Pengetahuan Bahan-Nylon, Poli Tetra Fluor Etilen dan Polikarbonat-

Oleh :Desi Supiyanti

Shofiya Wardah N

Kelompok 10

.

NylonPoli Tetra

Fluor Etilen

Polikarbonat

Mekanisme pembahasan

Definisi

Sejarah

Sifat Kimia

Sifat Fisik

Sifat Mekanik

Proses Pembuatan

Aplikasi Bahaya

Pengertian Nilon merupakan suatu

keluarga polimer sintetik dikarboksilat yang merupakan serat sintetik pertama yang dibuat seluruhnya dari bahan anorganik: batu bara, air, dan udara. Elemen-elemen ini tersusun menjadi monomer dengan berat molekul rendah, yang selanjutnya direaksikan untuk membentuk rantai polimer panjang.

Sejarah Nilon pertama kali diproduksi pada tanggal 28 Februari 1935, oleh Wallace Carothers di Du Pont. Bahan ini ditujukan untuk menjadi pengganti sintetis dari sutra yang diwujudkan dengan menggunakannya untuk menggantikan sutra sebagai bahan parasut setelah Amerika Serikat memasuki Perang Dunia II pada 1941, yang menyebabkan produk nylon(sikat gigi dan stoking) sulit diperoleh sampai perang berakhir.

Sifat Kimia • Nylon tahan terhadap asam–asam encer• Tidak tahan Khlor• Nylon sangat tahan terhadap basa. Pelarut – pelarut yang biasa

untuk melarutkan nylon adalah asam formiat, kresol dan fenol. • Tahan terhadap solvent organic seperti alcohol, eter, aseton,

petroleum eter, benzene,CCl4 maupun xylene.• Dapat bereaksi dengan phenol, formaldehida, alcohol, benzene

panas dan nitrobenzene panas.• Nylon relative tidak dipengaruhi oleh waktu simpan yang lama

pada suhu kamar. Tetapi pada suhu yang lebih tinggi akan teroksidasi menjadi berwarna kuning dan rapuh 

• Tahan alkali• Merupakan salah satu bahan termoplastik• Larut dalam phenol• Pada umumnya tidak tahan panas

Sifat Fisik• Secara umum nylon bersifat keras, berwarna cream, sedikit

tembus cahaya.

• Berat molekul nylon bervariasi dari 11.000-34.000

• Nylon merupakan polimer semi kristalin dengan titik leleh 374-663 °F. titik leleh erat kaitannya dengan jumlah atom karbon. Jumlah atom karbon makin besar, kosentrasi amida makin kecil, titik lelehnya pun menurun.

• Sedikit higroskopis : oleh karena itu perlu dikeringkan sebelum dipakai, karena sifat mekanis maupun elektriknya dipengaruhi juga oleh kelembaban relative dari admosfir.

• Nylon meleleh pada suhu 263oC dalam atmosfir nitrogen. Nylon dalam pemanasan di udara pada suhu 150oC selama 5 jam akan berubah kekuning –kuningan, tetapi masih agak lebih baik dari pada wol dan sutera.

Sifat- sifat Satuan Nilai Tipikal

Berat jenis Gram/cm3 1.14

Kekuatan Panas Kgf/mm2 6,65

tarik Perpanjangan % 200

Kekuatan tekan Kgf/mm2 7,05

Kekuatan lentur Kgf/mm2 7,6

Modulus elstisitas Kgf/mm2 2,8

Panas jenisPanas laten difusi

Kepadatan

Cal/ 0C BTU/lbg/cm3

0,435,981,15

Temperatur pencetakan 0C 6,1

Melting point K 374-663 °F

Electrical conductivity S/m 10−12 

Thermal Conductivity BTU di/fthoF 2,01

Tabel Sifat Fisik

Sifat Mekanik• Kuat dan mulur, Daya mulurnya besar, kalau diregang

sampai 8%, benang akan kembali pada panjang semula, tetapi kalau terlalu regang, bentuk akan berubah

• Tahan gesekan dan tekukan, Nylon mempunyai tahan tekukan dan tahan gosokan yang tinggi. Tahan gosokan nylon antara 4 – 5 kali tahan gosokan wol.

• Elastisitas, Nylon selain mempunyai mulur tinggi (22%), juga mempunyai elastisitas yang tinggi. Pada penarikan 8% nylon elastisitasnya 100% dan pada penarikan sampai 16%, nylon masih mempunyai elatisitas 91%

• Sifat listrik, Nylon merupakan isolator yang baik, sehingga dapat menimbulkan listrik static

• Pengaruh panas dan lembab, Pengerjaan dengan panas dan lembab akan memberi bentuk yang tetap pada nylon, yaitu bentuknya akan tetap selama nylon dikerjakan pada suhu pengerjaan yang pertama.

