatakan bahwa makin berat suatu logam bukan besi maka makin banyak daya tahan korosinya. Bahan
logam bukan besi yang sering dipakai adalah paduan tembag, paduan alumunium, paduan magnesium,
dan paduan timah. Tabel 1 ini memperlihatkan perbandingan berat jenis serta berbagai logam bukan
besi. Baja dan paduan logam lainnya memiliki sifat mekanik sangat banyak dan sangat banyak digunakan
sehingga kuantitasnya juga sangat dibutuhkan dalam jumlah yang banyak.hanya saja paduan logam
memiliki beberapa keterbatasan antara lain kepadatan yang relative tinggi, konduktifitas yang relative
rendah, dan ketahana karat yang sangat kecil. Sehingga, diperlukan pengklasifikasian untuk system
paduan logam yang lebih spesifik yang dikelompokkan dalam satu jenis saja. Dalam kajian kali ini,

paduan non besi akan dibahas beberapa saja yakni paduan logam untuk alluminium, magnesium,
titanium, tembaga, logam tahan panas, paduan super, logam mulia, dan anekaragam paduan .

Table 1 Berat jenis dari masing-masing non besi

1. Paduan aluminium
Dalam pengertian kimia alumunium merupakan logam yang reaktif. Apabila di udara terbuka ia
akan bereaksi dengan oksigen, jika reaksi berlangsung terus maka alumunium akan rusak dan sangat
rapuh. Permukaan alumunium sebenarnya bereaksi bahkan lebih cepat daripada besi. Namun lapisan
luar alumunium oksida yang terbentuk pada permukaan logam itu merekat kuat sekali pada logam
dibawahnya, dan membentuk lapisan yang kedap. Oleh karena itu dapat dipergunakan untuk keperluan
kontruksi tanpa takut pada sifat kimia yang sangat reaktif. Tapi jika logam bertemu dengan alkali lapisan
oksidanya akan mudah larut. Lapisan oksidanya akan bereaksi secara aktif dan akhirnya akan mudah
larut pada cairan sekali. Sebaliknya berbagai asam termasuk asam nitrat pekat pekat tidak berpengaruh
terhadap alumunium karena lapisan alumunium kedap terhadap asam.
Alumunium merupakan logam ringan yang mempunyai ketahan korosi yang sangat baik karena
pada permukaannya terhadap suatu lapisan oksida yang melindungi logam dari korosi dan hantaran
listriknya cukup baik sekitar 3,2 kali daya hantar listrik besi. Berat jenis alumunium 2,643 kg/m3 cukup
ringan dibandingkan logam lain

Kekuatan alumunium yang berkisar 83-310 MPa dapat dilipatkan melalui pengerjaan dingin atau
penerjaan panas. Dengan menambah unsur pangerjaan panas maka dapat diperoleh paduannya dengan
kekuatan melebihi 700 MPa paduannya.
Alumunium dapat ditempa, diekstruksi, dilengkungkan, direnggangkan, diputar, dispons, dirol
dan ditarik untuk menghasilkan kawat. Dengan proses pemanasan dapat diperoleh alumunium dengan
bentuk kawat foil, lembaran pelat dan profil. Semua paduan alumunium ini dapat di mampu bentuk
(wrought alloys) dapat di mesin, di las dan di patri. Alumunium lebih banyak dipakai sebagai paduan
daripada logam murni sebab tidak kehilangan sifat ringan dan sifat-sifat mekanisnya serta mampu cornya
diperbaiki dengan menambah unsur –unsur lain. Unsur-unsur paduan yang tidak ditambahkan pada
alumunium murni selain dapat menambah kekuatan mekaniknya juga dapat memberikan sifat-sifat baik
lainnya seperti ketahanan korosi dan ketahanan aus.
Adapun paduan-paduan alumunium yang sering dipakai yaitu:
1. Al-Cu dan Al-Cu-Mg
Mempunyai kandungan 4% Cu dan 0,5% Mg untuk menambah kekuatan paduan mampu mesin yang baik
serta dipakai pada bahan pesawat terbang.
2. Al-Mn
Mn adalah unsur yang memperkuat Al tanpa mengurangi ketahanan korosi dan dipakai untuk membuat
paduan yang tahan korosi.
3. Paduan Al-Si
Sangat baik kecairannya dam mempunyai permukaan yang bagus sekali, mempunyai ketahanan korosi

yang sangat baik sangat ringan, koefisien pemuai yang kecil, dan penghantar yang baik untuk listrik dan
panas. Karena kelebihan yang menyolok maka paduan ini sangat banyak dipakai.
4. Paduan Al-Mg
Paduan ini mempunyai kandungan magnesium sekitar 4% sampai 10% mempunyai ketahanan korosi
yang sangat baik, dapat ditempa, di rol dan di ekstruksi. Karena sangat kuat dan mudah di las maka
banyak dipakai sebagai bahan untuk kapal laut, kapal terbang serta peralatan-peralatan kimia.
Secara umum, karakteristik paduan Aluminium ini adalah :
-

Memiliki kepadatan yang rendah sekitar -2.7 gm/cc
Memiliki daya hantar listrik dan konduktivitas panas yang tinggi
Duktilitas yang tinggi
Titik leleh dan kekuatannya terbilang rendah
Dapat di cord an di tempa
Dihasilkan dari tempering

