NOTA PENERANGAN USC2122 BAB 3

BAB 3:
POLIMER

3.1 PENGENALAN KEPADA POLIMER
3.1.1 Menerangkan maksud monomer, polimer, homopolimer, kopolimer, polimer

rantai lurus dan polimer rangkai silang.
3.2 POLIMER SEMULAJADI
3.2.1 Menjelaskan polimer semulajadi seperti protein, karbohidrat dan getah asli.
3.3 PENYEDIAAN POLIMER SINTETIK
3.3.1 Menerangkan penyediaan polimer sintetik menerusi :

i) pempolimeran Kondensasi- Kevlar, Nilon
ii) Pempolimeran Penambahan- Politena. PVC
3.4 PENGGUNAAN POLIMER SINTETIK
3.4.1 Menerangkan penggunaan polimer sintetik- Politena, PVC, Teflon, Nilon,
Kevlar, Polistirena

USC2122/ 1

3.1 PENGENALAN KEPADA POLIMER
1. Monomer adalah molekul-molekul kecil yang digunakan untuk mensintesis

polimer. Monomer merupakan unit teringkas atau unit ulangan dalam polimer.
2. Polimer ialah satu molekul berantai panjang yang terhasil daripada monomer-

monomer melalui tindak balas kimia.

Polimer

3. Pempolimeran ialah proses di mana molekul kecil atau monomer
disambungkan untuk membentuk satu polimer.

4. Sebagai contoh, monomer bagi politena ialah etena. Monomer bagi getah asli
ialah isoprena manakala monomer bagi protein ialah asid amino. Jadual di
bawah menunjukkan beberapa contoh polimer sintetik (polimer buatan manusia)
beserta monomernya.

Polimer sintetik Monomer
Politena Etena
Polivinil klorida ( PVC ) Kloroetena
Polistirena Stirena
Polipropilena Propena
Perspek Metil metakrilat
Neoprena Kloroprena
Getah stirena butadiene ( SBR ) Stirena dan butadiena
Monomer Polimer
Etena Politena

Monomer Polimer

Etena Politena

USC2122/ 2

Jenis Polimer: Homopolimer dan kopolimer
1. Homopolimer ialah polimer yang terhasil daripada rangkaian monomer yang

sama.
2. Contoh-contoh homopolimer ialah polivinil klorida (PVC), polietilena (politena)

dan polipropilena polistirena, Teflon, polivinil asetat (PVA) protein, selulosa dan
getah asli.
3. Kopolimer ialah polimer yang terhasil daripada 2 atau lebih monomer yang
berbeza.
4. Kopolimer mempunyai nilai komersil yang lebih penting berbanding
homopolimer.
5. Contoh kopolimer ialah nilon, terilena dan saran. Saran digunakan untuk
pembuatan filem dan fiber.

Kopolimer (sekurang-kurangnya memiliki dua jenis monomer yang berbeza)

Contoh
homopolimer –
PVC

PVC digunakan
dalam pembuatan
paip.

USC2122/ 3

Contoh -
kopolimer
saran

Saran dihasilkan
daripada
gabungan
kloroetena dan
1,1-dikloroetena,
digunakan
sebagai filem
pembungkus
makanan.

Polimer berantai lurus dan polimer berangkai silang
1. Polimer rantai lurus merupakan satu rantaian selanjar yang mengandungi unit

yang berulang.

Polimer berantai lurus

2. Contoh polimer berantai lurus ialah homopolimer, polietena.

Politena
Susunan monomer dalam satu rantai lurus homopolimer boleh diwakilkan oleh
formula berikut :

dimana A ialah unit ulangan.
3. Unit ulangan dalam rantai lurus kopolimer pula boleh disusun sama ada secara

berturutan, rawak atau berkumpulan.

dimana A dan B ialah unit ulangan
USC2122/ 4

4. Polimer rangkai silang merupakan polimer yang terbentuk daripada beberapa
rantaian polimer yang terikat antara satu sama lain pada rantai utamanya.
Polimer berangkai silang

5. Satu contoh polimer berangkai silang ialah bakelit. Bakelit yang dihasilkan daripada
tindak balas kimia antara fenol (C6H5OH) dan metanal (HCHO) bersifat keras, tahan
panas dan mudah dibentuk. Bakelit boleh digunakan sebagai palam elektrik, suis
dan bampar kereta.

Bakelit
Selain itu, melamina dan resin epoksi (pelekat epoksi) juga adalah contoh polimer
berangkai silang.

