Kelompok 7 - 3B - Makalah Sintesis Dan Karakterisasi Polipropilena (PP) Fix [PDF]

Zitiervorschau

MAKALAH KIMIA POLIMER SINTESIS, KARAKTERISASI, DAN APLIKASI POLIPROPILENA (PP)

DISUSUN OLEH : KELOMPOK 7/3B 1. ELDA ELDRIHANI HASANUDDIN (1940045) 2. MILLA OKTRIA ANGGRAINI (1818163) 3. MUHAMAD IQBAL PRAKOSO (1818170) 4. MUHAMMAD JA’FAR SHODIQ (1818184) 5. MUHAMMAD RAFLI ARDHANA (1818186) 6. SUCI MUTHIA SARI (1818241)

KEMENTERIAN PERINDUSTRIAN REPUBLIK INDONESIA BADAN PENGEMBANGAN SUMBER DAYA MANUSIA INDUSTRI POLITEKNIK AKA BOGOR BOGOR 2020

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT berkat Rahmat dan karunia-Nya makalah tentang “Sintesis, Karakterisasi, dan Aplikasi Polipropilen” ini dapat diselesaikan dengan lancar. Kami mengucapkan terima kasih kepada teman- teman yang terlibat dalam penulisan makalah ini dan tidak lupa pula penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak/Ibu Dosen yang telah membimbing kami dalam penyusunan makalah ini. Makalah ini merupakan kajian beberapa aspek tentang sintesis dan karakterisasi polipropilen serta aplikasi dari polipropilen itu sendiri di Industri. Kami mohon maaf apabila terdapat kesalahan dalam penulisan dan penyusunan makalah ini, kritik dan saran sangat kami harapkan demi kebaikan di masa datang.

Bogor, 18 Oktober 2020

Penyusun

ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ........................................................................................................................... ii DAFTAR ISI......................................................................................................................................... iii BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang .............................................................................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................................................... 2 1.3 Tujuan Penulisan........................................................................................................................... 2 1.4 Manfaat Penulisan ......................................................................................................................... 2 BAB II PEMBAHASAN ....................................................................................................................... 3 2.1 Polimer .......................................................................................................................................... 3 2.2 Klasifikasi Polimer........................................................................................................................ 3 2.2.1 Klasifikasi Polimer berdasarkan Sumber ............................................................................... 3 2.2.2 Klasifikasi Polimer berdasarkan Struktur .............................................................................. 4 2.2.3 Klasifikasi Polimer berdasarkan Mode Polimerisasi ............................................................. 4 2.2.4 Klasifikasi Polimer berdasarkan Gaya Molekul .................................................................... 5 2.3 Polipropilena (PP) ......................................................................................................................... 6 2.3.1 Sifat fisik dan kimia Polipropilena (PP)................................................................................. 6 2.3.2 Jenis-jenis Polipropilena (PP) ................................................................................................ 8 2.4 Sintesis Polipropilena (PP)............................................................................................................ 9 2.5 Karakterisasi Polipropilena (PP) ................................................................................................. 17 2.6 Aplikasi Polipropilena (PP) di Industri ....................................................................................... 20 BAB III PENUTUP ............................................................................................................................. 23 3.1 Kesimpulan ................................................................................................................................. 23 3.2 Saran ........................................................................................................................................... 23 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................................... 24

iii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Pada masa sekarang perkembangan teknologi semakin pesat, terutama di bidang bahan teknik. Salah satu kemajuan di bidang bahan teknik adalah plastik. Plastik merupakan salah satu bahan yang selalu kita gunakan setiap harinya. Plastik merupakan salah satu contoh dari sekian banyak polimer sintetis. Bahan plastik ini secara bertahan semakin menggeser penggunaan bahan gelas, kayu dan logam. Plastik adalah material organik yang dibuat oleh manusia dari minyak bumi dan dapat dicetak melalui proses pemanasan. Secara umum ada dua jenis plastik yaitu termoset dan termoplastik. Termoset merupakan jenis plastik yang tidak dapat didaur ulang atau dicetak kembali, contohnya plastik dari poliester. Sedangkan termoplastik jenis plastik yang lebih ramah lingkungan yang dapat didaur ulang contohnya plastik dari polipropilen. Plastik merupakan polimer sintetis yang paling populer karena banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Banyak jenis polimer yang digunakan sebagai bahan plastik, namun umumnya Polipropilen (PP) yang merupakan polimer termoplastik yang dimanfaatkan sebagai pengemas, tekstil, alat tulis, berbagai tipe wadah terpakaikan ulang serta bagian plastik, perlengkapan laboratorium, pengeras suara, komponen otomotif, dan uang kertas polimer. Meskipun istilah plastik identik dengan polimer, namun tidak semua polimer merupakan plastik. Polipropilena salah satu jenis plastik yang sangat baik bagi tubuh manusia. Polipropilen merupakan polimer adisi yang dibuat dari monomer propilen yang bersifat resisten terhadap kebanyakan pelarut kimia, basa, dan asam. Polipropilena dalam pembuatan skala komersialnya, tidak berdiri sendiri. Polipropilen melalui penggabungan partikel karet, Polipropilen bisa dibuat menjadi liat serta fleksibel. Hal ini lah yang mendasari pabrik plastik lebih banyak menggunakan polipropilen sebagai pengganti berbagai plastik teknik. Selain alasan tersebut, Polipropilen memiliki titik leleh yang tinggi, transparan serta mempunyai nilai kedap yang bagus. Polipropilen lebih kuat dan ringan dengan daya tembus uap yang rendah, ketahanan yang baik terhadap lemak, stabil terhadap suhu tinggi dan cukup mengkilap. Umumnya, pada pasaran polipropilen memiliki kode angka 5 dalam segitiganya.

