Plastik dan Polimer

I. 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 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.

Contoh biji plastik

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).

Sejarah

Plastik merupakan material yang baru 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.

Jenis plastik

Plastik dapat digolongkan 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: 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)

Proses manufaktur plastik

• Injection molding

Bijih plastik (pellet) yang dilelehkan oleh sekrup di dalam tabung yang berpemanas diinjeksikan ke dalam cetakan.

• Ekstrusi

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.

• Blow molding

Biji plastik (pellet) yang dilelehkan oleh sekrup di dalam tabung yang berpemanas secara kontinyu diekstrusi membentuk pipa (parison) kemudian ditiup di dalam cetakan.

Sifat polimer konduktif

Polimer semikonduktif dan konduktif adalah polimer terkonjugasi yang menunjukkan perubahan ikatan tunggal dan ganda antara atom-atom karbon pada rantai utama polimer. Ikatan ganda diperoleh dari karbon yang memiliki empat elektron valensi, namun pada molekul terkonjugasi hanya memiliki tiga (kadang-kadang dua) atom lain. Elektron yang tersisa membentuk ikatan π, elektron yang terdelokalisasi pada seluruh molekul. Suatu zat dapat bersifat polimer konduktif jika mempunyai ikatan rangkap yang terkonjugasi. Contoh dari polimer terkonjugasi adalah plastik tradisonal (polyethylen), sedangkan polimer konduktif antara lain : polyacetilen, polpyrol, polytiopen, polyaniline dan lain lain. Indonesia merupakan salah satu penghasil biji plastik untuk jenis Polypropylene atau PP dan High Density PolyEthylene atau HDPE.


Pembuatan Polyacetilen
Polimer konduktif dapat dibuat dari polyacetilen. Polyacetilen merupakan polimer terkonjugasi sederhana yang mempunyai dua bentuk: yaitu bentuk cis dan trans polyacetilen.
Sedangkan pembuatan polyacetilen dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu

• 1. cara pemanasan
• 2. cara dopping.

Polyacetilen bentuk trans dibuat dengan kondisi temperatur yang berbeda. Katalis Ti(O-n-C₄H₉)4-(C₂H₅)₃Al.

Temperatur (oC)	% trans
150	100
100	92,5
50	67,6
18	40,7
0	21,4
-18	4,6
-78	1,9

Temperatur yang menunjukan proses isomerisasi irreversibel dengan bentuk cis terjadi pada temperatur yang lebih tinggi pada 145 ^oC menghasilkan bentuk trans. Bentuk cis secara termodinamika kurang stabil dibandingkan dengan bentuk trans. Pada temperatur tinggi, dan secara spontan isomer cis dapat berubah menjadi trans.
Konduktifitas polyacetilen dapat ditingkatkan dengan proses halogenasi. Struktur polyacetilen dapat mengalami resonansi sehingga konduktifitasnya menjadi lebih besar. Adanya resonansi pada poliasetilen menyebabkan material dapat menghantarkan arus listrik.
Bila klorin ditambahkan pada film, ternyata tidak menghasilkan spektrum garis, tetapi reaksi adisi klorin menghasilkan spektrum polyacetilen yang jelas. Sekarang dikenal doping-induced pita IR yang disusun dari 3 pita yaitu pada 1397, 1288 dan 888 cm^-1, absorbsi kuat jelas dibanding undoped polymer.

Kegunaan Polimer

Pada kesempatan kali ini Pustaka Sekolah akan share mengenai kegunaan polimer atau Polymer. Polimer berasal dari kata Yunani , yaitu poly yang berarti banyak dan meros yang berarti unit atau bagian. Jadi senyawa polimer adalah senyawa yang besar dan berbentuk dari hasil penggambungan sejumlah unit-unit molekul yang kecil. Adapun manfaat atau kegunaan polimer adalah sebagai berikut:

1. Plastik Polietilentereftalat (PET)

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

2. Plastik Polietena / Polietilena (PE)

Terdapat dua jenis PE, yaitu Low Density Polyethylene (LDPE) dan High Density Polyethylene (HDPE). Plastik LDPE banyak digunakan sebagai kantong 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 telvisi serta pirngan hitam.

