A. HIDROKARBON
Sebagai contoh, metana (gas rawa) adalah hidrokarbon dengan satu atom karbon dan empat atom hidrogen: CH4. Etana adalah hidrokarbon (lebih terperinci, sebuah alkana) yang terdiri dari dua atom karbon bersatu dengan sebuah ikatan tunggal, masing-masing mengikat tiga atom karbon: C2H6. Propana memiliki tiga atom C (C3H8) dan seterusnya (CnH2·n+2).
Tipe-tipe Hidrokarbon
Klasifikasi hidrokarbon yang dikelompokkan oleh tatanama
organik adalah:
1.
Hidrokarbon jenuh/tersaturasi (alkana) adalah
hidrokarbon yang paling sederhana. Hidrokarbon ini seluruhnya terdiri dari
ikatan tunggal dan terikat dengan hidrogen. Rumus umum untuk hidrokarbon
tersaturasi adalah CnH2n+2. Hidrokarbon jenuh
merupakan komposisi utama pada bahan bakar fosil dan ditemukan dalam bentuk
rantai lurus maupun bercabang. Hidrokarbon dengan rumus molekul
sama tapi rumus strukturnya berbeda
dinamakan isomer struktur.
2.
Hidrokarbon tak jenuh/tak
tersaturasi adalah hidrokarbon yang memiliki satu atau lebih ikatan rangkap,
baik rangkap dua maupun rangkap tiga. Hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap
dua disebut dengan alkena,
dengan rumus umum CnH2n. Hidrokarbon yang mempunyai
ikatan rangkap tiga disebut alkuna, dengan rumus umum CnH2n-2.
3.
Sikloalkana adalah hidrokarbon yang mengandung
satu atau lebih cincin karbon. Rumus umum untuk hidrokarbon jenuh dengan 1
cincin adalah CnH2n.
4.
Hidrokarbon aromatik, juga dikenal dengan arena, adalah hidrokarbon
yang paling tidak mempunyai satu cincin aromatik.
Hidrokarbon dapat berbentuk gas (contohnya metana dan propana),
cairan
(contohnya heksana
dan benzena),
lilin atau padatan dengan titik didih rendah (contohnya paraffin wax dan naftalena) atau polimer
(contohnya polietilena, polipropilena
dan polistirena).
Sampai saat ini
telah dikenal lebih dari 2 juta senyawa hidrokarbon. Untuk mempermudah
mempelajari senyawa hidrokarbon yang begitu banyak, para ahli mengolongkan
hidrokarbon berdasarkan susunan atom-atom karbon dalam molekulnya.
Berdasarkan
susunan atom karbon dalam molekulnya, senyawa karbon terbagi dalam 2 golongan
besar, yaitu senyawa alifatik dan senyawa siklik. Senyawa hidrokarbon alifatik
adalah senyawa karbon yang rantai C nya terbuka dan rantai C itu memungkinkan
bercabang. Berdasarkan jumlah ikatannya, senyawa hidrokarbon alifatik terbagi
menjadi senyawa alifatik jenuh dan tidak jenuh.
- Senyawa
alifatik jenuh adalah senyawa alifatik yang rantai C nya hanya berisi
ikatan-ikatan tunggal saja. Golongan ini dinamakan alkana.
Contoh senyawa
hidrokarbon alifatik jenuh:
- Senyawa
alifatik tak jenuh adalah senyawa alifatik yang rantai C nya terdapat ikatan
rangkap dua atau rangkap tiga. Jika memiliki rangkap dua dinamakan alkena dan
memiliki rangkap tiga dinamakan alkuna. Contoh senyawa hidrokarbon alifatik tak
jenuh:
- Senyawa
hidrokarbon siklik adalah senyawa karbon yang rantai C nya melingkar dan
lingkaran itu mungkin juga mengikat rantai samping. Golongan ini terbagi lagi
menjadi senyawa alisiklik dan aromatik.
· senyawa
alisiklik yaitu senyawa karbon alifatik yang membentuk rantai tertutup.
· Senyawa
aromatik yaitu senyawa karbon yang terdiri dari 6 atom C yang membentuk rantai
benzena.