1

1.2 Rumusan Masalah 1. Apa yang dimaksud dengan Polimer? 2. Bagaimana proses pembuatan Polipropilena ( PP) ? 3. Bagaimana sifat fisika, kimia, mekanik, dan karakteristik hasil sintesis dari Polipropilena (PP)? 4. Bagaimana proses sintesis Polipropilena ( PP) dan aplikasinya ?

1.3 Tujuan Penulisan 1. Mengetahui apa yang dimaksud dengan Polimer 2. Mengetahui proses pembuatan Polipropilena ( PP) 3. Mengetahui sifat fisika, kimia, mekanik, dan karakteristik hasil sintesis dari Polipropilena (PP) 4. Mengetahui proses sintesis Polipropilena ( PP) dan aplikasinya

1.4 Manfaat Penulisan 1. Manfaat Teoritis Penulisan ini bermanfaat sebagai referensi untuk mengetahui proses pembuatan Polipropilena ( PP) serta sifat fisika, kimia, mekanik, karakteristik hasil sintesis, dan juga proses sintesisnya.

2. Manfaat Praktis Penulisan ini bermanfaat agar pembaca dapat membuat Polipropilena ( PP) dengan memperhatikan sifat fisika, kimia, mekanik, dan karakteristik hasil sintesis. dan juga dapat mengaplikasikan proses sintesis Polipropilena ( PP) di industri.

2

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Polimer Polimer adalah senyawa molekul besar berbentuk rantai atau jaringan yang tersusun dari gabungan ribuan hingga jutaan unit pembangun yang berulang. Tidak semua makromolekul adalah polimer, tetapi jika molekulnya merupakan suatu monomer maka dapat disebut sebagai polimer. Reaksi pembentukan polimer disebut reaksi polimerisasi. Monomermonomer identik bergabung antara satu dengan yang lainnya untuk membentuk homopolimer yang dapat berupa rantai lurus atau rantai bercabang. Monomer-monomer berbeda dapat bergabung bersama membentuk kopolimer, yang juga dapat berupa rantai lurus atau rantai bercabang.

2.2 Klasifikasi Polimer 2.2.1 Klasifikasi Polimer berdasarkan Sumber Berdasarkan sumbernya, Polimer dibagi menjadi 3, yakni Polimer Alami, Polimer Sintetis dan Polimer Semi-Sintetis. 1. Polimer Alami Polimer alami diperoleh dari tumbuhan dan hewan. Contohnya protein, selulosa, pati, resin dan lain-lain. 2. Polimer Sintetis Polimer Sintetis adalah polimer buatan manusia, yang dibuat di laboratorium. Contoh: polietena, nilon 66 dan Buna-S. 3. Polimer Semi-Sintetis Polimer Semi-Sintetis adalah polimer alami dengan modifikasi kimia. Contoh: karet vulkanisasi dan selulosa asetat.

