ii. tinjauan pustaka 2.1. plastik - repository.ipb.ac.id · thermoset adalah plastik yang apabila...
TRANSCRIPT
![Page 1: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Plastik - repository.ipb.ac.id · thermoset adalah plastik yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali karena bangun polimernya](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081505/5c7f1f8b09d3f2af3f8c340f/html5/thumbnails/1.jpg)
4
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Plastik
Plastik merupakan bahan yang terbentuk dari produk polimerisasi sintetik
atau semi-sintetik yang mempunyai sifat-sifat unik dan luar biasa. Polimer sendiri
adalah adalah rantai berulang dari atom yang panjang, terbentuk dari pengikat
yang berupa molekul identik yang disebut monomer. Jika monomernya sejenis
disebut homopolimer, dan jika monomernya berbeda akan menghasilkan
kopolimer. Proses polimerisasi yang menghasilkan polimer berantai lurus
mempunyai tingkat polimerisasi yang rendah dan kerangka dasar yang mengikat
antar atom karbon dan ikatan antar rantai lebih besar daripada rantai hidrogen.
Bahan yang dihasilkan dengan tingkat polimerisasi rendah bersifat kaku dan keras
(Flinn and Trojan, 1975). Bila rantai tersebut dikelompokkan bersama-sama
dalam suatu pola acak, menyerupai tumpukan jerami maka disebut amorp, jika
teratur hampir sejajar disebut kristalin dengan sifat yang lebih keras dan tegar
(Syarief et al. 1988).
Bahan baku pembuatan plastik adalah minyak dan gas sebagai sumber
alami. Dalam perkembangannya minyak dan gas ini mulai digantikan oleh bahan-
bahan sintetis sehingga dapat diperoleh sifat-sifat plastik yang diinginkan dengan
cara kopolimerisasi, laminasi, dan ekstruksi (Syarief et al 1989). Polimer alam
yang telah kita kenal antara lain: selulosa, protein, karet alam dan sejenisnya.
Pada awal mula perkembangannya polimer alam hanya digunakan untuk membuat
perkakas dan senjata, tetapi keadaan ini hanya bertahan hingga akhir abad 19 dan
selanjutnya manusia mulai memodifikasi polimer menjadi plastik. Plastik yang
pertama kali dibuat secara komersial adalah nitroselulosa. Material plastik ini
telah berkembang pesat dan sekarang mempunyai peranan yang sangat penting
dibidang elektronika, pertanian, tekstil, transportasi, furniture, konstruksi,
kemasan kosmetik, mainan anak-anak dan produk-produk industri lainnya.
Untuk membuat barang-barang plastik agar mempunyai sifat-sifat seperti
yang dikehendaki, maka dalam proses pembuatannya selain bahan baku utama
diperlukan juga bahan tambahan atau aditif. Penggunaan bahan tambahan ini
beraneka ragam tergantung pada bahan baku yang digunakan dan mutu produk
yang akan dihasilkan. Berdasarkan fungsinya maka bahan tambahan atau bahan
![Page 2: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Plastik - repository.ipb.ac.id · thermoset adalah plastik yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali karena bangun polimernya](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081505/5c7f1f8b09d3f2af3f8c340f/html5/thumbnails/2.jpg)
5
pembantu proses dapat dikelompokkan menjadi: bahan pelunak (plastiksizer),
bahan penstabil (stabilizer), bahan pelumas (lubricant), bahan pengisi (filler),
pewarna (colorant), antistatic agent, blowing agent, flame. Bahan aditif yang
ditambahkan tersebut disebut komponen non-plastik yang berupa senyawa
anorganik atau organik yang memiliki berat molekul rendah. Bahan aditif dapat
berfungsi sebagai pewarna, antioksidan, penyerap sinar UV, anti lekat dan masih
banyak lagi (Winarno, 1994).
Gambar 1. Pengaruh Plastik Termoset terhadap Suhu Sumber : Iman Mujiarto, 2005
Gambar 2. Pengaruh Plastik Thermoplast terhadap Suhu
Sumber : Iman Mujiarto, 2009 (wordpress.com)
Syarief et al. (1989) membagi plastik menjadi dua berdasarkan sifat-
sifatnya terhadap perubahan suhu, yaitu:
1. Termoplastik: merupakan jenis plastik yang dapat meleleh pada suhu tertentu,
melekat mengikuti perubahan suhu dan mempunyai sifat dapat balik
(reversibel) kepada sifat aslinya. Proses pemanasan akan membuat plastik ini
kembali mengeras bila didinginkan. Jenis plastik thermoplast antara lain: PE,
PP, PS, ABS, SAN, nylon, PET, BPT, Polyacetal (POM), PC dan lain-lain.
