Paper Pengantar Teknik Kimia dan Industri

“Industri Plastik (Polimer)”

Disusun oleh :

1. Setiani Br Manurung

2. Lestari Eka Wati

3. Indra Hidayatul M

4. Frederika Mawarni A

Kelompok VI

Kelas C

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU

PEKANBARU

2014

A.    Definisi Polimer

Polimer atau kadang-kadang disebut sebagai makromolekul, adalah molekul besar yang dibangun oleh pengulangan kesatuan kimia yang kecil dan sederhana. Kesatuan-kesatuan berulang itu setara dengan monomer, yaitu bahan dasar pembuat polimer. Akibatnya molekul-molekul polimer umumnya mempunyai massa molekul yang sangat besar. Sebagai contoh, polimer poli (feniletena) mempunyai harga rata-rata massa molekul mendekati 300.000. Hal ini yang menyebabkan polimer tinggi memperlihatkan sifat sangat berbeda dari polimer bermassa molekul rendah, sekalipun susunan kedua jenis polimer itu sama.

Polimer adalah rantai berulang dari atom yang panjang, terbentuk dari pengikat yang berupa molekul identik yang disebut monomer. Sekalipun biasanya merupakan organik (memiliki rantai karbon), ada juga banyak polimer inorganik. Contoh terkenal dari polimer adalah plastik dan DNA.

Meskipun istilah polimer lebih populer menunjuk kepada plastik, tetapi polimer sebenarnya terdiri dari banyak kelas material alami dan sintetik dengan sifat dan kegunaan yang beragam. Bahan polimer alami seperti shellac dan amber telah digunakan selama beberapa abad. Kertas diproduksi dari selulosa, sebuah polisakarida yang terjadi secara alami yang ditemukan dalam tumbuhan. Biopolimer seperti protein dan asam nukleat memainkan peranan penting dalam proses biologi.

Dalam kehidupan sehari-hari, kita pasti banyak menggunakan polimer buatan. Berikut ini beberapa contoh polimer buatan di sekitar kita :

1. Karet Sintetis

Dengan semakin meningkatnya kebutuhan akan ban mobil dan motor, ahli-ahli kimia organik telah mengembangkan pembuatan karet sintetis untuk mempercepat perolehan kebutuhan tersebut. Karet-karet sintetis tersebut dibuat dengan menggunakan bahan dasar monomer, seperti butadiene dan stirena dengan cara kopolimerisasi.

Polibutadiena-stirena disebut juga dengan Buna atau nama dagangnya SBR (stirena-butadiena rubber). Ada dua jenis Buna, yaitu Buna-N dan Buna-S. tidak seperti polimer lain yang monomernya 1:1, pada Buna-N perbandingan antara 1,3-butadiena dan stirena adalah 3:1, sedangkan Buna-S perbandingan antara 1,3-butadiena dan stirena adalah 7:3. polimer tersebutb merupakan karet sintetis yang kuat hamper menyamai karet alam karena resisten oksidasi dan abrasi dibandingkan karet alam. SBR mengandung ikatan rangkap dan dapat di cross-linked kan dengan sulfur dengan proses vulkanisasi. Saat ini Buna banyak digunakan sebagai ban mobil.

Jika karet yang divulkanisasi ini diregangkan, jembatan belerang menahan rantai-rantai polimer sehingga tidak mudah putus, kemudian karet tersebut akan kembali pada bentuk semula setelah meregang. Karet sintetis lain adalah neoprene yang berasal dari monomer kloropropena, polibutadiena, dan Thiokol.

2. Serat Sintetis

Kapas merupakan serat alam yang merupakan polimer dari karbohidrat (selulosa), dan polimer dari protein (wol dan sutera). Seperti halnya karet, serat memiliki polimer sintetis, yaitu nilon dan poliester (dakron). Dakron atau tetoron merupakan polyester. Polimer ini yang sangat kuat, sangat lentur dan transparan. Polimer ini juga digunakan untuk membuat sintetis dan membuat lembaran film tipis yang dalam perdagangan disebut mylar. Mylar banyak digunakan untuk pita rekam magnetic dan untuk membuat gelembung balon yang dimanfaatkan dalam penelitian cuaca di atmosfer. Nilon-66 merupakan serat polimer yang titik leburnya tinggi. Disebut nilon-66 karena polimernya tersususn dari enam atom C dari 1,6-heksametilena diamina dan enam atom C dari molekul asam 1,6 heksanadioat. Nilon-66 digunakan untuk serat kain.

3. Orlon

Orlon merupakan polimer adisi dari monomer akrilonitril. Polimer ini merupakan serat sintetis, seperti wol digunakan dalam tekstil sebagai campuran wol, karpet, dan kaus kaki.

4. Teflon (Tetrafluoroetena)

Teflon merupakan lapisan tipis yang sangat tahan panas dan tahan terhadap bahan kimia. Teflon digunakan untuk pelapis wajan (panic anti lengket), pelapis tangki di pabrik kimia, pipa anti patah, dan kabel listrik.

5. Bakelit (Fenol Formaldehida)

Bakelit adalah suatu jenis polimer yang dibuat dari dua jenis monomer, yaitu fenol dan formaldehida. Polimer ini sangat keras, titik leburnya sangat tinggi dantahan api. Bakelit digunakan untuk instalasi listrik dan alat-alat yang tahan suhu tinggi, misalnya asbak dan fiting lampu listrik.

6. Flexiglass (Polimetil Metakrilat)

Polimetil Metakrilat disingkat PMMA mempunyai nama dagang flexiglass. Polimetil metakrilat merupakan polimerisasi adisi dari monomer metil metakrilat (H2C = CH-COOH3). PMMA merupakan plastik yang kuat dan transparan. Polimer ini digunakan untuk jendela pesawat terbang dan lampu belakang mobil.