Ciri-ciri umum
Karena struktur molekulnya berbeda, maka rumus empiris
antara hidrokarbon pun juga berbeda: jumlah hidrokarbon yang diikat pada alkena
dan alkuna pasti lebih sedikit karena atom karbonnya berikatan rangkap.
Kemampuan hidrokarbon untuk berikatan dengan dirinya
sendiri disebut dengan katenasi, dan menyebabkan
hidrokarbon bisa membentuk senyawa-senyawa yang lebih kompleks, seperti sikloheksana
atau arena seperti benzena. Kemampuan ini didapat karena karakteristik ikatan di
antara atom karbon bersifat non-polar.
Sesuai dengan teori ikatan valensi, atom karbon harus
memenuhi aturan "4-hidrogen" yang menyatakan jumlah atom
maksimum yang dapat berikatan dengan karbon, karena karbon mempunyai 4 elektron
valensi. Dilihat dari elektron valensi ini, maka karbon mempunyai 4 elektron
yang bisa membentuk ikatan kovalen atau ikatan dativ.
Hidrokarbon bersifat hidrofobik dan termasuk
dalam lipid.
Beberapa hidrokarbon tersedia melimpah di tata surya.
Danau berisi metana dan etana cair telah ditemukan pada Titan,
satelit alam terbesar Saturnus, seperti dinyatakan oleh Misi Cassini-Huygens.
Hidrokarbon Sederhana dan Variasinya
Penggunaan
Hidrokarbon
adalah salah satu sumber energi paling penting
di bumi. Penggunaan yang utama adalah sebagai sumber bahan bakar.
Dalam bentuk padat, hidrokarbon adalah salah satu komposisi pembentuk aspal. Hidrokarbon dulu juga pernah digunakan untuk pembuatan klorofluorokarbon, zat yang digunakan sebagai propelan pada semprotan nyamuk. Saat ini klorofluorokarbon tidak lagi digunakan karena memiliki efek buruk terhadap lapisan ozon.
Metana dan etana berbentuk gas dalam suhu ruangan dan tidak mudah dicairkan dengan tekanan begitu saja. Propana lebih mudah untuk dicairkan, dan biasanya dijual di tabung-tabung dalam bentuk cair. Butana sangat mudah dicairkan, sehingga lebih aman dan sering digunakan untuk pemantik rokok. Pentana berbentuk cairan bening pada suhu ruangan, biasanya digunakan di industri sebagai pelarut wax dan gemuk. Heksana biasanya juga digunakan sebagai pelarut kimia dan termasuk dalam komposisi bensin.
Heksana, heptana, oktana, nonana, dekana, termasuk dengan alkena dan beberapa sikloalkana merupakan komponen penting pada bensin, nafta, bahan bakar jet, dan pelarut industri. Dengan bertambahnya atom karbon, maka hidrokarbon yang berbentuk linear akan memiliki sifat viskositas dan titik didih lebih tinggi, dengan warna lebih gelap.
Pembakaran
hidrokarbon
Saat ini, hidrokarbon merupakan sumber energi listrik
dan panas utama dunia karena energi yang dihasilkannya ketika dibakar. Energi
hidrokarbon ini biasanya sering langsung digunakan sebagai pemanas di
rumah-rumah, dalam bentuk minyak maupun gas alam. Hidrokarbon dibakar dan panasnya digunakan untuk
menguapkan air, yang nanti uapnya disebarkan ke seluruh ruangan. Prinsip yang
hampir sama digunakan di pembangkit-pembangkit listrik.
Ciri-ciri umum dari hidrokarbon adalah menghasilkan
uap, karbon dioksida, dan panas selama pembakaran, dan oksigen diperlukan agar
reaksi pembakaran dapat berlangsung. Berikut ini adalah contoh reaksi
pembakaran metana:
CH4 + 2 O2 → 2 H2O + CO2 +
Energi
Jika udara miskin gas oksigen, maka akan terbentuk gas
karbon monoksida (CO) dan air:
2 CH4 + 3 O2 → 2CO + 4H2O
Contoh lainnya, reaksi pembakaran propana:
C3H8 + 5 O2 → 4 H2O + 3 CO2
+ Energi
CnH2n+2 + (3n+1)/2 O2 → (n+1) H2O
+ n CO2 + Energi
Reaksi pembakaran hidrokarbon termasuk reaksi
kimia eksotermik.
