Plastik
Istilah plastik mencakup produk polimerisasi sintetik atau semi-sintetik. Mereka
terbentuk dari kondensasi organik atau penambahan polimer dan bisa juga terdiri dari zat lain
untuk meningkatkan performa atau ekonomi. Ada beberapa polimer alami yang termasuk
plastik. Plastik dapt dibentuk menjadi film atau fiber sintetik. Nama ini berasal dari fakta
bahwa banyak dari mereka "malleable", memiliki properti keplastikan. Plastik didesain
dengan varias yang sangat banyak dalam properti yang dapat menoleransi panas, keras,
"reliency" dan lain-lain. Digabungkan dengan kemampuan adaptasinya, komposisi yang
umum dan beratnya yang ringan memastikan plastik digunakan hampir di seluruh bidang
industri. Plastik dapat juga menuju ke setiap barang yang memiliki karakter yang deformasi
atau gagal karena shear stress- lihat keplastikan (fisika) dan ductile.
Plastik dapat dikategorisasikan dengan banyak cara tapi paling umum dengan melihat
tulang-belakang polimernya (vinyl{chloride}, polyethylene, acrylic, silicone, urethane, dll.).
Klasifikasi lainnya juga umum.
Plastik adalah polimer; rantai-panjang atom mengikat satu sama lain. Rantai ini
membentuk banyak unit molekul berulang, atau "monomer". Plastik yang umum terdiri dari
polimer karbon saja atau dengan oksigen, nitrogen, chlorine atau belerang di tulang belakang.
(beberapa minat komersial juga berdasar silikon). Tulang-belakang adalah bagian dari rantai
di jalur utama yang menghubungkan unit monomer menjadi kesatuan. Untuk mengeset
properti plastik grup molekuler berlainan "bergantung" dari tulang-belakang (biasanya
"digantung" sebagai bagian dari monomer sebelum menyambungkan monomer bersama
untuk membentuk rantai polimer). Pengesetan ini oleh grup "pendant" telah membuat plastik
menjadi bagian tak terpisahkan di kehidupan abad 21 dengan memperbaiki properti dari
polimer tersebut.
Pengembangan plastik berasal dari penggunaan material alami (seperti: permen karet,
"shellac") sampai ke material alami yang dimodifikasi secara kimia (seperti: karet alami,
"nitrocellulose") dan akhirnya ke molekul buatan-manusia (seperti: epoxy, polyvinyl
chloride, polyethylene).
Jenis plastik
Secara umum plastik digolongkan menjadi dua macam, yaitu:
Termoplastik. Merupakan jenis plastik yang bisa didaur-ulang/dicetak lagi dengan proses
pemanasan ulang. Contoh: polietilen (PE), polistiren (PS), ABS, polikarbonat (PC)
Termoset. Merupakan jenis plastik yang tidak bisa didaur-ulang/dicetak lagi. Pemanasan
ulang akan menyebabkan kerusakan molekul-molekulnya. Contoh: resin epoksi, bakelit,
resin melamin, urea-formaldehida
Proses manufaktur plastik
Injection molding
Bijih plastik (pellet) yang dilelehkan oleh sekrup di dalam tabung yang berpemanas
diinjeksikan ke dalam cetakan.
Blow molding
Bijih plastik (pellet) yang dilelehkan oleh sekrup di dalam tabung yang berpemanas secara
kontinyu diekstrusi membentuk pipa (parison) kemudian ditiup di dalam cetakan.
Extrusion
Bijih plastik (pellet) yang dilelehkan oleh sekrup di dalam tabung yang berpemanas secara
kontinyu ditekan melalui sebuah orifice sehingga menghasilkan penampang yang kontinyu.
Thermoforming
Lembaran plastik yang dipanaskan ditekan ke dalam suatu cetakan.
Contoh-contoh plastic :
1. Polietilena tereftalat
Polietilena tereftalat (disingkat PET, PETE atau dulu PETP, PET-P) adalah suatu resin
polimer plastik termoplast dari kelompok poliester. PET banyak diproduksi dalam industri
kimia dan digunakan dalam serat sintetis, botol minuman dan wadah makanan, aplikasi
thermoforming, dan dikombinasikan dengan serat kaca dalam resin teknik. PET merupakan
salah satu bahan mentah terpenting dalam kerajinan tekstil.