7. Plastik Polietilentereftalat (PET)

Plastik PET merupakan serat sintetik poliester (dakron) yang transparan dengan daya tahan kuat, tahan terhadap asam, kedap udara, fleksibel, dan tidak rapuh. Dalam hal penggunaannya, plastik PET menempati urutan pertama. Penggunannya sekitar 72 % sebagai kemasan minuman dengan kualitas yang baik. Plastik PET merupakan poliester yang dapat dicampur dengan polimer alam seperti : sutera, wol dan katun untuk menghasilkan bahan pakaian yang bersifat tahan lama dan mudah perawatannya.

8. Plastik Polietena/Polietilena (PE)

Terdapat dua jenis plastik PE, yaitu Low Density Polyethylene (LDPE) dan High Density Polyethylene (HDPE). Plastik LDPE banyak digunakan sebagai kantung plastik serta pembungkus makanan dan barang. Plastik HDPE banyak digunakan sebagai bahan dasar membuat mainan anak-anak, pipa yang kuat, tangki korek api gas, badan radio dan televisi, serta piringan hitam.

9. Polivinil Klorida (PVC)

Plastik PVC bersifat termoplastik dengan daya tahan kuat. Plastik ini juga bersifat tahan serta kedap terhadap minyak dan bahan organik. Ada dua tipe plastik PVC yaitu bentuk kaku dan bentuk fleksibel. Plastik bentuk kaku digunakan untuk membuat konstruksi bangunan, mainan anak-anak, pipa PVC (paralon), meja, lemari, piringan hitam, dan beberapa komponen mobil. Adapun plastik bentuk fleksibel, jenis ini digunakan untuk membuat selang plastik dan isolasi listrik. Dalam hal penggunaannya, plastik PVC menempati urutan ketiga dan sekitar 68 % digunakan untuk konstruksi bangunan (pipa saluran air).

10. Plastik Nilon

Plastik nilon merupakan polimer poliamida (proses pembentukannya seperti pembentukan protein). Plastik Nilon ditemukan pada tahun 1934 oleh Wallace Carothers dari Du Pont Company. Ketika itu, Carothers mereaksikan asam adipat dan heksametilendiamin. Plastik yang bersifat sangat Kuat (tidak cepat rusak) dan halus ini banyak digunakan untuk pakaian, peralatan kemah dan panjat tebing, peralatan rumah tangga serta peralatan laboratorium.

11. Wol

Wol adalah serat alami dari protein hewani (keratin) yang tidak larut. Struktur protein wol yang lentur menghasilkan kain dengan mutu yang baik, namun kadang-kadang menimbulkan masalah karena dapat mengerut dalam pencucian. Oleh karena itu, wol

dicampur dengan PET untuk menghasilkan kain yang bermutu baik dan tidak mengerut pada saat pencucian.

12. Kapas

Kapas merupakan serat alami dari bahan nabati (selulosa) yang paling banyak digunakan (hamper 50 % pemakaian serat alami berasal dari kapas). Kain katun dibuat dari serat kapas dengan perlakuan kimia sehingga menghasilkan kain yang kuat, enak dipakai, dan mudah perawatannya.

2.   Penggolongan PolimerA. Penggolongan polimer berdasarkan asalnya

1.      Polimer alam

Polimer alam telah dikenal sejak ribuan tahun yang lalu, Polimer alam adalah senyawa yang dihasilkan dari proses metabolisme mahluk hidup. jumlahnya yang terbatas dan sifat polimer alam yang kurang stabil, mudah menyerap air, tidak stabil karena pemanasan dan sukar dibentuk menyebabkan penggunaanya amat terbatas. Contoh sederhana polimer alam seperti ; Amilum dalam beras, jagung dan kentang , pati , Selulosa dalam kayu , Protein terdapat dalam daging dan Karet alam diperoleh dari getah atau lateks pohon karet . Karet alam merupakan polimer dari senyawa hidrokarbon, yaitu 2-metil-1,3-butadiena (isoprena). Karet merupakan polimer alam yang terpenting dan dipakai secara luas. Bentuk utama dari karet alam, terdiri dari 97% cis-1,4-poliisoprena, dikenal sebagai hevea rubber. Karet ini diperoleh dengan menyadap kulit sejenis pohon (hevea brasiliensis) yang tumbuh liar. Hampir semua karet alam diperoleh sebagai lateks yang terdiri dari sekitar 32 – 35% karet dan sekitar 5% senyawa lain, termasuk asam lemak, gula, protein, sterol, ester dan garam.

Laboratorium bukan satu-satunya tempat mensintesis polimer. Sel - sel kehidupan juga merupakan pabrik polimer yang efisien. Protein, DNA, kitin pada kerangka luar serangga, wool, jaring laba-laba, sutera dan kepompong ngengat, adalah polimer-polimer yang disintesis secara alami. Serat-serat selulosa yang kuat menyebabkan batang pohon menjadi kuat dan tegar untuk tumbuh dengan tinggi seratus kaki dibentuk dari monomer-monomer glukosa, yang berupa padatan kristalin yang berasa manis. Polimer alam lain adalah polisakarida, selulosa dan lignin yang merupakan bahan dari kayu.

Contoh polimer alam dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

Polimer Monomer Polimerisasi Contoh

Pati/amilum Glukosa Kondensasi Biji-bijian, akar umbi

Selulosa Glukosa Kondensasi Sayur, Kayu, Kapas

Protein Asam amino KondensasiSusu, daging, telur, wol,

sutera

Asam nukleat Nukleotida KondensasiMolekul DNA dan RNA

(sel)

Karet alam Isoprena Adisi Getah pohon karet

        

Sifat-sifat polimer alam kurang menguntungkan. Contohnya, karet alam kadang-kadang cepat rusak, tidak elastis, dan berombak. Hal tersebut dapat terjadi karena karet alamtidak tahan terhadap minyak bensin atau minyak tanah serta lama terbuka di udara. Contoh lain, sutera dan wol merupakan senyawa protein bahan makanan bakteri, sehingga wol dan sutera cepat rusak. Umumnya polimer alam mempunyai sifat hidrofilik (suka air), sukar dilebur dan sukar dicetak, sehingga sangat sukar mengembangkan fungsi polimer alam untuk tujuan-tujuan yang lebih luas dalam kehidupan masyarakat sehari-hari.

