MAKALAH DEFORMASI PLASTIK MENJADI PLASTIK MOLDING

MAKALAH
DEFORMASI PLASTIK MENJADI PLASTIK MOLDING

Oleh :

ATNI PRIMANADINI (J1B107024)
ANNISA SYABATINI (J1B107032)
KARNELASATRI (J1B107044)
NORA ROTUA SYBIANTI (J1B107071)
MUHAMMAD NASRUDIN (J1B107204)

PROGRAM STUDI S-1 KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
BANJARBARU
NOVEMBER, 2008
KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat dan hidayah-Nya jualah kami dapat menyelesaikan makalah yang berjudul ”Deformasi Plastik menjadi Plastik Mikroseluler yang Ramah Lingkungan” sesuai dengan waktu yang telah ditentukan.
Pada kesempatan ini kami tak lupa mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada pihak-pihak yang terlibat dalam pembuatan makalah ini.
Kritik dan saran yang membangun dari pembaca sangat kami harapkan guna kesempurnaan penulisan makalah di masa yang akan datang.

Banjarbaru, November 2008

Tim Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR…………………………………………………………………………………i
DAFTAR ISI……………………………………………………………………………………………..ii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang……………………………………………………………………1
1.2 Tujuan Penulisan…………………………………………………………………1
1.3 Metode Penulisan………………………………………………………………..2
1.4 Batasan Masalah………………………………………………………………….2
BAB II ISI
2.1 Teknik Isolasi……………………………………………………………………..3
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan………………………………………………………………………..6
3.2 Saran………………………………………………………………………………….6
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan berkembangnya jaman, perhatian masyarakat terhadap pola hidup sehat semakin meningkat. Hal ini mendorong masyarakat lebih selektif dalam hal pemilihan produk. Untuk memenuhi kebutuhan masyarakat ini, maka diperlukan produk yang sehat baik ketika dalam pemrosesan, pengemasan, sampai bias dikonsumsi. Untuk memenuhi syarat sehat dalam pengemasan diperlukan pengembangan bahan kemasan (packaging) yang aman bagi kesehatan, salah satunya adalah foam plastic mikroseluler. Pemrosesan foam plastik mikroseluler menggunakan blowing agent CO2 dan N2 yang selain aman dari segi kesehatan juga ramah lingkungan, karena bersifat inert.
Secara umum, ada dua bentuk foam plastik yaitu plastik seluler dan plastik mikroseluler. Cara pemrosesan kedua bentuk plastik ini adalah dengan foaming. Foaming dilakukan dengan cara mendispersikan bahan aditif sebagai blowing agent ke dalam material plastik dan dengan perlakuan pemanasan serta tekanan sehingga menghasilkan plastik berpori (foamed plastik). Hingga saat ini pemrosesan foam plastik seluler masih banyak menggunakan proses foaming konvensional, yang menggunakan bahan berbahaya seperti chlorofluorocarbon (CFC), hidrochlorofluorocarbon (HCFC) atau senyawa organik lain yang mudah terbakar (benzene, toluene, acetone dan lain-lain) sebagai blowing agent. Bahan bahan ini berdampak tidak baik terhadap lingkungan dan kesehatan karena merusak ozon dan dapat mengakibatkan kanker. Berdasarkan keputusan. Menteri Perindustrian dan Perdagangan sesuai dengan Protokol Montreal dan Perjanjian Wina, Indonesia akan menghentikan penggunaan bahan-bahan tersebut di atas pada tahun 2010. Dengan pertimbangan di atas maka perlu dikembangkan proses foaming dengan menggunakan bahan blowing agent yang lebih aman terhadap lingkungan dan kesehatan. Pengembangan lebih lanjut tentang pemrosesan plastik seluler konvensional adalah plastik mikroseluler. Selain aman bagi kesehatan, keunggulan lain plastik mikroseluler adalah struktur selnya yang lebih teratur I-2 dibandingkan plastik seluler, sehingga plastic mikroseluler memiliki sifat mekanik, elektrik, dan thermal yang lebih baik dibanding plastik foam konvensional. Di samping itu, ukuran sel yang lebih kecil dan distribusi sel yang seragam menyebabkan plastik mikroseluler memiliki ketahanan dan kekuatan yang melebihi plastik foam konvensional maupun plastik padat. Plastik mikroseluler menurut Park,dkk adalah foam polimer yang memiliki densitas sel lebih dari 109 sel/cm3 dan ukuran sel kurang dari 10 mm. Sel plastik mikroseluler dibentuk melalui tahapan tahapan yaitu, pembuatan larutan jenuh gas-polimer, pengubahan larutan ke kondisi tidak stabil secara termodinamik, dan pengontrolan struktur sel. Pemrosesan plastik mikroseluler dengan cara ini pertama kali diperkenalkan oleh Martini pada tahun 1981. Colton dan Suh (1987) melakukan penelitian dengan menggunakan bahan plastik berkristal yaitu polipropilen dengan menggunakan blowing agent CO2. Proses pembuatan foam dilakukan pada temperatur mendekati temperatur melting. Colton melaporkan 3 (tiga) hal dari hasil penelitiannya, yaitu: kelarutan gas yang rendah dalam daerah struktur kristal, perlunya melakukan foaming di dekat temperatur leleh dan struktur kristal sebagai masalah dasar dalam foaming mikroseluler polimer semikristal. Park, dkk melakukan penelitian tentang efek kristalinitas dan morfologi terhadap struktur foam plastik polipropilen (PP). Mereka menyimpulkan bahwa adanya kristalinitas menyebabkan diffusivitas dan solubilitas gas turun.
Sato,dkk telah melakukan penelitian terhadap kelarutan blowing agent CO2 dan N2 dalam plastik polystryrene dan polipropilen. Hasilnya menunjukkan kelarutan blowing agent polipropilen lebih besar daripada polistiren. Hal ini disebabkan oleh struktur kristal polipropilen lebih teratur dan rapat, sehingga banyak gas yang mampu bertahan di dalamnya. Pada Polystyrene struktur rantainya amorf, sehingga gas mudah berdifusi keluar rantai. Hendra dan Rika (2003) dan Yeni (2004) meneliti tentang pengaruh temperatur dan CO2 terlarut terhadap kristalinitas polipropilen (PP) pada pemrosesan plastik mikroseluler. Kenaikan derajat kristalinitas sebanding dengan I-3 kenaikan temperatur dan mencapai maksimum pada 1600C, kemudian mengalami penurunan pada temperatur di atas temperature pelelehan yaitu 1700C – 1900C. Pada tahun 2004, Ana dan Bambang meneliti tentang perubahan kristalinitas karena nitrogen terlarut dan efeknya terhadap struktur foam pada pemrosesan plastik mikroseluler polipropilen (PP). Mereka menyimpulkan bahwa tanpa gas terlarut, kristalinitas polipropilen meningkat dengan naiknya temperatur sampai dengan temperatur lelehnya. Dengan jumlah gas nitrogen yang sama, naiknya temperatur (400C – 1000C) ternyata menurunkan kristalinitas. Penelitian ini kemudian dilanjutkan oleh Deddy dan Hary pada tahun 2004 dimana diketahui bahwa pada temperatur penjenuhan 1250C – 1600C terjadi kenaikan kristalinitas dengan naiknya temperatur penjenuhan dan pengaruh gas terlarut tidak signifikan terhadap perubahan kristalinitas. Kedua hasil penelitian ini menunjukkan bahwa kristalinitas minimum terjadi pada temperatur penjenuhan 125oC, sehingga dapat ditarik beberapa hal, yaitu : properti fisik polimer (densitas) menurun, begitu pula properti fisik lain seperti viskositas dan tegangan permukaan diperkirakan turun. Akibatnya gas lebih mudah berdifusi ke dalam larutan polimer. Dengan demikian pada kondisi tersebut potensial dilakukan foaming. Oleh karena itu diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai karakteristik foaming di daerah titik balik tersebut.