PET dapat berwujud padatan amorf (transparan) atau sebagai bahan semi-kristal yang
putih dan tidak transparan, tergantung kepada proses dan riwayat termalnya. Monomernya
dapat diproduksi melalui esterifikasi asam tereftalat dengan etilen glikol, dengan air sebagai
produk sampingnya. Monomer PET juga dapat dihasilkan melalui reaksi transesterifikasi
etilen glikol dengan dimetil tereftalat dengan metanol sebagai hasil samping. Polimer PET
dihasilkan melalui reaksi polimerasi kondensasi dari monomernya. Reaksi ini terjadi sesaat
setelah esterifikasi atau transesterifikasinya dengan etilen glikol sebagai produk samping (dan
etilen glikol ini biasanya didaur ulang). Kebanyakan (sekitar 60%) dari produksi PET dunia
digunakan dalam serat sintetis, dan produksi botol mencapai 30% dari permintaan dunia.
Dalam penggunaannya di bidang tekstil, PET biasanya disebut dengan poliester saja.
2. Polipropilen
Plastik jenis ini sangat baik bagi tubuh manusia. Plastik ini memiliki satu kelebihan
dan satu kekurangan, contohnya: Mampu menahan kimia meski dipanaskan dalam suhu
tinggi (antara suhu°800 dan suhu °999) inilah rekor terbaik bagi seluruh plastic, dan dapat
pecah, meski tidak melukai diri sendiri dan orang lain. Plastik ini bisa pecah (bagi minuman
yang dikemas dalam gelas plastik). Bersama ketiga temannya yaitu SAN , ABS , dan LD-PE
(Low Density Polyethylene), plastik yang dari nomor 7 adalah SAN dan ABS sementara yang
nomor 4 adalah LD-PE, jadi jenis-jenis ini yang disarankan oleh para ilmuan. Untuk dicari
caranya sangat mudah, kita tinggal melihat bawahnya, biasanya bernomor 1-7. Sementara ada
plastik-plastik yang tak bernomor tetapi kita tinggal melihat hurufnya saja.
3. Polistirena
Polistirena adalah sebuah polimer dengan monomer stirena, sebuah hidrokarbon
cair yang dibuat secara komersial dari minyak bumi. Pada suhu ruangan, polistirena biasanya
bersifat termoplastik padat, dapat mencair pada suhu yang lebih tinggi untuk (sehingga dapat
dimolding atau 'extrusion', kemudian kembali menjadi padat. Stirena tergolong senyawa
aromatik. Polistirena pertama kali dibuat pada 1839 oleh Eduard Simon, seorang apoteker
Jerman. Ketika mengisolasi zat tersebut dari resin alami, dia tidak menyadari apa yang dia
telah temukan. Seorang kimiawan organik Jerman lainnya, Hermann Staudinger, menyadari
bahwa penemuan Simon terdiri dari rantai panjang molekul stirena, yang adalah sebuah
polimer plastik. Polistirena padat murni adalah sebuah plastik tak berwarna, keras dengan
fleksibilitas yang terbatas yang dapat dibentuk menjadi "mold" dengan detil yang bagus.
Polystyrene dapat menjadi transparan atau dapat dibuat menjadi banyak warna. Dia
digunakan untuk membuat model plastik, 'cutlery' plastik, pemaketan CD dan DVD, dan
banyak objek lainnya.
4. Poliester
Poliester adalah suatu kategori polimer yang mengandung gugus fungsional ester
dalam rantai utamanya. Meski terdapat banyak sekali poliester, istilah "poliester" merupakan
sebagai sebuah bahan yang spesifik lebih sering merujuk pada polietilena tereftalat (PET).
