haMAKALAH

PROSES INDUSTRI KIMIA I

PLASTIK

Disusun Oleh :

Muhammad Farid Usman (101013024)

Jimmy Rovent S (101011028)

Retno Tri Suryo Dadari (101013032)

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT SAINS & TEKNOLOGI AKPRIND

YOGYAKARTA

2012

1

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena rahmat dan hidayah-Nya

sehingga penyusun dapat menyelesaikan makalah dengan judul Plastik dengan baik.

Makalah ini disusun guna untuk memenuhi tugas mata kuliah Proses Industri kimia I yang harus

dipenuhi oleh mahasiswa Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri di Institut Sains dan Teknologi

AKPRIND Yogyakarta.

Selama pengerjaan makalah ini penyusun banyak mendapatkan bantuan dan dorongan dari

berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Bambang Kusmartono,selaku dosen mata kuliah Proses Industri Kimia I.

2. Orang tua yang telah mendukung dalam doa dan semangat.

3. Teman-teman teknik kimia yang telah membantu.

4. Semua pihak yang telah membantu yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Penyusun menyadari bahwa makalah ini masih banyak kekurangan dan kesalahan. Untuk itu

penyusun mengharapkan kritik dan saran yang menbangun untuk kesempurnaan makalah selanjutnya.

Dan semoga makalah ini bermanfaat bagi semua pihak. Akhir kata penyusun minta maaf apabila ada

salah kata dan terima kasih.

Yogyakarta, 19 April 2012

Penyusun

2

INTI SARI

Plastik merupakan bahan padat yang bersifat plastis dan non kristalin pada suhu biasa.

Dewasa ini penggunaan plastik sangat luas karena sifat kekerasannya, tahan terhadap air dan

pembuatanya yang mudah.

Plastik adalah senyawa polimer yang terbentuk dari polimerisasi molekul - molekul kecil

(monomer) hidrokarbon yang membentuk rantai yang panjang dengan struktur yang kaku dan

kondensasi yaitu suatu reaksi yang meliputi pembentukan zat yang disertai dengan pelepasan molekul

air. Plastik merupakan senyawa sintesis dari minyak bumi (terutama hidrokarbon rantai pendek) yang

dibuat dengan reaksi polimerisasi molekul-molekul kecil (monomer) yang sama , sehingga membentuk

rantai panjang dan kaku dan akan menjadi padat setelah temperatur pembentukkannya. Plastik memiliki

titik didih dan titik beku yang ragam, tergantung dari monomer pembentuknya. Monomer yang sering

digunakan adalah etena (C2H4), propena (C3H6), styrene (C8H8), vinil klorida, nylon dan karbonat

(CO3). Plastik merupakan senyawa polimer yang penamaannya sesuai dengan nama monomernya dan

diberi awalan poli-. Contohnya, Plastik yang terbentuk dari monomer - monomer propena, namanya

adalah polipropilena. Hampir semua plastik sulit untuk diuraikan. Plastik yang memiliki ikatan karbon

rantai panjang dan memiliki tingkat kestabilan yang tinggi, sama sekali tidak dapat diuraikan oleh

mikroorganisme.

3

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Plastik adalah senyawa polimer yang terbentuk dari polimerisasi molekul - molekul kecil

(monomer) hidrokarbon yang membentuk rantai yang panjang dengan struktur yang kaku. Plastik

merupakan senyawa sintesis dari minyak bumi (terutama hidrokarbon rantai pendek) yang dibuat dengan

reaksi polimerisasi molekul-molekul kecil (monomer) yang sama , sehingga membentuk rantai panjang

dan kaku dan akan menjadi padat setelah temperatur pembentukkannya. Plastik memiliki titik didih dan

titik beku yang ragam, tergantung dari monomer pembentuknya. Monomer yang sering digunakan adalah

etena (C2H4), propena (C3H6), styrene (C8H8), vinil klorida, nylon dan karbonat (CO3). Plastik

merupakan senyawa polimer yang penamaannya sesuai dengan nama monomernya dan diberi awalan

poli-. Contohnya, Plastik yang terbentuk dari monomer - monomer propena, namanya adalah

polipropilena. Hampir semua plastik sulit untuk diuraikan. Plastik yang memiliki ikatan karbon rantai

panjang dan memiliki tingkat kestabilan yang tinggi, sama sekali tidak dapat diuraikan oleh

mikroorganisme.

