Polipropilena Pencampuran Serbuk Penggergajian Batang Kelapa Dengan Termoplastik Polipropilena Untuk Bahan Kemasan Jerigen Plastik

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Polipropilena

Polipropilena merupakan bahan termoplastik yang paling banyak beredar di pasaran karena harganya yang murah dan penggunaannya yang luas. Industri polipropilena berkembang dengan pesat setelah dikembangkannya proses dengan menggunakan katalis ziegler. Katalis ini merupakan katalis khusus yang menghasilkan polipropilena dengan struktur stereoregular yang membentuk kristal dan memiliki berat molekul yang tinggi. Sifat-sifat umum yang dimiliki polipropilena adalah : a. Tidak berwarna b. Tidak berbau c. Mempunyai kerapatan yang rendah d. Ketahanan yang baik terhadap panas dan bahan kimia serta mempunyai sifat listrik yang baik.

2.1.1. Struktur dan Kristalinitas Polipropilena

Polipropilena merupakan hasil sampingan dari penyulingan minyak bumi alkalyte gasoline berupa gas. Polipropilena merupakan salah satu monomer dari polimer poliolefin dan disebut juga vinil tak jenuh yang monomernya adalah : Edy Satianto: Pencampuran Serbuk Penggergajian Batang Kelapa Dengan Termoplastik Polipropilena Untuk Bahan Kemasan J erigen Plastik, 2008. USU e-Repository © 2008 CH 2 = CH … CH 3 Polipropilena dibentuk dari monomer ini melalui proses polimerisasi yang dapat diilustrasikan secara skema sebagai berikut : H CH 3 H CH 3 … … C = C — C — C — … … H H H H n Dalam struktur polimer, atom-atom karbon yang terikat secara tetrahedral membentuk sudut 109,5 dan membentuk suatu rantai zigzag. Untuk polipropilena, bentuk zigzag planar tiga dimensi dapat terjadi dalam tiga susunan yang berbeda, tergantung pada posisi relatif group metil. Ketiga susunan tersebut adalah : 1. Isotaktik group metil pada satu sisi dari bidang H CH 3 H CH 3 H CH 3 H CH 3 H CH 3 — C — C — C — C — C — 2. Sindiotaktik group metil bergantian H CH 3 CH 3 H H CH 3 CH 3 H H CH 3 — C — C — C — C — C — Edy Satianto: Pencampuran Serbuk Penggergajian Batang Kelapa Dengan Termoplastik Polipropilena Untuk Bahan Kemasan J erigen Plastik, 2008. USU e-Repository © 2008 3. Ataktik group metil secara acak dempet ke setiap sisi H CH 3 H CH 3 CH 3 H H CH 3 H CH 3 C — C — C — C — C Sitepu, M., 1991 Polipropilena komersil dihasilkan dengan katalis Ziegler Nata yang menghasilkan polipropilena isotaktik sebesar 90 . Adanya group metil dapat menahan gerakan dari molekul-molekul dan kristalinitas yang diperoleh melebihi 65-70 . Tingkat stereoregularitas tergantung pada banyak faktor yaitu type logam yang digunakan sebagai katalis, struktur kristal dan keadaan oksidasi dari polimer tersebut. Pada