Bahan Kemasan Plastik

Laporan Praktikum Teknik Pengemasan Eko Nopianto F34070102

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Saat ini banyak dijumpai penggunaan plastik sebagai bahan kemasan di

pasaran. Hal ini disebabkan karakteristik plastik yang fleksibel dalam

pemanfaatannya. Karakteristik tersebut dapat ditentukan oleh pengaturan tebal

plastik, penambahan bahan aditif, dan polimer pembentuknya.

Pada praktikum kali ini dilakukan uji kekuatan tarik dan perpanjangan putus,

uji ketahanan gesek, uji bakar, dan uji ketahanan jatuh. Mengidentifikasi sifat fisik

plastik semacam ini sangat diperlukan untuk mengetahui karakteristik plastik

yang tepat digunakan sebagai bahan kemasan untuk jenis produk tertentu. Seperti

yang telah diketahui, daya tahan suatu produk bergantung pada jenis kemasan

yang digunakan. Jadi, pemilihan secara selektif suatu kemasan dapat

mempengaruhi kualitas produk maupun daya tahan produk tersebut.

B. Tujuan

Tujuan praktikum kali ini adalah mengenalkan beberapa jenis plastik dengan

memperhatikan sifat fisiknya, antara lain: kekuatan tarik, elongasi, dan kekuatan

gesek lembaran plastik serta sifat plastik pada saat atau setelah dibakar.


II. TINJAUAN PUSTAKA

Kata ‘plastik’ berasal dari bahasa Yunani ‘ plastikos’ yang berarti dapat

dibentuk menjadi ukuran yang berbeda-beda (Setyowati 2000). Bahan dasar untuk

pembuatan plastik berasal dari minyak bumi, gas alam, dan batubara (Setyowati

2000).

Plastik memiliki densitas yang berbeda, tergantung pada monomer-

monomer penyusunnya. Polyethylene (PE) dan polypropylene (PP) memiliki

densitas yang lebih rendah sehingga dapat mengambang di atas permukaan air.

Lain dengan polyvinil chloride (PVC) yang densitasnya lebih tinggi menyebabkan

plastik ini tidak dapat mengambang di atas permukaan air (Setyowati 2000).

Perbedaan densitas pada berbagai jenis plastik disebabkan oleh perbedaan bobot

molekul penyusun serta derajat polimerisasinya. Adanya bahan pengisi atau

pemlastis yang mengisi ruangan antar molekul primer dapat meningkatkan

densitas plastik (Setyowati 2000).

Umumnya plastik bersifat tahan lama. Namun ada beberapa yang

mengalami penurunan karena sinar matahari dan beberapa jenis bahan kimia

tertentu. Misalnya minyak mineral (terbuat dari minyak mentah) membuat

polyethylene menggelembung dan akhirnya hancur (Setyowati 2000). Saat ini

telah ditemukan plastik biodegradabel sebagai solusi pencemaran plastik. Platik

ini terbuat dari pati sehingga mudah terurai dalam tanah.

Plastik merupakan bahan yang tidak baik dalam menghantarkan listrik

maupun panas. Dalam dunia industri, selain sebagai bahan kemasan plastik juga

dimanfaaatkan untuk menutup dan menyekat kawat tembaga serta sebagai bahan

dasar pembuatan kontainer penyimpan makanan dingin dan panas (Setyowati

2000).

Beberapa jenis plastik, salah satunya adalah polyethylene. Polyetilene

merupakan film yang lunak, transparan, fleksibel, mempunyai kekuatan sobek dan

benturan yang baik. Jenis plastik ini termasuk termoplastik sehingga mudah

dibuat kantung dengan derajat kerapatan yang baik. Proses polimerisasi

polyetilene dilakukan dengan dua macam, pertama dengan polimerisasi yang


dijalankan dalam bejana bertekanan tinggi (1000-3000 atm) menghasilkan makro

dengan banyak percabangan yakni campuran dari rantai lurus dan bercabang. Cara

kedua, polimerisasi dalam bejana bertekanan rendah (10-40 atm) menghasilkan

makro rantai lurus dan tersusun paralel (Syarief 1988).

Polyetilene terbagi menjadi LDPE (Low Density Polyetilene) dan HDPE

(High Density Polypropilene). Sifat mekanis LDPE adalah kuat, agak tembus

cahaya, daya produksi terhadap uap air baik, namun kurang baik untuk oksigen.