• Kekerasan rockwell 106• Kekuatan tarik pada hasil 4496-4786 psi• Kenyal tidak mengisap lengas atau air sehingga mudah

kering

1. Garam Nylonasam adipin(asam adipat) dan hexamethylene diamin untuk membentuk suatu garam yang meleleh, pada suhu 1800C.Adipin dan hexamethylena diamin diubah menjadi poliamida dengan pemanasan sampai suhu 2800C di bawah tekanan, yang menghilangkan air. Pada pembuatan garam nilon asam adipat dan heksa metilena diamina dilarutkan dalam metanol secara terpisah dan setelah dicampurkan akan terbentuk endapan heksametilena diamonium adipat (garam nilon).

Reaksi Pembuatan Nylon dari heksa metilena diamina dengan asam adipat :

NH2(CH2)6NH2 +COOH(CH2)4COOH→NH2(CH2)6NHCO(CH2)4COOH   +   H2O

Proses Pembuatan

2. polimerisasiGaram nylon dilelehkan dalam atmosfir nitrogen dengan penambahan asam asetat sedikit untuk mengatur berat molekul polimer. Dalam pemanasan ini tidak boleh mengandung udara, untuk itu dipakai atmosfir nitrogen, hydrogen atau dalam keadaan hampa.

Jika dikehendaki nylon yang agak gelap, ditambahkan suspense titanium dioksida kira-kira o,3% pigmen dari berat polimer. Lelehkan polimer tetap dijaga pada suhu 285-2900C, dan disemprotkan melalui celah membentuk suatu pita dengan lebar berupa sentimeter, dan segera didinginkan dengan air dingin untuk mengurangi ukuran Kristal.

Proses Pembuatan

3. Pemintalan

Pita nylon dipotong-potong menjadi serpih-serpih nylon

yang kemudian dipintal dengan cara pemintalan leleh.

Pelelehan pada suhu 2880C dalam atmosfir nitrogen dengan

kecepatan pemintalan 1200 meter per menit. Setelah melalui

ruang pendingin kemudian dilewatkan ruang uap. Setelah itu

filament ditarik sampai 4 kali panjang semula dalam keadaan

dingin untuk menaikkan dan menguranggi mulur.

Proses Pembuatan

Aplikasi• Bahan ini ditujukan untuk menjadi pengganti sintetis dari

sutra sebagai bahan parasut, nilon sekarang dipergunakan

untuk kain dan tali. Nilon padat digunakan untuk bagian

mekanik dan rekayasa. penggunaannya adalah sebagai

berikut :

1. Industri listrik dan elektronika.2. Mobil

Nylon 6 dapat digunakan untuk membuat : pelampung tangki bahan baker, blok bantalan, komponen motor, speedometer, gear, pengisi udara karburator, kerangka kaca, penutup tangki bahan baker, reflector lampu depan, penutup stir, dop roda mobil, dll.

3. TekstilDi industri tekstil, nylon 6 digunakan untuk membuat : bobbin (gelondong benang), perkakas tenun, ring yang dapat dipindah-pindah, gear, dll.

4. Peralatan rumah tanggaNylon digunakan untuk furniture, peralatan dapur, folding door, komponen mesin jahit, kancing, pegangan pisau, kerangka pencukur elektrik.

5. Mesin- mesin industriMesin- mesin yang dibuat dari nylon 6 antara lain : gear, bantalan (bearing), pulley, impeller pompa motor, sprocket, rol, tabung, alat pengukur pada pompa bensin.

6. KemasanDapat digunakan untuk mengemas makanan seperti : ikan, daging, saus, keju, coklat, kopi, dll.

Bahaya Nylon

Pada proses pembuatan nylon, memberikan beberapa resiko lingkungan yaitu mengakibatkan emisi dari Nitro

oksida (N2O mengandung nitrogen), gas

rumah kaca, dan tekanan tinggi yang dibutuhkan untuk polymerisasi juga beresiko membahayakan jika reaktor tidaklah dirawat dengan baik. Berbagai nylon dapat membentuk asap api yang berbahaya, dan asap beracun yang mengandung shidrogen sianida. Nylon juga merupakan bahan yang sulit terdegradasi di alam.

