penggunaan bahan plastik

5/13/2018 penggunaan bahan plastik - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/penggunaan-bahan-plastik 1/10

TUGAS MAKALAH PENGANTAR FISIKA BAHAN

Pengolahan Plastic (Polyethylene) Pada Pembuatan Wadah Makanan Dan

Perabot Rumah

Diusulkan oleh :

Frischa Marcheliana Wachid 1109100002

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2010



Pengolahan Plastic (Polyethylene) Pada Pembuatan Wadah

Makanan Dan Perabot R umah Bahan konvensional dan modern yang tidak awam bagi masyarakat bahkan di seluruh

bidang industri adalah Plastik. Bahan yang mencakup produk polimerisasi sintetik atau semi-

sintetik ini terbentuk dari kondensasi organik atau penambahan polimer dan terdiri dari zat lain.

Pada dasarnya, terdapat beberapa polimer diantaranya

Beberapa Polimer Penambahan Umum

Name(s) Formula Monomer Properties Uses

Polyethylene

densitas rendah

(LDPE)

±(CH2-CH2)n ± etilen

CH2=CH2 Lembut,lilin padat

Film

bungkus,

kantong

plastic

Polyethylene

densitas tinggi

(HDPE)

±(CH2-CH2)n ± etilen

CH2=CH2 Kaku, tembus padat

insulasi listrik

botol, mainan

Polypropylene

(PP) kelas yang

berbeda

±[CH2-

CH(CH3)]n ±

propilene

CH2=CHCH3

atactic: lembut,elastik

padat

isotactic:

keras,kuat,solid

mirip dengan

LDPE

,karpet, kain

pelapis

Poly(vinyl chloride)

(PVC)

±(CH2-

CHCl)n ±

Vinil Klorida

CH2=CHCl Kuat kaku padat

pipa, dinding,

lantai

Poly(vinylidene

chloride)

±(CH2-CCl2)n ± Viniledina

Klorida

padat, tinggi mencair

padat

seat covers,

films sarung



(A Saran ) CH2=CCl2 jok, film

Polystyrene

(PS)

±[CH2-

CH(C6H5)]n ±

stirene

CH2=CHC6H5

keras, kaku, jelas

padat

larut dalam pelarut

organik

mainan,

lemari

kemasan

(berbusa)

Polyacrylonitrile

(PAN, Orlon,

Acrilan)

±(CH2-

CHCN)n ±

akrilonitril

CH2=CHCN

tinggi mencair padat

larut dalam pelarut

organik

karpet,

selimut

pakaian

Polytetrafluoroethyl

ene

(PTFE, Teflon)

±(CF2-CF2)n ± tetrafluoroethina

CF2=CF2 tahan, mulus padat

non-stick

permukaan

insulasi listrik

Poly(methyl

methacrylate)

(PMMA, Lucite,

kaca)

±[CH2-

C(CH3)CO2C

H3]n ±

metil metakrilat

CH2=C(CH3)CO

2CH3

keras, transparan

padat

pencahayaan

meliputi,

tanda-tanda

skylight

Poly(vinyl acetate)

(PVAc)

±(CH2-

CHOCOCH3)n

±

vinil asetat

CH2=CHOCOC

H3

lembut, lengket padatlateks cat,

perekat

cis-Polyisoprene

Karet Alam

±[CH2-

CH=C(CH3)-

CH2]n ±

isoprena

CH2=CH-

C(CH3)=CH2

lembut, lengket padat

membutuhka

n vulkanisasi

untuk

penggunaan

praktis



Polychloroprene

(cis + trans)

(Neoprene)

±[CH2-

CH=CCl-

CH2]n ±

chloroprene

CH2=CH-

CCl=CH2

tangguh, kenyal padat

karet sintetis

oil resistant

tahan minyak

Namun, Pembahasan kali ini lebih dispesifikasikan pada polietilen.polietilen adalah suatu

bahan yang termasuk dalam golongan polimer. Polietilen sering dijumpai pada wadah makanan

minuman dan perabot rumah(rak plastik). Sifat fisika dari polietilen yaitu

Termoplastik.Termoplastik Merupakan jenis plastik yang bisa didaur-ulang/dicetak lagi dengan

proses pemanasan ulang. Bahan ini juga dikategorikan sebagai plastic komoditas diantaranya

sifat mekanik tidak terlalu bagus, tidak tahan panas aplikasinya seperti barang-barang elektronik,

pembungkus makanan, botol minuman. Berdasarkan jumlah rantai karbonnya 1000 ~ 3000

Plastik (polistiren, polietilen, dll). Jika polietilen diradiasi, maka bahan tersebut akan mengalami

perubahan strukturnya, yang pada umumnya akan terjadi perubahan sifat-sifat fisisnya.

