makalah polimer

PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sejarah Polimer
Manusia sejak dulu telah berusaha untuk mengembangkan bahan-bahan buatan (sintetik) yang diharapkan dapat memberikan sifat-sifat unggul yang tidak didapatkan dari bahan-bahan alami yang ada disekitarnya.Bahan plastic buatan pertama kali dikembangkan pada abad ke-19, dan saat ini di awal abad ke-21 jenis bahan ini telah ada disekeliling kita dalam bentuk dan kegunaan yang sangat beragam.Cellulose nitrate merupakan salah satu jenis bahan plastic yang pertama-tama dikembangkan. Bahan ini ditemukan oleh Alexander Parkes dipertengahan abad ke-19 dan pertama kali dipamerkan pada suatu Pameran Akbar di London tahun 1862 dalam bentuk sol sepatu dan bola-bola billiard. Pada tahun 1869 John Wesley Hyatt mengembangkan bahan Cellulose nitrate ini lebih lanjut dengan cara mencampurkannya dengan camphor menjadi bahan baru yang kemudian diberi nama Celluloid. Bahan ini menjadi sangat popular digunakan pada produk-produk sisir rambut, kancing pakaian dan gagang pisau.
Pada era awal ini, bahan-bahan polimer baru dikembangkan melalui proses modifikasi kimiawi dari bahan polimer alami, dimana bahan rayon (di kenal juga sebagai sutera buatan) merupakan contoh yang paling terkenal. Bahan rayon yang tergolong sebagai bahan semi-sintetik ini dibuat dari bahan dasar selulosa yang dimodifikasi secara kimiawi dan hingga saat ini masih digunakan pada produk-produk karpet, pakaian dan dapat pula diproses menjadi lembaran yang tansparan (cellophane).Salah satu bahan sintetik yang pertama kali dikembangkan adalah Bakelite, yang ditemukan oleh Leo Baekeland pada tahun 1909. Bakelite adalah bahan yang saat ini popular dengan nama Phenol formaldehyde, dibuat dari phenol dan formaldehyde yang menghasilkan bahan polimer dengan sifat-sifat keras, ringan, kuat, tahan panas, dapat dicetak dan merupakan isolator listrik yang sangat baik, dan karenanya bahan ini banyak dipakai dalam berbagai aplikasi di industri listrik.
Bahan plastik terus mengalami perkembangan sepanjang tahun 1920-an dan 1930-an. Banyak bahan-bahan plastik yang baru dikembangkan ini kemudian digunakan pada Perang Dunia II, dan pada tahun 1050-an bahan-bahan ini telah hadir di rumah-rumah dalam berbagai jenis produk. Saat ini manusia sudah memasuki Era Plastik, dimana pada 50 tahun terakhir volume produksi plastik dunia telah meningkat secara luar biasa, sementara itu tingkat konsumsi bahan plastik telah meningkat dari sekitar satu juta ton pada tahun 1939 menjadi lebih dari 120 juta ton pada tahun 1994. Dewasa ini bahan plastic telah banyak menggantikan bahan-bahan tradisional seperti kayu, logam, gelas, kulit, kertas dan karet karena bahan plastic bias lebih ringan, lebih kuat, lebih tahan karat, lebih tahan terhadap iklim dan merupakan isolator listrik yang sangat baik. Bahan plastik sangat mudah dibentuk menjadi berbagai produk dengan menggunakan mesin cetak dan mesin ekstrusi. Sifat-sifatnya yang unggul dan kemudahan pemrosesannya seringkali menjadikan plastik sebagai bahan yang paling ekonomis untuk digunakan dalam berbagai keperluan. Kini bahan plastik digunakan dalam berbagai industri dan bisnis. Bahan ini telah memenuhi rumah-rumah kita, sekolah-sekolah, rumah sakit dan bahkan bahan ini ada dalam pakaian yang kita kenakan sehari-hari. Banyak dari nama-nama bahan plastik telah menjadi istilah-istilah yang familiar dalam kehidupan sehari-hari: nylon, polyester, dan PVC, misalnya.
1.1 Rumusan Masalah
Dilihat dari manfaatnya, polimer dan plastic banyak sekali dimanfaatkan dalam segala bisang. Salah satunya dalam bidang kontruksi bangunan. Mendapati hal ini, kami mencoba untuk membahas sejarah polimer, apa itu polimer, dan kegunaannya dalam bidang kontruksi bangunan.
1.3 Tujuan Pembahasan Makalah
Untuk mengetahui apa itu polimer, dan kegunaan polimer dalam bidang kontruksi bangunan
1.4 Metode Pembahasan
Dengan memfokuskan presentasi apa itu polimer dan manfaatnya apa saja dalam bidang kontruksi bangunan
BAB II
PEMBAHASAN

