Kopolimer

Definisi IUPAC untuk kopolimer

Suatu polimer yang terdiri dari lebih dari satu monomer.

Catatan: Kopolimer yang diperoleh dari kopolimerisasi dari dua spesi monomer
terkadang diistilahkan sebagai bipolimer, mereka yang diperoleh dari tiga monomer
disebut terpolimer, untuk empat monomer kuaterpolimer, dsb. ^[1]

Kopolimer bergantian (alternating): Suatu kopolimer yang terdiri dari makromolekul
yang terdiri dari dua spesi satuan monomer dalam urutan bergantian.

Catatan: Kopolimer bergantian dapat dianggap sebagai suatu homopolimer
yang berasal dari suatu monomer implisit atau hipotesis.^[1]

Kopolimer blok: Suatu bagian makromolekul, terdiri dari banyak satuan penyusun,
yang memiliki setidaknya satu fitur yang tidak ada dalam bagian yang berdekatan.^[1]

Kopolimer graft: Suatu makromolekul dengan satu atau lebih spesi blok yang
terhubung dengan rantai utama sebagai rantai samping, rantai samping ini
memiliki bagian penyusun atau konfigurasi yang berbeda dengan yang terdapat
dalam rantai utama.^[2]

Ketika dua atau lebih monomer berbeda bersatu untuk dipolimerisasi, hasilnya disebut sebagai kopolimer dan prosesnya disebut sebagai kopolimerisasi. Monomernya biasanya memiliki ikatan rangkap dua atau tiga yang mengalami reaksi silang dengan molekul lain untuk membentuk ikatan tunggal baru antara monomer. Ikatan rangkap dua yang berpartisipasi dalam reaksi polimerisasi meliputi ikatan rangkap C=C, ikatan rangkap C=N, dan ikatan rangkap C=O. ikatan rangkap tiga yang berpartisipasi dalam polimerisasi biasanya dapat mencakup ikatan rangkap karbon-karbon (gugus etilena) dan ikatan rangkap tiga karbon-nitrogen (gugus nitril).

Kopolimer komersial yang relevan termasuk akrilonitril butadiena stiren (ABS), kopolimer stirena/butadiena (SB, karet nitril, stirena-isoprena-stirena SIS) dan etilen-vinil asetat.

Jenis kopolimer

Karena kopolimer terdiri dari setidaknya dua jenis satuan penyusun (juga unit struktural), kopolimer dapat diklasifikasikan berdasarkan bagaimana satuan-satuan ini disusun sepanjang rantai.^[3] Hal ini termasuk:

Kopolimer bergantian dengan secara teratur satuan A dan B bergantian (2)
Kopolimer periodik dengan satuan A dan B disusun dalam urutan berulang (mis. (A-B-A-B-B-A-A-A-A-B-B-B)_n)
Kopolimer statistikal adalah kopolimer di mana urutan residu monomer mengikuti aturan statistik. Jika probabilitas untuk menemukan residu monomer jenis tertentu pada titik tertentu dalam rantai sama dengan fraksi mol dari residu monomer dalam rantai, maka polimer tersebut dapat disebut sebagai benar-benar kopolimer acak^[4] (3).
Kopolimer blok terdiri dari dua atau lebih subunit homopolimer yang dihubungkan oleh ikatan kovalen (4). Penyatuan subunit homopolimer mungkin memerlukan subunit non-pengulangan menengah, yang dikenal sebagai blok persimpangan. Kopolimer blok dengan dua atau tiga blok yang berbeda disebut kopolimer diblok^[5] dan kopolimer triblok,^[6] masing-masing.
Kopolimer stereoblok adalah struktur khusus dapat dibentuk dari satu monomer di mana ciri pembedanya adalah taktisitas dari setiap blok.^[7]

Kopolimer juga dapat dijelaskan dalam kaitannya dengan keberadaan atau pengaturan cabang dalam struktur polimer. Kopolimer linier terdiri dari satu rantai utama sedangkan kopolimer bercabang terdiri dari rantai utama tunggal dengan satu atau lebih rantai sisi polimer.

Kopolimer spesial lainnya adalah kopolimer bintang, kopolimer sikat, dan kopolimer sisir. Dalam kopolimer gradien komposisi monomer berubah secara bertahap sepanjang rantai.