1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan hasil-hasil penelitian di atas diketahui bahwa pemrosesan plastik mikroseluler dipengaruhi oleh kondisi operasi, seperti temperatur dan tekanan penjenuhan. Temperatur dan tekanan gas pada proses penjenuhan mempengaruhi gerakan struktur rantai kristal yang akan mempengaruhi kristalinitas. Perubahan kristalinitas ini berpengaruh terhadap struktur foam yang dihasilkan. Dari kedua hasil penelitian Ana dan Bambang serta Deddy dan Hary diketahui bahwa pada suhu 1250C kristalinitas polimer mencapai kondisi minimum. Sehingga pada kondisi ini dimungkinkan daerah amorf semakin luas dan kelarutan gas yang tinggi memungkinkan foaming mudah dilakukan. Pada metode foaming yang selama ini digunakan yaitu temperatur pemanasan sama I- 4 dengan temperatur penjenuhan, proses dekompresi tidak menghasilkan foam. Hal ini kemungkinan disebabkan karena energi volumetrik yang digunakan untuk nukleasi masih lebih rendah daripada energi interfacial yang dimiliki sifat fisik dari larutan polimer. Sifat fisik dari larutan polimer yang mempengaruhi proses foaming juga perlu diketahui. Oleh karena itu perlu dikembangkan penelitian foaming di daerah kristalinitas minimum hingga titik leleh polimer dengan memfokuskan pada modifikasi proses pemanasan, yaitu dengan metode quick heating pada temperatur leleh. Selain itu perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai pengaruh perubahan tekanan penjenuhan terhadap kristalinitas di daerah tersebut.

1.3 Tujuan
Tujuan dari makalah ini adalah mempelajari pengaruh perubahan tekanan
penjenuhan terhadap kristalinitas polimer dan mempelajari karakteristik foam di
titik kristalinitas terendah yang dilakukan dengan proses foaming menggunakan
metode quick heating yang dimodifikasi.
1.4 Luaran yang Diharapkan
Luaran yang diharapkan dari penelitian ini dapat menghasilkan plastik foam
mikroseluler yang ramah lingkungan dan efisien untuk aplikasi di berbagai sektor
industri
1.5 Kegunaan Program
Makalah ini diharapkan memberikan manfaat sebagai berikut :
1. Memberikan informasi mengenai karakteristik foam di titik kristalinitas
terendah sekaligus mengembangkan proses foaming dengan metode quick
heating.
2. Memperluas perkembangan teknologi khususnya dalam bidang industri foam
plastik untuk jangkauan aplikasi yang lebih luas.