B. MINYAK BUMI
Minyak
bumi atau dalam bahasa Inggrisnya disebut Petroleum, menurut
bahasa Latin terdiri dari dua penggalan kata yaitu Petrus yang artinya
karang dan Oleum yang artinya minyak. Oleh karena itu kimia minyak
bumi (petroleum) merupakan ilmu yang mempelajari tentang kelanjutan dari
tumbuhan setelah dipendam atau dikubur selama jutaan tahun. Senyawa yang
terkandung dalam petroleum mempunyai variasi yang besar dari senyawa dengan
kerapatan rendah (gas) sampai senyawa dengan kerapatan tinggi (padatan).
1. Asal Minyak Bumi
Minyak
bumi atau petroleum dijuluki juga sebagai emas hitam, yaitu
cairan yang kental, coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar, dan
berada di lapisan atas dari beberapa area di kerak bumi. Minyak bumi
terdiri dari campuran kompleks dari berbagai hidrokarbon, dimana sebagian besar
terdiri dari seri alkana tetapi bervariasi dalam penampilan, komposisi, dan
kemurniannya.
Asal minyak bumi adalah mahluk hidup (tumbuhan, hewan) yang terkubur selama
jutaan tahun dengan melalui proses penguburan, proses diagenesis kemudian
proses lebih lanjut pada masa katagenesis dan tidak dapat dimanfaatkan lagi
pada masa metagenesis.
Tahapan penguburan bahan alam
mengalami tiga masa perubahan kimiawi yaitu:
a. Diagenesis
Masa ini
merupakan zona tak matang dan terjadi perengkahan tak mencolok (10%), yang
dibagi dalam tiga bagian yaitu :
1) Diagenesis
dini, yaitu peralihan dari senyawa yang stabil saat di
permukaan bumi, menjadi senyawa yang stabil pada kedalaman ribuan meter dengan
suhu sekitar 40-42oC. Pada masa ini terjadi pembentukan kerogen
(fase dari petroleum yang tidak dapat larut dalam pelarut organik dan
anorganik).
2) Diagenesis
pertengahan, terjadi proses aromatisasi (senyawa rantai panjang
membentuk senyawa aromatik, lingkar dan mempunyai ikatan rangkap dengan
elektron terdelokalisasi).
3) Diagenesis
akhir, adalah proses yang terjadi pengkhelatan logam oleh
senyawa organik yang terbentuk pada masa sebelumnya.
Pembentukan minyak bumi
terjadi pada diagenesis akhir dan dapat dikenal berdasar hasil eksplorasi.
b. Katagenesis
Katagenesis adalah zona
minyak dan gas basah. Pada masa ini terjadi perengkahan mencolok, dimana
terjadi perubahan senyawa kimia yang diakibatkan oleh suhu dan kedalaman
pendaman (penguburan) sehingga menyebabkan penguraian termal kerogen.
c. Metagenesis
Pada tahap ini
terjadi masa perusakan termal dari karakter senyawa (cairan) menjadi residu
(padatan), sehingga mengakibatkan senyawa organik menjadi senyawa yang
kekurangan hidrogen, dan material tak bernilai atau menjadi material bernilai
dari senyawa karbon (grafit, intan).
2. Jenis Minyak Bumi
Komposisi
kimia dari minyak bumi dipisahkan dengan cara destilasi yang didasari oleh
perbedaan titik didih, kemudian setelah diolah lagi lebih lanjut akan diperoleh
minyak tanah, bensin, lilin dan lain-lain. Meskipun demikian pemisahan
tidak dapat memberikan senyawa tunggal, melainkan kumpulan senyawa dengan
isomernya.
Minyak
bumi terdiri dari hidrokarbon, senyawa hydrogen dan karbon. Empat alkana
teringan, yaitu : CH4 (metana), C2H6
(etana), C3H8 (propane), dan C4H10
(butana) semuanya adalah gas yang mendidih pada suhu -161.6oC, -88.6oC,
-42oC, dan -0.5oC, berturut-turut (-258.9o,
127.5o, -43.6o, dan +31.1o F).
