BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Plastik merupakan salah satu bahan yang paling umum kita lihat dan gunakan. Bahan

plastik secara bertahap mulai menggantikan gelas, kayu dan logam. Hal ini disebabkan bahan

plastik mempunyai beberapa keunggulan, yaitu : ringan, kuat dan mudah dibentuk, anti karat

dan tahan terhadap bahan kimia, mempunyai sifat isolasi listrik yang tinggi, dapat dibuat

berwarna maupun transparan dan biaya proses yang lebih murah. Namun begitu daya guna

plastik juga terbatas karena kekuatannya yang rendah, tidak tahan panas mudah rusak pada

suhu yang rendah. Keanekaragaman jenis plastik memberikan banyak pilihan dalam

penggunaannya dan cara pembuatannya

Plastik adalah bahan sintesis yang dapat dibentuk dengan pemanasan dan dapat

diperkeras bergantung pada strukturnya. Pada teknik listrik, plastik mempunyai peran yang

penting, terutama sebagai bahan isolasi. Pada perkemabangan akhir-akhir ini, banyak kawat

atau kabel berisolasi plastik, misalnya: NYA, NYM, NYY; demikian pula perangkat listrik

lainnya.

Plastik dapat dikategorikan menjadi 2, yaitu: termoplastik dan termoseting. Perbedaan pokok

dari keduanya adalah bahan termoplastik dapat dilunakkan dengan pemanasan dan pada

proses pendinginan akan mengeras lagi. Sedangkan termoseting akan mengeras jika dipanasi

dan setelah itu tetap menjadi keras dan tidak dapat dibuat seperti semula. Bahan-bahan yang

termasuk termoplastik antara lain: polistiren, polietilen, nilon, pleksiglas, dan teflon. Bahan-

bahan yang tergolong termoseting antara lain: bakelit, karet, dan epoksi.

Secara umum bahan termoplastik tidak tahan terhadap suhu yang cukup tinggi, kecuali teflon.

Bahan ini kalau dipanasi pada suhu yang cukup tinggi akan meleleh. Bahan termoseting

umumnya tidak terbakar, tetapi pada suhu yang tinggi akan terjadi proses pengarangan dan

rontok.

Bahan Isolasi Plastik 1

B. Rumusan Masalah

Dalam makalah ini, ada beberapa rumusan masalah yang diangkat, yaitu:

1. Apakah yang dimaksud dengan bahan plastik?

2. Sebutkan jenis-jenis plastik dan penggunaannya?

3. Bagaimana peranan plastik sebagai isolator?

4. Bagaimana struktur dari bahan plastik yang berperan sebagai bahan isolasi?

5. Bagaimana proses pabrikasi atau manufaktur plastik?

6. Jelaskan proses pengujian bahan plastik, khususnya perangkat listrik?

7. Sebutkan jenis kabel listrik yang menggunakan isolasi plastik?

C. Tujuan

Makalah ini dibuat untuk mencapai beberapa tujuan yaitu:

1. Untuk mengetahui pengertian plastik dan seluk beluknya.

2. Untuk memberikan pengetahuan mengenai jenis-jenis plastik serta penggunaannya.

3. Untuk mengetahui peranan plastik sebagai bahan isolator.

4. Memberikan informasi mengenai struktur bahan plastik yang berperan sebagai bahan

isolasi.

5. Untuk memberikan informasi mengenai proses pabrikasi atau manufaktur plastik.

6. Sebagai sumber untuk mengetahui tentang proses pengujian bahan plastik, khususnya

perangkat listrik.

7. Untuk mengetahui jenis-jenis kabel listrik yang menggunakan isolasi plastik.

Bahan Isolasi Plastik 2

BAB II

PEMBAHASAN

1. PENGERTIAN PLASTIK

Istilah plastik mencakup produk polimerisasi sintetik atau semi-sintetik. Mereka

terbentuk dari kondensasi organik atau penambahan polimer dan bisa juga terdiri dari zat lain

untuk meningkatkan performa atau ekonomi. Ada beberapa polimer alami yang termasuk

plastik. Plastik dapt dibentuk menjadi film atau fiber sintetik. Nama ini berasal dari fakta

bahwa banyak dari mereka "malleable", memiliki properti keplastikan. Plastik didesain

dengan varias yang sangat banyak dalam properti yang dapat menoleransi panas, keras,

"reliency" dan lain-lain. Digabungkan dengan kemampuan adaptasinya, komposisi yang

umum dan beratnya yang ringan memastikan plastik digunakan hampir di seluruh bidang

industry, khususnya dalam hal ini dalam bidang isolasi listrik.

Pellet atau bijih plastik yang siap diproses lebih lanjut (injection molding, ekstrusi, dll)

Plastik dapat juga menuju ke setiap barang yang memiliki karakter yang deformasi

atau gagal karena shear stress- lihat keplastikan (fisika) dan ductile.

Bahan Isolasi Plastik 3

Plastik dapat dikategorisasikan dengan banyak cara tapi paling umum dengan melihat

tulang-belakang polimernya (vinyl{chloride}, polyethylene, acrylic, silicone, urethane, dll.).

Klasifikasi lainnya juga umum.

Plastik adalah polimer; rantai-panjang atom mengikat satu sama lain. Rantai ini

membentuk banyak unit molekul berulang, atau "monomer". Plastik yang umum terdiri dari

polimer karbon saja atau dengan oksigen, nitrogen, chlorine atau belerang di tulang belakang.

(beberapa minat komersial juga berdasar silikon). Tulang-belakang adalah bagian dari rantai

di jalur utama yang menghubungkan unit monomer menjadi kesatuan. Untuk mengeset

properti plastik grup molekuler berlainan "bergantung" dari tulang-belakang (biasanya

"digantung" sebagai bagian dari monomer sebelum menyambungkan monomer bersama

untuk membentuk rantai polimer). Pengesetan ini oleh grup "pendant" telah membuat plastik

menjadi bagian tak terpisahkan di kehidupan abad 21 dengan memperbaiki properti dari

polimer tersebut.

Pengembangan plastik berasal dari penggunaan material alami (seperti: permen karet,

"shellac") sampai ke material alami yang dimodifikasi secara kimia (seperti: karet alami,

"nitrocellulose") dan akhirnya ke molekul buatan-manusia (seperti: epoxy, polyvinyl

chloride, polyethylene).

2. SEJARAH PLASTIK

Plastik merupakan material yang baru secara luas dikembangkan dan digunakan sejak

abad ke-20 yang berkembang secara luar biasa penggunaannya dari hanya beberapa ratus ton

pada tahun 1930-an, menjadi 150 juta ton/tahun pada tahun 1990-an dan 220 juta ton/tahun

pada tahun 2005. Saat ini penggunaan material plastik di negara-negara Eropa Barat

mencapai 60kg/orang/tahun, di Amerika Serikat mencapai 80kg/orang/tahun, sementara di

India hanya 2kg/orang/tahun.

Bahan Isolasi Plastik 4

3. JENIS PLASTIK

Plastik dapat digolongkan atas beberapa jenis berdasarkan:

3.1.Sifat fisika

Plastik Termoplas Plastik termoset

Mudah diregangkan Keras dan rigid

Fleksibel Tidak fleksibel

Melunak jika panas Mengeras jika dipanaskan

Titik leleh rendah Tidak meleleh jika dipanaskan

Dapat dibentuk ulang Tidak dapat dibentuk ulang

A. TERMOPLASTIK.

Merupakan jenis plastik yang bisa didaur-ulang/dicetak lagi dengan proses pemanasan

ulang. Contoh: polietilen (PE), polistiren (PS), nilon, teflon, ABS, polyacetal,

polycarbonate(PC), PET, dan acrylic atau flexiglass.

1. Polietilen

Gambar bahan poletilen

Polietilena (disingkat PE) (IUPAC: Polietena) adalah termoplastik yang digunakan

secara luas oleh konsumen produk sebagai kantong plastik. Sekitar 60 juta ton plastik

ini diproduksi setiap tahunnya. Polietilena adalah polimer yang terdiri dari rantai

panjang monomer etilena (IUPAC: etena). Di industri polimer, polietilena ditulis

dengan singkatan PE, perlakuan yang sama yang dilakukan oleh Polistirena (PS) dan

Polipropilena (PP). Molekul etena C2H4 adalah CH2=CH2. Dua grup CH2 bersatu

Bahan Isolasi Plastik 5

dengan ikatan ganda. Polietilena dibentuk melalui proses polimerisasi dari etena.

Polietilena bisa diproduksi melalu proses polimerisasi radikal, polimerisasi adisi

anionik, polimerisasi ion koordinasi, atau polimerisasi adisi kationik. Setiap metode

menghasilkan tipe polietilena yang berbeda.