2.1 KONSEP DASAR ILMU POLIMER

Asal istilah dari PLASTIKOS : DAPAT/MUDAH DICETAK ATAU DIBENTUK
Plastik « Polymer (kata plastik sbg sinonim untuk polymer)

MAKROMOLEKUL adalah molekul raksasa (giant) dimana paling sedikit seribu atom terikat bersama oleh ikatan kovalen. Makromolekul ini mungkin rantai linear, bercabang, atau jaringan tiga dimensi.
Makromolekul dibagi atas dua material yaitu
1. Material biologis (makromolekul alam)
Contoh : karet alam, wool, selulosa, sutera dan asbes
2. Material non biologis (makromolekul sintetik)
Contoh : plastik, serat sintetik, elastomer sintetik
Material biologis dapat menunjang tersediaanya pangan dan dibahas dalam biokimia sedang material non biologis mencakup bahan sintetik. Banyak makromolekul sintetik memiliki struktur yang relatif sederhana, karena mereka terdiri dari unit ulangan yang identik (unit struktural). Inilah sebabnya mereka disebut polimer.
Polimer sangat penting karena dapat menunjang tersedianya pangan, sandang, transportasi dan komunikasi (serat optik). Saat ini polimer telah berkembang pesat. Berdasarkan kegunaannya polimer digolongkan atas :
.Polimer komersial (commodity polymers)
a. Polimer ini dihasilkan di negara berkembang, harganya murah dan banyak dipakai dalam kehidupan sehari hari. Kegunaan sehari-hari dari polimer ini ditunjukkan dalam tabel 1.1
Contoh : Polietilen (PE), polipropilen (PP), polistirena (PS), polivinilklorida (PVC), melamin formaldehid
Tabel 1.1 Contoh dan kegunaan polimer komersial

Polimer komersial Kegunaan atau manfaat
Polietilena massa jenis rendah(LDPE)

Polietilena massa jenis rendah(HDPE)

Polipropilena (PP)

Poli(vinil klorida) (PVC)


Polistirena (PS)
Lapisan pengemas, isolasi kawat, dan kabel, barang mainan, botol yang lentur, bahan pelapis

Botol, drum, pipa, saluran, lembaran, film, isolasi kawat dan kabel

Tali, anyaman, karpet, film

Bahan bangunan, pipa tegar, bahan untuk lantaui, isolasi kawat dan kabel

Bahan pengemas (busa), perabotan rumah, barang mainan

Polimer teknik (engineering polymers)
Polimer ini sebagian dihasilkan di negara berkembang dan sebagian lagi di negara maju. Polimer ini cukup mahal dan canggih dengan sifat mekanik yang unggul dan daya tahan yang lebih baik. Polimer ini banyak dipakai dalam bidang transportasi (mobil, truk, kapal udara), bahan bangunan (pipa ledeng), barang-barang listrik dan elektronik (mesin bisnis, komputer), mesin-mesin industri dan barang-barang konsumsi
Contoh : Nylon, polikarbonat, polisulfon, poliester
Polimer fungsional (functional polymers)
Polimer ini dihasilkan dan dikembangkan di negara maju dan dibuat untuk tujuan khusus dengan produksinya dalam skala kecil
Contoh : kevlar, nomex, textura, polimer penghantar arus dan foton, polimer peka cahaya, membran, biopolimer
2.1.1 Definisi Dan Tata Nama (Nomenklatur)
Definisi
Polimer
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.
Monomer
Sebarang zat yang dapat dikonversi menjadi suatu polimer. Untuk contoh, etilena adalah monomer yang dapat dipolimerisasi menjadi polietilena (lihat reaksi berikut). Asam amino termasuk monomer juga, yang dapat dipolimerisasi menjadi polipeptida dengan pelepasan air
Reaksi :
Monomer polimer












Unit ulangan dapat memiliki struktur linear atau bercabang. Unit ulangan bercabang dapat membentuk polimer jaringan tiga dimensi. Tabel 1.2 menunjukkan beberapa contoh polimer, monomer, dan unit ulangannya.
Tabel 1.2 Polimer, monomer, dan unit ulangannya

Polimer Monomer
unit ulangan

Polietilena CH2 = CH2
- CH2CH2 –

poli(vinil klorida) CH2 = CHCl
- CH2CHCl –




Poliisobutilena
















polistirena









Polikaprolaktam (nylon-6)









