IDENTIFIKASI DAN SIFAT REOLOGI PLASTIK (PLS)

MODUL PRAKTIKUM LABORATORIUM INSTRUKSIONAL TEKNIK KIMIA

IDENTIFIKASI DAN SIFAT REOLOGI PLASTIK (PLS) Disusun oleh: Paul Victor Dr. Akhmad Zainal Abidin Dr. Ardiyan Harimawan

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2014

Laboratorium Instruksional Teknik Kimia

Identifikasi dan Sifat Reologi Plastik

DAFTAR ISI DAFTAR ISI.............................................................................................................................. 2 DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................. 3 DAFTAR TABEL ...................................................................................................................... 4 BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................................... 5 BAB II TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN................................................................. 7 2.1.

Tujuan Percobaan ........................................................................................................ 7

2.2.

Sasaran Percobaan ....................................................................................................... 7

BAB III RANCANGAN PERCOBAAN .................................................................................. 8 3.1.

Perangkat dan Alat Ukur ............................................................................................. 8

3.2.

Bahan ........................................................................................................................... 8

3.3.

Skema Alat ................................................................ Error! Bookmark not defined.

BAB IV PROSEDUR KERJA ................................................................................................... 9 4.1.

Identifikasi Jenis Plastik .............................................................................................. 9

4.2.

Penentuan Sifat Reologi Plastik ................................................................................ 10

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................................. 13 LAMPIRAN A TABEL DATA MENTAH ............................................................................. 14 LAMPIRAN B PROSEDUR PERHITUNGAN ...................................................................... 16 LAMPIRAN C SPESIFIKASI LITERATUR ......................................................................... 17

PLS

2



DAFTAR GAMBAR No table of contents entries found.

PLS

3



DAFTAR TABEL Tabel A.1. Identifikasi jenis plastik ......................................................................................... 14

PLS

4



1. BAB I PENDAHULUAN Dalam kehidupan sehari-hari, plastik sudah menjadi barang yang tak asing lagi untuk dipakai, namun pascapenggunaan plastik inilah yang belum dikelola dengan benar, sehingga menimbulkan dampak yang berbahaya. Karena begitu banyaknya sampah plastik, dilakukanlah daur ulang plastik berdasarkan jenis bahan yang digunakan sebagai salah satu bentuk penanggulangan. Proses daur ulang ini menggunakan identifikasi sampah plastik, sehingga sampah plastik dapat dikelompokkan menurut jenisnya untuk mempermudah proses daur ulang.

Secara umum, terdapat 7 kelompok plastik yang dikategorikan sebagai berikut (Blandina dan Victor, 2013): Tabel 1 Jenis-jenis plastik Kode Resin

Nama PETE

1

(Polyethylene Terephthalate)

Formula ~[CO(CH2)4COOCH2CH2O]n~

HDPE 2

(High Density

–(CH2-CH2)n–

Polyethylene) PVC 3

(Polyvinyl

–(CH2-CHCl)n–

Chloride) LDPE 4

(Low Density

–(CH2-CH2)n–

Polyethylene)

5

PP (Polypropylene)

–[CH2CH(CH3)]n–

Sifat

Penggunaan

Kuat, tahan pelarut, dapat digunakan

Botol minuman, insulasi

untuk membawa gas atau larutan,

bangunan, bantal dan sleeping

o

melunak pada temperatur 80 C

bag.

Kaku sampai semi-fleksibel, tahan

Botol susu, tempat es krim,

bahan kimia, padat, opak, transparan,

botol shampo, botol deterjen,

o

melunak pada temperatur 75 C, mudah

ember, pipa, pagar, dan bin

diwarnai, diproses, dan dibentuk.

pengomposan.

Kuat, keras, melunak pada temperatur

Wadah kosmetik, pipa, kabel,

o

80 C

dan sepatu.

Lembut, padatan yang lunak, mudah

Plastik film pembungkus,

tergores, melunak pada temperatur

kantong plastik, botol yang

70oC

dapat diremukkan.

Keras tetapi tetap fleksible, melunak o

pada temperatur 140 C, serba guna

Kotak makanan, sedotan, pipa, bin, kotak aki mobil, furnitur taman

6

PS

–[CH2-

(Polystyrene)

CH(C6H5)]n–

Seperti gelas, kaku, opak, dapat

Wadah gelas dan makanan

dipengaruhi lemak, asam, dan pelarut,

sekali pakai, komponen

tetapi tahan alkali, melunak pada

benda-benda putih, insulasi

o

temperatur 95 C

PLS

bangunan dan makanan

5



Tipe plastik kode 7

Other

ISO Contoh : ABS, PC, Nylon

Semua resin dan multi material termasuk ke dalamnya.