Sedangkan HDPE mempunyai sifat kaku, lebih keras, kurang tembus cahaya, dan

terasa kurang berlemak (Syarief 1988).

Polypropilene ialah jenis plastik yang lebih kuat, ringan dengan daya

temus uap yang rendah, ketahanan yang baik terhadap lemak, stabil terhadap suhu

tinggi dan cukup mengkilap. Monomer polypropilene diperoleh dengan

pemecahan secara thermal naptha etilen, propylen, homologues yang lebih tinggi

dipisahkan dengan distilasi pada temperatur rendah (Birley 1988).

PVC (Poluvinilchlorida) adalah jenis plastik yang bersifat kaku. Sifatnya

tembus pandang, permeabilitas terhadap uap air rendah, kekuatan tarik tinngi,

tidak mudah sobek, dapat dipengaruhi hidrokarbon aromatik,keton, aldehid, ester,

belerang, nitrogen, serta tahan terhadap minyak, alkohol, dan pelarut proteleum

(Syarief 1988).

Definisi densitas adalah berat platik per satuan volume. Pengukuran

densitas penting untuk mengetahui kemampuan umum plastik dalam melindungi

produk dari air, oksigen, dan karbondiokasida, dan lain-lain. Densitas yang rendah

menunjukkan bahwa plastik mudah ditembus fluidapengukuran gramatur juga

penting karena dapat mewakili produsen (berat plastik) dan konsumen (luas

plastik) (Birley 1998).


III. METODOLOGI

A. Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan adalah beberapa jenis plastik kemasan, diantaranya

plastik polietilen (densitas rendah/LDPE dan densitas tinggi/HDPE), polipropilen,

dan polivinilklorida (PVC).

Peralatan yang digunakan adalah mistar ukur, gunting,atau pisau pemotong

(cutter), neraca analitik, micrometer sekrup tipe jarum, paper tensile strength

tester, abrasion teste, dart drop impact, dan korek api.

B. Metode

Penentuan Gramatur dan Densitas Plastik. Contoh uji berukuran 10 x 10

cm ditimbang sehingga diperoleh bobot plastik. Gramatur diperoleh dengan

membagi bobot contoh dengan luas contoh uji. Densitas ditentukan dengan

membagi gramatur dengan tebal plastik. tebal plastik didapat melalui pengukuran

dengan mikrometer sekrup di keempat ujung plastik dan di tengah plastik

kemudian diambil nilai rata-ratanya.

Penentuan Kekuatan Tarik dan Perpanjangan Putus. Bagian ujung

contoh uji dipasang pada bagian penjepit alas dan dikeraskan. Ujung plastik

lainnya dipasang pada klem bawah dan dikeraskan. Selanjutnya pengunci bagian

klem alas dikendorkan sehingga klem alas dapat bergerak untuk mendapatkan

penempatan contoh uji yang benar. Untuk pengukuran, tuas di sebelah kanan

ditekan ke bawah. Bersamaan denganitu, jarum penunjuk bergerak ke alas. Pada

saat tertentu, contoh uji putus, jarum penunjuk berhenti bergerak. Nilai yang

ditunjukkan oleh jarum penunjuk adalah nilai beban tarik. Nilai kekuatan tarik

ditentukan dengan membagi nilai beban tarik dengan luas permukaan. Ketika alat

bekerja, diukur pula elongasi contoh uji. Elongasi (perpanjangan putus) dilihat

pada skala piringan. Persen perpanjangan putus ditentukan dnegan membagi

perpanjangan contoh uji dengan panjang contoh uji.

Penentuan Ketahanan Gesek. Contoh uji berbentuk lingkaran dengan

diameter 10 cm diberi lubang kecil di tengah diameter 0.5 cm ditimbang terlebih


dahulu. Kemudian dipasang pada alat uji, dijepit bagian tengah dan tepinya.

Selanjutnya, alat dihidupkan termasuk pompa penghisap debu gesekan. Selama

alat bekerja, dilakukan pengamatan terhadap contoh uji hingga contoh uji rusak

maka pengujian dihentikan. Luas permukaan bidang gesek ditentukan dengan

mengalikan 0.25 dengan hasil pengurangan diameter luar bidang gesek kuadrat

dan diameter dalam bidang gesek kuadrat.

