Plastik, polimer, resin biasanya dianggap sinonim, dalam hal ini polimer merupakan material murni, sedangkan plastik dan resin ditandai dengan adanya
kandungan additif. Resin sering digunakan untuk thermoset. Dalam pengertian modern yang lebih luas, plastik didefinisikan sebagai plastik, polimer resin,
elastomer, foam,
reinforced plastic, composite.
Polyethilen, polystirene, polycarbonat, polypropilen, polyvinilclorida dan nilon merupakan bahan-bahan
plastik. [2] Lebih jauh tentang jerigen diuraikan beberapa hal mengenai sihat-sifat bahan
bakunya seperti karakteristik bahan polimer, sifat-sifat mekanik bahan polimer, dan kekuatan tarik, serta proses pembuatan jerigen.
2.1 Karakteristik Bahan Polimer
Sifat-sifat khas bahan polimer pada umumnya adalah sbb: 1.
Dapat dicetak dengan mudah pada temperatur relatif rendah, bahan dapat dicetak dengan penyuntikkan, penekanan, ekstrusi, dan seterusnya, yang menyebabkan
ongkos pembuatannya lebih rendah dari pada bahan keramik. 2.
Produknya ringan dan kuat. Berat jenis polimer rendah bila dibandingkan dengan logam dan keramik, yaitu 1,0 s.d 1,7 gramcm³, yang memugkinkan
membuat barang kuat dan ringan. 3.
Memiliki ketahanan yang baik terhadap air dan zat kimia. Pemilihan bahan yang baik akan menghasilkan produk yang memiliki sifat-sifat baik sekali.
24
4. Kurang tahan terhadap pelarut. Umumnya larut dalam zat pelarut tertentu
kecuali beberapa bahan khusus seperti politetrafluoretilen. Kalau tidak mudah larut, mudah retak karena kontak yang terus-menerus dengan
pelarut dan disertai adanya tegangan. 5.
Beberapa bahan tahan abrasi, atau mempunyai koefisien gesek yang kecil. 6.
Kekerasan permukaan yang sangat rendah. Bahan polimer yang keras ada tapi masih jauh dibawah kekerasan logam dan keramik.
7. Kurang tahan terhadap panas, hal ini sangat berbeda dengan logam dan keramik.
8. produk-produk dengan sifat yang berbeda dapat dibuat tergantung pada cara
pembuatannya. Dengan mencampur zat pemplastis, pengisi dan sebagainya sifat- sifat dapat berubah dalam daerah yang lebih luas.
9. Dapat didaur ulang serta transparan dan bersifat optik.
2.2. Sifat-Sifat Mekanik Polimer
Sifat-sifat mekanik bahan polimer sangat dominan dengan sifat viskoelastiknya. Telah diketahui bahwa meregangnya film polietilen, perpanjangan
tidak selalu sebanding lurus dengan beban yang diberikan, dan pada pelepasan beban, sebagian kecil regangannya tidak kembali, tetapi sebahagian besar tetap ada yang
tidak kembali ke panjang asal, karena bahan polimer tidak semuanya merupakan bahan yang elastik tetapi mempunyai faktor viskositas. Bahan yang memiliki kedua
sifat elastik dan kental disebut bahan viskoelastik. Kalau bahan polimer diregangkan secara cepat ia akan patah dengan
25
permukaan patah yang rata seperti halnya patahan getas. Kelakuan ini sangat tergantung pada laju deformasi. Dan kalau didinginkan akan menjadi kaku dan sukar
diregangkan. Dalam hal ini waktu deformasi dan temperatur memberikan pengaruh banyak terhadap sifat-sifat mekanik polimer. Kelakuan semacam ini adalah ciri khas
sifat viskoelstik dan sifat ini sangat jelas dapat diamati. Sifat-sifat
viskoelastik pada dasarnya berhubungan erat dengan hal-hal berikut. Sebagai suatu faktor elastik, keelastikan Hooke, dapat dinyatakan oleh model
sebuah pegas. Sebagai suatu faktor viskositas, viscositas Newton dapat dinyatakan
sebagai model sebuah peredam terisi cairan kental dengan torak yang dapat bergerak.