Poliester termasuk zat kimia yang alami, seperti yang kutin dari kulit ari tumbuhan, maupun
zat kimia sintetis seperti polikarbonat dan polibutirat. Dapat diproduksi dalam berbagai
bentuk seperti lembaran dan bentuk 3 dimensi, poliester sebagai termoplastik bisa berubah
bentuk sehabis dipanaskan. Walau mudah terbakar di suhu tinggi, poliester cenderung
berkerut menjauhi api dan memadamkan diri sendiri saat terjadi pembakaran. Serat poliester
mempunyai kekuatan yang tinggi dan E-modulus serta penyerapan air yang rendah dan
pengerutan yang minimal bila dibandingkan dengan serat industri yang lain. Kain poliester
tertenun digunakan dalam pakaian konsumen dan perlengkapan rumah seperti seprei ranjang,
penutup tempat tidur, tirai dan korden. Poliester industri digunakan dalam pengutan ban, tali,
kain buat sabuk mesin pengantar (konveyor), sabuk pengaman, kain berlapis dan penguatan
plastik dengan tingkat penyerapan energi yang tinggi. Fiber fill dari poliester digunakan pula
untuk mengisi bantal dan selimut penghangat. Kain dari poliester disebut-sebut terasa “tak
alami” bila dibandingkan dengan kain tenunan yang sama dari serat alami (misalnya kapas
dalam penggunaan tekstil). Namun kain poliester memiliki beberapa kelebihan seperti
peningkatan ketahanan dari pengerutan. Akibatnya, serat poliester terkadang dipintal
bersama-sama dengan serat alami untuk menghasilkan baju dengan sifat-sifat gabungan.
Poliester juga digunakan untuk membuat botol, film, tarpaulin, kano, tampilan kristal cair,
hologram, penyaring, saput (film) dielektrik untuk kondensator, penyekat saput buat kabel
dan pita penyekat. Poliester digunakan pula secara luas sebagai penghalus (finish) pada
produk kayu berkualitas tinggi seperti gitar, piano, dan bagian dalam kendaraan / perahu
pesiar. Perusahaan Burns London, Rolls-Royce, dan Sunseeker merupakan segelinter
perusahaan yang memakai poliester untuk memperhalus produk-produk mereka. Sifat-sifat
tiksotropi dari poliester yang bisa dipakai sebagai semprotan membuatnya ideal untuk
digunakan pada kayu gelondongan bijian-terbuka, sebab mampu mengisi biji kayu dengan
cepat, dengan ketebalan saput yang terbentuk dengan kuat per lapisan. Poliester yang
diawetkan bisa diampelas dan dipoleskan ke produk akhir.
Jenis-jenis poliester:
Poliester kristalin cair merupakan salah satu polimer kristalin cair yang digunakan
industri yang pertama dan digunakan karena sifat mekanis dan ketahanan terhadap
panasnya. Kelebihan itu penting dalam penggunaannya sebagai segel mampu kikis dalam
mesin jet.
Polyester keraspanas pada umumnya resin thermosetting merupakan kopolimer dari
poliester tak jenuh dengan stirena. Penjenuhan poliester diatur melalui penggunaan asam
maleat maupun asam fumarat. Dalam vinilester, penjenuhan terdapat dalam kelompok
alkoholnya poliester. Ikatan gandanya poliester tak jenuh bereaksi dengan stirena dan
menghasilkan struktur pertautan silang 3-D. Struktur ini bertindak sebagai sebuah
thermoset. Pembentukan ikatan pertautan silang dimulai melalui reaksi eksotermik yang
melibatkan sebuah peroksida organik, seperti metil etil keton peroksida atau benzoil
peroksida. Poliester keraspanas (thermosetting) digunakan sebagai bahan pengecoran, dan
resin poliester chemosetting digunakan sebagai resin pelapis kaca serat dan dempul badan
mobil yang non logam. Poliester tak jenuh yang diperkuat kaca serat banyak digunakan
dalam bagian badan dari kapal pesiar serta mobil.
Sifat-sifat serat poliester
Penyerapan energi plastik yang diperkuat dengan serat kimia (uji benturan,
pelentukan, dan tarik) Investigasi atas persyaratan praktis untuk mengukur penyerapan energi
dari bahan-bahan gabungan (komposit), dan pengembangan metode yang cocok untuk
melaksanakan pengukuran tersebut. Sejumlah metode uji dinamis untuk mengukur
penyerapan energi dari berbagai lapisan, termasuk uji benturan pelentukan, uji benturan
berulang-ulang, uji benturan tarikan, dan uji tumbukan pembengkokan. Didiskusikan pula
ujian benturan pada lempengan berlapis. Penekanan khusus ditempatkan pada studi pada
berbagai komposit yang diperkuat dengan sebuah serat kimia. Tak dapat dipungkiri bahwa
ada hubungan antara penyerapan energi statis yang semu dari berbagai serat dan penyerapan
energi dinamisnya komposit. Komposit berpoliester komersial dan serat poliamida memiliki
penyerapan energi yang tertinggi, dimana piranti pengujian memiliki efek yang signifikan.
