Polimer adalah molekul besar yang terdiri dari banyak unit berulang yang berasal dari satu atau lebih monomer. Polimer yang ditemukan di alam dan polimer sintetis memainkan peran integral dalam kehidupan kita sehari-hari. Dari plastik sintetis yang umum seperti polistirena hingga biopolimer alami seperti DNA dan protein, yang semuanya memainkan peran penting dalam struktur dan fungsi biologis.
Polimer memiliki sifat-sifat yang mencakup ketangguhan tinggi, elastisitas tinggi, dan kecenderungan untuk membentuk struktur amorf atau semi-kristalin lebih mudah, membuatnya populer untuk aplikasi biologis dan industri.
Istilah polimer berasal dari kata Yunani yang berarti "banyak" dan "bagian". Istilah ini pertama kali diusulkan oleh Jöns Jacob Berzelius pada tahun 1833, namun, pada tahun 1920, Hermann Staudinger mengusulkan konsep polimer modern, yang menekankan struktur molekul besarnya sebagai molekul yang terikat secara kovalen.
Polimer alam dapat dibagi menjadi beberapa jenis, yang umum adalah sebagai berikut:
Polimer alam seperti rami, amber, dan karet alam telah digunakan selama berabad-abad. Selain itu, selulosa, komponen utama kayu dan kertas, merupakan polimer alam penting lainnya.
Polimer sintetis meliputi polietilena, polipropilena, polivinil klorida, karet sintetis, dll. Produksi tahunan bahan-bahan ini melebihi 330 juta ton. Polimer umum seperti polietilena memiliki unit berulang atau monomer etilena.
Permintaan global untuk polimer alam dan sintetis masih meningkat, yang membuat jangkauan aplikasinya terus meluas.
Polimerisasi adalah proses penggabungan beberapa molekul kecil (monomer) menjadi rantai atau jaringan kovalen. Selama proses ini, gugus kimia tertentu dapat hilang dari setiap monomer. Berbagai metode sintesis dapat dibagi menjadi polimerisasi bertahap dan polimerisasi rantai, di mana polimerisasi bertahap dapat dibagi lagi menjadi polikondensasi dan poliadisi.
Polimer biologis di alam, seperti polisakarida, rantai peptida, dan asam nukleat, disintesis melalui reaksi enzimatik di dalam sel. Misalnya, pembentukan DNA merupakan proses yang dikatalisis oleh DNA polimerase.
Sintesis biopolimer memegang peranan penting dalam penelitian ilmiah saat ini, sehingga penerapannya di berbagai bidang telah menjadi beragam.
Banyak polimer komersial penting yang disintesis melalui modifikasi kimia polimer alami. Misalnya, nitroselulosa dibentuk melalui reaksi asam nitrat dan selulosa, dan karet vulkanisir dibentuk melalui reaksi suhu tinggi antara sulfur dan karet alam. Modifikasi ini tidak hanya meningkatkan kinerjanya tetapi juga memperluas jangkauan aplikasinya.
Untuk polimer sintetis, mikrostruktur, berat molekul, dan derajat polimerisasinya merupakan faktor utama yang menentukan sifat fisiknya.
Struktur polimer dapat dijelaskan pada skala panjang yang berbeda, dari subnanometer hingga tingkat makroskopis. Struktur setiap tahap menyediakan dasar untuk tahap berikutnya. Bentuk struktural polimer yang berbeda memengaruhi sifat fisik dan kimianya, terutama dalam hal proses kristalisasi dan pemisahan fase.
Polimer menunjukkan pentingnya mereka baik di lingkungan alam maupun di masyarakat kontemporer. Oleh karena itu, ketika kita menghadapi ilmu material yang semakin kompleks, haruskah kita lebih memperhatikan material dari alam dan potensi penggunaannya?