PROSES DAN TERMOSET dan TERMOPLASTIK

PROSES TERMOSET dan
TERMOPLASTIK

NAMA

: PUJI ISWANDI

NIM

: 4211301025

MAKUL : TEKNIK MATERIAL

Politeknik Negeri Batam
Jl. Parkway Batam Centre BATAM Telpon : 0778-469856
2013

Page 1

1 . Polimer termoset
Polimer termoseting adalah polimer yang mempunyai sifat tahan terhadap panas. Jika

polimer ini dipanaskan, maka tidak dapat meleleh. Sehingga tidak dapat dibentuk ulang
kembali. Susunan polimer ini bersifat permanen pada bentuk cetak pertama kali (pada saat
pembuatan). Bila polimer ini rusak/pecah, maka tidak dapat disambung atau diperbaiki lagi.
Plomer termoseting memiliki ikatan – ikatan silang yang mudah dibentuk pada waktu
dipanaskan. Hal ini membuat polimer menjadi kaku dan keras. Semakin banyak ikatan silang
pada polimer ini, maka semakin kaku dan mudah patah. Bila polimer ini dipanaskan untuk
kedua kalinya, maka akan menyebabkan rusak atau lepasnya ikatan silang antar rantai
polimer.
Sifat polimer termoseting sebagai berikut.
-

Keras dan kaku (tidak fleksibel)

-

Jika dipanaskan akan mengeras.

-

Tidak dapat dibentuk ulang (sukar didaur ulang).

-

Tidak dapat larut dalam pelarut apapun.

-

Jika dipanaskan akan meleleh.

-

Tahan terhadap asam basa.

-

Mempunyai ikatan silang antarrantai molekul.

Contoh Polimer Termoset adalah Resin Epoxy, Resin Melamin, Bakelit, Urea-Formaldehide.
Contoh dari Melamin adalah alat-alat perkakas dapur seperti piring. Proses pembuatan piring
adalah

1.

Bahan
 Ball Clay
 Kaolin
 Silika
 Feldspar

Page 2

Bahan pembuat glasir
 SILIKA: berfungsi sebagai unsur penggelas (pembentuk kaca). Silika (SiO2) juga
disebut Flint atau Kwarsa yang akan membentuk lapisan gelas bila mencair dan
kemudian membeku. Silika murni berbentuk menyerupai kristal, dimana apabila
berdiri sendiri titik leburnya sangat tinggi antara yaitu 16100 C - 17100 C.
 ALUMINA: berfungsi sebagai unsur pengeras Al2O3 yang digunakan untuk
menambah kekentalan lapisan glasir, membantu membentuk lapisan glasir yang
lebih kuat dan keras serta memberikan kestabilan pada benda keramik. Yang
membedakan glasir dengan kaca/gelas adalah kandungan aluminanya yang tinggi.
 FLUX : berfungsi sebagai unsur pelebur (peleleh). Digunakan untuk menurunkan

suhu lebur bahan-bahan glasir. Flux dalam bentuk oksida atau karbonat yang sering
dipakai adalah ; timbal, boraks, sodium/natrium, potassium/kalium, lithium, kalsium,
magnesium, barium, strontium, bersama-sama dengan oksida logam seperti : besi,
tembaga, kobalt, mangaan, krom, nikel, tin, seng, dan titanium akan memberikan
warna pada glasir, juga dengan bahan yang mengandung lebih sedikit oksida seperti
: antimoni, vanadium, selenium, emas, kadmium, uranium.

2.

3.

Alat


Mesin pengering



Cetakan keramik

Proses / Cara Pembuatan
1. Proses Pengolahan Bahan
Tujuan pengolahan bahan ini adalah untuk mengolah bahan baku dari berbagai
material (felspard, ball clay, kwarsa, kaolin, dan air) yang belum siap pakai menjadi
tanah liat plastis yang siap pakai. Didalam pengolahan bahan ini ada proses-proses
tertentu yang harus dilakukan antara lain pengurangan ukuran butir, penyaringan,
pencampuran, pengadukan (mixing), dan pengurangan kadar air.

