Studi Tentang Pengaruh Variasi Temperatur Dan Putaran Ekstruder Berkapasitas Maksimum 900 Kg/Jam Pada Proses Pembuatan Pipa Air Dengan Komposisi Beberapa Jenis Thermoplastik.

STUDI TENTANG PENGARUH VARIASI TEMPERATUR DAN PUTARAN EXTRUDER BERKAPASITAS MAKSIMUM 900 KG/JAM PADA PROSES PEMBUATAN PIPA AIR DENGAN KOMPOSISI BEBERAPA JENIS THERMOPLASTIK
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
HENDRA PRAWIRA GINTING NIM. 080421008
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2 0 11
Universitas Sumatera Utara

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA FAKULTAS TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
MEDAN TUGAS SARJANA
STUDI TENTANG PENGARUH VARIASI TEMPRATUR DAN PUTARAN EXTRUDER BERKAPASITAS MAKSIMUM 900 KG/JAM PADA PROSES PEMBUATAN PIPA AIR DENGAN KOMPOSISI BEBERAPA JENIS THERMOPLASTIK
OLEH :
HENDRA PRAWIRA GINTING NIM : 080421008
DISETUJUI OLEH : DOSEN PEMBIMBING
Ir.Alfian Hamsi,M.Sc.
NIP. 19560910198701001
Universitas Sumatera Utara

TUGAS SARJANA
STUDI TENTANG PENGARUH VARIASI TEMPERATUR DAN PUTARAN EXTRUDER BERKAPASITAS MAKSIMUM 900 KG/JAM PADA PROSES PEMBUATAN PIPA AIR DENGAN KOMPOSISI BEBERAPA JENIS THERMOPLASTIK
OLEH :
HENDRA PRAWIRA GINTING NIM : 080421008
TELAH DISETUJUI DARI HASIL SIDANG SARJANA PERIODE 158, TANGGAL 24 SEPTEMBER 2011

DOSEN PEMBANDING I
Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc. NIP. 19491012 198103 1 002

DOSEN PEMBANDING II
Ir.M.Syahril Gultom,MT. NIP. 195512101987101001
Universitas Sumatera Utara

STUDI TENTANG PRNGARUH VARIASI TEMPRATUR DAN PUTARAN EXTRUDER BERKAPASITAS MAKSIMUM 900 KG/JAM PADA PEROSES PEMBUATAN PIPA AIR DENGAN KOMPOSISI BAHAN THERMOPLASTIK

HENDRA PRAWIRA GINTING NIM : 080421008
Telah Disetujui dari Hasil Seminar Skripsi Periode ke 158 ,pada Tanggal 17 September 2011

Pembanding I,
Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc. NIP. 194910121981031002

Pembanding II,
Ir.M.Syahril Gultom, MT. NIP.195512101987101001
Universitas Sumatera Utara

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK USU MEDAN

AGENDA
DITERIMA TGL. PARAF

: 248 / TS / 2011
: 12 / 09 / 2011 :

TUGAS SARJANA

NAMA NIM MATA PELAJARAN SPESIFIKASI

: HENDRA PRAWIRA GINTING
: 080421008
: METALURGI SERBUK
: STUDI TENTANG PENGARUH VARIASI TEMPERATUR DAN PUTARAN EKSTRUDER BERKAPASITAS MAKSIMUM 900 KG/JAM PADA PROSES PEMBUATAN PIPA AIR DENGAN KOMPOSISI BEBERAPA JENIS THERMOPLASTIK

DIBERIKAN TANGGAL : 15 MEI 2011

SELESAI TANGGAL

: 12 SEPTEMBER 2011

KETUA DEPARTEMEN TEKNIK MESIN,
Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri NIP.1964 1224 1992 111001

MEDAN, SEPTEMBER 2011 DOSEN PEMBIMBING, Ir. Alfian Hamsi, M.Sc.
NIP.1956 0910 1987 01001
Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kita panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, atas segala karunia dan anugerah-Nya yang senantiasa diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk dapat lulus menjadi Sarjana Teknik di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun Skripsi yang dipilih, diambil dari mata kuliah Metalurgi Serbuk, yaitu “Studi Tentang Pengaruh Variasi Temperatur Dan Putaran Ekstruder Berkapasitas Maksimum 900 Kg/Jam Pada Proses Pembuatan Pipa Air Dengan Komposisi Beberapa Jenis Thermoplastik
Dalam penulisan skripsi ini, penulis telah berupaya dengan segala kemampuan pembahasan dan penyajian, baik dengan disiplin ilmu yang diperoleh dari perkuliahan, menggunakan literatur serta bimbingan dan arahan dari Dosen Pembimbing.
Pada kesempatan ini, penulis tidak lupa menyampaikan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada: 1. Bapak. Ir. Alfian Hamsi, M.Sc. sebagai dosen pembimbing yang telah banyak
meluangkan waktunya dan dengan sabar membimbing saya hingga tugas ini dapat terselesaikan. 2. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri dan Bapak Ir. M. Syahril Gultom, MT, selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik USU. 3. Bapak Pimpinan PT. Sinar Utama Nusantara Jl. Batang Kuis Km. 3,8 Pasar V Desa Telaga Sari, Tanjung Morawa yang telah banyak membantu dalam hal survey studi dan pengetahuan tentang pembuatan pipa PVC. 4. Bapak/Ibu Staff Pengajar dan Pegawai Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU. 5. Teristimewa buat kedua Orangtua tercinta, atas doa dan dukungan mereka yang selalu menyertai penulis dalam menyelesaikan pendidikan dan pembuatan tugas skripsi ini. 6. Terimakasih kepada Adik ku,atas doa & support nya selama penulis menyelesaikan pendidikan dan pembuatan tugas skripsi ini
Universitas Sumatera Utara

