POLIMER & KOMPOSIT

TUGAS

Diajukan guna melengkapi tugas polimer & komposit yang pertama dan salah satu

syarat untuk menyelesaikan Program Studi Teknik (S1) dan mencapai gelar

Sarjana Teknik

Oleh

Achmad Hadi Kurniawan

NIM 071910101022

TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS JEMBER

2008

PROSES PEMBUATAN PLASTIK

I. PENDAHULUAN

Dewasa ini, pemakaian plastik sebagai bahan komponen kendaraan

bermotor, peralatan listrik, peralatan rumah tangga, dll. semakin meningkat.

Peningkatan ini tentu saja karena plastik mempunyai karakteristik dan

kelebihan-kelebihan, misalnya : lentur, mempunyai daya serap yang tinggi

terhadap beban kejut (impact load) dan getaran (vibration), tahan karat, mudah

dibentuk, murah, dll.

II. DEFINISI PLASTIK

Plastik ialah salah satu bahan baku yang diperoleh melalui proses sintesis

dari berbagai bahan mentah, yaitu : minyak bumi, gas bumi dan batu bara.

Plastik juga dapat dinamakan bahan organik karena terdiri dari persenyawaan-

persenyawaan karbon, kecuali plastik silikon yang mengandung silicium sebagai

pengganti karbon (silicium secara kimiawi mirip dengan karbon).

Plastik juga disebut sebagai bahan berstruktur makro molekuler karena

bahan tersebut terdiri dari molekul-molekul yang besar (makro).

III. STRUKTUR POLIMER PLASTIK

Semua plastik (kecuali plastik-silikon) terdiri dari persenyawaan karbon

yang membentuk molekul makro. Disamping karbon, masih terdapat elemen-

elemen lain yang terkandung didalam plastik, yaitu : Hidrogen, Oksigen,

Nitrogen, Chlor dan Fluor. Oksigen dan Hidrogen berasal dari bahan mentah

(minyak bumi, gas bumi dan batubara). Udara dan air adalah sumber dari

Hidrogen, Oksigen dan Nitrogen. Sedangkan Chlor dan Fluor berasal dari

garam-garaman (misalnya : NaCl).

Secara umum, fabrikasi dari plastik terdiri atas 2 tahap, yakni :

1. Sintesis dari persenyawaan-persenyawaan organik yang mampu bereaksi.

Persenyawaan-persenyawaan tersebut berstruktur molekular tunggal (monomer)

2. Penyatuan molekul tunggal yang mampu bereaksi menjadi molekul makro.

Substansi semacam ini umumnya disebut dengan polimer. Dalam reaksi

penyatuan tersebut beribu-ribu molekul tunggal dari monomer yang berbentuk

gas maupun cair mengikatkan diri satu dengan lainnya menjadi satu molekul

makro dari polimer yang berbentuk padat. Proses pengikatan dari dapat

berlangsung dalam 3 macam, yakni : Polimerisasi, Polikondensasi dan Poliadisi.

Pada Polimerisasi terbentuk molekul-molekul makro yang berbentuk

benang yang membelit satu dengan lainnya (tampak seperti benang ruwet).

Ketidakteraturan susunan ini dinamakan dengan amorpha. Sebagian molekul-

molekul makro dapat memiliki susunan teratur, yakni : susunan satu arah.

Susunan yang demikian ini disebut dengan susunan kristalik. Jadi, dengan

demikian plastik yang memiliki molekul-molekul makro yang sebagian tersusun

secara amorphik dan yang lain tersusun secara kristalik disebut dengan plastik

bersusunan kristalik-sebagian. Salah satu ciri dari plastik amorphik yakni :

tembus pandang seperti kaca sedangkan plastik kristalik-sebagian itu

mempunyai ciri tidak tembus pandang (seperti “santen”-dalam bahasa jawa).

Melalui proses Polikondensasi dan Poliadisi akan diperoleh molekul-

molekul makro yang tidak lagi saling membelit tetapi saling mengikatkan diri

secara stereometrik (3D) yang seolah-olah menyerupai sebuah jala. Tempat-

tempat pengikatan diri tersebut dapat berjarak pendek maupun panjang.

Jadi dapat ditarik kesimpulan bahwa plastik terdiri dari molekul-molekul makro

yang berbentuk benang. Molekul-molekul makro tersebut tersusun secara

amorphik, kristalik-sebagian atau jaringan jala.

IV. JENIS-JENIS PLASTIK

1. Thermoplast

Thermoplast mempunyai susunan molekul benang ruwet dan tanpa ikatan.

Molekul-molekul makro bersatu karena adanya gaya yang berasal dari gesekan

dan belitan antar molekul. Plastik semacam ini sangat mudah mengalami

deformasi (perubahan bentuk) apabila terkena gaya yang relatip kecil karena

posisi-posisi molekul mudah bergeser. Susunan molekul yang semula seperti

benang ruwet apabila terkena gaya akan berubah secara teratur (searah dengan

gaya). Pada temperatur ruang, gaya lekat antar molekul ini relatip besar, artinya

: plastik thermo (thermoplast) keras. Dengan naiknya temperatur maka

berkuranglah gaya lekat antar molekul, belitan molekul mengendorkan dari dan

plastik menjadi elastis. Apabila dipanaskan lebih lanjut maka molekul-molekul

makro akan mudah bergerak, artinya plastiknya menjadi lunak dan akhirnya

mencair. Pada proses pendinginan plastik yang mula-mula berada dalam

keadaan cair melalui tahap lunak dan elastis menjadi material keras. Perubahan

keadaan ini dapat diulangi tanpa batas. Berdasarkan sifat mampu diubah melalui

pemanasan tersebut, jenis plastik ini dinamakan dengan thermoplast

(thermoplast = panas-bahasa Yunani).

2. Duroplast

Duroplast terdiri dari molekul-molekul makro yang membentuk susunan jala

yang rapat. Susunan jala ini terbentuk berdasarkan gaya sambung kimiawi.