Poliisoprena (karet alam)






Tata Nama (Nomenklatur)
Jumlah yang sangat besar dari struktur polimer menuntut adanya sistem tata nama yang masuk akal. Berikut ini adalah aturan pemberian nama polimer vinil yang didasarkan atas nama monomer (nama sumber atau umum), taktisitas dan isomer :
 Nama monomer satu kata :
Ditandai dengan melekatkan awalan poli pada nama monomer
Contoh :
Polistirena




polietilena

Politetrafluoroetilena
(teflon, merk dari du Pont)
Nama monomer lebih dari satu kata atau didahului sebuah huruf atau angka
Nama monomer diletakkan dalam kurung diawali poli
Contoh :
Poli(asam akrilat)


Poli(-metil stirena)





Poli(1-pentena)


>. Untuk taktisitas polimer
- diawali huruf i untuk isotaktik atau s (sindiotaktik) sebelum poli
Contoh : i-polistirena (polimer polistirena dengan taktisitas isotaktik)
>. Untuk isomer struktural dan geometrik
- Ditunjukkan dengan menggunakan awalan cis atau trans dan 1,2- atau 1,4- sebelum poli
Contoh : trans-1,4-poli(1,3-butadiena)

IUPAC merekomendasikan nama polimer diturunkan dari struktur unit dasar, atau unit ulang konstitusi (CRU singkatan dari constitutional repeating unit) melalui tahapan sebagai berikut :
1. Pengidentifikasian unit struktural terkecil (CRU)
2. Sub unit CRU ditetapkan prioritasnya berdasarkan titik pengikatan dan ditulis prioritasnya menurun dari kiri ke kanan (lihat penulisan nama polistirena)


3. Substituen-substituen diberi nomor dari kiri ke kanan
4. Nama CRU diletakkan dalam kurung biasa (atau kurung siku dan kurung biasa kalau perlu), dan diawali dengan poli
Tabel 1.3 Contoh pemberian beberapa nama polimer menurut sumber monomernya dan IUPAC

Nama Sumber Nama IUPAC
Polietilena
Politetrafluoroetilena
Polistirena
Poli(asam akrilat)
Poli(-metilstirena)
Poli(1-pentena) Poli(metilena)
Poli(difluorometilena)
Poli(1-feniletilena)
Poli(1-karboksilatoetilena)
Poli(1-metil-1-feniletilena)
Poli[1-(1-propil)etilena]
Untuk tata nama polimer non vinil seperti polimer kondensasi umumnya lebih rumit darpada polimer vinil. Polimer polimer ini biasanya dinamai sesuai dengan monomer mula-mula atau gugus fungsional dari unit ulangan.
Contoh : nylon, umumnya disebut nylon-6,6 (66 atau 6/6), lebih deskriptif disebut poli(heksametilen adipamida) yang menunjukkan poliamidasi heksametilendiamin (disebut juga 1,6-heksan diamin) dengan asam adipat. Lihat gambar berikut

Mengikuti rekomendasi IUPAC, kopolimer (polimer yang diturunkan dari lebih satu jenis monomer) dinamai dengan cara menggabungkan istilah konektif yang ditulis miring antara nama nama monomer yang dimasukkan dalam kurung atau antara dua atau lebih nama polimer. Istilah konektif menandai jenis kopolimer sebagaimana enam kelas kopolimer yang ditunjukkan dalam tabel 1.4 berikut
Tabel 1.4 Berbagai jenis kopolimer
Jenis kopolimer Konektif Contoh
Tak dikhususkan -co- Poli[stirena-co-(metil metakrilat)]
Statistik -stat- Poli(stirena-stat-butadiena)
Random/acak -ran- Poli[etilen-ran-(vinil asetat)]
Alternating (bergantian) -alt- Poli(stirena-alt-(maleat anhidrida)]
Blok -blok- Polistirena-blok-polibutadiena
Graft (cangkok/tempel) -graft- Polibutadiena-graft-polistirena
2.1.2 Proses Polimerisasi
Polimerisasi kondensasi adalah polimerisasi yang disertai dengan pembentukan molekul kecil (H2O, NH3).
Contoh :
Alkohol + asam ester + air

HOCH2CH2OH + + H2O


Polimerisasi adisi adalah polimerisasi yang disertai dengan pemutusan ikatan rangkap diikuti oleh adisi monomer.
Contoh :







2.1.3 Klasifikasi Polimer

Polimer dapat diklasifikasikan atas dasar asalnya (sumbernya), dan strukturnya.
a. Asal atau sumbernya
1. Polimer Alam :
 tumbuhan : karet alam, selulosa
 hewan : wool, sutera
 mineral
2. Polimer Sintetik :
 hasil polimerisasi kondensasi
 hasil polimerisasi adisi

b. Struktur
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).

