Bahan Plastik (Pengetahuan Bahan Teknik)

“Plastik adalah polimer rantai-panjang dari atom yang mengikat satu samalain. Rantai ini membentuk banyak unit molekul berulang, atau "monomer"” hal tersebut merupakan pendapat dari Septera (2013). Sejarahnya, tahun pada  1920 Wallace Hume Carothers, ahli kimia lulusan Universitas Harvard, mengembangkan nylon yang pada waktu itu disebut Fiber 66. Pada tahun 1940-an nylon, acrylic, polyethylene, dan polimer lainnya digunakan untuk menggantikan bahan-bahan alami yang waktu itu semakin berkurang.  inovasi lainnya dalam plastik yaitu penemuan polyvinyl chloride (PVC). Ketika mencoba untuk melekatkan karet dan metal, Waldo Semon, seorang ahli kimia di perusahaan ban B.F. Goodrich menemukan PVC. Sedangkan pada tahun 1933 Ralph Wiley, seorang pekerja lab di perusahaan kimia Dow secara tidak sengaja menemukan plastik jenis lain yaitu polyvinylidene chloride atau populer dengan sebutan saran dan pada tahun yang sama, dua orang ahli kimia organik bernama E.W. Fawcett dan R.O. Gibson yang bekerja di Imperial Chemical Industries Research Laboratory menemukan polyethylene.  pada tahun 1938 seorang ahli kimia bernama Roy Plunkett menemukan teflon.

Dalam teknik otomotif  banyak sekali bahan-bahan yang digunakan dalam kendaraan otomotif baik bahan logam ferro ataupun logam non-ferro, bahan non logam seperti plastik, karbon, kaca, bahan pelumas dan lain-lain. Penggunaan bahan logam baik ferro atau non-ferro banyak di aplikasikan pada komponen-komponen yang harus kuat dan tahan terhadap tekanan dan suhu yang tinggi seperti mesin, bodi dan kerangka (chasis) kendaraan dan lain-lain. Sedangkan penggunaan bahan non logam berguna pada komponen-komponen yang kekuatannya tidak terlalu kuat namun lebih mementingkan faktor keindahan, dan bobot komponen. Penerapan bahan non logam ini banyak ditemukan pada komponen interior ataupun pada komponen kendaraan otomotif modern seperti dashboard, tempat duduk, bumper atau bahkan pada bodi kendaraan yang tergolong modern semua bagian dari bodi kendaraan terbuat dari bahan non logam seperti carbon atau serat karbon yang memiliki bobot ringan namun dengan kekuatan yang cukup kuat apabila dibandingkan dengan bahan plastik. Plastik merupakan sebuah bahan yang paling populer dan paling banyak digunakan sebagai bahan pembuat komponen otomotif selain bahan logam berupa besi. Plastik merupakan sebuah zat kimia buatan yang memiliki kekuatan bervariasi dan ketahanan terdapat suhu yang bervariasi pula. Plastik merupakan bahan recycle atau bahan yang bisa didaur ulang, maka dari itulah banyak cara pengolahan-pengolahan plastik. Selain itu plastik juga merupakan bahan kimia yang sulit terdegradasi atau terurai oleh alam, membutuhkan waktu beratus-ratus atau bahkan ribuan tahun untuk menguraikan plastik oleh alam.

Plastik terdiri dari Termoplastik yang bisa di daur ulang dengan pemanasan kembali dan Termostat yang tidak bisa di daur ulang dengan pemanasan.

 Sumber Plastik

            Terdapat dua macam polymer yang terdapat di kehidupan yaitu polymer alami dan polymer buatan atau polymer sintesis.

1. Polimer Alami

Alam juga menyediakan berbagai macam polymer yang bisa langsung digunakan oleh manusia sebagai bahan. Polymer tersebut ialah : Kayu, kulit binatang, kapas, karet alam, rambut dan lain sebagainya.

2. Polimer Sintetis

Semakin meningkatnya dan beragamnya kebutuhan manusia menyebabkan manusia harus mencari jalan untuk mencukupinya dengan cara membuat kebutuhannya tersebut. Termasuk juga polymer, manusia membuat polymer melalui reaksi kimia (sintesis) yang tidak disediakan oleh alam.  Ada banyak sekali macam-macam polymer sintesis hasil rekayasa manusia diantaranya adalah :

·         Tidak terdapat secara alami : Nylon, polyester, polypropilen, polystiren

·         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).

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 dan lain-lain.