Rantai karbon dengan C5-7
semuanya ringan, dan mudah menguap, nafta jernih. Senyawaan tersebut digunakan
sebagai pelarut, cairan pencuci kering (dry clean), dan produk
cepat-kering lainnya. Rantai dari C6H14 sampai C12H26
dicampur bersama dan digunakan untuk bensin. Minyak tanah terbuat dari rantai C10
sampai C15, diikuti oleh minyak diesel (C10 hingga C20)
dan bahan bakar minyak yang digunakan dalam mesin kapal. Senyawaan dari minyak
bumi ini semuanya dalam bentuk cair dalam suhu ruangan. Minyak pelumas dan
gemuk setengah-padat (termasuk Vaselin) berada di antara C16 sampai
ke C20. Sedangkan rantai di atas C20 berwujud
padat, dimulai dari "lilin, kemudian tar, dan bitumen aspal.
Titik pendidihan dalam tekanan
atmosfer dari fraksi distilasi minyak bumi (oC) adalah sebagai
berikut.
|
|
|
-
|
|
Minyak eter: 40 - 70 oC (digunakan
sebagai pelarut)
|
|
|
|
-
|
|
Minyak ringan: 60 - 100 oC (bahan bakar
mobil)
|
|
|
|
-
|
|
Minyak berat: 100 - 150 oC (bahan bakar
mobil)
|
|
|
|
-
|
|
Minyak tanah ringan: 120 - 150 oC
(pelarut dan bahan bakar untuk rumah tangga)
|
|
|
|
-
|
|
Kerosene: 150 - 300 oC (bahan bakar mesin
jet)
|
|
|
|
-
|
|
Minyak gas: 250 - 350 oC minyak
diesel/pemanas)
|
|
|
|
-
|
|
Minyak pelumas > 300 oC (minyak mesin)
|
|
|
|
-
|
|
Sisanya: ter, aspal, bahan bakar residu
|
Sekarang yang menjadi pertanyaan
adalah ‘Apakah ada perbedaan antara
gas yang di dalam tabung dan gas di dalam pipa?’.
Jawaban pertanyaan ini adalah gas LPG (LPG singkatan dari gas dan
bertekanan atau liquid pressure gas) lebih murni dari pada gas
dalam pipa. Harga gas LPG lebih mahal, hal ini menunjukkan bahwa proses gas LPG
yang melibatkan pembuatan gas-gas metana, etana, dan propana dari hasil
perengkahan (cracking) tidak mudah yaitu dengan cara memasukkan gas
dalam tabung yang harus dikontrol tekanannya sehingga mencair dan volume cairan
lebih kecil dari volume gas. Tekanan tabung harus dijaga dan dipertahankan.
3. Zat Kimia dari Minyak Bumi
Proses perengkahan, pengubahan,
alkilasi, atau polimerisasi merupakan tahap awal dari pemanfaatan senyawa (zat
kimia) yang berasal dari minyak bumi. Minyak bumi mengandung banyak
senyawa kimia dan hasil isolasi senyawa ini dapat dimanfaatkan oleh industri.
Bahan kimia ini disebut sebagai bahan petrokimia. Pemanfaatan industri umumnya
didasari oleh reaksi-reaksi polimerisasi (perpanjangan rantai), reaksi
perengkahan (perpendekan rantai), reaksi pengubahan (paduan dengan senyawa
lain), maupun pembentukan senyawa pendek dari senyawa panjang minyak bumi
(pembentukan gas, alkilasi, perpendekan rantai atom karbon). Perpendekan rantai
minyak bumi menghasilkan senyawa yang ekonomis dan bermanfaat.
Senyawa
kimia lain dari tumbuhan atau hewan pembentuk minyak bumi adalah alkaloid,
terpena, steroid, asam amino, dan lipid. Senyawa-senyawa ini terkubur
bersama tumbuhan dan hewan. Senyawa kimia yang terkubur dan pada saat
pengeboran minyak masih dapat dikenali dari strukturnya, maka senyawa ini
dianggap dapat menjadi pengungkap sejarah pembentukan minyak bumi yang dikenal
sebagai biomarker atau penanda hayati (contoh: porfirin dari klorofil,
sekobikadinana dari isoprena atau terpena, skualena, sterana, bahkan steroid,
dan kolesterol).
4. Proses Pembuatan dari Minyak Bumi
Minyak bumi dapat dimanfaatkan
sebagai bahan dasar industri. Bahan dasar ini dipisahkan berdasar beberapa
proses sebagai berikut.
a.