B. Tujuan

Pembuatan makalah ini bertujuan untunk mengetahui jenis-jenis, sifat-sifat dan proses pembuatan

plastik.

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Sifat plastik pada dasarnya adalah antara serat dan elastomer. Jenis plastik dan

penggunaannya sangat luas. Plastik yang banyak digunakan berupa lempeng, lembaran dan

film. Ditinjau dari penggunaannya plastik digolongankan menjadi dua yaitu plastik keperluan

umum dan plastik untuk bahan konstruksi (engineering plastics). Plastik mempunyai berbagai

sifat yang menguntungkan, diantaranya:

a. Umumnya kuat namun ringan.

b. Secara kimia stabil (tidak bereaksi dengan udara, air, asam, alkali dan berbagai zat

kimia lain).

c. Merupakan isolator listrik yang baik.

d. Mudah dibentuk, khusunya dipanaskan.

e. Biasanya transparan dan jernih.

f. Dapat diwarnai.

g. Fleksibel/plastis

h. Dapat dijahit.

i. Harganya relatif murah.

Plastik digolongkan menjadi 2 jenis berdasarkan kemudahannya untuk dibentuk ulang,

yaitu: Plastik Thermoset (Thermosetting Plastic), dan Plastik Thermoplas (Thermoplastic

Plastic). Plastik Thermoset biasanya lebih keras, lebih kuat, dan tidak mudah larut dalam cairan

larut, daripada Plastik Thermoplas.

Beberapa Contoh Plastik yang termasuk Thermoset :

- Phenolic

- Melamine

- Epoxy

Beberapa Contoh Plastik yang termasuk Thermoplas:

- Polietilena

5

- Vynil

- Polipropilena

- Polikarbonat

- Polistyrine

- Acrylics

- Nylon

Penggolongan plastik berdasarkan kemudahannya untuk dibentuk ulang, dinilai kurang

dikenal luas oleh masyarakat. Oleh karena hal itu, maka diperlukan suatu cara yang

memudahkan masyarakat untuk dapat mengenali plastik yang dipakai.

Plastik jenis Thermoplas (Thermoplastic Plastics) yang sering digunakan secara luas,

sangat banyak sekali jumlahnya. Untuk memudahkan kita mengidentifikasi jenis plastik yang

akan digunakan, biasanya terdapat kode- kode nomor dalam segitiga yang terletak pada bagian

bawah/ dasar dari plastik.

Beberapa jenis plastik, yaitu:

1. PETE/PET (PolyEthylene Terephthalate)

PETE atau PET (polyethylene terephthalate) biasa dipakai untuk botol plastik tembus

pandang/transparan seperti botol air mineral, botol minuman, botol jus, botol minyak

goreng, botol kecap, botol sambal, botol obat, dan botol kosmetik dan hampir semua

botol minuman lainnya. Untuk pertekstilan, PET digunakan untuk bahan serat sintetis

atau lebih dikenal dengan polyester. Penggunaan berulang kali terutama pada kondisi

panas akan menyebabkan melelehnya lapisan polimer dan keluarnya zat

karsinogenikSbO3 (Antimon Trioksida) dari bahan plastik tersebut, sehingga dapat

menyebabkan kanker untuk penggunaan jangka panjang.

Monomer : ethyl terephthalate

6

Unit ulang polimer :

2. V atau PVC (PolyVinyl Chloride)

PVC (polyvinyl chloride), yaitu jenis plastik yang paling sulit didaur ulang. Jenis

plastik PVC ini bisa ditemukan pada plastik pembungkus (cling wrap), untuk mainan,

selang, pipa bangunan, taplak meja plastik, botol kecap, botol sambal dan botol

sampo. PVC mengandung DEHA yang berbahaya bagi kesehatan. Makanan yang

dikemas dengan plastik berbahan dapat terkontaminasi karena DEHA melebur/ lumer

pada suhu -150C. DEHA juga mudah melebur jika terdapat kontak antara permukaan

plastik dengan minyak.

Monomer : Vinyl Chlorida

7

3. PolyEthylene

Poli etilen adalah bahan termoplastik yang kuat dan dapat dibuat dari yang lunak

sampai yang kaku. Ada dua jenis polietilen yaitu polietilen densitas rendah (low-

density polyethylene / LDPE) dan polietilen densitas tinggi (high-density polyethylene

/ HDPE).

