Hal-hal yang perlu Anda ketahui tentang polimer

Polimer merupakan hal yang umum di sekitar kita saat ini, meskipun ada berbagai macam jenis dan klasifikasi yang berbeda. Pada postingan sebelumnya, kami telah menjelaskan berbagai jenis plastik ini sebagai plastik komoditas dan jenis khusus. Kami juga melihat aplikasi dan beberapa manfaat dari plastik. Saya ingin Anda memeriksanya!

Baca Semua yang perlu Anda ketahui tentang plastik

Nah, hari ini kita akan melihat lebih dekat definisi, keadaan fisik, sifat, dan aditif polimer. Kami juga akan membedakan antara termoplastik dan termoset.

Apa itu polimer?

Polimer adalah senyawa kimia yang molekulnya sangat besar, tampak seperti rantai panjang yang terdiri dari rangkaian hubungan yang tampaknya tak berujung. Ukuran molekul-molekul ini dijelaskan sangat luar biasa, mengamuk dalam ribuan bahkan jutaan unit massa atom. Ukuran molekul, keadaan fisik, dan struktur adalah sifat unik yang diketahui dari plastik, memberikan kemampuan untuk dibentuk dan dibentuk.

Termoplastik dan Termosetting

Seperti yang disebutkan sebelumnya, polimer yang diklasifikasikan sebagai plastik dibagi menjadi dua kategori utama:termoplastik dan termoset.

Termoplastik seperti polietilen dan polistirena adalah plastik yang mampu dicetak dan dicetak ulang berulang kali. Lebih lanjut dikatakan, cangkir polistiren berbusa dapat dipanaskan dan dibentuk kembali menjadi bentuk baru – mungkin piring atau piring.

Struktur polimer termoplastik adalah molekul individu yang terpisah satu sama lain dan mengalir melewati satu sama lain. molekul-molekul ini mungkin memiliki berat molekul yang sangat tinggi atau rendah. Mereka mungkin bercabang atau linier dalam struktur, tetapi tetap memiliki fitur keterpisahan dan mobilitas konsekuen. Polimer jenis ini dikenal sebagai plastik komoditas.

Di sisi lain, Termoset adalah polimer yang tidak dapat diproses ulang melalui pemanasan ulang. Ini karena, selama pemrosesan awal, resin termoset mengalami reaksi kimia yang membuatnya tidak dapat larut dan tidak dapat larut. Ketika polimer diproduksi dengan metode seperti itu pengerjaan ulang atau pemanasan dapat menyebabkan aplikasi rusak.

Keadaan fisik dan morfologi molekuler polimer

Perilaku plastis polimer juga dapat dipengaruhi oleh morfologinya, atau susunan molekul dalam skala besar. Jadi, morfologi polimer dapat berupa amorf atau kristal. Molekul amorf disusun secara acak dan saling terkait. Padahal molekul kristal tersusun rapat dan tidak dapat dibedakan.

Termoset dikenal sebagai amorf, sedangkan termoplastik bersifat amorf atau semikristalin. Bahan semikristalin menampilkan daerah kristal yang dikenal sebagai kristal, dalam matriks amorf.

Bahan termoplastik diketahui mempertahankan bentuk cetakannya pada suhu tertentu. Ini diatur oleh suhu transisi gelas atau suhu leleh polimer tertentu. Di bawah suhu dikenal sebagai suhu transisi gelas (T_g ). molekul bahan polimer dibekukan, yang juga disebut keadaan kaca; di mana ada sedikit atau tidak ada gerakan molekul melewati satu sama lain. Hal ini membuat material menjadi lebih kaku dan bahkan rapuh.

Di atas suhu transisi gelas T_g , bagian amorf dari polimer memasuki keadaan karet. Artinya, molekul menunjukkan peningkatan mobilitas dan bahan menjadi plastis dan bahkan elastis, yaitu kemampuan untuk diregangkan.

Dalam kasus polimer non-kristal seperti polistirena, menaikkan suhu selanjutnya akan mengarah langsung ke keadaan cair. Di sisi lain, untuk sebagian kristal polimer seperti polietilen densitas rendah atau polietilen tereftalat, keadaan cair tidak akan tercapai sampai suhu leleh (T_m ) lulus.

Di luar titik, daerah kristal tidak lagi stabil, dan polimer karet atau cair dapat dicetak atau diekstrusi. Karena termoset tidak meleleh pada pemanasan awal, termoset dapat stabil secara dimensi hingga suhu di mana degradasi kimia dimulai.

Sifat polimer

Keadaan fisik dan morfologi polimer memainkan peran yang sempurna dalam sifat mekaniknya. Perbedaan dalam perilaku mekanisnya adalah perpanjangan yang terjadi ketika plastik dibebani (ditekankan) dalam gaya tarik.

Misalnya, polimer kaca seperti polistirena cukup kaku, menunjukkan rasio tegangan awal yang tinggi terhadap pemanjangan awal. Sedangkan, polietilen dan polipropilen, yang merupakan dua plastik dengan kristal tinggi dapat digunakan sebagai film dan benda cetakan. Ini karena daerah amorfnya berada jauh di atas suhu transisi gelas pada suhu kamar.

Ketangguhan kasar dari polimer ini di atas transisi kaca T_g hasil dari daerah kristal yang ada dalam matriks, amorf karet. Plastik ini memiliki kemungkinan pemanjangan 100 hingga 1000 persen.