Reaksi Perengkahan (cracking)
Cracking adalah
pemecahan senyawa organik rantai panjang menjadi dua atau lebih senyawa organik
rantai lebih pendek, terjadi secara alami maupun dari pemanasan langsung.
Proses cracking atau
alkilasi penting untuk minyak bumi dalam mencari senyawa yang lebih dibutuhkan
oleh konsumen, yaitu untuk mendapatkan bensin lebih banyak dari minyak
pelumas. Contoh cracking adalah minyak diesel (C16-C24)
dan minyak pelumas (C20-C30) yang dipecah menjadi bensin
(C4-C10) dan senyawa lain yang lebih banyak digunakan.
b.
Reaksi pengubahan (reforming)
Reaksi pengubahan adalah
reaksi dari bahan petroleum menjadi bahan dasar industri dengan pemanfaatan
bahan yang murah menjadi material yang dibutuhkan sehingga bernilai ekonomis
(murah). Proses ini diperoleh pada polimerisasi (pembentukan plastik).
c.
Reaksi alkilasi
Proses alkilasi
dibagi dua yaitu proses perpanjangan atom karbon rantai lurus dan proses
pemutusan ikatan rantai karbon (dealkilasi). Proses ini dapat dikelompokkan
dalam polimerisasi, bila perpanjangannya memiliki gugus fungsi yang sama. Dealkilasi dapat dimasukkan ke
dalam kelompok perengkahan.
d. Polimerisasi
Polimerisasi
adalah proses pembentukan polimer. Polimer terdiri dari polimer alami dan
polimer sintetik. Polimer adalah molekul besar yang terdiri atas pengulangan
satuan kecil (monomer). Monomer adalah senyawa organik yang memiliki ikatan
rangkap dua dan ikatan rangkap ini terbuka membentuk ikatan dengan monomer lain
sampai jumlah yang diinginkan (polimer sintetik). Polimer alam membentuk
senyawa secara alami, contoh polimer alam yaitu lateks (dari pohon karet),
karbohidrat (singkong jagung), protein, selulosa, resin. Sedangkan Contoh
polimer sintetik adalah nilon, dakron, teflon.
Proses
pembentukan polimer terdiri dari tiga tahap yaitu pembentukan radikal bebas
(inisiasi), perpanjangan monomer (propagasi), dan terminasi (pemotongan atau
penyetopan reaksi). Pembentukan cabang dalam proses polimerisasi
menyebabkan tiga bentuk struktur yaitu struktur beraturan (isotaktik), struktur
tak beraturan (ataktik), campuran (sindiotaktik). Struktur polimer sangat
berpengaruh terhadap sifat polimernya.
5. Sintesis Atau Pengubahan Zat Kimia dari Bahan
Minyak Bumi
Minyak
bumi merupakan bahan alam dengan berbagai jenis senyawa kimia, sehingga dapat
digunakan dalam berbagai bahan baku industri.
a.
Plastik (PE)
Plastik adalah bahan yang
elastik, tahan panas, mudah dibentuk, lebih ringan dari kayu, dan tidak
berkarat oleh adanya kelembapan. Plastik selain harganya murah, juga dapat
digunakan sebagai isolator dan mudah diwarnai. Sedangkan kelemahan plastik
adalah tidak dapat dihancurkan (degredasi). Contoh plastik adalah polietilena,
polistirena, (Styron, Lustrex, Loalin), poliester (Mylar, Celanex,
Ekonol), polipropilena (Poly- Pro, Pro-fax), polivinil asetat.
Polietilena
atau PE (Poly -Eth, Tygothene, Pentothene)
adalah polimer dari etilena (CH2 = CH2) dan merupakan
plastik putih mirip lilin, dapat dibuat dari resin sintetik dan digolongkan
dalam termoplastik (plastik tahan panas). Polietilena mempunyai sifat daya
tekan baik, tahan bahan kimia, kekuatan mekanik rendah, tahan kelembapan,
kelenturan tinggi, hantaran elektrik rendah. Berdasar kerapatannya PE
dibagi dua yaitu PE dengan kerapatan rendah (digunakan sebagai pembungkus, alat
rumah tangga dan isolator) dan yang berkerapatan tinggi (dimanfaatkan sebagai
drum, pipa air, atau botol).
