PEMBUATAN POLISULFIDA (TIOKOL) POLIMERISASI KONDENSASI

PEMBUATAN POLISULFIDA (TIOKOL)

I.                   TUJUAN PRAKTIKUM

Mengetahui polimerisasi kondensasi dan sifat – sifat tiokol.

II.                DASAR TEORI

Polimer ialah molekul raksasa (makromolekul) yang terbentuk dari satuan – satuan sederhana monomernya (A. J. Hartomo, dkk, 1992). Istilah makromolekul lebih menggarisbawahi struktur – struktur yang kompleks. Berkembang dari apngkal polimer alam, kini telah dikembangkan pula berbagai polimer sintetik yang rumit dan kebanyakan berasal dari turunan minyak bumi. Beberapa sistem polimer yang penting secara industri adalah karet, plastik, serat, pelapis (coating) sampai perekat (adhesive).

Pada tahun 1844, Charles Goodyear telah menemukan bahwa lateks dari pohon karet yang dipanaskan dengan belerang dapat membentuk ikatan silang antara rantai-rantai hidrokarbon di dalam lateks cair. Karet padat yang dibentuk dapat digunakan pada ban dan bola-bola karet. Proses ini disebut vulkanisasi, untuk menghormati dewa Romawi yang bernama Vulkan. Vulkanisasi adalah proses pembentukan ikatan silang kimia dari rantai molekul yang berdiri sendiri, meningkatkan elastisitas dan menurunkan plastisitas. Suhu adalah faktor yang cukup penting dalam proses vulkanisasi, namun tanpa adanya panas pun karet tetap dapat divulkanisasi.

Sejak Goodyear melakukan percobaan memanaskan karet dengan sejumlah kecil sulfur, proses ini menjadi metode terbaik dan paling praktis untuk merubah sifat fisik dari karet. Fenomena ini tidak hanya terjadi pada karet alam, namun juga pada karet sintetis. Telah diketahui pula bahwa baik panas maupun sulfur tidak menjadi faktor utama dari proses vulkanisasi. Karet dapat divulkanisasi atau mengalami proses curing tanpa adanya panas. Contohnya dengan bantuan sulfur klorida. Banyak pula bahan yang tidak mengandung sulfur tapi dapat memvulkanisasi karet. Bahan ini terbagi dua yaitu oxidizing agents seperti selenium, telurium dan peroksida organik. Serta sumber radikal bebas seperti akselerator, senyawa azo dan peroksida organik.

Banyak reaksi kimia yang berhubungan dengan vulkanisasi divariasikan, tetapi hanya melibatkan sedikit atom dari setiap molekul polimer. Definisi dari vulkanisasi dalam kaitannya dengan sifat fisik karet adalah setiap perlakuan yang menurunkan laju alir elastomer, meningkatkan tensile strength dan modulus serta preserve its extensibility. Meskipun vulkanisasi terjadi dengan adanya panas dan sulfur, proses itu tetap berlangsung secara lambat. Reaksi ini dapat dipercepat dengan penambahan sejumlah kecil bahan organik atau anorganik yang disebut akselerator. Untuk mengoptimalkan kerjanya, akselerator membutuhkan bahan kimia lain yang dikenal sebagai aktivator, yang dapat berfungsi sebagai aktivator adalah oksida-oksida logam seperti ZnO.

Vulkanisasi dapat dibagi menjadi dua kategori, vulkanisasi nonsulfur dengan peroksida, senyawa nitro, kuinon atau senyawa azo sebagai curing agents; dan vulkanisasi dengan sulfur, selenium atau telurium.

Saat perang dunia II, persediaan karet alam berkurang, industri polimer tumbuh dengan cepat karena ahli kimia telah meneliti untuk pengganti karet (karet sintesis). Meskipun karet sintesis mempunyai banyak sifat­-sifat yang diinginkan, namun tidak ada satu karet sintesis yang mempunyai semua sifat-sifat dari karet alam yang diinginkan. Kedua jenis karet ini memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Karet alam memiliki daya elastis atau daya lenting yang sempurna, memiliki plastisitas yang baik, tidak mudah panas dan memiliki daya tahan yang tinggi terhadap keretakan. Karet sintetis lebih tahan terhadap berbagai bahan kimia dan harganya relatif stabil.