USC2122/ 5

3.2 POLIMER SEMULA JADI
Polimer semula jadi adalah polimer yang boleh dijumpai secara semula jadi di
sekeliling kita. Contoh polimer semula jadi ialah protein, karbohidrat dan getah asli.
Selulosa, sutera, lemak dan asid nukleik juga adalah contoh polimer semulajadi.

a) Protein
1. Protein ialah polipeptida semula jadi yang
mempunyai jisim molekul yang tinggi
(103 hingga 106).
2. Monomer protein ialah asid amino.
Rajah di bawah menunjukkan struktur
molekul protein.

Ikatan peptida
3. Contoh protein ialah daging, ikan, sutera dan bulu. Protein berguna dalam

penghasilan tisu badan.

b) Karbohidrat
1. Karbohidrat datang daripada perkataan ‘karbo’
bermaksud karbon dan ‘hidrat’ bermaksud air.
Karbohidrat ialah sebatian organik dengan formula
umum Cx(H2O)y atau CxH2yOy .
2. Contoh karbohidrat ialah glukosa, C6H12O6. Formula bagi glukosa boleh juga ditulis
sebagai C6(H2O)6. Satu lagi contoh bagi karbohidrat ialah sukrosa, C12H22O11 atau
C12(H2O)11.
3. Karbohidrat ialah polihidrosi aldehid atau polihidrosi keton.
4. Kumpulan fungsi yang penting bagi karbohidrat adalah kumpulan hidroksil (-OH)
dan kumpulan karbonil (C=O).
USC2122/ 6

5. Sebagai contoh, glukosa mengandungi lima kumpulan hidroksil dan satu kumpulan
aldehid manakala sukrosa mengandungi lima kumpulan hidroksil dan satu
kumpulan keton.

6. Karbohidrat dibahagikan kepada dua kumpulan iaitu gula dan polisakarida. Hanya
polisakarida adalah polimer.

7. Gula dapat dibahagikan kepada dua iaitu monosakarida dan disakarida.
Monosakarida dapat dibahagikan kepada pentos dan heksos.

Karbohidrat

Gula Polisakarida
- rasa manis - tiada rasa manis
- larut dalam air - tidak larut dalam air

Monosakarida Disakarida
- contoh : glukosa - contoh : sukros

Pentos Heksos
- contoh : fruktos - contoh : glukosa

Pengelasan karbohidrat

8. Gula adalah pepejal kristal yang larut dalam air yang memberikan rasa manis. Gula
boleh dibahagikan kepada monosakarida dan disakarida bergantung pada sifat
mereka di dalam hidrolisis asid.

USC2122/ 7

Monosakarida

1. Monosakarida tidak boleh dihidrolisis kepada molekul asas gula manakala

disakarida boleh dihidrolisis kepada dua molekul monoksakarida.

2. Contoh karbohidrat ialah nasi dan roti. Salah satu fungsi karbohidrat ialah sebagai

satu bentuk penyimpanan tenaga dalam badan.

3. Struktur glukosa dan fruktosa boleh dilihat dalam rajah di bawah.

a) b) c)

Struktur ikatan terbuka Struktur cincin Struktur rangka
Struktur glukosa

Struktur fruktosa

Disakarida

1. Formula asas bagi disakarida ialah C12H22O11 atau C12(H2O)11 .
2. Disakarida terbentuk apabila dua unit monosakarida bergabung melalui proses

kondensasi.

C6H12O6 + C6H12O6 → C12H22O11

2 monosakarida disakarida

USC2122/ 8

3. Bagi menghasilkan molekul disakarida, dua unit monosakarida dicantumkan dan
terikat dengan ikatan glikosidik (ikatan C-O-C).

4. Jadual di bawah menunjukkan tiga contoh disakarida.

Disakarida Unit monosakarida Sumber
Sukrosa Glukosa + fruktosa Gula tebu, gula bit
Maltosa Glukosa + glukosa Kanji, bijian gandum
Laktosa Glukosa + galaktosa Susu

Struktur disakarida

Polisakarida
1. Polimer yang mengandungi rantaian monomer (glukosa) yang panjang dipanggil
polisakarida. Contoh polisakarida ialah kanji dan selulosa.
2. Polisakarida mempunyai jisim relatif molekular yang sangat tinggi dan tidak
mempunyai rasa yang manis. Polisakarida dapat menghasilkan molekul
monosakarida yang banyak apabila melalui proses hidrolisis dengan asid mineral.

(C6H10O5)n + nH2O H+ nC6H12O6

panaskan

USC2122/ 9

3. Kanji dan selulosa menggunakan formula molekul (C6H10O5)n. Perbezaan antara
kedua-duanya ialah bagaimana glukosa itu terikat.