Plastik
disamping mempunyai kelebihan dalam berbagai hal, ternyata limbahnya dapat
menimbulkan masalah bagi lingkungan. Penyebabnya
yaitu sifat plastik yang tidak dapat diuraikan dalam tanah. Untuk mengatasi
masalah ini para pakar lingkungan dan ilmuwan dari berbagai disiplin ilmu telah
melakukan berbagai penelitian dan tindakan, diantaranya yaitu dengan cara
mendaur ulang limbah plastik, Namun cara ini tidak terlalu efektif karena hanya
sekitar 4% yang dapat didaur ulang. sisanya menggunung di tempat penampungan
sampah. Sebagian besar plastik yang digunakan masyarakat merupakan jenis
plastik polietilena. Ada dua jenis polietilena, yaitu high density
polyethylene (HDPE) dan low density polyethylene (LDPE). HDPE banyak digunakan
sebagai botol plastik minuman, sedangkan LDPE untuk kantong plastik.
Pemanasan polietilena menggunakan metode pirolisis akan terbentuk suatu
senyawa hidrokarbon cair. Senyawa ini mempunyai bentuk mirip lilin (wax).
Banyaknya plastik yang terurai adalah sekitar 60%, suatu jumlah yang cukup
banyak. Struktur kimia yang dimiliki senyawa hidrokarbon cair mirip lilin ini
memungkinkannya untuk diolah menjadi minyak pelumas berkualitas tinggi. Pada
pembahasan sebelumnya telah dijelaskan bahwa minyak pelumas yang saat ini
beredar di pasaran berasal dari pengolahan minyak bumi. Sifat kimia senyawa
hidrokarbon cair dari hasil pemanasan limbah plastik mirip dengan senyawa
hidrokarbon yang terkandung dalam minyak mentah sehingga dapat diolah menjadi
minyak pelumas. Pengubahan hidrokarbon cair hasil pirolisis limbah plastik
menjadi minyak pelumas menggunakan metode hidroisomerisasi. Minyak pelumas
buatan ini diharapkan dapat digunakan untuk kendaraan bermotor dengan kualitas
yang sama dengan minyak bumi hasil penyulingan minyak mentah, ramah lingkungan,
sekaligus ekonomis.
b.
Cat
Cat adalah produk dari
industri pelapis permukaan, bertujuan untuk menjaga keawetan bahan yang
dilapisi (kayu, logam atau tembok) dan untuk estetika (keindahan). Fungsi
cat ini yaitu memberikan ikatan yang baik antara permukaan benda dan cat
pelapis. Cat primer disediakan dalam kemasan yang lebih encer dari cat biasa
dan dilarutkan dalam air atau minyak. Kemasan cat umumnya terdiri atas resin
atau bahan pengikat (untuk mengikat pigmen warna di dalam cat, misal: minyak
biji rami dan getah tumbuhan seperti gom arab, gom senegal), bahan pengisi
(untuk memperbaiki sifat mekanis dan fisik cat agar tidak retak/terjadi goresan
saat pengeringan, contohnya: bubuk kaca agar memantulkan cahaya matahari/lampu
pada rambu lalu lintas), penstabil (digunakan sebagai penetral pengaruh sinar
ultraviolet matahari), pengering pelarut, dan pigmen.
Pigmen
bersifat ganda yaitu untuk menampilkan keindahan dan memberikan sifat mekanik
pada selaput yang terbentuk. Pigmen menghalangi penyebaran uap air dan sinar
matahari langsung pada bahan yang dilapisi. Warna yang dihasilkan pigmen
bergantung pada banyaknya cahaya matahari yang diserap dan diserap dan
dipantulkan. Pigmen harus tidak toksik dan merupakan senyawa anorganik
yang tak larut dalam pelarut organik sehingga mengendap di dasar wadah. Pigmen
seperti zink, aluminium, dan stainless digolongkan dalam pigmen metalik,
banyak digunakan untuk dekorasi. Krom dalam bentuk polikrometik dipakai sebagai
cat lapis akhir pada kendaraan bermotor.
c.