![Page 3: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Plastik - repository.ipb.ac.id · thermoset adalah plastik yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali karena bangun polimernya](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081505/5c7f1f8b09d3f2af3f8c340f/html5/thumbnails/3.jpg)
6
2. Termoset: tidak dapat mengikuti perubahan suhu (irreversibel). Plastik
thermoset adalah plastik yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak
dapat dicetak kembali karena bangun polimernya berbentuk jaringan tiga
dimensi. Jenis plastik ini tidak dapat dilunakkan kembali, setelah proses
pengerasan. Proses pemanasan yang tinggi akan membentuk arang dan
terurai pada jenis plastik ini. Jenis-jenis plastik termoset antara lain: PU (Poly
Urethene), UF (Urea Formaldehyde), MF (Melamine Formaldehyde),
polyester, epoksi dan lain-lain.
Seperti yang telah disebutkan pada batasan masalah, pada penelitian ini
jenis plastik yang akan diuji untuk dilakukan proses pemisahan adalah plastik
kemasan yang bersifat thermoplastik. Jenis plastik ini dikelompokan menjadi
tujuh macam jenis berdasarkan pembagian yang dikeluarkan The Society of
Plastic Industry tahun 1988. Jenis-jenis plastik kemasan ini juga diadopsi pula
oleh lembaga-lembaga yang mengembangkan sistem kode, seperti ISO
(International Organization for Standardization).
Tabel 2. Jenis Plastik kemasan Thermoplastik
Nama Logo
PETE atau PET
(polyethylene terephthalate) HDPE
(high density polyethylene) PVC
(polyvinyl chloride) LDPE
(low density polyethylene) PP
(polypropylene) PS
(polystyrene)
Lainnya
Sumber : The Society of Plastik Industry, 2009.
Jenis plastik lain yang juga digunakan dalam plastik kemasan adalah nylon
poliester dan film vinil polietilen. Jenis plastik ini sering digunakan secara
tunggal untuk membungkus makanan atau bentuk lapisan dengan bahan lain yang
direkatkan bersama. Kombinasi bahan plastik dengan bahan lain dalam
![Page 4: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Plastik - repository.ipb.ac.id · thermoset adalah plastik yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali karena bangun polimernya](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081505/5c7f1f8b09d3f2af3f8c340f/html5/thumbnails/4.jpg)
7
pembungkus makanan disebut laminasi. Sifat-sifat yang dihasilkan oleh kemasan
laminasi dari dua atau lebih film dapat memiliki sifat yang unik. Contohnya
kemasan yang terdiri dari lapisan kertas/ Polietilen/ aluminium foil/ polipropilena
baik sekali untuk kemasan makanan kering. Lapisan luar yang terdiri dari kertas
berfungsi untuk cetakan permukaan yang ekonomis dan murah. Polietilen
berfungsi sebagai perekat antara aluminium foil dengan kertas. Sedangkan
polietilen bagian dalam mampu memberikan kekuatan dan kemampuan untuk
direkat atau ditutupi dengan panas. Dengan konsep laminasi, masing-masing
lapisan saling menutupi kekurangannya menghasilkan lembar kemasan yang
bermutu tinggi (Winarno, 1994). Namun demikian jenis plastik pembungkus
makanan laminasi ini tidak masuk kedalam jenis plastik yang diusahakan
terpisahkan pada penelitian kali ini. Hal ini dikarenakan jenis plastik tersebut sulit
dipisahkan dengan bahan yang terlaminasi.
2.1.1. PE/PETE (Polyethylene Terephthalate)
PE merupakan film yang lunak, transparan dan fleksibel, mempunyai
kekuatan benturan serta kekuatan sobek yang baik. Secara sifat fisiknya bahan PE
dapat didaur ulang dengan mudah. Proses pemanasan pada suhu 1100C terhadap
plastik jenis ini akan menjadikan plastik jenis ini lunak dan mencair. Berdasarkan
sifat permeabilitasnya yang rendah serta sifat-sifat mekaniknya yang baik,
polietilen mampu memiliki ketebalan 0.001 sampai 0.01 inchi (Nurminah, 2003).
