Berikut ini adalah gambar reaksi pembentukan dari polivinil klorida PVC
Gambar 2.3. Reaksi Pembentukan PVC
2.1.3. Kegunaan PVC
Penggunaan PVC sangat luas, mulai sebagai barang-barang lunak sampai pada bahan- bahan konstruksi bangunan yang keras dan kaku. Dengan proses ekstruksi, PVC dapat
dipakai untuk pembungkus, busa dan sebagainya. Untuk bahan kaku dan keras biasanya dibuat dengan mencampurkan PVC murni dengan bahan aditif lain. Derajat
polimerisasi DP PVC dapat menunjukkan sifat mekanik bahan. Jika DP tinggi, akan memberikan sifat mekanik yang baik. Jika DP rendah, maka sifat mekaniknya
menjadi buruk. Berdasarkan DP dari PVC, penggunaan PVC dikelompokkan menjadi 6 kelompok, yakni:
- PVC dengan DP 2500-3000 dapat digunakan untuk pembuatan selang dan
pembungkus. -
PVC dengan DP 1300-1700 digunakan sebagai pembungkus kabel listrik. -
PVC dengan DP 1000-1300 digunakan untuk membuat film, kulit tiruan, lembaran tipis dan pipa-pipa lunak.
- PVC dengan DP 700-800 untuk lembaran kaku dan botol.
- PVC dengan DP 400-500 digunakan untuk plat piringan gramofon dan
- PVC dengan DP lebih kecil dari 400 dipakai untuk pembuatan cat dan perekat.
Surdia, 1985.
2.1.4. Modifikasi PVC
Untuk mendapatkan bahan PVC seperti yang diharapkan sebab bahan ini
penggunaanya berbeda-beda sesuai dengan derajat polimerisasinya, serta sifat yang mudah terdegaradasi akibat panas dan cahaya, maka perlu diberikan bahan aditif,
supaya sifat-sifat fisika maupun kimia bahan mengalami perubahan modifikasi. Adapun zat-zat aditif yang ditambahkan pada polivinil klorida, diantaranya:
1. Warna dan pigment
2. Pemlastis
plastisizer 3.
Pengisi Filler
4. Penguat
reinforcement 5.
Pemantap Stabilizer.
Penambahan aditif ini tentunya disesuaiakan dengan tujuan yang ingin dicapai Nirwana, 2001.
2.1.5. Degradasi PVC
Masalah yang perlu diatasi pada pemakaian bahan PVC adalah kecenderungannya mengalami degradasi pada proses pengolahan oleh pengaruh panas dan pada
pemakaiannnya oleh pengaruh cuaca dan sinar matahari serta media penggunaan. Disamping itu, kondisi lingkungan seperti adanya oksigen dan bahan-bahan kimia
oksidator turut pula mempengaruhi kecepatan degradasi. Pada proses degradasi akan membebaskan atom Cl dari molekul PVC disamping dehidroklorinasi yang
mengakibatkan perubahan warna dan perubahan sifat fisiknya Wirjosentono, et.al, 1995.
Mekanisme umum degradasi PVC oleh pengaruh panas telah dirumuskan oleh Stromberg yang terdiri dari tahap inisiasi, propagasi dan terminasi Grassie, 1985.
Tahap Inisiasi
Tahap ini dimulai dengan proses dehidroklorinasi oleh pengaruh panas membentuk rantai poliena terkonjugasi. Ini kemudian dapat membentuk makroradikal kloroalkil
sebagai hasil pemutusan rantai pada pengolahan atau reaksi dengan oksigen.