Sejarah:

Polietilena pertama kali disintesis oleh ahli kimia Jerman bernama Hans von

Pechmann yang melakukannya secara tidak sengaja pada tahun 1989 ketika sedang

memanaskan diazometana. Ketika koleganya, Eugen Bamberger dan Friedrich

Tschirner mencari tahu tentang substansi putih, berlilin, mereka mengetahui bahwa

yang ia buat mengandung rantai panjang -CH2- dan menamakannya polimetilena.

Kegiatan sintesis polietilena secara industri pertama kali dilakukan, lagi-lagi, secara

tidak sengaja, oleh Eric Fawcett dan Reginald Gibson pada tahun 1933 di fasilitas ICI

di Northwich, Inggris. Ketika memperlakukan campuran etilena dan benzaldehida pada

tekanan yang sangat tinggi, mereka mendapatkan substansi yang sama seperti yang

didapatkan oleh Pechmann. Reaksi diinisiasi oleh keberadaan oksigen dalam reaksi

sehingga sulit mereproduksinya pada saat itu. Namun, Michael Perrin, ahli kimia ICI

lainnya, berhasil mensintesisnya sesuai harapan pada tahun 1935, dan pada tahun 1939

industri LDPE pertama dimulai.

Klasifikasi:

Polietilena terdiri dari berbagai jenis berdasarkan kepadatan dan percabangan molekul.

Sifat mekanis dari polietilena bergantung pada tipe percabangan, struktur kristal, dan

berat molekulnya.

Polietilena bermassa molekul sangat tinggi (Ultra high molecular weight

polyethylene) (UHMWPE)

Polietilena bermassa molekul sangat rendah (Ultra low molecular weight

polyethylene) (ULMWPE atau PE-WAX)

Polietilena bermassa molekul tinggi (High molecular weight polyethylene) (HMWPE)

Polietilena berdensitas tinggi (High density polyethylene) (HDPE)

[[Polietilena cross-linked berdensitas tinggi]] (High density cross-linked polyethylene)

(HDXLPE)

Bahan Isolasi Plastik 6

[[Polietilena cross-linked]] (Cross-linked polyethylene) (PEX atau XLPE)

Polietilena berdensitas menengah (Medium density polyethylene) (MDPE)

Polietilena berdensitas rendah (Low density polyethylene) (LDPE)

Polietilena linier berdensitas rendah (Linear low density polyethylene) (LLDPE)

Polietilena berdensitas sangat rendah (Very low density polyethylene) (VLDPE)

UHMWPE adalah polietilena dengan massa molekul sangat tinggi, hingga jutaan.

Biasanya berkisar antara 3.1 hingga 5.67 juta. Tingginya massa molekul membuat

plastik ini sangat kuat, namun mengakibatkan pembentukan rantai panjang menjadi

struktur kristal tidak efisien dan memiliki kepadatan lebih rendah dari pada HDPE.

UHMWPE bisa dibuat dengan teknologi katalis, dan katalis Ziegler adalah yang

paling umum. Karena ketahanannya terhadap penyobekan dan pemotongan serta

bahan kimia, jenis plastik ini memiliki aplikasi yang luas. UHMWPE digunakan

sebagai onderdil mesin pembawa kaleng dan botol, bagian yang bergerak dari mesin

pemutar, roda gigi, penyambung, pelindung sisi luar, bahan anti peluru, dan sebagai

implan pengganti bagian pinggang dan lutut dalam operasi.

HDPE dicirikan dengan densitas yang melebihi atau sama dengan 0.941 g/cm3.

HDPE memiliki derajat rendah dalam percabangannya dan memiliki kekuatan antar

molekul yang sangat tinggi dan kekuatan tensil. HDPE bisa diproduksi dengan katalis

kromium/silika, katalis Ziegler-Natta, atau katalis metallocene. HDPE digunakan

sebagai bahan pembuat botol susu, botol/kemasan deterjen, kemasan margarin, pipa

air, dan tempat sampah.

PEX adalah polietilena dengan kepadatan menengah hingga tinggi yang memiliki

sambungan cross-link pada struktur polimernya. Sifat ketahanan terhadap temperatur

tingi meningkat seperti juga ketahanan terhadap bahan kimia.

MDPE dicirikan dengan densitas antara 0.926–0.940 g/cm3. MDPE bisa diproduksi

dengan katalis kromium/silika, katalis Ziegler-Natta, atau katalis metallocene. MDPE

memiliki ketahanan yang baik terhadap tekanan dan kejatuhan. MDPE biasa

digunakan pada pipa gas.

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

Bahan Isolasi Plastik 7

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.

LLDPE dicirikan dengan densitas antara 0.915–0.925 g/cm3. LLDPE adalah polimer

linier dengan percabangan rantai pendek dengan jumlah yang cukup signifikan.

Umumnya dibuat dengan kopolimerisasi etilena dengan rantai pendek alfa-olefin (1-

butena, 1-heksena, 1-oktena, dan sebagainya). LLDPE memiliki kekuatan tensil

yanglebih tinggi dari LDPE, dan memiliki ketahanan yang lebih tinggi terhadap

tekanan.

VLDPE dcirikan dengan densitas 0.880–0.915 g/cm3. VLDPE adalah polimer linier

dengan tingkat percabangan rantai pendek yang sangat tinggi. Umumnya dibuat

dengan kopolimerisasi etilena dengan rantai pendek alfa-olefin.

Sifat Fisik:

Melihat kristalinitas dan massa molekul, titik leleh, dan transisi gelas sulit melihat

sifat fisik polietilena. Temperatur titik tersebut sangat bervariasi bergantung pada tipe

polietilena. Pada tingkat komersil, polietilena berdensitas menengah dan tinggi, titik

lelehnya berkisar 120oC hingga 135oC. Titik leleh polietilena berdensitas rendah

berkisar 105oC hingga 115oC. Kebanyakan LDPE, MDPE, dan HDPE mempunyai

tingkat resistansi kimia yang sangat baikdan tidak larut pada temperatur ruang karena

sifat kristalinitas mereka. Polietilena umumnya bisa dilarutkan pada temperatur yang

tinggi dalam hidrokarbon aromatik seperti toluena atau xilena, atau larutan

terklorinasi seperti trikloroetana atau triklorobenzena.

Masalah Lingkungan:

Penggunaan polietilena yang sangat luas menjadi masalah lingkungan yang amat

serius. Polietilena dikategorikan sebagai sampah yang sulit didegradasi oleh alam,

membutuhkan waktu ratusan tahun bagi alam untuk mendegradasinya secara efisien.

Pada bulan Mei tahun 2008, Daniel Burd, remaja Kanada berusia 16 tahun,

memenangkan Canada-Wide Science Fair di Ottawa setelah menemukan

Sphingomonas, tipe bakteri yang mampu mendegradasi polietilena. Bersama bakteri

Pseudomonas, bakteri itu mampu mendegradasi lebih cepat.

Bahan Isolasi Plastik 8

2. Polistirena

Gambar bahan Polistiren

Polistiren adalah sebuah polimer dengan monomer stirena, sebuah hidrokarbon cair

yang dibuat secara komersial dari minyak bumi. Pada suhu ruangan, polistirena

biasanya bersifat termoplastik padat, dapat mencair pada suhu yang lebih tinggi.

Stirena tergolong senyawa aromatik.

Polistirena padat murni adalah sebuah plastik tak berwarna, keras dengan fleksibilitas

yang terbatas yang dapat dibentuk menjadi berbagai macam produk dengan detil yang

bagus. Penambahan karet pada saat polimerisasi dapat meningkatkan fleksibilitas dan

ketahanan kejut. Polistirena jenis ini dikenal dengan nama High Impact Polystyrene

(HIPS). Polistirena murni yang transparan bisa dibuat menjadi beraneka warna melalui

proses compounding. Polistirena banyak dipakai dalam produk-produk elektronik

sebagai casing, kabinet dan komponen-komponen lainya. Peralatan rumah tangga yang

terbuat dari polistirena, a.l: sapu, sisir, baskom, gantungan baju, ember.

Sejarah:

Polistirena pertama kali dibuat pada 1839 oleh Eduard Simon, seorang apoteker

Jerman. Ketika mengisolasi zat tersebut dari resin alami, dia tidak menyadari apa yang

dia telah temukan. Seorang kimiawan organik Jerman lainnya, Hermann Staudinger,

menyadari bahwa penemuan Simon terdiri dari rantai panjang molekul stirena, yang

adalah sebuah polimer plastik.