2. Polimer sintetis

Polimer buatan dapat berupa polimer regenerasi dan polimer sintetis. Polimer regenerasi adalah polimer alam yang dimodifikasi. Contohnya rayon, yaitu serat sintetis yang dibuat dari kayu (selulosa). Polimer sintetis adalah polimer yang dibuat dari molekul sederhana (monomer) dalam pabrik atau polimer yang dibuat dari bahan baku kimia disebut  polimer sintetis seperti polyetena, polipropilena, poly vynil chlorida (PVC), dan nylon. Kebanyakan  polimer ini sebagai plastik yang digunakan untuk berbagai keperluan baik untuk rumah tangga, industri, atau mainan anak-anak.

Polimer sintetis yang pertama kali yang dikenal adalah bakelit yaitu hasil kondensasi fenol dengan formaldehida, yang ditemukan oleh kimiawan kelahiran Belgia Leo Baekeland pada tahun 1907. Bakelit merupakan salah satu jenis dari produk-produk konsumsi yang dipakai secara luas. Beberapa contoh polimer yang dibuat oleh pabrik adalah nylon dan poliester, kantong plastik dan botol, pita karet, dan masih banyak produk lain yang Anda lihat sehari-hari.

B. Penggolongan polimer berdasarkan jenis monomernya

Berdasarkan jenis monomernya, polimer dapat terdiri atas homopolimer dan kopolimer.

1. Homopolimer

Homopolimer adalah polimer yang monomernya sejenis. Contohnya, selulosa dan protein. Strukturnya adalah: (-P-P-P-P-P-P-P-P-)n. Pada polimer adisi homopolimer, ikatan rangkapnya terbuka lalu berikatan membentuk polimer yang berikatan tunggal.

2. Kopolimer

Kopolimer atau disebut juga heteropolimer adalah polimer yang monomernya tidak sejenis. Contoh dakron, nilon-66, melamin (fenol formaldehida). Proses pembentukan polimer berlangsung dengan suhu dan tekanan tinggi atau dibantu dengan katalis, namun tanpa katalis strukyur molekul yang terbentuk tidak beraturan. Jadi, fungsi katalis adalah untuk mengendalikan proses pembentukan striktur molekul polimer agar lebih teratur sehingga sifat-sifat polimer yang diperoleh sesuai dengan yang diharapkan. Contoh struktur rantai molekul polimer tidak beraturan (produk polimerisasi tanpa katalis) adalah sebagai berikut : (-P-S-S-P-P-S-S-S-P-S-P-)n

Kopolimer tidak beraturan

Pada proses pembentukan polimer yang digunakan katalis, struktur molekul yang terbentuk akan beraturan. Contoh struktur rantai molekul polimer teratur (produk polimerisasi dengan katalis) adalah sebagai berikut :

         Sistem blok :

(-P-P-P-S-S-S-P-P-P-S-S-S-)n

Kopolimer blok

        

C. Penggolongan polimer berdasarkan sifatnya terhadap panas

Berdasarkan sifatnya terhadap panas, polimer dapat dibedakan atas polimer termoplas (tidak tahan panas, seperti plastik) dan polimer termosting (tahan panas, seperti melamin).

1. Polimer termoplas

Polimer termoplas adalah polimer yang tidak tahan panas. Polimer tersebut apabila dipanaskan akan meleleh (melunak), dan dapat dilebur untuk dicetak kembali (didaur ulang). Contohnya polietilene, polipropilena, dan PVC.

Sistem berseling :

(-P-S-P-S-P-S-P-S-P-S-P-S-P-)n

Kopolimer berseling

2. Polimer termosting

Polimer termosting adalah polimer yang tahan panas. Polimer tersebut apabila dipanaskan tidak akan meleleh (sukar melunak), dan sukar didaur ulang. Contohnya melamin dan bakelit.

D. Penggolongan polimer berdasarkan strukturnya

Berdasarkan strukturnya polimer dibedakan atas:

1. Polimer linear

Polimer linear terdiri dari rantai panjang atom-atom skeletal yang dapat mengikat gugus substituen. Polimer ini biasanya dapat larut dalam beberapa pelarut, dan dalam keadaan padat pada temperatur normal. Polimer ini terdapat sebagai elastomer, bahan yang fleksibel (lentur) atau termoplastik seperti gelas).

  Contoh : Polietilena, poli(vinil klorida) atau PVC, poli(metil metakrilat) (juga dikenal sebagai PMMA, Lucite, Plexiglas, atau perspex), poliakrilonitril (orlon atau creslan) dan nylon 66.

2. Polimer bercabang

Polimer bercabang dapat divisualisasi sebagai polimer linear dengan percabangan pada struktur dasar yang sama sebagai rantai utama.

3. Polimer jaringan tiga dimensi (three-dimension network)  

Polimer jaringan tiga dimensi adalah polimer dengan ikatan kimianya terdapat antara rantai, seperti digambarkan pada gambar berikut. Bahan ini biasanya di”swell” (digembungkan) oleh pelarut tetapi tidak sampai larut. Ketaklarutan ini dapat digunakan sebagai kriteria dari struktur jaringan. Makin besar persen sambung-silang (cross-links) makin kecil jumlah penggembungannya (swelling). Jika derajat sambung-silang cukup tinggi, polimer dapat menjadi kaku, titik leleh tinggi, padat yang tak dapat digembungkan, misalnya intan (diamond). Polimer linear dan bercabang memiliki sifat : lentur, berat molekul relatif kecil, termoplastik.