Peralatan masak, automotif,

Sifat bergantung pada plastik atau

elektronik, botol pendingin,

kombinasi plastik

Berdasarkan sifat aliran bahan, fluida dapat dibagi menjadi fluida Newtonian dan nonNewtonian. Suatu fluida dikatakan sebagai fluida non-Newtonian jika fluida tersebut mengalami perubahan viskositas ketika terdapat gaya yang bekerja pada fluida tersebut, selain pengaruh dari tekanan dan temperatur. Laju deformasi konstan yang dikenakan pada fluida dapat menyebabkan viskositas fluida non-Newtonian meningkat ataupun berkurang, dan jika efek ini bersifat sementara (viskositasnya kembali kepada nilai semula setelah sistem direlaksasikan cukup lama tanpa gaya deformasi), peristiwa ini disebut rheopexy (viskositas meningkat seiring berjalannya waktu deformasi) atau thixotropy (viskositas menurun seiring berjalannya waktu deformasi) (Rodriguez, 1983).

Sifat-sifat rheologi didefinisikan sebagai sifat mekanik yang menghasilkan deformasi dan aliran bahan yang disebabkan karena adanya stress. Suatu fluida akan mengalir jika diberikan tekanan yang cukup untuk melawan hambatan aliran (viskositas). Melt Flow Rate Spread tidak

hanya

mengindikasikan

thermal

instability,

tetapi

juga

digunakan

untuk

mengindikasikan signifikansi nilai Melt Flow Rate.

PLS

6



2. BAB II TUJUAN DAN SASARAN PERCOBAAN 2.1.

Tujuan Percobaan

Praktikum ini dilakukan dengan tujuan untuk mengidentifikasi jenis-jenis plastik, serta mempelajari karakteristik reologinya.

2.2.

Sasaran Percobaan

Dari praktikum ini praktikan diharapkan dapat:

PLS



Memahami cara mengidentifikasi plastik



Menentukan jenis plastik dari sample yang diberikan



Memahami sifat reologi fluida



Menentukan melt flow index dari sample plastik yang diberikan

7



BAB III RANCANGAN PERCOBAAN 3.1.

Perangkat dan Alat Ukur

Perangkat dan alat ukur yang digunakan pada percobaan ini adalah: a) Satu set peralatan Melt Flow Indexer b) Neraca/timbangan c) Sumbat tabung reaksi d) Tabung reaksi e) Batang pengaduk f) Pembakar Bunsen g) Beaker glass 50 dan 250 mL h) Penjepit tabung reaksi

3.2.

Bahan

Bahan yang diperlukan pada percobaan ini adalah: a) Air keran b) Copper wire c) Isopropyl alcohol solution d) Aseton e) Corn oil

PLS

8



BAB IV PROSEDUR KERJA Berikut merupakan langkah kerja praktikum modul Identifikasi dan Sifat Reologi Plastik. 4.1.

Identifikasi Jenis Plastik Water Test

Sinks

Floats

Green Flame

Copper Wire Test

Alcohol Test

PVC

Orange Flame

Floats

Reaction

Acetone Test

PS

No Reaction

Sinks

HDPE

Oil Test

Sinks

Floats

LDPE

PP Heat Test

No Reaction

PLS

PETE

9


4.2.


Penentuan Sifat Reologi Plastik

4.2.1. Kalibrasi Termometer Temperatur yang ditunjukkan pada layar dikalibrasi dengan thermometer raksa pada rentang tertentu. Mulai

MFI dinyalakan pada rentang temperatur yang sesuai dengan rentang termometer

Masukkan termometer sleeve ke dalam barrel; pastikan mengenai die plate

Tidak

Adust perbedaan temperatur sesuai dengan hasil kalibrasi

Periksa bacaan temperatur

Ya

Selesai

Selesai

4.2.2. Pre-Heat Timer Operation To start the pre-heat timer, turn the left hand switch to ON position, the alarm will sound immediately. Set the thumbwheel switches to the required pre-heat time (normal pre-heat time is 6 minutes: 1 minute charging time and 5 minutes pre-heating time), and raise the right hand switch to load the indicated time into the timer controller. Depressing the right hand switch initiates the timer from zero.

PLS

10



4.2.3. Cut-Off Timer Operation To start the cut-off timer turn the left hand switch to the ON position. The alarm will sound immediately. Set the thumbwheel switches to the required cut-off time, and raise the right hand switch to load the indicated time into the time controller. Depressing the right hand switch will initiate the timer from the required time decreasing to zero. On reaching zero, the timer will reset to the indicated time and sound a continuous alarm for approximately 3 seconds.