Uji Bakar. Contoh plastik digulung lalu dibakar. Diamati kemudahan

terbakar plastik, kecepatan rambat nyala api, sifat pembakaran jika sumber api

dijauhkan, warna nyala api, pembentukan asap, dan bau yang timbul.

Uji Ketahanan Jatuh. Plastik berukuran 10 x 10 cm di pasang pada alat

DDI (Dart Drop Impact). Lalu beban dijatuhkan dengan ketinggian tertentu.

Ukuran beban disesuaikan mulai dari yang terkecil hingga beban minimum yang

mampu membuat plastik bolong.


Dari data yang diperoleh, dapat ditentukan gramatur, densitas, kekuatan

tarik, persen perpanjangan putus, dan pengurangan bobot plastik per satuan luas

bidang gesek.

a. Penentuan Gramatur dan Densitas Plastik

Gramatur adalah nilai yang menunjukkan bobot plastik per satuan luas

plastik (g/m2). Densitas yaitu bobot plastik per satuan volume (g/m3).

gramatur (g/m2) = x

densitas (g/m3) =

Setelah dilakukan perhitungan berdasarkan rumus di atas, didapat data

sebagai berikut.

Jenis plastik Ulangan Gramatur

(g/m2)

Densitas

(g/m3)

PP1 28.23 6615579.30

2 28.24 7615143.99

PVC 1 15.47 11900

PP1 25.97 618333

2 30.38 723333.33

HDPE1 18.75 473484.84

2 21.6 519230.76

LDPE 1 26.27 858496.73

b. Penentuan Kekuatan Tarik dan Perpanjangan Putus

kekuatan tarik (kgf/cm2) = x

bobot contoh (g)

100 cm2

10000 cm2

1 m2

gramatur (g/m2)

tebal (m)

16

N

nilai beban tarik (kgf)

A (cm2)


perpanjangan putus (%) =

Setelah dilakukan perhitungan berdasarkan rumus di atas, didapat data

seperti tabel di bawah ini.

Jenis plastik UlanganKekuatan tarik

(kgf/cm2)

Perpanjangan putus

(%)

PP

horizontal1 881 18.9

2 146.83 28

vertikal1 5.65 55.6

2 5.65 56.75

PVC

horizontal1 51.76

2 52.4

vertikal1 52.4

2 52.97

PP

horizontal1 969.61 18.9

2 146.83 29.7

vertikal1 5.65 55.6

2 5.65 56.75

HDPE

horizontal1 16.2

2 40.5

vertikal1 54.05

2 54.05

LDPE

horizontal1 43.63 51.35

2 31.51 52.43

vertikal1 67.87 52.4

2 43.63 52.9

Panjang contoh uji (cm)

Perpanjangan contoh uji (cm)


c. Penentuan Ketahanan Gesek

ketahanan gesek dilaporkan sebagai pengurangan bobot plastik per satuan

luas bidang gesek (g/cm2). Luas bidang gesek ditentukan dengan rumus sebagai

berikut.

Luas permukaan bidang gesek(cm2) = 0.25 phi x (Dl2 – Dd2)

Dl = diameter luar bidang gesek

Dd = diameter dalam bidang gesek

Pada pengamatan saat praktikum, ada beberapa variabel yang tidak teramati

oleh praktikan. Nilai Dl dan Dd tidak teramati oleh sebagian kelompok. Namun

ada dua kelompok yang mengamati variabel ini.

Jenis plastik UlanganDl

(cm)

Dl

(cm)

Pengurangan bobot

per satuan luas

(g/cm2)

PP1 8 6.5 0.0012

2 8 6.5 0.000843

HDPE1 13.5 6.14 0.0000162

2 13.5 6.14 0.0000892

B. Pembahasan

Penentuan Gramatur dan Densitas Plastik. Densitas suatu jenis plastik

berperan dalam menentukan kualitas plastik khususnya kemampuan mudah

tidaknya ditembus oleh fluida. Berdasarkan hasil percobaan, LDPE memiliki

densitas tertinggi. Hal ini tidak relevan dengan teori yang ada. LDPE merupakan

singkatan dari Low Density Polyetilene yang berarti polietilen berdensitas rendah.