E. Penggolongan polimer berdasarkan kegunaanya

1. Polimer komersial (commodity polymers)

Polimer ini dihasilkan di negara berkembang, harganya murah dan banyak dipakai dalam kehidupan sehari hari. Kegunaan sehari-hari dari polimer ini ditunjukkan dalam tabel 1.1.

Contoh : Polietilen (PE), polipropilen (PP), polistirena (PS), polivinilklorida (PVC), melamin formaldehid

Tabel 1.1 Contoh dan kegunaan polimer komersial

Polimer komersial Kegunaan atau manfaat

Polietilena massa jenis

rendah(LDPE)

Polietilena massa jenis

rendah(HDPE)

Polipropilena (PP)

Poli(vinil klorida) (PVC)

Polistirena (PS)

Lapisan pengemas, isolasi kawat, dan kabel, barang mainan, botol yang lentur, bahan pelapis

Botol, drum, pipa, saluran, lembaran, film, isolasi kawat dan kabel

Tali, anyaman, karpet, film

Bahan bangunan, pipa tegar, bahan untuk lantaui, isolasi kawat dan kabel

Bahan pengemas (busa), perabotan  rumah, barang mainan

2. Polimer teknik (engineering polymers)

Polimer ini sebagian dihasilkan di negara berkembang dan sebagian lagi di negara maju. Polimer ini cukup mahal dan canggih dengan sifat mekanik yang unggul dan daya tahan yang lebih baik. Polimer ini banyak dipakai dalam bidang transportasi (mobil, truk, kapal udara), bahan bangunan (pipa ledeng), barang-barang listrik dan elektronik (mesin bisnis, komputer), mesin-mesin industri dan barang-barang konsumsi. Contoh : Nylon, polikarbonat, polisulfon, poliester

3. Polimer fungsional (functional polymers)

Polimer  ini dihasilkan dan dikembangkan di negara maju dan dibuat untuk tujuan khusus dengan produksinya dalam skala kecil

Contoh : kevlar, nomex, textura, polimer penghantar arus dan foton, polimer peka cahaya, membran, biopolimer

3.     Sifat – Sifat Polimer

Perbedaan utama dari polimer alam dan polimer sintetik adalah, mudah tidaknya sebuah polimer didegradasi atau dirombak oleh mikroba. Polimer sintetik sulit diuraikan oleh mikroorganisme. Sifat-sifat polimer sintetik sangat ditentukan oleh struktur polimernya seperti; panjangnya rantai; gaya antar molekul; percabangan; dan ikatan silang antar rantai polimer.

Pertambahan panjang rantai utama polimer diikuti dengan meningkatnya gaya antar molekul monomer. Hal ini yang menyebabkan meningkatnya kekuatan dan titik leleh sebuah polimer. Gambar 13.10, contoh polimer yang berantai panjang dan linier. Polimer yang memiliki banyak cabang, kekuatannya menurun dan hal ini juga menyebabkan titik lelehnya semakin rendah.

Beberapa polimer memiliki ikatan silang antar rantai, hal ini akan membuat polimer yang bersifat kaku dan membentuk bahan yang keras. Makin banyak ikatan. silang makin kaku polimer yang dihasilkan dan polimer akan semakin mudah patah.

Jenis polimer yang memiliki ikatan silang ini merupakan plastik termoseting. Jenis plastik ini hanya dapat dipanaskan satu kali yaitu hanya pada saat pembuatannya. Jika plastik ini pecah atau rusak tidak dapat disambung kembali. Pemanasan selanjutnya menyebabkan rusaknya atau terbongkarnya ikatan silang antar rantai polimer, sehingga susunan molekul polimer berubah atau rusak. Contoh untuk plastik termoseting adalah polimer bakelit yang memiliki ikatan silang antar rantai polimernya

Plastik jenis yang lain memiliki sifat sebagai termoplastik, yaitu plastik yang dapat dipanaskan secara berulang-ulang. Sifat ini disebabkan karena tidak adanya ikatan silang antar rantai polimernya. Jika polimer ini rusak atau pecah, kita dapat menyambungnya kembali dengan cara dipanaskan, contoh polimer termoplastik adalah polietilen.

Sifat polimerSifat Thermal

Sifat polimer terhadap panas ada yang menjadi lunak jika dipanaskan dan keras jika didinginkan, polimer seperti ini disebut termoplas. Contohnya : plastik yang digunakan untuk kantong dan botol plastik. Sedangkan polimer yang menjadi keras jika dipanaskan disebut termoset, contohnya melamin.

Sifat Kelenturan

Polimer akan mempunyai kelenturan yang berbeda dengan polimer sintetis. Umumnya polimer alam agak sukar untuk dicetak sesuai keinginan,sedangkan polimer sintetis lebih mudah dibuat cetakan untuk menghasilkan bentuk tertentu. Karet akan lebih mudah mengembangdan kehilangan kekenyalannya setelah terlalu lama kena bensin atau minyak.

Ketahanan terhadap Mikroorganisme

Polimer alam seperti wool, sutra, atau selulosa tidak tahan terhadap mikroorganisme atau ulat (rayap). Sedangkan polimer sintetis lebih tahan terhadap mikroorganisme atau ulat.

Sifat Lainnya

Sifat polimer yang lainnya bergantung pemakainnnya untuk kemasan atau alat-alat industri. Untuk tujuan pengemasan harus diperhatikan: toksisitasnya; daya tahan terhadap air, minyak atau panas; daya tembus udara (oksigen); kelenturan; transparan.

4.      Reaksi Polimerisasi Kondensasi dan Polimerisasi Adisi

Reaksi polimerisasi adalah reaksi penggabungan molekul-molekul kecil (monomer) yang membentuk molekul yang besar. Ada dua jenis reaksi polimerisasi, yaitu :polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi.