Bahan Isolasi Plastik 9

Karakteristik:

Stabilitas dimensi yang tinggi dan shrinkage yang rendah

Temperatur operasi maksimal < 90 °C

Tahan air, bahan kimia non-organik, alkohol

Rapuh ( perpanjangan 1-3%)

Tidak cocok untuk aplikasi luar ruangan

Mudah terbakar

Proses pembuatan:

Polistirena dapat dibentuk menjadi berbagai macam produk dengan cara:

Injection molding

Ekstrusi

3. Nilon

Nilon merupakan suatu keluarga polimer sintetik yang diciptakan pada 1935 oleh

Wallace Carothers di DuPont. Produk pertama adalah sikat gigi ber-bulu nilon (1938),

dilanjutkan dengan produk yang lebih dikenal: stoking untuk wanita pada 1940. Nilon

dibuat dari rangkaian unit yang ditautkan dengan ikatan peptida (ikatan amida) dan

sering diistilahkan dengan poliamida (PA). Nilon merupakan polimer pertama yang

sukses secara komersial, dan merupakan serat sintetik pertama yang dibuat seluruhnya

dari bahan anorganik: batu bara, air, dan udara. Elemen-elemen ini tersusun menjadi

Bahan Isolasi Plastik 10

monomer dengan berat molekular rendah, yang selanjutnya direaksikan untuk

membentuk rantai polimer panjang.

Nylon merupakan istilah yang digunakan terhadap poliamida yang mempunyai sifat-

sifat dapat dibentuk serat, film dan plastic. Struktur nylon ditunjukkan oleh gugus

amida yang berkaitan dengan unit hidrokarbon ulangan yang panjangnya berbeda-

beda dalam suatu polimer. Serat nilon sekarang dipergunakan untuk kain dan tali.

Nilon padat digunakan untuk bagian mekanik dan rekayasa.

Nilon merupakan nama generik bagi keluarga polimer buatan yang dikenali secara

generik sebagai poliamida dan pertama kali dihasilkan pada 28 Februari 1935 oleh

Wallace Carothers di DuPont. Nilon merupakan polimer paling biasa dan secara

teknikal dikenali sebagai benang buatan.

Nilon

Kepadatan 1.15 g/cm³

Pengaliran elektrik (σ) 10-12S/m

Pengaliran haba 0.25 W/(m·K)

Titik lebur 463 K-624 K

190°C-350°C

374°F-663°F

Sifat-sifat nylon :

1. Secara umum nylon bersifat keras, berwarna cream, sedikit tembus cahaya.

2. Berat molekul nylon bervariasi dari 11.000-34.000

3. Nylon merupakan polimer semi kristalin dengan titik leleh 350-570 oF. titik leleh

erat kaitannya dengan jumlah atom karbon. Jumlah atom karbon makin besar,

kosentrasi amida makin kecil, titik lelehnyapun menurun.

Bahan Isolasi Plastik 11

4. Sedikit higroskopis : oleh karena itu perlu dikeringkan sebelum dipakai, karena

sifat mekanis maupun elektriknya dipengaruhi juga oleh kelembaban relative dari

admosfir.

5. Tahan terhadap solvent organic seperti alcohol, eter, aseton, petroleum eter,

benzene, CCl4 maupun xylene.

6. Dapat bereaksi dengan phenol, formaldehida, alcohol, benzene panas dan

nitrobenzene panas.

7. Nylon relative tidak dipengaruhi oleh waktu simpan yang lama pada suhu kamar.

Tetapi pada suhu yang lebih tinggi akan teroksidasi menjadi berwarna kuning dan

rapuh. Demikian juga sinar matahari yang kuat akan kurang baik terhadap sifat

mekanikalnya.

8. Penambahan aditif dalam nylon dimaksud untuk memperbaiki sifat-sifat nylon.

Tehnik pengolahan nylon yang utama adalah cetak injeksi dan ekstrusi. Tehnik

lain seperti cetak tiup, rotational moulding, reaction injection moulding (RIM) .

Penggunaannya:

1. Industri listrik dan elektronika.

Nylon 6, baik yang diberi pengisi maupun tidak, mempunyai sifat-sifat yang

cocok untuk industri, elektronika maupun telekomunikasi, antara lain yaitu :

Tahan suhu tinggi pada pengoperasian yang kontinu.

Bersifat isolasi

Ketahanan pukulnya tinggi

2. Mobil

Nylon 6 dapat digunakan untuk membuat : pelampung tangki bahan baker, blok

bantalan, komponen motor, speedometer, gear, pengisi udara karburator, kerangka

kaca, penutup tangki bahan baker, reflector lampu depan, penutup stir, dop roda

mobil, dll.

3. Tekstil

Di industri tekstil, nylon 6 digunakan untuk membuat : bobbin (gelondong

benang), perkakas tenun, ring yang dapat dipindah-pindah, gear, dan lain-lain.

4. Peralatan rumah tangga

Nylon digunakan untuk furniture, peralatan dapur, folding door, komponen mesin

jahit, kancing, pegangan pisau, kerangka pencukur elektrik.

Bahan Isolasi Plastik 12

5. Mesin- mesin industri

Mesin- mesin yang dibuat dari nylon 6 antara lain : gear, bantalan (bearing),

pulley, impeller pompa motor, sprocket, rol, tabung, alat pengukur pada pompa

bensin.

6. Kemasan

Dapat digunakan untuk mengemas makanan seperti : ikan, daging, saus, keju,

coklat, kopi, dll.

Bentuk ikatan pada nylon:

4. Teflon

Teflon adalah nama merk dari sebuah compound polimer yang ditemukan oleh Roy J.

Plunkett (1910–1994) di DuPont pada 1938 dan diperkenalkan sebagai produk

komersial pada 1946. Dia merupakan sebuah fluoropolimer thermoplastik.

Teflon adalah polytetrafluoroethylene (PTFE), sebuah polimer ethylene fluorine.

F F

| |

-(C - C)-

| | n

F F

Teflon is also used as the trade name for a polymer with similar properties,

perfluoroalkoxy polymer resin (PFA):

F F F F

| | | |

Bahan Isolasi Plastik 13

-(C - C) - (C - C)-

| | m | | n

F F F O

|

F - C - F

|

F

PTFE memiliki koefisien gesek terendah dari bahan padat yang dikenal. Dia

digunakan sebagai pelapis tidak-lengket untuk panci dan peralatan masak lainnya.

PTFE sangat tidak-reaktif, dan sering digunakan dalam wadah dan pipa untuk bahan

kimia yang reaktif. Titik lelehnya bervariasi antara 260 °C (FEP) dan 327 °C (PTFE),

tergantung dari polimer Teflon tertentu.

Gore-Tex adalah sebuah bahan yang menggunakan membran teflon dengan pori-pori

mikro.

5. Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS)

Acrylonitrile butadiene styrene (akrilonitril butadiene stirena, ABS) termasuk

kelompok engineering thermoplastic yang berisi 3 monomer pembentuk. Akrilonitril

bersifat tahan terhadap bahan kimia dan stabil terhadap panas. Butadiene memberi

perbaikan terhadap sifat ketahanan pukul dan sifat liat (toughness). Sedangkan stirena

menjamin kekakuan (rigidity) dan mudah diproses. Beberapa grade ABS ada juga

yang mempunyai karakteristik yang berfariasi, dari kilap tinggi sampai rendah dan

dari yang mempunyai impact resistance tinggi sampai rendah. Berbagai sifat lebih

lanjut juga dapat diperoleh dengan penambahan aditif sehingga diperoleh grade ABS

yang bersifat menghambat nyala api, transparan, tahan panas tinggi, tahan terhadap

sinar UV, dll.

ABS mempunyai sifat-sifat :

tahan bahan kimia - biaya proses rendah

liat, keras, kaku - dapat direkatkan

tahan korosi - dapat dielektroplating

dapat didesain menjadi berbagai bentuk.

Bahan Isolasi Plastik 14

memberi kilap permukaan yang baik

ABS dapat diproses dengan tehnik cetak injeksi, ekstrusi, thermoforming, cetak

tiup, roto moulding dan cetak kompresi. ABS bersifat higroskopis, oleh karena itu

harus dikeringkan dulu sebelum proses pelelehan.

Penggunaannya :

1. Peralatan

Karena keunggulan sifat-sifatnya maka banyak digunakan membuat peralatan

seperti :hair dryer, korek api gas, telepon, intercom, body dan komponen mesin ketik

elektronik maupun mekanik, mesin hitung, dll.

2. Otomotif

Karena sifatnya yang ringan, tidak berkarat, tahan minyak bumi, maka ABS

digunakan untuk radiator grill, rumah-rumah lampu, emblem, horn grill, tempat kaca

spion, dll.

3. Barang-barang tahan lama :

ABS dengan grade tahan nyala api digunakan untuk cabinet TV, kotak

penutup video, dll.

Grade tahan pukul pada suhu rendah dan tahan fluorocarbon dapat digunakan

untuk pintu dan body kulkas.

Penggunaan lain : komponen AC, kotak kamera, dudukan kipas angina meja,

dll.

4. Bangunan dan perumahan :

Dudukan kloset, bak air, frame kaca, cabinet, kran air, gantungan handuk, saringan,

dll.