3

2.2.2 Klasifikasi Polimer berdasarkan Struktur Berdasarkan strukturnya, Polimer dibagi menjadi tiga, yakni Polimer Linear, Polimer Rantai Bercabang dan Polimer Ikat Silang atau Polimer Jaringan. 1. Polimer Linear Dalam Polimer Linear, monomer dihubungkan dalam rantai panjang dan lurus. Rantai Polimer biasanya menumpuk satu atas yang lain dan membentuk struktur yang dikemas dengan baik. Polimer Linear memiliki kepadatan tinggi, kekuatan tarik tinggi dan titik leleh tinggi. Contoh: polietena berdensitas tinggi, polivinil klorida, nilon 6 dan lain-lain. 2. Polimer Rantai Bercabang Polimer ini terdiri dari rantai samping unit monomer yang melekat pada rantai utama. Karena percabangan ini, polimer rantai bercabang tidak dapat disusun secara rapat. Polimer ini memiliki kepadatan rendah, kekuatan tarik rendah dan titik leleh rendah. Contoh Polimer Rantai Bercabang adalah polietena berdensitas rendah. 3. Polimer Ikat Silang Polimer Ikat Silang dikenal juga sebagai polimer jaringan. Polimer ini bukan saja keras, tetapi juga kaku dan rapuh. Contohnya: Bakelit, Melamin, Resin Formaldehida. 2.2.3 Klasifikasi Polimer berdasarkan Mode Polimerisasi Berdasarkan Mode Polimerisasinya, polimer dibagi menjadi dua, yakni Polimer Adisi dan polimer Kondensasi. Polimer Adisi lalu dibagi menjadi dua lagi, yaitu Kopolimer dan Homopolimer. 1. Polimer Adisi Polimer Adisi dibentuk dengan penambahan monomer tanpa eliminasi molekulmolekul produk sampingan. Monomer dari polimer Adisi adalah senyawa tak jenuh. Contoh: Teflon Polietena dan lain-lain. 2. Homopolimer Polimer Adisi yang dibentuk oleh polimerisasi spesies monomer tunggal. Contoh: Polivinil klorida, Polipropilena, Polietena 3. Kopolimer Polimer Adisi yang dibentuk oleh polimerisasi adisi dari dua jenis monomer yang berbeda. Contoh: Buna-S, Buna-N, dan lain-lain. 4. Polimer Kondensasi 4

Polimer Kondensasi dibentuk oleh kondensasi dari dua monomer yang berbeda dengan atau tanpa diikuti lepasnya molekul kecil, seperti air, alkohol, dan hidrogen klorida. Monomer dari polimer kondensasi memiliki setidaknya dua gugus fungsi. Contohnya: Bakelit, Nilon 66, Terilen dan lain-lain. 2.2.4 Klasifikasi Polimer berdasarkan Gaya Molekul Berdasarkan gaya molekulnya, polimer dibedakan menjadi Elastomer, Serat, Polimer Termoplastik, dan Polimer Termoseting. 1. Elastomer Dalam Elastomer, rantai polimer disatukan oleh gaya intermolekul yang lemah. Gaya yang lemah memungkinkan polimer untuk diregangkan. Rantai polimer memiliki beberapa ikatan silang yang membantu polimer untuk kembali ke bentuk aslinya. Contoh: Buna-S, Buna-N, Neoprena. 2. Serat Dalam Serat, rantai polimer disatukan oleh gaya antermolekul yang kuat ( ikatan hidrogen atau interaksi dipol-dipol). Gaya yang kuat memberikan sifat kristal. Serat berbentuk seperti benang dengan kekuatan tarik tinggi dan modulus tinggi. Contoh: Poliamida (nilon 66) dan Poliester (terilen). 3. Termoplastik Polimer Termoplastik memiliki rantai polimer linear atau sedikit bercabang. Gaya tarik antarmolekul bersifat intermediet antara elastomer dan serat. Polimer Termoplastik dapat dilunakkan berulang kali pada pemanasan dan mengeras pada pendinginan dengan sedikit perubahan sifat. Polimer jenis ini dapat dibentu menjadi bentuk yang diinginkan. Contoh: Polietena, Polistirena, Poliviniklorida dan lain-lain. Karena Termoplastik tidak memiliki ikatan silang, gaya antarmolekul yang ada diantara rantai polimer mudah dirusak oleh pemanasan. Oleh karena itu, mereka dapat dibentuk menjadi bentuk yang diinginkan. 4. Termosetting Polimer Termoseting adalah rantai polimer yang memiliki ikatan silang atau sangat bercabang. Rantai polimer mengalami perluasan ikatan silang pada pemansan dalam cetakan. Polimer termoset menjalani perubahan permanen pada pemanasan. Polimer termoseting tidak dapat digunakan kembali seperti polimer termoplastik. Contoh: Bakelit, Resin, Urea-formaldehida dan lain-lain. 5

2.3 Polipropilena (PP) Polipropilena merupakan sebuah polimer hidrokarbon linier hasil reaksi polimerisasi dari propilena (C3H6). Polipropilena (PP), seperti polietilena dan polibutena adalah suatu jenis polimer alifatik jenuh (rantai lurus, tanpa ada ikatan rangkap pada atom karbon) dari golongan poliolefin yang berasal dari gas hasil pemecahan (cracking) minyak bumi. Polipropilena merupakan salah satu polimer yang paling tahan terhadap berbagai kondisi sehingga sering digunakan sebagai plastik dan serat. Polipropilena atau polipropena (PP) adalah sebuah polimer termoplastik yang dibuat oleh industri kimia dan digunakan dalam berbagai aplikasi, diantaranya pengemasan, tekstil, alat tulis, perlengkapan labolatorium, komponen otomotif, uang kertas polimer, dan keperluan medis atau labolatorium bisa karena mampu menahan panas di dalam autoklaf.