Gaya sambung kimiawi tersebut apabila mengalami kenaikan temperature maka

akan mengecil. Meskipun demikian, pada temperatur tertentu susunan jala yang

rapat ini akan mengalami kerusakan dan apabila didinginkan kembali ke

temperature semula jala yang telah mengalami kerusakan tidak akan kembali ke

susunan atau bentuk semula. Jenis plastik ini apabila dipanaskan maka sifat-sifat

mekanisnya hanya mengalami sedikit perubahan. Oleh karena itu jenis plastik

ini dinamakan dengan duroplast (duros = keras-bahasa Yunani). Sebelum

dikerjakan dilakukan “pembongkaran susunan jala” (umumnya pencairan) pada

duroplast dan dikeraskan serta kemudian melalui pemanasan ataupun

pungurangan (penurunan) kekerasan dilakukan pengerjaan akhir (pembentukan

ke bentuk yang diinginkan).

3. Elastomer

Elastomer terdiri dari molekul-molekul makro yang membentuk susunan jala

yang renggang. Susunan jala yang renggang ini terbentuk berdasarkan gaya fisik

(yaitu : gaya gesek dan belitan) dan gaya sambung kimiawi yang terdapat pada

ikatan-ikatan antara dua molekul makro. Ikatan antara dua molekul makro pada

elasthomer memiliki jarak satu dengan lainnya yang relatip besar bila

dibandingkan dengan duroplast. Kedua jenis gaya itulah (Fisik dan kimiawi)

yang menentukan sifat dari elastomer, yaitu : molekul-molekul makro yang

tersusun “ruwet” dapat diluruskan dengan sebuah gaya dan apabila gaya

tersebut dihilangkan maka susunan molekul makro akan kembali ke susunan

semula, yaitu : susunan “ruwet”. Sifat elastik seperti pada karet inilah yang

menjadi alasan mengapa jenis plastik ini dinamakan elastomer.

Tetapi meskipun demikian, apabila elastomer dipanaskan melebihi batas

temperatur yang diizinkan dan kemudian didinginkan lagi maka elastomer akan

rusak seperti pada duroplast.

V. PEMILIHAN BAHAN PLASTIK

Untuk mendapatkan produk yang sesuai dengan sifat-sifat fisik yang diinginkan

bentuk desain produk, luas penampang, ketebalan, insert yang panjang, tuntutan

ukuran(toleransi) yang harus dipenuhi dan pemilihan material merupakan faktor

yang berpengaruh. Dalam hal ini penentuan bahan dari macam-macam plastic

sangatlah dibutuhkan. Dibawah ini merupakan contoh dari macam-macam

plastic:

1. Optical brighteners (bahan pencerah)

MB KCB PP adalah salah satu produk kami yang berfungsi sebagai agen

additive untuk membuat cerah atau bright, untuk diaplikasikan ke industri

plastik injeksi, sheet, film, extruder dll.

2. Stiffness agent

Micro Powder dan Gel Mpp/MT adalah bahan additive untuk

polymer/plastic/karet yang berfungsi untuk membuat produk menjadi

keras/Stiff.

3. MB 5932 (One Pack Additive)

MB 5932 adalah salah satu bahan additive dalam satu kemasan (One

Packaging Additive) yang terdiri dari beberapa bahan additive, yang berfungsi

sebagai Anti Sealing, Top Clud-nya menjadi bagus, Tahan pecah atau Banting

dan membuat produk plastik menjadi lebih bening/transparant/clear.

4. Pewangi plastic (Parfume Plastic)

Parfume Plastic dipakai pada industri plastic daur ulang/recycle, dapat juga

diaplikasikan pada product jadi/plastic manufacturer. Fungsi utamanya adalah

untuk menghilangkan bau plastik yang gosong, bau plastik pada sampah daur

ulang, bau gosong karena terkena tekanan panas temperatur tinggi.

5. Flame Retardant

Solaris FR 10-2 adalah bahan additive yang ditambahkan kekompon plastik

supaya tidak mudah terbakar/menyala. Sangat cocok dipakai di industri

pembuatan kabel-kabel listrik, elektro, elektronik dll. Dapat juga dipakai

dalam industri pembuatan komponen pesawat terbang, supaya jika terjadi

kebakaran, bahan yang terbakar tersebut mudah mati.

6. Mould Release agent

Kluger Sil 75 adalah salah satu nama dagang dari beberapa type yang ada.

Fungsi utamanya adalah sebagai bahan untuk Release Agent, sehingga bahan

baku (plastik-polymer-karet) yang ada tidak lengket pada Mould. Bahan

additive ini sangat cocok dipakai pada proses injeksi plastik, sebagai

pengganti spary/semprotan.

Keterangan Gambar :

1. 2. 3.

4. 5. 6.

VI. PENGERTIAN PLASTIC MOLDING (MOLD PLASTIK)

Secara umum pengertian Plastic molding adalah Proses pembentukan suatu

benda atau produk dari material plastik dengan bentuk dan ukuran tertentu yang

mendapat perlakuan panas dan pemberian tekanan dengan menggunakan alat

bantu berupa cetakan atau Mold. Mold plastik pada prisipnya adalah suatu alat

(tool) yang digunakan untuk membuat komponen-komponen dari material

plastik dengan sarana mesin cetak plastik.

Berdasarkan Material Plastik yang digunakannya Plastic Molding dapat

dibedakan atas beberapa jenis yaitu:

1. Blowing molding.

2. Compression molding.

3. Extrusion molding

4. Transfer molding.

5. Injection molding.

� Metode Blow molding

Blow molding merupakan suatu metode mencetak benda kerja berongga

dengan cara meniupkan atau menghembuskan udara kedalam material/bahan

yang menggunakan cetakan yang terdiri dari dua belahan mold yang tidak

menggunakan inti (core) sebagai pembentuk rongga tersebut.