7. Terimakasih kepada Tunangan ku tercinta Debora Margareth Silitonga, atas doa ,dukungan & perhatian nya,selama penulis menyelesaikan pendidikan dan pembuatan skripsi ini
8. Terimakasih kepada om Benhur Silitonga S.Th,SE,MM, atas bantuan,saran dan bimbingannya,selama penulis dalam pembuatan tugas skripsi ini.
9. Kepada teman-teman mahasiswa Extensi teknik mesin USU khususnya stambuk 2008 yang selalu mendukung penulis dalam menyelesaikan tugas skripsi ini
10. Kepada teman-teman satu team skripsi ku ( 3Idiot; Fajar Hidayat,Chairun Nawawi ),yang selalu saling berkerjasama,& saling mendukung dalam pembuatan sekripsi ini. Penulis menyadari bahwa Tugas Sarjana ini masih jauh dari sempurna, oleh karena
itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun demi penyempurnaan di masa mendatang.
Akhir kata, penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua.
Medan, September 2011 Penulis,
HENDRA PRAWIRA GINTING NIM. 080421008
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Halaman KATA PENGANTAR ......................................................................................... i DAFTAR ISI ....................................................................................................... iii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... vi DAFTAR TABEL ............................................................................................... viii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penelitian................................................................... 1 1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian........................................................... 2 1.2.1 Tujuan Penelitian........................................................................ 2 1.2.2 Manfaat Penelitian...................................................................... 2 1.3 Batasan Masalah ................................................................................. 3 1.4 Sistematika Penulisan ......................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Dasar Bahan Polimer........................................................ 5 2.1.1 Definisi Bahan Polimer .............................................................. 5 2.1.2 Jenis-jenis Bahan Polimer .......................................................... 8 2.2 Sifat-sifat Mekanik Bahan Polimer .................................................... 9 2.2.1 Sifat Lenturan ............................................................................. 9 2.2.2 Teori Uji Tekan Statik ................................................................ 12 2.2.3 Respon Material Akibat Beban Tekan Statik ............................. 13 2.2.4 Perpatahan (Fracture) ................................................................ 16 2.2.4.1 Dasar-dasar Perpatahan..................................................... 16 2.3 Pemanfaatan Polimer .......................................................................... 16 2.4 Bahan Baku ........................................................................................ 18 2.5 Bahan Tambahan ................................................................................ 23 2.5.1 Bahan Penyetabil ....................................................................... 23 2.5.2 Bahan Pengisi ............................................................................ 23 2.5.3 Lain-lain..................................................................................... 24 2.6 Proses Esktrusi.................................................................................... 24 2.6.1 Mesin Ekstruder ......................................................................... 27 2.7 Proses Pembuatan Pipa PVC .............................................................. 37
BAB III METODOLOGI 3.1 Tahapan Penelitian ............................................................................. 46 3.2 Peralatan ............................................................................................. 47 3.2.1 Mesin Mixer............................................................................... 47 3.2.2 Mesin Ekstruder.......................................................................... 47 3.2.3 Neraca Analitik........................................................................... 48 3.2.4 Cetakan Spesimen ...................................................................... 48 3.2.5 Mesin Uji Tekan dan Kelenturan ............................................... 49 3.2.6 Hydrolic Hot Press ..................................................................... 50 3.3 Bahan Baku ........................................................................................ 51 3.4 Proses Pembuatan Spesimen ASTM D 695 dan D 790...................... 51 3.4.1 Penimbangan Komposisi Formula ............................................. 51
Universitas Sumatera Utara

3.4.2 Pembuatan Spesimen.................................................................. 53 3.4.3 Cara Pengambilan Data .............................................................. 55 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil.................................................................................................... 57 4.1.1 Kondisi Spesimen Setelah Pengujian ......................................... 57 4.2 Hasil Uji Mekanik Spesimen.............................................................. 63
4.2.1 Perhitungan Uji Lentur........................................................... 65 4.2.1 Perhitungan Uji Tekan ........................................................... 68 4.3 Diskusi ................................................................................................ 71 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan......................................................................................... 72 5.2 Saran ................................................................................................... 74 DAFTAR PUSTAKA........................................................................................... 72 LAMPIRAN A (Data dan Grafik Spesimen Uji Lentur dan Uji Tarik) ............... 77 LAMPIRAN B (Perhitungan)............................................................................... 80
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Klasifikasi Polimer ....................................................................... 8 Gambar 2.2 Spesimen Uji Lentur (ASTM D790 – 02) .................................... 10 Gambar 2.3 Penampang Uji Bending (standart ASTM D 790-02) .................. 10 Gambar 2.4 Perubahan benda yang disebabkan oleh tegangan tekan
Aksial ............................................................................................ 12 Gambar 2.5 Pengujian beban tekan pada batang spesimen
(a) .........................................................................................sebelum uji
tekan (b) setelah uji tekan ........................................................ 14
Gambar 2.6 (a) Pipa PVC (b) Kabel Optik....................................................... 17 Gambar 2.7 Diagram alir dari proses pembuatan resin PVC
Secara keseluruhan ....................................................................... 22 Gambar 2.8 Bagian – bagian proses pengolahan pada ekstruder
Secara umum ................................................................................ 28 Gambar 2.9 Pada ekstruder ulir tunggal ........................................................... 29 Gambar 2.10 Contoh kerapatan Ulir Intermeshing, Counter Rotating............. 32 Gambar 2.11 Tipe-tipe Ulir .............................................................................. 32 Gambar 2.12 Dua Ulir Paralel Pada Ekstruder Ulir Ganda .............................. 33 Gambar 2.13 Bagan Alir Proses Pembuatan Pipa PVC.................................... 38 Gambar 2.14 Cetakan Mesin Ekstrusi Untuk Pipa ........................................... 38 Gambar 2.15 (a) Tangki Air (b), (c) dan (d) Keadaan didalam
Tangki Air .................................................................................. 39 Gambar 2.16 Penarik Pipa (Puller)................................................................... 40 Gambar 2.17 (a) Proses Pemotongan Secara Manual
(b) Mesin Potong ........................................................................ 40 Gambar 2.18 Proses Finishing (a) Proses Pemotnogan
(b) Proses Pembersihan .............................................................. 41 Gambar 3.1 Diagram alir proses....................................................................... 46 Gambar 3.2 Mesin Mixer.................................................................................. 47 Gambar 3.3 Mesin Ekstruder............................................................................ 48 Gambar 3.4 Neraca Analitik ............................................................................. 48 Gambar 3.5 Spesimen uji tekan (ASTM D 695 – 02a) .................................... 49 Gmabar 3.6 Spesimen Uji Lentur (ASTM D790 -02 ) ...................................... 49 Gambar 3.7 Mesin Uji tekan dan uji kelenturan............................................... 50 Gambar 3.8 Hydraulic Hot Press ...................................................................... 50 Gambar 3.9 Pencampuran Bahan dengan pewarna titanium Dioksid .............. 52 Gambar 3.10 Pencampuran Bahan dengan pewarna Carbon Black ................. 52 Gambar 3.11 Spesimen Uji Tekan ASTM D-695 ............................................ 53 Gambar 3.12 Spesimen Uji Lentur ASTM D-790............................................ 53 Gambar 3.13 Diagram pohon sampel hasil variasi temperatur
dengan variasi Putaran................................................................ 54 Gambar 3.14 Spesimen Uji Lentur ASTM D-790 berada di mesin
Pengujian .................................................................................... 55 Gambar 3.15 Kondisi Spesimen Uji Lentur ASTM D-790 saat
Pengujian .................................................................................... 56
Universitas Sumatera Utara