Polietilen densitas rendah relatif lemas dan kuat, digunakan antara lain untuk

pembuatan kantong kemas, tas, botol, industri bangunan, dan lain-lain. Polietilen

densitas tinggi sifatnya lebih keras, kurang transparan dan tahan panas sampai suhu

1000C. Campuran polietilen densitas rendah dan polietilen densitas tinggi dapat

digunakan sebagai bahan pengganti karat, mainan anak-anak, dan lain-lain.

LDPE (Low Density PolyEthylene)

LDPE (low density polyethylene) yaitu plastik tipe cokelat (thermoplastic/dibuat dari

minyak bumi), biasa dipakai untuk tempat makanan, plastik kemasan, dan botol-botol

yang lembek. LDPE dipakai untuk tutup plastik, kantong / tas kresek dan plastik tipis

lainnya. Walaupun baik untuk tempat makanan, barang berbahan LDPE ini sulit

8

dihancurkan. Selain itu pada suhu di bawah 600C sangat resisten terhadap senyawa

kimia.

HDPE (High Density PolyEthylene)

HDPE (high density polyethylene) memiliki sifat bahan yang lebih kuat, keras, buram

dan lebih tahan terhadap suhu tinggi. HDPE biasa dipakai untuk botol kosmestik,

botol obat, botol minuman, botol susu yang berwarna putih susu, tupperware, galon

air minum, kursi lipat, dan jerigen, pelumas, dan lain-lain.

Walaupun demikian HDPE hanya direkomendasikan untuk sekali pakai, karena

pelepasan senyawa SbO3 (Antimon Trioksida) terus meningkat seiring waktu. Bahan

HDPE bila ditekan tidak kembali ke bentuk semula.

Monomer : etena (CH2 = CH2)

Polyetylene ada 2 jenis, yaitu linier dan bercabang dengan struktur sebagai berikut :

9

10

4. PP (PolyPropylene)

Plastik jenis PP (polypropylene) ini adalah pilihan bahan plastik terbaik, terutama

untuk tempat makanan dan minuman seperti tempat menyimpan makanan, tutup

botol, cup plastik, mainan anak, botol minum dan yang terpenting, pembuatan botol

minum untuk bayi. Bahan yang terbuat dari PP memiliki sifat yang elastis, yaitu

apabila ditekan akan kembali ke bentuk semula.

Monomer : propena (CH3 – CH = CH2)

Unit ulang polimer :

11

5. PS (Poly Styrene)

PS (polystyrene) biasa dipakai sebagai bahan tempat makan styrofoam, tempat

minum sekali pakai seperti sendok, garpu gelas, dan lain- lain. Polystyrene dapat

mengeluarkan bahan Styrene ke dalam makanan ketika makanan tersebut

bersentuhan. Bahan ini harus dihindari, karena berbahaya untuk kesehatan, selain itu

bahan ini sulit didaur ulang. Banyak negara bagian di Amerika sudah melarang

pemakaian tempat makanan berbahan styrofoam termasuk negara China.

Monomer : styrene

Reaksi :

12

6. Polimetil pentena (PMP)

Plastik poli metil pentena adalah plastik yang ringan dan melebur pada suhu 2400C.

Barang yang dibuat dari PMP bentuknya tidak berubah bila dipanaskan sampai 2000C

dan daya tahannya terhadap benturan lebih tinggi dari barang yang dibuat dari

polistiren.

Bahan ini tahan terhadap zat-zat kimia yang korosif dan tahan terhadap pelarut

organik, kecuali pelarut organik yang mengandung klor, misalnya kloroform dan

karbon tetraklorida. PMP cocok untuk membuat alatalat laboratorium dan kedokteran

yang tahan panas dan tekanan, tanpa mengalami perubahan, Barang-barang dari

bahan ini tahan lama.

7. Polyacetilen

Polyacetilen merupakan polimer terkonjugasi sederhana yang mempunyai dua

bentuk: yaitu bentuk cis dan trans polyacetilen.

Sedangkan pembuatan polyacetilen dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu

1. cara pemanasan

2. cara dopping

Polyacetilen bentuk trans dibuat dengan kondisi temperatur yang berbeda. Katalis

Ti(O-n-C4H9)4-(C2H5)3Al.

