280 likes | 473 Vues
POLIMERISASI HETEROGEN. Pol i meri s a s i Emulsi . Polimerisasi emulsi saat ini banyak dimanfaat-kan secara komersial untuk memproduksi ber-bagai jenis polimer . Polimer yang dibuat dengan proses ini addition polymer dan memerlukan inisiator radikal bebas .
E N D
POLIMERISASI HETEROGEN
PolimerisasiEmulsi • Polimerisasiemulsisaatinibanyakdimanfaat-kansecarakomersialuntukmemproduksiber-bagaijenispolimer. • Polimer yang dibuatdenganprosesiniaddition polymer danmemerlukaninisiatorradikalbebas.
Padaumumnya, sistempolimerisasiemulsiterdiriatas : • monomer, • dispersing medium, • emulsifying agent, • Inisiator yang larutdalam air, • transfer agent.
Distribusi Komponen • Contohreseppolimerisasiemulsi: • 180 bagian (b) air, • 100 bagian (b) monomer, • 5 bagian (b) sabun (emulsifying agent), • 0.5 bagian (b) of potassium persulfate (inisiator yang larutdalam). • Bagaimanakomponen-komponeniniterdistribusidalamsistem?
Sabunadalahgaram Na atau K dariasamorganik, seperti sodium stearate: O O O [CH3 (CH2)16 C O–] Na+ [CH3 (CH2)16 C O–] Na+ [CH3 (CH2)16 C O–] + Na+ R Jikasejumlahkecilsabundimasukkanke air, makaakanterionisasi:
Anion sabunterdiridaribagian yang larutdalam air (R) yang beruparantaipanjang, dandiakhiriolehbagian yang larutdalam air. O [CH3 (CH2)16 C O–] Hydrophilic group Hydrophopic group
More addition of surfactant More addition of surfactant First addition of surfactant Surfactant dissolves in the bulk and form an adsorption film at the air/water interface The micelles remain in dynamic equilibrium with the soap molecules dissolved in water colloidal particles
Micelle bentuk batang 2 panjangmolekulsabun 1000 – 3000 Å 50 – 100 molekulsabun Micelle bentuk bola
Jika monomer yang tidaklarut/sedikitlarutdalam air diemulsikandalam air denganbantuansabundanpengadukan, makaakanternetuktigafasa: • Fasa air dengansedikitsabundan monomer yang terlarut. • Tetesan monomer yang teremulsikan. • Micelle (monomer-swollen micelles).
Diameter tetesan monomer : 1 μm. • Ukuranbutiransangatdipengaruhiolehkecepatanpengadukan. • Konsentrasi micelle: 1018micelleper ml • Konsentrasi monomer: 1010 –1011per ml.
Pembentukanagregatdalam air sangatter-gantungpadabeberapafaktor: • Konsentrasi surfactant • Temperatur • Kekuatan ion • Keberadaaanmolekul lain
LokasiPolimerisasi Jikainisiator yang larutdalam air, seperti potassium persulfate, ditambahkankesistempolimerisasiemulsi, makasenyawatersebutakanmengalamidekomposisitermalmenjadi anion radikalsulfat: panas S2O8– 2 SO4–
Anion radikal yang larutdalam air akanbereaksidengan monomer terlarutdalamfasa air mem-bentukradikalbebastipesabun: 50 – 60C SO4– + (n + 1) M – S2O4–(CH2 – CX2)n – CH2 – CX2
Alasanmengapareaksipolimerisasiterjadidalam micelle: Dimensi micelle 50 – 100 Å sementaratetesan monomer > 1 μm (10,000 Å). Karenarasioluaspermukaan/volume bola adalah 3/R, maka micelle memilikiluaspemukaan yang lebihbesar. Konsentrasimicelles lebihtinggidaripadatetesan monomer (1018vs. 1011 per cm3).
Tigatahappolimerisasi Sebeluminisiasi: • Dispersing medium, biasanyaair, yang mengandungsedikitsabun (emulsifier) danmonomer. • Tetesan monomer denganukuran 10.000 Å terpisahakibatstabilisasiolehmolekul emulsifier. • Konsentrasitetesan monomer 1010–1011per ml.
Jika CMC terlampaui, 50 –100 molekul emulsifier akanmembentuk micelle yang berbentuk bola denganukuran40 – 50 Å; • Beberapa micelles terisiolehlebihbanyak monomer danmemilikiukuran50 – 100 Å; • Konsentrasi micelle 1018per ml. • Teganganpermukaanrendahkarenaadanyasufactant.
STAGE II (25 – 50% conversion): • Konsentrasimolekul monomer terlarutmenjadikecil. • Tidakadaemulsifirterlarut. • Polimerisasihanyaterjadidalampartikelmonomer-swollen polymer (latex) melaluidifusimonimerdaritetesam monomer. • Partikelpolimer particles tumbuh, sementaraukurantetesan monomer berkurang.
Tidakadaintipartikelbaru (jumlahpartikel latex konstan), dankarenakonsentrasi monomer konstan, makakecepatanpolimerisasijugakonstan. • Akhirdaritahapiniditandaidenganhilangnyatetesan monomer.
STAGE III (50 – 80% conversion): • Tidakada monomer dan emulsifier terlarut, emulsifier micelles, tetesan monomer atau monomer-swollen micelles. • Karenatetesan monomer droplets tidakada, makakecepatanpolimerisasiberhenti, yang ditandaidenganhabisnya monomer dalampartikel latex. • Di akhirpolimerisasi (konversi 100%), sistemmengandungpartikelpolimer (400–800 Å) yang terdispersidalamfasa air.