Penanganan

Beberapa cara daur ulang dilakukan pada nilon, biasanya dengan membuat pelet untuk digunakan kembali dalam industri ini, namun hal ini dilakukan pada skala yang lebih rendah

Pengertian Polytetrafluoroethylene

(PTFE) atau fluorocarbon solid, merupakan bahan dasar pembuatan Teflon(karena berat molekul senyawa seluruhnya terdiri dari karbon dan fluor), sehingga PTFE ini sering disebut dengan Teflon.  PTFE adalah termoplastik polimer , yang putih padat pada suhu kamar, dengan kepadatan sekitar 2,2 g / cm 3..

Sejarah• Sejarah Teflon atau

polytetrafluoroethylene (PTFE) berawal tahun 1938, teflon ditemukan secara tidak sengaja oleh Roy Plunkett dari Kinetic Chemical saat mencoba membuat CFC jenis baru. Tahun 1941 Kinetic Chemical mematenkannya dan mendaftarkan Teflon tahun 1945 sebagai merk dagang.

• Tahun 1954, seorang insinyur dari Perancis bernama Marc Gregoire membuat penggorengan pertama yang mengunakan lapisan antilengket dengan merk TEFAL.Tahun 1961 Marion A. Trozzolo, memasarkan penggorengan pertama yang menggunakan lapisan antilengket The Happy Pan, di Amerika Serikat tepatnya di Kansas City.

• Teflon telah digunakan secara komersial sejak tahun 1940 untuk berbagai tujuan

Sifat Kimia • Tahan terhadap banyak bahan kimia, termasuk

ozone, chlorine, acetic acid, ammonia, sulfuric acid, dan hydrochloric acid. Satu –satunya bahan kimia yang bisa merusak lapisan teflon adalah lelehan logam alkali.

• Teflon tidak tahan terhadap larutan alkali hidroksida. • Kurang tahan terhadap hidrokarbon yang mengandung

khlor. • Karena Teflon adalah termasuk bahan penyekat maka 

Teflon tahan oleh uap air• Bersifat hidrofobik (tidak suka air).• Tahan terhadap korosi dan pelarut organik.• Tahan terhadap zat kimia termasuk ozon, chlorine, acetic

acid, ammonia, sulfuric acid, dan HCl.• Tidak mudah terbakar.• Tahan terhadap sinar ultraviolet, tahan segala cuaca, tidak

mudah lengket.

Sifat FisikTeflon adalah bahan sintetik yang sangat kuat,

umumnya berwama putih. Teflon mempunyai performa yang baik pada temperatur ekstrim, tahan pada temperatur  -240°C dan tahan terhadap panas sampai kira-kira 250°C. Di atas 250°C teflon mulai melunak, di dalam api akan meleleh dan sulit menjadi arang. Teflon juga anti radiasi Ultra Violet dan tahan segala cuaca, dan anti lengket.

Berat jenisnya kira-kira 2,2 g/cm3

Titik leleh 327oCMempunyai koefisien gesek yang sangat rendah

(0.05)Panas jenisnya 0.25 kal.g.0C dan konstanta dielektrik

2.1

Sifat Mekanik1 Kekuatan (strength) dan ketangguhan (toughness)

a. Sifat sintetisnya sangat Kuat

-   tahan Panas dari -100 sampai 250 derajat

-   tidak bisa menjadi arang jika di bakar

b. Teflon memiliki titik leleh 342°C.

c. Tahan akan gesekan

2 Memiliki resistivitas atau hambatan listrik yang besar

3 Kekerasan  (thougness), Karena Teflon termasuk bahan penyekat bentuk padat maka Teflon memiliki kekerasan  yang tinggi.

4. Elastisitas

• Karena Teflon termasuk bahan penyekat bentuk padat maka Teflon memiliki kemampuan elastisitas yang rendah

• Anti radiasi Ultra Violet dan tahan segala cuaca.

• Anti lengket.

• Mempunyai performa yang baik pada temperatur ekstrim, tahan pada temperatur  -240°C sampai pada 260 °C. Teflom memiliki titik leleh 342°C.

Pembentukan Material PTFE pada dasarnya adalah sebuah bentuk tetrafluoroetilena  dipolimerisasi (TFE), yang merupakan senyawa yang dapat diciptakan melalui kombinasi kloroform, asam klorida, dan fluorspar. Zat kimia ini ditempatkan dalam ruang reaksi dipanaskan sampai antara 1000 dan 1700 derajat Fahrenheit,  kemudian didinginkan dan dimurnikan untuk menghilangkan kontaminan.