HDPE (High Density Polyetilen) yang seharusnya memiliki densitas lebih tinggi

dari LDPE, memberikan hasil yang berbeda saat praktikum. Diperoleh

berdasarkan pengamatan praktikum, HDPE berdensitas lebih rendah dari LDPE.


Data hasil percobaan menunjukkan bahwa PVC memiliki densitas terendah.

Padahal sifat fisik PVC yang cukup baik dalam kemampuannya untuk tidak

permeabel terhadap fluida seharusnya memberi hasil adanya densitas yang tinggi.

Percobaan kali ini kurang tepat untuk menentukan jenis plastik berkualitas

karena data yang didapat tidak akurat. Hal tersebut disebabkan oleh

kekurangtelitian praktikan saat melakukan praktikum.

Demikian pula penentuan gramatur untuk membuktikan bobot plastik

mengalami ketidaksinkronan. Hasil praktikum menyatakan bahwa PVC memiliki

nilai gramatur terendah. Ini tidak cocok dengan karakteristik PVC yang bersifat

kaku dan padat.

Sebagai ukuran plastik, satuan densitas lebih memungkinkan daripada

satuan gramatur. Hal ini dikarenakan densitas memiliki pengukuran yang lebih

teliti jika dibandingkan gramatur. Gramatur hanya membagi bobot plastik per

satuan luas sedangkan densitas membagi bobot per satuan volume. Pada satuan

gramatur, variabel tebal plastik diabaikan sehingga tidak termasuk dalam

perhitungan. Pengukuran tersebut tentu saja kurang teliti. Berbeda dengan satuan

densitas yang melibatkan tebal platik dalam perhitungan sebagai salah satu

komponen volum. Dalam pengukuran densitas, semua variabel termasuk ke dalam

perhitungan baik luas plastik, tebal plastik, dan bobot plastik.

Penentuan Kekuatan Tarik dan Perpanjangan Putus. Data hasil

praktikum memperlihatkan bahwa posisi plastik saat dilakukan uji kekuatan tarik

sangat berpengaruh. Plastik yang diletakkan secara horizontal memiliki

perpanjangan putus yang berbeda saat posisinya diubah menjadi vertikal. Plastik

dalam keadaan horizontal memiliki perpanjangan putus yang lebih rendah

dibanding saat posisi vertikal. Pada saat plastik berada dalam posisi horizontal,

paper tensile strength tester menarik ruang antar serat plastik. Plastik mudah

putus karena yang ditarik adalah antar rantai polimernya yang dihubungkan oleh

ikatan lemah van der waals (ikatan sekunder). Berbeda saat plastik dalam posisi

vertikal. Alat uji akan menarik atom-atom karbon rantai polimer plastik yang

dihubungkan oleh ikatan kovalen kuat sehingga sulit putus. Serat-serat plastik

tergolong elastis karena adanya zat aditif yang ditambahkan. Semua data

percobaan memberi hasil yang konsisten.


Secara keseluruhan (posisi vertikal dan horizontal), hasil praktikum

memperlihatkan HDPE memiliki perpanjangan putus paling tinggi yang berarti

jenis plastik HDPE sulit putus. Plastik ini memiliki sifat elastis dan kenyal

sehingga sulit terjadi sobekan. Zat aditif berupa zat peliat bisa ditambahkan

dalam plastik untuk menimbulkan efek elastisitas dan zat peneguh untuk memberi

sifat kaku.

Plastik dapat ditentukan sisi MD dan CD. Dikarenakan saat pembuatannya,

polimer berwujud cairan yang diekstruksi dengan tekanan melalui celah sempit

dengan lebar tertentu sehingga didapat plastik yang halus dan rata (Alok 1981).

Plastik cukup diterawang ke arah sumber sinar untuk menetukan posisi MD dan

CD.

Nilai kekuatan tarik pada praktikum ini tidak dapat dibandingkan. Hal itu

karena data yang ada tidak mencukupi. Perhitungan tidak dapat dilakukan sebab

tidak semua variabel yang diperlukan ada. Namun secara analisis, nilai kekuatan

tarik sebanding dengan perpanjangan putus. Kekuatan tarik menyatakan tenaga

yang diperlukan untuk menarik plastik per satuan luas. Semakin elastis suatu jenis

plastik, tenaga yang diperlukan semakin besar.