beberapa system, kecepatan reaksi dan tingkat stereoregularitas ditingkatkan dengan penambahan donor elektron pair seperti amina Kent, A., James, 1992 . Polipropilena ataktik bersifat kurang stereoregular yang merupakan suatu cairan lembut, transparan dan kental. Polimer ini mempunyai sedikit kegunaan yaitu sebagai pelembut untuk polimer lain. Polipropilena adalah termoplastik yang bening,mempunyai densitas 0,91- 0,94 gcm 3 dan merupakan plastik komersil yang transparan.Polipropilena yang sudah diberi bahan talk 40 mempunyai koefisien ekspansi linear yang lebih rendah serta temperatur panas defleksi dan gravitasi spesifik yang tinggi daripada polipropilena tanpa bahan pengisi. Polipropilena isotaktik mempunyai sifat kelistrikan yang baik dan absrobsi terhadap kelembaban yang rendah. Edy Satianto: Pencampuran Serbuk Penggergajian Batang Kelapa Dengan Termoplastik Polipropilena Untuk Bahan Kemasan J erigen Plastik, 2008. USU e-Repository © 2008 Perbandingan sifat fisik dan termal polipropilena tanpa bahan pengisi dan polipropilena dengan bahan pengisi talk 40, dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel : 1. Perbandingan Sifat Fisik dan Termal Polipropilena Termal dan fisik properti dari plastik Polipropilena tanpa bahan pengisi Polipropilena dengan bahan pengisi talk 40 Temperatur panas defleksi 1820 Kpa C 55 100 Ketahanan maksimal terhadap panas kontinyu C 100 120 Kekuatan Penekanan Kpa 44.800 54.000 Kekuatan Pembengkokan Kpa 44.800 58.600 Kekuatan Impak 27 27 Kekuatan regangan Kpa 34500 30.000 Perpanjanganelongation 100 5 Gravitasi spesifik 0,90 1,22 Sumber : Seymour,R.,B.,1984 Ketiga bentuk polipropilena tersebut pada dasarnya berbeda satu dengan yang lainnya. Suatu stuktur yang teratur memiliki kecenderungan yang lebih besar untuk berkristalisasi daripada struktur yang tidak teratur. Jadi struktur yang isotaktik dan sindiotaktik cenderung untuk lebih kristalin dari pada bentuk ataktik. Polimer yang tidak kristalin dikelompokkan sebagai polimer amorf, sementara polimer yang memiliki daerah amorf maupun daerah yang kristalin secara bersamaan disebut polimer semikristalin. Kristalin adalah proses pembentukkan suatu fase yang tidak teratur. Beberapa polimer termoplastik akan Edy Satianto: Pencampuran Serbuk Penggergajian Batang Kelapa Dengan Termoplastik Polipropilena Untuk Bahan Kemasan J erigen Plastik, 2008. USU e-Repository © 2008 berkristalisasi bila polimer cair didinginkan dibawah titik lumer dan perluasan kristalisasi untuk suatu polimer tertentu. Faktor-faktor tersebut dapat berupa variabel-variabel pemprosesan seperti laju pendinginan, kehadiran orientasi dalam lumer dan temperature lumer.