Struktur senyawa polipropilena 2.3.1 Sifat fisik dan kimia Polipropilena (PP) Polipropilena (PP) juga termasuk polimer semikristalin, yang mana terdiri campuran dua bagian, yaitu fasa kristalin dan amorf. Fase kristalin adalah bagian dimana rantai-rantai molekul PP tersusun secara teratur, sedangkan fasa amorf adalah bagian dimana rantai-rantai molekul PP tersusun secara acak dan tidak beraturan. Fase kristalin merupakan fase dengan berat jenis lebih berat dibandingkan dengan fasa amorf. Fase kristalin memberikan kekuatan, kekakuan, dan kekerasan pada PP, namun disisi lain fase kristalin juga menyebabkan PP menjadi lebih getas. Pada penggunaan komesial, PP memiliki derajat kristalin yang tinggi karena memiliki 95- 98% fase isotaktik dan 2-5% fase ataktik. Sebagai polimer semikristalin, PP memiliki dua temperature transisi, yaitu temperature transisi gelas (Tg) dan temperature leleh (Tm). Temperatur transisi gelas adalah temperature dimana terjadi perubahan fase dari fasa glassy atau rigid (kaku) menjadi fasa rubbery 6

(kekaretan, lentur), sedangkan teperatur leleh adalah temperature dimana PP mulai meleleh menjadi lelehan kental. Polipropilena mempunyai titik leleh yang cukup tinggi (190 – 200)oC, sedangkan titik kristalisasinya antara (130 – 135)oC. Polipropilena mempunyai ketahanan terhadap bahan kimia ( Chemical Resistance) yang tinggi terhadap pelarut kimia, basa dan asam, tetapi ketahanan pukul (impact strength) nya rendah. Polipropilena mempunyai specific gravity rendah dibandingkan dengan jenis plastik lain.

Polipropilena memiliki sifat isolator yang baik, daya serap air yang rendah, mudah diproses serta mempunyai ketahanan yang sangat baik terhadap bahan kimia anorganik non pengoksidasi, deterjen, alkohol dan sebagainya (Almaika, 1983). Polipropilena yang diproduksi secara komersial dan beredar di pasaran dapat digolongkan ke dalam tiga jenis yaitu: homopolimer, kopolimer acak, dan kopolimer blok (Aji, 2008) Polipropilena memiliki permukaan yang tak rata, seringkali lebih kaku daripada beberapa plastik yang lain dan bisa dibuat translusen (bening) saat tak berwarna tapi tidak setransparan polistirena, akrilik maupun plastik tertentu lainnya. Bisa pula dibuat buram dan/atau berwarna-warni melalui penggunaan pigmen, Polipropilena lebih banyak keunggulanya dijenis plastic lainya diantaranya, tahan panas, fleksible, dan tidak mudah meleleh dan lain-lain. Polipropena biasanya didaur-ulang, dan simbol daur ulangnya adalah nomor “5”

7

2.3.2 Jenis-jenis Polipropilena (PP)

Terdapat tiga jenis plastik Polipropilena (PP) yang diproduksi secara komersial, yaitu: a. Homopolimer Homopolimer adalah polimer yang terbentuk dari satu macam monomer. Homopolimer dihasilkan langsung dalam satu reaktor. Polimer ini memiliki berat jenis paling ringan, tingkat kejernihan yang lebih baik dibandingkan kopolimer,permukaan kristal yang halus dan daya tahan terhadap tumbukan, kelembaban, abrasi dan gesekan. b. Kopolimer random Kopolimer random mengandung etilen yang bereaksi bersama propilen dalam pembentukan rantai polimer. Kopolimer ini juga langsung dihasilkan dalam satu reaktor. Dibandingkan dengan homopolimer, polimer ini memiliki sifat pengkristalan yang lebih rendah dan memiliki butiran sperulit yang lebih kecil. c. Kopolimer blok Kopolimer impak/blok merupakan campuran antara homopolimer dengan fasa karet etilen-propilen. Kopolimer ini memiliki titik leleh paling tinggi dengan dua atau lebih fasa lelehan, memiliki kekakuan dan kekerasan lebih rendah daripada homopolimer, ketahanan terhadap tumbukan pada temperatur rendah cukup baik, dan tidak tembus cahaya. Kopolimer ini dihasilkan secara bertahap melalui pembentukan homopolimer pada reaktor pertama dan diikiuti dengan pembuatan fasa karet etilenpropilen pada reaktor kedua.

