DAFTAR ISI

Halaman Judul................................................................................................................ i

Lembar Pengesahan........................................................................................................ ii

Kata Pengantar................................................................................................................ iii

Daftar Isi.......................................................................................................................... vi

Daftar Gambar *............................................................................................................. vii

Daftar Tabel *.................................................................................................................. viii

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang...................................................................................................... 1

1.2. Tujuan................................................................................................................... 1

1.3. Batasan Masalah................................................................................................... 1

1.4. Sistematika Penulisan Laporan ............................................................................ 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Polimer .................................................................................................................. 3

II.2 Termoplastik.......................................................................................................... 3

II.3 Low Density Polyethylene (LDPE) ...................................................................... 4

II.4 Extrusion ............................................................................................................... 5

II.5 Blow Molding.......................................................................................................... 5

II.6 Blow Molding.......................................................................................................... 6

II.7 Thermoforming....................................................................................................... 7

BAB III METODOLOGI

III.1 Diagram Alir Praktikum....................................................................................... 8

III.2 Alat dan Bahan..................................................................................................... 8

III.3 Prosedur Percobaan.............................................................................................. 9

BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

IV.1 Analisa Data......................................................................................................... 10

IV.2 Pembahasan ........................................................................................................ 11

BAB V KESIMPULAN

DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR TABEL

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Polimer dibedakan menjadi dua jenis, yaitu termoplastik dan termoset. Perbedaan ini

berdasarkan jenis ikatan pembentuk polimer tersebut. Termoplastik memiliki ikatan jenis

linear atau branch, sedangkan termoset memiliki struktur ikatan network atau crosslinked.

Perbedaan ini juga menyebabkan polimerisasi keduanya juga berbeda. Bahan termoplastik

tidak mengalami polimerisasi dalam pemanasan dan pembentukannya, sehingga tidak

membentuk bahan yang keras. Polimer termoplastik dapat dipanaskan berulang-ulang,

berbeda dengan termoset yang hanya bisa sekali dipanaskan, kemudian ketika didinginkan

membentuk benda keras yang lebih kuat dari termoplastik. Pembentukan termoset juga

memerlukan pemanasan dan penekanan.

Ada berbagai macam proses manufaktur dari benda-benda yang terbuat dari material

polimer. Berbagai proses itu antara lain adalah extrusion, injection molding, casting, hot

compression molding. Semua proses tersebut memiliki kekurangan dan kelebihan dalam

proses pembentukan polimer. Berdasarkan latar belakang ini, maka dilakukanlah praktikum

manufaktur polimer untuk mengetahui salah satu proses manufaktur polimer termoplastik

yang mudah dilaksanakan, yaitu hot compression molding.

I.2 Tujuan

Tujuan dari praktikum ini adalah untuk:

1. Mengetahui secara garis besar proses manufaktur material polimer termoplastik.

2. Mengetahui sifat mekanik dari LDPE

I.3 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam praktikum ini adalah:

1. Waktu holding time selama 30 menit

2. Temperature yang digunakan adalah temperature melting LDPE, yaitu 120 C

I.4 Sistematika Penulisan Laporan

Laporan ini berisikan:

Pendahuluan – berisikan latar belakang, tujuan, dan batasan masalah pada praktikum polimer

Tinjauan Pustaka – berisikan studi literature dari sumber-sumber yang memiliki sangkut paut

dengan praktikum polimer

Metode Penelitian – berisikan prosedur atau langkah-langkah yang dilakukan dalam

praktikum demi tercapainya tujuan

Analisa data dan pembahasan – berisikan hasil praktikum yang didiskusikan dan

dibandingkan dengan studi literature.

Kesimpulan – berisikan hasil akhir praktikum

Daftar pustaka

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Polimer

Polimer berasal dari bahasa Yunani, yaitu poly berarti banyak dan meros berarti

bagian atau unit. Polimer didefinisikan sebagai suatu senyawa yang terdiri atas pengulangan

unit kecil atau sederhana yang terikat dengan ikatan kovalen. Struktur unit ulang biasanya

hampir sama dengan senyawa awal pembentuk polimer yang disebut monomer (Billmayer

1984). Panjang rantai polimer dihitung berdasarkan jumlah satuan unit ulang yang terdapat

dalam rantai yang disebut derajat polimerisasi (DP) (Cowd 1991).