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sejarah Plastik
Sejak tahun 1950-an plastik menjadi bagian penting dalam hidup manusia. Plastik digunakan sebagai bahan baku kemasan, tekstil, bagian-bagian mobil dan alat-alat elektronik. Dalam dunia kedokteran, plastik bahkan digunakan untuk mengganti bagian-bagian tubuh manusia yang sudah tidak berfungsi lagi. Pada tahun 1976 plastik dikatakan sebagai materi yang paling banyak digunakan dan dipilih sebagai salah satu dari 100 berita kejadian pada abad ini.
Plastik pertama kali diperkenalkan oleh Alexander Parkes pada tahun 1862 di sebuah ekshibisi internasional di London, Inggris. Plastik temuan Parkes disebut parkesine ini dibuat dari bahan organik dari selulosa. Parkes mengatakan bahwa temuannya ini mempunyai karakteristik mirip karet, namun dengan harga yang lebih murah. Ia juga menemukan bahwa parkesine ini bisa dibuat transparan dan mampu dibuat dalam berbagai bentuk. Sayangnya, temuannya ini tidak bisa dimasyarakatkan karena mahalnya bahan baku yang digunakan.
Pada akhir abad ke-19 ketika kebutuhan akan bola biliar meningkat, banyak gajah dibunuh untuk diambil gadingnya sebagai bahan baku bola biliar. Pada tahun 1866, seorang Amerika bernama John Wesley Hyatt, menemukan bahwa seluloid bisa dibentuk menjadi bahan yang keras. Ia lalu membuat bola biliar dari bahan ini untuk menggantikan gading gajah. Tetapi, karena bahannya terlalu rapuh, bola biliar ini menjadi pecah ketika saling berbenturan.
Bahan sintetis pertama buatan manusia ditemukan pada tahun 1907 ketika seorang ahli kimia dari New York bernama Leo Baekeland mengembangkan resin cair yang ia beri nama bakelite. Material baru ini tidak terbakar, tidak meleleh dan tidak mencair di dalam larutan asam cuka. Dengan demikian, sekali bahan ini terbentuk, tidak akan bisa berubah. Bakelite ini bisa ditambahkan ke berbagai material lainnya seperti kayu lunak.
Tidak lama kemudian berbagai macam barang dibuat dari bakelite, termasuk senjata dan mesin-mesin ringan untuk keperluan perang. Bakelite juga digunakan untuk keperluan rumah tangga, misalnya sebagai bahan untuk membuat isolasi listrik.
Rayon, suatu modifikasi lain dari selulosa, pertama kali dikembangkan oleh Louis Marie Hilaire Bernigaut pada tahun 1891 di Paris. Ketika itu ia mencari suatu cara untuk membuat sutera buatan manusia dengan cara mengamati ulat sutera. Namun, ada masalah dengan rayon temuannya ini yaitu sangat mudah terbakar. Belakangan masalah ini bisa diatasi oleh Charles Topham.
Tahun 1920 ditandai dengan demam plastik. Wallace Hume Carothers, ahli kimia lulusan Universitas Harvard yang mengepalai DuPont Lab, mengembangkan nylon yang pada waktu itu disebut Fiber 66. Fiber ini menggantikan bulu binatang untuk membuat sikat gigi dan stoking sutera. Pada tahun 1940-an nylon, acrylic, polyethylene, dan polimer lainnya menggantikan bahan-bahan alami yang waktu itu semakin berkurang.
novasi penting lainnya dalam plastik yaitu penemuan polyvinyl chloride (PVC) atau vinyl. Ketika mencoba untuk melekatkan karet dan metal, Waldo Semon, seorang ahli kimia di perusahaan ban B.F. Goodrich menemukan PVC. Semon juga menemukan bahwa PVC ini adalah suatu bahan yang murah, tahan lama, tahan api dan mudah dibentuk.
Pada tahun 1933, Ralph Wiley, seorang pekerja lab di perusahaan kimia Dow, secara tidak sengaja menemukan plastik jenis lain yaitu polyvinylidene chloride atau populer dengan sebutan saran. Saran pertama kali digunakan untuk peralatan militer, namun belakangan diketahui bahwa bahan ini cocok digunakan sebagai pembungkus makanan. Saran dapat melekat di hampir setiap perabotan seperti mangkok, piring, panci, dan bahkan di lapisan saran sendiri. Tidak heran jika saran digunakan untuk menyimpan makanan agar kesegaran makanan tersebut terjaga.
Pada tahun yang sama, dua orang ahli kimia organik bernama E.W. Fawcett dan R.O. Gibson yang bekerja di Imperial Chemical Industries Research Laboratory menemukan polyethylene. Temuan mereka ini mempunyai dampak yang amat besar bagi dunia. Karena bahan ini ringan serta tipis, pada masa Perang Dunia II bahan ini digunakan sebagai pelapis untuk kabel bawah air dan sebagai isolasi untuk radar.
Pada tahun 1940 penggunaan polyethylene sebagai bahan isolasi mampu mengurangi berat radar sebesar 600 pounds atau sekitar 270 kg. Setelah perang berakhir, plastik ini menjadi semakin populer. Saat ini polyethylene digunakan untuk membuat botol minuman, jerigen, tas belanja atau tas kresek, dan kontainer untuk menyimpan makanan.
Kemudian pada tahun 1938 seorang ahli kimia bernama Roy Plunkett menemukan teflon. Sekarang teflon banyak digunakan untuk melapisi peralatan memasak sebagai bahan antilengket.
Selanjutnya, seorang insinyur Swiss bernama George de Maestral sangat terkesan dengan suatu jenis tumbuhan yang menggunakan ribuan kait kecil untuk menempelkan dirinya. Lalu pada tahun 1957 de Maestral meniru tumbuhan tersebut untuk membuat Velcro atau perekat dari bahan nylon.
2.2 Definisi
Plastik ialah salah satu bahan baku yang diperoleh melalui proses sintesis dari berbagai bahan mentah, yaitu : minyak bumi, gas bumi dan batu bara. Plastik juga dapat dinamakan bahan organik karena terdiri dari persenyawaan-persenyawaan karbon, kecuali plastik silikon yang mengandung silicium sebagai pengganti karbon (silicium secara kimiawi mirip dengan karbon).
Plastik juga disebut sebagai bahan berstruktur makro molekuler karena bahan tersebut terdiri dari molekul-molekul yang besar (makro).
2.3 Susunan Kimiawi dan Fabrikasi Plastik
Semua plastik (kecuali plastik-silikon) terdiri dari persenyawaan karbon yang membentuk molekul makro. Disamping karbon, masih terdapat elemen-elemen lain yang terkandung didalam plastik, yaitu : Hidrogen, Oksigen, Nitrogen, Chlor dan Fluor. Oksigen dan Hidrogen berasal dari bahan mentah (minyak bumi, gas bumi dan batubara). Udara dan air adalah sumber dari Hidrogen, Oksigen dan Nitrogen. Sedangkan Chlor dan Fluor berasal dari garam-garaman (misalnya : NaCl).
Secara umum, fabrikasi dari plastik terdiri atas 2 tahap, yakni :
1. Sintesis dari persenyawaan-persenyawaan organik yang mampu bereaksi. Persenyawaan-persenyawaan tersebut berstruktur molekular tunggal (monomer)
2. Penyatuan molekul tunggal yang mampu bereaksi menjadi molekul makro. Substansi semacam ini umumnya disebut dengan polimer. Dalam reaksi penyatuan tersebut beribu-ribu molekul tunggal dari monomer yang berbentuk gas maupun cair mengikatkan diri satu dengan lainnya menjadi satu molekul makro dari polimer yang berbentuk padat.