Sintesis polister
Sintesis poliester pada umumnya dicapai dengan reaksi polikondensasi. Rumus umum
untuk reaksi dari sebuah diol dengan sebuah asam dikarboksilat adalah:
(n+1) R(OH)2 + n R´(COOH)2 ---> HO[ROOCR´COO]nROH + 2n H2O
5. Akrilonitril butadiena stiren
ABS atau lengkapnya acrylonitrile butadiene styrene (C8H8· C4H6·C3H3N)x) adalah
polimer organik pembentuk plastik yang cukup mempunyai kekuatan dengan harga relatif
murah. ABS banyak digunakan dalam bidang teknik, seperti misalnya untuk kebutuhan
elektronik, otomotif, dll. Hal ini dikarenakan ABS mempunyai kekuatan kejut dan
kekenyalan yang tinggi dibanding polistiren, sehingga sesuai untuk komponen-komponen
yang bergerak.
Khusus untuk aplikasi elektronik beberapa jenis ABS mempunyai sifat tahan api (flame
retardant).
6. Kaca akrilik
Polimetil metakrilat (Polymethyl methacrylate) atau poli (metil 2-metilpropenoat)
adalah polimer sintetis dari metil metakrilat. Bahan yang bersifat thermoplastis (mencair bila
dipanasi) dan transparan ini dijual dengan merek dagang Plexiglas, Vitroflex, Perspex,
Limacryl, Acrylite, Acrylplast, Altuglas, dan Lucite serta pada umumnya disebut dengan
'kaca akrilik' atau sekedar 'akrilik'. Bahan ini dikembangkan pada tahun 1928 di berbagai
laboratorium dan dibawa ke pasaran oleh Rohm and Haas Company pada tahun 1933.
7. Poliimid
Poliimid, terkadang disingkat PI adalah sebuah rangkaian polimer dari monomer imid.
Poliimid secara umum digunakan di dalam industri papan sirkuit fleksibel sebagai isolator.
Cara pencegahan Plastik
Komposter BioPhoskko - Composter [L] - Dimensi komposter BioPhoskko® -
Composter [L] ( Tinggi= 90 cm, Diameter= 55 cm), terbuat dari bahan drum-plastik HDPE
(jenis bahan yang kuat), merupakan solusi tepat untuk penanganan sampah di rumah
( khususnya sampah organik sisa-sisa pemakaian rumah tangga seperti : makanan, kertas,
ikan, buah-buahan, sayuran, dll). Merubah sampah sisa rumah tangga menjadi sesuatu yang
bermanfaat - yaitu kompos dan pupuk cair organik - yang akan berguna dalam memelihara
kesuburan tanah dan sebagai pasokan nutrisi bagi tanaman anda atau dikomersialkan guna
dijual kepada petani, pemilik taman, kalangan hobies tanaman dan bunga.
Plastik biodegradabel
Plastik biodegradabel adalah plastik yang dapat digunakan layaknya seperti plastik
konvensional, namun akan hancur terurai oleh aktivitas mikroorganisme menjadi hasil akhir
air dan gas karbondioksida setelah habis terpakai dan dibuang ke lingkungan. Karena sifatnya
yang dapat kembali ke alam, plastik biodegradabel merupakan bahan plastik yang ramah
terhadap lingkungan. Di Jepang telah disepakati penggunaan nama plastik hijau
(GURIINPURA) untuk plastik biodegradabel. Saat ini polimer plastik biodegradabel yang
telah diproduksi adalah kebanyakan dari polimer jenis poliester alifatik.