Selulosa, merupakan komponen utama tumbuhan, Bahan tumbuhan ini ditemukan di
dalam dinding sel buah-buahan dan sayuran, tidak dapat dicerna oleh manusia. Selulosa
yang melewati sistem pencernaan makanan tidak diubah, namun digunakan sebagai serat

makanan yang diterima sistem pencerna makanan manusia dengan baik. Panjang
molekul selulosa berjarak dari beberapa ratus hingga beberapa ribu unit glukosa,

bergantung kepada sumbernya.
Selulosa merupakan polimer yang ditemukan di dalam dinding sel tumbuhan seperti kayu,

dahan, dan daun yang menyebabkan struktur-struktur kayu, dahan dan daun menjadi
kuat. Glukosa adalah monomer yang ditemukan di dalam selulosa. Struktur lengkap

glukosa diSgealumlobasarkan sebagai berikut.

USC2122/ 10

c) Getah Asli
1. Getah asli ialah polimer yang diperbuat daripada
sebatian isoprena. Secara purata, satu molekul getah
asli mengandungi 5000 unit isoprena.
2. Nama IUPAC bagi isoprena ialah 2-metil-1,3-butadiena.
3. Formula struktur bagi isoprena dapat dilihat pada
rajah di bawah.

4. Apabila isoprena melalui proses polimeran penambahan, satu ikatan
berganda kekal di dalam polimer maka, isomer sis dan trans terhasil.

Polimeran penambahan

5. Formula molekul bagi getah asli ialah (C5H8)n. Getah asli terhasil daripada
isomer sis. isomer sis daripada pokok getah sangat elastik.

USC2122/ 11

3.3 PENYEDIAAN POLIMER SINTETIK
1. Polimer sintetik adalah polimer buatan manusia yang dibuat daripada bahan

kimia yang berasal daripada petroleum.
2. Bahan buatan manusia ini banyak digunakan dalam penghasilan produk

dalam pembuatan komputer, fabrik, alat permainan, perabot, bahagian-
bahagian kereta dan bahagian-bahagian dalam peralatan elektronik.
3. Polimer sintetik dihasilkan daripada molekul rantai panjang yang terdiri
daripada unit molekul yang lebih kecil iaitu monomer.

Beberapa contoh monomer dari kiri ke kanan: vinil klorida, propena, tetra-fluoroetilena,
dan stirena

USC2122/ 12

Jadual 1 di bawah menunjukkan pengelasan polimer sintetik.

Mekanisma Pempolimeran
1. Polimer sintetik dihasilkan melalui proses pempolimeran.
2. Proses pempolimeran terbahagi kepada dua iaitu:
i) Pempolimeran Kondensasi (pertumbuhan langkah)
ii) Pempolimeran Penambahan (pertumbuhan rantai)

Pempolimeran kondensasi
1. Proses di mana monomer digabungkan untuk membentuk polimer dengan
menghasilkan produk sampingan (molekul kecil) seperti air.

Monomer + monomer + monomer + …….. polimer + molekul kecil ( air )

2. Dikenali juga sebagai pertumbuhan langkah.

3. Tindakbalas pempolimeran kondensasi ditunjukkan dalam pembentukan
polimer Kevlar, nilon dan poliester.
USC2122/ 13

a) Kevlar
1. Kevlar adalah poliamida aromatik hasil gabungan dua monomer iaitu asid
1,4-benzena dikarboksilik dan 1,4-diaminobenzena.
2. Gabungan dua monomer ini disertai dengan penghasilan satu molekul air.
3. Poliamida adalah polimer dengan unit – unit pengulang yang terikat
melalui ikatan amida.

asid 1,4-benzena dikarboksilik

b) Nilon 6

1. Nilon-6 adalah kuat, tahan lama, lembut, seperti sutera, kalis air dan
tahan haba, Tekstil tenunan, pakaian, lapisan tayar dan tiub, sarung
kaki, kabel, payung terjun, netting, adalah antara kegunaan nilon 6.

2. Monomer bagi nilon 6 ialah caprolactam. Proses pempolimeran
kondensasi bagi nilon 6 ditunjukkan oleh persamaan berikut.

atau
n(CH2)5C(O)NH → [(CH2)5C(O)NH]n

USC2122/ 14

c) Nilon 6,6

1. Nilon adalah poliamida yang dihasilkan melalui pempolimeran dua
monomer antara 1,6-heksanadiamina dan asid 1,6-heksanadioik
yang membentuk ikatan amida.