5. Elektroplated ABS :

Bahan Isolasi Plastik 15

Regulator knob, pegangan pintu kulkas, pegangan paying, spareparts kendaraan

bermotor, tutup botol, dll.

6. Polyacetal Atau Polyoxymethylene (POM)

Polyacetal (poliasetal) merupakan salah satu engineering plastic yang penting

yang banyak digunakan di bidang teletronik, bangunan dan sector alat-alat tehnik. Ada

2 tipe poliasetal yaitu homopolimer dan kopolimer. Asetal homopolimer merupakan

polimer kristalin yang dibuat dari formaldehida. Resin ini secara tehnis disebut

polioksi metilena (POM). Asetal homopolimer dapat dicampur daengan aditif seperti :

antioksidan, lubrikan, filler, pewarna, UV stabilizer, dll. Resin ini aslinya berwarna

putih buram. Sifat-sifat umum resin asetat adalah:

1. Strength

Tanpa adanya modifikasi, resin ini mempunyai kekuatan tarik, kekuatan kompresi

dan ketahanan gesek yang tinggi. Resin ini halus dan deformasinya rendah jika

diberi beban. Resin ini mempunyai batas lelah bengkukan (flexural fatique) yang

tinggi sehingga baik digunakan sebagai bahan baku pegas.

2. Toughness

Resin ini umumnya liat, tahan pukul meskipun pada suhu rendah, kemulurannya

pada suhu kamar mencapai 12% dan pada suhu yang lebih tinggi mencapai 18%.

3. Thermal

Titik leleh homopolimer asetal lebih rendah daripada engineering thermoplastic

lainnya.

4. Elektrikal

Sifat elektrikalnya dipengaruhi oleh kandungan uap air. Konstanta dielektrikalnya

bervariasi dari frekwensi 102-106 Hz, dan dielectric strength-nya tinggi.

5. Chemical

Tahan terhadap bermacam-macam pelarut, eter, minyak pelumas, minyak, bensin,

bahan baker dari methanol, dll.

6. Friksi/umur pakai

Sifat pakai dan friksi baik karena permukaannya lebih keras dan koefisien

gesekannya rendah.

7. Flameability

Bahan Isolasi Plastik 16

Resin asetal homopolimer ini merupakan material yang terbakar pelan-pelan dan

berasap sedikit.

8. Stabiliants dimensi

Karena asetal menyerap sangat sedikit uap air, maka perubahan dimensinya pun

sangat kecil.

7. Polycarbonate (PC)

Gambar bahan Polycarbonate

Polycarbonate (polikarbonat) merupakan engineering plastic yang dibuat dari reaksi

kondensasi bisphenol A dengan fosgen (phosgene) dalam media alkali. Polikarbonat

mempunyai sifat-sifat : jernih seperti air, impact strengthnya sangat bagus, ketahanan

terhadap pengaruh cuaca bagus, suhu penggunaannya tinggi, mudah diproses,

flameabilitasnya rendah. Untuk menghasilkan produk – produknya melalui proses

dengan tehnik pengolahan thermoplastic pada umumnya, yaitu: cetak injeksi, ekstruksi,

cetak tiup, dan structural foam moulding. Sheet polikarbonat dapat diproses dengan

tehnik thermoforming menggunakan tekanan maupun vakum. PC juga dapat dikenai

proses finishing meliputi pelarut dan adhesive bonding, pengecatan, printing, hot-

stamping, ultrasonic welding, dll.

Penggunaan PC di berbagai sektor sangat luas, antara lain:

1. Sektor otomotif. PC memberi performance tinggi pada lensa lampu depan/belakang.

PC ‘opaque grade’ digunakan untuk rumah lampu dan komponen elektrik. ‘Glass

reinforced grade’ digunakan untuk grill.

Bahan Isolasi Plastik 17

2. Sektor makanan, PC digunakan untuk tempat minuman, mangkuk pengolah

makanan, alat makan/minum, alat masak microvwave, dll, khususnya yang

memerlukan produk yang jernih.

3. Bidang medis : filter housing, tubing connector, peralatan operasi yang harus

disterilisasai.

4. Industri elektrikal. PC digunakan untuk membuat konektor, pemutus arus, tutup

baterai, ‘light concentrating panels’ untuk display kristal cair, dll

5. Alat/mesin bisnis. PC dapat digunakan untuk membuat : rumah dan komponen

bagian dalam dari printer, mesin fotokopi, konektor telepon, dll.

8. Polyethylene Perephtalate (PET)

Polyethylene terephtalate yang sering disebut PET dibuat dari glikol (EG) dan

terephtalic acid (TPA) atau dimetyl ester atau asam terepthalat (DMT)

Sifat-sifat PET :

PET merupakan keluarga polyester seperti halnya PC. Polymer PET dapat diberi

penguat fiber glass, atau filler mineral. PET film bersifat jernih, kuat, liat, dimensinya

stabil, tahan nyala api, tidak beracun, permeabilitas terhadap gas, aroma maupun air

rendah. PET engineer resin mempunyai kombinasi sifat-sifat: kekuatan (strength)-nya

tinggi, kaku (stiffness), dimensinya stabil, tahan bahan kimia dan panas, serta

mempunyai sifat elektrikal yang baik. PET memiliki daya serap uap air yang rendah,

demikian juga daya serap terhadap air. PET dapat diproses dengan proses ekstrusi pada

suhu tinggi 518-608OF, selain itu juga dapat diproses dengan tehnik cetak injeksi

maupun cetak tiup. Sebelum dicetak sebaiknya resin PET dikeringkan lebih dahulu

(maksimum kandungan uap air 0,02 %) untuk mencegah terjadinya proses hidrolisa

selama pencetakan. Penggunaan PET sangat luas antara lain : botol-botol untuk air

mineral, soft drink, kemasan sirup, saus, selai, minyak makan.

Bahan Isolasi Plastik 18

9. Acrylics atau Flexiglass

Gambar acrylics

Termasuk jenis thermoplastic plastik, sifatnya cukup kuat tahan impact, isolator listrik

yang baik, mudah diberi warna, tahan terhadap bahan kimia. Acrylics secara optic

paling transfaran dari semua jenis plastik dikenal dengan nama flexiglass atau Lucite

(kaca) dan keburukannya mudah tergores.

B. TERMOSET.

Merupakan jenis plastik yang tidak bisa didaur-ulang/dicetak lagi. Pemanasan ulang

akan menyebabkan kerusakan molekul-molekulnya. Contoh: bakelit, epoksi, melamin,

dan karet.

1. Bakelit

Bakelite adalah termoset plastik berdasarkan phenolic resin, yang dikembangkan

pada tahun 1905 oleh ahli kimia Belgia, Leo Hendrik Baekeland dan dinamai

menurut namanya. Der hitzestabile Phenoplast -Werkstoff Bakelit war der erste

industriell produzierte Kunststoff. Tahan panas fenol resin bahan Bakelite adalah

yang pertama diproduksi industri plastik.

Produksi:

Polycondensation hasil yang sesuai dengan reaksi berikut:

Bahan Isolasi Plastik 19

Fenol 2: Formaldehida 3: klorida asam, 4: Dimer

Struktur bakelit

Karakteristik:

Setelah pendinginan dan pengerasan plastik tahan terhadap dampak mekanis, panas

dan asam. Tidak seperti termoplastik Bakelite juga dapat rusak oleh pemanasan lagi.

Bakelite selalu gelap warna coklat menjadi hitam dan gelap dalam terang. Termasuk

dalam senyawa molding umumnya berbagai aditif seperti serbuk gergaji, hancur batu,

atau serat tekstil. Hal yang cukup menarik dari bakelit juga adalah sifatnya

dimana,Bakelite sangat tahan lama.

Kegunaan:

Bakelit banayak digunakan untuk pembuatan barang rumah tangga dan dapur

(pegangan untuk panci dan wajan dll,), perhiasan, fashion perhiasan, senjata

(perlengkapan, peralatan kantor, lampu - dan soket perumahan, bahan untuk model

kereta api dan umumnya digunakan sebagai bahan isolasi.

Bahan Isolasi Plastik 20

Fenol-formaldehida resin masih digunakan dalam aplikasi yang dibutuhkan mekanik

dan tahanan termal, kimia api resistensi dan perlawanan dari obligasi,contohnya

dalam menggiling roda, gesekan bahan, kertas saring, bahan tahan api, isolasi bahan,

kontrol mesin dan peresap peresap atau bahan kayu.

2. Epoksi

Epoxy atau polyepoxide adalah sebuah polimer epoxide thermosetting yang

bertambah bagus bila dicampur dengan sebuah agen katalis atau "pengeras".