Jenis plastic biodegradabel
Berdasarkan bahan baku yang dipakai, plastik biodegradabel dikelompokkan menjadi 2,
yaitu:
Plastik dengan bahan baku petrokimia adalah penggunaan sumberdaya alam yang
tidak terbarui (non-renewable resources)
Plastik dengan bahan baku produk tanaman seperti pati dan selulosa. Jenis plastic ini
adalah sumber daya alam terbarui (renewable resources).
Poli (-kaprolakton) (PCL) : PCL adalah polimer hasil sintesa kimia menggunakan bahan
baku minyak bumi. PCL mempunyai sifat biodegradabilitas yang tinggi, dapat dihidrolisa
oleh enzim lipase dan esterase yang tersebar luas pada tanaman, hewan dan mikroorganisme.
Namun titik lelehnya yang rendah, Tm =60oC, menyebabkan bidang aplikasi PCL menjadi
terbatas.
1. Poli (ß-hidroksi butirat) (PHB) : PHB adalah poliester yang diproduksi sebagai
cadangan makanan oleh mikroorganisme seperti Alcaligenes (Ralstonia) eutrophus,
Bacillus megaterium dsb. PHB mempunyai titik leleh yang tinggi (Tm = 180o C), tetapi
karena kristalinitasnya yang tinggi menyebabkan sifat mekanik dari PHB kurang baik.
Kopolimer poli (b-hidroksi butirat-ko-valerat) (PHB/ V) merupakan kopolimer hasil
usaha perbaikan sifat kristalinitas dari PHB. Dalam majalah Scientific America edisi
August 2000, Tillman U Gerngros melakukan kajian tentang tingkat keramahan plastik
biodegradabel terhadap lingkungan. Dia menyatakan bahwa untuk memproduksi PHB
dibutuhkan total energi yang jauh lebih besar dibanding dengan energi yang dibutuhkan
untuk memproduksi plastik konvensional seperti polietilen dan polietilen tereftalat.
Kenyataannya memang beberapa perusahaan yang memproduksi PHB menghentikan
kegiatan produksinya, disebabkan karena mahalnya biaya produksi yang dibutuhkan.
2. Poli (butilena suksinat) (PBS): PBS mempunyai titik leleh yang setara dengan plastik
konvensional polietilen, yaitu Tm =113o C. Kemampuan enzim lipase dalam
menghidrolisa PBS relatif lebih rendah dibandingkan dengan kemampuannya
menghidrolisa PCL. Untuk meningkatkan sifat biodegradabilitas PBS, dilakukan
kopolimerisasi membentuk poli (butilen suksinat-ko-adipat) (PBS/A). PBS dan PBS/ A
memiliki sifat ketahanan hidrolisa kimiawi yang rendah, sehingga tidak dapat
diaplikasikan untuk bidang aplikasi lingkungan lembab. Kopolimerisasi PBS dengan poli
karbonat menghasilkan produk poliester karbonat yang memiliki sifat biodegradabilitas,
ketahanan hidrolisa kimiawi dan titik leleh yang tinggi.
3. Poli asam laktat (PLA) : PLA merupakan poliester yang dapat diproduksi menggunakan
bahan baku sumberdaya alam terbarui seperti pati dan selulosa melaui fermentasi asam
laktat. Polimerisasi secara kimiawi untuk menghasilkan PLA dari asam laktat dapat
dilakukan dengan 2 cara, yaitu secara langsung dari asam laktat dan secara tidak langsung
melalui pembentukan laktida (dimer asam laktat) terlebih dahulu, dan diikuti dengan
polimerisasi menjadi PLA. PLA mempunyai titik leleh yang tinggi sekitar 175o C, dan
dapat dibuat menjadi lembaran film yang transparans. Perusahaan-perusahaan besar dunia
mulai bergerak untuk memproduksi PLA, seperti Cargill-Dow Chemicals Co. yang akan
memproduksi PLA dengan skala 140.000 ton/ tahun dengan memanfaatkan pati jagung.
Sedangkan di Jepang, perusahaan Shimadzu Co. dan Mitsui Chemicals Co. juga memiliki
plant produksi PLA. Perusahaan Toyota kabarnya juga akan mendirikan plant industri
PLA di Indonesia dengan memanfaatkan pati ubi jalar. Tampaknya PLA akan menjadi
primadona plastik biodegradabel di masa datang.