8

2.4 Sintesis Polipropilena (PP) Polimerisasi propilena menjadi polipropilena berlangsung secara adisi dengan mekanisme radikal bebas dengan adanya suatu inisiator benzoil peroksida atau melalui mekanisme senyawa komplek dengan adanya katalis Ziegler-Natta. Katalis Ziegler-Natta ini berfungsi untuk mempercepat reaksi polimerisasi propilena dan mengarahkan monomer ke orientasi spesifik sehingga menghasilkan polipropilena isotaktik dengan derajat kristalinitas yang tinggi. Kristalinitas yang tinggi pada polipropilena mengakibatkan polimer ini mempunyai daya regang tinggi dan kaku. Polimerisasi propilena secara radikal bebas umumnya

akan menghasilkan

polipropilena ataktik dengan derajat kristalinitas rendah dan cendrung amorf, hal ini disebabkan tingginya reaktifitas hidrogen alilik. Tahapan reaksi polimerisasi polipropilena meliputi tahap inisiasi, propagasi dan terminasi. Secara umum reaksi polimerisasi polipropilena adalah sebagai berikut : CH2= CH-CH3

[ CH2—CH2-CH—] n

Propilena

Polipropilena

Secara jelas, mekanisme polimerasi polipropilen sebagai berikut : a. Polimerisasi Radikal Bebas Polipropena adalah hasil polimerisasi propena. Polimerisasi adalah penggabungan molekul – molekul sejenis menjadi molekul raksasa sehingga berantai karbon sangat panjang. Molekul yang bergabung disebut monomer – monomer. Sedangkan molekul raksasa yang terbentuk disebut polimer. Mekanisme reaksi yang terjadi terdiri dari tiga tahapan, yaitu: 1. Inisiasi Pada tahap ini berlangsung pembentukkan radikal inisiator yang nantinya radikal inisiator ini bereaksi dengan monomer propena sehingga terbentuk radikal monomer

9

propena. Umumnya inisiator yang digunakan merupakan golongan azo atau peroksida. Pada sintesis kali ini kita menggunakan benzoil peroksida.

2. Propagasi Propagasi merupakan proses penggabungan radikal monomer propena dengan monomer propena lainnya yang diikuti oleh reaksi berantai, sehingga terjadi perpanjangan rantai.

10

3. Terminasi Reaksi polimerisasi dihentikan setelah didapatkan senyawa polimer polipropena dengan Panjang rantai yang diinginkan sesuai aplikasinya. Cara memhentikan reaksinya dengan cara biomolekular terminasi ( kombinasi radikal-radikal bebas ).

b. Polimerisasi Kationik Pada pembuatan polimer polipropena menggunakan system reaksi adisi/pemutusan ikatan rangkap dengan mekanisme polimerisasi kationik. Adapun Reaksi adisi ini melalui tiga tahap, yaitu : 1. Inisiasi Proses polimerisasi kationik diawali dengan adanya asam, yang mentransfer sebuah proton ke ikatan p dari monomer, sehingga menghasilkan karbokation. Katalis asam yang digunakan dibentuk dengan mengolah AlCl3 dengan air.

11

2. Propagasi Karbokation yang terbentuk dari hasil iniasi direaksikan dengan monomer propena lainnya sehingga akan terus mengalami perpanjangan rantai.

3. Terminasi Pada proses ini, monomer rantai panjang yang terbentuk diterminasi ketika zat antara karbokation diserang oleh nukleofil

c. Polimerisasi Anionik Pada pembuatan polimer polipropena menggunakan system reaksi adisi/pemutusan ikatan rangkap dengan mekanisme polimerisasi anionic secara emulsi. Adapun Reaksi adisi ini melalui tiga tahap, yaitu : 1. Inisiasi Pada proses inisiasi ini terjadi pembentukkan monomer anionik dengan cara mereaksikan katalis kationik dengan monomer propena sehingga terbentuk monomer anionik propena. Pada tahap ini kita menggunakan n-butil litium/ CH3(CH2)3Li sebagai katalis kationik.

12

2. Propagasi Monomer anionik dari hasil inisiasi direaksikan dengan monomer propena lainnya sehingga akan terus mengalami perpanjangan rantai.

3.Terminasi Reaksi polimerisasi dihentikan setelah didapatkan senyawa polimer polipropena dengan Panjang rantai yang diinginkan sesuai aplikasinya. Dengan menggunakan air (H2O) sehingga monomer anionik dapat mengikat H+ dari H2O dan Li+ ( katalis kationik) mengikat OH- pada H2O.

13

d. Polimerisasi Katalis Logam Sebelumnya tahap polimerisasi polipropena dengan mekanisme polimerisasi katalis logam. Katalis Titanium Klorida (TiCl4) diaktifkan terlebih dahulu oleh ko – katalis Tri Etil Aluminium (Al(C2H5)3) sehingga akan terbentuk pusat aktif (active center) katalis seperti pada reaksi berikut:

1. Inisiasi Setelah katalis diaktifkan oleh ko-katalis membentuk radikal bebas Ti, maka monomer propilena akan menyerang bagian aktif ini dan berkoordinasi dengan logam transisi, selanjutnya ia menyisip antara metal dan grup alkil, sehingga mulailah terbentuk rantai polipropilena.