Gambar 3.16 Spesimen Uji Tekan ASTM D-695 berada di mesin Pengujian .................................................................................... 56
Gambar 3.17 Kondisi Spesimen Uji Tekan ASTM D-695 saat pengujian ............................................................................. 56
Gambar 4.1 Kondisi spesimen sebelum dilakukan pengujian .......................... 57 Gambar 4.2 Kondisi spesimen pada suhu 170oC.............................................. 58 Gambar 4.3 Kondisi spesimen pada suhu 175oC.............................................. 58 Gambar 4.4 Kondisi spesimen pada suhu 180oC.............................................. 58 Gambar 4.5 Kondisi spesimen pada suhu 170oC.............................................. 59 Gambar 4.6 Kondisi spesimen pada suhu 175oC.............................................. 59 Gambar 4.7 Kondisi spesimen pada suhu 180oC.............................................. 59 Gambar 4.8 Kondisi spesimen uji tekan pada suhu 170oC............................... 60 Gambar 4.9 Kondisi spesimen uji tekan pada suhu 175oC............................... 60 Gambar 4.10 Kondisi spesimen uji tekan pada suhu 180oC............................. 60 Gambar 4.11 Kondisi spesimen uji tekan pada suhu 170oC............................. 61 Gambar 4.12 Kondisi spesimen uji tekan pada suhu 175oC............................. 61 Gambar 4.13 Kondisi spesimen uji tekan pada suhu 180oC............................. 61
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Suhu Operasi Termoplastik ................................................................. 26 Tabel 2.2 Perbedaan Utama Antara Ekstruder Ulir Tunggal dan
Ulir Ganda ............................................................................................ 31 Tabel 4.1 Data hasil uji Lentur ASTM D 790 dengan n = 25 rpm ...................... 63 Tabel 4.2 Data hasil uji Lentur ASTM D 790 dengan n =30 rpm ....................... 63 Tabel 4.3 Data hasil uji Tekan ASTM D 695-02a dengan n = 25 rpm................ 64 Tabel 4.4 Data hasil uji Tekan ASTM D 695-02a dengan n =30 rpm................. 64 Tabel 4.5 Hasil perhitungan sifat mekanik dari specimen uji lentur
n=25 rpm .............................................................................................. 66 Tabel 4.6 Hasil perhitungan sifat mekanik dari specimen uji lentur
n=30 rpm .............................................................................................. 66 Tabel 4.7 Hasil perhitungan sifat mekanik dari specimen uji tekan
n=25 rpm .............................................................................................. 69 Tabel 4.8 Hasil perhitungan sifat mekanik dari specimen uji tekan
n=30 rpm .............................................................................................. 69
Universitas Sumatera Utara

BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Penelitian
Dewasa ini pemakaian pipa air yang terbuat dari bahan Polivinil Klorida (PVC) semakin meningkat.Hal ini dikarenakan PVC mempunyai banyak kelebihan-kelebihan yang mulai di perhitungkan masyarakat.Keunggulan pipa PVC pada umumnya adalah mudah menginstalasi nya,tahan korosi di banding pipa besi.Dengan tambahan berbagai bahan anti tekanan dan stabilizer, PVC menjadi bahan yang populer sebaga bingkai jendela dan pintu.
Dalam masa era globalisasi, persaingan dalam industri semakin ketat. Persaingan ini menyangkut perkembangan bidang teknologi, dimana dengan adanya perkembangan teknologi dapat menekan biaya produksi suatu produk. Selain perkembangan teknologi, biaya produksi dipengaruhi oleh bahan baku yang dipakai, penggunaan listrik, sumber daya manusia dan lain-lain. Oleh karena itu, untuk menghasilkan suatu produk yang efisien dan dapat bersaing perlu pertimbangan dalam pembuatan produk tersebut, mulai dari pemilihan bahan baku, proses pengerjaan, sampai produk yang dihasilkan.
Teknik Ekstruksi harus dapat memenuhi permintaan terhadap peroduk pipa berkualitas tinggi,namun tetap ekonomis dari segi harga.Mesin ekstruder,pada pembuatan pipa,harus dapat memenuhi permintaan pasar akan pipa PVC berkualitas tinggi.Salah satu faktor yang mempengaruhi hasil produksi yang berkualitas tersebut yaitu temperatur pemanasan dan putaran ekstruder dalam proses bahan baku PVC.Untuk meminimalisir angka produk yang cacat inilah yang mendasari penulis melakukan penelitian pengaruh variasi temperatur dan putaran pada proses ekstrusi untuk pembuatan pipa dengan bahan baku Polivinil klorida yang biasa disingkat dengan PVC, dikaitkan dengan produk akhir yang dihasilkan.
Universitas Sumatera Utara

1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian 1.2.1 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah : 1 Mengidentifikasi pengaruh temperatur pemanasan dan putaran bahan baku PVC
pada proses ekstrusi terhadap produk akhir sehingga bisa mengetahui cacat produk hasil pengujian dengan perbandingan berbagai sample produk yang dihasilkan. 2 Mengidentifikasi temperatur dan putaran yang optimal terhadap bahan baku PVC pada proses ekstrusi. 3 Menganalisa hasil pengujian sifat mekanis kekuatan tekan dan kelenturan dari perbandingan berbagai sampel produk.
1.2.2 Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah : 1 Dihasilkan suatu produk dari hasil proses Ekstrusi dengan variasi temperatur dan
putaran pemanasan dengan bentuk mold yang sederhana yaitu berupa spesimen uji tekan dan lentur (skala kecil) dan bisa untuk bidang industri PVC (skala besar). 2 Sumbangan bagi kalangan industri, sehingga mampu memproduksi PVC dengan produk yang berkualitas dan bermutu. 3 Sumbangan bagi kalangan akademis dalam bidang manufaktur tentang proses pembuatan berbagai produk dari PVC dan kesalahan-kesalahan yang sering terjadi di lapangan.
Universitas Sumatera Utara

1.3 Batasan Masalah Agar pembahasan lebih mengena dan tidak terjebak dalam pembahasan yang tidak
perlu, maka perlu dibuat batasan masalah. Adapun batasan masalah tersebut dititikberatkan pada pembahasan yang terkait dengan permasalahan ini yaitu :
1. Bahan yang di uji adalah Resin PVC, Calcium carbonate (CaCO3), Stabilizer, Calcium Stearate, Titanium Dioksid (Pigment Warna)
2. Temperatur yang digunakan dalam pengujian ini yaitu : 170°C, 175°C, 180°C. Sedangkan putaran yang digunakan dalam pengujian ini yaitu :25 rpm dan 30 rpm.
3. Menghitung sifat mekanis spesimen dengan pengujian tekan dan lentur.
Universitas Sumatera Utara

BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Dasar Bahan Polimer
2.1.1 Definisi Bahan Polimer
Polimer adalah salah satu bahan rekayasa bukan logam (non-metallic material) yang penting. Saat ini bahan polimer telah banyak digunakan sebagai bahan substitusi untuk logam terutama karena sifat-sifatnya yang ringan, tahan korosi dan kimia, dan murah, khususnya untuk aplikasi-aplikasi pada temperature rendah. Hal lain yang banyak menjadi pertimbangan adalah daya hantar listrik dan panas yang rendah, kemampuan untuk meredam kebisingan, warna dan tingkat transparansi yang bervariasi, kesesuaian desain dan manufaktur.
Istilah polimer digunakan untuk menggambarkan bentuk molekul raksasa atau rantai yang sangat panjang yang terdiri atas unit-unit terkecil yang berulangulang atau mer atau meros sebagai blok-blok penyusunnya. Molekul-molekul (tunggal) penyusun polimer dikenal dengan istilah monomer.
Istilah plastik, yang sering digunakan oleh masyarakat awam untuk menyebut sebagian besar bahan polimer, mulai digunakan pada tahun 1909. Istilah tersebut berasal dari kata Plastikos yang berarti mudah dibentuk dan dicetak. Teknologi modern plastik baru dimulai tahun 1920-an, yaitu dengan mulai digunakannya polimer yang berasal dari produk derivatif minyak bumi
Plastik, serat, film, dan sebagainya yang biasa dipergunakan dalan kehidupan sehari-hari mempunyai berat molekul di atas 10.000. Bahan dengan berat molekul yang besar itu disebut polimer, mempunyai struktur dan sifat-sifat yang rumit disebabkan oleh jumlah atom pembentuk yang jauh lebih besar dibandingkan dengan senyawa yang berat atomnya rendah. Umumnya suatu polimer dibangun oleh satuan struktur tersusun secara berulang diikat oleh gaya tarik-menarik yang kuat yang disebut ikatan kovalen, dimana
Universitas Sumatera Utara

setiap atom dari pasangan terikat menyumbangkan satu elektron untuk membentuk sepasang elektron. Gaya tarik-menarik diantara atom-atom di dalam benda-benda digolongkan : (1) ikatan kovalen, (2) ikatan ion, (3) ikatan logam, (4) ikatan koordinat, (5) ikatan hidrogen, (6) gaya Van der Waals, (7) ikatan hidro-fobik. Di antaranya (1), (5) dan (6) biasa digunakan pada bahan polimer, sedangkan (2), (4) dan 7 ditemukan kadangkadang. Gaya antar molekul yang terutama berkerja pada bahan polimer seperti (5) dan (6), juga lebih lemah dari pada ikatan kovalen.
Bahan polimer yang mempunyai berat molekul besar dan ikatan kovalen, samasekali menunjukkan sifat-sifat yang berbeda dari bahan organik yang mempunyai berat molekul rendah. Bahan yang mempunyai berat molekul rendah berubah menjadi cair dengan visikositas rendah atau menguap kalau dipanaskan, sedangkan bahan polimer mencair dengan sangat kental dan tidak menguap. Bahan yang tidak bisa berfungsi itu terurai karna panas menjadi karbon, pada tahap akhir tanpa penguapan.
Molekul polimer disusun dalam satu struktur rantai seperti polietilen dan polipropilen, dalam struktur tiga dimensi denga ikatan kovalen seperti phenol dan resin epoksi, dan dalam hal struktur hubungan silang seperti karet dimana sebagian molekul rantai terikat satu sama lain. Sifat-sifat termik dan mekanik dari polimer sangat berbeda tergantung pada keadaan. Dimana distribusi berat molekul mempunyai hubungan erat dengan sifat-sifat bahan polimer.
Sebagai contoh, kebanyakan molekul rantai memberikan sifat termoplastik dengan menaikkan temperatur, dapat mencair dan mengalir. Bahan tersebut dinamakan polimer termoplastik. Di lain pihak polimer yang struktur tiga dimensinya terkeraskan karna pemanasan, tidak bersifat dapat mengalir lagi karna pemanasan. Bahan tersebut dinamakan resin termoset. Sedangkan polimer yang dihubung-silangkan secara tepat dengan S atau lainnya, seperti halnya karet, menunjukkan sifat elastomer, dapat berdeformasi karena direngangkan dan kembali ke asal apabila dilepas. Beberapa diantara polimer rantai mempunyai molekul-molekul yang tersusun secara teratur membentuk kristal. Bahan tersebut dinamakan polimer Kristal walaupun tidak seluruhnya mengkristal, temperatur dimana kristal dalam polimer itu mencair dinamakan titik cair polimer. Sifat-sifat khas bahan polimer pada umumnya adalah sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara

1) Mampu cetak yang baik. Pada temperatur relatif rendah bahan dapat dicetak dengan penyuntikan, penekanan, ekstrusi dan seterusnya akibatnya biaya pembuatan relatif lebih rendah dibanding pada logam atau keramik.
2) Produk yang kuat dan ringan dapat dibuat. Berat jenis polimer adalah rendah dianding logam dan keramik, yaitu 1,0 – 1,7 yang memungkinkan dapat diproduksi barang yang kuat dan ringan.
3) Banyak diantara polimer bersifat isolator yang baik. Polimer mungkin saja dibuat konduktor dengan jalan mencampurnya dengan serbuk logam, butiran karbon, serbuk alam dan lain-lain.
4) Baik sekali dalam ketahanan air dan ketahanan zat kimia. Pemilihan bahan yang baik akan menghasilkan produk yang mempunyai sifat-sifat baik sekali.
5) Produk-produk dengan sifat yang cukup berbeda dapat dibuat tergantung pada cara pembuatannya. Dengan mencampur zat plastis, pengisi dan sebagainya. Sifat-sifat dapat berubah dalam daerah yang luas.
6) Kekerasan permukaan sangat kurang. Bahan polimer yang keras ada tetapi masih jauh dibawah kekerasan logam dan keramik.
7) Kurang tahan terhadap pelarut. Umumnya larut dalam zat pelarut tertentu kecuali pada bahan tertentu seperti politetrafluoretilen. Kalau tidak larut, mudah retak karena kontak terus-menerus dengan zat pelarut dan disertai adanya tegangan. Oleh karena itu perlu perhatian khusus.
8) Beberapa bahan tahan abrasi atau mempunyai koefisien gesek yang kecil (Surdya, T dan Saito, S, 1986)
2.1.2 Jenis-jenis Bahan Polimer
Menurut id.wikipedia.org/plastik (2011) Plastik adalah bahan sintetis yang dapat diubah bentuk dan dapat mempertahankan perubahan bentuk serta dikeraskan tergantung pada strukturnya.
Universitas Sumatera Utara