Ada dua metode utama untuk memproduksi Teflon (polytetrafluoroethylene).1. Polimerisasi suspensi, dalam metode ini TFE (tetrafluoroetilena)

ini dipolimerisasi dalam air, sehingga menjadi butiran PTFE. Biji-bijian ini bisa diolah lebih lanjut menjadi pelet yang dapat dibentuk.

2. metode dispersi, teflon(polytetrafluoroethylene) yang dihasilkan adalah susu pasta yang dapat diolah menjadi bubuk halus, baik pasta dan bubuk yang digunakan dalam aplikasi coating.

Proses Pembuatan

Aplikasi- Penggorengan atau Frying Pan.- Rice cooker dan Rice Warmer Jar pada pancinya.- Pelapis tapak dasar dari setrika agar lebih licin dalam menyetrika.- Melapisi Pipa -pipa zat kimia yang sangat sensitif seperti pada uranium hexafluoride.- Sebagai insulator pada kabel dan konektor perakitan Microwave.- Membran pori pori pada kain sintetic.- Pada spare part mesin dan alat alat elektronik.- Pada peralatan laboratorium karena sifatnya yang anti korosi.

Bahaya PTFE• Sebagai bahan antilengket pada peralatan

dapur, teflon yang dicampurkan dengan zat PFOA menjadi berbahaya karena PFOA merupakan zat yang karsinogenik. Bahan teflon tersendiri tidak diklasifikasikan sebagai bahan berbahaya, namun sulit terdegradasi di alam.

• Dari pengujian terhadap binatang(kelinci,tikus dan monyet)Hasil :mengalami perubahan bentuk jantung, pengurangan berat badan. gangguan pernafasan, perubahan berat jantung, dan gangguan mata.  Hal ini dalam jangka waktu panjang mengakibatkan kanker liver, dan pankreas pada binatang uji.

• Pengujian terhadap manusiaTidak menyebabkan kanker, Namun, menyebabakan seorang ibu hamil melahirkan anak yang cacat lahir.

Pengertian • Polikarbonat merupakan salah satu

jenis dari thermoplastic polimer. Sifatnya mudah dikerjakan (easily worked), dicetak (easily moulded) dan mudah terbentuk dengan panas (easily thermoformed). Material ini banyak digunakan pada industri kimia modern. Plastik ini memiliki banyak keunggulan, yaitu ketahanan termal dibandingkan dengan plastik jenis lain, tahan terhadap benturan, dan sangat bening Material ini memiliki identifikasi kode plastik 7. Tipe polikarbonat yang paling umum adalah bisfenol A (BPA).

Sejarah • Sejarah penemuan

polikarbonat bermula pada abad 19. Polikarbonat ditemukan oleh Alfred Einhorn, kimiawan Jerman, tahun 1898. Pada waktu itu beliau bekerja di Universitas Munich. Saat beliau melakukan penelitiaannya dengan eter, beliau menemukan reaksi antara fosgen dengan tiga isomer dihidroksi-benzena, dan diperoleh polieter dari karbon dioksida yang berwujud transparan, tahan panas, dan zat yang tidak larut.

• Pada tahun 1953 polikarbonat dipatenkan dengan nama dagang Macrolon

Sifat KimiaYang merusak Cukup aman Aman

* Alkali bleaches seperti sodium hypochlorite* Acetone* Acrylonitrile

* Cyclohexanone* Diesel oil (solar)* Formic acid

* Acetic acid (asam asetat)* Ammonium chloride* Antimony trichloride

* Ammonia* Amyl acetate* Benzene* Bromine

* Gasoline* Glycerine* Heating oil

* Calcium chloride* Calcium hypochlorite* Carbon dioxide* Carbon monoxide

Butyl acetate* Sodium hydroxide* Chloroform* Dimethylformamide* Concentrated hydrochloric acid* Concentrated hydrofluoric acid* Iodine

* Concentrated perchloric acid* Sulfur dioxide* Turpentine

•Citric acid 10%* Borax in H2O* Mercury* Methane* Oxygen* Ozone* Sulfur* Urea

Sifat Kimia

• Tahan asam karboksilat• Tahan gas klorin di udara terbuka• Tidak tahan asam klorida dan

hexan

SIFAT FISIK Polikarbonat terdiri dari bisphenol A (BPA). Dalam struktur

molekul polikarbonat, terdapat dua gugus fenil dan dua gugus metil. Kehadiran gugus fenil dalam rantai molekul dan dua gugus metil berkontribusi terhadap kekekaran polikarbonat. Kekekaran ini memiliki pengaruh yang besar terhadap sifat-sifat polikarbonat.