Proses pengikatan dari dapat berlangsung dalam 3 macam, yakni : Polimerisasi, Polikondensasi dan Poliadisi.

Pada Polimerisasi terbentuk molekul-molekul makro yang berbentuk benang yang membelit satu dengan lainnya (tampak seperti benang ruwet). Ketidakteraturan susunan ini dinamakan dengan amorpha.

Sebagian molekul-molekul makro dapat memiliki susunan teratur, yakni : susunan satu arah. Susunan yang demikian ini disebut dengan susunan kristalik. Jadi, dengan demikian plastik yang memiliki molekul-molekul makro yang sebagian tersusun secara amorphik dan yang lain tersusun secara kristalik disebut dengan plastik bersusunan kristalik-sebagian.

Salah satu ciri dari plastik amorphik yakni : tembus pandang seperti kaca sedangkan plastik kristalik-sebagian itu mempunyai ciri tidak tembus pandang (seperti “santen”-dalam bahasa jawa).

Melalui proses Polikondensasi dan Poliadisi akan diperoleh molekul-molekul makro yang tidak lagi saling membelit tetapi saling mengikatkan diri secara stereometrik (3D) yang seolah-olah menyerupai sebuah jala. Tempat-tempat pengikatan diri tersebut dapat berjarak pendek maupun panjang.
Jadi dapat ditarik kesimpulan bahwa plastik terdiri dari molekul-molekul makro yang berbentuk benang. Molekul-molekul makro tersebut tersusun secara amorphik, kristalik-sebagian atau jaringan jala.

2.4 Jenis Plastik
1. Thermoplast
Thermoplast mempunyai susunan molekul benang ruwet dan tanpa ikatan. Molekul-molekul makro bersatu karena adanya gaya yang berasal dari gesekan dan belitan antar molekul. Plastik semacam ini sangat mudah mengalami deformasi (perubahan bentuk) apabila terkena gaya yang relatip kecil karena posisi-posisi molekul mudah bergeser. Susunan molekul yang semula seperti benang ruwet apabila terkena gaya akan berubah secara teratur (searah dengan gaya). Pada temperatur ruang, gaya lekat antar molekul ini relatip besar, artinya : plastik thermo (thermoplast) keras. Dengan naiknya temperatur maka berkuranglah gaya lekat antar molekul, belitan molekul mengendorkan dari dan plastik menjadi elastis. Apabila dipanaskan lebih lanjut maka molekul-molekul makro akan mudah bergerak, artinya plastiknya menjadi lunak dan akhirnya mencair. Pada proses pendinginan plastik yang mula-mula berada dalam keadaan cair melalui tahap lunak dan elastis menjadi material keras. Perubahan keadaan ini dapat diulangi tanpa batas. Berdasarkan sifat mampu diubah melalui pemanasan tersebut, jenis plastik ini dinamakan dengan thermoplast (thermoplast = panas-bahasa Yunani).

2. Duroplast

Duroplast terdiri dari molekul-molekul makro yang membentuk susunan jala yang rapat. Susunan jala ini terbentuk berdasarkan gaya sambung kimiawi. Gaya sambung kimiawi tersebut apabila mengalami kenaikan temperature maka akan mengecil. Meskipun demikian, pada temperatur tertentu susunan jala yang rapat ini akan mengalami kerusakan dan apabila didinginkan kembali ke temperature semula jala yang telah mengalami kerusakan tidak akan kembali ke susunan atau bentuk semula. Jenis plastik ini apabila dipanaskan maka sifat-sifat mekanisnya hanya mengalami sedikit perubahan. Oleh karena itu jenis plastik ini dinamakan dengan duroplast (duros = keras-bahasa Yunani). Sebelum dikerjakan dilakukan “pembongkaran susunan jala” (umumnya pencairan) pada duroplast dan dikeraskan serta kemudian melalui pemanasan ataupun pungurangan (penurunan) kekerasan dilakukan pengerjaan akhir (pembentukan ke bentuk yang diinginkan).
3. Elastomer

Elastomer terdiri dari molekul-molekul makro yang membentuk susunan jala yang renggang. Susunan jala yang renggang ini terbentuk berdasarkan gaya fisik (yaitu : gaya gesek dan belitan) dan gaya sambung kimiawi yang terdapat pada ikatan-ikatan antara dua molekul makro. Ikatan antara dua molekul makro pada elasthomer memiliki jarak satu dengan lainnya yang relatip besar bila dibandingkan dengan duroplast. Kedua jenis gaya itulah (Fisik dan kimiawi) yang menentukan sifat dari elastomer, yaitu : molekul-molekul makro yang tersusun “ruwet” dapat diluruskan dengan sebuah gaya dan apabila gaya tersebut dihilangkan maka susunan molekul makro akan kembali ke susunan semula, yaitu : susunan “ruwet”. Sifat elastik seperti pada karet inilah yang menjadi alasan mengapa jenis plastik ini dinamakan elastomer.
Tetapi meskipun demikian, apabila elastomer dipanaskan melebihi batas temperatur yang diizinkan dan kemudian didinginkan lagi maka elastomer akan rusak seperti pada duroplast.
2.5 Pengertian Plastic Molding (Mold Plastik)
Secara umum pengertian Plastic molding adalah Proses pembentukan suatu benda atau produk dari material plastik dengan bentuk dan ukuran tertentu yang mendapat perlakuan panas dan pemberian tekanan dengan menggunakan alat bantu berupa cetakan atau Mold. Mold plastik pada prisipnya adalah suatu alat (tool) yang digunakan untuk membuat komponen-komponen dari material plastik dengan sarana mesin cetak plastik.

