Profil Industri Polimerisasi

Industri Polimerisasi

Suatu 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.
Video alat-alat kimia dapat di lihat di link berikut : https://www.youtube.com/watch?v=vhOpIrUjdw0

Polimer didefinisikan sebagai substansi yang terdiri dari molekul-molekul yang menyertakan rangkaian satu atau lebih dari satu unit monomer. Manusia sudah berabad-abad menggunakan polimer dalam bentuk minyak, aspal, damar, dan permen karet. Tapi industri polimer modern baru mulai berkembang pada masa revolusi industri. Di akhir 1830-an, Charles Goodyear berhasil memproduksi sebentuk karet alami yang berguna melalui proses yang dikenal sebagai “vulkanisasi”. 40 tahun kemudian, Celluloid (sebentuk plastik keras dari nitrocellulose) berhasil dikomersialisasikan. Adalah diperkenalkannya vinyl, neoprene, polystyrene, dan nilon pada tahun 1930-an yang memulai ‘ledakan’ dalam penelitian polimer yang masih berlangsung sampai sekarang.

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 dapat dibentuk menjadi film atau fiber sintetik. Nama ini berasal dari fakta bahwa banyak dari mereka "malleable", memiliki properti keplastikan. Plastik didesain dengan variasi 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.

Pellet atau bijih plastik yang siap diproses lebih lanjut (injection molding, ekstrusi, dll)

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 tetapi 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).

Sekarang ini utamanya ada enam komoditas polimer yang banyak digunakan, mereka adalah polietilena, polipropilena, polivinil klorida, polietilena tereftalat, polistirena, dan polikarbonat. Mereka membentuk 98% dari seluruh polimer dan plastik yang ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Masing-masing dari polimer tersebut memiliki sifat degradasi dan ketahanan panas, cahaya, dan kimia

Plastik merupakan salah satu jenis polimer. Polimer lain yang umum diproduksi selain plastik adalah serat dan karet (elastomer). Polimer sendiri merupakan molekul besar (makromolekul) yang terbangun oleh susunan unit ulangan kimia yang kecil, sederhana dan terikat oleh ikatan kovalen. Unit ulangan ini biasanya setara atau hampir setara dengan monomer yaitu bahan awal dari polimer.

Berdasarkan surve , dari tahun 1970 sampai 2000, konsumsi plastik dunia makin meningkat jauh melebihi logam besi dan baja. Ada alasan-alasan ekonomis yang dapat diterima dalam kecenderungan tersebut. Plastik lebih ringan dan umumnya lebih tahan terhadap korosi. Seperti logam, plastik juga dapat dipadu untuk memperbaiki sifat-sifat fisiknya. Dan jika dihubungkan dengan kenaikan harga energi , plastik bisa diproduksi dan diproses dengan input energi yang lebih rendah daripada logam (Stevens, 2001).

Jika diklasifikasi berdasarkan pertimbangan-pertimbangan ekonomis dan kegunaanya maka plastik dibagi menjadi  plastik komoditi dan plastik teknik (Platzer , 1981, Gillespie , 1986).

Jika dilihat dari sifatnya, plastik dibagi menjadi termoplastik dan termoset. Termoplastik mempunyai sifat, jika dipanaskan akan menjadi plastis dan jika terus dipanaskan sampai suhu lebih dari 200º C bisa mencair. Bila temperatur kemudian diturunkan (didinginkan), material plastik akan mengeras dan dapat dibentuk kembali. Termoset setelah diproses menjadi produk tidak dapat kembali seperti bentuk semula. Jika diumpamakan dengan makanan, termoplastik seperti coklat yang dapat mencair dan mengeras berulang kali dan tetap saja kita akan mendapatkan coklat, sedangkan termoset seperti biskuit yang sekali dicetak tidak dapat kembali ke bentuknya lagi (Anonim2, 2009)

Pada saat ini, kebanyakan plastik yang digunakan adalah plastik konvensional. Biasanya plastik konvensional ini berbahan dasar minyak bumi, gas alam, atau batu bara. Penggunaan plastik konvensional yang terbuat dari bahan sintetik  sering mengasilkan sampah dalam kehidupan sehari-hari. Sampah ini tidak dapat didegradasi oleh mikroorganisme atau lingkungan (Martaningtyas, 2002).

Plastik merupakan industri hilir yang menggantungkan bahan baku pada perusahaan lain.

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.

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.

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.

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).

Plastik Modern

Platik 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.

-          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 plastic 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.

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.)

Share this post