2. Paduan tembaga

Tembaga diperoleh dari bijih tembaga yang disebut Chalcoporit. Chalcoporit ini merupakan
campuran Cu2S dan Cu Fe S2 dan terdapat dalam tambang-tambang dibawah permukaan tanah.
Secara industri sebagian besar penggunaan tembaga dipakai untuk kawat atau bahan penukar
panas karena sifat tembaga yang mempunyai sifat hantaran listrik dan panas yang baik. Tembaga ini jika
dipadukan dengan logam lain akan menghasilkan paduan yang banyak dibutuhkan oleh manusia. Dan
yang paling sering dipakai adalah campuran antara tembaga dan timah, mangan yang biasa disebut
perunggu digunakan untuk bagian-bagian mesin khusus dimana diperlukan sifat-sifat yang luar biasa
Paduan antara tembaga dengan unsur-unsur lain dapat membentuk paduan lain seperti:
1. Brons
Brons adalah paduan antara tembaga dengan timah dimana kandungan dari timah kurang
dari 15% karena mempunyai titik cair yang kurang baik maka brons biasanya ditambah seng,
fosfor, timbal dan sebagainya
2. Kuningan
Kuningan adalah paduan antara tembaga dan seng, dimana kandungan seng sampai kira-kira
40%. Dalam ketahanan terhadap korosi dan aus kurang baik dibanding brons tetapi kuningan
mampu cornya lebih baik dan harganya lebih murah.
3. Brons Alumunium
Brons alumunium ini adalah paduan dari tembaga dan alumunium dengan tambahan nikel
dan mangan. Kandungan alumunium 8-15,5%, nikel kurang dari 6,5% mangan kurang dari
3,5% dan sisanya adalah tembaga. Untuk diagram fasa dan paduannya dapat dilihat pada
gambar 2.1 kesetimbangan fasa tembaga dimana pada diagram ini dapat dilihat temperatur
terbentuknya fasa cairan, fasa α dan fasa β pada logam tembaga serta mengetahui
temperatur cair dari kadar komposisi tembaga dengan kadar 100% Cu atau tembaga murni
adalah 1084°C.
Secara umum, karakteristik paduan tembaga ini adalah :
-

Lunak, ulet dan sulit dilakukan permesinan
Sangat tahan terhadap karat
Memiliki daya hantar listrik dan konduktivitas yang sangat baik
Dapat dipadukan dengan unsure lain untuk meningkatkan kekerasan
Dapat dilakukan cooling atau pendinginan untuk memperoleh kekerasan maksimum
Tembaga ditambang Zn menghasilkan kuningan sedangkan Cu+bahan lain menghasilkan
perunggu

3. Seng dan Paduannya

Seng adalah logam bukan besi kedua setelah tembaga yang diproduksi secara besar yang mana
lebih dari 75% produk cetak tekan terdiri dari paduan seng. Logam ini mempunyai kekuatan yang rendah
dengan titik cair yang juga rendah dan hampir tidak rusak di udara biasa. Dan dapat digunakan untuk
pelapisan pada besi, bahan baterai kering dan untuk keperluan percetakan.
Selain itu seng juga mudah dicetak dengan permukaan yang bersih dan rata, daya tahan korosi
yang tinggi serta biaya yang murah. Dikenal seng komersial dengan 99,995 seng disebut special high
grade. Untuk cetak tekan diperlukan logam murni karena unsur-unsur seperti timah, cadmium dan tin
dapat menyebabkan kerusakan pada cetakan cacat sepuh.
Paduan seng banya digunakan dalam industri otomotif, mesin cuci, pembakar minyak, lemari es,
radio, gramafon, televisi, mesin kantor dan sebagainya.
4. Paduan magnesium
Paduan magnesium (Mg) merupakan logam yang paling ringan dalam hal berat jenisnya.
Magnesium mempunyai sifat yang cukup baik seperti alumunium, hanya saja tidak tahan terhadap
korosi. Magnesium tidak dapat dipakai pada suhu diatas 150°C karena kekuatannya akan berkurang
dengan naiknya suhu. Sedangkan pada suhu rendah kekuatan magnesium tetap tinggi.
Magnesium dan paduannya lebih mahal daripada alumunium atau baja dan hanya digunakan
untuk industri pesawat terbang, alat potret, teropong, suku cadang mesin dan untuk peralatan mesin
yang berputar dengan cepat dimana diperlukan nilai inersia yang rendah. Karena ketahanan korosi yang
rendah ini maka magnesium memerlukan perlakuan kimia atau pengecekan khusus segera setelah benda
dicetak tekan. Paduan magnesium memiliki sifat tuang yang baik dan sifat mekanik yang baik dengan
komposisi 9% Al, 0,5% Zn, 0,13% Mn, 0,5% Si, 0,3% Cu, 0,03% Ni dan sisanya Mg. kadar Cu dan Ni harus
rendah untuk menekan korosi
Secara umum, karakteristik paduan magnesium ini adalah :
-

Memiliki kepadatan terendah dari semua struktur logam yakni sebesar 1.7gm/cc
Relative lembut dan memiliki modulus elastisitas rendah
Harus dipanaskan agar terjadi deformasi
Mudah terbakar pada bagian cair dan bubuk
Rentan terhadap karat di lingkungan laut
Bersaing dengan plastic

5.
-

Paduan Nickel
Cukup ulet dan mudah dibentuk
Sangat tahan karat terutama pada suhu tinggi
Bagian terpenting pada pembuatan baja tahan karat
Banyak digunakan untuk pembuatan pompa, katup didasar laut dan lingkungan minyak bumi

6. Paduan titanium
- Memiliki kepadatan rendah dan titik lebur yang tinggi

-

Memiliki kekuatan dan modulus elastisitas tinggi namun terbatas
Unggul dalam ketahanan karat di berbagai lingkungan
Menyerap interstitial pada suhu tinggi
Sangat reaktif terhadap bahan lain banyak digunakan dalam aplikasi ruang angkasa

7.
-

Logam tahan panas (Refractory Metals)
Memiliki titik lebur yang sangat tinggi
Komposisi paduannya antara lain Nb, Ta, Mo, dan W
Memiliki kekuatan, kekerasan dan modulus elastisitas yang sangat tinggi
Ta dan Mo digunakan dengan baja tahan karat untuk ketahanan korosi
Ta hampir kebal di semua lingkungan di bawah 150° C