Perubahan sifat- sifat fisis yang paling menonjol, adalah terjadinya pembentukan ikat silang.

Sejalan dengan pembentukan ikat silang, beberapa informasi yang dapat diperoleh, yaitu :

1. Harga Derajat kristalinitas, yang diuji dengan difraksi sinar-x.

2. Kekuatan tarik, diuji dengan peralatan mesin instron-500.

3. Titik leleh, diuji dengan alat DSC-40.

Pengaruh radiasi terhadap pembentukan ikat silang, lebih ditekankan pada permasalahan

yang berkaitan dengan struktur molekul, kekuatan tarik dan titik leleh.



A. Jenis dan cara produksi

Polietilen dibuat dengan jalan polimerisasi gas etilen, yang dapat diperoleh dengan member

hydrogen gas petroleum pada pemecahan minyak (nafta), gas alam atau asetilen. Polimerisasi

etilen ditunjukkan pada reaksi di bawah.

Yang digolongkan menjadi polietilen tekanan tinggi, tekanan medium dan tekanan rendah

oleh tekanan pada polimerisasinya, atau masing ± masing menjadi polietilen masa jenis rendah

(LDPE) dengan massa jenis 0,910 ± 0,926, polietilen massa jenis medium (MDPE) dengan

massa jenis 0,941 ± 0,965, menurut massa jenisnya, karena sifat ± sifatnya erat hubungannya

dengan massa jenisnya (kristalinitas). Termasuk polipropilen yang semua disebut polyolefin.

Sebagai tambahan, semuanya adalah polietilen dengan berat molekul rendah (1.000 ± 12.000),

polietilen dengan berat molekul sangat tinggi (1 ± 4 juta) demikian juga polietilen yang

dikopolimerkan, polietilen yang diikat silangkan dan polietilen dibusakan.

Berikut adalah penjelasan mengenai berbagai jenis polietilen yang diklasifikasikan

berdasarkan kepadatan dan percabangan molekulnya.

1) Polietilena bermassa molekul sangat tinggi (Ultra high molecular weight polyethylene)

(UHMWPE)

UHMWPE adalah polietilena dengan massa molekul sangat tinggi, hingga jutaan. Biasanya

berkisar antara 3.1 hingga 5.67 juta. Tingginya massa molekul membuat plastik ini sangat kuat,

namun mengakibatkan pembentukan rantai panjang menjadi struktur kristal tidak efisien dan

memiliki kepadatan lebih rendah dari pada HDPE. UHMWPE bisa dibuat dengan teknologi

katalis, dan katalis Ziegler adalah yang paling umum. Karena ketahanannya terhadap

penyobekan dan pemotongan serta bahan kimia, jenis plastik ini memiliki aplikasi yang luas.UHMWPE digunakan sebagai onderdil mesin pembawa kaleng dan botol, bagian yang bergerak

dari mesin pemutar, roda gigi, penyambung, pelindung sisi luar, bahan anti peluru, dan sebagai

implan pengganti bagian pinggang dan lutut dalam operasi.

2) Polietilena berdensitas tinggi (High density polyethylene) (HDPE)



HDPE dicirikan dengan densitas yang melebihi atau sama dengan 0.941 g/cm3. HDPE

memiliki derajat rendah dalam percabangannya dan memiliki kekuatan antar molekul yang

sangat tinggi dan kekuatan tensil. HDPE bisa diproduksi dengan katalis kromium/silika, katalis

Ziegler-Natta, atau katalis metallocene. HDPE digunakan sebagai bahan pembuat botol susu,

botol/kemasan deterjen, kemasan margarin, pipa air, dan tempat sampah.

3) Polietilena cross-linked (Cross-linked polyethylene) (PEX atau XLPE)

PEX adalah polietilena dengan kepadatan menengah hingga tinggi yang memiliki sambungan

cross-link pada struktur polimernya. Sifat ketahanan terhadap temperatur tingi meningkat seperti

juga ketahanan terhadap bahan kimia.

4) Polietilena berdensitas menengah (Medium density polyethylene) (MDPE)

MDPE dicirikan dengan densitas antara 0.926±0.940 g/cm3. MDPE bisa diproduksi dengan

katalis kromium/silika, katalis Ziegler-Natta, atau katalis metallocene. MDPE memiliki

ketahanan yang baik terhadap tekanan dan kejatuhan. MDPE biasa digunakan pada pipa gas.