Proses pembuatan PE adalah dengan proses polimerisasi adisi dari gas
etilen yang diperoleh dari hasil samping industri minyak dan batubara. Polietilen
banyak digunakan sebagai pengemas makanan, hal ini di karenakan sifatnya yang
thermoplastik, selain itu PE mudah dibuat kantung dengan derajat kerapatan yang
baik (Sacharow dan Griffin, 1970). Plastik berbahan PE dalam penggunaanya
sering digunakan untuk botol plastik seperti; botol air mineral, botol jus, dan
hampir semua botol minuman lainnya. Plastik jenis polietilen ini memiliki ciri
warnanya yang jernih/transparan/tembus pandang.
![Page 5: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Plastik - repository.ipb.ac.id · thermoset adalah plastik yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali karena bangun polimernya](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081505/5c7f1f8b09d3f2af3f8c340f/html5/thumbnails/5.jpg)
8
Gambar 3. Plastik PE Sumber : www.distributorplastik.com, 2009.
2.1.2. HDPE (High Density Polyethylene)
HDPE merupakan polietilen dengan jumlah rantai cabang yang lebih
sedikit dibandingkan dengan PE. Rantai cabang yang lebih sedikit ini membuat
plastik HDPE memiliki sifat bahan yang lebih kuat, keras, buram dan lebih tahan
terhadap suhu tinggi. Ikatan hidrogen antar molekul yang berada pada plastik ini
juga berperan dalam menentukan titik leleh plastik (Harper, 1975). HDPE
memiliki titik leleh yang cukup tinggi, oleh karena sifatnya ini HDPE sering
digunakan pada kemasan untuk botol susu, tupperware, galon air minum, kursi
lipat, kemasan deterjen, kemasan susu.
Gambar 4. Plastik HDPE Sumber : www.distributorplastik.com, 2009.
2.1.3. PVC (Polyvinyl Chloride)
PVC merupakan polimer termoplastik ketiga dalam hal jumlah pemakaian
di dunia. Di seluruh dunia, lebih dari 50% PVC yang diproduksi dipakai dalam
konstruksi bangunan. PVC banyak digunakan pada konstruksi bangunan karena
PVC relatif murah, tahan lama, dan mudah dirangkai. PVC bisa dibuat lebih
![Page 6: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Plastik - repository.ipb.ac.id · thermoset adalah plastik yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali karena bangun polimernya](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081505/5c7f1f8b09d3f2af3f8c340f/html5/thumbnails/6.jpg)
9
elastis dan fleksibel dengan menambahkan plastiksizer. PVC yang memiliki sifat
fleksibel umum dipakai sebagai bahan pakaian, perpipaan, atap, dan insulasi kabel
listrik. PVC diproduksi dengan cara polimerisasi monomer vinil klorida
(CH2=chcl). Dari sifat fisiknya PVC merupakan jenis plastik yang paling sulit
didaur ulang. PVC mempunyai sifat keras, kaku, jernih dan mengkilap, sangat
sukar ditembus air dan permeabilitas gasnya rendah sehingga sesuai untuk
mengemas makanan yang banyak mengandung air (Suyitno, 1990).
Gambar 5. Plastik PVC Sumber : www.distributorplastik.com, 2009
2.1.4. LDPE (Low Density Polyethylene)
LDPE adalah plastik tipe cokelat sering dipakai untuk tempat makanan,
plastik kemasan, dan botol-botol yang bersifat lunak. Plastik LDPE memiliki ciri
kuat, agak tembus cahaya, fleksibel dan permukaan agak berlemak. LDPE
mempunyai massa jenis antara 0,91-0,94 gmL-1, separuhnya berupa kristalin (50-
60%) dan memiliki titik leleh 1150C. (Billmeyer, 1971). Secara fisik LDPE lebih
fleksibel dan kerapatannya lebih kecil dibandingkan HDPE. Perkembangan
selanjutnya, telah diproduksi LDPE yang memiliki bentuk linier dan dinamakan
Low Linear Density Poliethylene (LLDPE) (designinsite.dk).
![Page 7: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Plastik - repository.ipb.ac.id · thermoset adalah plastik yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali karena bangun polimernya](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081505/5c7f1f8b09d3f2af3f8c340f/html5/thumbnails/7.jpg)
10
Gambar 6. Plastik LDPE Sumber : www.distributorplastik.com, 2009.
2.1.5. PP (Polypropilena)
Plastik PP memiliki sifat sangat mirip dengan plastik PE, dan sifat-sifat
penggunaannya juga serupa (Brody, 1972). Plastik PP memiliki sifat lebih kuat
dan ringan dengan daya tembus uap yang rendah, ketahanan yang baik terhadap
lemak, stabil terhadap suhu tinggi dan cukup mengkilap (Winarno dan Jenie,
1983). Monomer PP diperoleh dengan pemecahan secara thermal naphtha
(distalasi minyak kasar) etilen, propylene dan homologues yang lebih tinggi
dipisahkan dengan distilasi pada temperatur rendah. Dengan menggunakan
katalis Natta-Ziegler polypropilen dapat diperoleh dari propilen (Birley et al,
1988). PP adalah bahan plastik yang dipakai pada kemasan makanan
ringan/snack, sedotan, kantong obat, penutup, dan lain-lain.