3. 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 berbentuk kaku dan fleksibel. Plastik bentuk kaku digunakan untuk membuat kontruksi bangunan, mainan anak-anak, pipa PVC (paralon), meja, lemari, piringsn hitam, dan beberapa komponen mobil. Adapun plastik bentuk fleksibel jenis ini digunskan untuk membuat selang plastik dan isolasi listrik.

Dalam hal penggunaan, plastik PVC menempati urutan tiga dan sekitar 68% digunakan untuk konstruksi bangunan (pipa saluran air).

4. Plastik Nilon

Plastik nilon merupakan poliner poliamida (proses  pembentukannya seperti pembentukan protein). Plastik nlon ditemukan pada 1930 oleh Wallace Carothers dari DuPont Company. Ketika itu, Carothers meraksikan 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.

5. Karet Sintetik

Karet sintetik yang terkenal adalah Styrene Butadiene Rubber (SBR), suatu polimer yang terbentuk dari reaksi polimerisasi antara stirena dan 1,3 – butadiena. Karet sintetik ini banyak dipakai untuk membuat ban kendaraan karena memiliki kekuatan yang baik dan tidak mengembang apabila terkena minyak atau bensin.

6. 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 mengerutkan dalam pencucian. Oleh karena itu, wol dicampur dengan PET untuk menghasilkan kain   yang bermutu baik dan tidak mengerut pada saat pencucian.

7. Kapas

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

II. Dampak Polimer Bagi Lingkungan

Beberapa dampak polimer bagi lingkungan :

1. Tercemarnya tanah, air tanah dan makhluk bawah tanah.
2. Racun-racun dari partikel plastik yang masuk ke dalam tanah akan membunuh hewan-hewan pengurai di dalam tanah seperti cacing.
3. PCB yang tidak dapat terurai meskipun termakan oleh binatang maupun tanaman akan menjadi racun berantai sesuai urutan rantai makanan.
4. Kantong plastik akan mengganggu jalur air yang teresap ke dalam tanah.
5. Menurunkan kesuburan tanah karena plastik juga menghalangi sirkulasi udara di dalam tanah dan ruang gerak makhluk bawah tanah yang mampu meyuburkan tanah.
6. Kantong plastik yang sukar diurai, mempunyai umur panjang, dan ringan akan mudah diterbangkan angin hingga ke laut sekalipun.
7. Hewan-hewan dapat terjerat dalam tumpukan plastik.
8. Hewan-hewan laut seperti lumba-lumba, penyu laut, dan anjing laut menganggap kantong-kantong plastik tersebut makanan dan akhirnya mati karena tidak dapat mencernanya.
9. Ketika hewan mati, kantong plastik yang berada di dalam tubuhnya tetap tidak akan hancur menjadi bangkai dan dapat meracuni hewan lainnya.
10. Pembuangan sampah plastik sembarangan di sungai-sungai akan mengakibatkan pendangkalan sungai dan penyumbatan aliran sungai yang menyebabkan banjir.

Sebagai tambahan, saya share beberapa fakta yang berkaitan dengan sampah plastik dan lingkungan:

• Kantong plastik sisa telah banyak ditemukan di kerongkongan anak elang laut di Pulau Midway, Lautan Pacific
• Sekitar 80% sampah dilautan berasal dari daratan, dan hampir 90% adalah plastik.
• Dalam bulan Juni 2006 program lingkungan PBB memperkirakan dalam setiap mil persegi terdapat  46,000 sampah plastik mengambang di lautan.
• Setiap tahun, plastik telah ’membunuh’ hingga 1 juta burung laut, 100.000 mamalia laut dan ikan-ikan yang tak terhitung jumlahnya.
• banyak penyu di kepulauan seribu yang mati karena memakan plastik yang dikira ubur-ubur, makanan yang disukainya.

Untuk menanggulangi sampah plastik beberapa pihak mencoba untuk membakarnya. Tetapi proses pembakaran yang kurang sempurna dan tidak mengurai partikel-partikel plastik dengan sempurna maka akan menjadi dioksin di udara. Bila manusia menghirup dioksin ini manusia akan rentan terhadap berbagai penyakit di antaranya kanker, gangguan sistem syaraf, hepatitis, pembengkakan hati, dan gejala depresi.