POLIMER (PLASTIK)

 

Thermoplastik dan Thermosetting

Polimer digolongkan menjadi plastik dan rubber (karet). Di dalam engineering material penggolongan tersebut dibagi ke dalam tiga kategori : Thermoplastik polymer (1), Thermosetting polymer (2),  dan Elastomer (3). Dimana (1) dan (2) adalah plastik, dan (3) adalah rubber.

Thermoplastik : adalah polimer yang dapat dibentuk berulang kali dengan pemanasan (pemanasan hanya beberapa ratus derajat saja) dan pendinginan (temperature ruang), ini dapat kita bayangkan seperti 

coklat yang akan lunak (rubbery/lembut dan lemas menyerupai karet) bila terkena panas dan menjadi kaku kembali setelah didinginkan, kita dapat merubah bentuknya berulangkali dengan pemanasan dan pendinginan.

pergerakan rantai polimer thermoplastics saat dipanaskan

Lihat gambar di atas, pada polymer jenis thermoplastik terjadi pergerakan rantai polimer ketika dipanaskan, rantai polimer menjadi mudah bergerak dan plastik menjadi lebih mudah dibentuk (soft) sesuai keinginan kita. Bentuk baru ini menjadi kaku setelah plastik didinginkan kembali.

Karakter properties seperti ini sangat membantu untuk membentuk suatu produk tertentu. Secara teknis mudah dan ekonomis pula. Thermoplastik yang mempunyai kualitas baik (yang umumnya diproduksi dari bahan resin murni bukan dari recycle/ resin daur ulang), dapat dibentuk berulangkali tanpa kerusakan yang berarti.

Thermosetting : adalah polimer yang hanya sekali dibentuk dengan pemanasan kemudian dicetak. Proses pemanasan dengan menaikan temperature secara bertahap juga menimbulkan reaksi kimia, reaksi ini akan mengeraskan material menjadi solid kaku. Setelah dingin tidak dapat dikembalikan dengan cara pemanasan. Bila dipanaskan malah akan gosong dan rusak, karena sifatnya ini tidak ada harapan melunak kembali.

Lihat gambar di atas, pada polymer jenis thermosetting tidak terjadi pergerakan rantai polimer saat suhu dipanaskan sehingga tidak bisa menjadi lunak atau mudah dibentuk, karena pada rantai polimer thermosetting ini terdapat struktur ikatan antar rantai yang saling mengunci cross linking.

Imajinasikan gambar-gambar di atas tadi. Thermosetting tidak akan melumer/ softening ketika dipanaskan bahkan terdegradasi dan rusak.

Elastomer : adalah polimer yang bila kita berikan sedikit saja stress mekanik, polimer ini akan bisa melar luar biasa dibanding ukuran panjang semula, dan akan kembali ke ukuran aslinya bila stress dilepaskan.

Elastomer

Contoh thermoplastik : Polyethylene, Polypropylene, Polyvinylchloride, Polycarbonate, Polystyrene dll

Contoh thermosetting : Melamin, Phenolics, Epoxy, Polyester.

Contoh Elastomer : Karet alam (vulcanize) dan karet sintetik.

Plastik golongan thermoplastik (selanjutnya dalam tulisan ini disebut plastik saja). dapat dicetak (injection molded, injection blow molded, compression thermoforming, vacuum thermoforming, dan rotational moulding) mulai dari bentuk sederhana sampai rumit, inilah keunggulan plastik. Secara volume biayanya jauh lebih murah dibanding mencetak material dengan bahan metal dan hanya membutuhkan sedikit energy dibanding metal. Beberapa plastik dapat bersifat transparant/bening (acrylic, polycarbonate, polyvinylchloride, polystyrene), plastik ini adalah kandidat terbaik untuk menggantikan gelas dalam banyak applikasi. 

Berikut adalah video yang menampilkan proses produksi plastik dengan memanfaatkan sifat thermoplastik ini.

Plastik mempunyai berat yang ringan dibanding metal dan keramik, memiliki rasio kekuatan/berat yang sangat baik (tidak semua polimer), tahan karat, bersifat isolator dan perambatan panas yang lambat (low thermal conductivity). Karakter ini sangat ideal untuk banyak applikasi.

Namun dalam banyak applikasi kita juga menemui kendala yang membatasi pemanfaatan plastik antara lain : kekakuan/ kekuatan (modulus elastisitas) rendah dibanding metal dan keramik, temperature applikasi terbatas hanya 100-an ᵒC saja, bersifat viscoelastis sehingga memiliki keterbatasan untuk applikasi yang menahan beban berat. Untuk mengatasi keterbatasan properties plastik ini banyak bahan additives dan pengisi/ filler yang ditambahkan kedalam resin plastik sehingga dapat memperbaiki kearah sifat properties yang diinginkan.