Polimerisasi ini terjadi pada monomer yang mempunyai ikatan tak jenuh (ikatan rangkap dengan melakukan reaksi dengan cara membuka ikatan rangkap (reaksi adisi) dan menghasilkan senyawa polimer dengan ikatan jenuh. Polimer kondensasi terjadi dari reaksi antara gugus fungsi pada monomer yang sama atau monomer yang berbeda. Dalam polimerisasi kondensasi kadang-kadang disertai dengan terbentuknya molekul kecil seperti H2O, NH3, atau HCl.

Di dalam jenis reaksi polimerisasi yang kedua ini, monomer-monomer bereaksi secara adisi untuk membentuk rantai. Namun demikian, setiap ikatan baru yang dibentuk akan bersamaan dengan dihasilkannya suatu molekul kecil –biasanya air –dari atom-atom monomer. Pada reaksi semacam ini, tiap monomer harus mempunyai dua gugus fungsional sehingga dapat menambahkan pada tiap ujung ke unit lainnya dari rantai tersebut. Jenis reaksi polimerisasi ini disebut reaksi kondensasi. 

 

Yang akan dibahas disini adalah plastik.

PLASTIK

Plastik merupakan material yang secara luas dikembangkan dan digunakan sejak abad ke-20 yang berkembang secara luar biasa penggunaannya dari hanya beberapa ratus ton pada tahun 1930-an, menjadi 150 juta ton/tahun pada tahun 1990-an dan 220 juta ton/tahun pada tahun 2005. Saat ini penggunaan material plastik di negara-negara Eropa Barat mencapai 60kg/orang/tahun, di Amerika Serikat mencapai 80kg/orang/tahun, sementara di India hanya 2kg/orang/tahun.

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 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.

JENIS-JENIS PLASTIK

Ada beberapa penggolongan jenis plastik, yaitu:

Berdasarkan Sifat Fisikanya

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

Kinerja Dan Penggunaanya

Plastik komoditas. Sifat mekanik tidak terlalu bagus, tidak tahan panas. Contohnya: PE, PS, ABS, PMMA, SAN. Aplikasi: barang-barang elektronik, pembungkus makanan, botol minuman

Plastik teknik. Tahan panas, temperatur operasi di atas 100 °C. Sifat mekanik bagus. Contohnya: PA, POM, PC, PBT. Aplikasi: komponen otomotif dan elektronik

Plastik teknik khusus. Temperatur operasi di atas 150 °C. Sifat mekanik sangat bagus (kekuatan tarik di atas 500 Kgf/cm²). Contohnya: PSF, PES, PAI, PAR. Aplikasi: komponen pesawat

Berdasarkan Jumlah Rantai Karbonnya

1 ~ 4 Gas (LPG, LNG) 5 ~ 11 Cair (bensin) 9 ~ 16 Cairan dengan viskositas rendah 16 ~ 25 Cairan dengan viskositas tinggi (oli, gemuk) 25 ~ 30 Padat (parafin, lilin) 1000 ~ 3000 Plastik (polistiren, polietilen, dll)

Berdasarkan Sumbernya

Polimer alami : kayu, kulit binatang, kapas, karet alam, rambut

Polimer sintetis: Tidak terdapat secara alami. Contohnya: nylon, poliester, polipropilen, polistiren. Terdapat di alam tetapi dibuat oleh proses buatan: karet sintetis. Polimer alami yang dimodifikasi: seluloid, cellophane (bahan dasarnya dari selulosa tetapi telah

mengalami modifikasi secara radikal sehingga kehilangan sifat-sifat kimia dan fisika asalnya)

ARTI SIMBOL-SIMBOL PADA KEMASAN PLASTIK

Di setiap kemasan plastik yang sering kita jumpai ada bermacam – macam jenis plastik pasti terdapat berupa simbol / kode yang perlu kita ketahui sebelumnya untuk digunakan kembali. Kode ini dikeluarkan oleh The Society of Plastic Industry pada tahun 1998 di Amerika Serikat dan diadopsi oleh lembaga-lembaga pengembangan sistem kode, seperti ISO (International Organization for Standardization).

Secara umum simbol / kode pengenal plastik tersebut seperti:

1. Berada atau terletak di bagian bawah

2. Berbentuk segitiga

3. Di dalam segitiga tersebut terdapat angka

4. Serta nama jenis plastik di bawah segitiga

5. Simbol / kode ini timbul dipermukaan plastik

Lalu kode ini terdiri dari 7 jenis yang masing – masingnya tentu memiliki jenis plastik yang berbeda – beda untuk digunakan. Berikut adalah contoh dan jenis kode plastik:

1. PETE atau PET (Polythylene Terephthalate)

Biasa dipakai untuk botol plastik transparan / tembus pandang seperti botol air mineral dan hampir semua botol minuman lainnya. Botol ini direkomendasikan hanya sekali pakai. Bila terlalu sering diisi ulang, apalagi digunakan untuk menyimpan air hangat / panas, akan mengakibatkan lapisan polimer pada botol tersebut akan meleleh dan mengeluarkan zat karsinogenik (dapat menyebabkan kanker) dalam jangka panjang.

 2. HDPE (High Density Polythylene)

Biasa dipakai untuk kemasan susu, jus, tas belanja (kantong kresek). HDPE memiliki sifat bahan yang lebih kuat, keras, buram dan lebih tahan terhadap suhu tinggi, dan merupakan salah satu bahan plastik yang aman untuk digunakan karena kemampuan untuk mencegah reaksi kimia. Sama seperti PET, HDPE juga direkomendasikan hanya untuk sekali pemakaian karena pelepasan senyawa antimoni trioksida terus meningkat seiringnya waktu.

3. V atau PVC (Polyvinyl Chloride)

 

Jenis plastik ini termasuk yang paling sulit didaur ulang. Plastik ini biasa digunakan untuk perangkat hardware, mainan anak-anak, kemasan farmasi, minyak sayur, dan kebersihan lainnya. Reaksi yang terjadi antara PVC dengan makanan yang dikemas dengan plastik ini berpotensi berbahaya untuk ginjal, hati dan berat badan. Sebaiknya kita mencari alternatif pembungkus makanan lain (bukan bertanda 3 dan V) seperti plastik yang terbuat dari polietilena atau bahan alami (daun pisang misalnya).