Penentuan Ketahanan Gesek. PVC menunjukkan ketahanan gesek yang

cukup baik berdasarkan hasil percobaan. Dari data didapat hingga seratus gesekan

PVC masih belum mengalami kerusakan. Ini berarti PVC sangat baik mutunya

dalam hal kepekaan gesekan dengan benda lain. Ketahanan gesek sangat

dipengaruhi oleh zat aditif yang ditambahkan sehingga plastik cenderung licin dan

halus. Zat aditif berfungsi meminimalisasi gesekan yang terjadi.

Secara umum, plastik sangat rentan terhadap gesekan terutama dari media

yang kasar. Jika gesekan terhadap plastik terjadi terus menerus maka akan timbul

goresan yang selanjutnya akan manjadi sobekan kecil.

Sisi felt dan roll sebuah plastik sangat sulit ditentukan. Hal ini disebabkan

tekstur kedua permukaan felt dan roll identik. Selain itu hasil pengujiannya pun

memberi hasil yang mendekati identik.

Uji Bakar. Beberapa jenis plastik sulit terbakar dan sebagian lain mudah

terbakar. PVC, LDPE, dan HDPE membentuk struktur arang yang tidak bisa

terbakar lagi (irreversible) jika dibakar. Jadi kecepatan rambatnya kecil. Berbeda


dengan PP yang masih tetap dapat terbakar kembali (reversible). Sehingga

memiliki kecepatan rambat yang tinggi.

Bau saat pembakaran disebabkan oleh reaksi pada gugus fungsional. Bau

klor pada PVC dikarenakan oleh gugus fungsi klorida dalam PVC. Bau parafin

menandakan tidak adanya gugus fungsional dalam monomer penyusun plastik

seperti pada HDPE, yakni etilen tidak mempunyai gugus fungsi aktif. Sedangkan

bau sangit disebabkan oleh gugus nitrogen.

Warna api yang ditimbulkan saat pembakaran tergantung pada monomer

penyusun plastik. Vinyl pada PVC menyebabkan warna api merah, dan asap putih

pada LDPE karena adanya klor. Plastik jenis HDPE dan LDPE mengandung etilen

yang jika dibakar akan menimbulkan warna api oranye. Warna pembakaran PP

terlihat jingga.

Uji Ketahanan Jatuh. Struktur PVC dan HDPE yang rapat dan kuat

menjadikan plastik jenis ini memiliki tingkat ketahanan jatuh yang tinggi.

Sedangkan plastik berstruktur lemah seperti LDPE dan PP mempunyai ketahanan

jatuh yang rendah. Plastik jenis ini sangat rentan untuk menahan beban-beban

berat.


IV. KESIMPULAN

Plastik adalah salah satu bahan kemasan yang sekarang banyak digunakan

karena sifatnya yang fleksibel. Sifat-sifat fisik seperti kekuatan tarik, tegangan

putus, ketahanan gesek, sifat pembakaran, ketahanan jatuh pada tiap jenis plastik

berbeda. Hal itu dikarenakan monomer-monomer yang menyusun plastik tidak

sama satu dengan lainnya.

Karakteristik fisik plastik tersebut sangat diperlukan untuk menentukan jenis

plastik yang akan digunakan sebagai bahan kemasan. Pemilihan jenis plastik yang

tidak tepat akan merusak produk yang dikemas. Plastik yang berkualitas baik ialah

plastik yang memiliki kekuatan tarik tinggi, elastis, ketahanan geseknya tinggi,

dan ketahanan jatuh yang tinggi pula. Plastik yang baik juga tidak menimbulkan

pencemaran. Hasil pembakaran plastik kerap membahayakan kesehatan karena

asap yang ditimbulkan adalah hasil reaksi kimi gugus fungsional penyusun

polimer plastik.


DAFTAR PUSTAKA

Bierley AW. 1988. Plastic Material Properties and Application. Chapman and

Hall Publishing. New York.

Allok H. 1981. Contemporary Polymer Chemistry. Prentice Hall. New Jersey.

Setyowati K. 2000. Pengemasan 1 Departemen teknologi Industri Pertanian

Fateta. IPB. Bogor.

Syarief. 1998. Petunjuk Laboratorium Teknologi Pengemasan. IPB. Bogor.

Bahan Kemasan Plastik

Documents

Transcript of Bahan Kemasan Plastik