BAB III
ANALISIS MASALAH
Ada delapan buah tahapan dalam proses injection molding . Pada bagian ini akan
dijelaskan tahapan-tahapan tersebut dan dimana tahapan tersebut terjadi serta
peralatan yang terlibat dalam proses injection molding .
Gambar 2.3. Siklus dari Proses Injection Molding [3]
2.2.1. Pengeringan Resin
Butiran resin akan menyerap sejumlah kecil cairan dari lingkungan
pada saat pengiriman dan penyimpanan. Material tersebut harus dikeringkan
dengan baik terlebih dahulu sebelum digunakan untuk proses injeksi untuk
meminimalkan kemungkinan penurunan kualitas. Cairan pada material akan
diubah menjadi uap pada saat tahapan pelelehan dan akan mengakibatkan cacat
voids dan porositas pada produk akhir (Rosato 4). Maka dari itu pada bagian
hopper dari mesin injection molding terdapat pemanas dan blower untuk
mengeringkan material sebelum masuk ke dalam barrel .

ini menunjukkan perubahan drastis dalam sifat-sifat seperti, volume spesifik,
kapasitas panas, kekakuan, dan kekerasan. Pada saat temperatur terus meningkat,
material mencapai temperatur leleh dimana material berubah menjadi cairan
viscous . Gaya gesek diantara butir plastik juga menghasilkan panas ke dalam
material. Jumlah panas yang ditransfer ke plastik menentukan viskositas dari
cairan polimer yang akan mempengaruhi konsistensi dari proses injeksi material
ke dalam mold cavity.
Gambar 2.5. Skema dari Screw [3].
2.2.3. Penutupan Mold
Pada bagian mold terdapat pin-pin yang digunakan sebagai penuntun
untuk mengarahkan mold menuju pasangannya agar dapat menutup dengan
sempurna. Sedangkan unit yang menggerakkan mold adalah clamping unit .
Clamping unit digerakkan dengan sistem double-acting hydraulic cylinder . Clamp
force yang memadahi diaplikasikan untuk menjaga mold tertutup dengan rapat
sehingga tekanan dalam cavity dapat dijaga pada saat proses injeksi dan
penahanan berlangsung. Tenaga clamp maksimum yang dapat disuplai oleh mesin
injeksi akan membatasi tekanan holding dan ukuran dari produk yang akan
dibentuk.

Gambar 2.6. Mold dan C lamping Unit [3]
2.2.4. Injeksi
Ketika screw bergerak maju, katup kontrol (non return valve) yang
terdapat pada bagian ujung screw akan menutup untuk mencegah material
kembali ke daerah screw karena adanya tekanan, sehingga material yang telah
dilelehkan oleh elemen-elemen pemanas didalam barrel terdorong ke arah nozzle
dan masuk ke dalam mold cavity. Nozzle merupakan bagian terdepan dari barrel
yang berfungsi untuk mengeluar lelehan material dari barrel ke dalam mold
cavity. Didalam nozzle juga terdapat elemen pemanas untuk mencegah terjadinya
pembekuan material. Pada saat ini dibutuhkah control yang cermat terhadap
kecepatan injeksi dari screw . Tekanan internal dan laju aliran material ditentukan
oleh kecepatan screw dan viskositas material, tetapi tekanan maksimum juga
harus diatur untuk alasan keamanan (Rosato 177). Bila terdapat udara berlebih
didalam mold cavity, dapat dikeluarkan melalui celah kecil yang terdapat pada
mold.
Ketika material mengalir, tegangan geser diantara ikatan polimer
menyebabkan temperatur material meningkat. Hal ini perlu diwaspadai untuk
mencegah penurunan kualitas. Kecepatan dimana proses ini dilakukan, ukuran dan
lokasi dari gating system, geometri dari mold cavity dan viskositas dari material
mempengaruhi karakteristik aliran material ke dalam mold cavity. Pada mesin
injection molding di PT. Trisula Mas Sakti terdapat panel control untuk mengatur
kecepatan injeksi dan tekanan injeksi.

2.2.5. Holding
Tekanan mengakibatkan lelehan polimer memenuhi seluruh celah
dalam mold cavity hingga material membeku. Pada saat material membeku,
tekanan oleh sistem tidak lagi efektif. Tekanan pada kondisi holding harus cukup
tinggi untuk menekan keluar kantong-kantong udara dan mempertahankan bentuk,
namun bila berlebih akan menimbulkan flash (jembret). Pada mesin injection
molding di PT Trisula Mas Sakti, pengaturan tekanan holding dapat dilakukan
melalui panel control.
2.2.6. Pendinginan
Thermoplastic mengalami pendinginan dan pembekuan hingga
mencapai kondisi solid. Temperatur dari mold diatur oleh cairan pendingin yang
mengalir melalui saluran didalam mold. Proses perpindahan panas yang seragam
diantara mold dan material thermoplastic adalah sangat penting untuk
menghasilkan produk yang konsisten. Waktu pendinginan yang dibutuhkan
bergantung dari ketebalan produk dan efisiensi sistem pendinginan.
Ketidakseragaman temperatur pada permukaan mold cavity dan rendahnya
temperature dari mold akan menyebabkan cacat penyusutan dan warpage . Secara
umum, waktu pendinginan memiliki peranan yang sangat penting terhadap
keseluruhan waktu siklus.
2.2.7. Pembukaan Mold
Setelah produk dalam mold cavity telah didinginkan sesuai dengan
kebutuhan, mold akan terbuka. Pada saat clamping unit dari mesin menarik
pasangan mold ke arah berlawanan, gaya yang digunakan harus mampu mengatasi
gaya adhesi (tarik-menarik) diantara plastik dengan mold. Pada bagian-bagian
tertentu dari produk plastik didesain dengan bentuk tirus untuk mengurangi gaya
yang dibutuhkan dalam menarik pasangan mold. Pada saat mold terbuka,
permukaan mold cavity akan mengalami perpindahan panas secara konveksi ke
lingkungan. Besarnya waktu yang dibutuhkan untuk membuka mold dan
konsistensi durasi waktu akan mempengaruhi temperatur dari permukaan mold