Gambar 2. 2 a Model Voigt, dan b Model Maxwell Dibawah ini dijelaskan kelakuan dua unsur sederhana dalam dua kombinasi
yaitu: Sebuah pegas dan sebuah peredam disusun paralel seperti Gambar 2.2.a dan pegas serta peredam disusun seri seperti dalam Gambar 2.2.b yang pertama adalah
model Voigt dan yang kedua adalah model Maxwell. Melihat kepada hubungannya
26
antara gaya
j dan ragangan dari model tersebut, yang pertama menyatakan:
Jumlah gaya = Gaya pegas + gaya peredam dimana regangan pada pegas dan peredam sama besar. Yang kedua menyatakan:
Jumlah gaya = regangan pegas + regangan peredam dimana gaya pegas sama dengan gaya peredam. Masing-masing dapat dinyatakan
dalam persamaan sebagai berikut, model Voigt dituliskan: σ
γ γ
η =
+ G dt
d 2.1
dan pada model Maxwell:
dt d
G dt
d σ
σ η
γ 1
1 +
= 2.2
dimana
η adalah koefisien viskositas peredam dan G modulus elastik pegas. Ini
adalah persamaan dasar bagi model bersangkutan untuk dipecahkan dengan pemelaran creep, tegangan relaksasi, perpanjangan dan lainnya disubstitusikan.
Umumnya kelakuan melar dapat secara mudah dijelaskan oleh model Voigt sedangkan relaksasi tegangan oleh model Maxwell. Kalau gaya
j diberikan dan
dihilangkan setelah waktu tertentu, akan menghasilkan kurva deformasi seperti Gambar 2.3 yang dinyatakan dalam persamaan:
τ η
σ σ
γ
1 1
t t
G
e G
e G
− −
− =
− =
2.3 dimana
G η
τ = disebut waktu retardasi kelambanan. Kalau gaya ditiadakan
27
perlahan-lahan dikembalikan ke keadaan semula yang dinyatakan oleh ,
dimana
τ
γ γ
t
e
−
= γ adalah regangan maksimal dari melar regangan, kalau gaya ditiadakan,
pengembaliannya bersifat eksponen. Kalau waktu retardasi τ kecil waktu
pegembaliannya singkat, sedangkan kalau τ besar, pengembaliannya
perlahan-lahan. Suatu hubungan ditetapkan oleh keelastikan pegas G dan viscositas
peredam η. Yaitu apabila suatu benda elastik, dalam hal ini berupa pegas, adalah
besar lebih elastik, waktu retardasi singkat untuk pengembalian yang cepat. Bertentangan dengan itu kalau G kecil dan unsur viskositas
η besar, τ menjadi besar yang mengakibatkan pengembalian lambat memerlukan waktu yang lama. Jadi
waktu retardasi τ merupakan faktor penting untuk menunjukkan derajat retardasi
dalam deformasi. Dalam hal serupa dapat dipelajari relaksasi tenaga dengan mempergunakan
model Maxwell, kalau bahan dengan cepat dideformasikan dan ditahan, tegangan tidak akan berubah pada benda elastik, gaya tiba-tiba diperkecil terjadi relaksasi
pada benda viskoelastik seperti polimer. Persamaan Maxwell dipecahkan dengan =
dt d
γ seperti berikut ini:
2.4
τ η
σ σ
t t
G
e
−
=
σ
= e
−
dimana
j
tegangan ketika permulaan diberikan deformasi yang cepat. Dengan jalan yang sama seperti pengembalian tegangan pada deformasi creep, gaya berkurang
secara eksponen. Laju pengurangan tersebut tergantung pada waktu relaksasi τ
28
dinyatakan oleh persamaan yang sama seperti di atas G
η τ =
. Kalau waktu relaksasi τ lama, yaitu kalau keelastisan pegas kecil pegas mudah diperpanjang dan
viskositas η besar, maka tegangan direlaksasikan perlahan-lahan. Perubahan waktu
relaksasi demikian , adalah faktor penting yang menyatakan laju relaksasi tegangan. Ini disebut waktu retardasi pemelaran sebagai ukuran yang menyatakan laju
deformasi yang diperlamban, sedangkan yang disebut waktu relaksasi dalam relaksasi tegangan sebagai suatu ukuran yang menyatakan laju relaksasi, tetapi sebenarnya
adalah sama bentuknya, keduanya biasa dinyatakan dengan simbol yang sama yaitu τ .
2.3 Kekuatan Tarik Bahan Polimer