Material plastik akan keluar secara perlahan secara perlahan akan turun

dari sebuah Extruder Head kemudian setelah cukup panjang kedua belahan

akan mold akan di jepit dan menyatu sedangkan begiah bawahnya akan

dimasuki sebuah alat peniup (blow Pin) yang menghembuskan udara ke dalam

pipa plastik yang masih lunak, sehingga plastik tersebut akan mengembang

dan membentuk seperti bentuk rongga mould-nya. Material yang sudah

terbentuk akan mengeras dan bisa dikeluarkan dari mold hal ini karena Mold

dilengkapi dengan saluran pendingin didalam kedua belahan mold. Untuk

memperlancar proses peniupan proses ini dilengkapi dengan pisau pemotong

pipa plastik yang baru keluar dari extruder head.

Contoh hasil produksi yang dapat dikerjakan dengan metode ini adalah

bentuk Gelas dan botol. Proses tersebut seperti gambar dibawah ini:

1. Proses Pengisian butiran Plastik dari Hopper kedalam Heater. Oleh motor

Srew berputar sambil menarik butiran plastik mengisi ruang Heater.

2. Proses pemanasan butiran plastik kedalam heater. Setelah butiran plastik

meleleh dan membentuk seperti pasta maka plastik diinjeksikan kedalam mold

3. Proses peniupan udara. Saat plastik menempel pada dinding mold seperti

pada tahap ke II maka udara dengan tekanan tertentu ditiupkan kedalam mold.

4. Proses pengeluaran produk. Produk dikeluarkan setelah produk dingin.

dengan cara salah satu cavity plate membuka.

� Metode Compression molding (Thermoforming)

Compression molding (Thermoforming) merupakan metode mold plastik

dimana material plastik (compound plastic) diletakan kedalam mold yang

dipanaskan kemudian setelah material tersebut menjadi lunak dan bersifat

plastis, maka bagian atas dari die atau mould akan bergerak turun menekan

material menjadi bentuk yang diinginkan. Apabila panas dan tekanan yang ada

diteruskan, maka akan menghasilkan reaksi kimia yang bisa mengeraskan

material thermoseting tersebut.

Material Thermosetting diletakan kedalam mold yang bersuhu antara 300

derajat Franheit hingga 359 derajat Franheit dan tekanan mold berkisar antara

155 bar hingga 600 bar.

Proses compression molding dapat dibedakan atas empat macam yaitu :

1. Flash type Mold - jenis ini bentuknya sederhana, murah, saat mold menutup

maka material sisa yang kemudian meluap akan membentuk lapisan parting

line/plain (land B), dan karena tipisnya akan segera mengeras/beku sehingga

menghindari meluapnya material lebih banyak. Jadi biasanya mold akan di isi

material sepenuhnya sampai luapan yang terjadi sebanyak yang diijinkan.

2. Positive mould - jenis ini terdiri dari dari suatu rongga (cavity) yang dalam

dengan sebuah plunger yang mengkompresikan/memadatkan material

kompoud pada bagian bawah mold pemberian material disesuaikan dengan

kapasitasnya baik dengan cara menimbang sehingga menghasilkan produk

yang baik dan seragam.

3. Landed Positive Mold - mirip dengan tipe diatas ,akan tetapi tinggi bidang

batas dibatasi.bagian “land” bekerja menahan tekanan (bukan bagian

Produknya). Karena ketebalan material terkontrol dengan baik, maka

kepadatan benda kerja tergantung dari posisi pengisian yang diberikan.

4. Semi positive mold - merupakan kombinasi antara flash type dan landed

positive mold.

� Metode Extrusion molding

Extrusion molding mempunyai kemiripan dengan injection molding,

hanya pada extrusion molding ini material yang akan dibentuk akan berupa

bentukan profil tertentu yang panjang. Pada prinsipnya juga ada bagian mesin

yang berfungsi mengubah material plastik menjadi bentuk lunak (semifluida)

seperti pasta dengan cara memanaskannya dalam sebuah silinder, dan

memaksanya keluar dengan tekanan melalui sebuah forming die (extruder

head or hole), yaitu suatu lubang dengan bentuk profill tertentu itu akan

keluar dan diterima oleh sebuah conveyor dan dijalankan/ditarik sambil

didingikan, sehingga profil yang terbentuk akan mengeras, dan setelah

mencapai panjang tertentu akan dipotong dengan pemotong yang melengkapi

mesin extrusi tersebut. Berikut ini contoh proses Extrusion molding :

1. Butiran kecil material plastik oleh gerakan srew dimasukkan kedalam

silinder heater dipanaskan untuk diubah menjadi material kental seperti pasta.

2. Didalam silinder Heater atau pemanas, butiran plastik berubah menjadi

cair, lalu dengan tekanan tertentu dimasukkan melalui sebuah forming die

(extruder head atau hole), yaitu suatu lubang dengan bentuk profill.

3. Produk ditarik atau dikeluarkan dan diterima oleh sebuah conveyor dan

dijalankan/ditarik sambil didingikan, sehingga profil yang terbentuk akan

mengeras.

Berikut ini contoh produk-produk yang dihasilkan dengan extrution molding.

Bentuk extruder head (forming) ini bisa bermacam-macam, sesuai dengan

keinginan kita dan bisa dipasang dan diganti-ganti karena dilengkapi dengan

holder. Tentu saja bagian ini harus dibuat dari bahan baja pilihan yang

dikeraskan, yang mampu menahan panas dan gesekan dari material yang

diproses.pendinginan benda kerja dilakukan dengan menyemprotkan udara

pada profil yang berjalan, sehingga bisa merata keseluruh bagian/panjang

profil yang dihasilkan.

� Metode Transfer molding

Transfer molding merupakan proses pembentukan suatu benda kedalam

sebuah mold (yang tertutup) dari material thermosetting, yang disiapkan

kedalam reservoir dan memaksanya masuk melalui runner/kanal kedalam

cavity dengan menggunakan panas dan tekanan.