12
cavity yang mana pada akhirnya dapat mempengaruhi kualitas dari produk yang
dihasilkan (Rosato 314).
2.2.8. Ejection
Pada saat mold terbuka, tegangan sisa dan gaya adhesi akan
menyebabkan produk tetap berada pada satu bagian mold cavity hingga ada suatu
gaya yang mendorongnya keluar. Bagian ini biasanya terdiri dari pin-pin yang
terdapat pada mold cavity yang dapat mendorong produk keluar dari mold cavity
atau dapat pula berupa udara bertekanan pada bagian mold (Rosato 59). Dengan
demikian produk dapat dengan mudah diambil dari mold.
Gambar 2.7. Ejector pada Mold [3]
2.2.9. Periode Stabilisasi
Setelah produk di eject dari mold cavity, proses pembekuan akan terus
berlangsung hingga tercapai kestabilan dimensi. Perubahan dimensi yang paling
signifikan umumnya terjadi pada saat proses pendinginan produk ke temperatur
ruang.

Metode Dasar Plastic Molding

Untuk mendapatkan produk yang sesuai dengan sifat-sifat fisik yang diinginkan bentuk desain produk, luas penampang, ketebalan, insert yang panjang, tuntutan ukuran(toleransi) yang harus dipenuhi dan pemilihan material merupakan faktor yang berpengaruh.
Berdasarkan Material Plastik yang digunakannya Plastic Molding dapat dibedakan atas beberapa jenis yaitu:
1. Blowing molding.
2. Compression molding.
3. Extrusion molding
4. Transfer molding.
5. Injection molding.

Metode Blow molding

Blow molding merupakan suatu metode mencetak benda kerja berongga dengan cara meniupkan atau menghembuskan udara kedalam material/bahan yang menggunakan cetakan yang terdiri dari dua belahan mold yang tidak menggunakan inti (core) sebagai pembentuk rongga tersebut.
Material plastik akan keluar secara perlahan secara perlahan akan turun dari sebuah Extruder Head kemudian setelah cukup panjang kedua belahan akan mold akan di jepit dan menyatu sedangkan begiah bawahnya akan dimasuki sebuah alat peniup (blow Pin) yang menghembuskan udara ke dalam pipa plastik yang masih lunak, sehingga plastik tersebut akan mengembang dan membentuk seperti bentuk rongga mould-nya. Material yang sudah terbentuk akan mengeras dan bisa dikeluarkan dari mold hal ini karena Mold dilengkapi dengan saluran pendingin didalam kedua belahan mold. Untuk memperlancar proses peniupan proses ini dilengkapi dengan pisau pemotong pipa plastik yang baru keluar dari extruder head.
Contoh hasil produksi yang dapat dikerjakan dengan metode ini adalah bentuk Gelas dan botol. Proses tersebut seperti gambar dibawah ini:
1. Proses Pengisian butiran Plastik dari Hopper kedalam Heater. Oleh motor Srew berputar sambil menarik butiran plastik mengisi ruang Heater.

2. Proses pemanasan butiran plastik kedalam heater. Setelah butiran plastik meleleh dan membentuk seperti pasta maka plastik diinjeksikan kedalam mold
3. Proses peniupan udara. Saat plastik menempel pada dinding mold seperti pada tahap ke II maka udara dengan tekanan tertentu ditiupkan kedalam mold. 4. Proses pengeluaran produk. Produk dikeluarkan setelah produk dingin. dengan cara salah satu cavity plate membuka. Metode Compression molding (Thermoforming)
Compression molding (Thermoforming) merupakan metode mold plastik dimana material plastik (compound plastic) diletakan kedalam mold yang dipanaskan kemudian setelah material tersebut menjadi lunak dan bersifat plastis, maka bagian atas dari die atau mould akan bergerak turun menekan material menjadi bentuk yang diinginkan. Apabila panas dan tekanan yang ada diteruskan, maka akan menghasilkan reaksi kimia yang bisa mengeraskan material thermoseting tersebut. Material Thermosetting diletakan kedalam mold yang bersuhu antara 300 derajat Franheit hingga 359 derajat Franheit dan tekanan mold berkisar antara 155 bar hingga 600 bar.
Proses compression molding dapat dibedakan atas empat macam yaitu :
1. Flash type Mold – jenis ini bentuknya sederhana, murah, saat mold menutup maka material sisa yang kemudian meluap akan membentuk lapisan parting line/plain (land B), dan karena tipisnya akan segera mengeras/beku sehingga menghindari meluapnya material lebih banyak. Jadi biasanya mold akan di isi material sepenuhnya sampai luapan yang terjadi sebanyak yang diijinkan.
2. Positive mould – jenis ini terdiri dari dari suatu rongga (cavity) yang dalam dengan sebuah plunger yang mengkompresikan/memadatkan material kompoud pada bagian bawah mold pemberian material disesuaikan dengan kapasitasnya baik dengan cara menimbang sehingga menghasilkan produk yang baik dan seragam.
3. Landed Positive Mold – mirip dengan tipe diatas ,akan tetapi tinggi bidang batas dibatasi.bagian “land” bekerja menahan tekanan (bukan bagian Produknya). Karena ketebalan material terkontrol dengan baik, maka kepadatan benda kerja tergantung dari posisi pengisian yang diberikan.
4. Semi positive mold – merupakan kombinasi antara flash type dan landed positive mold.
Metode Extrusion molding
Extrusion molding mempunyai kemiripan dengan injection molding, hanya pada extrusion molding ini material yang akan dibentuk akan berupa bentukan profil tertentu yang panjang. Pada prinsipnya juga ada bagian mesin yang berfungsi mengubah material plastik menjadi bentuk lunak (semifluida) seperti pasta dengan cara memanaskannya dalam sebuah silinder, dan memaksanya keluar dengan tekanan melalui sebuah forming die (extruder head or hole), yaitu suatu lubang dengan bentuk profill tertentu itu akan keluar dan diterima oleh sebuah conveyor dan dijalankan/ditarik sambil didingikan, sehingga profil yang terbentuk akan mengeras, dan setelah mencapai panjang tertentu akan dipotong dengan pemotong yang melengkapi mesin extrusi tersebut. Berikut ini contoh proses Extrusion molding :
1. Butiran kecil material plastik oleh gerakan srew dimasukkan kedalam silinder heater dipanaskan untuk diubah menjadi material kental seperti pasta.

