Difusi pada Material Polimer

Untuk material polimer, seringkali terjadi gerak difusi molekul asing (seperti O2 H2O CO2 dan CH4) diantara rantai molekul. Difusi yang demikian itu lebih banyak daripada gerak difusi rantai atom di dalam polimer. Karakteristik permeabilitas dan absorbsi berkaitan dengan tingkat zat asing yang didifusikan dalam material. Penetrasi yang dibentuk dapat berupa penyerapan atau reaksi kimia dengan molekul polimer, sering juga menyebabkan degradasi sifat fisik dan mekanik polimer.

Laju difusi lebih besar melalui daerah amorf daripada daerah kristalin. Struktur amorf lebih terbuka. Mekanisme difusi dapat dianalogikan sebagai difusi intersisi pada logam dimana dalam polimer gerakan difusi terjadi melalui lubang kecil diantai rantai polimer dari daerah amorf yang terbuka menuju daerah terbuka lain.

Ukuran molekul asing sangat berpengaruh terhadap laju difusi. Lebih kecil molekul maka difusivitasnya semakin tinggi. Pada dasarnya, laju difusi akan lebih cepat terjadi untuk material yang inert dan tidak bereaksi dengan polimer.

Perhitungan diffusion flux dapat diperoleh dari hukum Fick’s pertama yaitu:

Hk. Fick untuk difusi pada polimer
Hk. Fick untuk difusi pada polimer

Dimana J adalah diffusion flux gas melalui membran (cm3 STP)/(cm2.s) #banyak gas yang dilewatkan dalam membran persatuan luas membran dan perdetik. Pm adalah koefisien permeabilitas, Dx adalah tebal membran, dan DP adalah perbedaan tekanan gas.

Koefisien Permeabilitas beberapa Polimer
Koefisien Permeabilitas beberapa Polimer

Pada difusi molekul kecil pada polimer nonglass, koefisien permeabilitas mendekati nilai:

permeabilitasDimana D adalah koefisien difusi dan S adalah kelarutan spesies terdifusi pada polimer.

Membran polimer kerapkali digunakan sebagai filter untuk memisahkan spesies dengan spesies yang lain. Misanya saja pada desalinasi air.

Sumber:

Callister, William D dan David G Rethwisch. 2010. Materials Science and Engineering an Introduction 8th Edition. John Wiley & Sons: USA

Advertisements

One thought on “Difusi pada Material Polimer

Kritik, saran, dan masukan anda sangat berharga bagi kami

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s