Temperatur (oC)  % trans

150 100

100 92,5

50 67,6

18 40,7

0 21,4

-18 4,6

-78 1,9

Temperatur yang menunjukan proses isomerisasi irreversibel dengan bentuk cis

terjadi pada temperatur yang lebih tinggi pada 145 oC menghasilkan bentuk trans.

13

Bentuk cis secara termodinamika kurang stabil dibandingkan dengan bentuk trans.

Pada temperatur tinggi, dan secara spontan isomer cis dapat berubah menjadi trans.

Konduktifitas polyacetilen dapat ditingkatkan dengan proses halogenasi. Struktur

polyacetilen dapat mengalami resonansi sehingga konduktifitasnya menjadi lebih

besar. Adanya resonansi pada poliasetilen menyebabkan material dapat

menghantarkan arus listrik.

Bila klorin ditambahkan pada film, ternyata tidak menghasilkan spektrum garis, tetapi

reaksi adisi klorin menghasilkan spektrum polyacetilen yang jelas. Sekarang dikenal

doping-induced pita IR yang disusun dari 3 pita yaitu pada 1397, 1288 dan 888 cm-1,

absorbsi kuat jelas dibanding undoped polymer.

8. OTHER

Untuk jenis plastik Other ini ada 4 jenis, yaitu : SAN (styrene acrylonitrile), ABS

(acrylonitrile butadiene styrene), PC (polycarbonate), dan Nylon. SAN dan ABS

memiliki resistensi yang tinggi terhadap reaksi kimia dan suhu, kekuatan, kekakuan,

dan tingkat kekerasan yang telah ditingkatkan sehingga merupakan salah satu bahan

plastik yang sangat baik untuk digunakan dalam kemasan makanan ataupun

minuman. Biasanya terdapat pada mangkuk mixer, pembungkus termos, piring, alat

makan, penyaring kopi, dan sikat gigi, sedangkan ABS biasanya digunakan sebagai

bahan mainan lego dan pipa.

PC atau Polycarbonate dapat ditemukan pada botol susu bayi, gelas anak batita (sippy

cup), botol minum polikarbonat, dan kaleng kemasan makanan dan minuman,

termasuk kaleng susu formula. Dapat mengeluarkan bahan utamanya yaitu Bisphenol-

A ke dalam makanan dan minuman yang berbahaya bagi kesehatan sehingga

dianjurkan untuk tidak digunakan sebagai tempat makanan ataupun minuman.

Ironisnya banyak botol susu yang terbuat dari PC dan sangat mungkin mengalami

proses pemanasan untuk tujuan sterilisasi dengan cara merebus, dipanaskan dengan

microwave, atau dituangi air mendidih atau air panas.

Sifat polimer konduktif

14

Polimer semikonduktif dan konduktif adalah polimer terkonjugasi yang menunjukkan

perubahan ikatan tunggal dan ganda antara atom-atom karbon pada rantai utama polimer. Ikatan

ganda diperoleh dari karbon yang memiliki empat elektron valensi, namun pada molekul

terkonjugasi hanya memiliki tiga (kadang-kadang dua) atom lain. Elektron yang tersisa

membentuk ikatan π, elektron yang terdelokalisasi pada seluruh molekul. Suatu zat dapat bersifat

polimer konduktif jika mempunyai ikatan rangkap yang terkonjugasi. Contoh dari polimer

terkonjugasi adalah plastik tradisonal (polyethylen), sedangkan polimer konduktif antara lain :

polyacetilen, polpyrol, polytiopen, polyaniline dan lain lain. Indonesia merupakan salah satu

penghasil biji plastik untuk jenis Polypropylene atau PP dan High Density PolyEthylene atau

HDPE.

Polimer konduktif dapat dibuat dari polyacetilen.

15

BAB III

PROSES PEMBUATAN PLASTIK

a. Injection Molding

Injection molding adalah metode pembentukan material termoplastik dimana

material yang meleleh karena pemanasan diinjeksikan oleh plunger ke dalam

cetakan yang didinginkan oleh air sehingga mengeras. Meskipun banyak variasi

dari proses dasar ini, 90 persen injection molding adalah memproses material

termoplastik. Injection molding mengambil porsi sepertiga dari keseluruhan resin

yang dikonsumsi dalam pemrosesan termoplastik. Sekarang ini bisa dipastikan

bahwa setiap kantor, kendaraan, rumah, pabrik terdapat barang-barang dari plastik

yang dibuat dengan cara injection molding, misalnya pesawat telepon, printer,

keyboard, mouse, rumah lampu mobil ,dashboard, reflektor, roda gigi, helm,

televisi, sisir, roda furnitur, telepon seluler, dan masih banyak lagi yang lain.