II.2 Termoplastik

Termoplastik adalah polimer linear dengan hubung-silang atau percabangan yang,

kalaupun ada, hanya sedikit. Oleh karena itu material inni menjadi lunak pada suhu di atas

normal. Dengan meningkatnya suhu, molekul dapat merespon tekanan dengan meluncur

saling melewati satu sama lain. Kebanyakan dari senyawa vinil bersifat linear dan termasuk

dalam kategori ini. Dengan sendirinya, agar plastisitas bisa efektif, suhu harus berada diatas

suhu transisi-gelas, Tg. Selain itu, suhu kerja normal harus berada dalam rentang suhu dimana

bentuk plastic tetap tidak berubah. ( L H Van Vlack, 1989)

II.3 Low Density Polyethylene (LDPE)

Low-density polyethylene (LDPE) adalah salah satu termoplastik yang paling penting,

Low- density polyethylene adalah sebagian kristal padat dengan tingkat kristalinitas dalam

kisaran 50-60 % yang mengarah ke beberapa sifat seperti opacity , kekakuan ( stiffness) , tarik

kekuatan, kekuatan sobek , dan ketahanan kimia ( Billmeyer , 1971) . Namun, penggunaannya

dalam pencampuran dengan polimer lain telahterbatas karena tidak adanya gugus polar dan

kurang situs reaktif pada LDPE. modifikasi kimia melalui fungsionalisasi atau okulasi

mengarah ke pengenalan kelompok polar ke rantai utama polimer sebagai menyatukan

independen atau rantai pendek bercabang melalui reaksi radikal bebas yang diprakarsai oleh

organic peroksida untuk menghasilkan situs reaktif pada rantai polimer. Cara lain untuk

meningkatkan adhesi , compatibilization , sifat keterbasahan LDPE adalah modifikasi dalam

massal dengan penambahan sejumlah kecil polimer polar atau aditif berat molekul rendah.

LDPE dicirikan dengan densitas 0.910–0.940 g/cm3. LDPE memiliki derajat tinggi

terhadap percabangan rantai panjang dan pendek, yang berarti tidak akan berubah menjadi

struktur kristal. Ini juga mengindikasikan bahwa LDPE memiliki kekuatan antar molekul

yang rendah. Ini mengakibatkan LDPE memiliki kekuatan tensil yang rendah. LDPE

diproduksi dengan polimerisasi radikal bebas.

Gambar 1. Struktur Polyethylene

Sifat mekanis jenis plastik LDPE adalah:

1. Kuat2. Agak tembus cahaya3. Fleksibel 4. Permukaan agak berlemak5. Pada suhu di bawah 60oC sangat resisten terhadap senyawa kimia6. Daya proteksi terhadap uap air tergolong baik, akan tetapi kurang baik bagi gas-gas

yang lain seperti oksigen7. Plastik ini dapat didaur ulang, baik untuk barang-barang yang memerlukan

fleksibilitas tetapi kuat, 8. Memiliki resistensi yang baik terhadap reaksi kimia9. Sulit dihancurkan, tetapi tetap baik untuk tempat makanan karena sulit bereaksi secara

kimiawi dengan makanan yang dikemas dengan bahan ini

II.4 Extrusion

Merupakan proses manufaktur kontinu yang digunakan untuk mencetak produk yang

panjang dengan penampang yang tetap. Teknik ini dapat digunakan untuk memproses

sebagian besar polimer termoplastik dan beberapa jenis polimer termoset.

Karakteristik yang biasanya digunakan untuk membedakan proses ekstrusi dengan

injection molding adalah viskositas atau kekentalan lelehan plastik pada temperatur proses

normal.

Proses ekstrusi adalah pencetakan dari termoplastik kental, prosesnya hampir sama

seperti ekstrusi pada logam. Mekanikal screw dilewati material sebagai bahan baku atau pelet,

yang berturut-turut dimampatkan, dilelehkan, dan dibentuk dibentuk menjadi fluida kental.

Ekstrusi mengalirkan lelehan polimer dan mendorongnya ke lubang cetakan. Proses

solidifikasi pada ekstrusi dipercepat oleh blower, semprotan air, atau dicelup. Teknik tersebut

biasanya digunakan untuk memproduksi benda yang panjang yang memiliki penampang

melintang yang konstan. Contohnya: filamen, kawat, tubes, hose channels, dan lembaran.

Gambar 2. Skema proses Extrusion

(Sumber : Intoduction to material science and engineering, hal. 614)

II.5 Blow Molding

Proses blow-molding dalam pembuatan wadah plastik sama dengan penggunannya

pada blowing botol kaca. Yang pertama, parison atau selang tipis berbentuk panjang.Ketika

masih pada bagian semi leleh, parison ditempatkan pada dua bagian cetakan sesuai yang

diinginkan.Bagian yang lubang dibentuk dengan meniupkan udara atau uap dan menekannya

pada parison, memaksa dinding selang untuk menyesuaikan diri dengan bentuk

cetakan.Temperatur dan viskositas harus diatur dengan hati-hati (Callister, 2007).