2. Nama lain bagi asid 1,6-heksanadioik adalah asid adipik.

3. Nilon yang paling biasa dihasilkan adalah adalah nilon 6,6. ‘6’ yang
pertama adalah jumlah atom carbon di dalam diamina manakala ‘6’
yang kedua adalah jumlah atom karbon di dalam asid dikarboksilik.

1,6-heksanadiamina 1,6-heksanadiamina
asid 1,6-heksanadioik.

d) Poliester

1. Tindakbalas pempolimeran kondensasi ditunjukkan dalam pembentukan
polimer poliester daripada molekul ethilen glikol dan asid adipik.

USC2122/ 15

2. Cantuman ini menghasilkan molekul poliester dan air.

3. Tindakan ini terus berulang sehingga rantai molekul menjadi panjang dan
apabila rantai telah panjang, ikatan paut-silang antara molekul poliester
berhampiran turut boleh berlaku, menyebabkan proses ini menjadi lebih
lambat.

Pempolimeran penambahan

1. Proses di mana monomer digabungkan untuk membentuk polimer tanpa
menghasilkan produk sampingan.

Monomer + monomer + monomer + ……….. polimer

2. Dikenali juga sebagai pertumbuhan rantai.

3. Melibatkan ‘tindakbalas rantai’ yang cepat antara monomer yang telah teraktif
dengan penambahan bahan pemula (initiator).

4. Monomer yang terlibat umumnya mengandungi ikatan berganda (=) dan ditukar
kepada ikatan tunggal (--) apabila menjadi polimer.

5. Bahan pemula akan bertindak menjadi bahan penamat bagi menghentikan
penambahan rantai.

6. Contoh polimer yang menjalani tindak balas pempolimeran penambahan ialah
politena dan Polivinil klorida (PVC).

a) Politena

1. Monomer untuk menghasilkan politena adalah etena.

b) Polivinil Klorida (PVC)

1. Monomer untuk menghasilkan polivinil klorida adalah vinil klorida.

2. Nama IUPAC bagi polivinil klorida adalah polikloroetena manakala
nama IUPAC bagi vinil klorida adalah kloroetena.

vinil klorida Polivinil klorida
USC2122/ 16

Pempolimeran Kondensasi Pempolimeran Penambahan

Kelvar Politena

asid 1,4-benzena 1,4- etena
dikarboksilik diaminobenzena.

Nilon 6 Polivinil Klorida (PVC) / Polikloroetena

caprolactam vinil klorida / kloroetena

Nilon 6,6

1,6-heksanadiamina asid 1,6-

heksanadioik 9 (asid

adipik)

Poliester

ethilen glikol asid adipik

USC2122/ 17

3.4 PENGGUNAAN POLIMER SINTETIK

Jadual di bawah menunjukkan jenis- jenis polimer sintetik, monomer dan
kegunaannya.

Polimer Polimer Monomer Kegunaan
sintetik Nilon
Gentian Asid adipik dan Tekstil sintetik, tali, payung terjun,
Sintetik Terilena heksametilena pembuatan fabrik dalam industri
Kevlar diamena tekstil
Getah Nomex Diol dan asid Stokin, payung terjun, jala ikan
Sintetik dikarboksilik
Amida aromatik Baju kalis peluru, peralatan sukan
Plastik
Benzena-1,3- lasak, kain layar kapal.
diamida dan asid
isoftalik Pakaian ahli bomba, pakaian
dalam industri kenderaan lumba,
Mylar Ethylene dan pakaian penerbangan tentera dan
terephthalate juruterbang.
Getah stirena- Stirena Pita video, paparan LCD atau
butadiena (SBR) plasma, filem x-ray
Neoprena butadiena Tayar, tapak kasut

Getah butil Kloroprena Paip air, sarung tangan, Salur
getah, alat permainan
Politena Isobutilena dan Tayar, tapak kasut, hos
isoprena
Etena Beg plastik, Beg membeli-belah,

cawan dan pinggan plastik, alat

permainan

Polipropena Propena Botol plastik, perabot plastik,

paip, alat permainan, penutup

bateri

Polistirena Feniletena Cawan dan pinggan pakai buang,

alat pembungkus, alat

permainan, bahan penebat haba

Polivinil klorida Kloroetena Penebat elektrik, paip,

(PVC) / kelengkapan wayar, baju hujan,

Polikloroetena beg, kasut

Perspeks Metil 2- Gentian untuk kaca, kanta,

metilpropenoat gentian optik, tingkap kapal

terbang

Teflon Tetrafluoroetena Salutan alatan masakan tanpa

lekat, penebat elektrik, pelapik

kuali

Pelekat epoksi Amida Pelekat, acuan

USC2122/ 18