8. Paduan Super (Superalloys)
Super alloy memiliki kominasi yang superlative dimana kebanyakan digunakan dalam
penggunaan pembuatan pesawat terbang. Komponen turbin, dan lain-lain. Material jenis ini diklasifikasi
berdasarkan kandungan logam yang dominan dalam bahan penyusunnya, misalnya cobalt, nickel atau
besi.
9. Logam Mulia (Noble Metals)
Logam mulia ini adalah logam-logam ayng berada di dalam unsure golongan 8, bersifat lembut,
duktilitas tinggi dan tahan oksidasi. Logam mulia ii antara lain perak, emas, platinum, rhodium,
ruthenium, iridium dan osmium. Tiga unsure pertama yang tadi disebutkaan biasanya digunakan untk
bahan pembuatan perhiasan

C. Proses Annealing
Annealing adalah : sebuah perlakukan panas dimana material dipanaskan pada temperatur tertentu
dan waktu tertentu dan kemudian dengan perlahan didinginkan.
Annealing dilakukan untuk :
1. Menghilangkan tegangan pada bahan.
2. Menaikkan keuletan dan ketangguhan.
3. Menghasilkan struktur mikro tertentu.
Proses annealing dibagi atas tiga tingkat :
1. Pemanasan hingga temperatur yang diinginkan.
2. Temperatur dijaga konstan.
3. Pendinginan.

Proses annealing pada logam biasanya dilakukan untuk mengurangi efek “pengerjaan dingin”
yaitu melunakkan bahan dan menaikkan keuletan setelah sebelumnya dilakukan pengerasan regangan.
Pada logam bisa terjadi tegangan sisa dalam (internal residual stress), dikarenakan :
1. Proses deformasi plastis karena proses pemesinan (machining) atau proses penggerindaan.
2. Pendinginan yang tidak merata pada proses pengelasan atau pencetakan.
3. Transformasi fasa pada pendinginan karena perbedaan kerapatan/density.
Menghilangkan tegangan sisa bisa dilakukan dengan proses “stress relief annealing” (annealing
penghilangan tegangan).
Urutan annealing pada paduan besi:
1. NORMALIZING
Baja yang telah mengalami deformasi plastis, misalnya karena proses “rolling” akan mempunyai
struktur mikro pearlite yang bentuknya tak beraturan dan ukuran butir besar-besar dan bervariasi. Untuk
membuat struktur pearlite yang lebih halus dan lebih seragam dilakukan proses normalizing. Normalizing
dilakukan dengan pemanasan sampai temperatur 55°C – 85°C diatas temperatur kritis atas hingga baja
berubah menjadi austenit, kemudian dilakukan pendinginan di udara. (gb. 11.1).

2. FULL ANNEAL

Full anneal adalah : baja dipanaskan sampai 15° - 40 ° C diatas garis A3 atau A1 (gb. 11.1) hingga
tercapai keseimbangan pada struktur austenit, kemudian baja didinginkan di dalam dapur pemanas
sampai temperatur ruang. struktur mikro yang terbentuk : coarse pearlite. bahan baja biasanya berupa ;
baja karbon rendah dan sedang.
3. SPHEROIDIZING
Adalah pemanasan logam sampai temperatur dibawah temperatur eutectoid (grs a1 pd. Gb.
11.1) atau disekitar 700°c pada daerah a + Fe3C. Pemanasan dilakukan antara 15 sampai 25 jam. Pada
proses ini Fe3C akan membentuk partikel spheroid. Proses ini biasanya dilakukan pada baja karbon
sedang dan tinggi. Struktur yang terbentuk : spheroid. Tujuannya adalah supaya baja mudah dibentuk.
Untuk berhasilnya perlakuan panas untuk membuat bahan baja martensite di keseluruhan penampang
bahan dipengaruhi 3 faktor :
1. Komposisi paduan.
2. Tipe dan karakter media pendingin.
3. Ukuran dan bentuk spesimen.

D. PROSES PERLAKUAN PANAS (HEAT TREATMENT)
KEMAMPUAN PENGERASAN ( HARDENABILITY)
Pada proses pembentukan baja martensit, diperoleh hasil bahwa makin kedalam maka sifat
martensitnya makin berkurang atau baja bagian luar lebih keras dari bagian dalam. Kemampuan
pengerasan : adalah kemampuan paduan logam diperkeras pada pembentukan martensit. Yang diukur
adalah berapa kedalaman pengerasan bahan tersebut.
UJI JOMINY
Untuk menguji kekerasan karena pembentukan martensit dilakukan dengan “uji jominy end
quench” (gb.11.2). Angka kekerasan sebagai fungsi jarak bisa dilihat pada gambar 11.3. Kadang-kadang
lebih disukai untuk melihat kekerasan sebagai fungsi laju pendinginan daripada jarak quenching (gb
11.4). Kemampuan pengerasan dipengaruhi oleh komposisi paduan.

PENGARUH MEDIA QUENCHING, UKURAN SPESIMEN DAN GEOMETRI
Media quenching : air,oli,udara.
-

air media pendingin paling cepat, sedangkan udara paling lambat

-

kecepatan media queching juga mempengaruhi laju pendinginan, makin cepat laju media,
makin tinggi laju pendinginan

-

Media oli banyak dipakai pada queching baja paduan

-

Pada baja karbon tinggi, penggunaan air mengakibatkan laju pendinginan terlalu cepat
sehingga terjadi retak atau pembengkokan.

Pada proses pendinginan, panas mesti dibuang dari material melalui permukaannya. Oleh sebab
itu laju pendinginan kedalam material sangat dipengaruhi oleh bentuk dan ukuran material. Gb 11.8a
dan 11.8b memperlihatkan laju pendinginan sebagai fungsi diameter batang logam silinder. Bentuk
spesimen juga mempengaruhi efek pengerasan. Apabila rasio luas permukaan terhadap massa spesimen
besar maka makin besar laju spesimen, dan makin dalam efek pengerasan. Bentuk spesimen yang tidak
beraturan akan mempunyai rasio luas permukaan terhadap massa yang lebih besar bila dibandingkan
dengan bentuk yang beraturan dan bentuk bulat.

PERLAKUAN PANAS SEDERHANA
Empat perlakuan panas sederhana yaitu: annealing proses, annealing, normalising, dan pheroidising
umum dipakai pada baja (Gambar 12.4). Perlakuan panas ini bertujuan untuk mencapai salah satu dari:
1. menghilangkan efek pengerjaan dingin,
2. mengontrol penguatan dispersi dan
3. meningkatkan kemampumesinan.