Pada dasarnya plastik secara umum digolongkan ke dalam 3 (tiga) macam dilihat dari temperaturnya (Ilham, 2007), yakni : 1) Bahan Thermoplastik (Thermoplastic) yaitu akan melunak bila dipanaskan dan
setelah didinginkan akan dapat mengeras. Contoh bahan thermoplastik adalah : Polistiren, Polietilen, Polipropilen, Nilon, Plastik fleksiglass dan Teflon. 2) Bahan Thermoseting (Thermosetting) yaitu plastik dalam bentuk cair dan dapat dicetak sesuai yang diinginkan serta akan mengeras jika dipanaskan dan tetap tidak dapat dibuat menjadi plastik lagi. Contoh bahan thermosetting adalah : Bakelit, Silikon dan Epoksi. 3) Bahan Elastis (Elastomer) yaitu bahan yang sangat elastis. Contoh bahan elastis adalah : karet sintetis.
Berikut pembagian polimer secara umum :
Gambar 2.1 Klasifikasi Polimer ( sumber : Pengetahuan Dasar Plastik, penerbit : PT. Tri Polyta Indonesia, tbk )
2.2 Sifat-sifat Mekanik Bahan Polimer Menurut Rahmat (2007) Kekuatan merupakan salah satu sifat mekanik dari
polimer. Ada beberapa macam kekuatan dalam polimer, diantaranya yaitu: 1) Kekuatan Tarik (Tensile Strength) (Rahmat, 2007)
Universitas Sumatera Utara

Kekuatan tarik adalah tegangan yang dibutuhkan untuk mematahkan suatu sampel. Kekuatan tarik penting untuk polymer yang akan ditarik, contohnya fiber, harus mempunyai kekuatan tarik yang baik. 2) Compressive strength (Rahmat, 2007) Adalah ketahanan terhadap tekanan. Beton merupakan contoh material yang memiliki kekuatan tekan yang bagus. Segala sesuatu yang harus menahan berat dari bawah harus mempunyai kekuatan tekan yang bagus. 3) Flexural strength (Rahmat, 2007) Adalah ketahanan pada bending (flexing). Polimer mempunyai flexural strength jika dia kuat saat dibengkokkan. 4) Impact strength (Rahmat, 2007) Adalah ketahanan terhadap tegangan yang datang secara tiba-tiba. Polimer mempunyai kekuatan impak jika dia kuat saat dipukul dengan keras secara tiba-tiba seperti dengan palu. 2.2.1 Sifat Lenturan Material komposit mempunyai sifat tekan lebih baik dibanding tarik, pada perlakuan uji bending spesimen, bagian atas spesimen terjadi proses tekan dan bagian bawah terjadi proses tarik sehingga kegagalan yang terjadi akibat uji bending yaitu mengalami patah bagian bawah karena tidak mampu menahan tegangan tarik. Dimensi balok dapat kita lihat pada gambar 2.2. berikut ini : (Standart ASTM D 790-02).
Gmabar 2.2 Spesimen Uji Lentur (ASTM D790 -02 )
Universitas Sumatera Utara

R1 R2
Gambar 2.3. Penampang Uji bending (Standart ASTM D 790-02)
Perlu mengetahui sifat tekukan bahan. Seperti ditunjukkan pada gambar 2.3, kalau batang uji di tumpu pada R1 dan R2 dan beban tekuk (P) diberikan ditengah, tegangan tekuk maksimum pada titik nol ditengah adalah :

Di mana : σ = kekuatan bending (MPa) P = beban yang diberikan(N) L = jarak antara titik tumpuan (mm) B = lebar spesimen (mm) D = tebal spesimen (mm) = defleksi (mm)

Kekuatan lentur berubah menurut ukuran batang uji L/ oleh karna itu, umumnya

ditentukan pada

. Modulus Young pada lenturan Ef merupakan konstanta dari

perbandingan lurus antara tegangan dan regangan. Besarnya modulus ini sama dengan angka kemiringan dari kurva tegangan – regangan yang berupa garis lurus pada bagian yang dekat ke titik 0. Modulus elastisitas (E) didapat dari persamaan :

Dimana : = defleksi (mm)
Eb = modulus elastisitas (MPa)

Universitas Sumatera Utara

P = beban yang diberikan (N) = m (gradien garis lurus pada kurva beban vs defleksi)
Umumnya pada bahan polimer modulus elastik untuk tekan berbeda dengan untuk tarik, tegangan tekan yang besar terjadi pada bagian yang mengalami tegangan tekan ( gambar 2.3 ). Selanjutnya kekuatan tekan pada bahan polimer jauh lebih besar daripada kekuatan tarik, hal inilah yang menyebabkan patah karena tekukan pada bagian yang mengalami teganga tarik. kekuatan tekuk lebih besar daripada kekuatan tarik tetapi lebih kecil daripada kekuatan tekan, atau berada diantaranya.
Sedangkan kekakuan dapat dicari dengan persamaan (Lukkassen, D, Meidel, A, 2003) dengan mencari momen inersia terlebih dahulu :
Sedangkan kekakuan dapat dicari dengan perhitungan sebagai berikut :
Dimana : D = kekakuan (N.mm2) E = modulus elastisitas (N/mm2) I = momen inersia (mm4) b = lebar (mm) d = tinggi (mm)
2.2.2 Teori Uji Tekan Statik
Tegangan tekan berlawanan dengan tegangan tarik. Jika pada tegangan tarik, arah kedua gaya menjahui ujung benda (kedua gaya saling berjauhan), maka pada tegangan tekan, arah kedua gaya saling mendekati. Dengan kata lain benda tidak ditarik tetapi ditekan (gayagaya bekerja di dalam benda). Kekuatan tekan material adalah nilai tegangan tekan uniaksial yang mempunyai modus kegagalan ketika saat pengujian. Perubahan bentuk benda yang disebabkan oleh tegangan tekan dinamakan mampatan. Misalnya pada tiang-
Universitas Sumatera Utara

tiang yang menopang beban, seperti tiang bangunan mengalami tegangan tekan. Kekuatan tekan biasanya diperoleh dari percobaan dengan alat pengujian tekan. Ketika dalam pengujian nantinya, spesimen (biasanya silinder) akan menjadi lebih mengecil seperti menyebar lateral. (Ismoyo,1999). Perubahan benda yang disebabkan tegangan tekan dapat dilihat pada gambar 2.4
Gambar 2.4 Perubahan benda yang disebabkan oleh tegangan tekan aksial Keterangan : A = Luas Penampang F = Gaya yang bekerja sebagai penekanan L0 = Panjang Awal ΔL = Perubahan panjang, dimana : ΔL = L0 – L1
Dalam perancangan teknik yang sebenarnya sebagian besar kita bertumpu pada tegangan teknik. Pada kenyataannya, tegangan sebenarnya berbeda dengan tegangan teknik. Oleh sebab itu, material akibat beban tekan dapat dihitung dari penjelasan persamaan yang diberikan. Hal ini tentu saja karena perubahan luas penampang (A0) dan fungsi dari luas penampang A = φ (F). (Callister:2003)
1. Perbedaan nilai deviasi tegangan dapat disimpulkan sebagai berikut: Pada kompresi spesimen akan mengecil atau memendek. Material akan cenderung menyebar kearah lateral dan meningkatnya luas penampang
Universitas Sumatera Utara