Pada proses transfer molding dibutuhkan toleransi yang kecil pada semua

bagian mold, sehingga sangat perlu dalam pembuatan mold, dikonsultasikan

secara baik dengan product designer, mold designer dan molder/operator

untuk menentukan toleransi.

Proses transfer moulding terdiri atas dua type yaitu: sprue Type dan

plunger tipe. Jenis plunger memerlukan tekanan yang lebih kecil

dibandingkan dengan tipe sprue.

� Metode Injection molding

Proses injection molding merupakan proses pembentukan benda kerja dari

material compound berbentuk butiran yang ditempatkan kedalam suatu

hopper/torong dan masuk kedalam silinder injeksi yang kemudian didorong

melalui nozel dan sprue bushing kedalam rongga (cavity) dari mold yang

sudah tertutup. Setelah beberapa saat didinginkan, mold akan dibuka dan

benda jadi akan dikeluarkan dengan ejector. Material yang sangat sesuai

adalah material thermoplastik dan karena pemanasan material ini akan

melunak dan sebaliknya akan mengeras lagi bila didinginkan. Perubahan–

perubahan ini hanya bersifat fisik, jadi bukan perubahan kimiawi sehingga

memungkinkan untuk mendaur ulang material sesuai dengan kebutuhan.

Material plastik yang dipindahkan dri silinder pemanas biasanya suhunya

berkisar antara 177 derajat Celcius hingga 274 derajat Celcius. Semakin panas

suhunya, plastik/material itu akan semakin encer (rendah viskositasnya)

sehingga semakin mudah diinjeksi,disemprotkan kedalam mold. Setiap

material memiliki karakter suhu molding. Semakin lunak formulasinya, yang

berarti kandungan plastis tinggi, membutuhkan temperatur rendah, sebaliknya

yang memiliki formulasi lebih keras butuh temperatur tinggi. Bentuk-bentuk

partikel yang sulit, besar dan jumlah cavity yang banyak serta runner yang

panjang menyebabkan tuntutan temperatur yang tinggi atau naik.

Proses kerja mold injeksi berkisar antara 35 detik yang terdiri atas beberapa

tahap seperti kedua gambar dibawah ini :

Untuk mempercepat proses pengerasan/pembekuan material yang telah di

Injeksi ke dalam cavity maka mold selalu didinginkan sehingga produk cepat

dikeluarkan dari mold tanpa rusak/cacat, dengan demikian berarti

memperpendek cycle time-nya. Hal ini dikerjakan dengan mengalirkan

cooling yang mengelilingi cavity dalam mold plate dengan suhu cooling

antara 30 derajat hingga 70 derajat. Untuk pekerjaan-pekerjaan khusus

kadang-kadang juga diperlukan perlakuan panas mold plate (menjaganya pada

suhu tertentu) sampai dengan 170 derajat Celcius.

Pembuatan mold injeksi membutuhkan tooling cost atau biaya peralatan

yang tinggi namun memiliki “cylce time” atau waktu produksi yang lebih

cepat dibandingkan dengan proses yang lainnya. Dengan pertimbangan waktu

produksi yang cepat maka biaya tiap bagiannya akan menjadi lebih murah

apalagi jika berjalan secara otomatis.

Berdasarkan jumlah pelatnya umumnya mold injeksi dibagi atas dua type

yakni tipe two plate and three plate mold seperti pada gambar dibawah ini:

Berdasarkan jenis runner mold injeksi dapat dibedakan atas beberapa tipe antara

lain:

1. Mold konvensional dengan runner dingin (cold runner)

2. Mould dengan runner yang terisolasi

Keuntungan tipe ini adalah temperatur cairan yang masuk stabil, tidak

memerlukan kepressian yang tinggi tentang keseimbangan runner. Namun jenis

ini memerlukan biaya produksi dan perawatan yang tinggi serta desain dan

pengoperasiannya yang rumit.

3. Mold hot runner

Keutungan jenis mould ini adalah waktu pemanasan awal berkurang dan cocok

untuk cavity yang besar dan jumlah banyak. Namun tipe ini membutuhkan desain

dan produksi yang rumit sehingga biayanya juga tinggi.

Pada pembahasan mengenai mould injeksi ini penulis akan batasi pada

jenis cold runner two plate khususnya pada pembuatan mold tangki radiator.

Selain terdiri atas beberapa jenis runner injeksi mold juga terdiri dari berbagai tipe

gate, sprue dan ejector.

Beberapa tipe atau jenis gate yang biasanya digunakan dalam injection mold

antara lain :

1. Manually Trimmed :

a. Fan Gate

b. Sprue gate

c. Direct of Pin Gate

d. Tab Gate

e. Edge Gate

2. Automatically Trimmed:

a. Pinpoint Tab Gate

b. Submarine or Tunnel Gate

Keterangan

1. Mannually trimmed :

a. Fan or flash type gate - cocok untuk benda kerja yang tipis, rata tetapi besar

atau lebar. Sering disebut juga sebagai band gate (film gate).

b. Sprue gate - Metode paling tua dan paling sederhana, dimana material

disemprotkan langsung melaluoi sprue tanpa melalui runner. Metode ini

Biasannya digunakan untuk pada mold satu cavity.

c. Ring type gate - sesuai untuk benda-benda kerja yang berbentuk silindris dan

berlubang, karena bentuk runner dan gate-nya mengelilingi core, dan masuk ke

dalam cavity secara bersama.

d. Disk atau Diagram gate - digunakan untuk benda kerja yang berbentuk annular

dan rata. Bagian sprue-nmya langsung ke bentuk disk atau piringan dan material

mengalir dari pusat ke segala arah menuju cavity untuk menghindari pengelasan.