2.Didalam silinder Heater atau pemanas, butiran plastik berubah menjadi cair, lalu dengan tekanan tertentu dimasukkan melalui sebuah forming die (extruder head atau hole), yaitu suatu lubang dengan bentuk profill.
3. Produk ditarik atau dikeluarkan dan diterima oleh sebuah conveyor dan dijalankan/ditarik sambil didingikan, sehingga profil yang terbentuk akan mengeras.

Berikut ini contoh produk-produk yang dihasilkan dengan extrution molding. Bentuk extruder head (forming) ini bisa bermacam-macam, sesuai dengan keinginan kita dan bisa dipasang dan diganti-ganti karena dilengkapi dengan holder. Tentu saja bagian ini harus dibuat dari bahan baja pilihan yang dikeraskan, yang mampu menahan panas dan gesekan dari material yang diproses.pendinginan benda kerja dilakukan dengan menyemprotkan udara pada profil yang berjalan, sehingga bisa merata keseluruh bagian/panjang profil yang dihasilkan.
Metode Transfer molding

Transfer molding merupakan proses pembentukan suatu benda kedalam sebuah mold (yang tertutup) dari material thermosetting, yang disiapkan kedalam reservoir dan memaksanya masuk melalui runner/kanal kedalam cavity dengan menggunakan panas dan tekanan.
Pada proses transfer molding dibutuhkan toleransi yang kecil pada semua bagian mold, sehingga sangat perlu dalam pembuatan mold, dikonsultasikan secara baik dengan product designer, mold designer dan molder/operator untuk menentukan toleransi.
Proses transfer moulding terdiri atas dua type yaitu: sprue Type dan plunger tipe. Jenis plunger memerlukan tekanan yang lebih kecil dibandingkan dengan tipe sprue

Metode Injection molding

Proses injection molding merupakan proses pembentukan benda kerja dari material compound berbentuk butiran yang ditempatkan kedalam suatu hopper/torong dan masuk kedalam silinder injeksi yang kemudian didorong melalui nozel dan sprue bushing kedalam rongga (cavity) dari mold yang sudah tertutup. Setelah beberapa saat didinginkan, mold akan dibuka dan benda jadi akan dikeluarkan dengan ejector. Material yang sangat sesuai adalah material thermoplastik dan karena pemanasan material ini akan melunak dan sebaliknya akan mengeras lagi bila didinginkan. Perubahan–perubahan ini hanya bersifat fisik, jadi bukan perubahan kimiawi sehingga memungkinkan untuk mendaur ulang material sesuai dengan kebutuhan.
Material plastik yang dipindahkan dri silinder pemanas biasanya suhunya berkisar antara 177 derajat Celcius hingga 274 derajat Celcius. Semakin panas suhunya, plastik/material itu akan semakin encer (rendah viskositasnya) sehingga semakin mudah diinjeksi,disemprotkan kedalam mold. Setiap material memiliki karakter suhu molding. Semakin lunak formulasinya, yang berarti kandungan plastis tinggi, membutuhkan temperatur rendah, sebaliknya yang memiliki formulasi lebih keras butuh temperatur tinggi. Bentuk-bentuk partikel yang sulit, besar dan jumlah cavity yang banyak serta runner yang panjang menyebabkan tuntutan temperatur yang tinggi atau naik.

Proses kerja mold injeksi berkisar antara 35 detik yang terdiri atas beberapa tahap seperti kedua gambar dibawah in :

Untuk mempercepat proses pengerasan/pembekuan material yang telah di Injeksi ke dalam cavity maka mold selalu didinginkan sehingga produk cepat dikeluarkan dari mold tanpa rusak/cacat, dengan demikian berarti memperpendek cycle time-nya. Hal ini dikerjakan dengan mengalirkan cooling yang mengelilingi cavity dalam mold plate dengan suhu cooling antara 30 derajat hingga 70 derajat. Untuk pekerjaan-pekerjaan khusus kadang-kadang juga diperlukan perlakuan panas mold plate (menjaganya pada suhu tertentu) sampai dengan 170 derajat Celcius.
Pembuatan mold injeksi membutuhkan tooling cost atau biaya peralatan yang tinggi namun memiliki “cylce time” atau waktu produksi yang lebih cepat dibandingkan dengan proses yang lainnya. Dengan pertimbangan waktu produksi yang cepat maka biaya tiap bagiannya akan menjadi lebih murah apalagi jika berjalan secara otomatis.