Tekstil ( Nilon )
Kata tekstil berasal dari
bahasa latin ‘texer’ yang berarti menenun. Tekstil dibuat
dari serat yang dipintal, ditenun, dirajut, dianyam atau dibuat jala benang. Serat dapat dikelompokkan menjadi
dua, yaitu serat alami dan serat sintetik. Serat alami (wol, sutera,
katun, dan rami) pada umumnya pendek dengan panjang 1,3-20 cm. Serat alam
berasal dari kapas akan menghasilkan kain yang lunak dan menyerap air sehingga
baik untuk dibuat handuk, sprei, maupun pakaian. Serat rami dapat dibuat linen
yang indah dan kuat sehingga dimanfaatkan untuk membuat taplak, sapu tangan dan
serbet. Serat binatang (domba) dibentuk menjadi wol, sutera (kepompong ulat
sutera) juga termasuk serat alami Serat alam yang berasal dari mineral
adalah asbestos, mempunyai sifat tahan terhadap api dan digunakan pada
pembungkus kabel.
Bahan baku serat sintetik adalah filamen yang bersambung/serat pendek,
seragam dalam panjang, dan terpintal dalam benang. Poliester, nilon, akrilik,
dan poliolefin merupakan contoh serat sintetik yang dibuat dari petrokimia.
Perbedaan bahan tersebut terletak pada kekuatan tarik, elastisitas, kelembutan,
daya serap terhadap air, ketahanan terhadap cahaya dan panas atau usia pemakaian.
Bahan yang dihasilkan merupakan bahan yang kuat dan mudah disetrika. Serat
sintetik yang terbuat dari bubur kayu, sampah kapas atau petrokimia yaitu
rayon, asetat dan triasetat. Kain rayon menghasilkan bahan penghisap yang
mudah kering, kain asetat tahan kerut dan tarikan, sedangkan triasetat
merupakan bahan yang lebih tahan kusut.
Nilon adalah kelompok poliamida hasil polimerisasi heksametilena-diamina
dan asam adipat. Nilon termasuk polimer paling ulet, kuat, dan kenyal, tidak
rusak oleh minyak dan gemuk serta tak basah oleh air sehingga dapat dibentuk
menjadi serat, sikat, lembaran, batang, pipa, maupun bahan penyalut. Nilon terdiri dari Nilon 6, Nilon
6,6 dan Nilon 8.. Nilon 6,6 dibuat dari reaksi polimerisasi asam adipat dan
heksametilena diamina. Asam adipat dibuat dari sikloheksana, dan petroleum
mengandung sikloheksana.
Untuk produksi nilon besar-besaran sebagai bahan baku digunakan batu
bara, minyak bumi, gas alam, maupun hasil pertanian. Nylon 66 (Huruf 6,6 atau 6
merupakan jumlah atom karbon pembentuk bahan) dibuat dari bahan baku
kaprolaktam.
d.
PVC (Polivinil klorida)
Monomer
dari PVC (poli vinil klorida) adalah etena yang satu atom hidrogen diganti
(substitusi) dengan atom klorida. Vinil klorida dengan rumus
kimia CH2=CHCl disebut kloroetilena atau kloroetena adalah gas tak
berwarna, yang mencair pada suhu 13,9oC. PVC termasuk termoplastik
yang paling banyak digunakan, bersifat kuat dan ulet. PVC dibagi dua yaitu PVC
elastik dan PVC keras, atau kaku. Jenis PVC elastik dimanfaatkan untuk penutup
lantai, bola mainan, sarung tangan, jas hujan.
PVC keras
dimanfaatkan sebagai pipa listrik atau pipa air, kartu kredit. Kedua jenis PVC memiliki sifat
sama yaitu tahan cuaca dan isolator. PVC dimodifikasi dengan bahan lain untuk
meningkatkan pemakaiannya. PVC/akrilik tahan api dan bahan kimia, sedangkan
PVC/ABS (akrilonitril-butadiena-stirena) mudah diproses pada rentangan api dan
kuat terhadap tegangan tinggi. ABS adalah suatu bahan yang kuat, kaku, dan
murah. PVC di Indonesia dijual dengan beberapa merk, dari yang tebal sampai
yang tipis. Pabrik pembuat PVC menyebut dengan istilah paralon. Membakar PVC
bekas menimbulkan asap yang diduga dapat menyebabkan kanker hati. PVC terbakar
perlahan-lahan.