Salah satu karet sintesis yang berhasil dikembangkan pada saat itu adalah polisulfida yang ditemukan sekitar tahun 1992. Berdasarkan reaksi pembentukanya polisulfida merupakan polimerisasi kondensasi. Polimerisasi kondensasi adalah proses polimerisasi penggabungkan molekul monomer menggunakan gugus fungsional dengan menghilangkan produk sampingnya missal H₂O dan CH₃OH.

Polimer polisulfida atau yang lebih dikenal dengan tiokol dibuat dengan memanaskan secara bersama – sama 1,2 – dikloroetana dan natrium polisulfida. Reaksinya dapat digambarkan dengan persamaan sebagai berikut :

nCH₂Cl.CH_2­Cl  +  nNa₂S_x  à  -(-CH₂.CH₂.S_x -)-_n  + 2nNaCl

Sedangkan natrium polisulfida dapat dihasilkan dengan memanaskan belerang dalam larutan natrium hidroksida. Reaksinya dapat ditulis dengan persamaan sebagai berikut :

6NaOH + (2x + 1)S  à  2Na₂S_x + 3H₂O + Na₂SO₃

Dewasa ini polimer polisulfida (tiokol) dibuat dengan berbagai diklorida. Vulkanisasi dapat dilakukan dengan memanasi tiokol yang dihasilkan dengan berbagai oksida logam. Elastomer yang dihasilkan memang secara mekanis kaleh dengan karet, akan tetapi sangat tahan terhadap minyak dan pelarut hidrokarbon. Oleh karena itu tiokol berguna sekali untuk pembuatan gasket, pipa pengalir bahan bakar minyak, dan sebagainya.

Polisulfida merupakan perekat termoplastik. Perekat ini dapat lebur, melunak bila dipanaskan, dan mengalami “creep” (jalaran) bila dikenai beban (stress). Tidak seperti termoset, perekat termoplastik tidak mengalami perubahan kimia saat terbentuknya ikatan.

Ketahanan suhu elastomer polisulfida antara -62⁰C sampai 70-79⁰C (melunak). Polisulfida tak terlalu bersifat adhesi bila curing pada substrat padat kecuali bila diberi aditif epoksi atau fenolik. Primer polikhloropen, vinil, dan karet khlorinasi dapat untuk memperkuat adhesi. Kekuatan kelupas meningkat bila tebal, etapi kekuatan tensile dan shear justru merosot.

III.             ALAT

a.       1 buah gelas arloji

b.      1 buah pengaduk

c.       1 buah beker gelas 100 ml

d.      1 buah gelas ukur 50 ml

e.       1 buah kompor listrik

f.       1 buah corong

IV.             BAHAN

a.       2 gram NaOH kristal

b.      5 gram belerang

c.       10 ml 1,2-dikloroetana

d.      Kertas saring

e.       Aquades

V.                CARA KERJA

a.       Dilarutkan 2 gram NaOH dalam beker gelas yang berisi 50 ml aquades.

b.      Larutan kemudian didihkan pelan - pelan.

c.       Setelah itu ditambahkan 5 gram belerang dan diaduk terus menerus. Bila sebangian besar belerang telah larut, campuran didinginkan dan disaring  menggunakan kertas saring kedalam beker gelas yang lain.

d.      Ditambahkan 10 ml 1,2 – dikloroetana kedalam filtrat yang berwarna kuning kecoklatan. Campuran tersebut kemudian dipanaskan pada suhu 70⁰ – 80⁰ C sambil diaduk terus.

e.       Gumpalan warna putih yang terbentuk diambil, kemudian dicuci dengan air dan duji dengan tangan kemiripan sifat dengan karet.