 Cara Memperoleh Plastik

Ada banyak cara yang bisa digunakan dalam memperoleh plastik, dengan menggunakan metode berbeda-beda dan alat yang berbeda-beda pula. Adapun cara memperolehnya adalah sebagai berikut :

1.    Proses Injection Molding

Termoplastik dalam bentuk butiran atau bubuk ditampung dalam sebuah hopper kemudian turun ke dalam barrel secara otomatis (karena gaya gravitasi) dimana ia dilelehkan oleh pemanas yang terdapat di dinding barrel dan oleh gesekan akibat perputaran sekrup injeksi. Plastik yang sudah meleleh diinjeksikan oleh sekrup injeksi (yang juga berfungsi sebagai plunger) melalui nozzle ke dalam cetakan yang didinginkan oleh air. Produk yang sudah dingin dan mengeras dikeluarkan dari cetakan oleh pendorong hidraulik yang tertanam dalam rumah cetkan selanjutnya diambil oleh manusia atau menggunakan robot. Pada saat proses pendinginan produk secara bersamaan di dalam barrel terjadi proses pelelehan plastik sehingga begitu produk dikeluarkan dari cetakan dan cetakan menutup, plastik leleh bisa langsung diinjeksikan.

Gambar 1.1 Mesin Injection Molding

2.    Proses Ekstrusi

Ekstrusi adalah proses untuk membuat benda dengan penampang tetap. Keuntungan dari proses ekstrusi adalah bisa membuat benda dengan penampang yang rumit, bisa memproses bahan yang rapuh karena pada proses ekstrusi hanya bekerja tegangan tekan, sedangkan tegangan tarik tidak ada sama sekali. Aluminium, tembaga, kuningan, baja dan plastik adalah contoh bahan yang paling banyak diproses dengan ekstrusi. Contoh barang dari baja yang dibuat dengan proses ekstrusi adalah rel kereta api. Khusus untuk ekstrusi plastik proses pemanasan dan pelunakan bahan baku terjadi di dalam barrel akibat adaya pemanas dan gesekan antar material akibat putaran screw.

Variasi dari ekstrusi plastik

1.  blown film

2.  flat film and sheet

3.  ekstrusi pipa

4.  ekstrusi profil

5.  pemintalan benang

6.  pelapisan kabel

3.    Proses Blow Molding

Blow molding adalah proses manufaktur plastik untuk membuat produk-produk berongga (botol) dimana parison yang dihasilkan dari proses ekstrusi dikembangkan dalam cetakan oleh tekanan gas. Pada dasarnya blow molding adalah pengembangan dari proses ekstrusi pipa dengan penambahan mekanisme cetakan dan peniupan.

4.    Proses Thermoforming

 Thermoforming adalah proses pembentukan lembaran plastik termoset dengan cara pemanasan kemudian diikuti pembentukan dengan cara pengisapan atau penekanan ke rongga mold. Plastik termoset tidak bisa diproses secara thermoforming karena pemanasan tidak bisa melunakkan termoset akibat rantai tulang belakang molekulnya saling bersilangan. Contoh produk yang diproses secara thermoforming adalah bakelit.

 Sifat, Jenis dan Kegunaan Plastik

Dewasa ini banyak ditemukan varian baru dalam dunia teknik mengenai macam-macam plastik, masing-masing plastik memiliki sifat dan kegunaan yang berbeda-beda. Adapun macam-macam dari plastik itu sendiri adalah sebagai berikut :

 PET (PolyEtylene Terephthalate)

Menurut Septera (2013) “PET bersifat jernih, kuat, tahan bahan kimia dan panas, serta mempunyai sifat elektrikal baik yang Jika. Pemakaiannya dilakukan secara berulang, terutama menampung air panas, lapisan polimer botol meleleh mengeluarkan zat karsinogenik dan dapat menyebabkan Kanker.” PET digunakan sebagi pembungkus minuman berkarbonasi (soda), botol juice buah, peralatan tidur dan fiber tekstil. PET memiliki sifat tidak tahan panas, keras, tembus cahaya (transparan), memiliki titik leleh 85ºC. Hal tersebut mengacu pada pendapat Ratna (2010).