4. LDPE (Low Density Polyethylene)

Plastik ber-tipe cokelat (thermoplastic/dibuat dari minyak bumi), biasa dipakai untuk tempat plastik sampah, tempat penyimpanan makanan, dan botol-botol yang lembek.

Sifat jenis plastik LDPE adalah:

1. Kuat.

2. Agak tembus cahaya.3. Fleksibel dan permukaan agak berlemak.4. Pada suhu di bawah 60 derajat Celsius, sangat resisten terhadap senyawa kimia.5. Daya proteksi terhadap uap air tergolong baik,6. Kurang baik bagi gas-gas yang lain seperti oksigen.7. Plastik ini dapat didaur ulang, baik untuk barangbarang yang memerlukan fleksibilitas

tetapi kuat, dan memiliki resistensi yang baik terhadap reaksi kimia. Barang berbahan LDPE ini sulit dihancurkan, tetapi tetap baik untuk tempat makanan karena sulit bereaksi secara kimiawi dengan makanan yang dikemas dengan bahan ini.

5. PP (Polypropylene)

Karakteristik adalah transparan yang tidak jernih atau berawan, lebih kuat dan ringan dengan daya tembus uap yang rendah, ketahanan yang baik terhadap lemak, stabil terhadap suhu tinggi dan cukup mengkilap. Jenis PP (polypropylene) ini adalah pilihan bahan plastik terbaik, terutama untuk tempat makanan dan minuman seperti tempat menyimpan makanan, botol minum dan yang terpenting botol minum untuk bayi. Carilah dengan kode angka 5 bila membeli barang berbahan plastik untuk menyimpan kemasan berbagai makanan dan minuman (jenis ini sangat dianjurkan bila untuk mengisi air kemasan ulang).

6. PS (Polystyrene)

PS (polystyrene) ditemukan tahun 1839 oleh Eduard Simon seorang apoteker dari Jerman dengan secara tidak sengaja. PS biasa dipakai sebagai bahan tempat makan styrofoam, tempat minum sekali pakai, dan lain-lain. Polystyrene merupakan polimer aromatik yang dapat mengeluarkan bahan styrene ke dalam makanan ketika makanan tersebut bersentuhan. Selain tempat makanan, styrene juga bisa didapatkan dari asap rokok, asap kendaraan dan bahan konstruksi gedung. Bahan ini harus dihindari, karena selain berbahaya untuk kesehatan otak, mengganggu hormon estrogen pada wanita yang berakibat pada masalah reproduksi, dan pertumbuhan dan sistem syaraf, juga karena bahan ini sulit didaur ulang. Pun bila didaur ulang, bahan ini memerlukan proses yang sangat panjang dan lama. Bahan ini dapat dikenali dengan kode angka 6, namun bila tidak tertera kode angka tersebut pada kemasan plastik, bahan ini dapat dikenali dengan cara dibakar (cara terakhir dan sebaiknya dihindari). Ketika dibakar, bahan ini akan mengeluarkan api berwarna kuning-jingga, dan meninggalkan jelaga.

7. Other atau biasanya polycarbonate

Untuk jenis plastik 7 Other ini ada 4 jenis, yaitu:

1. SAN – styrene acrylonitrile,

2. ABS – acrylonitrile butadiene styrene,

3. PC – polycarbonate,

4. Nylon. 

Plastik ini dapat ditemukan pada tempat makanan dan minuman seperti botol minum olahraga, suku cadang mobil, alat-alat rumah tangga, komputer, alat-alat elektronik, dan plastik kemasan. SAN dan ABS; memiliki resistensi yang tinggi terhadap reaksi kimia dan suhu, kekuatan, kekakuan, dan tingkat kekerasan yang telah ditingkatkan. 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. Plastik dengan jenis 7 yaitu SAN dan ABS merupakan salah satu bahan plastik yang sangat baik untuk digunakan dalam kemasan makanan ataupun minuman.

Apakah yang dapat kita peroleh dari informasi simbol plastik tersebut?

1. Harus bijak dalam menggunakan plastik, khususnya kode 1, 3, 6, dan 7 (PC), seluruhnya memiliki bahaya secara kimiawi. Gunakan hanya sekali pakai!

2. Akan aman bila menggunakan plastik dengan kode 2, 4, 5, dan 7 (SAN atau ABS)

Satu lagi yang perlu diwaspadai dari penggunaan plastik dalam industri makanan adalah kontaminasi zat warna plastik dalam makanan contohnya kita sering membeli gorengan di

pinggir jalan, suka minta sama penjualnya yang panas lalu setelah digoreng dimasukkan ke kantong kresek hitam. Ternyata zat pewarna hitam ini kalau terkena panas, bisa terurai, terdegradasi menjadi bentuk zat radikal beracun yang berbahaya bagi kesehatan.

Proses Produksi PlastikSecara umum proses produksi plastik di industri meliputi tiga tahap yaitu: (Hartono,

1993)a.       Pelunakan

Menggunakan panas, sehingga mudah mengalir, dan siap dibentuk oleh cetakan.b.      Pembentukan

Memanfaatkan tekanan, agar plastik dialirkan dan dibentuk lewat die atau cetakan.c.       Pemadatan

 Bentuk akhir produk dibiarkan memadat.