Kebanyakan resin epoxy diproduksi dari reaksi antara epichlorohydrin dan bisphenol-

A. Percobaan komersial pertama untuk menyiapkan resin dari epichlorohydrin terjadi

pada 1927 di Amerika Serikat.

Epoksi adalah bahan yang terdiri dari dua komponen yaitu resin dan hardener, bila

dicampur dengan perbandingan yang tepat akan menghasilkan masa yang padat dan

dapat melekat dengan baik pada logam, kulit, kayu maupun beton.

Karakteristik epoksi:

Ringan dan tidak menimbulkan tegangan

Tahan bahan kimia/tahan korosi,

Tahan minyak,

Kuat tapi dapat dimesin dan dicat,

Mudah pemakaiannya dan tak perlu panas,

Kurang tahan temperatur tinggi,

Kurang tahan benturan.

Bahan Isolasi Plastik 21

Jenis epoksi ini dapat diperkuat dengan logam, keramik, bermacam-macam serat

sehingga jauh menguntungkan bila hanya menggunakan epoksi atau serat saja.

Kekerasan dan keuletan dapat ditentukan dengan mengatur perbandingan antara resin

dan hardener dan proses pengeringannya (dingin-panas), epoksi kebanyakan dipakai

untuk perbaikan peralatan dari logam, perawatan mesin, perekat bagi logam yang tidak

boleh dilas.

Keistimewaan lain yaitu mempunyai sifat susut muai yang sangat rendah, tahan

tekanan, erosi dan abrasi.

3. Melamin

Peralatan yang terbuat dari melamin

Melamine termasuk thermosetting plastik tahan panas, tahan air, tidak bereaksi

dengan bahan-bahan kimia merupakan isolator listrik yang baik. Banyak digunakan

untuk peralatan listrik dan tapleware (alat rumah tangga).

4. Karet

Lateks karet tengah disadap.

Bahan Isolasi Plastik 22

Karet adalah polimer hidrokarbon yang terkandung pada lateks beberapa jenis

tumbuhan. Sumber utama produksi karet dalam perdagangan internasional adalah para

atau Hevea brasiliensis (suku Euphorbiaceae). Beberapa tumbuhan lain juga

menghasilkan getah lateks dengan sifat yang sedikit berbeda dari karet, seperti

anggota suku ara-araan (misalnya beringin), sawo-sawoan (misalnya getah perca dan

sawo manila), Euphorbiaceae lainnya, serta dandelion. Pada masa Perang Dunia II,

sumber-sumber ini dipakai untuk mengisi kekosongan pasokan karet dari para.

Sekarang, getah perca dipakai dalam kedokteran (guttapercha), sedangkan lateks

sawo manila biasa dipakai untuk permen karet (chicle). Karet industri sekarang dapat

diproduksi secara sintetis dan menjadi saingan dalam industri perkaretan.

Biokimia

Karet adalah polimer dari satuan isoprena (politerpena) yang tersusun dari 5000

hingga 10.000 satuan dalam rantai tanpa cabang. Diduga kuat, tiga ikatan pertama

bersifat trans dan selanjutnya cis. Senyawa ini terkandung pada lateks pohon

penghasilnya. Pada suhu normal, karet tidak berbentuk (amorf). Pada suhu rendah ia

akan mengkristal. Dengan meningkatnya suhu, karet akan mengembang, searah

dengan sumbu panjangnya. Penurunan suhu akan mengembalikan keadaan

mengembang ini. Inilah al asan mengapa karet bersifat elastik.

Biosintesis

Lateks dibentuk pada permukaan benda-benda kecil (disebut "badan karet") berbentuk

bulat berukuran 5 nm sampai 5 μm yang banyak terdapat pada sitosol sel-sel

pembuluh lateks (modifikasi dari floem). Sebagai substratnya adalah isopentenil

difosfat (IPD) yang dihasilkan sel-sel pembuluh lateks. Dengan bantuan katalisis dari

prenil-transferase, pemanjangan terjadi pada permukaan badan karet yang membawa

suatu polipeptida berukuran 14kDa yang disebut "rubber elongation factor" (REF).

Sebagai bahan pembuatan starter, diperlukan pula 3,3—dimetilalil difosfat sebagai

substrat kedua. Suatu enzim isomerase diperlukan untuk tugas ini.

Bahan Isolasi Plastik 23

3.2. Kinerja dan penggunaanya

1) Plastik komoditas

Sifat mekanik tidak terlalu bagus

Tidak tahan panas.

Contohnya: PE, PS, ABS, PMMA, SAN

Aplikasi: barang-barang elektronik, pembungkus makanan, botol minuman

2) Plastik teknik

Tahan panas, temperatur operasi di atas 100 °C

Sifat mekanik bagus

Contohnya: PA, POM, PC, PBT

Aplikasi: komponen otomotif dan elektronik

3) Plastik teknik khusus

Temperatur operasi di atas 150 °C

Sifat mekanik sangat bagus (kekuatan tarik di atas 500 Kgf/cm²)

Contohnya: PSF, PES, PAI, PAR

Aplikasi: komponen pesawat

3.3. Berdasarkan jumlah rantai karbonnya

1. 1~ 4 Gas (LPG, LNG)

2. 5 ~ 11 Cair (bensin)

3. 9 ~ 16 Cairan dengan viskositas rendah

4. 16 ~ 25 Cairan dengan viskositas tinggi (oli, gemuk)

5. 25 ~ 30 Padat (parafin, lilin)

6. 1000 ~ 3000 Plastik (polistiren, polietilen, dll)

3.4. Berdasarkan sumbernya

1. Polimer alami : kayu, kulit binatang, kapas, karet alam, rambut

2. Polimer sintetis:

Tidak terdapat secara alami: nylon, poliester, polipropilen, polistiren

Bahan Isolasi Plastik 24

Terdapat di alam tetapi dibuat oleh proses buatan: karet sintetis

Polimer alami yang dimodifikasi: seluloid, cellophane (bahan dasarnya dari

selulosa tetapi telah mengalami modifikasi secara radikal sehingga kehilangan

sifat-sifat kimia dan fisika asalnya).

4. STRUKTUR PLASTIK

Mer adalah unit dasar dari molekul monomer. Monomer-monomer digabung menjadi

polimer. Proses terjadinya polimer disebut polimerisasi.. Polimerisasi ini dapat terjadi secara

alami maupun dibuat. Mer, monomer, dan polimer dinyatakan sebagai berikut:

H

C Mer

H

H H

C C Monomer

H H

H H H H H

C C C C C Polimer

Bahan Isolasi Plastik 25

H H H H H

Prinsip untuk mendapatkan polimer bahwa masing-masing atom karbon mempunyai 4

lengan, dimana masing-masing lengan mengikat atom H. Dalah hal ini, memungkinkan

mengganti salah satu atau beberapa atom hidrogen dengan chlor, fluor, benzena, seperti

ditunjukkan sebagai berikut:

Etilen vinyl Alkohol Stiren

Vinil Cholid

Untuk membentuk polimer dari monomer ada 3 cara, yaitu penambahan, kopolimerisasi, dan

kondensasi. Polimerisasi penambahan diperoleh dengan menggabungkan beberapa monomer yang

sama untuk mendapatkan polimer. Sebagai contoh, beberapa monomer vinil chlorid digabungkan

menjadi polivinil chlorid (PVC) sebagai berikkut:

Bahan Isolasi Plastik 26

Menjadi:

Kopolimerisasi adalah proses yang mengkombinasikan beberapa monomeryang berbeda

dengan menggunakan proses penambahan. Sebagai contoh, mengganti sebuah atom H pada

monomer etilen dengan asetat menjadiu vinil asetat.

Polimerisasi kondensasi diperoleh dari molekul-molekul dengan molekul yang rantainya

panjang dikombinasikan untuk membentuk rantai yang makin rumit dengan kompon yang

dimiliki atau dengan kompon lain. Pada polimerisasi ini terjadi residu (umumnya air). Hasil

dari polimerisasi kondensasi mungkin termoplastik atau mungkin termoseting. Sebagai

contoh hasil polimerisasi kondensasi adalah nilon dan bakelit.

5. PABRIKASI / PROSES MANUFAKTUR PLASTIK

Bahan pokok untuk membuat perangkat-perangkat plastik adalah serbuk cetak, yaitu

komponen plastik yang dimampatkan dengan tekanan tinggi untuk mendapatkan ukuran yang

dikehendaki.