PLS

11



4.2.4. Main Test Start

Allow the barrel temperature to reach set point and stabilise for at least half an hour

Insert the die into the barrel

Charge the cylinder with the test sample, introducing it in experiments and tamping down each increment with the charging tool to exclude as much air as possible

Complete the charging operation in less than one minute

Insert the piston into the barrel and place the piston support sleeve, so that the piston is supported by the sleeve acting on the rim, with the base of the sleeve square on the barrel. Two sleeves are provided, the longer for MFRs greater than one and the shorter for MFRs less than one.

Place the appropriate weight on the piston and manually force the test material through the die until the top of the sleeve prevents further travel of the piston into the barrel.

When the pre-heat time elapses, remove the sleeve to start the test.

Watch the progress of the piston down the barrel. As soon as the lower circumferential ring on the piston enters the barrel, cut-off and discard the extrudate and at the same time start timing the extrusion.

Cut-off and retain, in order, specimens of the extrudate at a succession of identical time intervals. (see Table 3)

On the completion of the test and after all subsequent tests, clean the piston, die and barrel.

End

PLS

12



DAFTAR PUSTAKA Abidin, Akhmad Zainal; 2011; Reologi Lelehan Polimer; Bahan Kuliah TK5018; Institut Teknologi Bandung Abidin, Akhmad Zainal; 2012; Reologi Praktis; Bahan Kuliah; Institut Teknologi Bandung Blandina, Felicia; Victor, Paul; 2013; Produksi BBM dari Sampah Plastik; Laporan Penelitian; Institut Teknologi Bandung Katz, David A.; 1998; Identification of Polymers; US Rodriguez, Ferdinand; 1983; Principles of Polymer Systems 2nd edition; Singapore: McGraw –Hill

PLS

13



LAMPIRAN A TABEL DATA MENTAH Contoh tabel pengamatan yang digunakan pada percobaan adalah sebagai berikut.

CONTOH Tabel A.1. Identifikasi jenis plastik

Jenis Test

PLS

Pengamatan

Keterangan

14



Tabel 2 Melt Flow Index

Sample

PLS

Menit ke-

Massa Extrudate (gram)

Temperatur Berat Beban (oC) (kg)

15



LAMPIRAN B PROSEDUR PERHITUNGAN Weight each cut-off in the order of the extrusion. Discard any that have obvious air bubbles in them. Calculate the average weight of the extrudate samples to three significant figures. Calculate the MFR from the equation: 10𝑊 𝑀𝐹𝑅 = 𝑇 where MFR is Melt Flow Rate in grams per 10 minutes, W is the average exrudate sample weight, T is the extrusion time per sample in minutes. If the sample was thermally unstable during the test, the successive extrudate samples will have a continually changing weight. Some materials cross-link, forming high molecular weight groupings and others degrade due to chain scission. With cross linking the MFR tends to become lower and the extrudate samples lighter. The MFR spread is simply the range of extrudate sample weights expressed as a percentage of the average and calculated from this equation: (𝑀𝑎𝑥 𝑊𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡 − 𝑀𝑖𝑛 𝑊𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡) × 100 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑀𝐹𝑅 𝑆𝑝𝑟𝑒𝑎𝑑 = 𝐴𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒 𝑊𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡

PLS

𝐿𝑜𝑤𝑒𝑟 𝑀𝐹𝑅 𝑆𝑝𝑟𝑒𝑎𝑑 =

(𝐴𝑣𝑒 𝑊𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡 − 𝑀𝑖𝑛 𝑊𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡) × 100 𝐴𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒 𝑊𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡

𝑈𝑝𝑝𝑒𝑟 𝑀𝐹𝑅 𝑆𝑝𝑟𝑒𝑎𝑑 =

(𝑀𝑎𝑥 𝑊𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡 − 𝐴𝑣𝑒 𝑊𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡) × 100 𝐴𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒 𝑊𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡

16



LAMPIRAN C SPESIFIKASI LITERATUR Tabel 3 Basis of the expected MFR of the sample

Melt Flow Rate

Sample Mass (grams)

Cut-off Interval (seconds)

0.1 - 0.5

4–5

240

0.5 – 1.0

4–5

120

1.0 – 3.5

4–5

60

3.5 – 10

6–8

30

10 – 25

6–8

10 – 15

(grams/10 minutes)

PLS

17

IDENTIFIKASI DAN SIFAT REOLOGI PLASTIK (PLS)

Recommend Documents