Page 3

Gambar 1 : pengelolahan bahan

2. Proses Pembentukan Keramik
Tahap pembentukan adalah tahap mengubah bongkahan tanah liat plastis
menjadi benda-benda yang dikehendaki. Ada tiga keteknikan utama dalam
membentuk benda keramik: pembentukan tangan langsung (handbuilding), teknik
putar (throwing), dan teknik cetak (casting). Nah untuk pembuatan piring, mangkok,
mug, dll, biasanya menggunakan teknik cetak (casting) karena prosesnya sangat sulit
dan membutuhkan kepresisian yang sangat tinggi.

Gambar 2 : proses pembentukan keramik (piring)
Page 4

3. Proses Pengeringan
Setelah benda keramik selesai dibentuk, maka tahap selanjutnya adalah
pengeringan. Tujuan utama dari tahap ini adalah untuk menghilangkan air plastis yang
terikat pada badan keramik. Ketika badan keramik plastis dikeringkan akan terjadi 3
proses penting:
 Air pada lapisan antarpartikel lempung mendifusi ke permukaan, menguap, sampai
akhirnya partikel-partikel saling bersentuhan dan penyusutan berhenti.
 Air dalam pori hilang tanpa terjadi susut; dan
 Air yang terserap pada permukaan partikel hilang. Proses pengeringan yang terlalu
cepat akan mengakibatkan retak pada keramik yang sudah dibentuk.

Gambar 3 : proses pengeringan

4. Proses Pembakaran
Pembakaran merupakan inti dari pembuatan keramik dimana proses ini
mengubah massa yang rapuh menjadi massa yang padat, keras, dan kuat. Pembakaran
dilakukan dalam sebuah tungku/furnace suhu tinggi. Pembakaran ini sudah cukup

membuat suatu benda menjadi kuat, keras, dan kedap air. Untuk benda-benda keramik
berglasir, pembakaran merupakan tahap awal agar benda yang akan diglasir cukup
kuat dan mampu menyerap glasir secara optimal.

Page 5

Gambar 4 : keramik setelah proses pembakaran

Gambar 5 : keramik setelah diangkat dari tempat pembakaran

5. Proses Pengglasiran
Glasir merupakan lapisan tipis yang biasa digunakan untuk melapisi
permukaan bahan keramik, yang melekat menjadi satu pada permukaan badan
keramik tersebut melalui proses pengeringan. Glasir dilakukan dengan cara dicelup,
disemprot, ditempel, atau dikuas/dilukis. Glasir merupakan material yang terdiri dari
beberapa bahan tanah atau batuan silikat dimana bahan-bahan tersebut selama proses
pembakaran akan melebur dan membentuk lapisan tipis seperti gelas yang melekat
menjadi satu pada permukaan badan keramik. Glasir merupakan kombinasi yang
seimbang dari satu atau lebih oksida basa (Flux), Oksida Asam (Silika), dan Oksida
Page 6

Netral (Alumina), ketiga bahan tersebut merupakan bahan utama pembentuk glasir
yang dapat disusun dengan berbagai kompoisisi untuk suhu kematangan glasir yang
dikehendaki.

Gambar 6 : Penempelan model glasir

Gambar 7 : Proses pelukisan/ penguasan keramik

Gambar 8 : Setelah proses pengglasiran keramik dibakar ± 800°C.

Page 7

Gambar 9 : Keramik yang sudah jadi

2. Polimer Termoplastik
Polimer termoplastik adalah polimer yang mempunyai sifat tidak tahan terhadap
panas. Jika polimer jenis ini dipanaskan, maka akan menjadi lunak dan didinginkan akan
mengeras. Proses tersebut dapat terjadi berulang kali, sehingga dapat dibentuk ulang dalam
berbagai bentuk melalui cetakan yang berbeda untuk mendapatkan produk polimer yang

baru. Polimer yang termasuk polimer termoplastik adalah jenis polimer plastik. Jenis plastik
ini tidak memiliki ikatan silang antar rantai polimernya, melainkan dengan struktur molekul
linear atau bercabang.

Page 8

Polimer termoplastik memiliki sifat – sifat khusus sebagai berikut.
-

Berat molekul kecil

-

Tidak tahan terhadap panas.

-

Jika dipanaskan akan melunak.

-

Jika didinginkan akan mengeras.

-

Mudah untuk diregangkan.

-

Fleksibel.

-

Titik leleh rendah.

-

Dapat dibentuk ulang (daur ulang).

-

Mudah larut dalam pelarut yang sesuai.

-

Memiliki struktur molekul linear/bercabang.

