MATERIAL PROPERTIES PAPER 2

Samuel Budhi Setyanto

1206217950

Teknik Sipil

NORSOREX

1. FORCES

Seperti telah dibahas pada paper sebelumnya, Norsorex atau bahan dasarnya yaitu

Polynorbornene memiliki daya absorbsi yang tinggi bahkan hingga tiga puluh kali dari beratnya

sendiri. Adapun proses solidifikasi hidrokarbon yang telah diabsorp oleh serbuk polynorbornene

tersebut menggunakan gaya Van der Waals, dimana termasuk gaya dipol Keesom, Debye, dan

juga gaya London.

Polimer ini memiliki gaya gesek yang tinggi. Contohnya, jika polimer ini bergesekan

dengan polished steel, koefisien geseknya sebesar 1,06. Nilai ini bisa semakin tinggi, tergantung

dengan benda yang bergesekannya. Koefisien gesek ini bisa bernilai lebih dari 2.

2. STRESSES

Adapun polimer ini memiliki kekuatan yang sangat tinggi, karena mamppu menahan

kekuatan 50 MPa (Megapascal) atau sebanding dengan mampu menahan gaya 50.000.000

Newton atau 510204,1 kg beban per satu meter persegi luasan. Angka ini cukup tinggi untuk

disandingkan dengan beton yang pada umumnya dibuat di laboratorium departemen yang hanya

sekitar 30 MPa. Polimer ini pada suhu yang tinggi dengan tingkat tegangan yang tinggi akan

mengalami creeping karena lifetime of entanglements-nya terbatas.

3. DEFORMATION

Polynorbornene merupakan elastomer (polimer yang memiliki Modulus Young yang

rendah dan memiliki tingkat kegagalan regangan yang tinggi) yang merupakan shape-

memorizable polymer. Adapun shape-memorizable polymer adalah sebuah polimer pintar atau

smart polymer yang dapat kembali dari deformed state (bentuk perantaranya) menjadi

bentuknya seperti semula. Adapun modulus plateau dari polimer ini atau jumlah energi yang

tersimpan selama deformasi yang dimiliki polimer ini cukup rendah yaitu, sekita 1 Mpa dan sulit

untuk berubah.

Sebagai contoh, polimer ini akan mengalami deformasi atau perubahan formasi jika

polimer ini melakukan penyerapan atau absorbsi terhadap berbagai jenis hidrokarbon. Dari

bentuknya yang merupakan serbuk, polimer ini akan bereaksi dengan hidrokarbon berbentuk

cair, seperti minyak mentah, dll., lalu akan berubah kembali menjadi bentuk padat atau solid

setelah rentang waktu tertentu.

4. STRAINS

Polimer ini memiliki nilai modulus Young yang tidak terlalu besar, sehingga dapat

menyebabkan kegagalan regangan yang terjadi atau diaplikasikan terhadapnya. Polimer ini tidak

relatif tidak tahan terhadap regangan.

5. STIFFNESS

Dengan besarnya nilai massa molekular, modulus Young dari polimer ini, yaitu

polynorbornene sebagai bahan dasar Norsorex, menjadi kecil. Dengan kecilnya angka modulus

Young dari polimer ini, maka Polynorbornene walau dapat menyerap vibrasi, ia juga relatif stiff

dan rigid. Stiffness juga bertambah ketika polimer ini menyerap plasticizer-nya, seperti minyak

bumi, dll.

6. DUCTILITY

Berlawanan dengan stiffness, ketika polimer ini melakukan salah satu fungsi utamanya,

yaitu absorpsi, maka tingkat ductility dari polynorbornene akan berkurang, akibat filler yang

diserap oleh polimer tersebut.

7. FRACTURE

Masih berhubungan dengan modulus Young, karena polimer ini relatif tidak tahan

terhadap regangan, maka ketika polimer ini mengalami pemanjangan hingga sampai pada titik

patahnya, maka polimer ini akan mengalami fracture.

8. PROPERTIES

a. Physical Properties

Polimer ini memiliki massa jenis sebesar 0,96 g/cm3 dan bulk density sebesar

0,3-0,4 g/cm3. Adapun perbandingan antara massa jenisnya terhadap massa jenis

refrensi H2O atau biasa disebut sebagai specific gravity adalah sebesar 0,91047 pada

suhu 60oF. Adapun ukuran partikel dari Polynorbornene adalah sekitar 800 µm. Polimer

ini memiliki physical state dalam bentuk padat atau serbuk dan berwarna putih.

Polynorbornene memiliki tingkat bau yang sangat rendah, yaitu 0,25 mg/m3 udara.

Polimer ini memiliki ciri yang sangat khas, hingga ia dikategorikan menjadi

elastomer. Pada sebuah percobaan dua buah bola karet yang mengandung campuran

norsorex dan tidak diberi campuran, walau berbentuk dan terlihat sama, ketika kedua

bola dijatuhkan dari ketinggian tertentu, bola karet yang mengandung Norsorex tidak

memantul. Hal ini unik karena dengan nilai modulus Young-nya yang rendah, dan

benda sangat elastis, bola yang mengandung Norsorex tidak memantul. Hal ini

dikarenakan polimer ini menyerap energi dengan baik, seperti vibrasi atau getaran.

Itulah sebabnya polimer ini sering digunakan sebagai material anti-vibration.