Annealing proses - Menghilangkan efek pengerjaan dingin. Perlakuan panas rekristalisasi digunakan
untuk menghilangkan efek pengerjaan dingin pada baja yang kandungan karbonnya kurang dari 0,25%
dan disebut Anneal proses. Anneal proses dilakukan pada suhu 800C hingga 1700C dibawah
temperature . Ini diatas temperatur rekristalisasi ferit.
Annealing dan Normalising - Penguatan Dispersi. Baja bisa diperkuat dengan dispersi dengan mengatur
kehalusan butir pearlit. Baja pertama-tama dipanaskan untuk menghasilkan austenit yang homogen,
langkah ini disebut austenising.
Annealing atau anneal penuh (full anneal) adalah mendinginkan baja secara perlahan pada dapur
pemanas sehingga menghasilkan butiran pearlit kasar.
Normalising adalah mendinginkan baja secara cepat, di udara, sehingga menghasilkan butiran pearlit
halus.

STRUKTUR POLIMER
A. DEFINISI POLIMER DAN KLASIFIKASINYA
B. MOLEKUL HIDROKARBON
Molekul hidrokarbon
Dalam bidang kimia, hidrokarbon adalah sebuah senyawa yang terdiri dari unsur
atomkarbon (C) dan atom hidrogen (H). Seluruh hidrokarbon memiliki rantai karbon dan
atom-atom hidrogen yang berikatan dengan rantai tersebut. Istilah tersebut digunakan juga
sebagai pengertian dari hidrokarbon alifatik. Sebagai contoh, metana (gas rawa) adalah
hidrokarbon dengan satu atom karbon dan empat atom hidrogen: CH4. Etana adalah
hidrokarbon (lebih terperinci, sebuah alkana) yang terdiri dari dua atom karbon bersatu
dengan sebuah ikatan tunggal, masing-masing mengikat tiga atom karbon: C2H6. Propana
memiliki tiga atom C (C3H8) dan seterusnya (CnH2·n+2)
Klasifikasi hidrokarbon yang dikelompokkan oleh tatanama organik adalah:
1. Hidrokarbon jenuh/tersaturasi (alkana) adalah hidrokarbon yang paling sederhana.
Hidrokarbon ini seluruhnya terdiri dari ikatan tunggal dan terikat dengan hidrogen.
Rumus umum untuk hidrokarbon tersaturasi adalah CnH2n+2.Hidrokarbon jenuh
merupakan komposisi utama pada bahan bakar fosil dan ditemukan dalam bentuk
rantai lurus maupun bercabang. Hidrokarbon dengan rumus molekul sama tapirumus
strukturnya berbeda dinamakan isomer struktur.
2. Hidrokarbon tak jenuh/tak tersaturasi adalah hidrokarbon yang memiliki satu atau
lebih ikatan rangkap, baik rangkap dua maupun rangkap tiga. Hidrokarbon yang
mempunyai ikatan rangkap dua disebut dengan alkena, dengan rumus umum
CnH2n.Hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap tiga disebut alkuna, dengan
rumus umum CnH2n-2.
3. Sikloalkana adalah hidrokarbon yang mengandung satu atau lebih cincin karbon.
Rumus umum untuk hidrokarbon jenuh dengan 1 cincin adalah CnH2n.
4. Hidrokarbon aromatik, juga dikenal dengan arena, adalah hidrokarbon yang paling
tidak mempunyai satu cincin aromatik.

Gambar: Tabel molekul hidrokarbon

Definisi polimer
Polimer terbentuk dari dua suku kata yaitu poli yang berarti banyak dan polimer adalah
kumpulan monomer-monomer. Polimer atau Molekul besar (makromolekul) yang terbangun oleh
susunan unit ulangan kimia yang kecil, sederhana dan terikat oleh ikatan kovalen. Unit ulangan ini
biasanya setara atau hampir setara dengan monomer yaitu bahan awal dari polimer.
Sedangkan monomer adalah Sebarang zat yang dapat dikonversi menjadi suatu polimer. Untuk
contoh, etilena adalah monomer yang dapat dipolimerisasi menjadi polietilena . Asam amino termasuk
monomer juga, yang dapat dipolimerisasi menjadi polipeptida dengan pelepasan air.
Unit ulangan dapat memiliki struktur linear atau bercabang. Unit ulangan bercabang dapat
membentuk polimer jaringan tiga dimensi. Tabel 1.1 menunjukkan beberapa contoh polimer, monomer,
dan unit ulangannya.
Tabel 1.1 Polimer, monomer, dan unit ulangannya

Polimer

Monomer

unit ulangan

Polietilena

CH2 = CH2

- CH2CH2 –

poli(vinil klorida)

CH2 = CHCl

- CH2CHCl –
CH3CH3

Poliisobutilena

CH2CH2 C C
CH3CH3

CH2

CH

CH2

CH

polistirena

Polikaprolaktam (nylon-6)

H - N(CH2)5C - OH
H

Poliisoprena (karet alam)

O

CH2 = CH - C = CH2

- N(CH2)5C H

O

- CH2CH = C - CH2 -

CH3

CH3

Klasifikasi Polimer
a. Penggolongan polimer berdasarkan asalnya
Berdasarkan asalnya, polimer dapat dibedakan atas polimer alam dan polimer sintesis.
1) Polimer Alam
Polimer alam adalah polimer yang terdapat di alam dan berasal dari makhluk hidup. Contoh
polimer alam dapat dilihat pada table di bawah ini

No
1.
2.
3.
4.
5.