2. Pada uji tekan, spesimen dijepit pada ujung – ujungnya. Untuk alasan ini, timbul gaya gesekan yang akan menentang penyebaran lateral ini. Berarti yang harus dilakukan untuk menghindari gaya gesekan ini harus dengan meningkatnya energi selama proses penekanan. (Ismoyo,1999).
2.2.3 Respon Material Akibat Beban Tekan Statik Mekanisme deformasi polymericfoam akibat beban tekan statik ditunjukkan oleh
kurva tegangan-regangan. Pada uji tekan statik diperoleh tiga tingkatan respon yaitu: elastisitas linier (bending), plateau (buckling elastis), dan densification. Elastisitas linier ditandai oleh bending terhadap dinding rongga dan kemiringan (tegangan-regangan) awal atau modulus elastisitas diperoleh dari tingkatan ini. Plateau merupakan karakteristik respon yang terjadi setelah polymericfoam mengalami elastisitas linier ditandai dengan berlipatnya rongga-rongga polymericfoam. Pada saat rongga-rongga hampir terlipat seluruhnya dan dinding-dinding rongga menyatu mengakibatkan ronggarongga menjadi lebih padat, tegangan normal tekan statik akan meningkat.
Untuk mengoptimalkan produk tersebut perlu diketahui karakteristik material penyusunnya akibat beban tekan statik. Karakteristik suatu spesimen harus terukur, untuk itu perlu suatu pengujian tekan statik agar karakteristik dapat diketahui. Karakteristik dapat diketahui dari respon yang dialami oleh material. Respon diakibatkan oleh adanya gangguan (disturbance) yang diberikan terhadap sebuah sistem, seperti: F (gaya), T (temperatur), dan lain-lain. Di dalam uji tekan statik, gaya yang diberikan ditunjukkan pada Gambar. 2.5
Gambar. 2.5. Pengujian beban tekan pada batang spesimen (a).Sebelum Uji Tekan,(b).Setelah Uji Tekan.
Universitas Sumatera Utara

Berdasarkan respon yang ditunjukkan pada Gambar.2.5 dapat ditentukan respon mekanik berupa tegangan normal dan regangan akibat beban tekan statik.
Pertimbangan yang paling penting dalam upaya untuk mencegah terjadinya kegagalan desain suatu struktur adalah tegangan yang terjadi tidak melebihi dari kekuatan material. Akan tetapi, ada banyak pertimbangan lain harus diperhatikan, misalnya: tegangan yang terjadi dalam jangka waktu yang lama (fatik), tegangan yang terjadi secara tiba-tiba (impak), dan lain sebagainya. Penyelidikan respon meliputi beberapa aspek, antara lain: respon material dan struktur terhadap pembebanan tertentu, mekanisme perubahan bentuk yang terjadi pada saat terjadinya beban maksimum, dan lain sebagainya.
Dalam penelitian ini terdapat bahan yang mengalami deformasi plastis jika terus diberikan tegangan dan bahan ini tidak akan berubah kebentuk semula. Biasanya material teknik terjadi pada daerah elastis yang hampir berimpitan dengan batas proposionalistik.
Perubahan panjang ini disebut sebagai regangan teknik yang didefinisikan sebagai perubahan panjang yang terjadi akibat perubahan statik (ΔL) terhadap panjang batang mula-mula (L0).Tegangan yang dihasilkan pada proses ini disebut dengan tegangan teknik (σeng), dimana didefinisikan sebagai nilai pembebanan yang terjadi (F) pada suatu luas penampang awal (A0). Tegangan normal tesebut akibat beban tekan statik dapat ditentukan berdasarkan persamaan (2.1)
Dimana :
σ = Tegangan normal akibat beban tekan statik (N/m2) F = Beban tekan (N) A = Luas penampang spesimen (m2). Regangan akibat beban tekan statik dapat ditentukan berdasarkan persamaan :
Universitas Sumatera Utara

Dimana : ΔL = L-L0 Keterangan :
= Regangan akibat beban tekan statik L = Perubahan panjang spesimen akibat beban tekan. (mm) Lo = Panjang spesimen mula-mula (mm) Pada prakteknya nilai hasil pengukuran tegangan pada suatu pengujian tarik dan tekan pada umumnya merupakan nilai teknik. Regangan akibat beban tekan yang terjadi, panjang akan menjadi berkurang dan diameter pada spesimen akan menjadi besar, maka ini akan terjadi deformasi plastis. =ΔL
2.2.4 Perpatahan (Fracture) 2.2.4.1 Dasar-dasar Perpatahan Kegagalan dari bahan teknik hampir selalu tidak diinginkan terjadi karena beberapa
alasan seperti membahayakan hidup manusia, kerugian dibidang ekonomi dan gangguan terhadap ketersediaan produk dan jasa. Meskipun penyebab kegagalan dan sifat bahan mungkin diketahui, pencegahan terhadap kegagalan sulit untuk dijamin. Kasus yang sering terjadi adalah pemilihan bahan dan proses yang tidak tepat dan perancangan komponen kurang baik serta penggunaan yang salah. Menjadi tanggung jawab para insinyur untuk mengantisipasi kemungkinan kegagalan dan mencari penyebab pada kegagalan untuk mencegah terjadinya kegagalan lagi(Calliester, 2007).
Universitas Sumatera Utara

Patah sederhana didefinisikan sebagai pemisahan sebuah bahan menjadi dua atau lebih potongan sebagai respon dari tegangan static yang bekerja dan pada temperatur yang relative rendah terhadap temperatur cairnya. Dua model patah yang mungkin terjadi pada bahan teknik adalah patah liat (ductile fracture) dan patah getas (brittle fracture). Klasifikasi ini didasarkan pada kemampuan bahan mengalami deformasi plastik. Bahan liat (ductile) memperlihatkan deformasi plastic dengan menyerap energi yang besar sebelum patah. Sebaliknya, patah getas hanya memeperlihatkan deformasi plastik yang kecil atau bahkan tidak ada. Setiap proses perpatahan meliputi dua tahap yaitu pembentukan dan perambatan sebagai respon terhadap tegangan yang diterapkan. Jenis perpatahan sangat tergantung pada mekanisme perambatan retak (Callister, 2007).
2.3 Pemanfaatan Polimer Banyak polimer yang telah dikenal dan secara umum digunakan dalam kehidupan seharihari (id.wikipedia.org/polimer, 2011) yaitu :
1) Polyethylene (PE) Biasanya digunakan untuk pembungkus makanan, kantung plastik, ember dan sebagainya.
2) Polypropylene (PP) Biasanya digunakan untuk membuat karung, tali, botol dan sebagainya.
3) Teflon Teflon atau politetrafluoroetilena memiliki sifat yang tahan terhadap bahan kimia dan panas, sehingga seringkali digunakan untuk pelapis tangki atau panci anti lengket
4) PVC PVC (polivinilklorida) biasanya digunakan untuk membuat pipa, selang, kabel optik dan sebagainya
Universitas Sumatera Utara