Jadi metupakan kebalikan dari sistem ring gate yang memasukkan material dari

pinggir lingkaran menuju benda kerja. Pekerjaan finishing tinggal memotong

bentuk disk-nya yang membentuk gate.

e. Tab gate (flash and Square) - Gate kecil antara dinding dan ujung runner yang

berbentuk bulat penuh itu akan menaikkan suhu atau temperatur dari material, dan

menyebabkan plastik panas itu mudah masuk ke dalam cavity. Biasanya

menghasilkan bentuk yang bagus, mengurangi “sink mark” (kerutan akibat

ketebalan material yang tidak sama), sehingga juga memperbaiki stabilitas ukuran

benda kerja.

2. Automatically trimmed :

a. Pin point gate - cocok untuk material polystyrene. Bentuk runner-nya adalah

bulat dan ujungnya berbentuk bola dan diteruskan oleh gate tersebut masuk ke

dalam cavity.

b. Tunnel (sub marine gate) - bentuknya menyerupai terowongan kerucut dari

runner ke dalam cavity. Tujuannya adalah untuk memisahkan produk terhadap

runner secara otomatis pada saat produk didorong keluar, sehingga sangat

mengurangi (waktu) pekerjaan finishing. Untuk itu perlu dicermati konstruksi dan

ukuran dari runner, gate, dan sudut kemiringannya.

Bentuk-bentuk lain ejector terdiri atas beberapa tipe antara lain :

1. Sleeve Ejector

Sleeve Ejector digunakan untuk benda yang sirkular (silindris dan berlubang

ditengahnya dan mempunyai ketebalan benda yang tipis. Inti atau core itu sendiri

dipasang pada ejector plate. Ejector tersebut melingkari core pin dan menyentak

produk diseluruh sudut.

2. Blade ejector atau pisau

Blade ejector digunakan untuk mengeluarkan produk yang mempunyai ribb atau

penguat yang tipis dan panjang.

3. stripper plate atau pelat peyentak

stripper plate digunakan untuk mengeluarkan produk yang core-nya berbentuk

taper dengan menggunakan pelat secara akurat disekeliling core. Stripper plate ini

merupakan solusi yang mahal karena dibutuhkan ketepatan ukuran sehingga tidak

mudah terjadi flashing (jebret). Keuntungan dari tipe ini yakni bekas ejector tidak

nampak.

4. Disk ejector

Disk ejector digunakan untuk mengeluarkan produk yang besar, sirkular dan tipis.

Bentuk sprue yang umum digunakan dalam injection molding adalah seperti pada

gambar dibawah ini :

VII. CONTOH PLASTIK

a. PVC

PVC dihasilkan dari dua jenis bahan baku utama: minyak bumi dan

garam dapur (NaCl). Minyak bumi diolah melalui proses pemecahan

molekul yang disebut cracking menjadi berbagai macam zat, termasuk

etilena ( C2H4 ), sementara garam dapur diolah melalui proses elektrolisa

menjadi natrium hidroksida (NaOH) dan gas klor (Cl2). Etilena kemudian

direaksikan dengan gas klor menghasilkan etilena diklorida (CH2Cl-

CH2Cl). Proses cracking/pemecahan molekul etilena diklorida

menghasilkan gas vinil klorida (CHCl=CH2) dan asam klorida (HCl).

Akhirnya, melalui proses polimerisasi (penggabungan molekul yang

disebut monomer, dalam hal ini vinil klorida) dihasilkan molekul raksasa

dengan rantai panjang (polimer): polivinil klorida (PVC), yang berupa

bubuk halus berwarna putih. Masih diperlukan satu langkah lagi untuk

mengubah resin PVC menjadi berbagai produk akhir yang bermanfaat.

Penampakan resin PVC sangat mirip dengan tepung terigu. Dan

resin PVC memang dapat dianalogikan seperti tepung terigu: keduanya

tidak dapat digunakan dalam bentuk aslinya. Seperti halnya tepung terigu

yang harus diolah dengan mencampurkan berbagai kandungan lain hingga

menjadi kue tart dan berbagai jenis roti yang menarik, resin PVC juga

harus diolah dengan mencampurkan berbagai jenis zat aditif hingga dapat

menjadi berbagai jenis produk yang berguna dalam kehidupan sehari-hari.

Satu tahap penting lagi sebelum resin PVC bisa ditransformasikan

menjadi berbagai produk akhir adalah pembuatan compound/adonan

(compounding). Compound adalah resin PVC yang telah dicampur dengan

berbagai aditif yang masing-masing memiliki fungsi tertentu, sehingga

siap untuk diproses menjadi produk jadi dengan sifat-sifat yang

diinginkan. Sifat-sifat yang dituju meliputi warna, kefleksibelan bahan,

ketahanan terhadap sinar ultra violet (bahan polimer/plastik cenderung

rusak jika terpapar oleh sinar ultra violet yang terdapat pada cahaya

matahari), kekuatan mekanik transparansi, dan lain-lain. PVC dapat

direkayasa hingga bersifat keras untuk aplikasi-aplikasi seperti pipa dan

botol plastik, lentur dan tahan gesek seperti pada produk sol sepatu, hingga

bersifat fleksibel/lentur dan relatif tipis seperti aplikasi untuk wall paper

dan kulit imitasi. PVC dapat juga direkayasa sehingga tahan panas dan

tahan cuaca untuk penggunaan di alam terbuka. Dengan segala

keluwesannya, PVC cocok untuk jenis produk yang nyaris tak terbatas dan

setiap compound PVC dibuat untuk memenuhi kriteria suatu produk akhir

tertentu.

Compound PVC kemudian dapat diproses dengan berbagai cara untuk

memenuhi ratusan jenis penggunaan yang berbeda, misalnya:

1. PVC dapat diekstrusi, artinya dipanaskan dan dialirkan melalui

suatu cetakan berbagai bentuk, sehingga dihasilkan produk

memanjang yang profilnya mengikuti bentuk cerakan tersebut,

misalnya produk pipa, kabel dan lain-lain.