Gambar 3. Skema proses Blow Molding

(Sumber : Fundamentals of modern manufacturing, hal. 299)

II.6 Injection Molding

Dapat dianalogikan dengan die casting pada logam. Injection molding banyak

digunakan untuk pembuatan material termoplastik. Pellet atau granule dimasukkan ke dalam

silinder panas, kemudian di dorong ke heating zone menggunakan hydraulic plunger. Sebagai

hasilnya, material termoplastik meleleh membentuk cairan yang kental. Selanjutnya, lelehan

plastik didorong oleh pergerakan ram, melewati nozzle dan menuju ke cetakan. Proses ini

biasa digunakan untuk material seperti polyurethane.

Gambar 4. Skema proses Injection Molding

(Sumber : Intoduction to material science and engineering, hal. 613)

II.7 Thermoforming

Thermoforming adalah proses pembentukan lembaran plastik termoset dengan cara

pemanasan kemudian diikuti pembentukan dengan cara pengisapan atau penekanan ke

rongga mold. Plastik termoset tidak bisa diproses secara pembentukan termal karena

pemanasan tidak bisa melunakkan termoset akibat rantai tulang belakang molekulnya saling

bersilangan. Contoh produk yang diproses secara pembentukan termal adalah nampan biskuit

dan es krim.

Gambar 5. Skema Proses Thermoforming

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

III. 1 Diagram Alir Praktikum

menganalisa hasil cetakan

mengeluarkan hasil cetakan

memberikan tekanan pada cetakan

mengisi cetakan dengan pellet LDPE

menyetting alat sesuai dengan Tm LDPE

meletakkan cetakan pada alat

mengkalibrasi alat (hot compression molding)

mempersiapkan alat dan bahan

III.2 Alat dan Bahan

Peralatan dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah:

1. LDPE (Low Density Poly Ethilene)

2. Hot compression molding

3. Sendok

4. Sarung tangan

5. Pelat aluminium

6. Stopwatch

III.3 Prosedur Percobaan

1. Menyiapkan alat dan bahan

2. Mengkalibrasi alat hot compression molding

3. Mengambil pellet LDPE secukupnya

4. Meletakkan cetakan ke alat hot compression molding

5. Meletakkan LDPE ke dalam cetakan dan menekannya dengan sendok agar tidak ada

void

6. Menutup cetakan dan memberikan tekanan pada cetakan

7. Setelah 20 menit, membuka cetakan dan melihat apakah ada bagian yang cekung.

Apabila ada, menambahkan LDPE ke bagian tersebut dan meratakannya dengan

sendok

8. Menutup kembali cetakan dan memberikan tekanan pada cetakan, lalu ditunggu

hingga 30 menit.

9. Membuka cetakan dan mengeluarkan hasil produk

10. Menganalisa hasil produk

BAB IV

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

IV.1 Analisa Data

Berdasarkan hasil percobaan, maka didapatkan data:

1. Temperatur melting dari LDPE adalah 120 C

2. Tekanan yang bisa diaplikasikan dalam proses manufaktur LDPE menggunakan hot

compression molding adalah 50 Kg/cm2,temperatur yang di atur pada alat ada 200 ° C

3. Sifat-sifat dari Low Density Poly Ethilene

Tabel 4.1 Sifat Mekanik LDPE

Elongation at break (%) 515

Hardness (shore D) 55

Izod Impact strength ( ft-lbs/in) No break

Tensile modulus (GPa) 41.615

Yield Point (psi) 1.363

Flexural Modulus (psi) 28.565

Tensile Break (psi) 1.943

Tabel 4.2 Sifat Fisik LDPE

Density ( g cm-3 ) 0.92

Flammability HB

Limiting oxygen index (%) 17

Radiation resistance Fair

Refractive index 1.51

Resistance to ultra violet Poor

Water absorption – over 24

hours (%)< 0.015

Tabel 4.3 Sifat Thermal LDPE

IV.2 Pembahasan

Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui secara garis besar proses manufaktur dari

LDPE. LDPE adalah Low Density Poly Ethilene, merupakan salah satu jenis polimer

termoplastik, sehingga dapat didaur ulang dan dipanaskan berkali-kali. LDPE sangat banyak

digunakan dalam kehidupan sehari-hari. LDPE memiliki densitas yang lebih ringan daripada