Rantai utama linear

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. Struktur polimer bercabang diilustrasikan sebagai berikut
Rantai utama
(terdiri dari atom-atom skeletal)




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).
Ikatan kimia



Polimer linear dan bercabang memiliki sifat :
1. Lentur
2. Berat Molekul relatif kecil
3. Termoplastik
2.1.4 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.

-A-A-A-A-A----------B-B-B-B-B-
Poli(A-b-B)

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





Poli(A-g-B)



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.

Poli(A-alt-B)
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.
poli(A-co-B)
2.2 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.
2.2.1 Manfaat berat molekular rata-rata polimer
 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
2.2.2 Sifat dan konsep Berat Molekular polimer
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.


Mn = berat molekul rata-rata polimer
M0 = berat molekul unit ulangan ( sama dengan berat molekul monomer)
DP = derajat polimerisasi
Contoh : polimer poli(vinil klorida), PVC memiliki DP = 1000 maka berat molekulnya (Mn) adalah

Mn = DP x M0 M0 (– CH2CHCl - ) = 63, DP = 1000
Mn = 63 x 1000
= 63000.

Rata-rata jumlah,

Jumlah Rata-rata berat,
polimer





Berat molekular
Gambar 1.1 Distribusi berat molekular dari suatu jenis polimer
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 dan setiap jenis molekul ke i memiliki massa mi, maka massa total semua molekul adalah . Massa molekular rata-rata jumlah adalah

(1-1)
dan perkalian dengan bilangan bilangan Avogadro memberikan berat molekul rata-rata jumlah (berat mol) : (1-2)
Berat molekular rata-rata jumlah dari polimer komersial biasanya terletak dalam kisaran 10000 – 100000. Setelah berat molekular rata-rata jumlah , berat molekular rata-rata berat . Besaran ini didefinisikan sebagai berikut
(1-3)

Seharusnya dicatat bahwa setiap molekul menyumbang kepada yang sebanding dengan kuadrat massanya. Besaran yang sebanding dengan pangkat pertama dari M mengukur hanya konsentrasi dan bukan berat molekularnya. Dalam istilah konsentrasi ci = Ni Mi dan fraksi berat wi = ci/c, dimana ,
(1-4)

Karena molekul yang lebih berat menyumbang lebih besar kepada daripada yang ringan, selalu lebih besar daripada , kecuali untuk polimer monodispers hipotetik. Harga terpengaruh sekali oleh adanya spesies berat molekul tinggi, sedangkan dipengaruhi oleh spesies pada ujung rendah dari kurva distribusi BM .
Besaran indeks dispersitas, adalah ukuran yang bermanfaat dari lebarnya kurva distribusi berat molekular dan merupakan parameter yang sering digunakan untuk menggambarkan situasi (lebar kurva distribusi) ini. Kisaran harga dalam polimer sintetik sungguh besar, sebagaimana diilustrasikan dalam tabel 1.5.

Tabel 1.5 Kisaran indeks polidispersitas (I) berbagai macam polimer
Polimer Kisaran I
Polimer monodispers hipotetik
Polimer “living” monodispers nyata
Polimer adisi, terminasi secara coupling
Polimer adisi, terminasi secara disproporsionasi, atau polimer kondensasi

Polimer vinil konversi tinggi

Polimer yang dibuat dengan autoakselerasi
Polimer adisi yang dibuat melalui polimerisasi koordinasi
Polimer bercabang 1,00
1,01 – 1,05
1,5
2,0

2 – 5
5 – 10
8 – 30
20 - 50

Pada umumnya berlaku hal berikut :

 Bila distribusinya sempit maka
 Bila distribusinya lebar maka
 Indeks dispersitas (I)
2.2.3 Penentuan Berat molekular rata-rata
Berat molekular polimer dapat ditentukan dengan berbagai metoda. Metoda ini dapat disebutkan sebagai berikut :
 Analisis gugus fungsional secara fisik atau kimia
 Pengukuran sifat koligatif
 Hamburan cahaya
 Ultrasentrifugasi
 Pengukuran viskositas larutan encer
 Gel Permeation chromatography
2.3 Uji Polymer