Contoh plastik termoplastik sebagai berikut.


Polietilena (PE) = Botol plastik, mainan, bahan cetakan, ember, drum, pipa saluran,
isolasi kawat dan kabel, kantong plastik dan jas hujan.



Polipropena (PP) = karung, tali, botol minuman, serat, bak air, insulator, kursi
plastik, alat-alat rumah sakit, komponen mesin cuci, pembungkus tekstil, dan
permadani.



Polistirena = Insulator, sol sepatu, penggaris, gantungan baju.



Polivinilklorida (PVC) = pipa air, pipa plastik, pipa kabel listrik, kulit sintetis, ubin
plastik, piringan hitam, bungkus makanan, sol sepatu, sarung tangan dan botol
detergen. Proses pembuatan pipa pvc adalah sebagai berikut

Page 9

Gambar 10 : flowchart proses pipa pvc

Page 10

1. Proses Mixing
Pipa PVC yang ada selama ini merupakan hasil perpaduan dari berbagai
macam bahan kimia yang berfungsi sebagai penyusun, mengokohkan bentuk pipa dan
memberi kekuatan ataupun elastisitas pada pipa jenis tetentu. Berikut adalah
komposisi dasar pembentukan pipa yaitu
1. Resin
Adalah unsur utama dalam membuat pipa PVC (Polyvinly Chloride ).
Resin memiliki kelenturan serat sifat plastik yang tidak terdapat pada
benda lain. Sehingga pipa memiliki daya tahan impact dan kekuatan yang
baik namun ringan
2. CaCo3 (kapur)
Adalah zat yang mempengaruhi kegetasan pipa sesuai dengan jumlah
konsentrasi yag dicampurkan. Campuran dengan kadar resin dan kapur
tertentu sangat mempengaruhi tingkat harga pipa serta kegunaannya dari
segi beban kerja. Seperti pipa golongan ringan dan murah untuk pelindung
kabel diluar tembok. Pipa jenis ini digunakan pada lingkungan yang tidak
terlalu ekstrim dari segi tekanan dan beban kerjanya.
3. Stabilizer
Merupakan

gabungan

dari 3 bahan lainnya, digunakan dengan

perbandingan 1 Kg untuk setiap 100 Kg resin.
a. Pipe Complex jenisnya yaitu:
-

Normal lead stearid

-

Dibasic lead stearid

-

Tribasic lead stearid

-

Steraic acid

b. Lubricant untuk melicinkan pipa jenisnya yaitu
-

Paraffin

-

G 20

-

G 60

-

PEW

c. Pigmen jenisnya yaitu
-

Black carbon

-

Titanium

-

Yellow
Page 11

-

B orange

-

Marine blue

Dari ketiga jenis zat tersebut, tidak semuanya dipakai. Tergantung pipa yang
akan dibuat. Jadi sebelumnya beberapa jenis dari zat tersebut akan ditakar dengan
perbandingan tertentu untuk pipa jenis tertentu. Setelah bahan-bahan tersebut ditakar .
barulah disatukan dengan resin dan CaCO3 ditempat pencampuran yaitu mixer.
Proses mixing berjalan dengan cara pengadukan secara cepat sampai bahan-bahan
tercampur rata dan menjadi compound. Kemudian compound tersebut didinginkan
dengan perantara air. Selanjutnya compond ditiup keluar oleh tenaga angin menuju
karung yang akan membawanya menuju proses berikutnya.
Semua pipa dibuat tergantung permintaan pelanggan, sehingga pembuatannya
juga mempunyai komposisi yang berbeda-beda. Ada juga jenis pipa tertentu yang
tidak membutuhkan resin sebagai bahan utamanya misalnya pipa indosat. Bahan yang
dipakai hanya high density polyetine dan pigmen sebagai pewarnanya. Hasilnya
menjadi pipa selentur pipa air, digunakan untuk melindungi serat optic sebagai
perangkat komunikasi.