2. Propagasi Radikal propilena yang terbentuk akan menyerang monomer propilena lainnya terus menerus dan mementuk radikal polimer yang panjang. Pada tahap ini tidak terjadi 14

pengakhiran, polimerisasi terus berlangsung sampai tidak ada lagi gugus fungsi yang tersedia untuk bereaksi. Cara penghentian reaksi yang biasa dikenal adalah dengan penghentian ujung atau dengan menggunakan salah satu monomer secara berlebihan.

3. Terminasi Pada tahap ini diinjeksikan sejumlah hidrogen yang berfungsi sebagai terminator. Hidrogen sebagai terminator akan bergabung dengan sisi aktif katalis sehingga terjadi pemotongan radikal polimer yang akan menghentikan polimerisasi polipropilena.

Tahapan Pembuatan Resin Polipropilena Secara Umum Polipropilena dapat dibuat dari monomer propilen melalui proses polimerisasi menggunakan katalis Ziegler-Natta, Kaminsky atau katalis metallocene. Pembuatan Polipropena terdiri dari 4 tahap besar. Pertama, persiapan bahan baku dari minyak mentah untuk mendapatkan monomer. Kedua, monomer mengalami polimerisasi pada produksi yang lebih besar. Ketiga, hasil dari polimerisasi terbentuk resin – resin (pelet / butiran). Keempat, produk resin yang terbentuk akan diolah lebih lanjut untuk menjadi produk baru.

15

Diagram alir proses polimerisasi polipropilen menjadi resin polipropilen

Reaksi polimerisasi propilen menjadi resin propilena terjadi didalam reaktor dengan menggunakan fluidized bed reactor fasa gas, reaksi ini terjadi didalam unggun resin polipropilen yang terfluidakan dengan menggunakan unggun resin. Selanjutnya melalui product discharge system yang merupakan sistem yang mengeluarkan resin yang terbentuk didalam reaktor dan dikirim ke product receiver. Pada product receiver ini terjadi proses pemisahan campuran gas hidrokarbon, hidrogen dan nitrogen dengan resin polipropilen, dari bagian bawah product receiver dimasukan gas nitrogen yang berasal dari nitrogen surge tank. Selanjutnya hasil resin yang terbentuk dimurnikan dengan menetraliser sisa katalis dan kokatalis (TEAL) serta menghilangkan sisasisa gas di dalam purge bin. Resin murni selanjutnya masuk ke dalam Pelletizing system dimana merupakan proses pembuatan pellet polipropilen dari resin polipropilen. Resin polipropilen yang berasal dari product purge bin dan aditif masuk ke dalam polipropilen dan additive dicampur dan dilelehkan didalam long continious mixer, lelehan didalam long continous mixer masuk kedalam melt pump yang berfungsi untuk menaikan tekanan polimer agar polimer melewati transition piece 1, screen

16

changer transition piece 2 dan die plate. Pellet yang dihasilakan kemudian dimasukan kedalam silo dan untuk proses pengantongan produk.

2.5 Karakterisasi Polipropilena (PP) Polipropilen mempunyai derajat kristalinitas antara LDPE dan HDPE dan kekuatannya lebih rendah dibandingkan dengan HDPE dan fleksibilitasnya lebih rendah dari LDPE. Density adalah antara 0,85-0,95 g/cm, temperatur transisi gelas, Tg = -150C, nomor Chemical Abstract Service ( CAS)9003-07-0, titik leleh 170oC dan rumus molekul (C3H)n. Polipropilena mempunyai konduktivitas panas rendah, kekuatan benturan yang tinggi, tahan terhadap pelarut organik. Terhadap termal polipropilena kurang stabil hal ini adalah karena adanya hidrogen tertier yang labil. Pencampuran polipropilena dengan bahan pengisi dan penguat memungkinkan polipropilena mejadi bahan yang tahan terhadap tekanan meskipun pada suhu tinggi. Kerapuhan pada suhu rendah juga dapat dihilangkan dengan menggunakan bahan pengisi dan penguat. a) Analisis Sifat Fisik (Titik Leleh dan Suhu Dekomposisi)