2.4 Pemanfaatan Polymer dalam Bidang Kontruksi

Saat ini polimer menjadi bahan andalan dibidang konstruksi – bangunan. Penggunaan polimer dalam konstruksi bangunan di berbagai negara berbeda – beda. Eropa sedikit lebih maju dari pada Amerika Utara, karena lebih terbatas persediaan kayu dan logamnya. Akibatnya, produk teknologi porlimer di sektor bangunan Eropa lebih baik, konsep desainnyapun lebih inovatif. Demikian pula Jepang dan negara-negara lain yang sadar keterbatasan sumber daya alam, sangat kreatif membudidayakan polimer.Teknologi polimer yang saat ini sedang berkembang dengan pesat di dunia dan Asia adalah Teknologi Polimer FRP ( Fiberglass Reinforced Plastic). Fiberglass Reinforced Plastic (FRP) merupakan campuran antara serat gelas dan Polimer (resin) atau plastik ditambah dengan material pendukung lain, Kelebihannya adalah memiliki sifat tahan karat, daya tahan yang tinggi terhadap bahan kimia, air, dan cuaca, ringan dan kuat, sehingga mudah dipasang dan sangat flexibel dalam design.
Sejak ditemukan pada tahun 1940, sampai saat ini berbagai desain telah diaplikasikan, berbagai bentuk yang sebelumnya diproduksi dengan material alam telah ditiru dan keunggulannya telah terlampaui. Di Indonesia sampai saat ini, Teknologi bahan FRP sudah ikut andil dalam industri manufakture .


Polimer banyak digunakan untuk gedung– gedung di daerah yang rawan pencemaran CO2 dsb, serta untuk konservasi bangunan-bangunan kuno. Polimer dapat dicampurkan dengan bahan-bahan lain seperti semen, keramik dsb menjadi suatu bahan bangunan yang disebut bahan komposit. Bahan komposit dapat digunakan sebagai bahan perekat, dempul, cat, coating juga untuk struktur panel, lantai, atap, bahan peredam suara (akustik) & peralatan energi surya. Bila dibandingkan bahan-bahan bangunan konvensional seperti beton, polimer memiliki sejumlah keunggulan antara lain; tidak berkarat, tahan cuaca, tahan terhadap bahan kimia, lebih ringan & memiliki sifat yang mudah diatur sesuai dengan keinginan kita. Sejumlah monomer, zat kimia & aditif yang dipakai pada pemrosesan polimer cenderung berefek negative bagi kulit (dermatik). Demikian pula, hasil penguraian termal berbagai polimer, seperti PVC, polikhloroprena & policarbonat, dapat menjadi zat yang berbahaya.
2.4.1Bahanbetondansemen

Belakangan jenis limbah lain yang terbukti bisa untuk bahan konstruksi ialah limbah pertambangan yang populer disebut tailling. Salah satunya limbah buangan PT FI yang disalurkan melalui Sungai Aghawagon dan Sungai Otomona menuju Sungai Akjwa, dan beristirahat di daerah pengendapan Akjwa (DPA). Limbah ini bagian tak berguna dari proses pengolahan batuan bijih untuk diambil tembaga, emas, dan peraknya. Ujudnya berupa pasir dan bebatuan kecil berwarna abu-abu keperakan.

Oleh sementara pihak tailling dianggap telah mengganggu lingkungan. Pasalnya, limbah itu telah mengubah ekosistem di sepanjang sungai yang dilalui hingga ke Laut Arafura. Namun, pihak lain (terutama si pembuang) tidak memandang-nya sebagai sesuatu yang mengganggu dan membahayakan. Dari situlah muncul pro-kontra.

Namun, di tengahnya ada kelom-pok "netral" yang tidak ingin terlibat dalam arus pro-kontra itu. Kelompok itu tidak mengutuk kegelapan, tetapi justru mulai menyalakan lilin. Mereka mencoba mencari jalan tengah yang tidak merugikan kelompok mana-mana. Malah sebaliknya menguntungkan dengan melakukan penelitian, dan berhasil. Dari penelitian itu terbukti, tailling berpotensi besar untuk bisa dimanfaatkan sebagai bahan bakubeton.
Kelompok "poros tengah" itu adalah sejumlah peneliti yang tergabung dalam tim peneliti pemanfaatan tailling PT FI, di bawah payung Lembaga Afiliasi Penelitian dan Industri (LAPI) ITB. Tim material itu ada tiga orang yakni Prof. Ir. H. Djuanda Suraatmadja, Dr. Ir. Dicky Rezardi Munaf, dan Ir. Budi Lationo, M.Sc.

Beton dari limbah pertambangan itu di antaranya bisa dimanfaatkan untuk jalan beton dan buis beton. Bahkan, saat ini tim yang sama juga sedang menguji penggunaan tailling sebagai bahan pembuatan beton pracetak untuk jembatan.