Karena transisi gelas T_g PET (plastik semikristalin lain) berada di atas suhu kamar, bagian kristal ada dalam matriks kaca. Karena itu, material menerima kekakuan dan stabilitas dimensi tinggi di bawah tekanan yang sangat bermanfaat dalam botol minuman dan pita perekam.

Hampir semua plastik diketahui menunjukkan pemanjangan tertentu pada tegangan yang tidak pulih ketika tegangan dihilangkan. Kondisi ini dikenal sebagai "creep", yang mungkin sangat kecil untuk plastik yang berada jauh di bawah T_g . itu bisa menjadi signifikan untuk plastik kristal sebagian yang berada di atas T_g .

Tonton video tentang sifat-sifat polimer:

Sifat mekanik polimer yang paling umum ditentukan termasuk tegangan putus, kekakuan, kekuatan tarik, dan dikuantifikasi dalam tabel sifat dan aplikasi sebagai modulus lentur. Ketangguhan adalah sifat penting lain dari polimer, yang merupakan energi yang diserap polimer sebelum kegagalan. Ini sering merupakan akibat dari dampak yang tiba-tiba. Menerapkan tegangan berulang kali di bawah kekuatan tarik plas_t ic dapat menyebabkan kegagalan kelelahan.

Hampir semua plastik adalah konduktor panas yang buruk; konduktivitas dapat dikurangi lebih lanjut ketika gas (biasanya udara) diinduksi ke dalam material. Misalnya, polistirena berbusa yang digunakan dalam cangkir untuk minuman panas memiliki konduktivitas termal sekitar seperempat dari polimer tidak berbusa. Plastik juga merupakan isolator listrik hanya jika dirancang untuk konduktivitas; selain itu konduktivitas penting pada plastik sebagai kekuatan dielektrik (ketahanan terhadap kerusakan pada tegangan tinggi). Ini juga penting sebagai kerugian dielektrik (ukuran energi yang hilang sebagai panas saat arus bolak-balik dimasukkan).

Aditif Polimer

Aditif juga dapat dikenal sebagai bahan yang dikombinasikan dengan polimer untuk sampai pada seperangkat sifat yang sesuai dengan produk. Namun, dalam banyak produk plastik, polimer hanya merupakan salah satu penyusunnya. Kombinasi aditif lainnya dicampur selama pemrosesan dan fabrikasi.

Berikut dijelaskan di bawah ini adalah aditif yang digunakan dalam polimer untuk mendapatkan produk yang sesuai.

Plastik:

Plasticizer digunakan untuk mengubah transisi gelas T_g dari sebuah polimer. Misalnya, polivinil klorida (PVC) sering dicampur dengan cairan yang tidak mudah menguap untuk mengubah transisi gelas. Pelapis dinding vinil yang digunakan di rumah membutuhkan PVC kaku yang tidak dilapisi plastik dengan T_g dari 85 hingga 90 ⁰ C (185 hingga 195 ⁰ F). namun, selang taman PVC harus tetap fleksibel bahkan pada 0 ⁰ C (32 ^o F).

Ada banyak lagi polimer yang dapat diplastisisasi, tetapi PVC unik dalam menerima dan mempertahankan plastisizer dengan ukuran molekul dan komposisi kimia yang sangat bervariasi. Pemlastis juga dapat mempengaruhi sifat mudah terbakar, bau, biodegradabilitas, dan bahkan biaya produk jadi dari polimer.

Pewarna:

Karena penampilan akhir produk plastik harus menarik, maka penambahan pewarna selama proses dan fabrikasi sangat diperlukan. Pigmen yang populer untuk mewarnai plastik adalah titanium dioksida dan seng oksida (putih), karbon (hitam), dan berbagai oksida anorganik lainnya seperti besi dan kromium. Beberapa senyawa organik lain dapat digunakan untuk menambah warna baik sebagai pigmen (tidak larut) atau sebagai pewarna (larut).

Bantuan:

Seperti namanya, penguat digunakan untuk meningkatkan sifat mekanik plastik. Berbagai bahan seperti silika, karbon hitam, bedak, mika, dan kalsium karbonat, serta serat pendek, dapat dimasukkan sebagai pengisi partikulat. Menggunakan serat panjang atau bahkan kontinu sebagai penguat, terutama dengan termoset, dapat dijelaskan di bawah ini dalam penguatan serat.).

Memperkenalkan pengisi partikulat dalam jumlah besar selama fabrikasi plastik seperti polipropilen dan polietilen dapat meningkatkan kekakuannya. Efeknya bisa kurang dramatis ketika suhu di bawah T_g polymer polimer .

Stabilizer:

Stabilisator membantu meningkatkan umur panjang dan masa pakai dalam aplikasi apa pun. Sifat-sifat plastik sesedikit mungkin dengan waktu. stabilisator ditambahkan, biasanya dalam jumlah kecil untuk melawan efek penuaan. Karena semua polimer berbasis karbon mengalami oksidasi, stabilisator yang umum digunakan adalah antioksidan. Fenol terhalang dan amina tersier digunakan dalam plastik dalam konsentrasi serendah beberapa bagian per juta.

Kesimpulan

Polimer adalah bentuk umum untuk menggambarkan plastik, tersedia dalam berbagai bentuk dan dapat diproses untuk mendapatkan sifat yang berbeda. Pada artikel ini, kita telah melihat definisi, morfologi fisik dan molekuler, dan aditif polimer. Kami juga melihat perbedaan antara termoplastik dan termoset.

Saya harap Anda menikmati bacaannya, jika demikian, silakan beri komentar di bagian favorit Anda dari posting ini, dan jangan lupa untuk berbagi dengan mahasiswa teknik lainnya. Terima kasih!