2. PVC juga dapat di lelehkan dan disuntikkan (cetak-injeksi) ke

dalam suatu ruang cetakan tiga dimensi untuk menghasilkan

produk seperti botol, dash board, housing bagi produk-produk

elektronik seperti TV, computer, monitor dll.

3. Proses kalendering menghasilkan produk berupa film dan lembaran

dengan berbagai tingkat ketebalan, biasanya dipakai untuk produk

alas lantai, wall paper , dll.

4. Dalam teknik cetak-tiup (blow molding), lelehan PVC ditiup di

dalam suatu cetakan sehingga membentuk produk botol, misalnya.

resin PVC yang terdispersi dalam larutan juga dapat digunakan

sebagai bahan pelapis/coating, misalnya untuk lapisan bawah

karpet dll.

b. Sisir plastic

Ada 2 macam kelompok besar plastik:

1. Thermosetting

2. Thermoplastic

Plastik thermosetting tidak bisa meleleh lagi jika dipanaskan.

Pencetakan hanya dilakukan 1 kali saat pembuatan. Setelah terjadi

polimerisasi, tidak akan meleleh lagi saat dipanasi seperti halnya

thermoplastik. Kalau tetap juga dipanasi dengan suhu lebih tinggi akan

terbakar. Sisir plastik kebanyakan melelh jika dipanasi. Berarti dari jenis

termoplastik

Peralatan plastik dibuat dari bijih plastik. Bijih plastik didapat dari

proses penyulingan minyak bumi. Dulu, sebelum jadi bahan baku industri

hanya dianggap sebagai sebagai sampah (ampas) minyak. Dalam membuat

peralatan plastik, biasanya dicampur dengan bahan lain seperti:

- Hancuran plastik bekas

- Pewarna

-Tambahan lain untuk mengejar sifat tertentu, seperti kekerasan,

kekenyalan, atau agar murah.

Proses pembuatan plastik dengan cara memanaskan bahan plastik,

kemudian diinjeksi ke dalam cetakan. Setelah dingin cetakan dibuka.

Finishing sedikit untuk membuang sisa dari saluran dan batas cetakan

yang tidak rata. Selesai.Untuk produksi kecil, bijih plastik bisa

menggunakan hancuran plastik bekas. Asal bersih dan dari jenis

termoplasik saja. Untuk peralatan berongga seperti botol plastik,

pencetakan dilakukan dengan meniupakan udara di dalam rongga cetak.

c. Plastik dari Tumbuhan

Sebuah polimer baru yang dirancang oleh Cargill Dow Polymers.

Perusahaan gabungan antara Cargill Inc. dan Dow Chemical Company ini

telah mengembangkan sebuah teknologi yang disebut NatureWorks™

(Pekerjaan Alam) untuk menghasilkan plastik dari tumbuhan seperti

jagung atau gandum. Polimer tersebut, yaitu polylactide (PLA),

menggabungkan sifat terbaik dari bahan alami dan bahan buatan. Karena

bahan ini dibuat dari gula tumbuhan, maka bahan ini menggunakan

sumber yang dapat diperbaharui dan dapat diuraikan kembali sepenuhnya.

Selain itu, bahan ini juga mempunyai sifat-sifat yang sama dengan plastik

biasa yang terbuat dari hidrokarbon, yaitu kuat, lentur dan murah

harganya.

Setelah para pecinta lingkungan mulai menunjukkan kepedulian

akan merosotnya persediaan bahan bakar dan menghilangnya lahan

pembuangan, para pengusaha pabrik sudah mencoba untuk

mengembangkan beberapa bahan alternatif untuk pengganti plastik biasa

yang terbuat dari hidrokarbon. Tetapi usaha-usaha yang terdahulu untuk

menciptakan plastik yang terbuat dari tumbuhan gagal karena produk baru

yang dihasilkan kalah bersaing, entah karena terlalu mahal atau lebih

rendah mutunya dibanding dengan produk yang sudah ada. Berlawanan

Pelet PLA

dengan itu, menurut Cargill Dow, PLA sangatlah menguntungkan

dibanding dengan plastik biasa dalam hal harga dan kualitasnya.

Teknologi NatureWorks™ mengambil zat tepung dari tumbuhan dan

memecahkannya menjadi gula-gula yang lebih sederhana, yang

selanjutnya diubah menjadi PLA. Prosesnya melibatkan langkah-langkah

berikut:

1. Zat tepung dipisahkan dari bahan mentahnya seperti jagung, dan

diproses menjadi dekstrosa mentah.

2. Dekstrosa ini mengalami fermentasi, menghasilkan asam laktat.

3. Sebuah proses pengentalan khusus menghasilkan produk sementara

yang disebut lactide.

4. Lactide ini dimurnikan dan dicairkan sehingga dapat menjalani

polimerisasi dan membentuk polylactide.

Hasil akhir dari proses ini terdiri dari butiran-butiran kecil yang bisa

berbeda-beda beratnya dan kekristalannya tergantung bagaimana hasil

akhir ini akan digunakan.

Sifat-sifat fisik PLA membuatnya sangat sesuai khususnya untuk

kemasan film seperti pembungkus makanan, kantung sampah and plastik

tembus pandang pada amplop surat. Dengan kemampuannya untuk

memisahkan (isolator) dan keefektifannya dalam menjaga rasa dan aroma,

bahan ini juga dapat digunakan untuk wadah makanan cepat saji, wadah es

krim, dan kemasan makanan lainnya. PLA juga dapat dipintal menjadi

serat yang memadukan sentuhan yang lembut, kekenyalan, dan sifat

menyerap kelembaban. Barang-barang yang terbuat dari PLA itu terdiri

dari pakaian, karpet sampai popok.