2. Ekstrusion
Ekstrusion adalah suatu proses pembuatan plastik (termoplastik) yang
berbentuk profil atau bentukan yang sama dengan ukuran panjangnya yang cukup
besar. Proses ini digunakan untuk membuat pipa, selang, sedotan, dsb. Teknik ini
merupakan metode tertua dalam pencetakan plastik, dan saat ini masih digunakan
untuk mencetak plastik termoset.
Compond selanjutnya mengalami proses pengelolahan. Bubuk compond
dimasukkan ke sebuah hopper yang berhubungan langsung dengan mesin extruder.
Dalam mesin itu terdapat screw panjang yang berputar, mengaduk compond
memampatkannya menjadi sebuah bentuk awal silinder badan pipa. Proses ini
berlangsung dengan temperature antara 140 derajat celcius sampai 200 derajat celcius,
biasanya dimulai pada suhu 150 derajat cecius. Dengan pemanasan yang tinggi maka
compond menjadi lunak dan mudah dicetak oleh dyes dengan diameter tertentu yang
berada di ujung mesin.

Page 12

Gambar 11 : proses pembuatan pipa pvc
Prinsip kerja mesin Ekstrusi
1) Thermoplastik baik berupa tepung atau granula dilelehkan pada ekstruder.
2) Kemudian diinjeksikan melalui cetakan
3) Setelah keluar dari cetakan yang sesuai dengan profil yang diinginkan
dimasukkan dalam alat kalibrasi.
4) Keluar dari alat kalibrasi masuk ke tangki air untuk didinginkan.
5) Setelah dingin dimasukkan ke ban penarik
6) Kemudian dipotong-potong sesuai dengan ukuran yang diminta pada alat potong
dan kemudian disusun pada alat penyusun.

3. Vacuum dan cooling
Hasil yang keluar dari dyes didinginkan dalam ruang vacuum untuk menjaga
keutuhan bentuk pipa. Lalu spray mendinginkan pipa dengan air dingin. Proses
mendinginkan dapat berlangsung selama 2 kali yaitu pertama

dilakukan untuk

mengeraskan pipa dan menurunkan suhu permukaan pipa. Namun karna proses yang
pertama belum menjamin pipa sudah dingin, maka dilakukanlah proses pendinginan
yang kedua, sama saja dengan proses pertama hanya saja ruangan tidak perlu di
vacuum. Proses ini berlangsung sampai dihasilkan pipa yang panjang.

Page 13

4. Haull off dan cutting
Untuk memudahkan mesin extruder pada saat mendorong material pvc,
dipakailah haul off yang menggunakan tenaga angin untuk menarik pipa menuju
proses pemotongan (cutting). Pemotongannya diatur dengan sensor yang ada pada
haull off. Selanjutnya pipa melewati alat printing untuk mencetak merek atau kode
pada permukaan pipa.
5. Inspection
Untuk permintaan pelanggan, diameter ujung pipa dapat diperbesar untuk
sambungan (socket). Pada proses ini mesin yang digunakan adalah mesin belling,
dengan cara ujung pipa yang ingin diperbesar diameternya dipanaskan kembali.
Dengan proses pemanasan, pipa kembali menjadi lunak sehingga dapat dibentuk
sesuai diameter yang diinginkan. Langkah selanjutnya yaitu pendinginan untuk
pengeraskan pipa kembali.
Sebelum dipasarkan ke konsumen produk-produk yang dihasilkan akan
melewati tahap pengujian kualitas. Pengujian kualitas tersebut berdasarkan standard
ISO 9001 tentang kualitas produk jadi. Adapun jenis-jenis pengujian yang dilakukan
sebagai berikut
a. Pengujian Ovalitas
Pengujian yang dilakukan cukup dengan pengukuran jangka sorong yaitu
dengan cara mengukur selisih antara diameter luar maksimum dengan
diameter luar maksimum.
b. Pengujian Eksentrisitas
Mengukur ketebalan maksimum pipa dikurangi ketebalan minimum.
c. Pengujian Flattening
Pada proses ini, silinder pipa ditekan sampai pipih. Dilakukan untuk semua
jenis pipa kecuali pipa jenis PE (polyetilene). Standar penekanannya
adalah untuk pipa PVC 50% dari diameter luar dan untuk pipa Telkom
40% dari diameter luar.

Page 14

d. Pengujian terhadap tekanan udara
Pengujian dilakukan dengan tekanan udara selama 50 menit sebesar 10
bar. Setelah pengujian, pipa tidak boleh bocor ataupun pecah bila ingin
lolos spesifikasi.
e. Pengujian terhadap perubahan arah panjang
Dilakukan untuk mengetahui seberapa jauh penambahan panjang pipa
setelah pemuaian.

Page 15