Secara mekanis, ada beberapa spesifikasi mekanis dari polimer ini. Shore

hardness dari polimer ini adalah sebesar 3 hingga 90 Shore A. Adapun rebound atau tan

delta-nya sebesar 1-90% atau lebih besar dari tiga (>3). Polimer ini memiliki kekuatan

yang tinggi, yaitu sebesar 50MPa atau lebih, tetapi memiliki tingkat kekerasan yang

rendah. Polimer ini juga memiliki resistensi terhadap abrasi yang cukup tinggi, yaitu

sebesar 35 mm3, sedangkan koefisien gesek antara norsorex dengan polished steel

adalah sebesar 1,06 atau lebih.

b. Thermal Properties

Polynorbornene atau Norsorex memiliki temperatur dekomposisi pada suhu di

atas 200oC. Polimer ini harus disimpan pada tempat yang kering, gelap, dengan suhu

antara -5oC hingga 30oC. Perubahan suhu tidak mempengaruhi fase material. Tapi ketika

suhu sudah berada di luar suhu optimum, atas di atas 45oC, maka Norsorex akan

mengalami reaksi dengan oksigen dan berubah warna dari putih menjadi kuning.

Kemudian, kemampuan absorpsi dari polimer ini dapat berkurang dan terjadilah

percepatan penurunan waktu paruh atau terjadinya penuaan polimer.

Tipe dan jumlah plasticizer mempengaruhi keta hanan polimer ini terhadap

suhu yang rendah. Adapun tipe plasticizer yang paling bagus agar polimer ini memiliki

ketahanan suhu yang baik adalah material yang memiliki volabilitas yang tinggi. Karena

beragamnya tipe, maka suhu transisi menjadi dapat beragam dengan rentang yang

sangat lebar, tergantung tipe plasticizer nya.

Polimer ini, dalam bentuk bubuk organik dengan jumlah yang besar, dapat

menyebabkan ledakan secara otomatis, bila berada pada suhu yang tinggi, yaitu di atas

174oF. Dalam kondisi terbakar, kita perlu mengingat bahwa sifatnya yang hidrofobik

menyebabkan polimer ini mengapung di air dan dapat menyebabkan penyebaran api.

Adapun hasil pembakarannya dapat meghasilkan karbon monoksida, karbon dioksida,

aldehida, dan keton.

d. Chemical Properties

Seperti sudah dibahas sebelumnya pada bagian struktur, polimer ini stabil

untuk diisi dengan berbagai macam plasticizer bahkan dalam jumlah yang besar.

Namun, perlu diperhatikan agar polimer ini tidak disimpan dekat dengan plasticizer

karena serbuknya dapat langsung melakukan absorpsi.

Selain itu, polimer ini juga harus dihindarkan dari senyawa-senyawa yang

merupakan agen oksidator yang kuat, karena Norsorex tersebut dapat langsung bereaksi

dalam kondisi reaksi eksotermal. Norsorex memiliki pH mendekati netral, tepatnya 7,10

hingga 7,81.

9. ELECTROMAGNETIC

Polimer ini memiliki ketahanan untuk diisi atau dicampurkan dengan material atau

senyawa yang konduktif.

10. ACOUSTIC

Kedua, Norsorex juga diaplikasikan sebagai bahan anti-getaran. Norsorex memiliki

sistem pelembaman yang menyerap energi getaran dan mengubahnya menjadi energi panas.

Norsorex mampu memiliki loss factor dengan nilai tangen δ >3.

11. BIOLOGICAL

Polimer ini bukanlah material yang biodegradable, sehingga ia tidak akan dengan

mudah terurai secara alami. Namun, Norsorex tidak akan mengganggu kandungan mineral dan

rasa dari air mineral. Selain itu, Norsorex tidaklah berbahaya terhadap hewan-hewan perairan,

berdasar pada penelitian terhadap opossum shrimp dan inland silverside fish (48-hr LC50: >

100000 ppm, 96-hr LC50: >100000 ppm). Dalam tanah, Norsorex secara praktis tidak dapat

melakukan mobilitasnya. Norsorex tidak beracun (LD50: >11g/kg, oral, rats), tidak berbahaya

bagi fauna air, dan tidak mutagenik.

Walau pada dasarnya tidak berbahaya, ketika polimer ini dibakar dan melewati suhu

dekomposisinya, yaitu 200oC, polimer ini dapat menghasilkan berbagai macam senyawa

berbahaya dan tentunya akan terjadi ledakan.

REFRENSI :

S. Kensuke, K. Toshiji, T. Toshisada, Crystal Structure of Polynorbornene, Department of Material Science

and Engineering, Fukui University, 1992.

Wu, X. Q., "Fabrication of microchannels using polynorbornene photosensitive sacrificial materials,"

Journal of the Electrochemical Society, Vol. 150, no.9, H205-H213 (September 2003).

Norsorex Introduction, Astrotech Advanced Elastomerproducts GmbH, 2010.

Technical Data Sheet Norsorex NS, Astrotech Advanced Elastomerproducts GmbH, 2011.

Norsorex Technology Basics, Astrotech Advanced Elastomerproducts GmbH.

http://www.epa.gov/oem/content/ncp/products/norsorex_apx.htm

http://www.airbank.it/en/prodotto_c/28/p/NORSOREX_APX.htm

http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/aldrich/453056?lang=en&region=ID

http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00289-007-0734-4#page-1

http://astrotech.at/index.php/norsorex-details.html

http://sanyocorp.com/wp-content/uploads/2013/03/Absorption-data-NORSOREX-APX.pdf

http://jes.ecsdl.org/content/150/9/H205.abstract