Serbuk cetak terdiri dari beberapa bahan isi yang dapat diperoleh dengan 2 metode,

yaitu metode kering dan metode basah. Metode kering, yaitu dengan menggiling dan

mencampur bahan isi dengan bahan pengikat dalam keadaan padat. Sedangkan metode basah

atau disebut juga metode vernis, yaitu bahan isi pertama-tama diimpregnasi dengan larutan

pengikat hingga larut. Selanjutnya dipanasi hingga cairan pelarut menguap hingga akhirnya

menjadi serbuk. Pada proses basah, serbuk yang dihasilkan lebih homogen dibandinghkan

dengan proses kering. Untuk pembuatan perangkat dari plastik dapat digunakan cetakan

seperti terlihat pada gambar denga cara serbuk cetaknya dipanasi terlebih dahulu, setelah

dimasukkan kedalam cetakan ditekan dengan penekan cetak sesuai dengan bentuk yang

diperlukan.

Bahan Isolasi Plastik 27

Potongan sebuah cetakan tekan sederhana.

Untuk membuat serbuk cetak agar lebih mudah dalam penggunaanya, seringkali

serbuk tersebut dibuat semacam tablet kecil (bijih plastik). Agar kemudian tablet tersebut

tidak mengalami kesulitan dalam pencairannya, pembuatannya menggunakan tekanan rendah

karena seperti halnya serbuk cetak, tablet tersebut juga dipanasi sebelum dimasukkan

kedalam pencetak. Pemanasan ser buk cetak atau tablet menggunakan pemanas dengan

medan listrik yang menggunakan frekuensi tinggi, yaitu 5 hingga 50 MHz. Perangkat inti

yang digunakan untuk membuat pemanas frekuensi tinggi adalah oscilator frekuensi tinggi

dan sebuah kapasitor udara (dua lempengan dengan dielektrik udara) tersebut. Untuk

keamanan kerja, kapasitor tersebut diletakkan di dalam sebuah kotak yang pintunya saling

mengunci (interlock) dengan tegangan yang diberikan ke kapasitor.

Pada pemanasan dengan frekuensi tinggi, tablet dipanasi secara menyeluruh, bukan hanya

pada permukaannya saja (karena panasnya disebabkan oleh induksi). Untuk oscilator

frekuensi tinggi dengan daya 1 kW dapat memanasi 1 kg bahan hingga suhu 120O-130O C

dalam waktu kira-kira 2 menit.

Disamping cara tersebut, ada beberapa cara lain untuk membuat perangkat dari plastik, yaitu:

5.1. Metode Penekan / Injection Molding

Pada metode ini bahan plastik dipanskan dalam suatu wadah hingga meleleh, dengan

menggunakan suatu torak. Bahan yang sudah meleleh tersebut dikompresikan ke

Bahan Isolasi Plastik 28

dalam cetakan seperti ditunjukkan pada gambar. Cara yang ditunjukkan pada gambar

adalah untuk pabrikasi perngkat dari termoplastik dengan produktivitas tinggi.

Potongan sebuah mesin injektor

Jika metode ini digunakan pada termoseting, pada pencetaknya perlu diberi pemanas.

Untuk pabrikasi pipa, batang atau pengisolasian kawat digunakan ekstruder yang

menggunakan penekan jenis ulir seperti ditunjukkan pada gambar dibawah ini:

Potongan sebuah mesin ekstruder

Metode penekanan ini dikenal juga dengan nama, Injection molding

Meskipun banyak variasi dari proses dasar ini, 90 persen injection molding adalah

memproses material termoplastik. Injection molding mengambil porsi sepertiga dari

keseluruhan resin yang dikonsumsi dalam pemrosesan termoplastik. Sekarang ini bisa

dipastikan bahwa setiap kantor, kendaraan, rumah, pabrik terdapat barang-barang dari

plastik yang dibuat dengan cara injection molding, misalnya pesawat telepon, printer,

keyboard, mouse, rumah lampu mobil ,dashboard, reflektor, roda gigi, helm, televisi,

sisir, roda furnitur, telepon seluler, dan masih banyak lagi yang lain.

Bahan Isolasi Plastik 29

Sejarah

Mesin injection molding tercatat telah dipatenkan pertama kali pada tahun 1872 di

Amerika Serikat untuk memproses celluloid. Berikutnya pada tahun 1920-an di

Jerman mulai dikembangkan mesin injection molding namun masih dioperasikan

secara manual dimana pencekaman mold masih menggunakan tuas. Tahun 1930-an

ketika berbagai macam resin tersedia dikembangkan mesin injection molding yang

dioperasikan secara hidrolik. Pada era ini kebanyakan mesin injection moldingnya

masih bertipe single stage plunger. Pada tahun 1946 James Hendry membuat mesin

injection molding tipe single-stage reciprocating screw yang pertama. Mulai tahun

1950-an relay dan timer mulai digunakan untuk pengontrolan proses injeksi.

Mesin injection molding ukuran kecil, tampak hopper, nozzle dan clamping unit

Proses

Termoplastik dalam bentuk butiran atau bubuk ditampung dalam sebuah hopper

kemudian turun ke dalam barrel secara otomatis (karena gaya gravitasi) dimana ia

dilelehkan oleh pemanas yang terdapat di dinding barrel dan oleh gesekan akibat

perputaran sekrup injeksi. Plastik yang sudah meleleh diinjeksikan oleh sekrup injeksi

(yang juga berfungsi sebagai plunger) melalui nozzle ke dalam cetakan yang

didinginkan oleh air. Produk yang sudah dingin dan mengeras dikeluarkan dari

cetakan oleh pendorong hidrolik yang tertanam dalam rumah cetakan selanjutnya

diambil oleh manusia atau menggunakan robot. Pada saat proses pendinginan produk

secara bersamaan di dalam barrel terjadi proses pelelehan plastik sehingga begitu

produk dikeluarkan dari cetakan dan cetakan menutup, plastik leleh bisa langsung

diinjeksikan.

Bahan Isolasi Plastik 30

Jendela proses

Molding area diagram

Jendela proses atau juga disebut Molding Area Diagram adalah sebuah indikator

seberapa jauh kita bisa memvariasikan proses dan masih bisa membuat produk yang

memenuhi syarat. Idealnya jendela proses cukup lebar sehingga bisa mengakomodasi

variasi alami yang terjadi selama proses injeksi. Jika jendela proses terlalu sempit

maka ada risiko menghasilkan produk yang cacat akibat variasi proses injeksi berada

di luar jendela. Jendela proses berbeda-beda untuk tiap resin karena masing-masing

resin memiliki titik leleh (temperatur transisi gelas, Tg) yang berbeda-beda.

Jika temperatur proses terlalu rendah maka ada kemungkinan material tidak meleleh

dan jika meleleh maka viskositasnya sangat tinggi sehingga memerlukan tekanan

injeksi yang sangat tinggi. Jika tekanan injeksi terlalu tinggi maka akan menimbulkan

flash atau burr pada garis pemisah cetakan akibat gaya pencekaman lebih kecili dari

tekanan injeksi. Dan jika temperatur proses terlalu tinggi maka material akan

mengalami kerusakan atau terbakar.

Bahan Isolasi Plastik 31

Gas Assisted Injection Molding

Gas Assisted Injection Molding melibatkan penggunaan gas bertekanan tinggi dalam proses

injeksi. Ketika mold baru terisi sebagian material plastik leleh (1), gas bertekanan tinggi

diinjeksikan. Gas ini akan mendorong plastik leleh ke arah dinding-dinding cetakan (2).

Tekanan gas tetap dipertahankan untuk memberikan tekanan pemadatan sementara produk

mengalami pendinginan (3). Gas yang biasa dipakai adalah gas Nitrogen karena bersifat inert.

Keuntungan:

1. Leluasa dalam mendesain bentuk-bentuk produk berongga, berdinding tipis ataupun

tebal dan berbentuk batang atau pipa

2. Kekakuan produk lebih tinggi akibat adanya ruang kosong (momen inersia polar lebih

tinggi)

Bahan Isolasi Plastik 32

3. Memerlukan jumlah gate lebih sedikit sehingga mengurangi weldline

4. Tidak ada cacat sinkmark pada produk-produk yang tebal

5. Tekanan injeksi dan pemadatan yang lebih rendah

6. Distribusi tekanan pemadatan lebih merata

7. Siklus injeksi lebih cepat akibat waktu pendinginan yang lebih singkat.

8. Produk yang lebih ringan

Mesin injection molding

Komponen utama

1. Unit injeksi - bagian dari mesin injection molding yang berfungsi untuk melelehkan

material plastik, terdiri dari hopper, barrel dan screw.

2. Mold - bagian dari mesin injection molding dimana plastik leleh dicetak dan

didinginkan

3. Unit pencekam - bagian dari mesin injection yang berfungsi untuk mencekam mold

pada saat penginjeksian material ke dalam cetakan sekaligus menyediakan mekanisme

pengeluaran produk dari mold

Sebuah mold akan dipasang ke mesin injection molding

Jenis-jenis mesin injection molding

1. Berdasarkan metode pencekaman cetakan

1. pencekam toggle

2. pencekam hidrolik

2. Berdasarkan proses pelelehan bijih plastik

1. single-stage plunger

Bahan Isolasi Plastik 33

2. two-stage screw-plunger

3. single-stage reciprocating-screw

3. Berdasarkan tonase - Mesin injection molding dibedakan berdasarkan besarnya gaya

pencekaman maksimum yang bisa diberikan. Kisarannya mulai dari 5 ton untuk

menghasilkan produk seberat 10 gram sampai dengan 5000 ton untuk menghasilkan

produk seberat 50 kilogram.