Berdasarkan jumlah pelatnya umumnya mold injeksi dibagi atas dua type yakni tipe two plate and three plate mold seperti pada gambar dibawah ini:

Berdasarkan jenis runner mold injeksi dapat dibedakan atas beberapa tipe antara lain:
1. Mold konvensional dengan runner dingin (cold runner)

2. Mould dengan runner yang terisolasi

Keuntungan tipe ini adalah temperatur cairan yang masuk stabil, tidak memerlukan kepressian yang tinggi tentang keseimbangan runner. Namun jenis ini memerlukan biaya produksi dan perawatan yang tinggi serta desain dan pengoperasiannya yang rumit.

3. Mold hot runner
Keutungan jenis mould ini adalah waktu pemanasan awal berkurang dan cocok untuk cavity yang besar dan jumlah banyak. Namun tipe ini membutuhkan desain dan produksi yang rumit sehingga biayanya juga tinggi.

Pada pembahasan mengenai mould injeksi ini penulis akan batasi pada jenis cold runner two plate khususnya pada pembuatan mold tangki radiator.
Selain terdiri atas beberapa jenis runner injeksi mold juga terdiri dari berbagai tipe gate, sprue dan ejector.

Beberapa tipe atau jenis gate yang biasanya digunakan dalam injection mold antara lain :

1. Manually Trimmed :
a. Fan Gate
b. Sprue gate
c. Direct of Pin Gate
d. Tab Gate
e. Edge Gate
2. Automatically Trimmed:
a. Pinpoint Tab Gate
b. Submarine or Tunnel Gate
Keterangan
1. Mannually trimmed :
a. Fan or flash type gate – cocok untuk benda kerja yang tipis, rata tetapi besar atau lebar. Sering disebut juga sebagai band gate (film gate).

b. Sprue gate – Metode paling tua dan paling sederhana, dimana material disemprotkan langsung melaluoi sprue tanpa melalui runner. Metode ini

Biasannya digunakan untuk pada mold satu cavity. c. Ring type gate – sesuai untuk benda-benda kerja yang berbentuk silindris dan berlubang, karena bentuk runner dan gate-nya mengelilingi core, dan masuk ke dalam cavity secara bersama.

d. Disk atau Diagram gate – digunakan untuk benda kerja yang berbentuk annular dan rata. Bagian sprue-nmya langsung ke bentuk disk atau piringan dan material mengalir dari pusat ke segala arah menuju cavity untuk menghindari pengelasan. Jadi metupakan kebalikan dari sistem ring gate yang memasukkan material dari pinggir lingkaran menuju benda kerja. Pekerjaan finishing tinggal memotong bentuk disk-nya yang membentuk gate
.
e. Tab gate (flash and Square) – Gate kecil antara dinding dan ujung runner yang berbentuk bulat penuh itu akan menaikkan suhu atau temperatur dari material, dan menyebabkan plastik panas itu mudah masuk ke dalam cavity. Biasanya menghasilkan bentuk yang bagus, mengurangi “sink mark” (kerutan akibat ketebalan material yang tidak sama), sehingga juga memperbaiki stabilitas ukuran benda kerja
.
2. Automatically trimmed :

a. Pin point gate – cocok untuk material polystyrene. Bentuk runner-nya adalah bulat dan ujungnya berbentuk bola dan diteruskan oleh gate tersebut masuk ke dalam cavity.

b. Tunnel (sub marine gate) – bentuknya menyerupai terowongan kerucut dari runner ke dalam cavity. Tujuannya adalah untuk memisahkan produk terhadap runner secara otomatis pada saat produk didorong keluar, sehingga sangat mengurangi (waktu) pekerjaan finishing. Untuk itu perlu dicermati konstruksi dan ukuran dari runner, gate, dan sudut kemiringannya.

Bentuk-bentuk lain ejector terdiri atas beberapa tipe antara lain :
1. Sleeve Ejector
Sleeve Ejector digunakan untuk benda yang sirkular (silindris dan berlubang ditengahnya dan mempunyai ketebalan benda yang tipis. Inti atau core itu sendiri dipasang pada ejector plate. Ejector tersebut melingkari core pin dan menyentak produk diseluruh sudut.

2. Blade ejector atau pisau

Blade ejector digunakan untuk mengeluarkan produk yang mempunyai ribb atau penguat yang tipis dan panjang.
3. stripper plate atau pelat peyentak
stripper plate digunakan untuk mengeluarkan produk yang core-nya berbentuk taper dengan menggunakan pelat secara akurat disekeliling core. Stripper plate ini merupakan solusi yang mahal karena dibutuhkan ketepatan ukuran sehingga tidak mudah terjadi flashing (jebret). Keuntungan dari tipe ini yakni bekas ejector tidak nampak.
4. Disk ejector
Disk ejector digunakan untuk mengeluarkan produk yang besar, sirkular dan tipis.
Bentuk sprue yang umum digunakan dalam injection molding adalah seperti pada gambar dibawah ini :
BAB III
PENUTUP
1.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari makalah ini adalah:

DAFTAR PUSTAKA
Awang MR. 1999. Bahaya bahan kimia dalam pembungkus plastik. http://www.prn2.usm.my/mainsite/bulletin/kosmik/1999/kosmik12.html

Anies H. 2002. Bahaya sampah plastik bagi kesehatan. http://www.suaramerdeka.com/harian/0201/28/ragam1.htm.

Hart. 1983. Organic Chemistry, a Short Course. 6th Ed. Michigan: Houghton Mifflin.

Pusat Racun Negara Malaysia. 2002. Ketidaksuburan dan kecacatan bayi: bahaya bahan plastik. http://www.prn2.usm.my/mainsite/bulletin/2002/penawar40.html

Sheftel VO. 2000. Harmful substances in plastics. http://www.mindfully.org/Plastic/Harmful-Substances-Plastics-Sheftel.htm.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s