Dalam pengujian sifat fisik bahan polimer ini digunakan alat Differential Scanning Calorimetry (DSC) untuk mengetahui titik leleh dan suhu dekomposisi. Dengan cara mengambil bagian yang cukup kecil dari bahan kemudian dimasukkan ke dalam sample holder dari DSC. Setelah dilakukan pengukuran akan didapatkan hasil dalam bentuk kurva. Kurva mempunyai model yang khas dengan satu puncak. Titik leleh menggambarkan perubahan fasa dari padat menuju cair tanpa mengalami perubahan komposisi dan suhu leleh merupakan suhu 17

kritis dimana polimer kehilangan kristalinitasnya secara keseluruhan. Titik leleh dipengaruhi oleh bentuk simetri molekul dan berat molekul senyawa polimer dan derajat kristalinitas bahan, semakin tinggi derajat kristalinitas bahan semakin tinggi pula titik leleh bahan dan sebaliknya. Kurva menunjukkan hasil pengamatan dengan DSC (Differential Scanning Calorimetry) pada bahan Polipropilen (PP). Nilai titik leleh (Tm) yaitu 161,72 °C. Kristalinitas dan jumlah kalor per massa pelelehan dari polipropilen (PP) masing- masing sebesar 17,51% dan 33,26 J/g. b) Identifikasi FTIR

Grafik Pengukuran FTIR Polipropena (PP)

Tabel Pengukuran FTIR Polipropena (PP) Puncak-puncak FTIR untuk PP mempunyai puncak vibrasi valensi CH3- CH2 (2957,5 cm-1), puncak vibrasi deformasi CH2 (1452,1 cm-1), puncak vibrasi deformasi CH3 (1376,5 cm-1), serta lima buah puncak karakteristik PP. Kedelapan puncak FTIR yang diukur pada PP.

18

c. Analisis Sifat Mekanik (Tensile Strength)

Grafik Modulus Young PP

Grafik Kuat Tarik PP

Grafik Strain-at-break PP Tensile Strength adalah kekuatan putus suatu bahan yang dihitung dari pembagian antara gaya maksimum yang mampu ditanggung bahan terhadap luas penampang bahan mulamula Keliatan/ductility bahan polimer sangat tergantung pada proses pengolahannya. Polimer yang sudah mengalami pemanasan berkali-kali akan cenderung menjadi getas/brittle, karena semakin lama terpapar oleh panas maka derajat kristalinitasnya berkurang. Dari karakteristik polipropilena, polimer ini memiliki nilai modulus young sebesar 0,7 GPa dengan kuat tarik polimer polipropilena 32 MPa dan nilai strain- at-break yang tinggi yaitu 30%. d) Kekerasan Polipropilen terhadap Waktu Tekan

Grafik Kekerasan PP untuk Kekerasan 1 detik dan Kekerasan 15 detik

19

Grafik kekerasan PP untuk waktu tekan masing-masing 1 detik dan 15 detik. Nilai kekerasan pada 1 detik sebesar 67,5 Shore Hardness D dan nilai kekerasan pada 15 detik 61 Shore Hardness D . Kekerasan bahan dapat dikatakan relative sama untuk kedua waktu tekan. Sampel polipropilen diberi penekanan selama 15 detik memiliki harga kekerasan yang lebih kecil dari pada harga kekerasan dengan penekanan satu detik. Hal ini disebabkan oleh sifat “resilience” dari materi plastik. Dalam hal ini PP termasuk dalam kategori bahan plastik sehingga penekanan dalam waktu lama memiliki kekerasan lebih kecil. e) Electron Microscope Citra SEM Permukaan Patahan Polipropilen

Gambar Citra SEM Permukaan Patahan PP Permukaan yang kontras tersebut dapat dijelaskan bahwa permukaan patahan polipropilen bahan dengan “pola pulau” yang cukup besar ini menunukkan polipropilen bersifat liat, sedangkan permukaan dengan “pola pulau” yang relatif lebih kecil atau datar menunukkan bahwa bahan bersifat lebih getas. 2.6 Aplikasi Polipropilena (PP) di Industri

Gambar Mesin Injection Moulding

20

Salah satu aplikasi dari Polipropilena dalam industri yaitu pada Pembuatan Botol Minum Plastik. Botol minum plastik yang sering kita gunakan sehari-hari dibuat dengan cara pencetakan Injection Blow Mold. Injection Blow Mold adalah proses pembentukan produk berbahan plastik dengan cara diinjeksikan terlebih dahulu untuk bakalan plastik yang akan di blow. Mesin Injection Blow Mold terdiri dari komponen Injeksi dan Blow yang masing-masing memiliki fungsi tersendiri untuk pembentukan botol plastik. Cara ini umum digunakan untuk container yang terdapat bentukan ulir pada bagian leher pada botol. Secara garis besar proses pembuatan botol minum diawali dengan pembentukan material plastik dengan cara meniupkan suatu fluida (udara) kedalam cetakan (blow) untuk membentuk bentukan botol sesuai yang diinginkan. Tahapan Proses Pembuatan Botol Minum Plastik :