Menurut Budi, jenis beton baru ini tak tertutup kemungkinannya untuk dipakai dalam pembangunan perumahan. Tentu saja bagian-bagian rumah itu perlu dicetak terlebih dahulu, dari pondasi, balok, dinding, hingga bagian lainnya. Setelah itu baru disusun menjadi sebuah rumah.

Bukan hanya itu. Saat ini juga sedang dikaji (dalam skala laboratorium) penggunaan tailling sebagai bahan baku semen. Unsur-unsur dalam limbah pertam-bangan itu diketahui sudah memenuhi syarat. Tinggal menambah kapur (CaO) saja. Selama ini semen yang kita kenal dibuat dari tiga bahan baku yakni kapur, pasir besi, dan tanah liat. Sebagai bahan baku semen, tailling menggantikan pasir besi dan tanah liat. Diperkirakan, biaya produksi semen dari limbah ini lebih murah karena bahan kapurnya banyak terdapat diIrianJaya.


Lebihungguldaribetonbiasa

Penelitian pemanfaatan tailling sebagai bahan konstruksi sudah dimulai pada 1997, menyusul penandatanganan Perjanjian Kerjasama antara PT FI dan LAPI ITB tahun 1996. Dari penelitian terbukti, limbah itu bisa dijadikan beton mortar (beton yang tidak menggunakan batu kerikil sebagai salah satu bahannya). Namun, limbah pertambangan Freeport ada kelemahannya. Di antaranya kandungan magnesium di dalamnya. Kandungan ini membuat beton yang dihasilkan akan retak bila perekatnya cuma semen. Tapi ini bukan masalah besar. Agar tidak retak, ramuan beton itu ditambahi polimer khusus.
"Polimer yang digunakan di sini adalah selulosa asetat yang dimodifikasi dengan beberapa bahan supaya bisa mengantisipasi masalah keretakan awal. Jadi, polimer ini akan memperkuat semen. Sebenarnya, tailling bisa diikat dengan semen, tapi lama-lama akan retak karena tailling banyak mengandung magnesium. Jadi, dalam hal ini bisa dikatakan semennya berfungsi sebagai matriks pengikat, sementara polimernya sebagai komatriks pengikat," jelas Budi. Selain mendongkrak kekuatan beton yang dihasilkan, penambahan polimer juga untuk menetralisasi unsur berbahaya dalam limbah itu.
Dalam ramuan beton, bahan terbanyak memang tailling. Untuk menghasilkan beton 1 m3 dibutuhkan 1.500 kg tailling, 500 kg semen, dan 10 kg polimer. Mengingat kombinasi tiga bahan itu, beton itu dinamai copper tailling polymer modified concrete (CTPMC).

Dalam pengujian, menurut Budi, beton mortar berbahan tailling memiliki kekuatan tekan lebih tinggi dibandingkan dengan beton konvensional. Karena itu, CTPMC digolongkan ke dalam high strength concrete, sedangkan beton kon-vensional termasuk normal strength concrete.

CTPMC juga memiliki durability (ketahanan atau keawetan terhadap asam, basa, dan garam) lebih dibanding yang konvensional. Nilai lebih lainnya, ketika menyangga beban sampai beban puncak-nya, dia tidak langsung runtuh, tapi perlahan-lahan. "CTPMC lebih ulet. Beton konvensional tidak memiliki kemampuan seperti itu, kecuali beton konvensional yang diberi fiber. Karena kekuatan dan kelebihannya, beton tailling ini boleh dibilang sebagai high performance concrete," tutur Budi bangga.

Ada lagi keunggulannya, bila CTPMC digunakan untuk membuat jalan, proses pengeringannya lebih cepat, sehingga bisa segera dilalui kendaraan. Dari penelitian, jalan beton tailling sudah bisa dilalui kendaraan setelah berumur tujuh hari. Sementara, beton konvensional perlu 28 hari untuk bisa dilalui kendaraan. Jadi, waktu pemakaiannya bisa diper-singkat empat kali lipat.
"Ini terjadi karena polimernya ikut memacu semen cepat melakukan dehidrasi. Selama proses pembuatan, air dari dalam beton cepat keluar ke permukaan, sehingga selama proses pengeringan kita tidak perlu memberi air ke permukaannya agar tidak retak sepeti pada beton konvensional. Dia bisa merawat dirinya sendiri," jelas peneliti muda ini.