Termoplastik dalam bentuk butiran atau bubuk ditampung dalam sebuah hopper

kemudian turun ke dalam barrel secara otomatis (karena gaya gravitasi) dimana ia

dilelehkan oleh pemanas yang terdapat di dinding barrel dan oleh gesekan akibat

perputaran sekrup injeksi. Plastik yang sudah meleleh diinjeksikan oleh sekrup

injeksi (yang juga berfungsi sebagai plunger) melalui nozzle ke dalam cetakan

yang didinginkan oleh air. Produk yang sudah dingin dan mengeras dikeluarkan

dari cetakan oleh pendorong hidraulik yang tertanam dalam rumah cetakan

16

selanjutnya diambil oleh manusia atau menggunakan robot. Pada saat proses

pendinginan produk secara bersamaan di dalam barrel terjadi proses pelelehan

plastik sehingga begitu produk dikeluarkan dari cetakan dan cetakan menutup,

plastik leleh bisa langsung diinjeksikan.

Molding Area Diagram

Jendela proses atau juga disebut Molding Area Diagram adalah sebuah indikator

seberapa jauh kita bisa memvariasikan proses dan masih bisa membuat produk

yang memenuhi syarat. Idealnya jendela proses cukup lebar sehingga bisa

mengakomodasi variasi alami yang terjadi selama proses injeksi. Jika jendela

proses terlalu sempit maka ada risiko menghasilkan produk yang cacat akibat

variasi proses injeksi berada di luar jendela. Jendela proses berbeda-beda untuk

tiap resin karena masing-masing resin memiliki titik leleh (temperatur transisi

gelas, Tg) yang berbeda-beda. Jika temperatur proses terlalu rendah maka ada

kemungkinan material tidak meleleh dan jika meleleh maka viskositasnya sangat

tinggi sehingga memerlukan tekanan injeksi yang sangat tinggi. Jika tekanan

injeksi terlalu tinggi maka akan menimbulkan flash atau burr pada garis pemisah

cetakan akibat gaya pencekaman lebih kecili dari tekanan injeksi. Dan jika

temperatur proses terlalu tinggi maka material akan mengalami kerusakan atau

terbakar.

17

Keuntungan :

1. Leluasa dalam mendesain bentuk-bentuk produk berongga, berdinding tipis ataupun tebal

dan berbentuk batang atau pipa

2. Kekakuan produk lebih tinggi akibat adanya ruang kosong (momen inersia polar lebih

tinggi)

3. Memerlukan jumlah gate lebih sedikit sehingga mengurangi weldline

4. Tidak ada cacat sinkmark pada produk-produk yang tebal

5. Tekanan injeksi dan pemadatan yang lebih rendah

6. Distribusi tekanan pemadatan lebih merata

7. Siklus injeksi lebih cepat akibat waktu pendinginan yang lebih singkat.

Produk yang lebih ringan

b. Ekstrusi

Bijih plastik (pellet) yang dilelehkan oleh sekrup di dalam tabung yang

berpemanas secara kontinyu ditekan melalui sebuah orifice sehingga

menghasilkan penampang yang kontinyu.

c. Thermoforming

Lembaran plastik yang dipanaskan ditekan ke dalam suatu cetakan.

d. Blow Molding

Biji plastik (pellet) yang dilelehkan oleh sekrup di dalam tabung yang berpemanas

secara kontinyu diekstrusi membentuk pipa (parison) kemudian ditiup di dalam

cetakan.

18

DAFTAR PUSTAKA

Strong, A. Brent (2006). "Plastics: Materials and Processing". Pearson Prentice Hall

R.J. Crawford (2002). “Plastic Engineering”. Buttenworth-Heinemann

Charles A. Harper (2000). “Modern Plastic Handbook”. McGraw-Hill

www.Chem-Is-Try.Org/ Jenis-Jenis Utama Plastik dan Cara Pembuatan Plastik

http://id.wikipedia.org/wiki/Injection_molding.

19

20