Larutan Polimer

KIMIA POLIMER

Suriati Eka Putri, S.Si, M.Si Kimia Polimer

LARUTAN POLIMER

Larutan adalah sistem dua komponen atau lebih yang membentuk sistem 1 fasa (homogen) dan stabil secara termodinamika (ditinjau dari Gnya).Dispersi adalah sistem dua komponen atau lebih yang membentuk sistem heterogen (2 fasa atau lebih) dan tidak stabil secara termodinamika, karena setiap saat dapat terpisah menjadi masing-maisng fasa.


LARUTAN POLIMER

PROSES PELARUTANDua proses yang penting dalam pelarutan yaitu:a. Penggembungan (swelling)b. Pelarutan (solvation)


Proses pelarutan ada dua tahap yaitu:a. Dispersi pelarut ke dalam polimer padat sampai menggembung membentuk suatu gel (swelling)

b. Gel yang menggembung akan larut membentuk larutan nyata. Penggembungan ada dua yaitu penggembungan secara tak terbatas dan penggembungan secara terbatas.


a. Penggembungan secara tak terbatas. Secara spontan dapat berubah menjadi pelarutan.. Jadi analog dengan pelaruta sempurna. Contohnya alkohol dan air. Pada pelarutan polimer, maka polimer mempunyai BM besar sedangkan pelarut Bmnya kecil. . Bila ingin mendapatkan kelarutan yang baik, maka BM polimer tersebut jangan terlalu besarDalam soal penggembungan polimer dikenal dua macam penggembungan yaitu:a. Antar struktur atau antar berkasb. Intra struktur atau intra berkas

a. Antar struktur atau antar berkasYaitu cairan masuk di antara struktur atau berkas

b. Intra struktur atau intra berkasYaitu cairan masuk ke dalam masing-masing struktur atau berkas. Hal ini bisa terjadi dengan pelarut yang sangat baik


a. Penggembungan secara terbatasPolimer hanya saling larut sebagian (pelarutan/pecampuran sebagian). Dalam penggembungan terbatas harus dibedakan atara polimer linier dan polimer bercabang.-. Polimer linier polimer liner lebih sukar larut

ikatan antar rantai lebih kuat sehingga cairan lebih sukar masuk-polimer cabang polimer cabang lebih mudah larut


Karena bercabang, rantai satu dengan rantai lain berjauhan (ikatan antara rantai kurang kuat) jadi lebih mudah dimasuki cairan.Polimer dengan ikatan silang banyak, sukar dilarutkan, pelarut kadang-kadang dapat menggembungkan kadang-kadang tidak.Polimer termoset ikatan silangnya bayak jadi sukar dilarutkan.Pemanasan membantu pelarutan. Misalnya polietilen bisa larut bila pelarutnya dipanaskan sampai 100 oC atau mendekati titik lelehnya.Kenaikan temperatur membantu proses pelarutan.Umumnya polimer akan melarut bila larutan ada dekat titik lelehnya. Contohnya PE (titik leleh 135 oC), terjadi pelarutan dalam pelarut yang sesuai pada 100 oC.


TEKSTUR DAN KELARUTAN POLIMERFaktor-faktor yang mempengaruhi tekstur dan kelarutan polimer adalah :a. Perbedaan ukuran antara polimer dan pelarur (perbedaan BM)b. Pengaruh tekstur dan struktur ruang polimermisalnya ikatan silang dan kristalinitas tinggi. Polimer dengan ikatan silang akan menggembung tapi tidak larut, polimer dengan kristalinitas tidak menggembung dan tidak dapat larut. Jenis polimer ini melarut dekat titik lelehnyac. TemperaturAda dua kemungkinan penyebab kenapa polimer tidak dapat larut, , yaitu ikatan silang banyak dan kristalinitas tinggi. Agar polimer dapat larut maka G antaraksi polimer-pelarut harus kecil (nol atau negatif).

Solubility Parameter The aforementioned solubility parameter is defined as: d = (DE / n)1/2

As defined, d reflects the cohesive energy density of a material, or the energy of vapourization per unit volume.

While a precise prediction of solubility requires an exact knowledge of the Gibbs energy of mixing, solubility parameters are frequently used as a rough estimator.

In general, a polymer will dissolve in a given solvent if the absolute value of the difference in d between the materials is less than 1 (cal/cm3)1/2.

Determining the Solubility Parameter The conditions of greatest polymer solubility exist when the

solubility parameters of polymer and solvent match. If the polymer is crosslinked, it cannot dissolve but only swell

as solvent penetrates the material.

The solubility parameter of a polymer is therefore determined by exposing it to different solvents, and observing the at which swelling is maximized.

Solubility Parameters of Selected Materials

Material (cal/cm3)1/2 Material (cal/cm3)1/2 Acetone 9.9 Poly(butadiene) 8.4 Benzene 9.2 Poly(ethylene) 7.9 Tetrahydrofuran 9.5 Poly(methylmethacrylate) 9.45 Carbon tetrachloride 8.6 Poly(tetrafluoroethylene) 6.2 n-Decane 6.6 Poly(isobutylene) 7.85 Dibutyl amine 8.1 Poly(styrene) 9.10 Mineral spirits 6.9 Cellulose triacetate 13.6 Methanol 14.5 Nylon 6,6 13.6 Toluene 8.9 Poly(vinyl chloride) 10.5 Water 23.4 Poly(acrylonitrile) 12.4 Xylene 8.8

Solubility Parameters of Selected Materials

Small's and Hoy's G parameter (estimation of ) a. Small (designated G derived from Heat of vaporization, Table 2.1)

= ( d : density , M : molecular weight of unit ) ex) polystyrene = = 9.0 b. Hoy (designated G based on vapor pressure measurement, Table 2.1) =

ex) polystyrene :

=

d GM

104

1.05(133+28+735)

d GM

1041.05[131.5+85.99+6(117.1)]

= 9.3

-CH2-CH2-

Small's and Hoy's G parameter (estimation of )G: Molar attraction constant (derived based on intermolecular forces)

-CH2-CH2-

Tentukanlah pelarut manakah yang sesuai untuk polimer berikut !

Slide 1Slide 2Slide 3Slide 4Slide 5Slide 6Slide 7Slide 8Slide 9Slide 10Slide 11Slide 12Slide 13Slide 14Solubility Parameters of Selected MaterialsSolubility Parameters of Selected MaterialsSlide 17Slide 18Slide 19

Documents

Larutan Polimer