Plastik
vinil dibuat dari gas alam, atau minyak bumi. Vinil dapat dibuat lemas, kaku,
maupun bening. Sebagai bahan yang tidak mudah pecah atau sobek, vinil tidak
dirusak oleh asam, minyak atau air. Sejak tahun 1927 PVC merupakan bahan
plastik vinil yang telah diproduksi secara komersial. Pada pertengahan tahun
1970 vinil diteliti sebagai salah satu pencemar udara penyebab penyakit serius,
seperti kanker hati. Plastik vinil dimanfaatkan secara luas sebagai barang yang
murah dan tahan lama yang fleksibel (lantai, isolasi, kopor, tirai kamar mandi,
pakaian mirip kulit, atau selang air). Jenis vinil yang tegar digunakan untuk
mainan dan pipa air. Penyalutan dengan vinil dilakukan agar tidak lembek atau
lembab, dan kertas dokumen maupun kertas dinding tidak terkena noda.
e. Perekat atau Adhesif
Perekat adalah bahan untuk
menggabungkan dua benda pada permukaannya, contohnya semen, pelapisan tablet,
lem, maupun getah. Mekanisme kerja perekat
adalah perekatan mekanik atau fisika dan perekatan kimia.
Proses
perekatan benda yaitu dengan memasukkan bahan perekat ke dalam pori-pori benda,
sehingga terjadi penguncian secara mekanik. Pada perekatan kimia terjadi reaksi
kimia (gaya tarik elektrik) antar molekul perekat dan permukaan benda. Umumnya
perekatan terjadi secara bersamaan antara perekatan fisika dan kimia.
Perekat
terdiri dari perekat yang mengering di udara, dilelehkan sebelum digunakan,
dilakukan penekanan, atau yang aktif secara kimiawi. Benda yang direkatkan
biasanya kertas, plastik, karet, kayu, logam, logam bukan logam, kaca, bahkan
gigi. Plastik termoset memerlukan perekat untuk menggabungkan kedua bahan.
Powerglu
adalah perekat yang bekerja
berdasarkan reaksi polimerisasi pada saat pengeringan. Reaksi perekatan dibantu
oleh uap air di udara/zat lain yang ditambahkan. Perekat untuk kayu dikenal
sebagai perekat tahan-cuaca dan setengah tahan-cuaca. Perekat tahan cuaca
umumnya memiliki kekuatan lebih besar dari kayunya. Bahan perekat jenis ini
dibuat dari bahan polimer fenolik, epoksi, atau resorsinol. Perabot kayu yang
tidak mengalami perubahan suhu yang drastis dan tidak kena air terlalu
sering dapat memanfaatkan perekat dari bahan tulang atau perekat vinil. Perekat
kayu setengah tahan-cuaca terbuat dari perekat urea dan kasein.
f.
Polistirena (PS).
Polistirena
adalah polimer yang mengandung monomer stirena C6H5CH=CH2.
Polimer ini termasuk golongan termoplastik, merupakan plastik jernih dan keras.
Polistirena diproduksi dalam bentuk busa plastik dengan nama komersial styrofoam,
atau sebagai bahan isolasi (listrik, panas), komponen perabot, bahan pengemas,
mainan, maupun benda toilet. Stirena dibuat dengan cara pirolisis-dehidrogenasi
dari etilbenzena. Etilbenzena disintesis dari etilena dan benzena.
Polimer ini bersifat tahan asam, basa, maupun garam. Penampilan PS lembut dan
kecerahannya baik sehingga banyak digunakan untuk pipa, busa, pendingin,
instrumen atau panel dalam otomotif.
Stirena
dapat digunakan sebagai monomer karet sintetik. Jenis karet sintetik ini
dikopolimerisasi dengan gugus lain yaitu SBR (stirena-butadiena), SCR
(stirena-kloroprena), dan SIR (stirena-isoprena). Pemanfaatan polimer yang
dapat menggantikan logam (sifat: konduktor, titik leleh yang tinggi,
berpenampilan cantik dalam pewarnaan) dan kayu (tahan suhu dan tekanan)
makin diteliti. Polimer adalah bahan yang anti karat dan tidak mudah terbakar.
0 komentar:
Post a Comment