CHCl CH
2
CHCl CH
2
CHCl CH
2
CH Cl
+ CH
2
Cl -
Tahap Pr opagasi
Makroradikal yang terbentuk akibat pelepasan atom H atau Cl pada tahap inisisasi akan segera bereaksi dengan oksigen membentuk radikal peroksida. Selanjutnya, ini
akan bereaksi dengan molekul PVC membentuk hidroperoksida ROOH dan radikal baru, yang selanjutnya dapat bereaksi dengan oksigen kembali secara berulang
CHCl CH
2
CH Cl
+ CH
2
CHCl CH
CH HCl
+ CH
2
H-
Tahap Ter minasi
Proses terminasi dapat terjadi dengan cara penggabungan bimolekuler radikal peroksida yang selanjutnya akan membentuk senyawa keton dan alkohol sekunder
yang stabil.
CHCl CH
2
CHCl CH
2
CHCl CH
CH HCl
+ CH
2
Dari mekanisme diatas dapat terlihat bahwa degradasi PVC melibatkan pelepasan HCl, pembentukan gugus karbonil aldehid, keton, atau asam, serta
pemutusan rantai dan crosslink. Gejala ini dapat digunakan untuk mengamati jalannya degradasi PVC, melalui teknik gravimetri, spektroskopi infra-merah dan perubahan
mekanik Wirjosentono, et.al, 1995. Secara umum, proses degradasi atau kerusakanpenurunan mutu polimer dapat
pula diartikan sebagai reaksi kimia yang melibatkan mekanisme rantai oksidasi. Degradasi polimer juga merupakan reaksi rantai radikal yang menghasilkan suatu
hidroperoksida sebagai hasil utama. Sedangkan pada tahap awal, proses degradasi ini diinisiasi oleh pembentukan radikal makro didalam polimer, karena pengaruh gesekan
mekanik, panas atau radiasi elektromagnetik Wirjosentono, et.al, 1995.
2.2. Bahan Pendisper si
Penambahan bahan pendispersi berfungsi sebagai pelunak dan pembasah pada matriks polimer. Pelunak atau pemlastis merupakan bahan yang ditambahkan kedalam bahan
polimer sehingga molekul pemlastis akan berada diantara rantai polimer yang mempengaruhi mobilitas rantai dan menaikkan plastisitas bahan Wirjosentono, 1993.
Pemlastis dalam konsep sederhana adalah merupakan pelarut organik dengan titik didih tinggi atau padatan dengan titik leleh rendah yang ditambahkan kedalam
resin yang keras atau kaku, sehingga akumulasi gaya antar molekul pada rantai panjang akan menurun, akibatnya kelenturan, pelunakan dan pemanjangan resin akan
bertambah Fras, 1998. Dengan berkurangnya gaya antar molekul, menyebabkan gerakan rantai lebih
mudah bergerak, akibatnya bahan yang tadi keras atau kaku akan menjadi lembut pada suhu kamar Cowd, 1991. Pemlastis yang banyak digunakan untuk PVC, biasanya
mengandung ester-ester dari asam organik seperti DOP Dioctyl Phtalate, DOA
Dioctyl Adipate, DIOP Di Iso Octyl Phtalate, TOP Tri Octyl Phthalate dan lain- lain Gibbon, et.al, 1998.
Sementara untuk keperluan-keperluan medis seperti pembuat kantung darah, tabung transfusi, kantung urin, pembungkus obat dan lain-lain, biasanya digunakan
pemlastis DEHP Di Ethylhexyl Phtalate. DEHP ternyata mempunyai efek terhadap
kesehatan seperti terjadinya abnormalitas hati dan juga menyebabkan penyakit kanker Lakhsmi, 1998
Proses pemlastis, prinsipnya adalah terjadinya dispersi molekul pemlastis kedalam fase polimer. Bilamana pemlastis mempunyai gaya interaksi dengan polimer,
proses dispersi akan berlangsung dalam skala molekul dan terbentuk larutan polimer- pemlastis, sehingga keadaan seperti ini disebut kompatibel. Interaksi antara pemlastis
– polimer ini sangat dipengaruhi oleh sifat afinitas kedua komponen. Kalau afinitas polimer – pemlastis kecil, akan terjadi plastisasi antar molekul. Sedangkan jika afinitas
polimer – pemlastis tinggi, maka molekul pemlastis akan terdifusi kedalam bundel, disini molekul pemlastis akan berada diantara rantai polimer dan mempengaruhi
mobilitas rantai Wirjosentono, et.al, 1995. Sifat fisik dan mekanik yang terplastisasi merupakan fungsi distribusi dari sifat
dan komposisi masing-masing komponen dalam sistem, karenanya ramalan karakteristik polimer yang terplastisasi mudah dilakukan dengan variasi komposisi
pemlastis Wirjosentono, et.al, 1995. Secara umum, variasi jumlah pemlastis akan efektif mempunyai efek plastisasi sampai bahan kompatibel. Hasil analisis mekanik
yang dilakukan Gibbon menunjukkan bahwa membran-membran yang lebih kuat dan lebih liat kenyal dihasilkan ketika sedikit pemlastis yang digunakan dalam membran.