Gambar 7. Plastik PP Sumber : www.distributorplastik.com, 2009.
2.1.6. PS (Polystyrene)
PS adalah produk polimerisasi dari monomer-monomer stirena, dimana
monomer stirena-nya didapat dari hasil proses dehidrogenisasi dari etil benzene
![Page 8: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Plastik - repository.ipb.ac.id · thermoset adalah plastik yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali karena bangun polimernya](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081505/5c7f1f8b09d3f2af3f8c340f/html5/thumbnails/8.jpg)
11
(dengan bantuan katalis). Etil benzene endiri merupakan hasil reaksi antara etilena
dengan benzene (dengan bantuan katalis). PS mempunyai softening point rendah
(900C) sehingga PS tidak digunakan untuk pemakaian pada suhu tinggi, atau
misalnya pada makanan yang panas. Suhu maksimum yang boleh dikenakan
dalam pemakaian adalah 750C. Disamping itu, PS mempunyai sifat konduktifitas
panas yang rendah (Mujiarto, 2005).
Gambar 8. Plastik PS. Sumber : www.distributorplastik.com, 2009.
2.1.7. Lainnya
ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)
ABS merupakan kelompok plastik yang tergolong dalam engineering
thermoplastik yang berisi tiga monomer pembentuk. Akrilonitril bersifat tahan
terhadap bahan kimia dan stabil terhadap panas. Butadiene member perbaikan
terhadap sifat ketahanan pukul dan sifat liat (toughness). Sedangkan stirena
menjamin kekakuan (rigidity) dan mudah diproses (Mujiarto, 2005).
Gambar 9. Plastik ABS Sumber : www.cshyde.com, 2009.
![Page 9: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Plastik - repository.ipb.ac.id · thermoset adalah plastik yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali karena bangun polimernya](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081505/5c7f1f8b09d3f2af3f8c340f/html5/thumbnails/9.jpg)
12
PC (Polycarbonate)
Plastik PC merupakan engineering plastik yang dibuat dari reaksi
kondensasi bisphenol A dengan fosgen (phosgene) dalam media alkali (Nurminah
M, 2002). Polikarbonat mempunyai sifat: jernih seperti air, impact strengthnya
yang baik, ketahanan terhadap pengaruh cuaca, suhu penggunaan yang tinggi,
mudah diproses dan flameabilitasnya rendah. Untuk menghasilkan produk–
produknya, dibuat melalui proses dengan teknik pengolahan thermoplastik pada
umumnya, yaitu: cetak injeksi, ekstruksi, cetak tiup, dan structural foam
moulding. Sheet polikarbonat dapat diproses dengan tehnik thermoforming
menggunakan tekanan maupun vakum (Mujiarto, 2005).
Gambar 10. Plastik PC Sumber : www. buybuildingsupplies.com, 2009.
Nylon
Nylon merupakan istilah yang digunakan terhadap poliamida yang
mempunyai sifat dapat dibentuk serat, film dan plastik. Struktur nylon
ditunjukkan oleh gugus amida yang berkaitan dengan unit hidrokarbon ulangan
yang panjangnya berbeda-beda dalam suatu polimer. Nylon merupakan polimer
semi kristalin dengan titik leleh 350-5700F. Titik leleh erat kaitannya dengan
jumlah atom karbon. Jumlah atom karbon makin besar, kosentrasi amida makin
kecil, titik leleh pun menurun (Mujiarto, 2005).
![Page 10: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Plastik - repository.ipb.ac.id · thermoset adalah plastik yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali karena bangun polimernya](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081505/5c7f1f8b09d3f2af3f8c340f/html5/thumbnails/10.jpg)
13
Gambar 11. Plastik Nylon Sumber : www. Crayonscraft.com, 2009
2.2. Heater
Heater merupakan alat penukar kalor yang mengemisikan panas untuk
digunakan dalam proses pemanasan dimana dalam penelitian ini adalah pelat besi
sebagai media yang dipanaskan. Berdasarkan sumber energi primernya, heater
dapat digolongkan dalam tiga jenis, yakni heater listrik, gas, dan minyak tanah.