Mesin injection molding 1300 ton dengan tambahan robot di bagian atas mesin untuk

pengambilan produk dari mold

5.2. Ekstrusi

Ekstrusi adalah proses untuk membuat benda dengan penampang tetap. Keuntungan

dari proses ekstrusi adalah bisa membuat benda dengan penampang yang rumit, bisa

memproses bahan yang rapuh karena pada proses ekstrusi hanya bekerja tegangan

tekan, sedangkan tegangan tarik tidak ada sama sekali.

Bijih plastik (pellet) yang dilelehkan oleh sekrup di dalam tabung yang berpemanas

secara kontinyu ditekan melalui sebuah orifice sehingga menghasilkan penampang

yang kontinyu.

Plastik - Khusus untuk ekstrusi plastik proses pemanasan dan pelunakan bahan baku terjadi di

dalam barrel akibat adaya pemanas dan gesekan antar material akibat putaran screw.

Variasi dari ekstrusi plastik

1. blown film

2. flat film and sheet

3. ekstrusi pipa

Bahan Isolasi Plastik 34

4. ekstrusi profil

5. pemintalan benang

6. pelapisan kabel

5.3. Thermoforming

Thermoforrming 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 thermoforming karena

pemanasan tidak bisa melunakkan termoset akibat rantai tulang belakang molekulnya

saling bersilangan. Contoh produk yang diproses secara thermoforming adalah

nampan biskuit dan es krim

Jenis-jenis thermoforming

Vacuum thermoforming

Pressure thermoforming

Mechanical thermoforming

5.4. Blow Molding

Blow molding adalah proses manufaktur plastik untuk membuat produk-produk

berongga (botol) dimana parison yang dihasilkan dari proses ekstrusi dikembangkan

dalam cetakan oleh tekanan gas. Pada dasarnya blow molding adalah pengembangan

dari proses ekstrusi pipa dengan penambahan mekanisme cetakan dan peniupan.

Bahan Isolasi Plastik 35

Proses

Parison diekstrusi dari atas ke bawah diantara rongga cetakan (mold)

Cetakan menutup sehingga parison terjepit oleh cetakan

Parison dikembangkan oleh gas bertekanan tinggi sehingga terdorong ke dinding

cetakan dan terbentuk sesuai dengan bentuk rongga cetakan

Produk didinginkan dan dikeluarkan dari cetakan

Dan cara-cara yang lainnya seperti:

Penuangan bahan plastik yang sudah dicairkan kedalam pencetak terbuka tanpa

tekanan.

Peniupan plastik cair seperti dilakukan pada pembuatan perangkat gelas yang

berongga.

Pelapisan logam baik secara penyemprotan cairan plastik ataupun pelapisan dengan

pemanasan hingga plastik lembek saja.

Pengerjaan perangkat plastik dengan menggunakan mesin, misalnya dengan mesin

bubut , mesin bor. Dalam hal ini, plastik dikerjakan pada kondisi dingin.

Bahan Isolasi Plastik 36

6. PROSES PENGUJIAN

Perangkat listrik yang menggunakan plastik sebagai komponennya, misalnya: saklar,

kotak kontak,; disamping diuji kemampuan kelistrikannya, juga perlu diuji kekuatan

mekaniknya. Dalam hal ini diuji kekuatan tumbukan atau kekuatan pukulannya dengan

martil atau pendulum, seperti ditunjukkan pada gambar berikut:

Keterangan: 1. Pendulum 3. Poros

2. Lekukan 4. Benda uji

Pendulum untuk pengujian kekuatan tumbukan

Cara pengujian adalah sebagai berikut :

Benda yang akan diuji dipasangkan pada 4 yang ukurannya tepat sama dengan lekukan 2

yang penampangnya berbentuk empat persegi panjang ukuran 10 X 15 mm dengan ketebalan

1 cm. Pendulum 1 ditempatkan pada posisi setinggi h1 cm dari pusat benda uji kemudian

dilepaskan. Karena berat pendulum G (kg) maka pendulum berayun menumbuk benda uji dan

gerakannya berlanjut hingga setinggi h2 cm (perhatikan gambar dengan garis putus-putus).

Dari pengujian tersebut kekuatan tumbukan (σt) adalah sama dengan energi yang digunakan

memecahkan bahan uji dibagi penampangnya(S), yaitu:

σt=G(h 1−h2)

Skg /cm

Bahan Isolasi Plastik 37

Pengujian ketahanan panas bahan plastik yang dilakukan Marten seperti ditunjukkan pada

gambar berikut:

Keterangan: 1. Skala 6. Pembeban

2. Termometer 7. Pemanas

3. Pemegang 8. Batang penunjuk

4. Benda kerja 9. Penunjuk

5. Pemegang 10.Penyangga

Pengukuran ketahanan panas menurut Marten

Ukuran benda yang diuji adalah 120 X 15 X 10 mm dipasangkan pada posisi seperti

tampak pada gambar. Dengan adanya panas dari pemanas 7 maka plastik akan menjadi lunak.

Karena adanya beban 6 maka akan terjadi pembengkokan (beban menyebabkan kekuatan

pembengkokan sebesar 50 kg/cm2). Makin lunak plastik yang diuji maka penunjuk 9 akan

makin turun. Selanjutnya suhu dinaikkan dari suhu asal yaitu 20oC sebesar 50oC setiap jam.

Ketahanan panas dinyatakan pada suhu setelah jarum turun sekitar 6mm dari penunjukan

semula yaitu ketika suhunya 20oC.

Saklar dan kotak kontak merupakan perangkat listrik yang komponennya terbuat dari

plastik dan melewati proses pengujian sebelum digunakan untuk mengetahui kwalitasnya.

Bahan Isolasi Plastik 38

Peralatan listrik yang komponennya terbuat dari plastik

7. ISOLASI MIKALEKS

Mikaleks adalah bahan plastik yang termasuk isolasi kelas c mempunyai bahan pengikat kaca

dan bahan pengisi serbuk mika. Mikaleks dipres pada suhu yang agak tinggi yaitu sekitar

600O C dengan tekanan 500 hingga 700 kg/cm2

Mikaleks dapat digunakan untuk pabrikasi perangkat yang bagian dalamnya perlu

disisipi logam atau untuk membuat lembaran-lembaran atau batang-batang yang akan

dikerjakan dengan dibor atau digergaji. Mikaleks mempunyai sifat isolasi yang baik,

ketahanan panasnya tinggi, demikian pula ketahanannya terhadap uap.

Mikaleks berwarna agak abu-abu, keras, massa jenisnya 3 g/cm3. Menurut percobaan

Marten, ketahanan panasnya sekitar 450OC. Kekuatan tariknya 300 hingga 400 kg/cm2,

kekuatan tekannya 2500 hingga 3000 kg/cm2, kekuatan tumbukannya 2 hingga 3 kg/cm.

Resistivitas mikaleks pada suhu 1000oC adalah kurang dari 10-12 U.cm, permitivitasnya (ε)

sekitar 7,5 tegangan tembus 15 kV/mm.

Mikaleks tahan terhadap pengaruh minyak tanah dan macam-macam larutan organik,

tetapi sensitif terhadap asam pekat dan larutan alkali. Kelemahannya adalah karena mikaleks

menyerap air selama 24 jam tan δ-nya akan berubah dengan tajam.

Akhir-akhir ini mikaleks digunakan untuk membuat mika sintetis, fluoroflogopit pada

pabrikasi di samping mika alami. Hasilnya, ketahanan panas dan ketahanan radiasinya

meningkat.

Bahan Isolasi Plastik 39

8. ISOLASI KARET

Penggunaan karet sebagai bahan isolasi khususnya untuk isolasi kawat dan kabel

masih banyak, antara lain: SiA, SiAF, N4GA, N4GAF, HO5, RRF, HO7, RNF. Karet alam

maupun karet sintetis adalah polimer yang mempunyai elastisitas pemuluran yang tinggi.

Karet alam adalah substansi yang diperoleh dari getah karet (Hevea Brasiliensis). Getah karet

mengandung lateks. Dengan menggunakan penguapan pada lateks, maka air yang terkandung

akan hilang dan dengan penambahan asam didapatkan karet alam.