Polimer
Pati/amilum
Selulosa
Protein
Asam nukleat
Karet alam

Monomer
Glukosa
Glukosa
Asam amino
Nukleotida
Isoprena

Polimerisasi
Kondensasi
Kondensasi
Kondensasi
Kondensasi
Adisi

Contoh
Biji-bijian, akar umbi
Sayur, Kayu, Kapas
Susu, daging, telur, wol, sutera
Molekul DNA dan RNA (sel)
Getah pohon karet

Sifat-sifat polimer alam kurang menguntungkan. Contohnya, karet alam kadang-kadang cepat
rusak, tidak elastis, dan berombak. Hal tersebut dapat terjadi karena karet alam tidak tahan terhadap
minyak bensin atau minyak tanah serta lama terbuka di udara.
2)

Polimer Sintesis

Polimer sintesis atau polimer buatan adalah polimer yang tidak terdapat di alam dan harus
dibuat oleh manusia. Contoh polimer sintesis dapat dilihat pada tabel di bawah ini :

No
1.
2.

Polimer
Polietena
Polipropena

Monomer
Etena
Propena

3.

PVC

Vinil klorida

4.

Vinil alcohol

5.

Polivinil
alcohol
Teflon

6.

Dakron

Metil tereftalat dan etilena glikol

7.

Nilon

Asam adipat dan heksametilena
diamin
Butadiena
Ester dan etilena glikol
Fenol formaldehida

8. Polibutadiena
9. Poliester
10. Melamin
11.

Epoksi resin

Tetrafluoroetena

Metoksi benzena dan alcohol
sekunder

Terdapat pada
Kantung, kabel plastik
Tali, karung, botol
plastik
Pipa paralon, pelapis
lantai
Bak air
Wajan atau panci anti
lengket
Pipa rekam magnetik,
kain atau tekstil (wol
sintetis)
Tekstil
Ban motor
Ban mobil
Piring dan gelas
melamin
Penyalut cat (cat epoksi)

b. Penggolongan Polimer Berdasarkan Proses Pembentukannya
Reaksi pembentukan polimer dinamakan polimerisasi, jadi reaksi polimerisasi adalah reaksi
penggabungan molekul-molekul kecil (monomer) membentuk molekul yang besar (polimer). Ada dua
jenis polimerisasi, yaitu polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi.

1) Polimer adisi
Seperti yang telah kita ketahui, bahwa reaksi adisi adalah reaksi pemecahan ikatan rangkap
menjadi ikatan tunggal sehingga ada atom yang bertambah di dalam senyawa yang terbentuk. Jadi,
polimerisasi adisi adalah reaksi pembentukan polimer dari monomer-monomer yang berikatan rangkap
(ikatan tak jenuh). Pada reaksi ini monomer membuka ikatan rangkapnya lalu berikatan dengan
monomer lain sehingga menghasilkan polimer yang berikatan tunggal (ikatan jenuh). Artinya, monomer
pembentuk polimer adisi adalah senyawa yang ikatan karbon berikatan rangkap seperti alkena, sterina,
dan haloalkena. Polimer adisi ini biasanya identik dengan plastik, karena hampir semua plastik dibuat
dengan polimerisasi adisi. Misalnya polietena, polipropena, polivinil klorida, teflon dan poliisoprena.
Berikut di bawah ini nama-nama polimer adisi dan kegunaannya

Nama polimer
Polietilena
Polipropilena
Polistirena

Polivinil klorida
Polivinil dienklorida
Politetraetilena
(teflon)
Poliakrilonitril
Polivinilasetat
Polimetilmetakrilat

Kegunaan
Tas plastik, botol,
mainan, isolasi listrik
Karpet plastik, botol
Pernis kayu,
styrofoam, isolasi
plastik, gelas plastik,
mainan, bahan
pengepakkan
Pipa, genteng plastik
Plastik wrap
Alat masak, isolasi
listrik (penutup
kabel)
Wig (rambut palsu),
cat, benang
Tekstil, gumresin, cat
Bahan pembuat gelas,
pembuat bola
bowling

2) Polimer kondensasi
Kondensasi merupakan reaksi penggabungab gugus-gugus fungsi antara kedua monomernya.
Artinya, polimerisasi kondensasi adalah reaksi pembentukan polimer dari monomer-monomer yang
mempunyai dua gugus fungsi. Misalnya, senyawa polipeptida atau protein dan polisakarida merupakan
senyawa biomolekul yang dibentuk oleh reaksi polimerisasi kondensasi.
c. Penggolongan polimer berdasarkan jenis monomernya
Berdasarkan jenis monomernya, polimer dapat terdiri atas homopolimer dan kopolimer.

1) Homopolimer
Homopolimer adalah polimer yang monomernya sejenis. Contohnya, selulosa dan protein.
(-P-P-P-P-P-P-P-P-)n
Pada polimer adisi homopolimer, ikatan rangkapnya terbuka lalu berikatan membentuk polimer
yang berikatan tunggal.
2) Kopolimer
Kopolimer atau disebut juga heteropolimer adalah polimer yang monomernya tidak sejenis.
Contoh dakron, nilon-66, melamin (fenol formaldehida). Proses pembentukan polimer berlangsung
dengan suhu dan tekanan tinggi atau dibantu dengan katalis, namun tanpa katalis strukyur molekul yang
terbentuk tidak beraturan. Jadi, fungsi katalis adalah untuk mengendalikan proses pembentukan striktur
molekul polimer agar lebih teratur sehingga sifat-sifat polimer yang diperoleh sesuai dengan yang
diharapkan. Contoh struktur rantai molekul polimer tidak beraturan (produk polimerisasi tanpa katalis)
adalah sebagai berikut :
(-P-S-S-P-P-S-S-S-P-S-P-)n
Kopolimer tidak beraturan
Pada proses pembentukan polimer yang digunakan katalis, struktur molekul yang terbentuk akan
beraturan. Contoh struktur rantai molekul polimer teratur (produk polimerisasi dengan katalis) adalah
sebagai berikut :
Sistem blok :
(-P-P-P-S-S-S-P-P-P-S-S-S-)n
Kopolimer blok
Sistem berseling :
(-P-S-P-S-P-S-P-S-P-S-P-S-P-)n
Kopolimer berseling
d.