2.1.2. Hubungan antara Sifat Fisis, Sifat Mekanis dan Struktur Polipropilena

Sifat-sifat polimer dikontrol terutama oleh komposisi kimia dasar material, akan tetapi juga sangat tergantung pada mikrostruktur yang mendesain molekul- molekul. Akibat pergerakan termal dari satuan-satuannya, rantai polimer dapat mengalami konformasi bervariasi. Konformasi berarti susunan yang dapat berubah akibat rotasi dari atom-atom sekitar ikatan tunggal. Polipropilena ataktik adalah suatu polimer yang memiliki modulus rendah, relatif lemah dan memiliki ketangguhan rendah. Sifat ini disebabkan oleh : 1. Ikatan antar molekul-molekul adalah ikatan Vander Walls 2. Suhu transisi kaca dari polipropilena ataktik adalah -20 C 3. Keadaan dasar rantai membuatnya sulit untuk berkristalisasi Bila molekul-molekul dasar ini diregangkan, akan menyebabkan ketahanan yang kecil, akibatnya polipropilena ataktik adalah fleksibel dan lemah pada temperatur kamar. Hal ini membuatnya terbatas pada penggunaan yang praktis.Polipropilena isotaktik adalah polimer yang kuat,kaku dan penggunaannya luas. Moore, G., R., and Kline, d., e., 1984 . Edy Satianto: Pencampuran Serbuk Penggergajian Batang Kelapa Dengan Termoplastik Polipropilena Untuk Bahan Kemasan J erigen Plastik, 2008. USU e-Repository © 2008 Beberapa sifat tegangan-regangan dalam polimer secara umum adalah : REGANGAN d c b a T E G A N G A N Gambar : 1. Kurva Tegangan-Regangan Bahan Polimer Tipe-tipe umum dari tegangan-regangan dalam polimer a. Bahan keras dan rapuh b. Bahan keras dan kuat c. Bahan lunak dan liat d. Bahan lunak dan lemah Polipropilena tahan terhadap asam-asam non pengoksidasi, alkali dan garam tetapi dapat diserang oleh zat pengoksidasi seperti HNO 3 Seymour, R., B., 1984 . Karbon tertier disepanjang sisi belakang polipropilena lemah terhadap pengoksidasian diudara. Ini merupakan masalah yang khusus pada proses yang Edy Satianto: Pencampuran Serbuk Penggergajian Batang Kelapa Dengan Termoplastik Polipropilena Untuk Bahan Kemasan J erigen Plastik, 2008. USU e-Repository © 2008 tinggi atau dengan menggunakan temperatur, cahaya matahari. Dengan adanya antioksidan, penstabil UV masalah ini dapat dikurangi Kent, A., James, 1992 . Tidak adanya pemantap stabilizer, polipropilena mudah terdegradasi bila terkena sinar matahari. Polipropilena terdegradasi ketika diberi radiasi sinar elektron berenergi tinggi Seymour, R., B., 1984 . Polipropilena memiliki keteraturan ruang,sehingga rantai dapat dikemas lebih terjejal dan dapat menghasilkan plastik yang kuat dan tahan panas.Pada suhu ruang,beberapa sifat seperti daya regang dan kekakuan, sama dengan sifat polipropilena bermassa jenis tinggi, tetapi sifat itu berubah pada suhu yang lebih tinggi.Sifat kelarutan polipropilena sama dengan sifat kelarutan yang dimiliki polietena,yakni tidak larut pada suhu ruang. Produk polipropilena labih tahan terhadap goresan daripada polipropilena Cowd,M.,A.,1991. Polipropilena digunakan dalam berbagai macam aplikasi. Kegunaan terbesar polipropilena adalah : 1. 30 produk fiber 2. 15 onderdil kendaraan bermotor 3. 15 packing 4. 5 mainan anak-anak dan peralatan rumah tangga. 40 filler dapat digunakan untuk memperkuat polipropilena,berbagai macam tingkatan dari bahan pengisi polipropilena diaplikasikan untuk pada industri dan automotive.40 dari resin polipropilena diekstrukasi kedalam fiber dan filament, lapisan, film, pipa dan kabel. Fiber tidak menyerap air dan Edy Satianto: Pencampuran Serbuk Penggergajian Batang Kelapa Dengan Termoplastik Polipropilena Untuk Bahan Kemasan J erigen Plastik, 2008. USU e-Repository © 2008 mempunyai daya tahan terhadap kerusakan.Polipropilena komersil banyak digunakan untuk alas karpet. Karena polipropilena kuat, ringan dan tahan terhadap suhu dan mikroorganisme, polipropilena dapat digunakan sebagai pengganti fiber alami dalam kabel plastik. Bahan dari polipropilena pada beberapa gas tertentu seperti oksigen dapat ditingkatkan lebih lanjut dengan melaminatingnya dengan film yang memiliki bahan yang lebih baik seperti polivinil-idene klorida. Bahan film yang telah delaminating, sebagian besar digunakan untuk membungkus roti, makanan ringan dan makanan yang dibekukan Kent, A., James, 1992 . Polimer mempunyai bermacam-macam sifat mekanis,salah satunya adalah kuat tarik yang berperan penting dalam karakterisasi bahan polimer. Besarnya kuat tarik dapat diperoleh dari kurva aluran tegangan terhadap jarak perpanjangan atau terhadap regangan. Kurva tegangan-regangan ini mem berikan banyak petunjuk untuk kelakuan mekanis polimer,misalnya perubahan dalam struktur polimer. Sifat mekanik ini timbul karena adanya hubungan yang erat antara atom-atom dalam rantai berupa ikatan kimia primer, dan gaya antar molekul yang merupakan ikatan kimia sekunder Rudianto,1990. Pengujian tarik dilakukan untuk mengetahui perubahan bentuk pada sampel atau bahan yang diuji.Sifat mekanik yang dapat diamati pada pengujian tarik adalah : kekuatan tarik dan modulus tarik. Edy Satianto: Pencampuran Serbuk Penggergajian Batang Kelapa Dengan Termoplastik Polipropilena Untuk Bahan Kemasan J erigen Plastik, 2008. USU e-Repository © 2008

2.2. Karakterisasi