Gambar Proses Pembuatan Botol dari Polipropilen dengan Mesin Injection Moulding a) Mesin Injection Blow Mold disiapkan b) Biji plastik polipropilen (PP) dimasukkan ke dalam mesin, selanjutnya biji plastik dicairkan kemudian biji plastik cair diinjeksikan kedalam kaviti dalam bentuk bakalan. c) Plastik yang telah diinjeksikan dipindah ke bagian cetakan blowing. d) Udara di tiupkan kedalam cetakan sehingga plastik mengembang dan menempel sesuai bentuk mold. 21

e) Cetakan membuka untuk pengeluaran produk. f) Botol minum yang telah dikeluarkan dari cetakan selanjutnya diambil

Gambar Proses Penginjeksian Plastik sampai Produk Botol Minum dengan Cetakan Blow g) Pembersihan produk botol minum dari flash/sirip. h) Botol minum dari polipropilen (PP) siap digunakan.

Gambar Simbol PP pada Botol Minum dari Bahan Polipropilen (PP)

22

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan Polipropilena (PP) merupakan salah satu jenis polimer yang pemanfaatnnya sering kita gunakan dalam kegiatan sehari-hari. Poliprolipen tersusun dari monomer propilen yang berasal dari gas hasil pemecahan minyak bumi. Polipropilena dapat disintesis melalui dua cara yaitu melalui tahap polimerisasi adisi dengan mekanisme radikal bebas dan inisiator peroksida atau melalui mekanisme senyawa komplek dengan adanya katalis ZieglerNatta. Katalis ini mampu mengarahkan monomer ke orientasi spesifik sehingga menghasilkan polipropilena isotaktik dengan derajat kristalinitas yang tinggi. Kristalinitas yang tinggi pada polipropilena mengakibatkan polimer ini mempunyai daya regang tinggi dan kaku. Polimerisasi propilena secara radikal bebas menghasilkan polipropilena ataktik dengan derajat kristalinitas rendah dan cendrung amorf, hal ini disebabkan tingginya reaktifitas hidrogen alilik. Aplikasi penggunaan plastik polipropilen (PP) salah satunya sebagai bahan baku pembuatan botol minum yang dibuat dengan proses pencetakan Injection Blow Mold. 3.2 Saran Polipropilen yang tidak dapat terdegradasi dalam waktu yang cepat dapat disarankan dilakukan pembuatan produk komposit atau produk daur ulang dengan karakterisasi yang hampir sama dengan produk murni polipropilen. Polipropilen yang bersifat termoplastik dapat didaur ulang kembali menjadi produk lain yang masih memiliki nilai ekonomis yang tinggi.

23

DAFTAR PUSTAKA

ANONIM. 2007. Pengemasan Bahan Pangan. www Ebook Pangan.com. A.N.M. Rose, M. M. Noor, M.M. Rahman, M.R.M. Rejab, M.S. Reza, & M. Khairof. 2007. Polypropylene (Pp) Reinforced With Recycle Polyethylene Terepthalate (Pet) As An Alternative Material For New Plastic Product. Skripsi, Faculty of Mechanical Engineering Universiti Malaysia Pahang. Malaysia. SOFIANI, F. & V.W. HAPSARI. 2011. Prarancangan Pabrik Propilen dari Propilen dengan Proses Spheripol Kapasitas 200.000 Ton/Tahun. Tugas Akhir. Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Surakarta JUN. B. J. H & A. L. JUWONO. 2010. Studi Perbandingan Sifat Mekanik Polypropylene Murni dan Daur Ulang. Jurrnal Makara Sains. 14:95-100. MUJIARTO. I. 2005. Sifat dan Karakteristik Material Plastik dan Bahan Aditif. Jurnal Traksi. 3:65-73. STEVENS. M. P. 2001. Polymer Chemistry : An Introduction. Diterjemahkan oleh Dr. Ir. Iis Sopyan, M. Eng. Jakarta. PT Pradnya Paramita. SUDIRMAN,A.K.K., I. GUNAWAN, A. HANDAYANI., & E. H. VYANA. 2002. Sintesis dan Karakterisasi Komposit Polipropilena/Serbuk Kayu Gergaji. Jurnal Sains Materi Indonesia. 4:20-25. SUHARTO. Rancangan Produk Bahan Plastik Daur Ulang Sebagai Upaya Peningkatan Industri Kreatif. Jurnal Politeknik Negeri Semarang. 9:55-59. TRINLULYADI. G, E. ASIJATIW, A. SWTAMI, I. MARLIANTI, & KADARIAH. 1999. Analisis Spektrum Infra Merah Basil Kopolimerisasi Cangkok Akrilamida Pada Serat Polipropilen dengan Teknik Pra-Iradiasi. Penelitian dan Pengembangan Aplikasi lsotop dan Radiasi. FMIPA, UI. Depok.

24