Penggolongan polimer berdasarkan sifatnya terhadap panas

Berdasarkan sifatnya terhadap panas, polimer dapat dibedakan atas polimer termoplas (tidak
tahan panas, seperti plastik) dan polimer termosting (tahan panas, seperti melamin).
1) Polimer termoplas

Polimer termoplas adalah polimer yang tidak tahan panas. Polimer tersebut apabila dipanaskan
akan meleleh (melunak), dan dapat dilebur untuk dicetak kembali (didaur ulang). Contohnya polietilene,
polipropilena, dan PVC.
2) Polimer termosting
Polimer termosting adalah polimer yang tahan panas. Polimer tersebut apabila dipanaskan tidak
akan meleleh (sukar melunak), dan sukar didaur ulang. Contohnya melamin dan bakelit.

B. Polimer Buatan
Dalam kehidupan sehari-hari, kita pasti banyak menggunakan polimer buatan. Berikut ini
beberapa contoh polimer buatan di sekitar kita :
1) Karet Sintetis
2) Serat Sintetis
3) Orlon
4) Plastik
Berdasarkan jenis monomernya, ada beberapa jenis plastik yaitu sebagai berikut :
a) Polietena (Polietilena)
Polietilena merupakan polimer plastik yang sifatnya ulet (liat), massa jenis rendah, lentur, sukar
rusak apabila lama dalam keadaan terbuka di udara maupun apabila terkena tanah Lumpur, tetapi tidak
tahan panas. Polietena adalah plastik yang banyak diproduksi, dicetak lembaran untuk kantong plastik,
pembungkus halaman, ember, dsb.
b) Polipropena (Polipropilena)
Polipropena mempunyai sifat yang sama dengan polietena. Oleh karena plastik ini juga banyak
diproduksi, hanya kekuatannya lebih besar dari polietena dan lebih tahan panas serta tahan terhadap
reaksi asam dan basa. Plastik ini juga digunakan untuk membuat botol plastik, karung, bak air, tali, dan
kanel listrik (insulator).
c) PVC (Polivinil Klorida)
PVC mempunyai sifat keras dan kaku digunakan untuk membuat pipa plastik, pipa paralon, pipa
kabel listrik, kulit sintetis, dan ubin plastik.
d)

Teflon (Tetrafluoroetena)

Teflon merupakan lapisan tipis yang sangat tahan panas dan tahan terhadap bahan kimia. Teflon
digunakan untuk pelapis wajan (panic anti lengket), pelapis tangki di pabrik kimia, pipa anti patah, dan
kabel listrik.

e) Bakelit (Fenol Formaldehida)
Bakelit adalah suatu jenis polimer yang dibuat dari dua jenis monomer, yaitu fenol dan formaldehida.
Polimer ini sangat keras, titik leburnya sangat tinggi dantahan api. Bakelit digunakan untuk instalasi listrik
dan alat-alat yang tahan suhu tinggi, misalnya asbak dan fiting lampu listrik.
f)

Flexiglass (Polimetil Metakrilat)

Polimetil Metakrilat disingkat PMMA mempunyai nama dagang flexiglass. Polimetil metakrilat
merupakan polimerisasi adisi dari monomer metil metakrilat (H2C = CH-COOH3). PMMA merupakan
plastik yang kuat dan transparan. Polimer ini digunakan untuk jendela pesawat terbang dan lampu
belakang mobil.
C.

KEGUNAAN POLIMER

Kegunaan polimer dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut :
a) Plastik Polietilentereftalat (PET)
Plastik PET merupakan serat sintetik poliester (dakron) yang transparan dengan daya tahan kuat,
tahan terhadap asam, kedap udara, fleksibel, dan tidak rapuh. Dalam hal penggunaannya, plastik PET
menempati urutan pertama. Penggunannya sekitar 72 % sebagai kemasan minuman dengan kualitas
yang baik. Plastik PET merupakan poliester yang dapat dicampur dengan polimer alam seperti : sutera,
wol dan katun untuk menghasilkan bahan pakaian yang bersifat tahan lama dan mudah perawatannya.
b) Plastik Polietena/Polietilena (PE)
Terdapat dua jenis plastik PE, yaitu Low Density Polyethylene (LDPE) dan High Density
Polyethylene (HDPE). Plastik LDPE banyak digunakan sebagai kantung plastik serta pembungkus makanan
dan barang.
Plastik HDPE banyak digunakan sebagai bahan dasar membuat mainan anak-anak, pipa yang
kuat, tangki korek api gas, badan radio dan televisi, serta piringan hitam.
c) Polivinil Klorida (PVC)
Plastik PVC bersifat termoplastik dengan daya tahan kuat. Plastik ini juga bersifat tahan serta
kedap terhadap minyak dan bahan organik. Ada dua tipe plastik PVC yaitu bentuk kaku dan bentuk
fleksibel.
Plastik bentuk kaku digunakan untuk membuat konstruksi bangunan, mainan anak-anak, pipa
PVC (paralon), meja, lemari, piringan hitam, dan beberapa komponen mobil. Adapun plastik bentuk
fleksibel, jenis ini digunakan untuk membuat selang plastik dan isolasi listrik.
Dalam hal penggunaannya, plastic PVC menempati urutan ketiga dan sekitar 68 % digunakan
untuk konstruksi bangunan (pipa saluran air).

d) Plastik Nilon
Plastik nilon merupakan polimer poliamida (proses pembentukannya seperti pembentukan
protein). Plastik Nilon ditemukan pada tahun 1934 oleh Wallace Carothers dari Du Pont Company. Ketika
itu, Carothers mereaksikan asam adipat dan heksametilendiamin. Plastik yang bersifat sangat Kuat (tidak
cepat rusak) dan halus ini banyak digunakan untuk pakaian, peralatan kemah dan panjat tebing,
peralatan rumah tangga serta peralatan laboratorium.