5) Polietilena berdensitas rendah (Low density polyethylene) (LDPE)

LDPE dicirikan dengan densitas 0.910±0.940 g/cm3. LDPE memiliki derajat tinggi terhadap

percabangan rantai panjang dan pendek, yang berarti tidak akan berubah menjadi struktur kristal.

Ini juga mengindikasikan bahwa LDPE memiliki kekuatan antar molekul yang rendah. Ini

mengakibatkan LDPE memiliki kekuatan tensil yang rendah. LDPE diproduksi dengan

polimerisasi radikal bebas.6) Polietilena linier berdensitas rendah (Linear low density polyethylene) (LLDPE)

LLDPE dicirikan dengan densitas antara 0.915±0.925 g/cm3. LLDPE adalah polimer linier

dengan percabangan rantai pendek dengan jumlah yang cukup signifikan. Umumnya dibuat

dengan kopolimerisasi etilena dengan rantai pendek alfa-olefin (1-butena, 1-heksena, 1-oktena,

dan sebagainya). LLDPE memiliki kekuatan tensil yanglebih tinggi dari LDPE, dan memiliki

ketahanan yang lebih tinggi terhadap tekanan.

7) Polietilena berdensitas sangat rendah (Very low density polyethylene) (VLDPE)

VLDPE dcirikan dengan densitas 0.880±0.915 g/cm3. VLDPE adalah polimer linier dengan

tingkat percabangan rantai pendek yang sangat tinggi. Umumnya dibuat dengan kopolimerisasi

etilena dengan rantai pendek alfa-olefin.



B. . Sifat ± Sifat Polieten

Secara kimia polietilen merupakan parafin yang mempunyai berat molekul tinggi. Karena itu

sifat ± sifatnya serupa dengan sifat parafin. Terbakar kalau dinyalakan dan menjadi cair, menjadi

rata kalau dijatuhkan di atas air.

(1) Hubungan dengan massa jenis

Dengan cara polimerisasi etilen yang berbeda didapat struktur molekul yang berbeda

pula. Pada polietilen massa jenis rendah, molekul ± molekulnya tidak mengkristal secara baik

tetapi mempunyai banyak cabang. Di pihak lain, polietilen tekanan rendah kurang bercabang dan

merupakan rantai lurus, karena itu massa jenisnya lebih besar sebab mengkristal secara baik

sehingga mempunyai kristalinitas tinggi. Karena kristal yang terbentuk baik itu mempunyai gaya

antar molekul kuat, maka bahan ini memiliki kekuatan mekanik yang tinggi dan titik lunak yang

tinggi pula.

Tabel di bawah menunjukkan hubungan antara massa jenis dan sifat ± sifat lain

(2) Hubungan dengan berat molekul

Sifatnya cukup berubah oleh perubahan massa jenis. Kalau massa jenis (kristalinitas)

sama, sifat ± sifat mekanik dan mampu olahnya berbeda menurut ukuran molekul. Karena berat

molekul kecil, kecairannya pada waktu cair lebih baik, sedangkan ketahanan akan zat pelarut dan



kekuatannya menurun. Polietilen pada suhu tetap 190°C diekstruksi melalui lubang dengan

diameter 2,1 mm dan panjang 8 mm, memberikan 2161 g selama 10 menit. Jumlah yang

terekstruksikan dalam gram adalah indeks cair.

(3) Sifat ± sifat listrik

Polietilen merupakan polimer non polar yang khas memiliki sifat ± sifat listrik yang baik.

Terutama sangat baik dalam sifat khas frekuensi tinggi, banyak dipakai sebagai bahan isolasi

untuk radar, TV dan berbagai alt komunikasi. Akan mempunyai sifat lebih baik lagi jika massa

jenisnya lebih tinggi.

(4) Sifat ± sifat kimia

Polietilen adalah bahan polimer yang sifat ± sifat kimianya cukup stabil tahan berbagai

bahan kimia kecuali halida dan oksida kuat. Polietilen larut dalam hidrokarbon aromatik dan

larutan hidrokarbon yang terklorinasi di atas suhu 70°C, tetapi tidak ada pelarut yang dapat

melarutkan polietilen secara sempurna pada suhu biasa. Karena bersifat non polar, polietilen

tidak mudah diolah dengan merekat dan mencap. Perlu perlakuan tambahan tertentu seperti

oksidasi pada permukaan atau pengubahan struktur permukaannya oleh sinar elektron yang kuat.