Pati tropis untuk bahan baku plastik biodegradabel
Indonesia kaya akan sumberdaya alam, diantaranya pati-patian (tapioka dan pati sagu)
yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan plastik biodegradabel. Pengkajian pemanfaatan
sumberdaya pati Indonesia untuk produksi plastik biodegradabel dapat dilakukan melalui 3
cara yaitu :
a) Pencampuran (blending) antara polimer plastik dengan pati. Pencampuran dilakukan
dengan menggunakan extruder atau dalam mixer berkecepatan tinggi (high speed mixer)
yang dilengkapi pemanas untuk melelehkan polimer plastik. Plastik yang digunakan dapat
berupa plastik biodegradabel (PCL, PBS, atau PLA) maupun plastik konvensional
(polietilen). Sedangkan pati yang digunakan dapat berupa pati mentah berbentuk granular
maupun pati yang sudah tergelatinisasi. Sifat mekanik dari plastik biodegradabel yang
dihasilkan tergantung dari keadaan penyebaran pati dalam fase plastik, dimana bila pati
tersebar merata dalam ukuran mikron dalam fase plastik, maka produk plastik
biodegradabel yang didapat akan mempunyai sifat mekanik yang baik. Sifat
biodegradabilitas dari plastik biodegradabel berbasiskan pati sangat tergantung dari rasio
kandungan patinya. Semakin besar kandungan patinya, maka semakin tinggi tingkat
biodegradabilitasnya.
b) Modifikasi kimiawi pati. Untuk menambahkan sifat plastisitas pada pati, metode grafting
sering digunakan. Sifat biodegradabilitas dari produk plastik yang dihasilkan tergantung
daripada jenis polimer yang dicangkokkkan pada pati. Jika polimer yang dicangkokkan
adalah polimer yang bersifat biodegradabel, maka produk yang dihasilkan juga akan
bersifat biodegradabel. Namun demikian, biasanya sifat biodegradabilitas pati akan
berkurang atau bahkan hilang sama sekali dengan proses modifikasi kimiawi.
c) Penggunaan pati sebagai bahan baku fermentasi menghasilkan monomer / polimer plastik
biodegradable. Pati dapat dipakai sebagai bahan baku fermentasi untuk menghasilkan
asam laktat (monomer dari PLA), 1,4-butanediol (monomer dari PBS) atau poliester
mikroba (PHB) atau biopolimer lainnya seperti pullulan.
Kegunaan Plastik biodegradabel di lingkungan Indonesia
Sampah plastik menimbulkan masalah lingkungan karena ketidakmampuan
lingkungan (dalam hal ini mikroorganisme) dalam merombak dan menguraikan plastik.
Informasi mengenai kemampuan lingkungan dalam menerima (merombak, menguraikan
untuk kemudian masuk kedalam siklus materi) plastik biodegradabel adalah sangat penting
untuk mencegah hal-hal negatif yang mungkin akan timbul akibat meluasnya pemakaian
plastik biodegradabel. Selain daripada pengkajian produksi plastik biodegradabel, kami juga
melakukan evaluasi mengenai biodegradabilitas plastik biodegradabel di Indonesia. Evaluasi
meliputi uji penguburan dan skrining mikroorganisme yang berkemampuan menguraikan
plastik biodegradabel. Degradasi plastik di dalam tanah bukan hanya disebabkan oleh
aktivitas mikroorganisme tetapi juga oleh faktor-faktor fisik dan kimiawi lain seperti
kelembaban dan keasaman tanah. Pengembangan bahan plastik biodegradabel merupakan
alternatif untuk memecahkan masalah penanganan sampah plastik. Produksi bahan plastik
biodegradabel mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya kesadaran akan
pentingnya kelestarian lingkungan. Pendayagunaan pati tropis seperti sagu dan tapioka untuk
bahan baku plastik biodegradabel bukan hanya membuka peluang terciptanya industri baru,
tetapi juga memberikan andil dalam penyelesaian masalah penanganan sampah plastik di
Indonesia. Informasi mengenai kemampuan lingkungan dalam menerima polimer plastik baru
sangat diperlukan untuk mencegah hal-hal negatif yang mungkin akan timbul dengan
meluasnya pemakaian plastik biodegradabel di masa datang.