Karet alam adalah polimer dari hidrokarbon isopren C5H8 yang mempunyai struktur

molekul sebagai berikut:

CH2 C = CH CH2 C = CH CH2

CH3 CH3

Pemakaian karet alam relatif terbatas karena kepekaannya terhadap oksidasi dan

resistansinya teerhadap suhu adalah rendah dan pada pemakaian dalam waktu yang lama akan

retak-retak dan mudah putus. Untuk menaikkan kemampuannya, maka karet alam perlu

divulkanisasi, yaitu dengan memanasi dan menambahkan sulfur pada karet alam tersebut.

Dengan menambahkan sulfur 1% hingga 3% akan membuat karet menjadi lunak dan sangat

elastis. Sedangkan jika ditambahkan sekitar 25% sulfur maka karet akan menjadi keras. Di

samping itu, perlu bahan pengisi seperti kapur dan serbuk mika. Sedangkan sebagai pelunak

untuk memperbaiki sifat karet adalah menggunakan asam stirik, parafin, vaselin, atau

bitumen. Untuk bahan penguat digunakan seng, kaolin atau karbon.

Kemampuan isolasi karet mentah murni adalah lebih tinggi dibanding dengan karet

yang sudah divulkanisasi. Resisitivitas karet berkisar antara 1014 hingga 1015 U.cm tan δ pada

frekuensi 50 Hz berkisar antara 0,01 hingga 0,03 dan permitivitas (ε) adalah 2,5 hingga 5.

1. Karet Butadin

Karet butadin adalah karet komersial yang mempunyai struktur molekul:

CH2 CH = CH CH2

Diperoleh dari polimerisasi gas butadin hidrokarbon:

Bahan Isolasi Plastik 40

H2C = CH CH = CH2

Sifat kelistrikan karet butadin adalah baik dan digunakan untuk isolasi penghantar

(kawat maupun kabel) pada tegangan rendah. Namun jika diproses lagi dengan

kompon khusus yaitu tahan ozon, maka karet ini dapat digunakan pada tegangan

menengah. Suhu kerja maksimum karet butadin adalah 60OC. Jika karet butadin

dipolimerisasi dengan stiren, maka didapat karet butadin stiren yang lebih tahan lama

di dalam pemakaiannya dibanding karet butadin biasa.

2. Karet Butil

Karet butil mempunyai struktur molekul sebagai berikut:

CH3 CH3

C CH2 C CH2 CH2 C = CH CH2

CH3 CH3 CH3

Karet ini mempunyai sifat isolasi yang baik didapat dari isobutilen H2CC(CH3)2

dengan isopren atau butadin. Penggunaannya adalah sebagai isolasi pada jaringan

tegangan menengah, kabel tanah, kabel penghubung peralatan yang tercelup air.

3. Karet Polichloropren

Karet ini didapat melalui polimerisasi chloropren:

CH2 = C – CH = CH2

Cl

Karet ini mempunyai struktur molekul :

CH2 CH CH = CH

Cl

Karet polichloropren mempunyai resistivitas rendah, tan δ danε yang tinggi.

Mempunyai ketahanan terhadap kikisan dan tidak menjalarkan api. Penggunaannya

adalah untuk isolasi kabel-kabel tambang, kabel pada instalasi pemurnian minyak,

kabel las, isolasi penghantar pesawat terbang.

Bahan Isolasi Plastik 41

4. Karet Silikon

Salah satu dari beberapa jenis karet silikon adalah karet polimetilsilosen dengan

struktur molekul:

CH3 CH3

O Si O Si

CH3 CH3

Untuk suhu kamar, kemampuan isolasinya setaraf dengan jenis karet komersial

lainnya. Tetapi pada suhu tinggi (kemampuan kerjanya hingga 150OC) kemampuan

isolasinya jauh lebih tinggi dibanding karet lainnya.

Beberapa sifatnya adalah kekuatan mekanisnya rendah, tidak tahan terhadap bahan

pelarut. Penggunaannya antara lain: kabel untuk alat-alat pemanas, kabel penghubung

lampu busur, penyekat kapasitor dengan dielektrik cair, penyekat pada trafo minyak.

Dari semua jenis karet komersial di atas dilihat dari sifat mekanisnya dapat dibedakan

menjadi 2 kelompok, yaitu: karet dengan kekuatan tarik cukup tinggi walaupun tanpa

bahan pengisi dan karet yang kekuatan tariknya tinggi jika diberi bahan pengisi atau

divulkanisasi dengan termoseting.

9. KABEL-KABEL YANG BERISOLASI PLASTIK

Gambar kabel berisolasi plastik

Bahan Isolasi Plastik 42

1. NYA

Kabel NYA adalah kabel yang berinti tunggal, berlapis bahan isolasi PVC, untuk instalasi

luar/kabel udara. Kode warna isolasi ada warna merah, kuning, biru dan hitam. Kabel tipe

ini umum dipergunakan di perumahan karena harganya yang relatif murah. Lapisan

isolasinya hanya 1 lapis sehingga mudah cacat, tidak tahan air (NYA adalah tipe kabel

udara) dan mudah digigit tikus.

kabel NYA

Agar aman memakai kabel tipe ini, kabel harus dipasang dalam pipa/conduit jenis PVC

atau saluran tertutup. Sehingga tidak mudah menjadi sasaran gigitan tikus, dan apabila ada

isolasi yang terkelupas tidak tersentuh langsung oleh orang.

2. NYM

Kabel NYM memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna putih atau abu-abu), ada

yang berinti 2, 3 atau 4. Kabel NYM memiliki lapisan isolasi dua lapis, sehingga tingkat

keamanannya lebih baik dari kabel NYA (harganya lebih mahal dari NYA). Kabel ini

dapat dipergunakan dilingkungan yang kering dan basah, namun tidak boleh ditanam.

kabel NYM

Bahan Isolasi Plastik 43

3. NYY

Kabel NYY memiliki lapisan isolasi PVC (biasanya warna hitam), ada yang berinti 2, 3

atau Kabel NYY dieprgunakan untuk instalasi tertanam (kabel tanah), dan memiliki

lapisan isolasi yang lebih kuat dari kabel NYM (harganya lebih mahal dari NYM). Kabel

NYY memiliki isolasi yang terbuat dari bahan yang tidak disukai tikus.

kabel NYY

Bahan Isolasi Plastik 44

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Plastik adalah bahan sintesis yang dapat dibentuk dengan pemanasan dan dapat

diperkeras bergantung pada strukturnya.

2. Plastik banyak digunakan sebagai bahan isolasi dalam perlatan maupun komponen

listrik.

3. Ada dua jenis kategori plastik, yaitu termoplastik dan termoseting. Perbedaannya

adalah, bahan termoplastik dapat dilunakkan dengan pemanasan dan pada proses

pendinginan akan mengeras lagi. Sedangkan termoseting akan mengeras jika dipanasi

dan setelah itu tetap menjadi keras dan tidak dapat dibuat seperti semula.

4. Contoh termoplastik adalah polietilen (PE), polistiren (PS), nilon, teflon, ABS,

polyacetal, polycarbonate(PC), PET, dan acrylic atau flexiglass. Contoh termoset

adalah bakelit, epoksi, melamin, dan karet.

5. Proses pabrikasi atau manufaktur plastik antara lain; Injection molding, Ekstrusi,

Thermoforming, Blow molding, dan lain-lain.

6. Perangkat atau komponen listrik yang terbuat dari plastik misalnya saklar, dan kotak

kontak, disamping diuji kemampuan kelistrikannya, juga perlu diuji kekuatan

mekaniknya.

7. Kabel listrik yang menggunakan plastik sebagai isolasinya antara lain; kabel NYY,

NYA, NYM.

B. Saran

1. Agar tugas pembuatan makalah atau paper seperti ini dilakukan secara berkelanjutan

untuk menjadi latihan dan langkah awal bagi para mahasiswa dalam mengerjakan

tugas akhir (TA) nantinya.

2. Kepada para pembaca agar menjadikan makalah seperti ini sebagai sumber

pengetahuan dan inspirasi untuk menciptakan karya dan inovasi yang lebih baik dan

kreatif.

3. Agar dengan materi yang dibahas dalam makalah ini dapat dijadikan literatur dan

sumber pengetahuan khususnya dalam materi kimia dan bahan listrik.

Bahan Isolasi Plastik 45

DAFTAR PUSTAKA

1. Budiman, Masgunarto, Diktat Bahan – Bahan Listrik, Jakarta: STT - PLN.

2. Muhaimin, Bahan – Bahan Listrik, 2007.

3. (en) Harper, Charles A. (2003). "Plastics Materials and Processes: A Concise

Encyclopedia". John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0-471-45603-9.

4. Donald V Rosato, Dominick V Rosato. 1995. Injection Molding Handbook:

Chapman and Hall. New York.

5. Ronald . J. Baird. 1986. Industrial Plastik. The Goodheart :Willcox Company: Inc.

New York.

Bahan Isolasi Plastik 46