Sejarah poliester
Polyester dimulai sebagai sekelompok polimer di W.H. Laboratorium Carothers. Carothers bekerja untuk duPont pada saat ia menemukan bahwa alkohol dan asam karboksil dapat berhasil digabungkan untuk membentuk serat. Namun, poliester diletakkan di pembakar belakang, begitu Carothers menemukan nilon. Sekelompok ilmuwan Brittish – J.R. Whinfield, J.T. Dickson, W.K. Birtwhistle, dan C.G. Ritchie – mengambil karya Carothers pada tahun 1939. Pada tahun 1941 mereka menciptakan serat polester pertama yang disebut Terylene. Pada tahun 1946 duPont membeli semua hak hukum dari Inggris dan menghasilkan serat poliester lain yang mereka beri nama Dacron.
Polyester pertama kali diperkenalkan ke publik Amerika pada tahun 1951. Ini diiklankan sebagai serat ajaib yang bisa dipakai selama 68 hari tanpa penyetrikaan dan masih terlihat rapi.
Pada tahun 1958 serat poliester lain yang disebut Kodel dikembangkan oleh Eastman Chemical Products, Inc. Pasar poliester terus berkembang. Karena seratnya sangat murah dan tahan lama, pabrik-pabrik tekstil amny kecil muncul di seluruh negeri – banyak berlokasi di pompa bensin tua – untuk memproduksi barang-barang murah dari polyester. Polyester mengalami pertumbuhan yang konstan sampai tahun 1970-an ketika penjualan menurun drastis karena citra publik negatif yang muncul pada akhir tahun 60-an sebagai akibat dari kain rajutan poliester ganda yang terkenal!
Poliester
Poliester adalah polimer (rantai unit berulang) di mana unit individu disatukan oleh hubungan ester.
Diagram menunjukkan sedikit rantai polimer dan terlihat cukup rumit. Tetapi tidak terlalu sulit untuk berolahraga – dan itu adalah hal terbaik untuk dilakukan: kerjakan, jangan coba untuk mengingatnya. Anda akan melihat bagaimana melakukannya sebentar lagi.
Nama biasa dari poliester umum ini adalah poli (etilen tereftalat). Nama sehari-hari tergantung pada apakah itu digunakan sebagai serat atau sebagai bahan untuk membuat sesuatu seperti botol untuk minuman ringan.
Ketika digunakan sebagai serat untuk membuat pakaian, sering disebut polyester. Kadang-kadang dikenal dengan nama merek seperti Terylene.
Ketika digunakan untuk membuat botol, misalnya, biasanya disebut PET.
Jenis Poliester
Poliester sebagai termoplastik dapat berubah bentuk setelah aplikasi panas. Meskipun mudah terbakar pada suhu tinggi, poliester cenderung menyusut dari nyala api dan padam sendiri saat terbakar. Serat poliester memiliki kekuatan tinggi dan modulus E serta penyerapan air yang rendah dan penyusutan minimal dibandingkan dengan serat industri lainnya. Poliester tak jenuh (UPR) adalah resin termoseting. Mereka digunakan sebagai bahan casting, resin laminasi fiberglass dan pengisi badan otomatis non-logam. Poliester tak jenuh yang diperkuat fiberglass menemukan aplikasi luas di badan kapal pesiar dan sebagai bagian tubuh mobil.
Monomer: Grup Fungsional
Monomer yang terlibat dalam polimerisasi kondensasi tidak sama dengan yang ada pada polimerisasi adisi. Monomer untuk polimerisasi kondensasi memiliki dua karakteristik utama :.
Alih-alih ikatan rangkap, monomer ini memiliki gugus fungsional (seperti alkohol, amina, atau gugus asam karboksilat).
Setiap monomer memiliki setidaknya dua situs reaktif, yang biasanya berarti dua kelompok fungsional.
Beberapa monomer memiliki lebih dari dua situs reaktif, memungkinkan untuk bercabang di antara rantai, serta meningkatkan massa molekul polimer. Empat contoh monomer difungsional ini diperkenalkan pada Bagian 2 tutorial ini. Ini mereka lagi:
Tebak nama masing-masing monomer ini. Berikan huruf yang sesuai dengan nama struktur yang benar (gunakan setiap huruf hanya sekali). Petunjuk: Glikol berarti molekul memiliki lebih dari satu kelompok alkohol (-OH). Amina berarti bahwa molekul memiliki gugus amino (-NH2). Diamine (atau diamino) berarti bahwa molekul mengandung dua kelompok amino. Asam berarti bahwa molekul mengandung gugus asam karboksilat (-COOH). Klik tombol setelah selesai.
Mari kita lihat lagi kelompok fungsional pada monomer ini. Kami telah melihat tiga:
- Kelompok asam karboksilat
- Kelompok amino (R-NH2)
- Grup alkohol (R-OH)
Ikatan Amida:
Ketika asam karboksilat dan amina bereaksi, molekul air dihilangkan, dan molekul amida terbentuk.
Karena pembentukan amida ini, ikatan ini dikenal sebagai hubungan amida.
Ikatan Ester:
Ketika asam karboksilat dan alkohol bereaksi, molekul air dihilangkan, dan molekul ester terbentuk.
Karena pembentukan ester ini, ikatan ini dikenal sebagai hubungan ester.