Gambar 1.2 Polymer PET

 PP (PolyPropylene)

Krisnadwi (2013) mengungkapkan “Polypropylene merupakan plastik polymer yang mudah dibentuk ketika panas, rumus molekulnya adalah (-CHCH3-CH2-)n.” PP sendiri memiliki sifat yang tahan terhadap bahan kimia atau Chemical Resistance namun ketahuan pukul atau Impact Strengh rendah, transparan dan memiliki titik leleh 165°C. PP banyak digunakan pada kantong plastik, film, mainan, ember dan komponen-komponen otomotif.

Gambar 1.3 Polymer PP

 PE (PolyEtylene)

PE memiliki monomer etena (CH₂ = CH₂), PE bila ditinjau dari jenis rantai karbonnya ada dua macam yaitu Polyetylene linier dan Polyetylene bercabang. PE memiliki sifat-sifat diantaranya adalah permukaannya licin, tidak tahan panas, fleksibel, transparan/tidak dan memiliki titik leleh sebesar 115°C. Maka dari itulah PE banyak digunakan sebagai kantong plastik, botol plastik, cetakan, film dan pada dunia modern digunakan untuk pembungkus kabel.

Gambar 1.4 Polymer PE

 PVC (PolyVinyl Cloride)

Menurut Krisnadwi (2013) “PVC adalah Polyvinyl Chloride – Rumus molekulnya adalah  (-CH₂ – CHCl -)n. Ini merupakan resin yang liat dan keras yang tidak terpengaruh oleh zat kimia lain.” Sifat dari PVC ini sendiri adalah keras, kaku, dapat bersatu dengan pelarut, memiliki titik leleh 70°-140° C. Kegunaan dalam kehidupan adalah sebagai pipa plastik (paralon), peralatan kelistrikan, dashboard mobil, atap bangunan dan lain-lain.

Gambar 1.5 Polymer PVC

 PS (Poly Styrene)

Menurut Septera (2013) “Mengandung bahan bahan Styrine yang berbahaya untuk kesehatan otak, mengganggu hormon estrogen pada wanita yang berakibat pada masalah reproduksi dan sistem saraf.” Sifat-sifat yang dimiliki oleh PS adalah kaku, mudah patah, tidak buram dan memiliki titik leleh 95°C. PS banyak digunakan sebagai penggaris plastik, cardridge printer, rambu-rambu lalu lintas dan gantungan baju.

Gambar 1.6 Polymer PS

Kesimpulan

Polymer merupakan senyawa kimia yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, polymer ada dua macam yaitu polymer alami dan polymer sintesis (buatan). Polymer alami adalah kayu, rambut, kulit hewan, karet dan lain-lain, sedangkan polymer sintesis adalah plastik, polyester, polupropylene, selulosa, karet sintesis dan lain-lain. Cara memperoleh plastik bermacam-macam bergantung pada hasil bentuk, karakteristik plastik dan bahan baku plastik yang digunakan.

·         Proses injection molding digunakan untuk membentuk termoplastik agar menjadi bentuk tertentu menggunakan pemanasan.

·         Proses ekstrusi merupakan proses pengolahan plastik yang bisa membuat plastik dengan model yang rumit dengan sistem cetakan dan tekanan.

·         Proses blow molding pada dasarnya adalah pengembangan dari ekstrusi namun dalam prosesnya ditambahkan gas bertekanan untuk membuat tiupan.

·         Proses thermoforming merupakan pengolahan termostat yang tidak bisa diolah dengan proses pemanasan, hasil dari proses ini berupa lembaran-lembaran plastik.

Plastik sendiri memiliki banyak jenis diantaranya adalah PET (PolyEtylene Terephthalate), PP (PolyPropylene), PE (PolyEtylene), PVC (PolyVynil Cloride), PS (PolyStyrene) dan lain-lain. Masing-masing jenis plastik memiliki fungsi dan sifat masing-masing yang berbeda satu dengan yang lainnya.

DAFTAR REFERENSI

Septera, Proses Pengolahan Plastik, (Online), (http://terasept.blogspot.com/2013/06/proses-pengolahan-plastik.html), diakses pada 23 November 2013

Ratna, Jenis Jenis Utama Plastik dan Cara Pengolahannya, (Online), (http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-smk/kelas_xi/jenis-jenis-utama-plastik-dan-cara-pembuatan-plastik/), diakses pada 20 November 2013

Krisnadwi, Mengenal Jenis-jenis Plastik, (Online), (http://bisakimia.com/2013/01/03/mengenal-jenis-jenis-plastik/), diakses pada 20 November 2013

Wikipedia, Plastik, (Online), (http://id.wikipedia.org/wiki/Plastik/ ), diakses pada 23 November 2013