MENGENAL BAHAN POLYESTER DAN POLYMERIC FIBER........SERAT POLYMER

     POLYMERIC FIBER........SERAT POLYMER

Pengenalan ilmu kimia tentang serat.

Apa yang dimaksud serat Polymer ( Polymeric Fiber ) ?, Serat Polymer adalah merupakan rantai polymer yang berikatan sangat kuat dan urus atau mendekati lurus, dan sambung bersambung ke berikutnya satu sama lain, sepanjang serat keadaanya sama seperti pada gambar berikut ini :

           ______________ _______________

___________ ____________ _______________

_____________ ____________ ___________

_________ ______________ _______________

Polymer yang tersuun dalam fiber ( serat ) seperti ini dapat digulung menjadi benang dan digunakan sebagai tekstil.

Dalam kehidupan sehari-hari kita tidak pernah bisa lepas serat Polymer, baju yang kita pakai adalah terbuat dari Serat Polymer, demikian juga karpet, tali.

Berikut ini beberapa Polymer yang bisa dibuat serat :

1. Polyethylene

2. Polypropelyne

3. Nylon

4. Polyester

5. Kevlar dan Nomex

6. Polyacrylonitrile

7. Cellulose

8. Polyurethane

Hal yang sangat penting bahwa serat selalu terbuat dari Polymer dalam bentuk Kristal.

Sebagai anda ketahui bahwa kristal dari garam kristal selalu tersusun dari molekul.

Jika kita memiliki susunan molekul yang terbuat dari molekul dengan ukuran yang acak, maka kita akan mendapatkan Polymer kristal yag acak pula.

Dikarenakan terjadinya acak, maka maka ukuran kristal yang tepat sangat sulit didapatkan, dan dalam banyak sekali material yang mungkin memiliki beberapa kristal dan beberapa molekul Polymer menjadi kusut tidak tersusun dalam sebagian material,dari

Situ kita memiliki memilki area Amorphous dalam serat polymer.

Mari kita bahas :

KEKRISTALAN POLYMER.

Disini kita tidak hanya membahas melulu tentang kristal Polymer, akan tetapi kita akan bicarakan jenis kristal yang lain juga,yang dimaksud kristal yang lain disini adalah segala bentuk benda yang mana molekul-molekulnya tersusun dalam bentuk umum.

Contohnya Es, adalah kristal, di dalam es molekul-molekul air tersusun dalam cara yang spesifik, sedemikian juga pada garam meja, Natrium klorida.Anehnya gelas untuk minum bukanlah merupakan bentuk kristal sempurna akan tetapi gelas kaca tersusun atas padatan yang tidak beraturan.

Polymer hanya seperti kaos kaki, kadang tersusun secara rapi seperti laci kaos kaki, apabila seperti ini maka kita katakan bahwa polymer tersebut berbentuk kristal., akan tetapi kadang tidak tertata, dan rantai polymer hanya terbentuk sanagta kusust kacau.

Kalau terjadi seperti ini polymer tersbut kita namakan Amorphous ( ketidak teraturan ).

Mari iita bicarakan tentang Polymer yang rapi dan tersusun, jadi seperti apa susunan polymer terbentuk ?

Dia seperti garis yang membentang lurus, jenisnya seperti tiang yang rapi pada papan menjulang pada penjalan kayu.

Tetapi dia tidak selalu terbentang dengan benar-benar lurus, dan itu adalah Polyethylene dengan berat molekul yang sangat tinggi, Aramid seperti Kevlar dan Nomex.

Sebagian besar Polymer hanya dapat dibentangkan dengan jarak yang pendek sebelum dia kembali melipat semula.

Perhatikan gambar berikut :

 Tidak semua polymer benar-benar tertarik, bahkan akan melipat kembali setelah penarikan.

Untuk Polyethylene panjang rantai akan tertarik sebelum terlipat kira-kira 100 Amstrng.
Akan tetapi tidak hanya terlipat seperti tersebut diatas, Polymer mebentuk tumpukan pada lipatan rantai sebagaiman tertera gambar di bawah, yang dinamakan Lamella :

Tentu saja semua tidak akan serapi seperti pada gambar tersebut, kadang ada sebagian rantai termasuk dalam kristal dan sebagian lagi tidak.

Ketika ini terjadi kita akan mendapatkan bentuk mess seperti di bawah, lamella kita tidak lebih rapi dan teratur bahkan sangat tidak rapi dengan rantai-rantai yang mengggantung di mana saja.

  

Tentu saja, dengan ketidak pastian, rantai-rantai polymer akan selalu ingin kembali ke bentuk lamellasetelah mengeluyur keluar diskitar rantai untuk sebentar. Kalau ini terjadi kita akan mendapatkan gambaran seperti berikut :

  

    

         Lamella ini memiliki rantai-rantai yang keluar sbentar kemudian kembai lagi

         ke dalamnya,pada bagian kiri rantai akan memasuki ke lamellae sebelah kanan

         untuk berada seperti gambar kiri.

         Sedangkan gambar kanan ,rantai kembali beberapa jarak dari sebelah kiri, ke -

         duanya itu mungkin.

         Kedua gambar tersebut adalah yang dinamakan model Switchboard pada Poly

         mer Lamella Kristalin.