Densitas = 1,2-1,22 g/cm3

Index Bias = 1,584Kesetimbangan Absorpsi Air = 0,16-0,35 %Titik Leleh = 265 - 267oCGlass transition temperature(Tg)  = 150 oCLinear thermal expansion coefficient (α) = 65-70 × 10−6/KSpecific heat capacity (c)  = 1.2-1.3 kJ/kg·KThermal conductivity (k) at 23 °C = 0.19-0.22 W/(m·K)Heat transfer coefficient (h)  = 0.21 W/(m2·K)

SIFAT FISIK

Keras dan kuatFleksibelTak berwarna/transparanTahan panas

Sifat Mekanik• Poisson’s Ratio = 0,37• Coefficient of friction (μ) = 0,31• Young's modulus (E) = 2,38 Gpa• Specific Gravity = 1,2• Tensile strength (σt) = 62,8 – 72,4 Mpa• Yield Strength = 62,1 Mpa• Elongation (ε) at break = 110 – 150 %• Notch test = 20 – 35 kJ/m2

• Polikarbonat dapat dibuat dengan menggunakan bisfenol A dan fosgen (karbonil diklorida, COCl2). Langkah awal dalam sintesis polikarbonat adalah dengan melakukan deprotonisasi bisfenol A dengan natrium hidroksida sehingga terbentuk air Reaksinya adalah sebagai berikut:

• (CH3)2-C-(C6H6)2-(OH)2 + 2 NaOH ---> (CH3)2-C-(C6H6)2-O2- + 2 Na+ + 2 H2O

• Molekul oksigen pada bisfenol yang terdeprotonisasi bereaksi dengan fosgen melalui adisi karbonil dan menghasilkan ion Cl-. RReaksinya adalah sebagai berikut:

• (CH3)2-C-(C6H6)2-O2- + Cl-(C=O)-Cl ---> (CH3)2-C-(C6H6)2-(O-(C=O)-Cl)(O-) + Cl-

• Lalu gugus kloroformat (O-(C=O)-Cl) yang terbentuk menempel pada gugus bisfenol yang lainnya sehingga rantai panjang polikarbonat terbentuk dan meninggalkan ion Cl-.

Proses Pembuatan

Aplikasi1. Aplikasi berupa lembaran diantaranya:-Papan iklan-Banguan: atap, pelapis dinding, lantai anak tangga, furniture, pintu/jendela dan sebagainya-Industri: badan mesin, panel instrumen, pelindung, dan sebagainya

2. Aplikasi hasil injeksi diantaranya:-Compact Disk- Botol minum, gelas minum-Peralatan laboratorium-Lensa penerangan, lensa kaca mata, lensa pengaman, lensa lampu otomotif, dan sebagainya

Aplikasi

3. Aplikasi pada bidang medisPolimer ini memiliki sifat seperti gelas, yaitu transparan, dan bisa digunakan dalam perlakuan-perlakuan klinis dan diagnosa yang membutuhkan pengamatan jaringan, darah, dan fluida-fluida lainnya yang jelas. Beberapa jenis polikarbonat aman dipanaskan pada temperatur 120 oC di mana temperatur tersebut berguna untuk mensterilkan peralatan medis.

Bahaya PolikarbonatPC atau nama Polycarbonate dapat ditemukan pada botol susu bayi, gelas anak batita (sippy cup), botol minum polikarbonat, dan kaleng kemasan makanan dan minuman, termasuk kaleng susu formula.Dapat mengeluarkan bahan utamanya yaitu Bisphenol-A ke dalam makanan dan minuman yang berpotensi merusak sistem hormon, kromosom pada ovarium, penurunan produksi sperma, dan mengubah fungsi imunitas.

Kesimpulan

Nylon, polikarbonat, dan teflon merupakan bahan yang penggunaannya sangat banyak dalam kehidupan sehari-hari. Disamping memiliki manfaat yang sangat besar bahan polimer juga mempunyai dampak negatif terhadap lingkungan dan kesehatan. Namun, Dampak negatif tersebut dapat ditanggulangi jika kita mengurangi pemakaian polimer plastik, tidak membuang sampah di sembarang tempat, memilih alat-alat yang lebih mudah diuraikan dan mengumpulkan sampah plastik untuk didaur ulang.

THANKS FOR YOUR ATTENTION