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
PLS 2
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
Laboratorium Instruksional Teknik Kimia Identifikasi dan Sifat Reologi Plastik
PLS 3
DAFTAR GAMBAR
No table of contents entries found.
Laboratorium Instruksional Teknik Kimia Identifikasi dan Sifat Reologi Plastik
PLS 4
DAFTAR TABEL
Tabel A.1. Identifikasi jenis plastik ......................................................................................... 14
Laboratorium Instruksional Teknik Kimia Identifikasi dan Sifat Reologi Plastik
PLS 5
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 Formula Sifat Penggunaan
1
PETE
(Polyethylene
Terephthalate)
~[CO(CH2)4CO-
OCH2CH2O]n~
Kuat, tahan pelarut, dapat digunakan
untuk membawa gas atau larutan,
melunak pada temperatur 80oC
Botol minuman, insulasi
bangunan, bantal dan sleeping
bag.
2
HDPE
(High Density
Polyethylene)
–(CH2-CH2)n–
Kaku sampai semi-fleksibel, tahan
bahan kimia, padat, opak, transparan,
melunak pada temperatur 75 oC, mudah
diwarnai, diproses, dan dibentuk.
Botol susu, tempat es krim,
botol shampo, botol deterjen,
ember, pipa, pagar, dan bin
pengomposan.
3
PVC
(Polyvinyl
Chloride)
–(CH2-CHCl)n– Kuat, keras, melunak pada temperatur
80oC
Wadah kosmetik, pipa, kabel,
dan sepatu.
4
LDPE
(Low Density
Polyethylene)
–(CH2-CH2)n–
Lembut, padatan yang lunak, mudah
tergores, melunak pada temperatur
70oC
Plastik film pembungkus,
kantong plastik, botol yang
dapat diremukkan.
5 PP
(Polypropylene)
–[CH2-
CH(CH3)]n–
Keras tetapi tetap fleksible, melunak
pada temperatur 140oC, serba guna
Kotak makanan, sedotan, pipa,
bin, kotak aki mobil, furnitur
taman
6 PS
(Polystyrene)
–[CH2-
CH(C6H5)]n–
Seperti gelas, kaku, opak, dapat
dipengaruhi lemak, asam, dan pelarut,
tetapi tahan alkali, melunak pada
temperatur 95 oC
Wadah gelas dan makanan
sekali pakai, komponen
benda-benda putih, insulasi
bangunan dan makanan
Laboratorium Instruksional Teknik Kimia Identifikasi dan Sifat Reologi Plastik
PLS 6
7 Other
Tipe plastik kode
ISO
Contoh :
ABS, PC, Nylon
Semua resin dan multi material
termasuk ke dalamnya.
Sifat bergantung pada plastik atau
kombinasi plastik
Peralatan masak, automotif,
elektronik, botol pendingin,
Berdasarkan sifat aliran bahan, fluida dapat dibagi menjadi fluida Newtonian dan non-
Newtonian. 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.
Laboratorium Instruksional Teknik Kimia Identifikasi dan Sifat Reologi Plastik
PLS 7
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:
Memahami cara mengidentifikasi plastik
Menentukan jenis plastik dari sample yang diberikan
Memahami sifat reologi fluida
Menentukan melt flow index dari sample plastik yang diberikan
Laboratorium Instruksional Teknik Kimia Identifikasi dan Sifat Reologi Plastik
PLS 8
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
Laboratorium Instruksional Teknik Kimia Identifikasi dan Sifat Reologi Plastik
PLS 9
BAB IV
PROSEDUR KERJA
Berikut merupakan langkah kerja praktikum modul Identifikasi dan Sifat Reologi Plastik.
4.1. Identifikasi Jenis Plastik
Water Test
Sinks Floats
Copper Wire Test
Alcohol TestGreen Flame
Orange Flame
Sinks
Floats
Acetone Test
No Reaction
Reaction
Heat Test
No Reaction
PVC
PS
PETE
HDPE
Oil Test
Floats
Sinks
LDPE
PP
Laboratorium Instruksional Teknik Kimia Identifikasi dan Sifat Reologi Plastik
PLS 10
4.2. Penentuan Sifat Reologi Plastik
4.2.1. Kalibrasi Termometer
Temperatur yang ditunjukkan pada layar dikalibrasi dengan thermometer raksa pada rentang
tertentu.
Mulai
Masukkan termometer sleeve
ke dalam barrel; pastikan mengenai
die plate
Periksa bacaan temperatur
MFI dinyalakan pada rentang
temperatur yang sesuai dengan
rentang termometer
Ya
Selesai
Tidak
Adust perbedaan temperatur sesuai
dengan hasil kalibrasi
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.
Laboratorium Instruksional Teknik Kimia Identifikasi dan Sifat Reologi Plastik
PLS 11
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.
Laboratorium Instruksional Teknik Kimia Identifikasi dan Sifat Reologi Plastik
PLS 12
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
Laboratorium Instruksional Teknik Kimia Identifikasi dan Sifat Reologi Plastik
PLS 13
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
Laboratorium Instruksional Teknik Kimia Identifikasi dan Sifat Reologi Plastik
PLS 14
LAMPIRAN A
TABEL DATA MENTAH
Contoh tabel pengamatan yang digunakan pada percobaan adalah sebagai berikut.
CONTOH
Tabel A.1. Identifikasi jenis plastik
Jenis Test Pengamatan Keterangan
Laboratorium Instruksional Teknik Kimia Identifikasi dan Sifat Reologi Plastik
PLS 15
Tabel 2 Melt Flow Index
Sample Menit ke- Massa Extrudate
(gram)
Temperatur
(oC)
Berat Beban
(kg)
Laboratorium Instruksional Teknik Kimia Identifikasi dan Sifat Reologi Plastik
PLS 16
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:
𝑀𝐹𝑅 =10𝑊
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:
𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑀𝐹𝑅 𝑆𝑝𝑟𝑒𝑎𝑑 =(𝑀𝑎𝑥 𝑊𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡 − 𝑀𝑖𝑛 𝑊𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡) × 100
𝐴𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒 𝑊𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡
𝐿𝑜𝑤𝑒𝑟 𝑀𝐹𝑅 𝑆𝑝𝑟𝑒𝑎𝑑 = (𝐴𝑣𝑒 𝑊𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡 − 𝑀𝑖𝑛 𝑊𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡) × 100
𝐴𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒 𝑊𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡
𝑈𝑝𝑝𝑒𝑟 𝑀𝐹𝑅 𝑆𝑝𝑟𝑒𝑎𝑑 = (𝑀𝑎𝑥 𝑊𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡 − 𝐴𝑣𝑒 𝑊𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡) × 100
𝐴𝑣𝑒𝑟𝑎𝑔𝑒 𝑊𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡
Laboratorium Instruksional Teknik Kimia Identifikasi dan Sifat Reologi Plastik
PLS 17
LAMPIRAN C
SPESIFIKASI LITERATUR
Tabel 3 Basis of the expected MFR of the sample
Melt Flow Rate
(grams/10 minutes) 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