(a) (b) Gambar 2.6 (a) Pipa PVC (b) Kabel Optik
5) Akrilat (flexiglass) Beberapa polimer dibuat dari asam akrilat sebagai monomernya. Polimetilmetakrilat atau flexiglass merupakan plastik bening, keras tetapi ringan. Polimer jenis ini banyak digunakan untuk kaca jendela pesawat terbang dan mobil.
6) Bakelit Bakelit banyak digunakan untuk alat-alat listrik.
7) Polyester Poliester dibentuk dari monomer-monomer ester. Salah satu contoh polimer ini adalah dakron. Dakron digunakan sebagai serat tekstil. Selain dakron dikenal pula Mylar, yang digunakan sebagai pita perekam magnetik
8) Polyurethanes Polyurethanes banyak digunakan untuk produk-produk yang terbuat dari foam, serat, dan yang digunakan untuk elastomer dan pelapis (coating). Aplikasinya dalam kehidupan sehari-hari misalnya untuk pembuatan wadah dari foam, untuk industri garmen, untuk aplikasi bahan bangunan dan sebagainya.
9) Karet alam dan karet sintetis Karet diperoleh dari getah pohon karet (lateks). Karet alam merupakan polimer isoprena. Karet sintetis terdiri dari beberapa macam, misalnya polibutadiena, polikloroprena dan polistirena. Karet sintetis yang telah banyak dikenal yaitu SBR. SBR terdiri dari monomer stirena dan 1,3-butadiena, banyak digunakan untuk pembuatan ban mobil.
2.4 Bahan Baku
Polyvinil Chlorida (PVC)
PVC ditemukan secara tidak sengaja oleh Henri Victor Regnault pada tahun 1835 dan Eugen Baumann di tahun 1872. Di awal abad ke 20, ahli kimia Rusia, Ivan Ostromislensky dan Fritz Klatte dari perusahaan kimia Jerman Griesheim-Elektron mencoba menetapkan penggunaan PVC sebagai produk komersial. Tetapi, kesulitan pengkakuan bahan menghalangi usaha mereka. Di tahun 1926, Waldo Semon dan
Universitas Sumatera Utara

perusahaan B. F. Goodrich mengembangkan metode menjadikan PVC 'benar-benar plastik' dengan menambahkan berbagai bahan tambahan. Hasilnya, PVC menjadi lebih fleksibel dan lebih mudah diproses yang lalu mencapai penggunaan secara luas.
Polivinil klorida (IUPAC: Poli(kloroetanadiol)), biasa disingkat PVC, adalah polimer termoplastik urutan ketiga dalam hal jumlah pemakaian di dunia, setelah polietilena dan polipropilena. Di seluruh dunia, lebih dari 50% PVC yang diproduksi dipakai dalam konstruksi. Sebagai bahan bangunan, PVC relatif murah, tahan lama, dan mudah dirangkai. PVC bisa dibuat lebih elastis dan fleksibel dengan menambahkan plasticizer, umumnya ftalat. PVC yang fleksibel umumnya dipakai sebagai bahan pakaian, perpipaan, atap, dan insulasi kabel listrik.
Tepung putih dengan masa jenis 1,4 ini, baik dalam ketahanan air, ketahanan asam dan ketahanan alkali, tidak bersifat racun dan tidak menyala, isolasi listriknya baik dan tahan terhadap banyak larutan. Melunak pada suhu 65-68oC dan plastis pada suhu 120150oC. Mencair pada atau diatas suhu 170oC dan terurai memberikan asam klorida pada atau di atas suhu 190oC. Temperatur yang cocok untuk pengolahan adalah 150-180oC, perlu diperhatikan (Surdia, Tata 2005). Akan tetapi sifat-sifat tersebut dapat berubah tergantung pada sistem produksi yang menyangkut keteraturan stereo pada polimer dan derajat polimerisasinya, oleh karena itu perlu dipilih bahan yang cocok untuk memenuhi keperluan. Derajat polimerisasi yang tinggi dari bahan memberikan sifat mekanik yang baik, tetapi temperatur proses tinggi dan sempit daerahnya. Kalau derajat polimerisasi rendah, maka sebaliknya sifat-sifat mekaniknya menjadi buruk, tetapi pemrosesanya mudah dan bersifat lebih rekat.
Proses produksi yang dipakai pada umumnya adalah polimerisasi suspensi. Pada proses ini, monomer vinil klorida dan air diintroduksi ke reaktor polimerisasi dan inisiator polimerisasi, bersama bahan kimia tambahan untuk menginisiasi reaksi. Kandungan pada wadah reaksi terus-menerus dicampur untuk mempertahankan suspensi dan memastikan keseragaman ukuran partikel resin PVC. Reaksinya adalah eksotermik, dan membutuhkan mekanisme pendinginan untuk mempertahankan reaktor pada temperatur yang dibutuhkan. Karena volume berkontraksi selama reaksi (PVC lebih padat dari pada monomer vinil klorida), air secara kontinu ditambah ke campuran untuk mempertahankan suspensi.
Universitas Sumatera Utara

Ketika reaksi sudah selesai, hasilnya, cairan PVC, harus dipisahkan dari kelebihan monomer vinil klorida yang akan dipakai lagi untuk reaksi berikutnya. Lalu cairan PVC yang sudah jadi akan disentrifugasi untuk memisahkan kelebihan air. Cairan lalu dikeringkan dengan udara panas dan dihasilkan butiran PVC. Pada operasi normal, kelebihan monomer vinil klorida pada PVC hanya sebesar kurang dari 1 PPM.
Proses produksi lainnya, seperti suspensi mikro dan polimerisasi emulsi, menghasilkan PVC dengan butiran yang berukuran lebih kecil, dengan sedikit perbedaan sifat dan juga perbedaan aplikasinya. Produk proses polimerisasi adalah PVC murni. Sebelum PVC menjadi produk akhir, biasanya membutuhkan konversi dengan menambahkan heat stabilizer, UV stabilizer, pelumas, plasticizer, bahan penolong proses, pengatur termal, pengisi, bahan penahan api, biosida, bahan pengembang, dan pigmen pilihan.
Karena bahan ini mempunyai kekuatan impak yang tidak begitu tinggi, maka bahan polimer lain seperti resin ABS, karet nitril, polietilen diklorkan, dsb ditambahkan 6-10 bagian, diaduk dan dikopolimerisasi agar sifatnya menjadi lebih baik . Karen bahan ini sangat buruk dalam kestabilanya terhadap panas dan cahaya UV, maka dipakai bahan penyetabil tertentu, yaitu campuran dari timbal anorganik, sabun logam dan seyawa tanah organik. Poengaruh bahan penyetabil sangat tergantug pada bahan pemelastik yang dipakai.
Cara pembuatan yang utama adalah pengkalenderan dan ekstrusi. Kedua bahan yang kaku dan lunak dapat dipergunakan. Pada pengekstrusian, bahan dipanaskan dalam 3-4 tahap dimulai dari 120-140oC sampai 140-160oC, 160-190oC dan ditahan pada temperatur tertinggi tepat pada waktu mencapai cetakan.
PVC mempunyai isolasi listrik yang baik dan daya rekat yang baik denga logamlogam, cocok dipakai sebagai isolasi untuk kabel listrik setelah dicampur dengan alkifenol. Bahan ini memiliki sifat baik dalam tahanan terhadap panas, air, minyak, bahan kimia dan abrasi, dan sukar terdegradasi denga meningkatnya temperatur.
Satu tahap penting lagi sebelum resin PVC bisa ditransformasikan menjadi berbagai produk akhir adalah pembuatan compound/adonan (compounding). Compound adalah resin PVC yang telah dicampur dengan berbagai aditif yang masing-masing memiliki fungsi tertentu, sehingga siap untuk diproses menjadi produk jadi dengan sifatsifat yang diinginkan. Sifat-sifat yang dituju meliputi warna, kefleksibelan bahan,
Universitas Sumatera Utara