Dari sisi ekonomi, beton tailling juga lebih "menguntungkan" bila dijadikan jalan beton untuk lalu lintas berat. Dengan beton biasa diperlukan besi beton, sedangkan beton mortar berbahan baku tailling tidak butuh pertulangan. Hanya saja untuk volume tertentu, beton mortar memerlukan semen lebih banyak daripada beton konvensional. "Secara kasar untuk membuat jalan beton biasa perlu biaya AS $ 119 per m3. Bila menggunakan beton tailling cuma AS $ 80 per m3," ungkap Budi. Tapi perhitungan biaya ini berdasarkan kondisi di Timika.

Dari sisi ketersediaannya, tailling boleh dibilang berlimpah di DPA. Menurut Budi Lationo, saat ini setiap harinya tak kurang 30.000 truk limbah dikirim ke tempat itu.

Bila setiap kilometer jalan dengan lebar 12 m volume dan ketebalan pondasi jalannya 75 cm, maka volume pondasi itu 9.000 m3 (dengan bahan tailling seluruh-nya). Sementara itu dengan ketebalan 15 cm, lapisan pengerasannya (dari beton tailling) memiliki volume 1.800 m3. Maka setiap kilometer jalan memerlukan sekitar 1.900 truk limbah (dengan asumsi tiap truk berkapasitas 9 m3 atau 3 ton). Artinya, dari limbah yang dibuang per hari bisa dibangun jalan sepanjang 15,8 km. Dalam setahun (365 hari), jalan yang bisa dibangun menggunakan tailling sudah sejauh 5.763 km atau sekitar tujuh kali panjang jalan Jakarta – Surabaya lewat Pantura.

Kini, beton tailling hasil temuan trio ilmuwan dari ITB itu sudah dipatenkan. Patennya diberikan untuk ide, proses pembuatan beton, dan pembuatan beton pracetak yang mereka hasilkan. Paten dikeluarkan di Indonesia atas nama ketiga penemu itu.

Apakah kelak semen berbahan tailling juga bisa mendapatkan paten? Kita tunggu saja tanggal mainnya. Sementara kalau pabrik semen berbahan tailing berhasil didirikan di sana, limbah pertam-bangan yang melahirkan kontroversi itu tak lagi jadi bahan perdebatan.

2.5 Plastik
Plastik adalah suatu polimer yang mempunyai sifat-sifat unik dan luar biasa.
Polimer adalah suatu bahan yang terdiri dari unit molekul yang disebut monomer. Jika
monomernya sejenis disebut homopolimer, dan jika monomernya berbeda akan
menghasilkan kopolimer.
Polimer alam yang telah kita kenal antara lain : selulosa, protein, karet alam dan sejenisnya. Pada mulanya manusia menggunakan polimer alam hanya untuk membuat
perkakas dan senjata, tetapi keadaan ini hanya bertahan hingga akhir abad 19 dan selanjutnya manusia mulai memodifikasi polimer menjadi plastik. Plastik yang pertama kali dibuat secara komersial adalah nitroselulosa. Material plastik telah berkembang pesat dan sekarang mempunyai peranan yang sangat penting dibidang elektronika, pertanian, tekstil, transportasi, furniture, konstruksi, kemasan kosmetik, mainan anak – anak dan produk – produk industri lainnya. Secara garis besar, plastik dapat dikelompokkan menjadi dua golongan, yaitu : plastik thermoplast dan plastik thermoset. Plastik thermoplast adalah plastik yang dapat dicetak berulang-ulang dengan adanya panas ( lihat tabel 2 ). Yang termasuk plastik thermoplast antara lain : PE, PP, PS, ABS, SAN, nylon, PET, BPT, Polyacetal (POM), PC dll. Sedangkan palstik thermoset adalah plastik yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali karena bangun polimernya berbentuk jaringan tiga dimensi ( lihat Tabel 1 ). Yang termasuk plastic thermoset adalah : PU (Poly Urethene), UF (Urea Formaldehyde), MF (Melamine Formaldehyde), polyester, epoksi dll. Untuk membuat barang-barang plastik agar mempunyai sifat-sifat seperti yang dikehendaki, maka dalam proses pembuatannya selain bahan baku utama diperlukan juga bahan tambahan atau aditif. Penggunaan bahan tambahan ini beraneka ragam tergantung pada bahan baku yang digunakan dan mutu produk yang akan dihasilkan. Berdasarkan fungsinya , maka bahan tambahan atau bahan pembantu proses dapat dikelompokkan menjadi : bahan pelunak (plasticizer), bahan penstabil (stabilizer), bahan pelumas (lubricant), bahan pengisi (filler), pewarna (colorant), antistatic agent, blowing agent, flame retardant dsb.
BAHAN BAKU PLASTIK THERMOPLAST
POLYPROPYLENE (PP)
Polypropylene merupakan polimer kristalin yang dihasilkan dari proses polimerisasi gas
propilena. Propilena mempunyai specific gravity rendah dibandingkan dengan jenis plastik
lain. Sebagai perbandingan terlihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Perbandinagan specific gravity dari berbagai material plastik.
Resin Specific gravity
PP 0,85-0,90
LDPE 0,91-0,93
HDPE 0,93-0,96
Polistirena 1,05-1,08
ABS 0,99-1,10
PVC 1,15-1,65
Asetil Selulosa 1,23-1,34
Nylon 1,09-1,14
Poli Karbonat 1,20
Poli Asetat 1,38

