PEMBUATAN BAHAN IPN MENGGUNAKAN CAMPURAN POLIMETILMETAKRILAT DAN POLISTIREN Oleh Netty Kamal “Interpenetrating Polymer Network” (IPN) adalah polimer campuran yang unik, dimana jaringan yang terbentuk dari dua jenis polimer atau lebih hanya terikat secara fisika. Sifat bahan yang dimiliki oleh jenis polimer IPN ini berbeda dengan sifat komponen pembentuknya dan bervariasi sesuai dengan komposisi campurannya. Bergantung pada komposisi campurannya dapat diperoleh sifat bahan yang lebih baik dari homo polimer yang bersangkutan. Pada penelitian ini pembuatan IPN dengan metoda polimerisasi radikal dari stiren yang berada dalam medium polimetil metakrilat. Beberapa sifat fisik dari hasil sintesa diantaranya, titik leleh, ketahanan sobek dan analisa gugus fungsi menunjukkan bahwa campuran yang mengandung PMMA 65-75 persen berat memiliki sifat fisik titik leleh cukup tingi dan nilai ketahanan sobek maksimum. Analisa IR memperlihatkan bahwa bahan hasil sintesa mempunyai gugus-gugus fungsi yang sama. Kata-kata kunci : Interpenetrating Polymer Network, polimetil metakrilat, analisa IR, gugus-gugus fungsi yang sama.
1.
PENDAHULUAN
Polimer merupakan suatu molekul rantai panjang yang mempunyai berat molekul cukup besar. Campuran dua jenis polimer yang sudah jadi, sulit untuk bercampur sempurna sehinggga dalam campuran terjadi pemisahan fasa (fasa heterogen). Berdasarkan keadaan inilah orang mulai mencoba untuk membuat suatu jenis polimer yang disebut “Interpenetrating Polymer Network” (IPN) dan diharapkan bahan yang diperoleh mempunyai sifat bahan yang lebih baik dibandingkan bahan yang dihasilkan dengan cara mencampur dua polimer yang sudah jadi. Dari hasil penelitian yang sudah dilakukan oleh bebrapa peneliti, ternyata IPN memperlihatkan keunggulannya dibanding jenis polimer lainnya dimana daerah kerjanya meliputi trayek 92
temperatur dan frekuensi yang luas. Pada tahun 1969, Frisch Sperling berhasil membentuk IPN dari dua komponen Polimer yang berbeda yaitu mencampurkan poliuretan-urea dan poli akkrilat diikuti dengan pembentukan film dan ikatan silang. Dari hasil penelitian Sperling mengetahui bahwa bahan yang dihasilkan menunjukkan sifat sebagai peredam, dengan luas dan meningkatnya trayek temperatur redaman maka bahan tersebut dapat digunakan sebagai sistem peredam suara dan getaran, oleh karena itu jenis polimer IPN ini dapat mengurangi kebisingan yang disebabkan oleh suara kendaraan bermotor, mesin-mesin industri atau sistem bersuara lainnya yang dikenal dengan istilah polusi suara dan dapat menghilangkan getaran-getaran yang ada. Pengamatan ini diperolehnya dalam konsep morphologi dari polimer mlalui mikroskop elektron. Sebagai contoh dapat dijumpai penggunaannya pada pembuatan cat dimana cat tersebut dapat bersifat sebagai peredam.
Pembuatan bahan IPN menggunakan campuran Poly metilmetacrilat dan polyesthyrene (Netty Kamal)
2.
Gambar 1 Struktur Molekul PMMA dan PS
MAKSUD DAN TUJUAN 4.
Maksud dan tujuan penelitian ini adalah memberikan gambaran tentang 1)
2) 3)
3.
Pembentukan bahan IPN dengan mencampurkan dua komponen polimer berbeda yaitu polimetil metakrilat (PMMA) dan polistiren (PS). Terbentuknya jaringan yang cukup rapat sehinggga struktur molekulnya lebih baik . Ikatan-ikatan kimia dalam rantai polimer IPN cukup kuat pada polimer dengan berat molekul tinggi, sehingga dapat memberi kekuatan, kestabilan dan sifat mekanik lebih baik. dua jenis polimer
METODOLOGI
Metoda yang digunakan untuk mensintesis IPN yaitu melakukan polimerisasi monomer stirena dengan cara polimerisasi radikal dengan inisiator benzoil peroksida. Polimerisasi dilakukan dalam suatu medium yang sudah mengandung polimetil metakrilat
INTERPENETRATING POLYMER NETWORK (IPN)
3.1. Pengertian Dasar IPN Interpenetrating Polymer Network adalah suatu polimer campuran yang unik. Batasan ini diambil berdasarkan adanya interpenetrasi yang kerapatannya tinggi antara jaringan polimer I dan II. Umumnya bila dua jenis polimer yang berbeda dicampurkan, biasanya terjadi pemisahan fasa (fasa heterogen) karena kedua polimer tersebut tidak saling melarutkan. Dengan adanya polimerisasi yang menghasilkan IPN, diperoleh fasa yang lebih homogen.