e) Karet Sintetik
Karet Sintetik yang terkenal adalah Styrene Butadiene Rubber (SBR), suatu polimer yang
terbentuk dari reaksi polemerisasi antara stirena dan 1,3-butadiena. Karet sintetik ini banyak digunakan
untuk membuat ban kendaraan karena memiliki kekuatan yang baik dan tidak mengembang apabila
terkena minyak atau bensin.
f) Wol
Wol adalah serat alami dari protein hewani (keratin) yang tidak larut. Struktur protein wol yang
lentur menghasilkan kain dengan mutu yang baik, namun kadang-kadang menimbulkan masalah karena
dapat mengerut dalam pencucian. Oleh karena itu, wol dicampur dengan PET untuk menghasilkan kain
yang bermutu baik dan tidak mengerut pada saat pencucian.
g) Kapas
Kapas merupakan serat alami dari bahan nabati (selulosa) yang paling banyak digunakan
(hamper 50 % pemakaian serat alami berasal dari kapas). Kain katun dibuat dari serat kapas dengan
perlakuan kimia sehingga menghasilkan kain yang kuat, enak dipakai, dan mudah perawatannya.
D. STRUKTUR POLIMER
Berdasarkan strukturnya polimer dibedakan atas :
1) Polimer Linear
Polimer linear terdiri dari rantai panjang atom-atom skeletal yang dapat mengikat gugus
substituen. Polimer ini biasanya dapat larut dalam beberapa pelarut, dan dalam keadaan padat pada
temperatur normal. Polimer ini terdapat sebagai elastomer, bahan yang fleksibel (lentur) atau
termoplastik seperti gelas).

Contoh :

Polietilena, poli(vinil klorida) atau PVC, poli(metil metakrilat) (juga dikenal sebagai
PMMA, Lucite, Plexiglas, atau perspex), poliakrilonitril (orlon atau creslan) dan nylon 66
2) Polimer Bercabang
Polimer bercabang dapat divisualisasi sebagai polimer linear dengan percabangan pada struktur
dasar yang sama sebagai rantai utama.

3) Polimer jaringan tiga dimensi (three-dimension network)
Polimer jaringan tiga dimensi adalah polimer dengan ikatan kimianya terdapat antara rantai, seperti
digambarkan pada gambar berikut. Bahan ini biasanya di”swell” (digembungkan) oleh pelarut tetapi
tidak sampai larut. Ketaklarutan ini dapat digunakan sebagai kriteria dari struktur jaringan. Makin besar
persen sambung-silang (cross-links) makin kecil jumlah penggembungannya (swelling). Jika derajat
sambung-silang cukup tinggi, polimer dapat menjadi kaku, titik leleh tinggi, padat yang tak dapat
digembungkan, misalnya intan (diamond).

Polimer linear dan bercabang memiliki sifat :
1. Lentur
2. Berat Molekul relatif kecil
3. Termoplastik
E. KOPOLIMER
Kopolimer adalah suatu polimer yang dibuat dari dua atau lebih monomer yang berlainan.
Berikut ini adalah jenis jenis kopolimer yang terbentuk dari monomer pertama (A) dan monomer ke dua
(B).
Jenis kopolimer :
1. Kopolimer blok

Kopolimer blok mengandung blok dari satu monomer yang dihubungkan dengan blok monomer
yang lain. Kopolimer blok biasanya terbentuk melalui proses polimerisasi ionik. Untuk polimer ini, dua
sifat fisik yang khas yang dimiliki dua homopolimer tetap terjaga.

2.

Kopolimer graft (tempel/cangkok)
Kopolimer graft biasanya dibuat dengan mengikatkan bersama dua polimer yang berbeda.
Untuk contoh, homopolimer yang diturunkan dari monomer A dapat diinduksi untuk bereaksi
dengan homopolimer yang diturunkan dari monomer B untuk menghasilkan kopolimer graft,
yang ditunjukkan pada gambar berikut

Perkembangan selanjutnya ada yang berbentuk kopolimer sisir (comb copolymer) dan
bintang (star copolymer).

3.

Kopolimer bergantian (alternating)

Kopolimer yang teratur yang mengandung sequensial (deretan) bergantian dua unit
monomer. Polimerisasi olefin yang terjadi lewat mekanisme jenis ionik dapat menghasilkan
kopolimer jenis ini.

4.

Kopolimer Acak
Dalam kopolimer acak, tidak ada sequensial yang teratur. Kopolimer acak sering terbentuk

jika jenis monomer olefin mengalami kopolimerisasi lewat proses jenis radikal bebas. Sifat
kopolimer acak sungguh berbeda dari homopolimernya.

F.

BERAT MOLEKULAR DAN DISTRIBUSI BERAT MOLEKULAR

Berat molekular polimer merupakan salah satu sifat yang khas bagi polimer yang penting
untuk ditentukan. Berat molekular (BM) polimer merupakan harga rata-rata dan jenisnya
beragam yang akan dijelaskan kemudian. Dengan mengetahui BM kita dapat memetik beberapa
manfaat, yakni :





Menentukan aplikasi polimer tersebut
Sebagai indikator dalam sintesa dan proses pembuatan produk polimer
Studi kinetika reaksi polimerisasi
Studi ketahanan produk polimer dan efek cuaca terhadap kualitas produk

Hal yang membedakan polimer dengan spesies berat molekul rendah adalah adanya
distribusi panjang rantai dan untuk itu derajat polimerisasi dan berat molekular dalam semua
polimer yang diketahui juga terdistribusi (kecuali beberapa makromolekul biologis). Distribusi ini
dapat digambarkan dengan Mem”plot” berat polimer (BM diberikan) lawan BM, seperti terlihat
pada gambar 1.1.

Panjang rantai polimer ditentukan oleh jumlah unit ulangan dalam rantai, yang disebut
derajat polimerisasi (DPn). Berat molekular polimer adalah hasil kali berat molekul unit ulangan
dan DPn.