Berikut adalah teknik pemrosesan plastik berdasarkan sifat plastik yang akan dibuat:Tabel 3 Teknik Pemrosesan Plastik (Hartono, 1993)

Termoplastik TermosetCetak injeksi Cetak KempaEkstrusi Cetak alih/transferCetak embus Cetak injeksiTermoforming Cetak injeksi reaktifCetak Putar Cetak plastik diperkuat

Kalendering

Dalam tabel diatas, dikenal begitu banyak teknik pemrosesan plastik. Dalam menentukan teknik yang tepat perlu diperhatikan hal-hal berikut: (Hartono, 1993)o Apakah komponennya termoplastik ataukah termoseto Bentuk komponenyao Jumlah produk yang diperlukan dan laju pembuatannya

Poli (vinil klorida) (PVC)

PVC merupakan bahan baku plastik jenis komoditi yang sering digunakan untuk memproduksi bahan bangunan, pipa tegar, bahan untuk lantui, isolasi kawat dan kabel. Jika dilihat dari sifatnya, plastik berbahan baku PVC merupakan termoplastik. PVC dapat dibuat dengan cara Polimerisasi adisi yaitu polimerisasi yang disertai dengan pemutusan ikatan rangkap diikuti oleh adisi dari monomernya yaitu etil klorida (VCM).

(Anonim1, 2009)

Proses pembuatan PVC melalui reaksi Polimerisasi adisi dibutuhkan beberapa materi yaitu Etilena, Garam Indusri (merupakan garam terbaik untuk dilakukan elektrolisis karena kualitas kemurniannya tinggi), dan tenaga listrik.

Gambar 2. Proses Produksi PVC (Anonim5, 2008)Dalam proses yang disebut elektrolisis, garam dilarutkan dalam air dan larutan

dialiri dengan arus listrik sehingga pada proses ini diproduksi klorin, soda kaustik, dan hidrogen. Secara terpisah, minyak atau gas disuling dan Etilena dapat diproduksi melalui proses pemisahan kimia yang disebut dengan ‘cracking’. Lalu Etilena dan Klorin direaksikan dan ketika Etilena dan klorin bereaksi akan dihasilkan produk yaitu diklorida etilena (EDC); dimana selanjutnya akan dipecah dan dihasilkan monomer etil klorida (VCM), yaitu dasar dari penyusunan poli (vinil klorida) (PVC). Selanjutnnya PVC yang diproduksi dalam bentuk bubuk putih disebut dengan termoplastik (Anonim5, 2008).

Contoh :

Teknik produksi plastik yang tepat untuk bahan baku PVC adalah ekstrusi. Pertama bahan berupa PVC berbentuk butiran atau serbuk dimasukkan dalam corong, di dorong ke screw baja. Dilairkan ke sepanjang bejana (barrel), dan dipanaskan. Kedalaman lekukan screw makin berkurang untuk memadatkan bahannya. Pada ujung ekstruder, lelehan melalui die dalam keadaan panas, lunak, dan mudah dibentuk. Ekstrusi ini harus segera dijaga bentuk dan ukurannya yaitu dengan cara pendinginan menggunakan udara atau air. Dalam proses ekstrusi, ekstrudat yang dihasilkan tidak selalu tepat sama dengan dimensi/ukuran die, yaitu agak lebih kecil. Untuk mengatasi hal ini maka dapat digunakan alat khusus yang mampu mengambil ekstrudat lunak dari die dengan cepat.Berikut adalah gambar mesin ekstrusi: (Hartono, 1993)

 

Gambar Mesin ekstrusi (Anonim4, 2007)

Poliester

Poliester merupakan bahan baku produksi plastik jenis termoset. Poliester memiliki berat molekul yang tinggi dan titik lebur yang tinggi. Poliester sering digabungkan dengan polimer lain untuk menambah kualitasnya, seperti pada poliester resin yang digabungkan dengan gelas fiber, dapat diperoleh polimer plastik yang kuat, kokoh, tahan terhadap suhu atau tidak mudah meleleh. Contoh pada perahu boat, alat-alat olahraga,dan  alat-alat listrik (Bhatnagar, 2004).

Salah satu jenis poliester adalah polifenil ester. Polimer ini di proses melalui metode polimerisasi kondensasi dengan reaksi sebagai berikut:

HOOROH + R’ (COCl)2        →       H[OROCOR’CO]nCl + HCl

(R’ merupakan aril radikal)

Pembuatan polifenil ester di mulai dengan,  bisfenol A dan NaCl direaksikan dalam air. Dan ditambahkan  larutan Sodium Laurat. Rekasi berlangsung lambat setelah penambahan 0,5 mol asam klorida dari asam dikarboksilat yang telah direaksikan dengan pelarut non reaktif. Selama 10 menit dijadikan emulsikan dan dituangkan ke dalam aseton untuk mengendapkan (membentuk koagulasi) polimer. Lalu di saring, dicuci dengan air dan dikeringkan (Bhatnagar, M.S, 2004)

            Polifenil ester merupakan bahan baku plastik jenis termoset. Salah satu teknik produksi plastik yang tepat dengan bahan baku ini adalah dengan menggunakan teknik injeksi. Pertama, bahan baku untuk plastik injeksi berupa plastik raw material yang berupa butiran – butiran kecil plastik (Polifenil ester) di masukkan dalam hopper, setelah pressure, kecepatan dan parameter lainya di setting, plastik raw material (material kasar) akan di panaskan dalam barrel, selanjutnya screw berputar dan mengalirkan plastik yang mulai meleleh, saat plastik akan di injeksikan oleh nozzle, molding unit di tutup oleh clamping unit, setelah di tutup dan di tekan oleh clamping unit plastik di masukkan ke dalam mold unit melalui nozzle. Setelah plastik di masukkan ke dalam molding unit, screw berhenti berputar, lalu clamping unit menarik core mold, sehingga mold terbuka, di lanjutkan dengan melepas produk plastik yang telah dicetak dengan menekan ejektor pada molding unit (Hasnan, 2009)

Berikut adalah gambar mesin cetak injeksi:

Gambar bagian detail plastic injection machine (Hasnan, 2009)

Plastik Modern

Plastik konvensional sudah lama menimbulkan masalah bagi lingkungan. Plastik berbahan baku polimer sintetis minyak bumi tidak dapat didegradasi oleh alam, sehingga menjadi sumber pencemaran di berbagai tempat, terutama di tanah dan air. Namun, seiring perkembangan zaman, telah ditemukan solusi plastik ramah lingkungan atau disebut plastic biodegrdable. Plastic biodegradable merupakan plastik yang terbuat dari bahan-bahan alami antara lain selulosa, pati, kolagen, kasein, protein, khitosan, khitin, atau lipid dari

hewan. Bahan-bahan alami ini termasuk sumber daya alam yang dapat diperbaharui dan sampah plastik yang dihasilkan dapat didegradasi oleh alam  dan mikroorganisme (Wawan, 2005).