Tabel 2. Temperature Leleh Proses termoplastik
Processing Temperature Rate
Material oC oF
ABS 180 - 240 356 – 464
Acetal 185 –225 365 – 437
Acrylic 180 – 250 356 – 482
Nylon 260 – 290 500 – 554
Poly Carbonat 280 – 310 536 - 590
LDPE 160 – 240 320 – 464
HDPE 200 – 280 392 – 536
PP 200 – 300 392 – 572
PS 180 – 260 356 – 500
PVC 160 - 180 320 – 365


Polypropylene mempunyai titik leleh yang cukup tinggi (190 - 200 oC), sedangkan
titik kristalisasinya antara 130 – 135 C. Polypropylene mempunyai ketahanan terhadap
bahan kimia ( hemical Resistance) yang tinggi, tetapi ketahanan pukul (impact strength)
nya rendah.




















BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Polimer banyak digunakan untuk gedung– gedung di daerah yang rawan pencemaran CO2 dsb, serta untuk konservasi bangunan-bangunan kuno. Polimer dapat dicampurkan dengan bahan-bahan lain seperti semen, keramik dsb menjadi suatu bahan bangunan yang disebut bahan komposit. Bahan komposit dapat digunakan sebagai bahan perekat, dempul, cat, coating juga untuk struktur panel, lantai, atap, bahan peredam suara (akustik) & peralatan energi surya. Bila dibandingkan bahan-bahan bangunan konvensional seperti beton, polimer memiliki sejumlah keunggulan antara lain; tidak berkarat, tahan cuaca, tahan terhadap bahan kimia, lebih ringan & memiliki sifat yang mudah diatur sesuai dengan keinginan kita. Sejumlah monomer, zat kimia & aditif yang dipakai pada pemrosesan polimer cenderung berefek negative bagi kulit (dermatik). Demikian pula, hasil penguraian termal berbagai polimer, seperti PVC, polikhloroprena & policarbonat, dapat menjadi zat yang berbahaya.

Material plastik secara garis besar dikelompokan menjadi 2 bagian utama yaitu
jenis material plastik thermoplast da plastik thermoset.
Plastik thermoplast adalah plastik yang dapat di daur ulang , sedangkan plastik
thermoset tidak dapat didaur ulang.
Dengan beragamnya material plastik yang ada , kita dapat menentukan memilih
produk sesuai dengan spesifikasi dan keinginan berdasarkan sifat dan karakteristik
material yang ada.
Jenis material plastik yang memerlukan pre drying ( pengeringan ) sebelum di
proses adalah : AS, ABS, PC POM , PVC., sedangkan material plastik yang bisa
langsung diproses adalah : PE, PP, PS.







DAFTAR PUSTAKA



1. Malcolm, P.S., 2001. Polymer Chemistry : An Introduction, diindonesiakan oleh Lis Sopyan, cetakan pertama, PT Pradnya Paramita : Jakarta

2. Fried, J.R., 1995. Polymer Science and Technology. Prentice Hall PTR : New Jersey

3. Mark, J.E. 1992. Inorganic Polymers. Prentice-Hall International, Inc. : New Jersey

4. Odian, G. 1991. Principles of Polymerization. 3rd edition, John Wiley & Sons, Inc : New York

5. Van Krevelen, D.W., 1990. Properties of Polymers. Elsevier Science B.V : Amsterdam

6. Sperling, L.H., 1986. Introduction to Physical Polymer Science. John Wiley & Sons, Inc : New York

7. Billmeyer, F.W., 1984. TextBook of Polymer Science. 3rd edition, Joh Willey & Sons Inc : New York

8. McCaffery, E.L., 1970. Laboratory Preparation for Macromolecular Chemistry. McGraw-Hill Book Company : New York