Karena adanya distribusi dalam sampel polimer, pengukuran eksperimental berat molekular
dapat memberikan hanya harga rata-rata. Beberapa rata-rata yang berlainan adalah penting. Untuk
contoh, beberapa metoda pengukuran berat molekular perlu perhitungan jumlah molekul dalam massa
material yang diketahui. Melalui pengetahuan bilangan Avogadro, informasi ini membimbing ke berat
molekul rata-rata jumlah
sampel. Untuk polimer sejenis, rata-rata jumlah terletak dekat puncak
kurva distribusi berat atau berat molekul paling boleh jadi (the most probable molecular weight). Jika
sampel mengandung Ni molekul jenis ke i, untuk jumlah total molekul
molekul ke i memiliki massa mi, maka massa total semua molekul adalah
molekular rata-rata jumlah adalah

dan setiap jenis
. Massa

dan perkalian dengan bilangan bilangan Avogadro memberikan berat molekul rata-rata jumlah (berat
mol) :

G. DERAJAT KEKRISTALAN POLIMER
Tidak seperti halnya logam, polimer pada umumnya bersifat amorphous, tidak bersifat kristalin
atau memiliki keteraturan dalam rentang cukup panjang. Namun, polimer dapat direkayasa sehingga
strukturnya memiliki daerah kristalin, baik pada proses sintesis maupun deformasi. Besarnya daerah
kristalin dalam polimer dinyatakan sebagai derajat kekristalan polimer. Derajat kekristalan polimer
misalnya dapat direkayasa dengan mengendalikan laju solidifikasi dan struktur rantai, walaupun sangat
sulit untuk mendapatkan derajat kekristalan 100% sebagaimana halnya pada logam. Polimer dengan
struktur rantai bercabang misalnya akan memiliki derajat kekristalan yang lebih rendah jika dibandingkan
dengan struktur tanpa cabang.
Sifat-sifat mekanik dan fisik dari polimer sangat dipengaruhi oleh derajat kekristalannya. Sifatsifat mekanik yang dipengaruhi oleh derajat kekristalan misalnya adalah kekakuan (stiffness), kekerasan
(hardness), dan keuletan (ductility). Sedangkan sifat-sifat fisik yang berhubungan dengan derajat
kekristalan misalnya adalah sifat-sifat optik dan kerapatan (density) dari polimer.
H. SIFAT POLIMER THERMOPLASTIK
Perilaku mekanika polimer thermoplastik sebagai respon terhadap pembebanan secara umum
dapat dijelaskan dengan mempelajari hubungan antara struktur rantai molekulnya dan fenomena yang
teramati

Perilaku mekanik dari polimer thermoplastik secara umum dapat dikelompokkan menjadi 3
bagian, yaitu: (1) Perilaku Elastik, (2) Perilaku Plastik, dan (3) Perilaku Visko-Elastik.
Perilaku thermoplastik secara umum adalah elastik non-linear yang tergantung pada waktu
(time-dependent). Hal ini dapat dijelaskan dari 2 mekanisme yang terjadi pada daerah elastis, yaitu: (1)
distorsi keseluruhan bagian yang mengalami deformasi, dan (2) regangan dan distorsi ikatan-ikatan
kovalennya. Perilaku elastik non-inear atau non-proporsional pada daerah elastis terutama berhubungan
dengan mekanisme distorsi dari keseluruhan rantai molekulnya yang linear atau linear dengan cabang.
Perilaku plastis pada polimer thermoplastik pada umumnya dapat dijelaskan dengan mekanisme
gelinciran rantai (chain sliding). Mula-mula akan terjadi pelurusan rantai liner molekul polimer yang
keadaannya dapat diilustrasikan seperti ‘mie’ dengan ikatan sekunder dan saling kunci mekanik.
Selanjutnya akan terjadi gelinciran antar rantai molekul yang telah lurus pada arah garis gaya. Ikatan
sekunder dalam hal ini akan berperan sebagai semacam ‘tahanan’ dalam proses gelincir atau deformasi
geser (shear) antar rantai molekul yang sejajar searah dengan arah garis gaya. Dengan demikian dapat
dijelaskan bahwa ikatan sekunder sangat menentukan ketahanan polimer thermoplastik terhadap
deformasi plastik atau yang selama ini kita kenal dengan kekuatan (strength) dari polimer. Gelinciran
rantai molekul polimer thermoplastik dapat pula dilihat sebagai aliran viskos dari suatu fluida.
Kemudahan molekul polimer untuk dideformasi secara permanen dalam hal ini berbanding lurus dengan
viskositas dari polimer. Dari persamaan umum dapat dilihat bahwa tegangan geser akan menyebabkan
gradien kecepatan antar rantai molekul yang dapat menyebabkan deformasi permanen tergantung pada
viskositasnya. Perilaku penciutan (necking) dari polimer thermoplastik amorphous agak sedikit berbeda
dengan perilaku penciutan logam pada umumnya. Hal ini disebabkan karena pada saat terjadi penciutan
akan terjadi kristalisasi yang menyebabkan penguatan lokal pada daerah tersebut dan penurunan laju
deformasi.
Visko-elastisitas berhubungan perilaku polimer thermoplastik saat dideformasi yang terjadi
dengan deformasi elastis dan aliran viskos ketika beban diaplikasikan pada bahan. Hal ini berhubungan

dengan ketergantungan perilaku bahan terhadap waktu pada saat deformasi elastis dan plastis. Secara
sederhana perilaku viskoelastis dapat disimulasikan dengan mengkombinasikan persamaan Pegas Hooke
dan Dashspot. Regangan, misalnya, dapat diasumsikan seri atau paralel, menggunakan Elemen Maxwell
dan Elemen Voight-Kelvin.
I.

SIFAT POLIMER THERMOSETTING

Polimer Thermoset memiliki perilaku sebagaimana logam getas, gelas, atau keramik sebagai
akibat dari struktur rantai molekulnya yang kaku dengan ikatan kovalen membentuk jejaring 3 dimensi.
Pada saat polimerisasi jejaring terbentuk lengkap dan terbentuk kaitan silang tiga dimensi secara
permanen. Proses pembentukan tidak bersifat irreversible. Tidak seperti halnya polimer thermoplastik,
thermoset tidak memiliki Tg (temperatur transisi gelas yang jelas. Kekuatan dan kekerasan dari
thermoset pun tidak banyak dipengaruhi oleh kenaikan temperatur dan laju deformasi.