Model Swicthboard ini sebuah Polymer Lamela kristalin, sebab kita seperti anda, kita menyampaikan kepada anda, bahwa rantai Polymer tidak berhambur diluar kristal, tetapi

Hanya terlipat kembali didalamnya, sebagaimana kita lihat gambar pertama, itu dinamakan model Adjencr Re-entry.

Amorphous dan kekristalan

Apakah anda sedang menggulung sesuatu ?Jika anda melihat gambar diatas, anda dapat melihat beberapa polymer adaalah berbentuk kristal dan sebagian tidak.Sebagian polymer berbentuk kristal dan sebagian lagi tidak menjadi kristal.

Rantai-rantai atau sebagian beberapa rantai tidak dalam bentuk kristal,yang mana rantai-rantainya tidak tersusun semestinya.

Kita beranggapan bahwa tokoh ilmuwan berkata bahwa itu dalam tingkat Amorphous.

Jadi Polymer terkristal benar-benar memiliki dua komponen yaitu bagian terkristal dan bagian Amorphous.

Bagian terkristal ada di dalam Lamella, sedangkan bagian Amorphous berada diluar Lamella.

Jika melihat gambar pada sudut yang lebar sebagaimana Lamella, kita dapat melihat bagaimana bagian yang terkristal dan bagian Amorphous tersusun.

Seperti apa yang anda ketahui, Lamella muncul seperti jari-jari ban sepeda dari pusat inti

( kadangkala tokoh ilmuwan kita menyebutnya Lamella adalah Lamellar fibrils ), itu benar-benar muncul dalam tiga dimensi.jadi dia seperti bidang roda. Lobang bidang roda disebut  Spherulite.

Dalam sampel terkristal ada berjuta-juta Spherulit.

Diantara Lamella terkristal  ada daerah yang mana rantai-rantai Polymer tidak tersusun semestinya, daerah yang tersusun tidak semestinya ini adalah daerah Amorphous seperti yang telah kita bicarakan.

Seperti yang anda lihat pada gambar, rantai polymer tunggal mungkin merupakan bagian daripada Lamella terkristal dan juga bagian lamella tingkat Amorphous.

Beberapa rantai baik mulai dari satu Lamella, melintang pada daerah Amorphous dan bergabung ke Lamella yang lain, Rantai-rantai ini disebut Tie Molecules.

Jadi anda mengetahui bahwa tidak semua Polymer terkristal sempurna.

Jika anda membuat plastik itu sesuatu yang bagus. Bentuk kristal membuat material kuat, tetapi juga bisa membuat rapuh.

Polymer yang terkristal sempurna akan menjadikan plastik bekas lebih rapuh.

Daerah Amorphous memberikan kekerasan Polymer, yaitu kemampuan untuk dibengkok tanapa putus, akan tetapi untuk membuat serat ( fiber ), kita suka kalau Polymer benar-

benar terkristal., ini karena fiber ( serat ) adalah kristal yang panjang.

Kebanyakan Polymer adalah campuran antara daerah Amorphous dan daerah terkristal, akan tetapi ada bebarapa dengan bentuk kristal yang lebih tinggi atau Amorphous yang lebih tinggi.

Ini beberpa Polymer yang cenderung ekstrim :

Polymer yang kristalnya lebih                 Polymer yang Amorphousnya lebih

Polypropylene                                                 Poly Methyl metacrylate

Syndiotactic Polystyrene                                Atactic Polystyrene

Nylon                                                              Polycarbonate

Kevlar dan Nomex                                          Polyisoprene

Polyketon                                                        Polybutadiene

Jadi kenapa harus ada Polymer yang memiliki Kristal llebih tinggi dan Amorphous yang lebih tinggi ? Ini karena adanya Struktur Polymer dan tekanan antara molekul.

BENTUK KRISTAL DAN STRUKTUR MOLEKUL

Struktur Polymer akan berpengaruh terhadap bentuk kristal, jika sesuai semestinya dan teratur maka ini akan mudah terbentuk kristal., jika tidak maka tidak akan mudah terbentuk kristal.

Perhatikan pada Polystyrene untuk memahami bagaimana ini bekerja :

Seperti apa yang anda lihat daftar di atas, ada dua jenis Polystyrene yaitu Polystyrene Atactic dan Polystyrene syndiotactic, satu sangat terkrista dan satunya sangat Amorphous.

          Polystyrene Syndiotactic sangat tertata, dengan grop phenyl berada pada

          posisi yang bersimpangan sehingga ini membentuk struktur kristal, sedang

          Polystyrene actactic grop phenyl tidak teratur sehingga tidak membentuk

          Kristal, sehingga merupakan Amorphous.

Polymer atactic lain seperti Poly ( methyl methacrylate ) dan ( vinyl chloride ) juga meru

Pakan Amorphous, dan sebagaimana anda inginkan Polymer stereoregular seperti poly -

propylene isotactic dan Polytetrafluoroethylene adalah sangat kristal.

Contoh lain adalah Polyethylene, ini bis bentuk kristal atau Amorphous, Polyethylene linear mendekati terkristal 100%.akan tetapi munculnya cabang-cabang menjadikan tidka linear sehingga menjadi sangat Amorphous.