Cargill Dow terutama memajukan kualitas PLA yang ramah

lingkungan. Pembuatan polimer ini memerlukan 30 sampai 50 persen lebih

sedikit bahan bakar daripada pembuatan plastik biasa. Polimer ini juga

melepaskan lebih sedikit karbondioksida. Dan yang terpenting, polimer ini

dibuat sepenuhnya dari sumber alam yang dapat diperbaharui dan dapat

diuraikan kembali sepenuhnya.

d. Plastik Superkonduktor

Kita pasti tidak asing lagi dengan plastik, material sintetik yang

dapat dilelehkan dan dibentuk menjadi bermacam-macam bentuk. Plastik

telah digunakan dalam semua bidang. Sebagai contoh, plastik digunakan

sebagai pembungkus kabel tembaga (karena sifat insulatornya) yang

melindungi manusia dari sengatan listrik.

Kata plastik sendiri berasal dari bahasa Latin plasticus, yang

artinya mudah dibentuk. Plastik dibuat dari polimer organik, yakni

molekul raksasa yang dibangun dari pengulangan atom-atom karbon

(monomer karbon). Di tahun 1970-an, Alan J Heeger, Alan G McDiarmid,

dan Hideki Shirakawa (pemenang Nobel Kimia 2000) berhasil

mentransformasikan plastik dari berupa insulator menjadi konduktor

(pengantar listrik). Mereka menggunakan plastik yang terbuat dari polimer

organik terkonjugasi (polimer organik yang ikatan ganda-duanya

berselang-seling dengan ikatan tunggalnya) dan menambahkan pengotor

kimia untuk mengubah sifat listrik plastik tersebut.

Sejak itu, penelitian terhadap sifat kelistrikan plastik (dari material

organik terkonjugasi) berkembang pesat. Plastik-plastik konduktor dan

atau semikonduktor telah berhasil dibuat dan digunakan sebagai material

alternatif untuk logam dan semikonduktor anorganik konvensional.

Jendela "pintar" yang secara otomatis dapat menjaga kesejukan gedung

dari panasnya sinar Matahari, dioda emisi cahaya (LED), dan sel surya

merupakan contoh barang-barang elektronik yang memanfaatkan plastik-

plastik tersebut.

Meskipun konduktivitas dan semikonduktivitas material plastik

telah diinvestigasi secara ekstensif, namun superkonduktivitas material ini

belum pernah dilaporkan. Pembuatan plastik superkonduktor yaitu plastik

yang tidak memiliki hambatan di bawah suatu nilai tertentu, ternyata jauh

lebih sulit.

Tantangan utama dalam pembuatan plastik superkonduktor adalah

mengatasi keacakan struktur inheren plastik-mirip dengan keacakan

untaian mi yang telah dimasak-yang mencegah interaksi-interaksi

elektronik yang penting untuk superkonduktivitas. Setelah dua puluh

tahun, barulah tantangan tersebut dapat diatasi oleh Dr Bertram Batlogg

dan koleganya dari Bell Laboratories di Murray Hill, New Jersey, Amerika

Serikat. Mereka mampu mengatasi tantangan itu melalui pembuatan

larutan yang mengandung plastik, politiofena. Politiofena adalah salah satu

jenis polimer organik terkonjugasi yang berupa semikonduktor pada suhu

ruang sehingga telah digunakan dalam pembuatan komponen

optoelektronik terintegrasi dan sirkuit terintegrasi (IC).

Dengan metode penataan sendiri (self-organization), mereka mampu

membuat tumpukan film (lapisan tipis) politiofena yang luar biasa rapi

(remarkably well-ordered), mirip dengan tumpukan untaian mi yang

belum dimasak. Sebagai pengganti pengotor kimia (yang diketahui dapat

merusak kerapian film politiofena), mereka menempatkan film politiofena

pada lapisan aluminium oksida dan elektroda-elektroda emas pada

peralatan elektronik yang dikenal sebagai field-effect transistor. Transistor

tersebut menghasilkan medan listrik yang dapat mengeluarkan elektron

dari film politiofena, sehingga elektron tersisa lebih mudah bergerak dan

mengantarkan listrik. Pada suhu minus 455 derajat Fahrenheit (2,35 K),

plastik politiofena tersebut bersifat superkonduktor.

Dibandingkan dengan material superkonduktor lain, plastik

superkonduktor tersebut termasuk superkonduktor lemah dan suhu

kritisnya (suhu di mana material menjadi superkonduktor) jauh di bawah

suhu tinggi. Superkonduktor suhu tinggi bekerja pada suhu sampai minus

200 derajat Fahrenheit (sekitar 145 K). Walaupun demikian, plastik

superkonduktor diyakini lebih murah dan lebih mudah dibuat serta

dibentuk daripada material superkonduktor lain. Untuk itu, Batlogg dan

kawan-kawan optimistis dapat meningkatkan suhu kritis plastik

superkonduktor tersebut dengan cara mengubah struktur molekuler plastik

itu. Bahkan, Zhenan Bao, kimiawan yang terlibat dalam penelitian

tersebut, mengklaim bahwa metode yang mereka kembangkan dapat

membuat material organik lain menjadi superkonduktor.

Di akhir artikelnya, para peneliti Bell Labs tersebut mencatat bahwa

plastik superkonduktor pertama yang telah mereka temukan

memungkinkan diaplikasikan dalam bidang elektronika superkonduksi dan

komputer masa depan yang menggunakan kalkulasi mekanika kuantum.

Walaupun usia plastik superkonduktor baru sekitar satu tahunan dan

belum diaplikasikan, namun yang pasti pencapaian ini merupakan

terobosan yang membuka cakrawala baru ilmu dan teknologi

superkonduktor.

e. Daur Ulang Sampah Plastik

Sampah plastik adalah bahan buangan yang terbuat dari plastik

yang sudah tidak terpakai dan tidak bermanfaat lagi bagi kehidupan

manusia.

Sampah plastik dapat menjadi berguna kembali setelah sampah plastik

tersebut didaur ulang.