Kalau dipanaskan tanpa berhubungan dengan oksigen, hanya mencair sampai 300°C, kemudian

terurai karena termal jika melampaui suhu tersebut. Tetapi jika dipanaskan dengan disertai

adanya oksigen akan teroksidasi walaupun baru 50°C. Karena polietilen lemah terhadap sinar UV, bahan anti oksida seperti turunan naftilamin atau bahan pengabsorb UV seperti serbuk

karbon, bensofenon, ester asam salisil, dicampurkan untuk memperbaiki ketahanan UV, perlu

menjadi perhatian karena polietilen akan retak di bawah pengaruh tegangan apabila berhubungan

dengan berbagai surfaktan, minyak mineral, alkali, alcohol, dsb.

(5) Permeabilitas gas

Film polietilen sangat sukar ditembus air, tetapi mempunyai permeabilitas cukup tinggi

terhadap CO2, pelarut organic, parfum, dsb. Polietilen massa jenis tinggi kurang permeabel

daripada polietilen dengan massa jenis rendah.



C. . Polietilen Keperluan Khusus

(1) Polietilen berat molekul rendah (1.000 ± 12.000)

Dapat diperoleh berbagai mutu mulai dari pelumas pada suhu sampai bahan dengan titik

cair 100°C tergantung pada massa jenis dan berat molekulnya. Dipergunakan untuk memperbaiki

mampu cetak dengan mencampur atau dipakai untuk membuat kertas tahan air, kain tanpa

tenunan, pelapis, dan seterusnya dengan jalan pelapisan. Dipakai juga untuk membebaskan

cetakan, permolisan, dsb.

(2) Polietilen berat molekul sangat tinggi (1 ± 4 juta)

Bahan ini sukar untuk diolah karena kecairannya yang buruk, walaupun agak lunak

dengan meningkatnya suhu. Tetapi bahan ini mempunyai ketahanan impak yang baik, ketahanan

abrasi sangat baik, mempunyai sifat mekanik yang baik dan pemelaran yang kecil pada suhu

sekitar 100°C.

(3) Polietilen berikatan silang

Jika secara antar molekul diikat silangkan oleh penyinaran sinar radioaktif, energy tinggi

seperti dengan sinar elektron, sinar beta, sinar gama, dan seterusnya, kekuatan tarik, ketahanan

retak ± tegangan menjadi lebih baik dan titik lunaknya meningkat (250°C).

(4) Polietilen busa

Jika polietilen diikat silangkan dan dibusakan, massa jenisnya bervariasi dari daerah yangcukup lebar. Maka bahan ini dapat dipergunakan untuk isolasi dan bahan akustik. Bahan busa

rendah dipakai sebagai pengganti bahan kayu.

D. Mampu Olah

Polietilen mudah diolah, maka dari itu sering dicetak dengan penekanan, injeksi, ekstruksi

peniupan dan dengan hampa udara. Perlu diperhatikan bahwa penyusutannya tinggi.

E. Masalah lingkungan

Penggunaan polietilena yang sangat luas menjadi masalah lingkungan yang amat serius.

Polietilena dikategorikan sebagai sampah yang sulit didegradasi oleh alam, membutuhkan waktu

ratusan tahun bagi alam untuk mendegradasinya secara efisien.



Pada bulan Mei tahun 2008, Daniel Burd, remaja Kanada berusia 16 tahun, memenangkan

Canada-Wide Science Fair di Ottawa setelah menemukan Sphingomonas, tipe bakteri yang

mampu mendegradasi polietilena. Bersama bakteri Pseudomonas, bakteri itu mampu

mendegradasi lebih cepat.

polyethylene memiliki titik lebur yang lebih rendah banyak

Pada tahun 1946, Earl Silas Tupper Wadah makanan dan minuman dikembangkan dalam upaya

untuk mengawetkan makanan dalam wadah plastik kedap udara. Dia menggunakan terak

polietilen diperoleh dari perusahaan DuPont. Dengan mempergunakan ketidak stabilan dari

unsur polyethylene slag yDu, ia memurnikannya dan meleburnya untuk menjadi suatu wadah

penyimpanan yang ringan, tidak mudah pecah untuk barang-barang seperti mangkuk, gelas,

piring dan bahkan topeng gas pada Perang Dunia II. Dimana kemudian ia merancang wadah

yang anti udara dan air.

Bahan-bahan lain yang terkandung dalam pembuatan wadah makanan adalah Polyethylene (PE),

Polyethylene Terephthalate (PET), Polypropylene (PP) atau Polyvinyl Chloride (PVC)

penggunaan bahan plastik

Documents

Transcript of penggunaan bahan plastik