Persamaan kopolimer

Suatu kopolimer berulang memiliki rumus: -A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-, atau -(-A-B-)_n-. Rasio molar monomer dalam polimer mendekati satu, yang terjadi ketika rasio reaktivitas r₁ & r₂ mendekati nol, seperti diberikan oleh persamaan Mayo–Lewis atau disebut pula persamaan kopolimerisasi:^[8]

d [ M 1 ] d [ M 2 ] = [ M 1 ] ( r 1 [ M 1 ] + [ M 2 ] ) [ M 2 ] ( [ M 1 ] + r 2 [ M 2 ] ) {\displaystyle {\frac {d\left[M_{1}\right]}{d\left[M_{2}\right]}}={\frac {\left[M_{1}\right]\left(r_{1}\left[M_{1}\right]+\left[M_{2}\right]\right)}{\left[M_{2}\right]\left(\left[M_{1}\right]+r_{2}\left[M_{2}\right]\right)}}} ${\frac {d\left[M_{1}\right]}{d\left[M_{2}\right]}}={\frac {\left[M_{1}\right]\left(r_{1}\left[M_{1}\right]+\left[M_{2}\right]\right)}{\left[M_{2}\right]\left(\left[M_{1}\right]+r_{2}\left[M_{2}\right]\right)}}$

di mana r₁ = k₁₁/k₁₂ & r₂ = k₂₂/k₂₁

Teknik kopolimer

Kopolimerisasi digunakan untuk memodifikasi sifat plastik manufaktur untuk memenuhi kebutuhan spesifik, misalnya untuk mengurangi kristalinitas, memodifikasi suhu transisi gelas atau untuk meningkatkan kelarutan. Hal ini merupakan cara untuk memperbaiki sifat mekanik, dalam teknik yang dikenal sebagai ketangguhan karet. Fase elastomer dalam matriks kaku bertindak sebagai penahan retak, sehingga meningkatkan penyerapan energi saat material terkena dampak misalnya. Akrilonitril butadiena stiren adalah contoh yang umum.

Akrilonitril butadiena stiren
Rumus resin akrilonitril butadiena stiren Struktur kopolimer akrilonitril butadiena stiren

Lihat pula

Referensi

1 2 3 McNaught, A. D.; Wilkinson, A. (1996). "Glossary of basic terms in polymer science (IUPAC Recommendations 1996)". Pure and Applied Chemistry. 68: 2287–2311. doi:10.1351/goldbook.C01335.
↑ "Glossary of basic terms in polymer science (IUPAC Recommendations 1996)" (PDF). Pure and Applied Chemistry. 68 (12): 2287–2311. 1996. doi:10.1351/pac199668122287. Diarsipkan dari asli (PDF) tanggal 2016-03-04. Diakses tanggal 2017-07-01.
↑ Jenkins, A. D.; Kratochvíl, P.; Stepto, R. F. T.; Suter, U. W. (1996). "Glossary of Basic Terms in Polymer Science". Pure Appl. Chem. 68 (12): 2287–2311. doi:10.1351/pac199668122287.
↑ Painter P. C. and Coleman M. M., Fundamentals of Polymer Science, CRC Press, 1997, p 14.
↑ Podariu, Iulia (2003). "Morphology of asymmetric diblock copolymer thin films". J. Chem. Phys. 118: 11249. doi:10.1063/1.1574780.
↑ Chen, Hsuan-Yi (2002). "Morphologies of ABC triblock copolymer thin films". J. Chem. Phys. 116: 1137. doi:10.1063/1.1426414.
↑ Lutz, J. F.; Neugebauer, D.; Matyjaszewski, K. (2003). "Stereoblock copolymers and tacticity control in controlled/living radical polymerization". J. Am. Chem. Soc. 125 (23): 6986–93. doi:10.1021/ja029517w. PMID 12783552.{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: Banyak nama: daftar penulis (link)
↑ Mayo, Frank R.; Lewis, Frederick M. (1944). "Copolymerization. I. A Basis for Comparing the Behavior of Monomers in Copolymerization; The Copolymerization of Styrene and Methyl Methacrylate". J. Am. Chem. Soc. 66 (9): 1594–1601. doi:10.1021/ja01237a052.