Struktur Fisik Polimer

Sistem polimer tersusun atas kristal padat yang susunannya teratur membentuk suatu bidang tiga dimensi. Antara kristal padat tersebut terdapat ikatan sehingga memungkinkan suatu sistem polimer untuk mempertahankan susunannya.

Gambar 1 Gaya intermolekul dan interatomic dari ethylene dan polyethylene

Kristal padat terdapat ikatan interatomic dan intermolekul yang diberikan oleh gaya dari hubungan antar atom dan antar molekul dari bahan, ikatan interatomic dan intermolekul akan memberikan pengaruh terhadap kekuatan dari bahan. Ikatan interatomic akan memiliki gaya yang lebih besar daripada ikatan intermolekul. Ikatan intermolekul ditunjukkan dengan garis putus-putus yang memberikan ikatan lemah.

Tingkat pengkristalan sangat berpengaruh terhadap kekuatan fisik dari bahan polimer. Sifat kristal juga akan menentukan apakah suatu bahan bersifat elastis atau kaku. Karet silikon merupakan salah satu bahan yang memiliki tingkat pengkristalan rendah, ikatan antar molekul lemah, sehingga rentan terhadap terjadinya proses degradasi, namun bahan karet silikon memiliki ikatan silang sehingga akan memperbaiki struktur ikatan pada rantai kimianya. Penambahan bahan pengisi seperti fiber glass dapat memperbaiki sifat fisik silikon rubber.

Polimer sebagai material isolasi jarang digunakan dalam keadaan murni, karena bahan tambahan dapat memperbaiki berbagai sifat bahan. Bahan tambahan tersebut menyebabkan struktur polimer akan berbeda sesuai dengan jenis bahan tambahan yang digunakan untuk tujuan aplikasi tertentu. Bahan tersebut dikategorikan menjadi tiga buah, yakni:

1.        Bahan pembantu (auxiliaries), digunakan selama proses pembentukan dan hanya residunya yang tertinggal. Katalis yang digunakan di dalam pengikatan silang dan sebagai agen emulsi biasanya dimasukkan di dalam kategori ini.

2.        Bahan tambahan (additives), ditambahkan dalam konsentrasi kecil (<10%) yang mana tidak mengubah struktur polimer tetapi mempengaruhi karakteristiknya selama penggunaan yang mencakup pelumas yang mana memperbaiki karakteristik alir dan membantu cetakan membuka serta melepas,  stabilizers untuk proteksi dari panas dan radiasi ultraviolet, anti oksidan untuk mencegah oksidasi, pelambat nyala api untuk menghambat suplai oksigen ketika dipanaskan, pigmen (tidak digunakan dalam aplikasi isolasi berkualitas tinggi), dan fleksibilitas untuk menaikkan ketahanan. 

Bahan campuran (compound ingredients), digunakan dalam konsentrasi besar (10 – 70%) untuk mengubah sifat polimer selama pembuatan dan penggunaan. Bahan campuran dibedakan menjadi dua sub kategori yang mempunyai fungsi saling melengkapi :fillers dan plasticisers. Fillers digunakan untuk mengurangi biaya dan memperbaiki karakteristik mekanis, kekuatan, stabilitas dimensi dan resistansi panas. Bahan ini dapat juga memperbaiki kualitas isolasi listrik. Plasticisers digunakan untuk mengurangi kerapuhan dan aliran bantu dalam pembentukan.