Dalam penelitian ini heater yang digunakan merupakan jenis heater listrik.
Heater listrik sendiri dapat dibedakan menjadi heater sistem langsung (direct) dan
sistem tak langsung (indirect). Sistem langsung diartikan bahwa terjadi konversi
energi dari listrik menjadi panas tanpa moda perantara, ini bisa dijumpai pada
heater jenis konveksi (electric fan heater) dan radiasi (lamp heater). Sedangkan
sistem tak langsung bisa dijumpai pada heat pump (kebalikan dari fungsi AC).
Pada tipe ini, arus listrik dilewatkan pada material dengan hambatan tertentu
(besar), sehingga menghasilkan panas yang sebanding dengan kuadrat arus
dikalikan hambatan tersebut. Panas yang terbentuk pada material tersebut
dipindahkan ke lingkungan (air disekitar) dengan cara konveksi. Dalam penelitian
ini proses penghasilan panas digunakan heater pelat dan akan merambat secara
konduksi pada permukaan silinder.
2.3. Sistem Kontrol Suhu
Model kontrol suhu atau biasa disebut dengan thermokontrol merupakan
sistem yang dirancang agar dapat mengendalikan suhu dari pemanas yang
pengaturan suhu dan pewaktuannya dapat diset dan hasilnya terlihat pada
tampilan LCD yang ada pada thermokontrol. Sebuah thermokontrol memiliki
beberapa komponen penyusun seperti koverter ADC dan mikrokontroller sebagai
![Page 11: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Plastik - repository.ipb.ac.id · thermoset adalah plastik yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali karena bangun polimernya](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081505/5c7f1f8b09d3f2af3f8c340f/html5/thumbnails/11.jpg)
14
otak dari thermokontrol. Masukan data sistem kontrol suhu ini adalah dari panas
yang di indra oleh sensor suhu (thermocouple) yang terhubung dengan sistem
yang diukur. Thermocouple akan menghasilkan sinyal keluaran dalam bentuk
analog, selanjutnya sinyal tersebut oleh konverter ADC dirubah menjadi sinyal
digital sebagai masukan untuk mikrokontroler. Mikrokontroler sebagai otak dari
suatu thermokontrol memproses sinyal tersebut, sehingga mempunyai keluaran
untuk mengoperasikan driver yang akan menghidupkan dan mematikan
pemanas/heater.
Dalam kerja thermokontrol menghidupkan dan mematikan heater,
thermokontrol tidak dapat terhubung secara langsung terhadap heater.
Dibutuhkan suatu kontaktor untuk menyelaraskan tegangan antara heater dan
thermokontrol. Kontaktor merupakan relay yang dirancang untuk saklar arus
besar dari tegangan sumber yang besar pula. Kontaktor bekerja berdasarkan
prinsip elektromagnetik yang terjadi pada kontaktor-kontaktornya. Kontaktor
mempunyai multikontak sehingga saluran dari sumber fasa tunggal atau sumber
fasa-3 dapat dihubungkan ke saklar ini. Kontaktor biasanya mempunyai beberapa
saklar tambahan yang disebut auxiliary contact, untuk menghubungkan kontaktor
dengan tegangan utama. Selain itu, kontaktor juga mempunyai sistem arc-
quenching untuk menekan arc yang terbentuk jika kontak membawa arus induktif
terbuka.
Gambar 12. Skema Kontaktor
![Page 12: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Plastik - repository.ipb.ac.id · thermoset adalah plastik yang apabila telah mengalami kondisi tertentu tidak dapat dicetak kembali karena bangun polimernya](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022081505/5c7f1f8b09d3f2af3f8c340f/html5/thumbnails/12.jpg)
15
Awal kerja dari kontaktor adalah adanya arus yang masuk melalui belitan
eksitasi (terminal A1 dan A2). Jangkar akan bergerak dan kontak bekerja. Jika
aliran arus pada jangkar terputus, maka sambungan akan terputus pula. Relay
pengaman arus lebih merupakan pengamanan motor akibat adanya arus
lebih/beban lebih.
Komponen terpenting pada kontaktor magnit terdiri dari :
1. Kumparan magnit (coil) dengan simbol A1 – A2 yang akan bekerja bila
mendapat sumber tegangan listrik.
2. Kontak utama terdiri dari simbol angka : 1,2,3,4,5, dan 6.
3. Kontak bantu biasanya tediri dari simbol angka 11,12,13,14, ataupun angka
21,22,23,24 dan juga angka depan seterusnya tetapi angka belakang tetap dari
1 sampai 4.