Hasil uji mekanik ini menunjukkan bahwa pemlastis yang mempunyai berat molekul yang lebih rendah akan memperbaiki kekuatan dan keliatan membran Gibbon, 1997.
Ketika sejumlah kecil ditambahkan pada suatu polimer, pemlastis ini akan menyebabkan molekul polimer bergerak kedalam konfigurasi energi yang lebih
rendah. Dalam konfigurasi ini molekul-molekul menjadi kurang bergerak, dengan demikian akan meningkatkan kekuatan dan keliatan yang baik dari polimer.
Sebaliknya jika pemlastis yang ditambahkan terlalu banyak, molekul-molekul polimer banyak bergerak, akibatnya terjadi penurunan kekuatan dan keliatan polimer Gibbon,
1997. Pemlastis yang ideal untuk PVC, memenuhi sifat-sifat berikut Frankel, 1975:
1. Harus kompatibel
2. Suhu pembekuan dibawah -40
C 3.
Regangan tensile diatas 2800 psi 4.
Modulus dibawah 1200 psi 5.
Kehilangan perpindahan dibawah 3 6.
Kehilangan penguapan 1
PVC yang mengandung gugus-gugus polar, memerlukan pemlastis polar untuk mencapai kompatibilitas yang baik Frankel, 1975.
Dalam pengolahan membentuk bahan jadi atau setengah jadi kedalam bahan polimer murni biasanya ditambahkan suatu zat cair atau padat untuk meningkatkan
sifat plastisitasnya. Proses ini dikenal dengan plastisasi, sedangkan zat yang ditambahkan disebut pemlastis. Plastisasi akan mempengaruhi sifat fisik dan sifat
mekanis bahan polimer seperti kekuatan tarik, kelenturan, kemuluran, sifat listrik, suhu alir dan suhu transisi gelas Tg Efendi, 2000. Beberapa teori yang menjelaskan
peristiwa plastisasi dan akan diuraikan berikut ini.
2.2.1 Teor i pelumasan
Dalam teori ini pemlastis dipandang sebagai sebuah pelumas yang tidak menunjukkan
gaya-gaya ikatan dengan polimer. Molekul pemlastis hanya terdispersi diantara fase polimer sehingga menentukan gaya-gaya intermolekuler pada rantai polimer dan oleh
karenanya hanya menyebabkan plastisasi partial. Jika pemlastis memiliki gaya interaksi dengan polimer, proses dispersi akan
berlangsung dalam skala molekul dan terbentuk larutan polimer-pemlastis. Dalam hal ini, polimer dan pemlastis disebut bersifat kompatibel.
Senyawa-senyawa pemlastis yang bertindak sebagai pelumas bukan merupakan pemlastis yang efektif karena hanya menurunkan viskositas lelehan
sehingga hanya mempermudah proses pengolahan bahan polimer namun tidak berpengaruh terhadap sifat-sifat mekanis bahan polimer. Pemlastis seperti ini hanya
digunakan dalam jumlah yang sedikit dan disebut sebagai bahan pembantu pengolahan atau processing aids Meier; 1990.
2.2.2 Teori Solvasi
Kategori