Gambar 2 Mekanisme Reaksi
5.
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
5.1. Analisis Polimer IPN Pengujian bahan IPN dilakukan dengan: a.
3.2. Struktur Molekul PMMA dan PS
b.
Pada penelitian ini untuk mensintesisi bahan IPN menggunakan senyawa polimetil metakrilat (PMMA) dan polistiren (PS).
c. d.
Analisis film dari bahan IPN dengan spektroskopi IR. Pengukuran berat melekul secara viskosimetri. Pengukuran titik leleh. Pengukuran ketahanan sobek pada film bahan IPN.
5.2. Pembahasan 5.2.1.Variasi Komposisi PMMA dan PS Tabel 1. Berat hasil sintesa Komposisi (% berat) Berat endapan PMMA : PS (gram) 4:1 26,3422 3:2 16,8641 2:3 13,0368 1:4 19,2691 Pembuatan bahan IPN menggunakan campuran Poly metilmetacrilat dan polyesthyrene (Netty Kamal)
93
5.2.3. Hasil Analisis dengan Spektrokopi IR
5.2.2. Pengukuran Viskositas Bahan IPN Tabel 2. Viskositas relatif, spesifik, dan reduksi maisng-masing larutan Konsentrasi larutan (C) 2,420 x 10-3 3,627 x 10-3 4,837 x 10-3 7,225 x 10-3
???? ??̅ = ?0̅ 1,082 1,126 1,172 1,262
? ?? = ???? − 1 0,082 0,126 0,172 0,262
???? ? ?? = ? 33,91 34,74 35,56 36,11 Gambar 3 Spektrum IR dari bahan dengan komposisi 1:4
Berdasarkan Tabel 2, dibuat grafik hubungan antara viskositas reduksi terhadap konsentrasi larutan PMMA seperti ditunjukan pada gambar 3
Gambar 4 Spektrum IR dari bahan dengan komposisi 2:3
Gambar 3 Grafik Hubungan Viskosiotas reduksi terhadap konsentrasi larutan PMMA
Ekstrapolasi grafik pada menghasilkan nilai ? = 32,90.
Gambar
2, Gambar 5 Spektrum IR dari bahan dengan komposisi 3:2
Literatur menentukan harga tetapan untuk PMMA yang larut dalam pelarut benzen, yaitu k = 5,2 x 10-3 dan a = 0,76. Sehingga ? ? dapat dihitung : [? ] = ? ∙ (? ? )? 32,90 = 5,2 × 10 3 ∙ (? ? )0,76 log 32,90 = log (5,2 × 10 3 ) + 0,76 log ? 1,517 = -2,284 + 0,76 log ? ? 0,76 log ? ? = 3,801 ? ? = 100.303,40 94
?
Gambar 6 Spektrum IR dari bahan dengan komposisi 4:1
Pembuatan bahan IPN menggunakan campuran Poly metilmetacrilat dan polyesthyrene (Netty Kamal)
5.2.4. Hasil Pengukuran Titik Leleh Tabel 3 Titik leleh untuk masing-masing komposisi
Tabel 4 Lanjutan Tabel 5 Ketahanan sobek untuk masing-masing komposisi
Gambar 7 Hubungan antara titik leleh dengan komposisi campuran
5.2.6. Hasil Pengukuran Ketahanan Sobek
5.2.5. Pengukuran Ketahanan Sobek Tabel 4 Tabel film dan tekanan maksimum
Gambar 8 Hubungan antara ketahanan sobek dengan komposisi campuran Pembuatan bahan IPN menggunakan campuran Poly metilmetacrilat dan polyesthyrene (Netty Kamal)
95
6.
KESIMPULAN
Analisis terhadap IPN menghasilkan kesimpulan sebagai berikut : 1) Berat molekul, ? ? , IPN didapatkan sebesar 100.303,40 gr/mol dihitung menggunakan persamaan Mark-Houwink. 2)
Titik leleh tertinggi dan nilai ketahanan sobek maksimum dijumpai pada komposisi campuran 65%-75% PMMA.
3)
Komposisi campuran 65%-75% PMMA merupakan komposisi terbaik, terbatas pada penelitian ini.
96
7. DAFTAR PUSTAKA J. Polymer Sci : Macromolecular Reviewa, Vol. 12.1977. John Wiley and Sons, Inc. H.L. Frisch, D. Klempner, and K.C. Frisch, J. Polym. Sci. 1969. L.H. Sperling and D.W. Friedman, J. Polym, Sci. 1969. PENULIS Nety Kamal, pengajar Teknik Kimia, ITENAS Bandung
Pembuatan bahan IPN menggunakan campuran Poly metilmetacrilat dan polyesthyrene (Netty Kamal)