ketahanan terhadap sinar ultra violet (bahan polimer/plastik cenderung rusak jika terpapar oleh sinar ultra violet yang terdapat pada cahaya matahari), kekuatan mekanik transparansi, dan lain-lain. PVC dapat direkayasa hingga bersifat keras untuk aplikasiaplikasi seperti pipa dan botol plastik, lentur dan tahan gesek seperti pada produk sol sepatu, hingga bersifat fleksibel/lentur dan relatif tipis seperti aplikasi untuk wall paper dan kulit imitasi. PVC dapat juga direkayasa sehingga tahan panas dan tahan cuaca untuk penggunaan di alam terbuka. Dengan segala keluwesannya, PVC cocok untuk jenis produk yang nyaris tak terbatas dan setiap compound PVC dibuat untuk memenuhi kriteria suatu produk akhir tertentu.
Compound PVC kemudian dapat diproses dengan berbagai cara untuk memenuhi ratusan jenis penggunaan yang berbeda, misalnya:
1) PVC dapat diekstrusi, artinya dipanaskan dan dialirkan melalui suatu cetakan berbagai bentuk, sehingga dihasilkan produk memanjang yang profilnya mengikuti bentuk cerakan tersebut, misalnya produk pipa, kabel dan lain-lain.
2) PVC juga dapat di lelehkan dan disuntikkan (cetak-injeksi) ke dalam suatu ruang cetakan tiga dimensi untuk menghasilkan produk seperti botol, dash board, housing bagi produk-produk elektronik seperti TV, computer, monitor dll.
3) Proses kalendering menghasilkan produk berupa film dan lembaran dengan berbagai tingkat ketebalan, biasanya dipakai untuk produk alas lantai, wall paper , dll.
4) Dalam teknik cetak-tiup (blow molding), lelehan PVC ditiup di dalam suatu cetakan sehingga membentuk produk botol, misalnya.
5) Resin PVC yang terdispersi dalam larutan juga dapat digunakan sebagai bahan pelapis/coating, misalnya untuk lapisan bawah karpet dll.
Secara umum proses pembuatan PVC mulai dari bahan baku, pembentukan monomer, proses polimerisasi, PVC compounding hingga menjadi sebuah produk akhir dapat dilihar pada Gambar 2.7 sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara

Ethylene

Chlorine

Thermal D iti
Polymerisation

Ethylene Dichlorine (EDC)
Vinyl Chloride (VCM)

Polyvinyl Chloride (PVC)

Additives

Thermal

Processing (e.g Extrusion, Moulding)

PVC Compound PVC Product

Gambar 2.7 Diagram Alir Dari Proses Pembuatan Resin PVC Secara Keseluruhan (sumber : Life Cycle Assesment PVC, European Commission 2004)

2.5 Bahan Tambahan
Bahan tambahan digunakan untuk meningkatkan kemampuan pemrosesan atau untuk mengubah kualitas dan sifat produk dengan menambahkan bahan tersebut kepada bahan pokok yaitu polimer. Dalam melakukan pekerjaan ini perlu berhati-hati, selain meperhatikan perforanya juga perlu memperhatikan segi keselamatan.
2.5.1 Bahan Penyetabil

Universitas Sumatera Utara

Polivinil klorida di dehidroklorinasi menjadi struktur polien dan kehilangan warna bila dipanaskan sampai 150oC atau di atasnya atau kalau disinari UV. Untuk menghindari kehilangan warna perlu di tambahkan bahan penyetabil. Mekanisme bahan penyetabil itu adalah sebagai berikut :
1) Sebagai titik pemula dehidroklorinasi mengurangi keaktifan klor yang kurang stabil dengan cara koordinasi dan reaksi.
2) Menetralkan asam klorida yang dihasilkan oleh dihidroklorinasi dan menghilangkan warna.
3) Mengurangi peroksida.
2.5.2 Pengisi (Filler) Pengisi adalah bahan yang ditambahkan pada bahan polimer untuk
meningkatkan sifat-sifatnya dan kemampuan pemrosesan atau untuk mengurangi ongkos. Berikut beberapa kegunaan dari bahan pengisi :
1) Penguat : sebagai penguat : karet dan karbon hitam maupun serat gelas dan berbagai polimer termal dsb.
2) Perbaikan dari temperatur deformasi termal. 3) Meperbaiki sifat isolasi listrik dan ketahanan permeabilitas gas 4) Perbaikan sifat pencetakan dan pelekatan. 5) Pengurangan harga produksi.
2.5.3 Lain-lain 1. Pewarna : merupakan zat yang digunakan untuk mewarnai polimer. Di samping
mewarnai zat tersebut dapat memberikan sifat ketahanan cahaya karena melindungi, memantulkan dan menyerap cahaya. 2. Zat antistatic : bahan polimer mempunyai sifat isolasi listrik yang unggul jadi pembentukan listrik static dengan tegangan listrik tinggi mudah terjadi oleh gesekan. Akibatnya debu dapat melekat, meberikan kejutan atau dapat menyebabkan nyala tergantung dari keadaan, zat antistatic dipakai untuk mencegah hal tersebut.
Universitas Sumatera Utara

2.6 Ekstrusi Teknologi ekstrusi merupakan tekn

Dokumen baru

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

119 3984 16

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

40 1057 43

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

40 945 23

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

21 632 24

PENGARUH PENERAPAN MODEL DISKUSI TERHADAP KEMAMPUAN TES LISAN SISWA PADA MATA PELAJARAN ALQUR’AN HADIS DI MADRASAH TSANAWIYAH NEGERI TUNGGANGRI KALIDAWIR TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

28 790 23

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

60 1348 14

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

66 1253 50

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

20 825 17

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

32 1111 30

KREATIVITAS GURU DALAM MENGGUNAKAN SUMBER BELAJAR UNTUK MENINGKATKAN KUALITAS PEMBELAJARAN PENDIDIKAN AGAMA ISLAM DI SMPN 2 NGANTRU TULUNGAGUNG Institutional Repository of IAIN Tulungagung

41 1350 23