HDPE. LDPE dibuat dengan pressure yang sangat tinggi menggunakan free radical initiator,

dan merupakan polimer yang memiliki derajat polimerisasi tipe branch yang tinggi. Secara

deskriptif, LDPE memiliki struktur semi-kristalin (sekitar 50% kristalin), berwarna keputih-

putihan, semi-opaque, merupakan termoplastik yang lembut, fleksibel, dan tangguh, bahkan di

temperature rendah sekalipun. Memiliki sifat elektrik yang cukup baik, namun sangat lemah

pada ketahanan thermal. LDPE dapat kita jumpai dalam aplikasi container, packaging, atau

sebagai insulasi komponen listrik.

Ada berbagai macam proses manufaktur polimer, salah satunya adalah hot

compression molding. Alat dan bahan yang harus disiapkan dalam proses manufaktur ini

adalah LDPE secukupnya, sendok, alat hot compression molding, cetakan, sarung tangan, dan

pelat aluminium. Setelah itu yang harus dilakukan adalah mengkalibrasi alat hot compression

molding tersebut. Berdasarkan perbedaan temperature termokopel dengan temperatur alat

press, terdapat perbedaan sebanyak 80 C, sehingga dengan titik melting LDPE sebesar 120 C,

harus ditambahkan 80 C, sehingga alat hot compression molding harus disetting dengan

temperature 209 C, dengan tambahan 9 C, agar temperature tidak terlalu turun apabila

termokopel berhenti memanaskan.

Setelah kalibrasi selesai dilakukan, maka cetakan bisa diletakkan kea lat hot

compression molding. Cetakan diisi dengan pellet LDPE dan ditekan tekan dengan ujung

sendok. Pengisian pellet hanya sampai seluruh cetakan tersisi saja, karena ditakutkan LDPE

akan meluber keluar ketika meleleh. Penekanan dengan sendok dimaksudkan untuk

menghindari adanya celah udara (void) di dalam produk. Setelah semua cetakan terisi maka

cetakan bisa ditutup dengan pelat aluminium dan dilakukan penekanan terhadap cetakan. Hot

compression molding mendistribusikan panas dari atas dan dari bawah cetakan melalui punch.

Melt Point (F) 230 F

Heat deflection

264 psi

66 psi

98 F

110 F

Setelah 20 menit, LDPE akan menyatu satu dengan yang lain dan tidak dapat dipisahkan,

warnanya tetap putih dan sedikit lengket. Kemudian cetakan dibuka dan dilihat apakah ada

bagian yang cekung. Bagian yang cekung menandakan daerah tersebut kekurangan pellet

polimer, sehingga harus ditambahi pellet supaya penuh. Setelah itu ditutup lagi dengan pelat

dan diberi tekanan. Setelah 40 menit, maka cetakan sudah bisa dibuka dan didinginkan di

udara bebas, dan hasil produk bisa dikeluarkan dan dianalisa.

Hasil produk yang terjadi memiliki beberapa void di dalamnya berupa ruang kosong

berisi udara. Hal ini menandakan penekanan menggunakan sendok di awal belum maksimal,

sehingga tidak semua rongga cetakan terisi. Untuk menghindari itu, seharusnya pada

penambahan pellet yang kedua juga ditambahi penekanan dengan sendok, hal ini untuk

mengetahui apakah masih ada ruang kosong dalam cetakan.

BAB V

KESIMPULAN

Telah dihasilkan produk dari bahan Low Density Poly Ethylene dari alat hot

compression molding. Produk memiliki beberapa cacat void di dalamnya, hal ini dikarenakan

kurangnya pellet untuk mengisi rongga cetakan polimer.

Sifat mekanik LDPE adalah

Elongation at break (%) 515

Hardness (shore D) 55

Izod Impact strength ( ft-lbs/in) No break

Tensile modulus (GPa) 41.615

Yield Point (psi) 1.363

Flexural Modulus (psi) 28.565

Tensile Break (psi) 1.943

Sifat thermal LDPE adalah

Melt Point (F) 230 F

DAFTAR PUSTAKA

INTERNET

https://www.plasticsintl.com/datasheets/LDPE.pdf

http://www.goodfellow.com/E/Polyethylene-Low-Density.html

JURNAL

Arabian jurnal of chemistry, may 2011,pages 1-2, Reactive melt blending of low-density polyethylene with poly (acrylic acid),dedicated to Tahseen A. Saki