Salah satu sumber bahan baku plastik biodegradable adalah klobot jagung. Klobot jagung memiliki kandungan selulosa yang cukup tinggi sekitar 32%, dan sisanya hemiselulosa 32% dan lignin 20% (Hettenhaus, 2002). Sekitar 1 ton klobot jagung yang dihasilkan akan proporsional dengan hasil 1 ton biji jagung. Klobot jagung akan terus meningkat jumlahnya sering meningkatnya panen jagung tiap tahun.

Berikut adalah proses pembuatan polimer biodegradabel dari klobot jagung:

a. Persiapan bahan baku polimer biodegradable

-         Pembuatan serbuk klobot jagung

      Klobot jagung di cuci dengan air, dipotong kecil-kecil sekitar 2 cm dan       dikeringkan dibawah terik matahari. Kemudian dilakukan penggilingan. Serbuk      klobot jagung yang dihasilakan masih mengandung komponen lain terutama    lignin. Lignin dipisahkan dengan menambahkan NaOH dalam konsentrasi pekat.

Gambar 5. Struktur Bangun Selulosa (Harnum, 2008)

-          Pengolahan selulosa dalam serbuk klobot jagung

      Sebagai bahan plastik biodegradable, selulosa di ubah menjadi selulosa asetat dengan cara mereaksikan selulosa dengan asam asetat, kemudian dengan   anhidrida asetat (CH3CO)2O dan katalis asam mineral. Selulosa asetat memilki derajat polimerisasi lebih rendah daripada umpan selulosa dikarenakan terjadinya pemutusan ikatan glukosidik oleh katalis esterifikasi asam (Stevens, 2001)

b. Teknik pembuatan plastik dari selulosa

-          Dengan menggunakan teknik thermoforming, pertama polimer dimasukkan kedalam ekstruder yang dilengkapi dengan screw berputar dan sistem pemanasan untuk menjaga bahan tetap lunak. Selanjutnya dicetak menjadi film kemudian dibentuk menjadi produk plastik sesuai dengan cetakan.

      Berikut adalah gambar proses thermoforming:

Gambar 6. Proses Thermoforming (Anonim3, 2009)

-     Selulosa dari klobot jagung cenderung kaku sebagai bahan baku plastik, ini disebabkan oleh derajat kristalinasi yang tinggi dari selulosa. Namun, proses asetilasi selulosa telah membuat kekakuan selulosa menurun, sehingga diperoleh plastik selulosa asetat yang elastis. Untuk menjaga kestabilan plastik selulosa maka perlu ditambahkan stabilizer atau disebut juga pemlastis atau plasticizer . contoh pemlastis yang bisa digunakan adalah kanji dan tandan kelapa sawit (TKS, serta asam laktat.)

DAFTAR PUSTAKAAnonim1, 2009, Plastics, http://ifeedlotsofcats.blog.friendster.com/2008/09/plasticsss di

akses pada tanggal 27 Maret 2009Anonim2, 2009, Konsep Dasar Ilmu Polimer, 

http://kimia.uny.ac.id/siokim/resources/coba.doc, diakses pada tanggal 27 Maret 2009

Anonim3, 2009, Thermoforming, http://www.oshore.com/products/archived/images/thermoformed4.gif, diakses pada tanggal 31 Maret 2009

Anonim4, 2007, Drinking Straw, http://www.madehow.com/images/hpm_0000_0004_0_img0070.jpg, diakses pada tanggal

31 Maret 2009Anonim5, 2008, O2 Monitoring of VCM in PVC Production, www.gesensing.com/panametricsproducts, diakses pada tanggal 31 Maret 2009A division of Regal Supply Company, 1999-2000, Regal Plastic: Plastics Reference

Handbook, http://www.stealth316.com/misc/engineered-plastics.pdf di akses pada tanggal 27 Maret 2009

Bhatnagar, M.S, 2004, A Text Book of  Polimers (Chemistry and Technology of Polimers)(Condensation Polimers),New Delhi:S.Chand and Company LTD

Harnum, Belina, 2008, Kegunaan Hidrokrabon Dalam Kehidupan Sehari-hari, http://persembahanku.files.wordpress.com/2007/05/molekul-selulosa.jpg, diakses pada tanggal 31 Maret 2009

Hartomo, Anton.j, 1993, Politeknik Pemrosesan Polimer Praktis, Yogyakarta: Andi OffsetHettenhaus J, 2002, Talking about Corn Stover with Jim Hettenhaus ISSUE NO. 2 & 4Martaningtyas, D, 2009, Potensi Platik “ Biodegradable”,

http://www.pikiranrakyat.com/cetak ?0904/cakrawala/lainnya06.htm diakses tanggal 27 Maret 2009

Stevens, Malcolm P, 2001. Polymer Chemistry : An Introduction, diindonesiakan oleh Lis Sopyan, cetakan pertama, PT Pradnya Paramita : Jakarta

Wawan, M, 2005, Pengaruh Jenis Plasticizer terhadap Sifat Mekanik PlastikBiodegradabel berbahan Baku protein jagung (Zein), skripsi, FISIKA, F-MIPA,

UNIBRAW, MALANG.