Kesimpulan
Monomer yang terlibat dalam polimerisasi kondensasi memiliki gugus fungsional. Kelompok-kelompok fungsional ini bergabung membentuk ikatan amida dan ester. Saat ini terjadi, molekul air di buang. Karena air dihilangkan, kami menyebut reaksi ini reaksi kondensasi (air mengembun.). Ketika reaksi kondensasi melibatkan polimerisasi, kami menyebutnya polarisasi kondensasi.
Mari kita lihat beberapa contoh umum dari polimer kondensasi.
Mekanisme Polimerisasi Kondensasi:
Kita tahu bahwa monomer yang bergabung dengan polimerisasi kondensasi memiliki dua gugus fungsi. Kita juga tahu bahwa asam karboksilat dan amina dapat membentuk ikatan amida, jand asam karboksilat dan alkohol dapat membentuk ikatan ester. Karena setiap monomer memiliki dua situs reaktif, mereka dapat membentuk polimer rantai panjang dengan membuat banyak link amida atau ester. Mari kita lihat dua contoh polimer umum yang dibuat dari monomer yang telah kita pelajari.
Contoh 1:
Monomer asam karboksilat dan monomer amina dapat bergabung dalam hubungan amida.
Seperti sebelumnya, molekul air dihilangkan, dan hubungan amida terbentuk. Perhatikan bahwa gugus asam tetap berada di salah satu ujung rantai, yang dapat bereaksi dengan monomer amina lainnya. Demikian pula, gugus amina tetap berada di ujung rantai, yang dapat bereaksi dengan monomer asam lain.
Dengan demikian, monomer dapat terus bergabung dengan hubungan amida untuk membentuk rantai panjang. Karena jenis ikatan yang menghubungkan monomer, polimer ini disebut poliamida. Polimer yang dibuat dari dua monomer enam karbon ini dikenal sebagai nilon-6,6. (Produk nilon termasuk kaus kaki, parasut, dan tali.)
Contoh 2:
Monomer asam karboksilat dan monomer alkohol dapat bergabung dalam hubungan ester.
Molekul air dihilangkan ketika ester linkage terbentuk. Perhatikan gugus asam dan alkohol yang masih tersedia untuk ikatan.
Karena monomer-monomer di atas semuanya dihubungkan oleh hubungan ester, rantai polimer adalah poliester. Yang ini disebut PET, yang merupakan singkatan dari poly (ethylene terephthalate). (PET digunakan untuk membuat botol minuman ringan, pita magnetik, dan banyak produk plastik lainnya.)
Kita Dapat Menyimpulkan:
Ketika monomer difungsional bergabung dengan hubungan amida dan ester, masing-masing poliamida dan poliester terbentuk. Kita telah melihat pembentukan poliamida nilon-6,6 dan poliester PET. Ada banyak contoh lainnya.
Ingat:
Proses di atas disebut polimerisasi kondensasi karena molekul dihilangkan selama penyambungan monomer. Molekul ini sering berupa air.
Simulasi Polimerisasi Kondensasi:
Selama proses polimerisasi, monomer cenderung membentuk dimer (dua monomer tertaut) dan trimers (tiga monomer tertaut) terlebih dahulu. Kemudian, rantai yang sangat pendek ini bereaksi satu sama lain dan dengan monomer. Hasil keseluruhan adalah bahwa, pada awal polimerisasi, ada banyak rantai yang relatif pendek. Hanya menjelang akhir polimerisasi, rantai sangat panjang terbentuk.
Polimerisasi menjadi dimer, trimers, dan sebagainya, monomer akan berubah menjadi hitam. Polimerisasi akan berlanjut selama beberapa detik. Kemudian tampilan akan berubah menjadi grafik batang yang berjudul “Distribusi” dan menunjukkan perkembangan polimerisasi dari waktu ke waktu. Sumbu x adalah jumlah unit dalam polimer (“n” dalam rumus polimer). Ini disarankan secara grafis dengan serangkaian polimer yang diproyeksikan ke layar. Saat kami bergerak ke kiri, polimer lebih panjang. Sumbu y adalah jumlah polimer. Semakin tinggi bilah, semakin banyak polimernya. Grafik menunjukkan secara dinamis distribusi polimer dalam polimerisasi ketika reaksi berlangsung. Perhatikan bahwa pada awal polimerisasi, distribusinya terletak lebih jauh ke kanan, artinya ada banyak monomer, dimer, trimers, dan rantai pendek lainnya tetapi sedikit rantai panjang. Ketika polimerisasi berlangsung, distribusi bergeser ke kiri, menunjukkan bahwa ada lebih sedikit rantai pendek dan lebih banyak dari rantai yang lebih panjang.
Beberapa Asumsi:
Pertama, kita mengasumsikan bahwa hanya ada satu jenis monomer difungsional, yang bertentangan dengan dua jenis, seperti yang kita lihat dalam dua contoh di Bagian 7. Jika kita membayangkan bahwa polimer dalam simulasi adalah poliamida (seperti nilon-6,6) , maka monomer memiliki satu gugus asam karboksilat dan satu gugus alkohol (gambarkan dimer yang Anda lihat dalam Contoh 1 pada bagian sebelumnya). Kedua, kami berasumsi bahwa hanya ada 90.000 monomer dalam polimerisasi. Dalam kehidupan nyata, jumlah monomer ada di urutan 1023. Meskipun jumlah monomer yang rendah dalam simulasi, ia menunjukkan distribusi rantai polimer kehidupan nyata yang benar dari waktu ke waktu.