Daur ulang plastik

Daur ulang plastik adalah melakukan proses dasar daur ulang untuk

mengolah sampah plastik menjadi pellet atau bijih plastik yang merupakan

bahan dasar pembentuk plastik menurut produk yang diinginkan.

Dalam proses ini, jenis bahan baku yang digunakan menentukan

jenis bijih plastik yang dihasilkan.

Bahan baku daur ulang dengan kualitas satu merupakan plastik

yang belum pernah didaur ulang sebelumnya atau hanya pernah sekali saja

didaur ulang .

• Tahapan proses daur ulang digolongkan menjadi 2 bagian besar, yaitu:

1. Bagian proses sortir bahan baku yang menggunakan tenaga manusia.

2. Bagian proses yang menggunakan mesin.

A. Produksi Bijih Plastik

1. Sortir

Merupakan proses pemisahan yang pertama kali dilakukan. Pada

proses ini dilakukan pekerjaan untuk memisahkan bahan baku yang

datang dan membuang material/ benda asing yang tidak diharapakan

masuk ke dalam proses.

2. Pemotongan

Proses ini dilakukan untuk mengurangi ukuran material dan

mempermudah proses selanjutnya, dengan cara memotong atau merajang

plastik dalam bentuk asalnya (kantong atau lembaran plastik).

3. Pencucian

Tujuan : agar tidak menggangu proses penggilingan. Pencucian terdiri dari

2 tahap, yaitu:

a. Prewashing

Untuk memisahkan material-material asing terutama agar tidak

ikut dalam proses selanjutnya. Menggunakan media cair sebagai sarana

mencuci material dan membawa material asing keluar dari proses

b. Pencucian Tahap 2:

Menggunakan mesin friction water. Materi dicuci kembali oleh

ulir menanjak yang berputar pada putaran tinggi sehinggga hasil dari

friksi dapat melepaskan material asing yang masih terdapat pada bahan.

Masih menggunakan media air untuk membawa material

asing keluar dari proses.

3. Pengeringan

Secara mekanik yaitu dengan memeras material dengan gerakan

memutar sehingga air dapat keluar Dengan menguapkan air pada suhu

tertentu agar bahan benar-benar terbebas dari suhu yang melekat

4. Pemanasan

Material yang telah bersih dari pengotor dilelehkan dengan proses

pemanasan material pada suhu 200 C. Suhu panas dihasilkan oleh heater.

Selanjutnya lelehan dialirka untuk menuju proses penyaringan

5. Penyaringan

Dilakukan dengan lembaran besi yang dilobangi sebesar kira-kira

4mm di seluruh permukaannya. Diharapkan lelehan plastik akan melewati

saringan ini untuk menghasilkan lelehan plastik berbentuk silinder

panjang yang nantinya akn dipotong-potong.

6. Pendinginan

Setelan berbentuk silinder, material dilewatkan pada air dingin

sebagai media pendingin.

7. Pencetakan/Penggilingan

Pencetakan bijih plastik dilakukan dengan membentuk lelehan

plastik menjadi berbentuk mie dengan diameter 4 mm.

8. Pembungkusan dan Pemeriksaan

Dilakukan [embungkusan terhadap material kering dalam karung

plastik Pemeriksaan untuk mengetahui apakah proses produksi berjalan

baik.

f. Proses Pembuatan Kantong Plastik

Pembuatan kantong plastik menggunakan metode ekstruksi. Pellet

(bijih besi) dimasukkan lewat corong, kemudian didorong ke screw baja

dan dialirkan di sepanjang bejana barrel untuk dipanaskan. Pada ujung

ekstruder, lelehan melalui die untuk menghasilkan ekstrudat dengan

bentuk sesuai keinginan.

Bagian-bagian Screw

Bagian umpan berlekuk saluran terdalam.

Bagian kompresi berfungsi untuk melelehkan, mencampur, dan

mengempa resin, serta mendorong balik udara yang terikut ke bagian

umpan.

Bagian metering memberi tekanan balik dan mengukur penyaluran

lewat die sehingga output seragam dan terkontrol.

VIII. CONTOH PRODUK PLASTIK

1. Botol Plastik

2. Pipa PVC

3. Kantong Plastik

DAFTAR PUSTAKA ONLINE

1. http://id.answers.yahoo.com/question/index;_ylt=AkrrcP3Y7HGZL5qiNT

V6w3LJRAx.;_ylv=3?qid=20080217185713AAQ493W

2. http://indonetwork.co.id/wmkbandung/sell

3. http://okasatria.blogspot.com/2008/02/mengenal-plastic-molding-mold-

plastik.html

4. http://www.chem-is-try.org/?sect=artikel&ext=50

5. http://www.chem-is-try.org/?sect=artikel&ext=73

6. http://www2.kompas.com/kompas-cetak/0208/16/iptek/plas33.htm

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan rasa syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang

telah melimpahkan Ramat serta hidayah-Nya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan makalah dengan judul “Proses Pembuatan Plastik” selesai tepat

pada waktunya. Dimana materi dari penyusunan makalah ini berdasarkan teori-

teori yang telah didapat dibangku kuliah, dan dibantu dengan pustaka online yang

berhubungan dengan penulisan laboran ini.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa laboran ini tidak akan dapat

terselesaikan dengan baik tanpa adanya bantuan baik berupa dukungan moril dan

material juga rangkaian keputusan kebijaksanaan dari berbagai pihak.

Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis igin mengucapkan tarima kasih

kepada yang terhormat:

1. Bapak Soemardji, selaku Dosen Mata Kuliah Polimer dan Komposit

2. Serta teman-teman Jurusan Teknik Mesin

Akhir kata tiada gading yang tak retak, karena itu penulis menerima kritik dan

saran yang bersifat membangun. Semoga makalah ini bermanfaat bagi penulis dan

pembaca.

Jember, 6 April 2008

Penyusun